TW202012917A - 異物檢查裝置、曝光裝置及物品製造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種相對於檢查對象物的平坦度的下降而言強健的異物檢查裝置。檢查物體的被檢查面上的異物的異物檢查裝置具有:投光部,其向前述被檢查面投射檢查光;以及受光部,其接受由於通過前述投光部投射前述檢查光而產生的來自前述異物的散射光;前述異物檢查裝置以前述投光部的光軸與前述受光部的光軸相交的點位於從前述被檢查面可取的高度範圍偏移的位置的方式配置了前述投光部和前述受光部。
Description
本發明涉及異物檢查裝置、曝光裝置及物品製造方法。
近年來,擔心由於用於曝光裝置的遮罩的大型化導致遮罩因自重而撓曲從而像性能劣化。於是已知一種曝光裝置,通過平面玻璃將遮罩的上側封閉來構成密閉室,檢測遮罩下表面的撓曲,基於其檢測結果調整密閉室的壓力從而校正遮罩的撓曲。
另外,已知一種檢查物體的被檢查面上的異物的異物檢查裝置(例如專利文獻1)。在關於具有上述那樣的結構的曝光裝置進行異物檢查的情況下,不僅遮罩,上述平面玻璃也可以成為檢查的對象。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2012-032252號公報
[發明所要解決的問題]
但是該平面玻璃一般形成得比遮罩薄,這樣的話預計平面玻璃的撓曲量比遮罩的撓曲量大。這樣的檢查對象物的大的撓曲會對異物的有無的判定的精度產生影響。
本發明的目的在於提供一種例如相對於檢查對象物的平坦度的下降而言強健的異物檢查裝置。
[解決問題的手段]
根據本發明的第一方面,提供一種異物檢查裝置,其為檢查物體的被檢查面上的異物者,具有:投光部,其向前述被檢查面投射檢查光;以及受光部,其接受由於通過前述投光部投射前述檢查光而產生的來自前述異物的散射光;前述異物檢查裝置以前述投光部的光軸與前述受光部的光軸相交的點位於從前述被檢查面可取的高度範圍偏移的位置的方式配置了前述投光部和前述受光部。
[發明功效]
根據本發明,例如能夠提供一種相對於檢查對象物的平坦度的下降而言強健的異物檢查裝置。
以下,參照附圖對本發明的實施方式詳細地進行說明。此外,以下的實施方式不過是示出了本發明的實施的具體例,本發明不限於以下的實施方式。另外,在以下的實施方式中所說明的特徵的組合的全部並非都是為了解決本發明的課題所必需者。
[曝光裝置]
圖1示出實施方式的曝光裝置的結構。曝光裝置為將遮罩的圖案投影於基板上而將基板曝光的裝置。遮罩5以圖案面向下而被遮罩保持件6通過真空吸附保持。在遮罩5的上方設置射出曝光光的光源1,在光源1與遮罩5之間設置照明光學系統2。在遮罩5的透射出了曝光光的一側隔著投影光學系統11配置有作為曝光的對象的基板12。從光源1射出的曝光光被照明光學系統2照射於遮罩5。形成於遮罩5的圖案的像利用曝光光經過投影光學系統11而投影於基板12上。在遮罩保持件6的下側設置檢測遮罩5的撓曲的檢測系統21。
檢測系統21具備斜入射型的聚焦感測器的結構、功能。從發光二極體等光源10經由投影透鏡(未圖示)相對於遮罩5的圖案面從斜方向投射檢測光。其反射光經由受光透鏡(未圖示)被光電二極體等探測器9檢測,從而檢測遮罩5的撓曲。
探測器9的檢測信號輸出側連接於運算部8。在運算部8的輸出側連接有氣壓控制部7,該氣壓控制部7經由管4連接於校正遮罩5的撓曲的氣密室13。氣密室13成為下表面側被遮罩5封閉、上表面側被平面玻璃3(玻璃板)封閉的密閉箱狀。平面玻璃3在遮罩5之上與遮罩5分離地配置,被用於界定作為用於校正遮罩5的撓曲的空間的氣密室13。平面玻璃3由於為平面板因此對曝光光不產生影響。被平面玻璃3和遮罩5隔出的空間被作為氣密室13,通過氣壓控制部7控制該氣密室內的壓力從而控制遮罩5的撓曲。氣壓控制部7基於從運算部8輸入的氣壓控制量控制氣密室13的氣壓。如此,由檢測系統21檢測遮罩5的撓曲,由運算部8進行撓曲量和校正該撓曲量的氣壓控制量的計算,由氣壓控制部7控制氣密室13的氣壓。因此,由於遮罩5的自重而產生的撓曲所導致的圖案的橫偏移、像面的彎曲、遮罩5的熱變形所導致的失真、像面彎曲等被減輕,能夠良好地進行遮罩5的圖案的投影。
[異物檢查裝置]
在平面玻璃3的上下表面(尤其是上表面)、遮罩5的上表面(非圖案面)、保護遮罩5的圖案的防護膜27附著有異物時,曝光時的像性能可能會下降。因此,使用異物檢查裝置從這些部位檢測異物,在檢測出異物的情況下需要去除該異物。
在本實施方式中,異物檢查裝置可以設置於曝光裝置內,也可以設置為曝光裝置的外部裝置。例如,如圖2所示,能夠利用曝光裝置內的異物檢查裝置50來進行平面玻璃3的異物檢查。異物檢查裝置50檢查配置於曝光裝置內的光透射性的板狀部件的表面所附著的異物。光透射性的板狀部件例如為平面玻璃3。在遮罩5和平面玻璃3被如圖2那樣配置於曝光用的遮罩載置台14上的狀態下實施平面玻璃3上的異物檢查。
異物檢查裝置50包括:投光部25,其向物體的被檢查面投射檢查光(照明光);以及受光部26,其接受由於通過投光部投射檢查光而產生的來自異物的散射光。投光部25可以包括:光源16,其為發光二極體(LED)等;照明透鏡17,其為從光源16出射的出射光通過者;以及平行平板玻璃24,為變更經過照明透鏡17到達被檢查面的出射光的光路的光路變更部件。光源16例如可以為發出與曝光裝置的光源1(圖1)的光相同波長的光的LED。近年來,遮罩的大型化不斷發展,為了應對這種情況,光源16也可以為在異物檢查中也在與檢查驅動方向(圖2中的Y方向)正交的方向(X方向)上配置了多列LED的線LED。另外,投光部25可以包括作為調整投光部25在Y方向上的位置的機構的調整部51。
受光部26可以包括受光透鏡18和將經過了受光透鏡18的光轉換為電信號的感測器部19。在線LED被用作投光部25的光源16的情況下,受光透鏡18可以為與之相應地在X方向上延伸的陣列透鏡。另外,受光部26可以包括作為調整受光部26在Y方向上的位置的機構的調整部52。
投光部25向作為物體的被檢查面的平面玻璃3上從斜方向投射檢查光。受光部26接受由於投射檢查光而產生的來自異物的散射光。在實施方式中,來自光源16的檢查光的入射角度相對於被檢查面的法線傾斜地設定。另外,受光部26的光軸(被檢查面→受光透鏡18→感測器部19)相對於被檢查面的法線傾斜地設定。
如此異物檢查裝置50被配置於平面玻璃3的上側,檢查平面玻璃3的上表面的異物。如上所述,由於為由遮罩5和平面玻璃3構成的密閉空間,在平面玻璃3的下表面附著異物的概率低,因此可以將平面玻璃3的下表面從檢查對象中排除。異物檢查裝置50為了在平面玻璃3的作為檢查的對象的全部區域實施異物檢查,能夠一邊使遮罩載置台14在Y方向上驅動一邊進行檢查。
圖3為示出設置於曝光裝置的外部的異物檢查裝置501的結構示例的圖。在圖3的示例中,遮罩5被遮罩保持件28(檢查載置台)保持,遮罩5之上的平面玻璃3被作為被檢查面。第一檢查部70具有與圖2的異物檢查裝置50同樣的結構。另外,第一檢查部70可以包括作為調整第一檢查部70在Z方向上的位置的機構的調整部53。在不是將平面玻璃3而是將遮罩5的表面作為被檢查面的情況下,能夠通過使平面玻璃3(以及形成密閉空間的其他部件)從遮罩5之上退避,利用調整部53調整第一檢查部70的Z方向的位置,來進行檢查。
另外,異物檢查裝置501具有第二檢查部80,該第二檢查部80用於針對作為光透射性的板狀部件的防護膜27進行異物檢查。第二檢查部80包括投光部56和受光部57。投光部56以及受光部57分別可以為與圖2所示的異物檢查裝置50的投光部25以及受光部26同樣的結構。此外,投光部56包括作為調整投光部56在Y方向上的位置的機構的調整部58,受光部57包括作為調整受光部57在Y方向上的位置的機構的調整部59。另外,第二檢查部80可以包括作為調整第二檢查部80在Z方向上的位置的機構的調整部60。控制部C控制設置於第一檢查部70以及第二檢查部80的各個調整部。另外,控制部C具有例如包含CPU以及記憶體的處理器,也作為處理受光部26、受光部57的受光結果來進行異物的有無的判定的處理部發揮功能(此外,在圖2中也具有這樣的控制部,但是在圖2中省略了這些的圖示。)。
根據這樣的設置於曝光裝置的外部的異物檢查裝置501,針對平面玻璃3、遮罩5的上表面(非圖案面)、防護膜27中的任意部件也能夠進行異物檢查。在圖4中,左上的圖示出了第一檢查部70針對遮罩5的上表面實施異物檢查的情形。右上的圖示出了第一檢查部70針對平面玻璃3的上表面實施異物檢查的情形。如此,控制部C控制第一檢查部70的調整部53,將第一檢查部70在Z方向上的位置調整以ΔZ示出的量,以使得能夠正確地探測來自異物的散射光。另外,遮罩保持件28構成為利用未圖示的驅動機構而能夠在Y方向上移動。因此,異物檢查裝置501為了在作為檢查的對象的全部區域中實施異物檢查,能夠一邊使遮罩保持件28在Y方向上驅動一邊進行檢查。
[關於投光部和受光部的配置]
以下,對圖2或者圖3的投光部25與受光部26的關係進行說明。關於圖3的投光部56與受光部57的關係也能夠進行同樣的討論。
如上所述,在實施方式中,來自光源16的檢查光的入射角度相對於被檢查面的法線傾斜地設定。另外,受光部26的光軸(被檢查面→受光透鏡18→感測器部19)相對於被檢查面的法線傾斜地設定。關於投光部25和受光部的配置,遵循如下等的檢查規格而決定:(1)來自被檢查面的檢查光的正反射光不入射於感測器部19;(2)閃光等雜散光不入射於感測器部19;(3)滿足異物的檢測精度。
但是LED的發光光沒有指向性而是具有配光角度分佈。因此,即使假如在LED發光面~被檢查面之間恰當地配置準直透鏡,在被檢查面上照明區域也擴展,在該區域內產生強度分佈(與配置了多列LED發光元件的方向正交的方向的強度分佈)。例如,如圖5所示,從光源向被檢查面斜入射的檢查光的強度分佈I具有在入射光軸上變得最大而在離軸方向變小的傾向。
這意味著由於被檢查面的形狀不同,被檢查面上的受光部的光軸與具有強度分佈的照明區域的相對位置關係在檢查區域內變化,結果是相同大小的異物的檢查結果產生偏差。以下提出抑制這樣的檢查結果的偏差的結構。
通常,與遮罩相比平面玻璃3的厚度小。理由是為了哪怕稍微抑制與重量相關的效用、成本。另外,是由於由厚度變小引起的撓曲的增加對曝光性能帶來的不利影響與遮罩相比要小。在圖4的左下示出了遮罩5的撓曲的示例,在右下示出了平面玻璃3的撓曲的示例。撓曲以虛線示出。如此,遮罩的撓曲比平面玻璃3的撓曲小,因此在檢查對象的物體為遮罩的情況下,不易受到檢查光的強度變化的影響。在圖5的示例中,在Y方向上的位置A、B、C處,被檢查面的高度(Z方向上的位置)幾乎相同。在這種情況下,在Y方向上的位置A、B、C處,受光部26的光軸分別在被檢查面上的光強度分佈的頂峰位置附近,如圖6的(A)所示,在位置A、B、C之間光強度變化小。因此,如圖6的(B)所示,針對相同大小的異物接受的光信號強度的偏差小。因而,在被檢查面上以投光部的光軸與受光部的光軸相交的方式配置投光部和受光部即可,在這種情況下,檢查光的強度、來自異物的光也變大而能夠將感測器上的信號輸出維持為高。
與之相對,在平面玻璃3的情況下,由於撓曲比較大,因此容易受到檢查光的強度變化的影響。如圖7所示,在位置A處,當以位置B為基準而被檢查面的高度(Z方向上的位置)變化了Z1時,照明區域與被檢查面平行地偏移了a。同樣地,在位置C處,當以位置B為基準而被檢查面的高度(Z方向上的位置)變化了Z2時,照明區域與被檢查面平行地偏移了b。
在檢查對象為平面玻璃3的情況下,當在被檢查面上以投光部的光軸與受光部的光軸相交的方式調整配置時,針對相同大小的異物的信號強度的偏差變大。這是因為由於投光部的光軸附近的強度變化大,因此對於被檢查面的高度變化敏感。由於照明區域與被檢查面上的撓曲(Z1、Z2)相對應地在與被檢查面平行的方向(a、b)上發生偏移,如圖8的(A)所示,在Y方向上的位置A、B、C之間被檢查面上的受光部的光軸上的照明強度敏感地變化。因此,如圖8的(B)所示,針對相同大小的異物的信號強度的偏差變大。
於是,在實施方式中,以投光部25的光軸與受光部26的光軸相交的點位於從被檢查面可取的高度範圍偏移的位置的方式配置投光部25和受光部26。例如,如圖9所示,以使受光部26的光軸位於在被檢查面上的從投光部25的光軸偏移了的區域中的在與被檢查面平行的方向(Y方向)上光強度的變化平緩的區域的方式,配置投光部25和受光部26。於是,如圖10的(A)所示,即使照明區域與被檢查面上的撓曲(Z1、Z2)相對應地在與被檢查面平行的方向(a、b)上發生偏移,在Y方向上的位置A、B、C之間被檢查面上的受光部的光軸上的光強度也遲鈍地(緩慢地)變化。因此,如圖10的(B)所示,針對相同大小的異物的信號強度的偏差也小。此時,照明光的強度、來自異物的光也變小,感測器上的信號輸出變低,但是只要確保不影響異物的有無的判別的信號強度即可。在調整受光部相對於照明區域的相對位置時產生的、通過感測器部檢測出的來自異物的光量的變化能夠調整光源的輸出。
此外,在遮罩5的情況下,當以受光部的光軸來到平面玻璃3時那樣的照明區域中的方式進行調整時,遮罩下表面的圖案在被照明時產生的繞射光可能會被受光部誤探測。對此的對策後述。
投光部25與受光部26的相對位置的調整能夠使用投光部25的調整部51或受光部26的調整部52、或者這兩者來進行。圖11示出了使用投光部25的調整部51在檢查驅動方向(Y方向)上調整投光部25的示例。控制部C能夠以投光部25的光軸與受光部26的光軸相交的點位於從被檢查面可取的高度範圍偏移的位置的方式控制調整部51。圖12示出了使用受光部26的調整部52在檢查驅動方向(Y方向)上調整受光部26的示例。控制部C能夠以投光部25的光軸與受光部26的光軸相交的點位於從被檢查面可取的高度範圍偏移的位置的方式控制調整部52。圖13示出了使用投光部25的平行平板玻璃24調整投光部25的光軸的位置的示例。在此,如圖13所示,投光部25包括調整部24a,該調整部24a通過調整作為光路變更部件的平行平板玻璃24的旋轉角度來調整到達被檢查面的出射光的光路的變更量。控制部C能夠以投光部25的光軸與受光部26的光軸相交的點位於從被檢查面可取的高度範圍偏移的位置的方式控制調整部24a。
在實施方式中,控制部C根據被檢查面的平坦度(包括撓曲、凹凸形狀)控制這些調整部。例如也可以事前記錄下根據檢查對象的物體的物理特性值計算的被檢查面的平坦度、被檢查面上的光強度分佈和需要的調整量的關係,基於該關係來決定調整量。在此,被檢查面的平坦度為示出被檢查面可取的高度範圍的值即可。另外,也可以在異物檢查前,基於預先計算或實際測量到的被檢查面的平坦度和針對樣本異物檢測的信號強度的變化,決定調整量。如此,控制部C能夠基於被檢查面的平坦度與基於調整部的調整量之間的預先得到的關係,決定調整量。
進行上述那樣的調整以使得在被檢查面上的檢查區域內,在被檢查面可取的高度範圍(包括撓曲、形狀)中,在該檢查區域內的相同大小的異物的輸出變化達到異物檢查的檢測再現性水平。即,控制部C以即使在被檢查面存在依照預計的平坦度的變形也能夠確保異物有無的判定的預定的精度的方式決定基於調整部的調整量。
接下來,對來自遮罩圖案的繞射光的誤檢測的對策進行說明。
在曝光裝置用的遮罩形成有應被曝光的處理圖案。因此,在異物檢查裝置的檢查對象的物體為遮罩的情況下,由投光部投射檢查光從而在遮罩的圖案部產生繞射光。這樣的繞射光可能會對異物的有無的判別產生不利影響。由於圖案的種類為任意,因此為了防止在受光部發生誤探測,需要隔斷向圖案入射的檢查光。
於是在實施方式中,如圖14所示,在被檢查面附近配置遮擋檢查光的一部分的遮光部件35。在利用第一檢查部70檢查遮罩5的上表面時,如圖15所示,檢查光入射於遮罩5的上表面,經過折射而入射到圖案部P,源於此的繞射光可以入射到受光部26。因而在實施方式中,以檢查光不到達(入射)圖案的位置的方式配置遮光部件35。
在利用第二檢查部80檢查防護膜27時,如圖16所示,檢查光入射於防護膜面,經過折射,入射到圖案部P,源於此的繞射光可以入射到受光部56。因而在實施方式中,以檢查光不到達(入射)圖案的位置的方式配置遮光部件35。
另外,在利用第一檢查部70檢查平面玻璃3的上表面時,如圖17所示,檢查光入射於平面玻璃3的上表面,經過折射而出射,並入射於遮罩5的上表面,經過折射而入射到圖案部P。因此,來自圖案部P的繞射光可以入射到受光部26。因而,在實施方式中,以檢查光不到達(入射)圖案的位置的方式配置遮光部件35。
在以上的圖15~圖17的示例中,異物檢查裝置具有調整遮光部件35的位置的遮光調整部35a。控制部C能夠以檢查光不到達圖案部P的位置的方式控制遮光調整部35a。此時,即使產生了被檢查面的變化(平坦度、姿態、形狀、撓曲、厚度),控制部C也以或是遮擋向著被檢查面上的異物的檢查光,或是反而使檢查光無法到達圖案部的方式控制遮光調整部35a。另外,控制部C與調整部調整了投光部與受光部的相對位置相應地實施基於遮光調整部35a的調整。據此,每當投光部與受光部的相對位置被調整時,遮光部件35都被配置於恰當的位置。
<物品製造方法的實施方式>
本發明的實施方式的物品製造方法適用於製造例如半導體裝置等微型裝置、具有微細構造的元件、平板顯示器等物品。本實施方式的物品製造方法包括對塗敷於基板的感光劑使用上述曝光裝置而形成潛像圖案的程序(將基板曝光的程序)和將通過該程序形成了潛像圖案的基板顯影的程序。此外,該製造方法包括其他的公知的程序(氧化、成膜、蒸鍍、摻雜、平坦化、蝕刻、抗蝕劑剝離、切割、鍵合、封裝等)。與以往的方法相比,本實施方式的物品製造方法在物品的性能、質量、生產率、生產成本中的至少一個方面有利。
3:平面玻璃
5:遮罩
25:投光部
26:受光部
27:防護膜
50:異物檢查裝置
圖1為示出實施方式的曝光裝置的結構示例的圖。
圖2為示出設置於曝光裝置內的異物檢查裝置的結構示例的圖。
圖3為示出設置於曝光裝置的外部的異物檢查裝置的結構示例的圖。
圖4為示出圖3的異物檢查裝置的動作示例的圖。
圖5為說明在沒有被檢查面的撓曲的情況下的異物檢查的示例的圖。
圖6為說明在沒有被檢查面的撓曲的情況下的針對異物的信號強度的偏差的圖。
圖7為說明在被檢查面存在撓曲的情況下照明區域偏移的現象的圖。
圖8為說明在存在被檢查面的撓曲的情況下的針對異物的信號強度的偏差的圖。
圖9為說明實施方式的投光部和受光部的配置的示例的圖。
圖10為說明圖10的投光部和受光部的配置的、針對異物的信號強度的偏差的圖。
圖11為說明調整投光部與受光部的相對位置的示例的圖。
圖12為說明調整投光部與受光部的相對位置的示例的圖。
圖13為說明調整平行平板玻璃的示例的圖。
圖14為示出遮光部件的配置示例的圖。
圖15為示出遮光部件的配置示例的圖。
圖16為示出遮光部件的配置示例的圖。
圖17為示出遮光部件的配置示例的圖。
3:平面玻璃
5:遮罩
6:遮罩保持件
14:遮罩載置台
16:光源
17:照明透鏡
18:受光透鏡
19:感測器部
24:平行平板玻璃
25:投光部
26:受光部
27:防護膜
50:異物檢查裝置
51:調整部
52:調整部
Claims (12)
- 一種異物檢查裝置,其為檢查物體的被檢查面上的異物者,具有: 投光部,其向前述被檢查面投射檢查光;以及 受光部,其接受由於通過前述投光部投射前述檢查光而產生的來自前述異物的散射光; 前述異物檢查裝置以前述投光部的光軸與前述受光部的光軸相交的點位於從前述被檢查面可取的高度範圍偏移的位置的方式配置了前述投光部和前述受光部。
- 根據申請專利範圍第1項的異物檢查裝置,其具有: 調整部,其調整前述投光部與前述受光部的相對位置;以及 控制部,其以前述投光部的光軸與前述受光部的光軸相交的點位於從前述高度範圍偏移的位置的方式控制前述調整部。
- 根據申請專利範圍第1項的異物檢查裝置,其中, 前述投光部包括:光源;透鏡,其從前述光源出射的出射光通過;以及光路變更部件,其變更經由前述透鏡到達前述被檢查面的前述出射光的光路; 前述異物檢查裝置具有: 調整部,其通過調整前述光路變更部件的旋轉角度來調整前述光路的變更量;以及 控制部,其以前述投光部的光軸與前述受光部的光軸相交的點位於從前述高度範圍偏移的位置的方式控制前述調整部。
- 根據申請專利範圍第2或3項的異物檢查裝置,其中,前述控制部根據前述被檢查面的平坦度控制前述調整部。
- 根據申請專利範圍第4項的異物檢查裝置,其具有處理部,該處理部處理前述受光部的受光結果而進行前述異物的有無的判定, 前述控制部以即使在前述被檢查面存在依照前述平坦度的變形也能夠確保前述判定的預定的精度的方式決定基於前述調整部的調整量。
- 根據申請專利範圍第5項的異物檢查裝置,其中,前述控制部基於前述被檢查面的平坦度與基於前述調整部的調整量之間的預先得到的關係,決定前述調整量。
- 根據申請專利範圍第2項的異物檢查裝置,其中, 前述物體為形成有圖案的曝光裝置用的遮罩, 前述異物檢查裝置還具有: 遮光部件,其遮擋前述檢查光的一部分;以及 遮光調整部,其調整前述遮光部件的位置, 前述控制部還以前述檢查光不到達前述圖案的位置的方式控制前述遮光調整部。
- 根據申請專利範圍第7項的異物檢查裝置,其中,前述控制部與對前述調整部進行的控制相應地控制前述遮光調整部。
- 一種曝光裝置,其將遮罩的圖案投影於基板上而將前述基板曝光者, 包括根據申請專利範圍第1項的異物檢查裝置,該異物檢查裝置檢查配置於前述曝光裝置內的光透射性的板狀部件的表面所附著的異物。
- 根據申請專利範圍第9項的曝光裝置,其中,前述板狀部件包括玻璃板,前述玻璃板在前述遮罩之上與前述遮罩分離地配置,用於校正前述遮罩的撓曲。
- 根據申請專利範圍第9項的曝光裝置,其中,前述板狀部件包括防護膜,前述防護膜保護前述遮罩的前述圖案。
- 一種物品製造方法,包括以下程序: 使用根據申請專利範圍第9至11項中任一項的曝光裝置將基板曝光;以及 將通過前述程序曝光的前述基板顯影; 前述物品製造方法從顯影的前述基板製造物品。
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