JP2001343755A - 静電チャック保護方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

静電チャック保護方法及びデバイス製造方法

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JP2001343755A
JP2001343755A JP2000163960A JP2000163960A JP2001343755A JP 2001343755 A JP2001343755 A JP 2001343755A JP 2000163960 A JP2000163960 A JP 2000163960A JP 2000163960 A JP2000163960 A JP 2000163960A JP 2001343755 A JP2001343755 A JP 2001343755A
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wafer
electrostatic chuck
control device
electron beam
suction surface
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Kenji Morita
憲司 守田
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Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の静電チャックは、キャリブレーション時
においても、メンテナンス時においても、吸着面が露出
しているので、吸着面が帯電する場合があった。この帯
電によって、不要な電界が発生する。また、従来の静電
チャックでは、ウェハが局部的に変形するので、電子ビ
ームの露光するウェハ上の位置が、本来露光する位置か
ら外れてしまう。従って、従来の荷電粒子線露光装置に
は、電子ビームが露光する位置の精度が、低くなるとい
う問題点があった。本発明は、この問題点を解決し、キ
ャリブレーション時や真空が破られている時に、静電チ
ャックの吸着面が帯電すること及び吸着面に塵が付着す
ることを防止する静電チャック保護方法を提供すること
を、目的とする。 【解決手段】請求項1の静電チャック保護方法は、静電
チャックの吸着面が、帯電することを防止する静電チャ
ック保護方法であって、非露光時に、前記静電チャック
が、前記試料とほぼ同じ形状のカバー部材を前記吸着面
に保持することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線露光装
置に使用される静電チャックの保護方法と、その静電チ
ャック保護方法を用いて、半導体デバイスを製造するデ
バイス製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子ビームなどの荷電粒子線でウェハな
どの試料を露光する荷電粒子線露光装置では、ウェハス
テージに設けられる静電チャックが吸着面にウェハを保
持する。電子ビームを発生する装置やウェハステージ
は、真空中に置かれる。この真空中において、電子ビー
ムは、静電チャックが保持するウェハを、露光する。
【0003】電子ビームがウェハを露光する位置の精度
を高く保つために、キャリブレーションとウェハステー
ジのメンテナンスとが行われる。キャリブレーション
は、電子ビームの露光位置を補正するためのデータを収
集する動作である。キャリブレーションは、真空中で行
われる。
【0004】メンテナンスは、ウェハステージがウェハ
を保持する位置を調整する動作である。メンテナンス
は、荷電粒子線露光装置の真空を破って、行われる。
【0005】一方、電子ビームの進行方向は、電界によ
って影響を受ける。従って、電子ビームが進行する空間
の近傍に、不要な電界が存在すると、電子ビームがウェ
ハを露光する位置は、移動してしまう。このような不要
な電界の中には、キャリブレーション時に発生するウェ
ハからの反射電子が、静電チャックに付着することによ
る帯電によるものや、メンテナンス時に静電チャックに
付着した大気中の塵の帯電によるものが、ある。
【0006】更に、この塵が静電チャックの吸着面に付
着している状態で、ウェハステージがウェハを保持する
と、ウェハが局部的に変形する場合がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の静電チャック
は、キャリブレーション時においても、メンテナンス時
においても、吸着面が露出しているので、吸着面が帯電
する場合があった。この帯電によって、不要な電界が発
生する。
【0008】また、従来の静電チャックでは、ウェハが
局部的に変形するので、電子ビームの露光するウェハ上
の位置が、本来露光する位置から外れてしまう。
【0009】従って、従来の荷電粒子線露光装置には、
電子ビームが露光する位置の精度が、低くなるという問
題点があった。
【0010】本発明は、この問題点を解決し、キャリブ
レーション時や真空が破られている時に、静電チャック
の吸着面が帯電すること及び吸着面に塵が付着すること
を防止する静電チャック保護方法を提供することを、目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の静電チャック
保護方法は、静電チャックの吸着面が、帯電することを
防止する静電チャック保護方法であって、非露光時に、
前記静電チャックが、前記試料とほぼ同じ形状のカバー
部材を前記吸着面に保持することを特徴とする。
【0012】請求項2の静電チャック保護方法は、前記
非露光時には、キャリブレーション時と真空解除時とが
含まれることを特徴とする。
【0013】請求項3の静電チャック保護方法は、前記
カバー部材は、露光に使用されない前記試料であること
を特徴とする。
【0014】請求項4の静電チャック保護方法は、前記
カバー部材は、導電性材料又は半導電性材料であること
を特徴とする。
【0015】請求項5のデバイス製造方法は、請求項1
乃至請求項4の何れかに記載の静電チャック保護方法を
用いて、基板に設けられるパターンを、前記試料上に投
影する投影工程を含むことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】<静電チャック保護方法>先ず、
図1〜図8を参照しながら、本発明の静電チャック保護
方法を説明する。
【0017】図1は、本静電チャック保護方法が適用さ
れる荷電粒子線露光装置1を表すブロック図である。図
1を参照しながら、荷電粒子線露光装置1の機能を説明
する。
【0018】荷電粒子線露光装置1は、電子ビームEで
ウェハWを露光する装置である。荷電粒子線露光装置1
には、本体2と制御装置6とが、設けられている。
【0019】本体2には、鏡筒部3とステージ室4と搬
送室5とが、設けられている。
【0020】鏡筒部3は、レチクルRのパターンを電子
ビームEでウェハWに投影する、装置である。鏡筒部3
には、レチクルRを電子ビームEで照明する装置や、レ
チクルRを保持する装置や、レチクルRからの電子ビー
ムEをウェハに投影する装置が、設けられている。
【0021】鏡筒部3の底面31には、レチクルRから
の電子ビームEがウェハWに向けて通過する投影口32
と、反射電子センサー33とが、設けられている。底面
31は、ウェハWに面している鏡筒部3の外面である。
電子ビームEがウェハWを露光すると、ウェハWから反
射電子Erが放出される。反射電子センサー33は、反
射電子Erを検出するセンサーである。
【0022】ステージ室4は、その内部の空間(以降、
この空間をステージ空間40と称す)の状態を、外気と
同じ状態と真空の状態とに制御可能な装置である。ステ
ージ空間40の状態が、外気と同じ状態になることを、
真空が破られると称す。外気と同じ状態を、真空解除と
称す。ステージ室4には、真空ポンプ41とゲートバル
ブ42と開放バルブ43とウェハステージWSとが、設
けられている。
【0023】真空ポンプ41は、ステージ空間40を真
空にする装置である。
【0024】ゲートバルブ42は、真空ポンプ41とス
テージ空間40とを接続する弁装置である。ゲートバル
ブ42が開くと、真空ポンプ41とステージ空間40と
が、接続する。ゲートバルブ42が閉じると、真空ポン
プ41とステージ空間40とが、遮断される。
【0025】開放バルブ43は、外気とステージ空間4
0とを接続する弁装置である。開放バルブ43が開く
と、外気とステージ空間40とが、接続する。即ち、開
放バルブ43が開くと、真空が破られる。開放バルブ4
3が閉じると、外気とステージ空間40とが、遮断され
る。
【0026】ウェハステージWSは、ウェハWを移動可
能に保持する装置である。ウェハステージWSは、ウェ
ハWに電子ビームEが入射する方向と垂直な面内で、ウ
ェハWを移動する。ウェハステージWSは、ステージ空
間40に設けられている。
【0027】図2を参照しながら、ウェハステージWS
を更に詳しく説明する。図2は、電子ビームEがウェハ
Wに入射する方向から見たウェハステージWSの上面図
である。
【0028】ウェハステージWSには、静電チャック4
4とフィデューシャルマーク45とが設けられている。
【0029】静電チャック44は、ウェハWを吸着面4
41に吸着する装置である。吸着面441は、ウェハW
の裏面が吸着される面である。裏面は、電子ビームEが
ウェハWに入射する面と反対側の面である。
【0030】図2及び図3を参照しながら、静電チャッ
ク44を更に詳しく説明する。図3は、図2のA−Bに
示す位置で、静電チャック44を切断した断面図であ
る。図3は、後述のカバー51が吸着されている状態
を、表している。
【0031】静電チャック44には、基板442と絶縁
膜443と吸着回路444と除電装置445a、445
b、445c、445dとが、設けられている。
【0032】基板442は、静電チャック44の機構的
な基板である。吸着面441は、ウェハWが接触する側
の基板442の面である。
【0033】絶縁膜443は、吸着面441に設けられ
ている膜である。絶縁膜443は、絶縁体である。吸着
面441に吸着されるウェハWは、絶縁膜443に接触
する。
【0034】吸着回路444は、吸着面441に静電気
を発生する回路である。吸着面441に静電気が発生す
ると、吸着面441とウェハWとの間には、引力が働
く。ウェハWは、この引力によって、吸着面441に吸
着する。吸着回路444がウェハWを吸着面441に吸
着する動作を、ウェハWをチャッキングすると称す。
【0035】吸着回路444が静電気の発生を中止する
と、この引力が消滅する。引力が消滅すると、ウェハW
は、吸着面441から取り外せる状態になる。吸着回路
444がウェハWを吸着面441から取り外せる状態に
する動作を、ウェハWのチャッキングを解除すると称
す。
【0036】除電装置442a、442b、442c、
442dは、吸着面441に設けられる、装置である。
除電装置442a、442b、442c、442dは、
互いに同じ機能なので、除電装置442aを説明し、除
電装置442b、442c、442dの説明を省略す
る。
【0037】除電装置442aは、吸着面441に吸着
するウェハWとアースとを、ほぼ等電位にする装置であ
る。除電装置442にaは、除電針446とばね447
とが、設けられている。
【0038】除電針446は、ウェハWの裏面に接触す
る部材である。除電針446は、伝導体である。除電針
446は、アースに結線されている。
【0039】ばね447は、吸着面441に対して垂直
でウェハWに向かう方向に、除電針446を付勢する部
材である。ばね447は、除電針446の先端がウェハ
Wの裏面に当接する位置まで、除電針446を付勢す
る。
【0040】従って、帯電しているウェハWが吸着面4
41に吸着すると、ウェハWに帯電している電荷は、ウ
ェハWの裏面から除電針446を通って、アースに流れ
てゆく。
【0041】図2に戻って、ウェハステージWSの説明
を続ける。
【0042】フィデューシャルマーク45は、ウェハス
テージWSの位置の基準となる指標である。荷電粒子線
露光装置1は、フィデューシャルマーク45を電子ビー
ムEで走査して、フィデューシャルマーク45の位置を
検出する。電子ビームEがフィデューシャルマーク45
を走査すると、フィデューシャルマーク45から反射電
子Erが放射される。
【0043】図1に戻って、荷電粒子線露光装置1の説
明を続ける。
【0044】搬送室5は、ウェハW或いはカバー51を
格納する装置である。カバー51は、露光に使用されな
いウェハWである。
【0045】尚、カバー51は、露光に使用されないウ
ェハWに限らず、ウェハWとほぼ同じ形状、ほぼ同じ重
量の部材で、その材質が導電性または半導電性であれ
ば、どのような部材であてもよい。
【0046】図4を参照しながら、搬送室5を更に詳し
く説明する。図4は、搬送室5の機能を表す断面図であ
る。
【0047】搬送室5には、搬送ゲート52と予備室5
3とプリアライメント室54とウェハカセット55とカ
セットゲート56と搬送ロボット57とが、設けられて
いる。
【0048】搬送ゲート52は、搬送室5とステージ室
4とを隔離する、開閉可能な扉である。搬送ゲート52
が開くと、搬送室5とステージ室4との間で、ウェハW
又はカバー51が移動する通路が、確保される。搬送ゲ
ート52が閉じると、搬送室5とステージ室4とは隔離
され、ステージ空間40は密閉される。
【0049】予備室53は、カバー51を保管する装置
である。予備室53には、1つのカバー51が、保管さ
れる。
【0050】プリアライメント室54は、ウェハWとカ
バー51とをプリアライメントする装置である。
【0051】ウェハカセット55は、複数枚のウェハW
を保管する装置である。ウェハWは1枚づつ、ウェハカ
セット55から搬出可能で、また、1枚づつウェハカセ
ット55に搬入可能である。
【0052】カセットゲート56は、ウェハカセット5
5を隔離する、開閉可能な扉である。カセットゲート5
6が閉じると、ウェハカセット55は密閉される。カセ
ットゲート56が開くと、ウェハWがウェハカセット5
5から搬出される通路、或いはウェハカセット55に搬
入される通路が、確保される。
【0053】搬送ロボット57は、ウェハWとカバー5
1とを搬送する装置である。搬送ロボット57は、搬送
ゲート52が開いている場合に、以下の動作が可能であ
る。
【0054】プリアライメント室54にあるウェハW
を、ウェハステージWSに搬入する。予備室53に保管
されているカバー51を、ウェハステージWSに搬入す
る。ウェハステージWSにあるカバー51を、予備室5
3に搬出する。
【0055】搬送ロボット57は、カセットゲート56
が開いている場合に、以下の動作が可能である。
【0056】ウェハカセット55に保管されているウェ
ハWを、プリアライメント室54に搬出する。
【0057】搬送ロボット57は、搬送ゲート52とカ
セットゲート56とが開いている場合に、以下の動作が
可能である。
【0058】ウェハステージWSにあるウェハWを、ウ
ェハカセット55に搬出する。
【0059】図1に戻って、荷電粒子線露光装置1の説
明を続ける。
【0060】制御装置6は、プログラムによって、本体
2を制御する装置である。制御装置6は、鏡筒部3の動
作を制御する。制御装置6は、反射電子センサー33の
出力に基づいて、フィデューシャルマーク45の位置を
求める。制御装置6は、吸着回路444を制御して、ウ
ェハWのチャッキングとその解除とを行う。制御装置6
は、ウェハステージWSの移動を制御する。制御装置6
は、真空ポンプ41がステージ空間40を真空にする動
作を、制御する。制御装置6は、ゲートバルブ42の開
閉動作と開放バルブ43の開閉動作と搬送ゲート52の
開閉動作とを制御する。制御装置6は、搬送ロボット5
7の動作を制御する。次に、図5〜図8を参照しなが
ら、荷電粒子線露光装置1の動作を説明する。
【0061】荷電粒子線露光装置1の動作には、帯電防
止動作と解除動作とがある。これらの動作は、荷電粒子
線露光装置1がウェハWを露光していない非露光時に、
実行される。
【0062】帯電防止動作は、吸着面441にカバー5
1を乗せる動作である。図5を参照しながら、帯電防止
動作を説明する。図5は、制御回路6が実行する帯電防
止動作のフローチャートである。
【0063】step10において、制御装置6は、搬送ゲ
ート52を開ける。
【0064】制御装置6は、step10に続いて、step1
1を実行する。
【0065】step11において、制御装置6は、搬送ロ
ボット57を制御して、予備室53に保管されているカ
バー51を、取り出す。制御装置6は、取り出したカバ
ー51を、搬送ゲート52を通して、静電チャック44
まで搬送し、そして吸着面441にカバー51を乗せ
る。
【0066】制御装置6は、step11に続いて、step1
2を実行する。
【0067】step12において、制御装置6は、搬送ゲ
ート52を閉じる。
【0068】制御装置6は、step12に続いて、step1
3を実行する。
【0069】step13において、制御装置6は、吸着回
路444を制御して、カバー51をチャッキングする。
【0070】尚、制御装置6は、step12とstep13と
を同時に実行してもよい。
【0071】制御装置6は、step13の実行を終了する
と、帯電防止動作を終了する。
【0072】解除動作は、吸着面441からカバー51
を外す動作である。図6を参照しながら、解除動作を説
明する。図6は、制御回路6が実行する解除動作のフロ
ーチャートである。
【0073】step20において、制御装置6は、搬送ゲ
ート52を開ける。
【0074】制御装置6は、step20に続いて、step2
1を実行する。
【0075】step21において、制御装置6は、吸着回
路444を制御して、カバー51のチャッキングを解除
する。
【0076】尚、制御装置6は、step20とstep21と
を同時に実行してもよい。
【0077】制御装置6は、step21に続いて、step2
2を実行する。
【0078】step22において、制御装置6は、搬送ロ
ボット57を制御して、カバー51を静電チャック44
から取り外し、そして、取り外したカバー51を、搬送
ゲート52を通して、予備室53まで搬送する。
【0079】制御装置6は、step22に続いて、step2
3を実行する。
【0080】step23において、制御装置6は、搬送ゲ
ート52を閉じる。
【0081】制御装置6は、step23の実行を終了する
と、解除動作を終了する。次に、図7を参照しながら、
キャリブレーション時における帯電防止動作と解除動作
とを、説明する。図7は、制御装置6が実行するキャリ
ブレーションのフローチャートである。
【0082】step30において、制御装置6は、前述の
帯電防止動作を実行する。
【0083】制御装置6は、step30に続いて、step3
1を実行する。
【0084】step31において、制御装置6は、キャリ
ブレーションを実行する。キャリブレーションにおい
て、制御装置6は、鏡筒部3を制御して、電子ビームE
でウェハステージWSのフィデューシャルマーク45
を、走査する。フィデューシャルマーク45が走査され
ると、フィデューシャルマーク45から反射電子Erが
放射される。
【0085】この反射電子Erの一部は、反射電子セン
サー33に到達する。制御装置6は、反射電子センサー
33の出力に基づいて、フィデューシャルマーク45の
位置を求める。
【0086】反射電子Erの他の一部は、鏡筒部3の底
面31で反射して、静電チャック44に向かい、そし
て、吸着面441に吸着しているカバー51に、入射す
る。カバー51に入射した反射電子Erは、カバー51
の裏面から除電針446を通って、アースに流れる。カ
バー51に入射した反射電子Erは、アースに流れるの
で、吸着面441は帯電しない。従って、吸着面441
では、フィデューシャルマーク45を走査する電子ビー
ムEの進行方向を変更する不要な電界が、発生しない。
【0087】このように、荷電粒子線露光装置1には、
キャリブレーション時において、吸着面441にカバー
51を吸着しているので、フィデューシャルマーク45
の位置を正確に求められる利点がある。
【0088】制御装置6は、step31に続いて、step3
2を実行する。
【0089】step32において、制御装置6は、前述の
解除動作を実行する。
【0090】制御装置6がstep32の実行を終了する
と、キャリブレーション時における帯電防止動作と解除
動作とが、終了する。次に、図8を参照しながら、メン
テナンス時における真空解除と帯電防止動作と解除動作
とを、説明する。図8は、制御装置6が実行する真空解
除のフローチャートである。
【0091】step40において、制御装置6は、前述の
帯電防止動作を実行する。
【0092】制御装置6は、step40に続いて、step4
1を実行する。40の真空を破る。真空が破られると、
開放バルブ43を通って、塵と共に外気がステージ空間
40に、入る。この真空解除の状態で、ウェハステージ
WSは、塵が存在する雰囲気に曝されながら、メンテナ
ンスされる。
【0093】この塵の一部は、吸着面441に近づく。
しかし、吸着面441にはカバー51が吸着されている
ので、吸着面441に近づく塵は、カバー51に付着す
るか、或いは、カバー51から遠ざかる。従って、塵は
吸着面441には、付着しない。
【0094】一般に、塵は帯電しやすいので、電子ビー
ムEによって帯電する場合がある。帯電している塵が吸
着面441に付着すると、塵の電荷による不要な電界
が、電子ビームEの進行方向を変更してしまう。また、
塵が吸着面441とウェハWとの間に存在すると、その
塵の近傍のウェハWが局部的に変形する。
【0095】従って、吸着面441に付着する塵は、電
子ビームEによってウェハWに投影されるパターンの形
状を歪ませたり、或いは、そのパターンを誤った位置に
投影する原因となる。
【0096】しかし、塵はカバー51によって吸着面4
41には付着しないので、荷電粒子線露光装置1には、
正確な形状と位置のパターンが露光できる利点がある。
【0097】制御装置6は、step41に続いて、step4
2を実行する。
【0098】step42において、制御装置6は、開放バ
ルブ43を閉じ、ゲートバルブ42を開き、そして、真
空ポンプ41を制御して、ステージ空間40を真空にす
る。
【0099】制御装置6は、step42に続いて、step4
3を実行する。
【0100】step43において、制御装置6は、前述の
解除動作を実行する。
【0101】制御装置6がstep43の実行を終了する
と、メンテナンス時における真空解除と帯電防止動作と
解除動作とが、終了する。 <デバイス製造方法>次に、上述の荷電粒子線露光装置
1を用いて、半導体素子等のデバイスを作成する動作の
一例を、図9を参照しながら、説明する。図9は、デバ
イスの製造方法を表すフローチャートである。
【0102】Step101において、1ロットのウエハW
上に金属膜が蒸着される。
【0103】Step102において、ウエハW上に蒸着さ
れた金属膜上に、フォトレジストが塗布される。
【0104】Step103において、上述の荷電粒子線露
光装置1を用いて、レチクルRのパターンが、その1ロ
ットのウエハW上に順次、露光される。
【0105】Step104において、パターンの露光され
たフォトレジストが、現像される。
【0106】Step105において、現像されたフォトレ
ジストのパターンをマスクとして、その1ロットのウエ
ハWがエッチングされる。エッチングが行われると、レ
チクルRのパターンに対応する回路が、各ウエハW上に
形成される。
【0107】Step105の終了後、ウェハW上に形成さ
れた回路の上に、更に回路を形成することによって、極
めて微細な回路を有するデバイスが製造される。
【0108】
【発明の効果】請求項1の静電チャック保護方法は、静
電チャックの吸着面が、帯電することを防止する静電チ
ャック保護方法であって、非露光時に、前記静電チャッ
クが、前記試料とほぼ同じ形状のカバー部材を前記吸着
面に保持することを特徴とする。
【0109】従って、正確な位置にパターンを露光でき
る。
【0110】請求項2の静電チャック保護方法は、前記
非露光時には、キャリブレーション時と真空解除時とが
含まれることを特徴とする。
【0111】従って、スループットが高い。
【0112】請求項3の静電チャック保護方法は、前記
カバー部材は、露光に使用されない前記試料であること
を特徴とする。
【0113】従って、低価格である。
【0114】請求項4の静電チャック保護方法は、前記
カバー部材は、導電性材料又は半導電性材料であること
を特徴とする。
【0115】従って、低価格である。
【0116】請求項5のデバイス製造方法は、請求項1
乃至請求項4の何れかに記載の静電チャック保護方法を
用いて、基板に設けられるパターンを、前記試料上に投
影する投影工程を含むことを特徴とする。
【0117】従って、集積度の高いデバイスを製造でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 荷電粒子線露光装置1を表すブロック図
【図2】 ウェハステージWSの上面図
【図3】 静電チャック44の断面図
【図4】 搬送室5の機能を表す断面図
【図5】 帯電防止動作のフローチャート
【図6】 解除動作のフローチャート
【図7】 キャリブレーションのフローチャート
【図8】 真空解除のフローチャート
【図9】 デバイスの製造方法を表すフローチャート
【符号の説明】
1 荷電粒子線露光装置 2 本体 3 鏡筒部 4 ステージ室 5 搬送室 6 制御装置 44 静電チャック 45 フィデューシャルマーク 51 カバー 53 搬送室 57 搬送ロボット 441 吸着面 445 除電装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】静電チャックの吸着面を保護する静電チャ
    ック保護方法であって、非露光時に、前記静電チャック
    が、前記試料とほぼ同じ形状のカバー部材を前記吸着面
    に保持することを特徴とする静電チャック保護方法。
  2. 【請求項2】前記非露光時には、キャリブレーション時
    と真空解除時とが含まれることを特徴とする請求項1の
    静電チャック保護方法。
  3. 【請求項3】前記カバー部材は、露光に使用されない前
    記試料であることを特徴とする請求項1の静電チャック
    保護方法。
  4. 【請求項4】前記カバー部材は、導電性材料又は半導電
    性材料であることを特徴とする請求項1の静電チャック
    保護方法。
  5. 【請求項5】請求項1乃至請求項4の何れかに記載の静
    電チャック保護方法を用いて、基板に設けられるパター
    ンを、前記試料上に投影する投影工程を含むことを特徴
    とするデバイス製造方法。
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