JP2002299208A - 露光装置 - Google Patents
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 化合物半導体ウェーハに対するリソグラフィ
工程において使用される露光装置であって、化合物半導
体ウェーハとマスクとが接触してもウェーハ割れが生じ
にくい露光装置を提供する。 【解決手段】 マスクMを保持するためのマスクホルダ
ー13と、化合物半導体ウェーハWを保持するためのウ
ェーハ保持部12と、を備える。マスクMと化合物半導
体ウェーハWとが接触したときにマスクMによる化合物
半導体ウェーハWへの押圧力を緩衝する緩衝機構(2
5)を備える。該緩衝機構(25)として、マスクホル
ダー13と装置本体14との間に弾性部材としてのバネ
25を配置する。
工程において使用される露光装置であって、化合物半導
体ウェーハとマスクとが接触してもウェーハ割れが生じ
にくい露光装置を提供する。 【解決手段】 マスクMを保持するためのマスクホルダ
ー13と、化合物半導体ウェーハWを保持するためのウ
ェーハ保持部12と、を備える。マスクMと化合物半導
体ウェーハWとが接触したときにマスクMによる化合物
半導体ウェーハWへの押圧力を緩衝する緩衝機構(2
5)を備える。該緩衝機構(25)として、マスクホル
ダー13と装置本体14との間に弾性部材としてのバネ
25を配置する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は露光装置、特に化
合物半導体ウェーハに対するパターン形成に使用される
露光装置に関する。
合物半導体ウェーハに対するパターン形成に使用される
露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、化合物半導体ウェーハから発光
素子を形成する場合における電極形成に関するリソグラ
フィ工程においては、従来、シリコンウェーハの場合と
同様の仕様の露光装置が使用される場合が少なくなかっ
た。これは、半導体デバイスを構成する半導体材料とし
ては、いまだシリコンが主役であり、シリコンウェーハ
に対してリソグラフィ工程を行う場合を想定して開発さ
れている露光装置が多いためである。
素子を形成する場合における電極形成に関するリソグラ
フィ工程においては、従来、シリコンウェーハの場合と
同様の仕様の露光装置が使用される場合が少なくなかっ
た。これは、半導体デバイスを構成する半導体材料とし
ては、いまだシリコンが主役であり、シリコンウェーハ
に対してリソグラフィ工程を行う場合を想定して開発さ
れている露光装置が多いためである。
【0003】なお、以下、本明細書においては、「化合
物半導体ウェーハ」とは化合物半導体単結晶基板及び該
化合物半導体単結晶基板上にエピタキシャル層を形成し
てなるウェーハの総称とする。また、「シリコンウェー
ハ」とは、シリコン単結晶基板及び該シリコン単結晶基
板上にエピタキシャル成長してなるウェーハの総称とす
る。さらに、「半導体ウェーハ」とは化合物半導体ウェ
ーハとシリコンウェーハとの総称である。
物半導体ウェーハ」とは化合物半導体単結晶基板及び該
化合物半導体単結晶基板上にエピタキシャル層を形成し
てなるウェーハの総称とする。また、「シリコンウェー
ハ」とは、シリコン単結晶基板及び該シリコン単結晶基
板上にエピタキシャル成長してなるウェーハの総称とす
る。さらに、「半導体ウェーハ」とは化合物半導体ウェ
ーハとシリコンウェーハとの総称である。
【0004】上記の露光装置には、パターンが形成され
ているマスクと半導体ウェーハの主表面とを相対的に接
近させて、半導体ウェーハの表面にパターンを露光する
ものがある。例えば、このような露光装置には半導体ウ
ェーハとマスクとを密着させるようにするコンタクト方
式による装置や、半導体ウェーハとマスクとの間に数1
0μmのギャップを形成してマスクと半導体ウェーハと
を配置するようにしたプロキシミティ方式による装置等
がある。
ているマスクと半導体ウェーハの主表面とを相対的に接
近させて、半導体ウェーハの表面にパターンを露光する
ものがある。例えば、このような露光装置には半導体ウ
ェーハとマスクとを密着させるようにするコンタクト方
式による装置や、半導体ウェーハとマスクとの間に数1
0μmのギャップを形成してマスクと半導体ウェーハと
を配置するようにしたプロキシミティ方式による装置等
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】化合物半導体ウェーハ
に対してこのような露光装置を使用すると、シリコンウ
ェーハに対して使用していた場合では予期できない問題
が発生する場合があった。すなわち、上記コンタクト方
式を使用した場合、化合物半導体ウェーハとマスクとが
接触する際に、該化合物半導体ウェーハが割れる場合
が、シリコンウェーハの場合と比較して多くなる傾向に
ある。一方、プロキシミティ方式による露光装置であっ
ても、化合物半導体ウェーハとマスクとが接触する場合
があり、上記コンタクト方式の場合と同様にウェーハの
割れが発生する。
に対してこのような露光装置を使用すると、シリコンウ
ェーハに対して使用していた場合では予期できない問題
が発生する場合があった。すなわち、上記コンタクト方
式を使用した場合、化合物半導体ウェーハとマスクとが
接触する際に、該化合物半導体ウェーハが割れる場合
が、シリコンウェーハの場合と比較して多くなる傾向に
ある。一方、プロキシミティ方式による露光装置であっ
ても、化合物半導体ウェーハとマスクとが接触する場合
があり、上記コンタクト方式の場合と同様にウェーハの
割れが発生する。
【0006】本発明の課題は、化合物半導体ウェーハに
対するリソグラフィ工程において使用される露光装置で
あって、化合物半導体ウェーハとマスクとが接触しても
ウェーハの割れが生じにくい露光装置を提供することに
ある。
対するリソグラフィ工程において使用される露光装置で
あって、化合物半導体ウェーハとマスクとが接触しても
ウェーハの割れが生じにくい露光装置を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために、本発明の露光装置は、パターンが形
成されているマスクと化合物半導体ウェーハの主表面と
を相対的に接近させて、そのパターンを化合物半導体ウ
ェーハの主表面に転写するために使用される露光装置で
あって、化合物半導体ウェーハの主表面とマスクとが接
触するときに発生するマスクによる化合物半導体ウェー
ハへの押圧力を緩衝するための緩衝機構を備えているこ
とを特徴とする。
を解決するために、本発明の露光装置は、パターンが形
成されているマスクと化合物半導体ウェーハの主表面と
を相対的に接近させて、そのパターンを化合物半導体ウ
ェーハの主表面に転写するために使用される露光装置で
あって、化合物半導体ウェーハの主表面とマスクとが接
触するときに発生するマスクによる化合物半導体ウェー
ハへの押圧力を緩衝するための緩衝機構を備えているこ
とを特徴とする。
【0008】本発明者等によれば、化合物半導体ウェー
ハ(以下、単にウェーハということもある)においてウ
ェーハの割れが発生しやすいのは、以下の点によるもの
である。すなわち、例えば、発光素子の製造に使用され
る化合物半導体ウェーハは、液相エピタキシャル(LP
E:Liquid Phase Epitaxial)法にて作製されることが
多い。しかし、このLPE法により形成された化合物半
導体ウェーハには、その主表面にスパイク(spike)欠
陥あるいはボイド(void)欠陥と呼ばれる突起物を伴う
結晶欠陥(以下、単に突起状欠陥という)が発生する。
また、LPE法による化合物半導体ウェーハの厚さばら
つきは、シリコンウェーハのものよりも大きい場合が多
い。それに加えて、発光素子に使用されることが多い化
合物半導体ウェーハは、発光素子の発光効率の向上のた
めに、シリコンウェーハよりもウェーハの厚さを薄く作
製される場合が多い。これらの原因により、化合物半導
体ウェーハは、シリコンウェーハよりもウェーハの割れ
が発生しやすい。
ハ(以下、単にウェーハということもある)においてウ
ェーハの割れが発生しやすいのは、以下の点によるもの
である。すなわち、例えば、発光素子の製造に使用され
る化合物半導体ウェーハは、液相エピタキシャル(LP
E:Liquid Phase Epitaxial)法にて作製されることが
多い。しかし、このLPE法により形成された化合物半
導体ウェーハには、その主表面にスパイク(spike)欠
陥あるいはボイド(void)欠陥と呼ばれる突起物を伴う
結晶欠陥(以下、単に突起状欠陥という)が発生する。
また、LPE法による化合物半導体ウェーハの厚さばら
つきは、シリコンウェーハのものよりも大きい場合が多
い。それに加えて、発光素子に使用されることが多い化
合物半導体ウェーハは、発光素子の発光効率の向上のた
めに、シリコンウェーハよりもウェーハの厚さを薄く作
製される場合が多い。これらの原因により、化合物半導
体ウェーハは、シリコンウェーハよりもウェーハの割れ
が発生しやすい。
【0009】上記のような突起状欠陥によってウェーハ
が割れる様子を図6を用いて説明する。まず図6(a)
のように、化合物半導体ウェーハWの主表面上には突起
状欠陥10が形成されている。該突起状欠陥10は、内
部に空洞状のボイド10bを有し、該ボイド10bの周
りに突起状のスパイク10aが形成されている平面形状
が六角形の欠陥である。ウェーハの主表面からのスパイ
ク10aの突出高さは、数10〜100μm程度であ
る。
が割れる様子を図6を用いて説明する。まず図6(a)
のように、化合物半導体ウェーハWの主表面上には突起
状欠陥10が形成されている。該突起状欠陥10は、内
部に空洞状のボイド10bを有し、該ボイド10bの周
りに突起状のスパイク10aが形成されている平面形状
が六角形の欠陥である。ウェーハの主表面からのスパイ
ク10aの突出高さは、数10〜100μm程度であ
る。
【0010】このような突起状欠陥10が形成されてい
る化合物半導体ウェーハWに対して、図6(b)、
(c)のように従来の方法でマスクMを配置する場合に
ついてまず説明する。マスクMは、マスクホルダー11
3を介して例えば装置本体114に取り付けられてい
る。この場合、図6(b)のようにマスクMとウェーハ
Wとを相対的に接近させると、図6(c)のように最終
的にこれらが接触してしまう。従来の露光装置において
は、マスクMとウェーハWが接触しても、これらをさら
に接近させようとする押圧力FがウェーハWのマスクM
と接触している部分(主に突起状欠陥10)に集中して
かかるために、例えば、突起状欠陥10の端部11に望
まない応力が働き、図6(d)のようにウェーハWが割
れてしまう。
る化合物半導体ウェーハWに対して、図6(b)、
(c)のように従来の方法でマスクMを配置する場合に
ついてまず説明する。マスクMは、マスクホルダー11
3を介して例えば装置本体114に取り付けられてい
る。この場合、図6(b)のようにマスクMとウェーハ
Wとを相対的に接近させると、図6(c)のように最終
的にこれらが接触してしまう。従来の露光装置において
は、マスクMとウェーハWが接触しても、これらをさら
に接近させようとする押圧力FがウェーハWのマスクM
と接触している部分(主に突起状欠陥10)に集中して
かかるために、例えば、突起状欠陥10の端部11に望
まない応力が働き、図6(d)のようにウェーハWが割
れてしまう。
【0011】このような、化合物半導体ウェーハの割れ
を防止あるいは抑制するために、本発明の露光装置に
は、ウェーハとマスクとが接触するときに発生するマス
クからのウェーハに対する押圧力を緩衝する緩衝機構を
設ける。この緩衝機構により、ウェーハの主表面にかか
る押圧力が低減されることになる。マスクと化合物半導
体ウェーハとの接触によるウェーハの割れは、これらの
接触に際してウェーハにかかる押圧力が大きいほど生じ
やすいが、上記緩衝機構により該押圧力を十分に低減で
きるので、ウェーハの割れが防止あるいは抑制される。
を防止あるいは抑制するために、本発明の露光装置に
は、ウェーハとマスクとが接触するときに発生するマス
クからのウェーハに対する押圧力を緩衝する緩衝機構を
設ける。この緩衝機構により、ウェーハの主表面にかか
る押圧力が低減されることになる。マスクと化合物半導
体ウェーハとの接触によるウェーハの割れは、これらの
接触に際してウェーハにかかる押圧力が大きいほど生じ
やすいが、上記緩衝機構により該押圧力を十分に低減で
きるので、ウェーハの割れが防止あるいは抑制される。
【0012】また、上記のような緩衝機構は、ウェーハ
とマスクとが接触するように配置される露光装置に備え
られることが好ましい。ここで、ウェーハとマスクとが
接触するように配置される露光装置としては、例えば化
合物半導体ウェーハの主表面にマスクを密着させる、い
わゆるコンタクト方式の露光装置がある。
とマスクとが接触するように配置される露光装置に備え
られることが好ましい。ここで、ウェーハとマスクとが
接触するように配置される露光装置としては、例えば化
合物半導体ウェーハの主表面にマスクを密着させる、い
わゆるコンタクト方式の露光装置がある。
【0013】また、化合物半導体ウェーハに形成される
突起状欠陥等の突起物は、そのウェーハの主表面からの
突出高さが、100μmを超えることも少なくない。ま
た、化合物半導体ウェーハの厚さばらつきが100μm
を超えることもある。そのため、上記のような突起状欠
陥が形成されたり、厚さばらつきの大きい化合物半導体
ウェーハに対しては、いわゆるプロキシミティ方式の露
光装置を使用する場合であっても、ウェーハとマスクと
の接触が起こる場合がある。上記プロキシミティ方式に
かかる露光装置は、本来はウェーハとマスクとの接触を
抑制するためにウェーハとマスクとの間に10μm〜3
0μmのギャップを設けるように配置するものである
が、ウェーハの主表面に上記のような突起状欠陥が形成
されたり、厚さばらつきが大きいと、マスクがウェーハ
に接触し、ひいては、化合物半導体ウェーハの割れが生
じる場合がある。従って、本発明が好適に適用されるウ
ェーハとマスクとが接触するような露光装置としては、
コンタクト方式の他に、上記のプロキシミティ方式にか
かる露光装置も含まれる。
突起状欠陥等の突起物は、そのウェーハの主表面からの
突出高さが、100μmを超えることも少なくない。ま
た、化合物半導体ウェーハの厚さばらつきが100μm
を超えることもある。そのため、上記のような突起状欠
陥が形成されたり、厚さばらつきの大きい化合物半導体
ウェーハに対しては、いわゆるプロキシミティ方式の露
光装置を使用する場合であっても、ウェーハとマスクと
の接触が起こる場合がある。上記プロキシミティ方式に
かかる露光装置は、本来はウェーハとマスクとの接触を
抑制するためにウェーハとマスクとの間に10μm〜3
0μmのギャップを設けるように配置するものである
が、ウェーハの主表面に上記のような突起状欠陥が形成
されたり、厚さばらつきが大きいと、マスクがウェーハ
に接触し、ひいては、化合物半導体ウェーハの割れが生
じる場合がある。従って、本発明が好適に適用されるウ
ェーハとマスクとが接触するような露光装置としては、
コンタクト方式の他に、上記のプロキシミティ方式にか
かる露光装置も含まれる。
【0014】また、化合物半導体ウェーハとマスクとが
接触する際に生じる押圧力を緩衝するための緩衝機構
は、例えば、弾性変形に基づいて押圧力を緩衝する弾性
部材を有するものとすることができる。緩衝機構を弾性
部材とすることにより、ウェーハの主表面に働くマスク
からの押圧力を十分に抑制することができる。
接触する際に生じる押圧力を緩衝するための緩衝機構
は、例えば、弾性変形に基づいて押圧力を緩衝する弾性
部材を有するものとすることができる。緩衝機構を弾性
部材とすることにより、ウェーハの主表面に働くマスク
からの押圧力を十分に抑制することができる。
【0015】なお、上記弾性部材による押圧力の緩衝作
用を効果的に得るために、露光装置の構成を例えば次の
ようにすることができる。すなわち、マスクを化合物半
導体ウェーハの主表面に対して対向するようにマスクホ
ルダーに保持するとともに、緩衝機構をなす弾性部材を
介して装置本体にマスクホルダーを取り付ける。このよ
うな構成によれば、マスクホルダーに保持されたマスク
が化合物半導体ウェーハに接触したあとで、さらに、ウ
ェーハとマスクとを接近させようとする駆動力に起因す
る押圧力がウェーハに働いても、マスクホルダーと装置
本体との間に備えられた緩衝機構としての弾性部材が弾
性変形し、ひいては、マスクホルダーが上記押圧力を緩
衝するように変位して、上記押圧力がウェーハに直接働
くことを抑制できる。
用を効果的に得るために、露光装置の構成を例えば次の
ようにすることができる。すなわち、マスクを化合物半
導体ウェーハの主表面に対して対向するようにマスクホ
ルダーに保持するとともに、緩衝機構をなす弾性部材を
介して装置本体にマスクホルダーを取り付ける。このよ
うな構成によれば、マスクホルダーに保持されたマスク
が化合物半導体ウェーハに接触したあとで、さらに、ウ
ェーハとマスクとを接近させようとする駆動力に起因す
る押圧力がウェーハに働いても、マスクホルダーと装置
本体との間に備えられた緩衝機構としての弾性部材が弾
性変形し、ひいては、マスクホルダーが上記押圧力を緩
衝するように変位して、上記押圧力がウェーハに直接働
くことを抑制できる。
【0016】緩衝機構としての弾性部材としては、バネ
が好適に使用できる。バネはその材質あるいは形状を変
化させる事により、弾性変形に基づく弾性力の大きさを
様々に変化させる事が容易である。使用されるバネのバ
ネ定数は、化合物半導体ウェーハに形成されている突起
状欠陥の突出高さやウェーハの厚さばらつきを考慮しつ
つ、バネの弾性変形に基づく弾性力が、ウェーハの割れ
を誘発しない程度に小さくなるように設定する。
が好適に使用できる。バネはその材質あるいは形状を変
化させる事により、弾性変形に基づく弾性力の大きさを
様々に変化させる事が容易である。使用されるバネのバ
ネ定数は、化合物半導体ウェーハに形成されている突起
状欠陥の突出高さやウェーハの厚さばらつきを考慮しつ
つ、バネの弾性変形に基づく弾性力が、ウェーハの割れ
を誘発しない程度に小さくなるように設定する。
【0017】一方、本発明の露光装置に関しては、上記
のようなバネによる緩衝機構を設けているとはいえ、パ
ターン形成の精度は、少なからず劣化することを免れ得
ない。従って、本発明の露光装置は、パターン形成の精
度がそれほど要求されないような場合に特に好適に使用
することができる。このような場合として、例えば、発
光素子の電極を形成する場合が例示される。化合物半導
体ウェーハの主表面に個々の発光素子に対応する電極を
形成する場合、電子デバイスを作製する場合のように、
何度もパターンを重ねてパターンをレイアウトする必要
がなく、また、パターンを微細に形成する必要もないた
め、パターンの精度もあまり要求されない。
のようなバネによる緩衝機構を設けているとはいえ、パ
ターン形成の精度は、少なからず劣化することを免れ得
ない。従って、本発明の露光装置は、パターン形成の精
度がそれほど要求されないような場合に特に好適に使用
することができる。このような場合として、例えば、発
光素子の電極を形成する場合が例示される。化合物半導
体ウェーハの主表面に個々の発光素子に対応する電極を
形成する場合、電子デバイスを作製する場合のように、
何度もパターンを重ねてパターンをレイアウトする必要
がなく、また、パターンを微細に形成する必要もないた
め、パターンの精度もあまり要求されない。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
の図面を用いて説明する。まず、化合物半導体ウェーハ
から発光素子を作製する場合のリソグラフィ工程による
電極形成の形態の一例を説明し、その後、この工程にお
ける本発明の露光装置の実施形態について説明する。図
4は、発光素子として使用される化合物半導体ウェーハ
W(以下、ウェーハWともいう)の主表面W1上に個々
の発光素子に対応する電極を形成する場合のリソグラフ
ィ工程の一例を示した断面図である。まず、図4(a)
に示すように、発光効率の向上を考慮して比較的薄い厚
さ(例えば、200μm〜500μm)のウェーハWの
主表面W1上に電極となる金属層1を真空蒸着等の公知
の方法により形成する。電極となる金属層1としては、
ウェーハWとの密着性あるいは導電性等の観点から例え
ば金(Au)が好適に採用される。
の図面を用いて説明する。まず、化合物半導体ウェーハ
から発光素子を作製する場合のリソグラフィ工程による
電極形成の形態の一例を説明し、その後、この工程にお
ける本発明の露光装置の実施形態について説明する。図
4は、発光素子として使用される化合物半導体ウェーハ
W(以下、ウェーハWともいう)の主表面W1上に個々
の発光素子に対応する電極を形成する場合のリソグラフ
ィ工程の一例を示した断面図である。まず、図4(a)
に示すように、発光効率の向上を考慮して比較的薄い厚
さ(例えば、200μm〜500μm)のウェーハWの
主表面W1上に電極となる金属層1を真空蒸着等の公知
の方法により形成する。電極となる金属層1としては、
ウェーハWとの密着性あるいは導電性等の観点から例え
ば金(Au)が好適に採用される。
【0019】このように形成した金属層1上に、図4
(b)に示すようにレジスト(感光性樹脂)2を塗布す
る。このレジスト2は、金属電極をエッチングにより除
去するときのマスクの役割を果たすものである。このレ
ジスト2は、例えば、ウェーハWの主表面にレジスト液
を滴下し、該ウェーハWを軸線を中心に回転させること
により塗布することができる。このレジスト2が塗布さ
れた後に、図4(c)のように、レジスト2を介してウ
ェーハWに対してマスクMを配置する。このとき、マス
クMとウェーハWとは、密着するように配置させられる
か(コンタクト方式)、あるいは、例えばウェーハWと
マスクMとの間に10μm〜30μmのギャップがあく
ように配置させられる(プロキシミティ方式)。図5
(c)、はコンタクト方式によりマスクMを配置した場
合を示している。
(b)に示すようにレジスト(感光性樹脂)2を塗布す
る。このレジスト2は、金属電極をエッチングにより除
去するときのマスクの役割を果たすものである。このレ
ジスト2は、例えば、ウェーハWの主表面にレジスト液
を滴下し、該ウェーハWを軸線を中心に回転させること
により塗布することができる。このレジスト2が塗布さ
れた後に、図4(c)のように、レジスト2を介してウ
ェーハWに対してマスクMを配置する。このとき、マス
クMとウェーハWとは、密着するように配置させられる
か(コンタクト方式)、あるいは、例えばウェーハWと
マスクMとの間に10μm〜30μmのギャップがあく
ように配置させられる(プロキシミティ方式)。図5
(c)、はコンタクト方式によりマスクMを配置した場
合を示している。
【0020】前記マスクMには、レジスト2を露光する
ための光Lを透過する光透過部M1が形成されている。
また、前記光透過部M1以外のマスクMの部分により、
レジスト2の所望の部分がマスクされる。そして、図4
(d)のように、レジスト2のマスクされていない部分
を、例えば、紫外線等の光Lを光透過部M1を介して照
射することにより露光して露光部21とする。次いで、
その状態(図4(e))のウェーハWを現像液に浸漬さ
せて現像し、図4(f)のように露光された部分だけを
半導体ウェーハの主表面上に残す。本実施の形態におい
ては、ネガ型のレジスト2を使用した場合を示してお
り、上記のように露光部21が残留するが、ポジ型の場
合は、露光部が逆に除去される。このように、残留した
露光部21が金属層1に対するマスクとなり、図4
(g)のように露光部21の下に形成されている金属層
1のみがエッチングによって残る。そして、図4(h)
のように残留しているレジスト21を除去して、最終的
に電極11を形成する。
ための光Lを透過する光透過部M1が形成されている。
また、前記光透過部M1以外のマスクMの部分により、
レジスト2の所望の部分がマスクされる。そして、図4
(d)のように、レジスト2のマスクされていない部分
を、例えば、紫外線等の光Lを光透過部M1を介して照
射することにより露光して露光部21とする。次いで、
その状態(図4(e))のウェーハWを現像液に浸漬さ
せて現像し、図4(f)のように露光された部分だけを
半導体ウェーハの主表面上に残す。本実施の形態におい
ては、ネガ型のレジスト2を使用した場合を示してお
り、上記のように露光部21が残留するが、ポジ型の場
合は、露光部が逆に除去される。このように、残留した
露光部21が金属層1に対するマスクとなり、図4
(g)のように露光部21の下に形成されている金属層
1のみがエッチングによって残る。そして、図4(h)
のように残留しているレジスト21を除去して、最終的
に電極11を形成する。
【0021】以上の工程により、図5(a)に示すよう
にウェーハWの主表面W1上に電極11が形成される。
この電極11のパターンは、マスクMに形成されている
光透過部M1のパターンに対応するものとなる。図5
(a)のように電極11が形成された半導体ウェーハW
は、裏面に裏面電極41が形成された後に、ダイシング
により(b)に示すように素子化されて発光素子40と
なる。
にウェーハWの主表面W1上に電極11が形成される。
この電極11のパターンは、マスクMに形成されている
光透過部M1のパターンに対応するものとなる。図5
(a)のように電極11が形成された半導体ウェーハW
は、裏面に裏面電極41が形成された後に、ダイシング
により(b)に示すように素子化されて発光素子40と
なる。
【0022】以上、説明したように、発光素子40の電
極11をリソグラフィ工程により形成する場合、パター
ン形成を数回行って異なるパターンをウェーハWに形成
する必要もなく一回の露光工程により電極11が形成さ
れ、また、電極のパターンの精度もそれほど要求される
ものではない。なお、本実施の形態においては、形成さ
れる電極11の直径は100μm〜120μm程度であ
り、形成される電極11の直径の精度は±10μm〜2
0μm程度である。また、本実施の形態においては、発
光素子の電極を形成する場合について説明するが、本発
明はこれに限られるものではなく、上記発光素子の電極
形成の場合と同等程度、あるいはそれよりも低い精度の
パターンの形成で十分な場合にも適用が可能である。
極11をリソグラフィ工程により形成する場合、パター
ン形成を数回行って異なるパターンをウェーハWに形成
する必要もなく一回の露光工程により電極11が形成さ
れ、また、電極のパターンの精度もそれほど要求される
ものではない。なお、本実施の形態においては、形成さ
れる電極11の直径は100μm〜120μm程度であ
り、形成される電極11の直径の精度は±10μm〜2
0μm程度である。また、本実施の形態においては、発
光素子の電極を形成する場合について説明するが、本発
明はこれに限られるものではなく、上記発光素子の電極
形成の場合と同等程度、あるいはそれよりも低い精度の
パターンの形成で十分な場合にも適用が可能である。
【0023】本実施の形態においては、ウェーハWの主
表面W1上に電極パターンを形成するリソグラフィ工程
において、図1に示すような本発明の露光装置100を
使用する。露光装置100は、マスクを保持するための
マスクホルダー13と、ウェーハWを保持するためのウ
ェーハ保持部12と、これらマスクホルダー13とウェ
ーハ保持部12との少なくとも一方を駆動し、ウェーハ
WとマスクMとを接近・離間させる駆動部17と、を備
えている。駆動部17は、例えば、ステッピングモータ
SMにより構成することができ、本実施形態において
は、該ステッピングモータSMの回転運動をウェーハ保
持部12の上下運動に置き換えている。そして、ウェー
ハWとマスクMとが接触するときに発生するマスクMに
よるウェーハWへの押圧力を緩衝するために、自身の弾
性変形に基づいてウェーハWへの押圧力を緩衝する緩衝
機構として、弾性部材としてのバネ25を有する。そし
て、マスクMはウェーハWに対向してマスクホルダー1
3に保持されるとともに、マスクホルダー13は弾性部
材としてのバネ25を介して装置本体14に取り付けら
れている。
表面W1上に電極パターンを形成するリソグラフィ工程
において、図1に示すような本発明の露光装置100を
使用する。露光装置100は、マスクを保持するための
マスクホルダー13と、ウェーハWを保持するためのウ
ェーハ保持部12と、これらマスクホルダー13とウェ
ーハ保持部12との少なくとも一方を駆動し、ウェーハ
WとマスクMとを接近・離間させる駆動部17と、を備
えている。駆動部17は、例えば、ステッピングモータ
SMにより構成することができ、本実施形態において
は、該ステッピングモータSMの回転運動をウェーハ保
持部12の上下運動に置き換えている。そして、ウェー
ハWとマスクMとが接触するときに発生するマスクMに
よるウェーハWへの押圧力を緩衝するために、自身の弾
性変形に基づいてウェーハWへの押圧力を緩衝する緩衝
機構として、弾性部材としてのバネ25を有する。そし
て、マスクMはウェーハWに対向してマスクホルダー1
3に保持されるとともに、マスクホルダー13は弾性部
材としてのバネ25を介して装置本体14に取り付けら
れている。
【0024】さらに、図1(b)に示すように、ウェー
ハ保持部12に保持されるウェーハWの主表面W1には
金属膜1が被膜され、さらにその上からレジスト2が形
成されている。また、マスクMは、真空吸着によりマス
クホルダー13に固定されている。該マスクMには、マ
スクパターンMPが形成されており、該マスクパターン
MPに対応した電極のパターンが半導体ウェーハWの主
表面W1上に形成されているレジスト2に転写されるこ
とになる。
ハ保持部12に保持されるウェーハWの主表面W1には
金属膜1が被膜され、さらにその上からレジスト2が形
成されている。また、マスクMは、真空吸着によりマス
クホルダー13に固定されている。該マスクMには、マ
スクパターンMPが形成されており、該マスクパターン
MPに対応した電極のパターンが半導体ウェーハWの主
表面W1上に形成されているレジスト2に転写されるこ
とになる。
【0025】マスクホルダー13は、弾性部材としての
バネ25を介して装置本体14に取り付けられている。
このとき、バネ25は、バネとしての特性を有していれ
ば、どのような形状のものでもよく、例えば板・コイル
・竹の子などの形状のものを使用することができる。図
1(b)はコイル状のコイルスプリングを使用した場合
について示している。また図1(b)に示すように、マ
スクホルダー13において、バネ25が配置される部分
にシャフト孔27が形成されており、シャフト30がバ
ネ25の中心を貫通して、シャフト孔27に挿入され、
該シャフト30を装置本体14(図1(b)には図示せ
ず)側で固定することによりマスクホルダー13のウェ
ーハWに対する横ずれを抑制できるようにしている。
バネ25を介して装置本体14に取り付けられている。
このとき、バネ25は、バネとしての特性を有していれ
ば、どのような形状のものでもよく、例えば板・コイル
・竹の子などの形状のものを使用することができる。図
1(b)はコイル状のコイルスプリングを使用した場合
について示している。また図1(b)に示すように、マ
スクホルダー13において、バネ25が配置される部分
にシャフト孔27が形成されており、シャフト30がバ
ネ25の中心を貫通して、シャフト孔27に挿入され、
該シャフト30を装置本体14(図1(b)には図示せ
ず)側で固定することによりマスクホルダー13のウェ
ーハWに対する横ずれを抑制できるようにしている。
【0026】なお、上記本実施の形態においては、弾性
部材としてバネを使用する場合について説明したが、本
発明においては、上記緩衝機構としてその他の弾性部材
を使用することも可能である。例えば、バネの代わりに
弾性ゴム等を使用することもできる。
部材としてバネを使用する場合について説明したが、本
発明においては、上記緩衝機構としてその他の弾性部材
を使用することも可能である。例えば、バネの代わりに
弾性ゴム等を使用することもできる。
【0027】以下、上記本発明の露光装置100の作用
について述べる。本発明の露光装置100においては、
図2(a)に示すように、マスクMと化合物半導体ウェ
ーハWとを接近させ、図2(b)に示すようにこれらが
接触した後、該マスクMとウェーハWとをさらに接近さ
せようとする力が働いても、バネ25が弾性変形し、そ
の形状を縮めることによって、マスクMによるウェーハ
Wへの押圧力Fが緩衝されるようになっている。これに
より、ウェーハWの割れ及び破壊が抑制されることにな
る。ここで緩衝機構としてのバネ25においては、ウェ
ーハWへのマスクMによる押圧力Fが十分に軽減される
だけ弾性変形するように、その材質及び形状を選択する
ようにする。
について述べる。本発明の露光装置100においては、
図2(a)に示すように、マスクMと化合物半導体ウェ
ーハWとを接近させ、図2(b)に示すようにこれらが
接触した後、該マスクMとウェーハWとをさらに接近さ
せようとする力が働いても、バネ25が弾性変形し、そ
の形状を縮めることによって、マスクMによるウェーハ
Wへの押圧力Fが緩衝されるようになっている。これに
より、ウェーハWの割れ及び破壊が抑制されることにな
る。ここで緩衝機構としてのバネ25においては、ウェ
ーハWへのマスクMによる押圧力Fが十分に軽減される
だけ弾性変形するように、その材質及び形状を選択する
ようにする。
【0028】さらに、従来の緩衝機構が付与されていな
い露光装置の場合、図2(c)に示すように、マスクホ
ルダー13が装置本体14に直接固定されているので、
ウェーハWの厚さのばらつきが大きいと、最も厚い部分
により多くの押圧力Fがかかることとなる。しかしなが
ら、本発明の露光装置100においては、マスクホルダ
ー13と装置本体14とが緩衝機構をなすバネ25によ
り連結されているので、マスクホルダー13ひいてはそ
れに固定されているマスクMは、図2(d)に示すよう
に、ウェーハWの厚さ(凹凸)に応じて適度に変位する
ことが可能である。その結果、ウェーハWとマスクMと
が広範囲で接触するようになり、押圧力Fが一点から分
割されて押圧力fとして広い範囲に働くため、ある特定
部分への応力の集中が緩和されウェーハWの割れ及び破
壊等が防止できる。
い露光装置の場合、図2(c)に示すように、マスクホ
ルダー13が装置本体14に直接固定されているので、
ウェーハWの厚さのばらつきが大きいと、最も厚い部分
により多くの押圧力Fがかかることとなる。しかしなが
ら、本発明の露光装置100においては、マスクホルダ
ー13と装置本体14とが緩衝機構をなすバネ25によ
り連結されているので、マスクホルダー13ひいてはそ
れに固定されているマスクMは、図2(d)に示すよう
に、ウェーハWの厚さ(凹凸)に応じて適度に変位する
ことが可能である。その結果、ウェーハWとマスクMと
が広範囲で接触するようになり、押圧力Fが一点から分
割されて押圧力fとして広い範囲に働くため、ある特定
部分への応力の集中が緩和されウェーハWの割れ及び破
壊等が防止できる。
【0029】本実施の形態においては、図2に示すよう
に緩衝機構としての弾性部材(バネ25)は、押圧力F
を自身が縮むように弾性変形することにより緩衝する配
置となっているが、図3に示すように、緩衝機構として
の弾性部材(バネ25)が伸びることにより押圧力Fを
緩衝するような配置にすることも可能である。該構成に
おいては、装置本体14にマスクホルダー受け部14a
が形成されている。そして、該マスクホルダー受け部1
4aとマスクホルダー13とが弾性部材(バネ25)に
て連結されている。ウェーハWとマスクMとが相対的に
接近しこれらが接触すると、接触後にウェーハWにかか
る押圧力Fは、バネ25が伸びて弾性変形することによ
り緩和されることとなる。
に緩衝機構としての弾性部材(バネ25)は、押圧力F
を自身が縮むように弾性変形することにより緩衝する配
置となっているが、図3に示すように、緩衝機構として
の弾性部材(バネ25)が伸びることにより押圧力Fを
緩衝するような配置にすることも可能である。該構成に
おいては、装置本体14にマスクホルダー受け部14a
が形成されている。そして、該マスクホルダー受け部1
4aとマスクホルダー13とが弾性部材(バネ25)に
て連結されている。ウェーハWとマスクMとが相対的に
接近しこれらが接触すると、接触後にウェーハWにかか
る押圧力Fは、バネ25が伸びて弾性変形することによ
り緩和されることとなる。
【0030】なお、本実施の形態においては、露光装置
100の緩衝機構として、弾性部材を使用する場合のみ
を記載したが、本発明はこれに限られるものではなく、
例えば、エアーあるいは油圧ダンパー等の緩衝機構を採
用してもよい。
100の緩衝機構として、弾性部材を使用する場合のみ
を記載したが、本発明はこれに限られるものではなく、
例えば、エアーあるいは油圧ダンパー等の緩衝機構を採
用してもよい。
【0031】
【実施例】実施例として、図1に示すような緩衝機構を
備えた露光装置100を使用し、比較例として緩衝機構
を設けていない従来の露光装置を使用して、本発明の効
果を調べる。両者ともコンタクト方式による露光装置と
し、これらの露光装置により化合物半導体ウェーハの主
表面に電極を形成するリソグラフィ工程を行う。使用す
る化合物半導体ウェーハとしては、厚さ約0.25mm
の燐化ガリウム(GaP)単結晶基板上にGaPあるい
はGaAsP単結晶薄膜を厚さ約5μm〜15μm液相
エピタキシャル成長させた直径50mmのエピタキシャ
ルウェーハを使用する。このような化合物半導体ウェー
ハの主表面全体に電極となるAu金属膜を蒸着により形
成する。
備えた露光装置100を使用し、比較例として緩衝機構
を設けていない従来の露光装置を使用して、本発明の効
果を調べる。両者ともコンタクト方式による露光装置と
し、これらの露光装置により化合物半導体ウェーハの主
表面に電極を形成するリソグラフィ工程を行う。使用す
る化合物半導体ウェーハとしては、厚さ約0.25mm
の燐化ガリウム(GaP)単結晶基板上にGaPあるい
はGaAsP単結晶薄膜を厚さ約5μm〜15μm液相
エピタキシャル成長させた直径50mmのエピタキシャ
ルウェーハを使用する。このような化合物半導体ウェー
ハの主表面全体に電極となるAu金属膜を蒸着により形
成する。
【0032】上記した実施例及び比較例の露光装置に、
上記化合物半導体ウェーハWをそれぞれ配置する。そし
て、マスクをウェーハに対して接近及び密着させ、該ウ
ェーハに対してマスクを介して紫外線を照射することに
より露光を行う。このような露光工程を、実施例及び比
較例の露光装置で、それぞれ1000枚の化合物半導体
ウェーハに対し施し、それぞれの装置において、ウェー
ハが割れたり、あるいは破壊されたりする頻度(ウェー
ハの割れ率)を比較する。
上記化合物半導体ウェーハWをそれぞれ配置する。そし
て、マスクをウェーハに対して接近及び密着させ、該ウ
ェーハに対してマスクを介して紫外線を照射することに
より露光を行う。このような露光工程を、実施例及び比
較例の露光装置で、それぞれ1000枚の化合物半導体
ウェーハに対し施し、それぞれの装置において、ウェー
ハが割れたり、あるいは破壊されたりする頻度(ウェー
ハの割れ率)を比較する。
【0033】その結果、ウェーハの割れ率は、比較例に
おいては9.2%であり、実施例においては0.5%で
あった。これにより、本発明の露光装置により、化合物
半導体ウェーハの割れが効果的に抑制できることがわか
る。
おいては9.2%であり、実施例においては0.5%で
あった。これにより、本発明の露光装置により、化合物
半導体ウェーハの割れが効果的に抑制できることがわか
る。
【図1】本発明の露光装置の概略図。
【図2】本発明の露光装置の作用を説明する図。
【図3】本発明の露光装置の変形例を示す概略図。
【図4】化合物半導体ウェーハにおけるリソグラフィ工
程の一例を示す図。
程の一例を示す図。
【図5】図4のリソグラフィ工程後の化合物半導体ウェ
ーハと、それより切り出された半導体素子とを示す図。
ーハと、それより切り出された半導体素子とを示す図。
【図6】従来の露光装置における化合物半導体ウェーハ
の割れの発生を説明した図。
の割れの発生を説明した図。
100 露光装置 M マスク W 化合物半導体ウェーハ W1 化合物半導体ウェーハの主表面 25 弾性部材(バネ) 12 ウェーハ保持部 13 マスクホルダー 14 装置本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F046 BA01 BA02 CC01 CC02 CC08 CC09 CC10 DA21 DA22
Claims (6)
- 【請求項1】 パターンが形成されているマスクと化合
物半導体ウェーハの主表面とを相対的に接近させて、前
記パターンを前記化合物半導体ウェーハの主表面に転写
するために使用される露光装置であって、 前記マスクによる前記化合物半導体ウェーハへの押圧力
を緩衝するための緩衝機構を備えたことを特徴とする露
光装置。 - 【請求項2】 前記緩衝機構は、弾性変形に基づいて前
記押圧力を緩衝する弾性部材を有することを特徴とする
請求項1に記載の露光装置。 - 【請求項3】 前記マスクは前記化合物半導体ウェーハ
に対向してマスクホルダーに保持されるとともに、該マ
スクホルダーが前記弾性部材を介して装置本体に取付け
られていることを特徴とする請求項2に記載の露光装
置。 - 【請求項4】 マスクを保持するためのマスクホルダー
と、 化合物半導体ウェーハを保持するためのウェーハ保持部
と、 前記マスクホルダーと前記ウェーハ保持部との少なくと
も一方を駆動し、前記化合物半導体ウェーハと前記マス
クとを接近・離間させる駆動部と、 前記マスクによる前記化合物半導体ウェーハへの押圧力
を緩衝するために、弾性変形に基づいて前記押圧力を緩
衝する弾性部材を含む緩衝機構と、を備え、 前記マスクは前記化合物半導体ウェーハに対向してマス
クホルダーに保持されるとともに、該マスクホルダーが
前記弾性部材を介して装置本体に取付けられていること
を特徴とする露光装置。 - 【請求項5】 前記弾性部材はバネであることを特徴と
する請求項2ないし4のいずれかに記載の露光装置。 - 【請求項6】 発光素子の電極形成に使用されることを
特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の露光装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001098264A JP2002299208A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001098264A JP2002299208A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002299208A true JP2002299208A (ja) | 2002-10-11 |
Family
ID=18951933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001098264A Pending JP2002299208A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002299208A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8141513B2 (en) * | 2003-12-25 | 2012-03-27 | Ebara Corporation | Substrate holding apparatus, substrate holding method, and substrate processing apparatus |
| JP2013015821A (ja) * | 2011-06-10 | 2013-01-24 | Nsk Technology Co Ltd | 露光装置 |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001098264A patent/JP2002299208A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8141513B2 (en) * | 2003-12-25 | 2012-03-27 | Ebara Corporation | Substrate holding apparatus, substrate holding method, and substrate processing apparatus |
| US8777198B2 (en) | 2003-12-25 | 2014-07-15 | Ebara Corporation | Substrate holding apparatus, substrate holding method, and substrate processing apparatus |
| JP2013015821A (ja) * | 2011-06-10 | 2013-01-24 | Nsk Technology Co Ltd | 露光装置 |
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