JP2011040472A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】マスクの清浄化に有利な露光装置を提供する。
【解決手段】本発明の露光装置は、マスク1を介して基板を露光する露光装置であって、マスク1のクリーン化を行うステーション部(露光室43等)と、マスク1のクリーン化を行うクリーン化ユニット(異物検査装置7、異物除去装置8−1、異物付着防止装置24)をステーション部に搬送するマスクハンドリング部9とを有する。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の露光装置は、マスク1を介して基板を露光する露光装置であって、マスク1のクリーン化を行うステーション部(露光室43等)と、マスク1のクリーン化を行うクリーン化ユニット(異物検査装置7、異物除去装置8−1、異物付着防止装置24)をステーション部に搬送するマスクハンドリング部9とを有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、マスクを介して基板を露光する露光装置に関する。
従来から、極紫外光を用いるEUV露光装置において、マスク上に付着した異物を検査又は除去する方法が提案されている。また、EUV露光中において、マスクに異物が付着しないようにマスクを保護する方法も提案されている。
マスク上の異物を除去する方法として、例えば特許文献1には、マスク上に付着した異物を帯電又は誘電分極させることにより異物を除去する方法が開示されている。特許文献2には、マスクチャック面のクリーニング方法として、マスク搬送ロボットによりパージガス容器をチャック近傍に移送して、ガスを吹きかける方式が開示されている。特許文献3には、マスクハンドリング装置又はマスク保管室に、電磁界又は温度差を利用した異物付着防止装置を設けることが開示されている。
しかしながら、従来の方法では、マスクを検査装置に搬送してから異物除去装置によって異物を除去した後、マスクを露光位置内のマスクステージに搬送することが必要である。このため、マスクを搬送する際に新たな塵等の異物がマスクに付着するおそれがある。
一方、露光装置の内部に設けられた異物検査装置や異物除去装置を用いて露光装置内で異物検査や異物除去を行う場合、これらの異物検査装置や異物除去装置により露光装置内のスペースが占有されてしまう。また、異物検査装置や異物除去装置を他の装置と交換することは困難である。さらに、異物付着防止装置の場合には、マスクを交換する際に異物付着防止装置がマスクの搬送経路と干渉するおそれがある。
本発明は、マスクの清浄化に有利な露光装置を提供することを例示的目的とする。
本発明の一側面としての露光装置は、マスクを介して基板を露光する露光装置であって、前記マスクのクリーン化を行うステーション部と、前記マスクのクリーン化を行うクリーン化ユニットを前記ステーション部に搬送する搬送手段とを有する。
本発明の他の側面としてのデバイス製造方法は、前記露光装置を用いて基板を露光する工程と、前記工程で露光された基板を現像する工程と
を有する。
を有する。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
本発明によれば、例えば、マスクの清浄化に有利な露光装置を提供することができる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
本実施例の露光装置は、極紫外光(EUV光)を用いてマスクパターンを基板に転写する露光装置である。本実施例の露光装置は、特に、EUVマスク上に付着した異物の検査又は除去し、又は、EUVマスクに対する異物の付着を防止することが可能である。ただし、本実施例はEUV露光装置に限定されるものではなく、本実施例は他の露光光を用いた露光装置にも適用可能である。
まず、本発明の実施例1における露光装置の概略について説明する。図1は、本実施例における露光装置のブロック図である。図1において、41はマスク用ロードロック室、42は搬送室、43は露光室、44はマスク保管室である。45はウエハロード室、46はウエハアンロード室である。ウエハは、ウエハロード室45から露光装置内に取り入れられ、露光されたウエハは、ウエハアンロード室46から露光装置外に取り出される。47は露光室43に隣接した専用チャンバーである。それぞれの室は、露光装置のステーション部(単にステーションともいう)である。
マスク用ロードロック室41は、露光装置内の真空雰囲気を維持しながら露光装置内部と露光装置外部との間でマスク1の受け渡しを行うために設けられている。搬送室42にはマスクハンドリング装置9(搬送手段)が配置されているステーション部である。マスクハンドリング装置9は、マスク1や後述の異物検査装置、異物除去装置、又は、異物付着防止装置(対異物保護装置)等のクリーン化ユニットを搬送する。クリーン化ユニットは、マスク1のクリーン化(清浄化)を行う。なお、上記各装置は、マスクハンドリング装置9の代わりに、専用のハンドリング装置を用いて搬送されてもよい。
露光室43は、不図示の光源からの光を用いてマスク1のパターンを基板に転写するための露光領域である。マスク保管室44には、後述のように、複数のマスクM1〜M6、異物検査装置7、及び、複数の異物除去装置8−1、8−2、8−3が保管されている。図1では、それらの代表としてマスク1のみが描かれている。マスクハンドリング装置9は、マスク保管室44と露光室43との間でマスクや各装置(クリーン化ユニット)を搬送する。なお本実施例では、クリーン化ユニットは、マスク用ロードロック室41を介して露光装置の外部から搬送されてもよい。
次に、本実施例の露光装置における異物除去方法について説明する。図2は、本実施例の露光装置において、マスクに付着した異物を除去するためのフロー(異物除去フロー)である。異物除去フローは、露光装置に設けられる不図示の制御装置の指示に基づいて実行される。
まず、ステップS101の異物発見工程で、露光されたレジストパターンや回路の欠陥等によって異物が発見されると、異物の位置又は異物付近の回路パターン形状の情報が露光装置に入力される。次に、ステップS102の異物検査装置搬送工程1において、図1に示されるマスクハンドリング装置9(搬送手段)は、マスク保管室44から異物検査装置7を取り出し、露光室43中のマスク付近に搬送される。
図3は、本実施例の露光装置におけるマスク保管室44の構成図である。図3に示されるように、マスク保管室44には、複数のマスクM1〜M6、異物検査装置7、及び、複数の異物除去装置8−1、8−2、8−3が保管されている。異物検査装置7は、ステップS103の異物検査工程において、マスク1上に付着した異物の位置や形状を特定する。次に、ステップS104の異物検査装置搬送工程2において、異物検査装置7がマスクハンドリング装置9で露光室43から撤去され、異物検査装置7はマスク保管室44へ収納される。
ステップS105の異物除去装置選択工程では、ステップS103の異物検査工程で検査された異物の形状や位置に基づいて、複数の異物除去装置8−1、8−2、8−3のうち最適な異物除去装置が選択される。以下、本実施例では一例として異物除去装置8−1が選択されたことを前提として説明する。
ステップS106の異物除去装置搬送工程1では、選択された異物除去装置8−1が、マスクハンドリング装置9によってマスク保管室44から搬出され、露光室43のマスク付近に搬送される。ステップS107の異物除去工程において、異物除去装置8−1を用いてマスク上の異物は除去される。ステップS108の異物除去装置搬送工程2では、異物除去装置8−1がマスクハンドリング装置9により露光室43中の露光位置から回収され、異物除去装置8−1はマスク保管室44へ収納される。さらに必要に応じて、異物除去装置8−1は、マスク用ロードロック室41を通して露光装置外へ搬出されクリーニングされる。
なお、本実施例において、異物検査装置や異物除去装置により異物の検査又は除去が実施される位置は、露光室43に限定されるものではなく、例えば、露光室43に隣接した専用チャンバー47やマスク保管室44で実施してもよい。本実施例では、マスク用ロードロック室41、搬送室42、露光室43、マスク保管室44、ウエハロード室45、ウエハアンロード室46、専用チャンバー47のいずれかのステーション部において、マスク1のクリーン化(清浄化)が行われる。
次に、異物検査装置7による異物検査除去工程について詳述する。図4は、本実施例の露光装置における異物検査装置7の構成図である。図4(a)は異物検査装置の断面図を示し、図4(b)は平面図を示している。
図4において、1はマスクであり、2はマスク1の表面上に付着した塵や粒子等の異物である。また、4は顕微鏡、5は照明装置、6はアライメントマークである。本実施例の異物検査装置7は、顕微鏡4、照明装置5、アライメントマーク6の他、インターフェース10、光ファイバー12、電力線13、及び、画像伝送用のグラスファイバー14を備えて構成される。インターフェース10は、クリーン化ユニットとしての異物検査装置7の動作に必要な電気や光等をクリーン化ユニットに供給するための接合部である。クリーン化ユニットの動作に必要な電気や光等は、露光装置の外部から供給される。
異物検査装置7は、マスク上に存在する異物や欠陥の有無又は位置を特定する装置である。異物とは、所望の回路パターン像を基板上に形成するのを妨げる可能性のあるマスク上に存在する塵や粒子、カーボン膜等の物質である。欠陥とは、マスク上の所望のパターンでないパターンを示す。
まず、異物検査装置7は、露光装置に入力された異物の位置情報に基づいて、マスクハンドリング装置9によりマスク付近に搬送される。次に、照明装置5によってマスク1が照射され、顕微鏡4によって異物2の位置が特定される。その際、照明装置5には、光ファイバー12により光が供給される。顕微鏡4には焦点位置合わせ機構の電力線13及び画像伝送用のグラスファイバー14が接続されている。顕微鏡4で、異物2の位置を特定することができた場合、異物検査装置7はマスクハンドリング装置9により露光室43内の露光位置から回収される。
次に、異物検査装置7で検査された異物2の位置や形状によって、最適な異物除去装置が選択される。本実施例では、異物が粒子であるため、特許文献1に開示されているような針状電極を用いて、異物を帯電又は誘電分極させて除去する異物除去装置8−1が選択される。
図5は、本実施例の露光装置における異物除去装置8−1の構成図である。図5(a)は異物除去装置の断面図を示し、図5(b)は平面図を示している。本実施例の異物除去装置8−1は、針状電極3、インターフェース10、光ファイバー12、電力線13、及び、画像伝送用のグラスファイバー14を備えて構成される。異物除去装置とは、マスク上の異物又は欠陥を除去又は修正する装置である。
異物除去装置搬送工程1において、マスクハンドリング装置9を用いて、異物除去装置8−1が露光室43内のマスク付近に搬送される。異物除去装置8−1は、先の異物検査工程で特定された異物2の座標に針状電極3が配置されるように移動する。このように、異物除去装置8−1は、異物検査装置7で検査した異物2の情報に基づいて駆動される。針状電極3に正又は負の電圧が電力線13を介して印加すると、マスク1上の異物2が誘電分極を起こして針状電極3の方へ移動し、針状電極3に付着して除去される。その後、異物除去装置搬送工程2において、異物除去装置8−1はマスクハンドリング装置9を用いて露光室43内の露光位置から回収される。
ここで、異物検査工程(S102)及び異物除去工程(S107)で受け渡される位置情報は、座標が一致していることが必要である。このため、異物検査装置7及び異物除去装置8−1の上には、マスク1に対する位置決めを行うためのアライメントマーク6が設けられている。不図示のアライメント機構は、アライメントマーク6の位置を読み取ることにより、異物検査装置7及び異物除去装置8−1のマスクに対する位置関係を得る。
さらに、異物検査装置7及び異物除去装置8の電力線13、光ファイバー12、及び、画像伝送用のグラスファイバー14は、マスクハンドリング装置9と異物検査装置7又は異物除去装置8−1との間で、インターフェース10を介して信号や電力を伝送する。異物検査装置7や異物除去装置8−1等の機能の異なる装置間で共通の電力線13等を用いることができるように、各装置に設けられるインターフェースは共通化されている。このため、異物検査装置7や異物除去装置8−1等の異なる装置を、同一のマスクハンドリング装置9を用いて搬送することができる。なお、ガスをマスクに噴射する方式の異物検査装置が用いられる場合、インターフェースとして、例えばガス供給用のフレキシブルチューブが用いられる。
また、図4(b)、図5(b)に示されるように、マスク1と共通のアライメントマーク6が、異物検査装置7及び異物除去装置8−1上に形成されている。異物検査装置7と異物除去装置8−1がマスク1又は二重PODのベースプレートと同等の形状と重量を満たすことにより、マスクハンドリング装置9を用いて異物検査装置7及び異物除去装置8−1の搬送が可能となる。
なお本実施例において、マスクの近傍に別のステージを設けて、異物検査装置や異物除去装置等のクリーン化ユニットをそのステージに受け渡してから異物の検査又は除去を行ってもよい。また、本実施例では、異物発見工程が露光されたレジストパターンや回路の欠陥であるが、大まかな異物の有無がわかる程度の異物検査装置でもよい。例えば、大視野顕微鏡やレーザービームを走査して異物からの散乱光によって、異物の有無を検出する方式を用いてもよい。
また、マスクにレーザーを照射して、マスクに付着した異物を除去する異物除去装置を用いる場合、レーザー光を光ファイバーで伝送する他、露光装置の窓からレーザーを入れてもよい。この場合、マスクハンドリング装置の上に、反射ミラーを載せた装置を置き、レーザーをマスクと平行に入射させて、反射ミラーによってレーザーを跳ね上げて、マスク面を照射する。そして、マスクハンドリング装置の移動に伴い反射ミラーを移動させ、レーザーをマスク全面に照射する。このように、異物除去装置の一部が、マスクハンドリング装置の上に配置されていてもよい。
上述のように、本実施例では、異物検査装置や異物除去装置のように異なる種類の装置を、同一のマスクハンドリング装置を用いて搬送することができる。なお、異物検査装置や異物除去装置は、公知の装置から選択して用いればよく、特定の方式の装置に限定されない。このように、本実施例によれば、マスクを露光装置に取り付けたまま異物検査及び異物除去が可能であるため、マスクの搬送中にマスク表面に異物が付着することを回避することができる。
また、本実施例によれば、必要に応じて異物検査装置や異物除去装置を露光室内のマスク近傍に搬送し、不要な場合にはこれらを露光室外に退避させるため、露光装置内のスペースを有効に活用することができる。また、異物を除去した後、異物除去装置を露光装置の外部へ搬送してクリーニングすることができるため、異物除去装置を常に清浄状態で使用可能であるため、マスクに異物が再付着することを防止することができる。
次に、本発明の実施例2における露光装置について説明する。図6は、本実施例の露光装置における異物付着防止装置(対異物保護装置)の断面構成図である。図6(a)は異物付着装置がマスクハンドリング装置上の台に搭載されている状態を示し、図6(b)は異物付着装置がマスク直下に固定されている状態を示す。
異物付着防止装置24(クリーン化ユニット)は、マスク1の方向に飛来する塵や粒子等の異物を捕捉し、又は、飛来する軌道を変化させて、異物がマスク1に付着するのを防止する。特に、本実施例の異物付着防止装置24は、所定の電圧が印加された複数のワイヤー22をマスク1の表面近傍に配置することにより、平行電場又は勾配電場を形成又は磁場を形成する。なお異物付着防止装置として、マスクと壁や基板との間に温度差を生じさせる装置を用いることもできる。更に、メッシュ上に厚さ数百nmのSi薄膜を配した薄膜型付着防止装置であってマスクの近傍に設置されるものであってもよい。この薄膜型付着防止装置はマスクと別体で真空内に搬送されるため、ロードロック室での排気時や吸気時に破損してマスクに塵を付着させる可能性のあった従来のペリクルより有利である。この薄膜型付着防止装置は、マスクと一緒に搬送されてもよい。本実施例の露光装置において、異物付着防止装置24は、マスクハンドリング装置9(搬送手段)を用いて露光装置内を搬送可能に構成されている。
本実施例の露光装置において、マスク1は、静電チャック26を介して静電チャック固定部27により鉛直下向きに保持されている。また、静電チャック固定部27には、異物付着防止装置24を取り付けるための取り付け台25が鉛直下向きに設けられている。図6(a)に示されるように、異物付着防止装置24は、複数のワイヤー22とワイヤー22を固定するワイヤー取り付け枠23とを備えて構成されている。このような異物付着防止装置24は、台21の上に搭載され、マスクハンドリング装置9を用いてマスク保管室44等から露光室43内のマスク1の下方へ搬送される。
異物付着防止装置24は、マスク1の下方へ搬送された後、マスク1に近づく方向に上昇し、ワイヤー取り付け枠23が取り付け台25に取り付けられる。図6(b)に示されるように、ワイヤー取り付け枠23が取り付け台25に取り付けられた後、ワイヤー取り付け枠23は第21から取り外され、マスクハンドリング装置9は下方(ワイヤーから遠ざかる方向)に移動する。
取り付け台25とワイヤー取り付け枠23との間を接続する電気的及び機械的な接合部(インターフェース)は、共通化されている。取り付け台25に固定された異物付着防止装置24には、そのインターフェースを介して、露光装置から所定の電圧が供給される。この電圧は、ワイヤー取り付け枠23を介してワイヤー22に印加される。このため、異物付着防止装置24は、マスク1に近づく方向に飛来する塵や粒子等の異物がマスク1の表面に付着することを抑制する。
露光室43内のマスクを交換する際には、図6(b)に示されるように、まず、マスクハンドリング装置9を用いて台21をマスク1の下方に搬送し、台21を上昇させてマスク1に近づける。台21が異物付着防止装置24に接触した後、取り付け台25とワイヤー取り付け枠23との間の接合部を切り離す。そして、異物付着防止装置24を台21へ載置した後、マスクハンドリング装置9を下降させる。その後、異物付着防止装置24は、マスクハンドリング装置9を用いて、マスクの搬送の妨げにならない露光装置内部又は外部の所定の位置に搬送される。
次に、露光室43内のマスクが、マスクハンドリング装置9を用いて静電チャック26から取り外される。静電チャック26から取り外されたマスクは、マスクハンドリング装置9によってマスク保管室44又は露光装置の外部に搬送される。その後、次の露光処理に用いられるマスクがマスク保管室44から露光室43内に搬送され、マスクの交換が完了する。
本実施例において、異物付着防止装置24は、露光室43内のマスクを交換する際にのみ搬送されるものに限定されるものではない。例えば、異物付着防止装置24は、定期的又はワイヤー22が汚れた場合に、新たな異物付着防止装置と交換するために搬送することができる。
異物付着防止装置24は、露光室43内のマスクの直下に配置されているため、マスクを交換する際には異物付着防止装置24を取り外す必要がある。この点、本実施例では、マスクハンドリング装置9を用いて異物付着防止装置24を搬送することができる。このため、露光装置の真空を一度破ることや、異物付着防止装置を一度退避させるための特別な機構を設けることが不要となる。
次に、本発明の実施例3における露光装置について説明する。図7は、本実施例の露光装置における異物検査装置の断面構成図である。図7(a)は異物検査装置がマスクハンドリング装置上の台に搭載されている状態を示し、図7(b)は異物検査装置がマスク直下に固定されている状態を示す。
本実施例の露光装置において、異物検査装置7aは原子間力顕微鏡(AFM)を備え、AFMの原理を利用してマスク1の表面に付着した塵や粒子等の異物2の位置や形状を検査する。AFMは、振動の影響を受けやすいため、マスクハンドリング装置9の上に異物検査装置7aを搭載した状態で異物検査を行うことは望ましくない。このため本実施例では、異物検査装置7aを、取り付けジグ28を介して露光装置の本体の一部である静電チャック固定部27に固定した状態で、異物2の検査を行う。
図7(a)に示されるように、まず、異物検査装置7aは、マスクハンドリング装置9を用いて露光室43内のマスク1の下方に搬送される。次に、異物検査装置7aを上昇させ、取り付けジグ28を介して露光装置の本体の一部である静電チャック固定部27に異物検査装置7aを固定する。その後、図7(b)に示されるように、マスクハンドリング装置9を下方(マスクから離れる方向)に移動させることにより、異物検査装置7aがマスクハンドリング装置9から離れる。
本実施例の異物検査装置7aでは、光ファイバー12を介してカンチレバー31にレーザーが照射される。カンチレバー31に照射したレーザーの反射光は不図示の位置センサーにより受光される。このとき、位置センサーは所定の信号を出力し、この出力信号は信号線33を介して不図示の制御系に伝達される。カンチレバー31は、駆動装置32により、XYZの3軸方向に移動可能に構成されている。駆動装置32には、電力線13を介して電力が供給される。本実施例において、異物検査装置7aと露光装置本体との間では、インターフェース10を介して、所定の電気信号、光信号、及び、レーザー光のやり取りが行われる。上述の構成により、異物検査装置7aによれば、マスク1の表面に付着した異物2の位置や形状を測定することができる。
マスクハンドリング装置9がアームによってXYZの3軸方向の駆動機構を有する場合、剛性が低くなることがある。そのため、AFMを備えた異物検査装置では、本実施例のように、露光装置本体の一部である静電チャック固定部27に異物検査装置7aを固定することで、異物検査装置7aの剛性を高めて異物2の測定を行うことができる。
以上のとおり、上記各実施例によれば、マスクの清浄化に有利な露光装置を提供することができる。
[デバイス製造方法の実施形態]
次に、本発明の一実施形態のデバイス(半導体デバイス、液晶表示デバイス等)の製造方法について説明する。当該方法において、本発明を適用した露光装置を使用し得る。
[デバイス製造方法の実施形態]
次に、本発明の一実施形態のデバイス(半導体デバイス、液晶表示デバイス等)の製造方法について説明する。当該方法において、本発明を適用した露光装置を使用し得る。
半導体デバイスは、ウエハ(半導体基板)に集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程とを経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を用いて、感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、その工程で露光されたウエハを現像する工程とを含みうる。後工程は、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)と、パッケージング工程(封入)とを含みうる。また、液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を用いて、感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、その工程で露光されたガラス基板を現像する工程とを含みうる。
本実施形態のデバイス製造方法は、デバイスの生産性、品質および生産コストの少なくとも一つにおいて従来よりも有利である。
以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。
1:マスク
7、7a:異物検査装置
8−1、8−2、8−3:異物除去装置
9:マスクハンドリング装置
24:異物付着防止装置
41:マスク用ロードロック室
42:搬送室
43:露光室
44:マスク保管室
45:ウエハロード室
46:ウエハアンロード室
47:専用チャンバー
7、7a:異物検査装置
8−1、8−2、8−3:異物除去装置
9:マスクハンドリング装置
24:異物付着防止装置
41:マスク用ロードロック室
42:搬送室
43:露光室
44:マスク保管室
45:ウエハロード室
46:ウエハアンロード室
47:専用チャンバー
Claims (9)
- マスクを介して基板を露光する露光装置であって、
前記マスクのクリーン化を行うステーション部と、
前記マスクのクリーン化を行うクリーン化ユニットを前記ステーション部に搬送する搬送手段と、
を有することを特徴とする露光装置。 - 前記クリーン化ユニットに含まれる異物検査装置、異物除去装置、及び、対異物保護装置の少なくとも一つの動作を制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記クリーン化ユニットに対するインターフェースを有する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。
- 前記クリーン化ユニットに形成されたアライメントマークを検出して前記クリーン化ユニットを前記マスクに対して位置決めする、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の露光装置。
- 前記クリーン化ユニットに含まれる異物検査装置で得られた異物の情報に基づいて、前記クリーン化ユニットに含まれる異物除去装置を動作させる、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の露光装置。
- 電気、ガス及び光の少なくとも一つを、前記インターフェースを介して、前記クリーン化ユニットに供給する、ことを特徴とする請求項3に記載の露光装置。
- 前記インターフェースは、機能の異なる複数の前記クリーン化ユニットに対して共通化されている、ことを特徴とする請求項3に記載の露光装置。
- 前記搬送手段は、前記マスクを搬送する、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の露光装置。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
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2009
- 2009-08-07 JP JP2009184571A patent/JP2011040472A/ja active Pending
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