JP2013125790A - Holding device, exposure equipment, and device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、原版を保持する保持装置、該保持装置を有する露光装置、および該露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to a holding apparatus that holds an original plate, an exposure apparatus having the holding apparatus, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
液晶表示素子および半導体素子に代表されるデバイスは、フォトリソグラフィにより製造されうる。このフォトリソグラフィに使用される露光装置は、原版(マスクまたはレチクル)を保持して移動する原版ステージと、基板(プレートまたはウエハ)を保持して移動する基板ステージとを有する。そして、原版ステージおよび基板ステージの位置を制御し、原版および投影光学系を介して基板を露光するものである。 Devices represented by liquid crystal display elements and semiconductor elements can be manufactured by photolithography. An exposure apparatus used for this photolithography includes an original stage that holds and moves an original (mask or reticle), and a substrate stage that holds and moves a substrate (plate or wafer). Then, the positions of the original stage and the substrate stage are controlled, and the substrate is exposed through the original and the projection optical system.
露光装置には、原版に形成されたパターンを一括して基板に転写する一括露光型のものと、原版ステージと基板ステージとを同期走査させつつ原版のパターンを連続的に基板に転写する走査露光型のものとがある。いずれの装置も、原版のパターン面の平面度と基板の表面の平面度とは、それぞれ、投影光学系の焦点深度等から決められる許容範囲内に収められる必要がある。そのため、基板の表面に関しては、基板保持部材の下に箔を挿入することにより、基板保持面の平面度を許容範囲内に収めるように調整している。 The exposure apparatus includes a batch exposure type that collectively transfers a pattern formed on an original to a substrate and a scanning exposure that continuously transfers the pattern of the original to the substrate while synchronously scanning the original stage and the substrate stage. There are some types. In any apparatus, it is necessary that the flatness of the pattern surface of the original plate and the flatness of the surface of the substrate are within an allowable range determined from the depth of focus of the projection optical system. Therefore, with respect to the surface of the substrate, the flatness of the substrate holding surface is adjusted to be within an allowable range by inserting a foil under the substrate holding member.
また、原版に関しては、露光光の通るエリアには保持部材(チャック部材)を配置できない。そのため、原版は、単品で平面度の保証された、原版の外周部を保持するチャックを用いて保持される。また、原版の上面に隣接する空間を負圧にしてマスクの自重による撓みを低減する平面度矯正機構を備えることで、マスクのパターン面の平面度を許容範囲内に収めている(特許文献1)。 Further, with respect to the original plate, a holding member (chuck member) cannot be disposed in an area through which exposure light passes. Therefore, the original plate is held by using a chuck that holds the outer peripheral portion of the original plate, which is a single product and has a guaranteed flatness. Moreover, the flatness of the pattern surface of the mask is within an allowable range by providing a flatness correction mechanism that reduces the bending due to the weight of the mask by making the space adjacent to the upper surface of the original negative pressure (Patent Document 1). ).
近年の露光領域の拡大に伴う原版の拡大、および、高解像力化に伴う焦点深度の低減により、原版のパターン面に要求される平面度が高くなり、それを満たすことが難しくなってきている。パターン面の平面度を向上させるには、上述のような平面度矯正機構を用いるとともに、広範な面積でチャックの上面の平面度を確保する必要がある。しかしながら、チャックは、露光光を通過させる開口を内側に設ける必要があるという構造上・強度上の点から、特に近年の拡大された原版を保持する場合においては、単一部材で平面度を確保することが困難である。 The flatness required for the pattern surface of the original plate has increased due to the enlargement of the original plate accompanying the expansion of the exposure area in recent years and the reduction of the depth of focus accompanying the increase in the resolution, and it has become difficult to satisfy it. In order to improve the flatness of the pattern surface, it is necessary to use the flatness correction mechanism as described above and to secure the flatness of the upper surface of the chuck over a wide area. However, the chuck has a flat structure with a single member, especially in the case of holding an enlarged original plate in recent years, because it is necessary to provide an opening for allowing exposure light to pass inside. Difficult to do.
また、露光エネルギや駆動エネルギを原因とする熱の影響により、原版のパターン面およびチャックの上面の温度が変化し、パターン面の平面度に影響を及ぼすという課題もある。 Another problem is that the temperature of the pattern surface of the original plate and the upper surface of the chuck changes due to the influence of heat caused by exposure energy and drive energy, which affects the flatness of the pattern surface.
上述のような箔の挿入によりチャック上面の平面度を調整する方法もあるが、部品コストや調整手番の観点からは、好ましくない。また、そのような調整方法では、熱の影響によるパターン面およびチャック上面の平面度変化には対応し難い。 Although there is a method of adjusting the flatness of the chuck upper surface by inserting the foil as described above, it is not preferable from the viewpoint of component cost and adjustment number. Further, such an adjustment method is difficult to cope with a change in flatness of the pattern surface and the chuck upper surface due to the influence of heat.
そこで、本発明は、原版のパターン面の平面度の調整に有利な保持装置を提供することを例示的目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a holding device that is advantageous for adjusting the flatness of the pattern surface of the original plate.
本発明の一側面は、原版を保持する保持装置であって、
前記原版の縁部において前記原版を保持する複数のチャック部材と、
前記複数のチャック部材のそれぞれに対して設けられ、かつ、前記複数のチャック部材を支持する複数の支持部材と、
を有し、
前記複数の支持部材のそれぞれは、その厚さが調整可能に構成されている、
ことを特徴とする保持装置である。
One aspect of the present invention is a holding device for holding an original,
A plurality of chuck members for holding the original at the edge of the original;
A plurality of support members provided for each of the plurality of chuck members, and supporting the plurality of chuck members;
Have
Each of the plurality of support members is configured such that its thickness can be adjusted.
This is a holding device.
本発明によれば、例えば、原版のパターン面の平面度の調整に有利な保持装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide a holding device that is advantageous for adjusting the flatness of the pattern surface of an original.
以下に、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、原則として、全図を通じ同一の部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that, in principle, the same members are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and repeated description thereof is omitted.
[実施形態1]
図1は、マスク(原版またはレチクル)を保持する保持装置におけるチャック部材および支持部材を含む構造を示す図である。図1において、(a)は俯瞰図、(b)は仰瞰図である。図1(a)に示すように、マスク23をチャック24上に搭載し、マスク23をチャック24上に真空吸着する。ここで、図1では、チャック24は、マスク外形の4辺に隣接した4箇所をそれぞれ保持する4個のチャック部材24a〜24dから構成している。しかしながら、それには限定されず、チャック部材の個数は、複数であればよい(平面度矯正の効果を有する)。なお、チャック部材の数を増やすことにより、チャック部材それぞれの上面の平面度加工を容易にし、その製造コストを下げ得る。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a structure including a chuck member and a support member in a holding device that holds a mask (original plate or reticle). In FIG. 1, (a) is an overhead view, and (b) is an overhead view. As shown in FIG. 1A, the
各チャック部材は、積層された2つの楔状部材を含み、該2つの楔状部材の少なくとも一方は他方に対して可動に構成されている3つの支持部材25で支持される。支持部材25は、2つの楔状部材の相対移動により、その厚さを調整可能とされている。この3つの支持部材25は、同一直線上には配置しない。これにより、3つの支持部材25の厚さを調整することで、チャック部材を殆ど歪ませずに、その上面の高さおよび傾きを調整できる。なお、この厚さ調整機構は、アクチュエータ(駆動部)を備えて遠隔操作または自動制御できるのが好ましい。なお、各チャック部材を3つの支持部材25で支持するものとしたが、これには限定されない。すなわち、各チャック部材に対して支持部材25を少なくとも1つ備えるようにすれば、チャック24の上面の平面度を矯正する効果を有する。例えば、各チャック部材に対して支持部材25を1つだけ備えた場合、4つのチャック部材24a〜24dそれぞれの高さを調整することにより、チャック24の上面の平面度が改善しうる。各チャック部材に対して支持部材25を2つだけ備えた場合も同様である(各チャック部材の傾きも調整できるため、1つだけの場合より平面度の改善効果は増大し得る)。また、各チャック部材に対して支持部材25を4つ以上備えた場合、一般に平面は3点で決まるため、3つの支持部材25の厚さでチャック部材の上面の平面度を調整すればよい。そのうえで、他の1つ以上の支持部材25の厚さは、当該平面度を阻害しないような厚さに調整すればよい。この場合、チャック部材を支持する支持点数が増えるため、チャック部材の自重による撓みを低減する効果がある。
Each chuck member includes two wedge-shaped members stacked, and at least one of the two wedge-shaped members is supported by three
以上説明したような構成を用いて、チャック24の上面全域が1つの平面をなすように各チャック部材の上面の高さ・傾きを調整することで、容易に且つ低コストでマスクのパターン面の平面度を許容範囲内に収めることができる。また、厚さ調整機構が駆動部を備える場合、後述するように、マスクの表面の形状を計測する計測器を更に備えることにより、マスクのパターン面の平面度矯正を遠隔操作または自動制御することができる。
Using the configuration as described above, the height and inclination of the upper surface of each chuck member is adjusted so that the entire upper surface of the
ここで、図2を参照して、本発明が適用される走査露光装置を説明する。同図は、本実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。投影光学系10を挟んでZ軸方向の上側にマスクステージ(原版ステージ)20が配置され、下側にプレートステージ(基板ステージ)30が配置されている。マスクステージ20とプレートステージ30とは、それぞれ個別に移動可能であり、これらの位置は、それぞれレーザー干渉測長器等の位置計測器50により計測される。そして、マスクステージ20とプレートステージ30とは、それぞれ、露光装置に備えられる不図示のアクチュエータにより、位置計測器50の計測結果に基づいて位置決め制御される。
Here, a scanning exposure apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a view showing the arrangement of the exposure apparatus according to this embodiment. A mask stage (original stage) 20 is disposed on the upper side in the Z-axis direction with the projection
プレートステージ30は、本体ベース31上に配置されたYステージ32およびXステージ33を有する。なお、X方向およびY方向は互いに直交する方向とする。このXYステージ上にθZステージ34が搭載され、その上にプレートチャック35が配置され、それにより露光されるべきプレート(基板)36が保持される。従って、プレート36は、プレートステージ30により、X、YおよびZ軸方向それぞれに移動可能であるとともに、各軸の周りに回転可能である。θZステージ34は、投影光学系10のプレート側(像側)焦点面にプレート36の表面を整合させる(焦点深度内に収める)ためのものである。
The
マスクステージ20は、不図示の定盤上に配置されたマスクステージ基盤21と、その上に配置されたチャック24とを備え、チャック24の上に、プレート36上に投影されるべきパタ−ンを有するマスク23が配置される。ここで、マスク23は、可動のマスクステージ基盤21により、XおよびY方向に移動可能であるとともに、X・Y各軸周りに回転可能である。マスクステージ20の上方には、マスク23に形成されたマークの像とプレート36に形成されたマークの像との相対位置を、投影光学系10を介して計測するためのアライメント計測用光学系40(光路上に対して進退可能)が配置されている。また、さらにその上方には、マスクを照明するための照明光学系41が配置されている。
The
マスクステージ20およびプレートステージ30は、それぞれ、上述したように、位置計測器50を利用して、その位置を計測され且つ制御される。位置計測器50は、図2においては、レーザー干渉測長器であり、レーザーヘッド51、ビームスプリッタ52、反射器53、θZステージ34に配置された反射器54、および、マスクステージ基盤21に配置された反射器55を有する。ここで、レーザー干渉測長器のレーザービームの位置は、マスクステージ20に関しては、Z軸(投影光学系10の光軸)方向において投影光学系10のマスク側(物側)焦点面またはその近傍に配置されている。また、X軸方向において投影光学系10の光軸位置またはその近傍に配置されている。さらに、プレートステージ30に関しては、X軸方向において投影光学系10の光軸位置またはその近傍に配置されている。
As described above, the position of the
図3は、本実施形態に係る保持装置の構成例を示す図である。マスク23は、支持部材25によって支持されたチャック24により保持される。ここで、マスク23は、各チャック部材(24a〜24d)の上面に形成された不図示の排気孔または排気溝を排気することにより各チャック部材の上面に吸着され得る。しかしながら、各チャック部材によるマスクのひきつけは、真空吸着には限定されず、静電力、磁力、または機械的な固定によるもの等、他の原理によるものであってもよい。また、マスク23の中央部(光を透過させるべき領域)は、その下にチャック部材が配置できないため、上述したような平面度矯正機構62(減圧機構は不図示)によってマスクの自重による撓みを低減している。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the holding device according to the present embodiment. The
図3において、60は、マスクの表面の形状を計測する計測器を構成するセンサである。例えば、マスクの下面(パターン面)の形状(平面度)を計測するため、該下面の位置を検出するセンサ(検出器)である。ここで、センサ60は、例えば、計測対象であるマスク23に近い投影光学系10の筐体の上面または側面に取り付けられている。パターン面の形状を測定するには、例えば、マスクステージ20をY軸方向に移動させるに並行して、固定されたセンサ60によってパターン面のZ軸方向の位置を1回または複数回計測すればよい。また、センサ60をX軸方向において複数配置すれば、パターン面の形状を効率的に計測することができる。なお、センサ60としては、パターン面に光を投影して得られた反射光の位置を検出する方式のものや、静電容量を検出する方式のもの等、パターン面と基準面との間の距離を計測する方式のものを利用可能である。しかしながら、それには限定されず、パターン面の形状(平面度)の計測に利用できるものであればよい。
In FIG. 3,
また、図3において、61は、演算部であって、センサ60が検出したパターン面の位置情報や位置情報群に基づいて、パターン面の形状を求めるのに利用される。さらに、演算部61は、例えば、求められたパターン面の形状を近似する平面(近似平面)を求める。そして、目標とする平面(目標平面)に対する当該近似平面の傾きを低減するような指令値を生成し得る。また、当該指令値は、例えば、X−Y平面に対する当該近似平面の傾きを低減するような指令値であってもよい。演算部61は、当該指令値により、支持部材25の厚さ調整機構(後述)および平面度矯正機構62を制御して、マスク23の平面度(形状)の矯正を実現し得る。この場合、演算部61は、マスクの表面の形状(平坦度)を計測する計測器を構成するとともに、当該計測器により計測された形状(平坦度)に基づいて厚さ調整機構(後述のアクチュエータ)および平面度矯正機構62を制御する制御部を構成する。なお、演算部61は、それに限定されないが、例えば、プログラムにしたがって動作するコンピュータ(またはCPUもしくはMPU等)またはFPGA(Field−Programmable Gate Array)等を含み得る。
In FIG. 3,
なお、上述の平面矯正を行うのは、例えば、チャック24により保持されるマスクが交換された場合としうる。マスクが交換された場合に、マスクの表面の形状(平坦度)の計測を上記計測器に行わせ、当該平面矯正を行えばよい。または、チャック24により保持されたマスクを介して露光される基板が交換される場合としうる。プレートが交換される場合に、マスクの表面の形状(平坦度)の計測を上記計測器に行わせ、当該平面矯正を行えばよい。しかしながら、平面矯正を行う条件またはタイミングは、それらには限定されず、必要に応じて適宜設定し得るものである。このようにすれば、露光装置の稼働状態や経時変化に伴うマスクのパターン面の形状(平面度)の変動(許容範囲からの逸脱)を低減することができる。
The flattening described above may be performed, for example, when the mask held by the
図4は支持部材25の厚さを調整するための(厚さ調整機構の)構成例を示す図である。図1において示した通り、チャック24の下部には、支持部材25が配置されている。支持部材25は、楔状部材(上)70、楔状部材(下)71、ベース板72、および、調整ねじ73を含んで構成されている。また、図4において、74は、調整ねじ73を回すためのアクチュエータ(駆動部、例えば、モータ)である。ここで、調整ねじ73を回すことにより、楔状部材(下)71がベース板72上を調整ねじの軸方向(X軸方向)に移動する。すると、楔状部材(上)と楔状部材(下)とは積層されているため、楔状部材(下)のX軸方向の移動は楔状部材(上)のZ軸方向移動に変換される。これにより、支持部材25の厚さを調整することができ、もって、各チャック部材(24a〜24d)の高さおよび傾き(または高さのみ)の調整を通じて、チャック24の高さおよび傾きを調整することができる。なお、支持部材25の厚さを調整する場合の敏感度または分解能は、例えば、楔状部材の楔角度の大きさによって設定し得るものである。なお、支持部材25の厚さを調整する厚さ調整機構は、上述のような積層された楔状部材を含むものに換えて、例えば、油圧駆動システム、圧電素子、または、リニアモータ他を用いてもよく、要求仕様を満たせる限り、特に上述のものに限定されるものではない。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example (of the thickness adjusting mechanism) for adjusting the thickness of the
[実施形態2]
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。半導体デバイスは、例えば、ウエハ(基板)上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、前述の露光装置を使用して、感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、露光されたウエハを現像する工程とを含む。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)とを含む。液晶表示デバイスは、例えば、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、前述の露光装置を使用して、感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程とを含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
[Embodiment 2]
A method for manufacturing a device (semiconductor device, liquid crystal display device, etc.) according to an embodiment of the present invention will be described. A semiconductor device is manufactured, for example, through a pre-process for producing an integrated circuit on a wafer (substrate) and a post-process for completing the integrated circuit on the wafer produced in the pre-process as a product. The pre-process includes a step of exposing the wafer coated with the photosensitive agent using the above-described exposure apparatus, and a step of developing the exposed wafer. The post-process includes an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (encapsulation). A liquid crystal display device is manufactured by passing through the process of forming a transparent electrode, for example. The step of forming a transparent electrode includes a step of applying a photosensitive agent to a glass substrate on which a transparent conductive film is deposited, a step of exposing the glass substrate on which the photosensitive agent is applied using the above-described exposure apparatus, and a glass Developing the substrate. The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
24a−24d チャック部材
25 支持部材
70 楔状部材(上)
71 楔状部材(下)
72 ベース板
73 調整ねじ
24a-
71 Wedge member (bottom)
72
Claims (11)
前記原版の縁部において前記原版を保持する複数のチャック部材と、
前記複数のチャック部材のそれぞれに対して設けられ、かつ、前記複数のチャック部材を支持する複数の支持部材と、
を有し、
前記複数の支持部材のそれぞれは、その厚さが調整可能に構成されている、
ことを特徴とする保持装置。 A holding device for holding an original plate,
A plurality of chuck members for holding the original at the edge of the original;
A plurality of support members provided for each of the plurality of chuck members, and supporting the plurality of chuck members;
Have
Each of the plurality of support members is configured such that its thickness can be adjusted.
A holding device.
ことを特徴とする請求項1に記載の保持装置。 A plurality of actuators that are provided for each of the plurality of support members and that respectively adjust the thicknesses of the plurality of support members;
The holding device according to claim 1.
前記計測器により計測された前記形状に基づいて前記アクチュエータを制御する制御部と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の保持装置。 A measuring instrument for measuring the shape of the surface of the original,
A control unit for controlling the actuator based on the shape measured by the measuring instrument;
The holding device according to claim 2, further comprising:
前記原版を保持する請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の保持装置、
を有することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that exposes a substrate through an original plate,
The holding device according to any one of claims 1 to 7, which holds the original plate.
An exposure apparatus comprising:
前記工程で露光された前記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。 A step of exposing the substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 8 to 10,
Developing the substrate exposed in the step;
A device manufacturing method comprising:
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