JP2014053425A - マスク用ポッドおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】マスクの汚染を抑制できるマスク用ポッドを提供することにある。
【解決手段】内部ポッド100Aと、外部ポッド100Bとを具備するマスク用ポッドが提供される。内部ポッド100Aは、主面S1を有するベース部101と、主面S1の周縁領域に設けられた複数の第1の凸部103と、主面S2を有するカバー部102と、主面S2の周縁領域に設けられた複数の第2の凸部104と、複数の第2の凸部104よりも内側の主面S2の領域に設けられた第1の枠状部材105とを備える。マスク200が収納される場合、複数の第1の凸部103上にマスク200がその表面を下にして載置され、マスク100の裏面に、複数の第2の凸部104が接触するように、マスク100上にカバー部102が配置される。
【選択図】 図2
【解決手段】内部ポッド100Aと、外部ポッド100Bとを具備するマスク用ポッドが提供される。内部ポッド100Aは、主面S1を有するベース部101と、主面S1の周縁領域に設けられた複数の第1の凸部103と、主面S2を有するカバー部102と、主面S2の周縁領域に設けられた複数の第2の凸部104と、複数の第2の凸部104よりも内側の主面S2の領域に設けられた第1の枠状部材105とを備える。マスク200が収納される場合、複数の第1の凸部103上にマスク200がその表面を下にして載置され、マスク100の裏面に、複数の第2の凸部104が接触するように、マスク100上にカバー部102が配置される。
【選択図】 図2
Description
本発明の実施形態は、露光用のマスクが収納されるマスク用ポッドおよび半導体装置の製造方法に関する。
近年、微細なパターン転写を実現するために、波長が13.5nm近傍の極端紫外線(EUV)を用いたEUVリソグラフィプロセスが提案されている。EUVリソグラフィプロセスでは、光反射型マスクが用いられる。この光反射型マスクはEUVマスクとも呼ばれる。
EUVマスクは、フォトマスクと異なり、露光時に静電チャックでマスクを保持することが想定されている。そのため、EUVマスクのパターンが形成された面と反対の面(裏面)には導電膜が設けられている。
裏面上のパーティクルは、露光時に静電チャック機構により保持されるマスクの平坦性を悪化させて、パターンの位置ずれを引き起こす。そのため、EUVマスクの裏面の清浄度を保つことは重要である。しかも、EUVマスクは防塵膜(ペリクル)が無いため、より厳しいダスト管理が必要となる。そのため、EUVマスクの保存、運搬、輸送には二重格納容器が使用される。この二重格納容器は二重ポッドとも呼ばれる。
本発明の目的は、マスクの汚染を抑制できるマスク用ポッドおよび半導体装置の製造方法を提供することにある。
実施形態のマスク用ポッドはマスクを収納するものであり、内部ポッドと、前記内部ポッドを収納する外部ポッドとを備えている。前記内部ポッドは、第1の主面を有するベース部と、前記第1の主面の周縁領域に設けられた複数の第1の凸部と、第2の主面を有するカバー部と、前記第2の主面の周縁領域に設けられた複数の第2の凸部と、前記複数の第2の凸部よりも内側の前記第2の主面の領域に設けられた第1の枠状部材とを備えている。前記マスクが収納される場合、前記複数の第1の凸部上に前記マスクがその表面を下にして載置され、前記複数の第1の凸部上に載置された前記マスクの裏面に、前記複数の第2の凸部が接触するように、前記マスク上に前記カバー部が配置される。
実施形態の半導体装置の製造方法は、実施形態のマスク用ポッド内に収納されたマスクを取り出す工程を備えている。次に、前記取り出したマスクを用いて基板上のレジスト膜を露光する工程が行われる。次に、前記露光したレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程が行われる。そして、前記レジストパターンをマスクにして前記基板をエッチングする工程が行われる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係るマスク用ポッドの基本構成を示す分解図である。
図1は、本実施形態に係るマスク用ポッドの基本構成を示す分解図である。
本実施形態のマスク用ポッド100は、内部ポッド100Aおよび外部ポッド100Bを含む二重ポッド構造を有する。
内部ポッド100Aは、マスク200を収納するための、ベース部101およびカバー部102を備えている。本実施形態では、マスク200がEUVマスク(反射型マスク)の場合について説明する。
外部ポッド100Bは、内部ポッド100Aを収納するための、ベース部151およびカバー部152を備えている。
図2は、本実施形態に係るマスク用ポッドの具体的構成の一例を模式的に示す断面図である。図3は、本実施形態に係るマスク用ポッドの平面図を示しており、より詳細には、内部ポッド100Aのカバー部102を模式的に示す平面図である。図2の断面図は、図3の平面図の破線2−2に沿った断面に対応する。
マスク200の表面にはパターン面201が設けられている。マスク200は、通常、図2に示すように、パターン面201を下にしてポッド内に収納される。パターン面201には、ウエハ等の基板上に形成されるデバイスパターンに対応するマスクパターンが形成されている。マスク200の裏面の静電チャック領域には導電膜202が設けられている。導電膜202は、例えば、CrN系の膜である。露光時には、露光装置の静電チャック機構に導電膜202が吸着することで、マスク200は保持されることになる。
内部ポッド100Aは、上記の通り、ベース部101およびカバー部102を備えている。ベース部101は第1の主面S1を有し、カバー部102は第2の主面S2を有する。内部ポッド100Aは、さらに、第1の主面S1の周縁領域に設けられた複数の支持部(複数の第1の凸部)103と、第2の主面S2の周縁領域に設けられた複数の接触部(複数の第2の凸部)104と、第2の主面S2に設けられた枠状のフレーム(第1の枠状部材)105とを備えている。フレーム105は、複数の接触部104よりも内側に設けられている。したがって、フレーム105は複数の接触部104に接触しない。
内部ポッド100Aにマスク200を収納する場合、複数の支持部103上にマスク200は載置される。一般に、マスク200の表面の検査保障領域(不図示)よりも外側の端部付近が、複数の支持部103によって支持されるように、複数の支持部103の位置は設計される。検査保証領域内に支持部103が存在すると、支持部300により検査保証領域の汚染リスクが高くなるからである。
また、内部ポッド100Aにマスク200を収納する場合、複数の接触部104はマスク200の裏面に接触する。内部ポッド内部ポッド100Aを外部ポッド100B内に閉じる場合、マスク用ポッド100内が図示しない排気機構により真空排気され、複数の接触部104が押圧され、マスク200が固定される。このように複数の接触部104は、押圧器具としての機能を有する。なお、図3には、4個の接触部104が示されているが、2個、3個または5個以上でも構わない。
一般に、マスク200の裏面の静電チャック領域(導電膜202)よりも外側の端部付近に、複数の接触部104が接触するように、複数の接触部104は設計される。フレーム105も静電チャック領域よりも外側に位置するように設計される。このように接触部104およびフレーム105は、静電チャックによるマスク200の保持に支障が生じないように設計される。
フレーム105は、例えば、アウトガスを発生しない材料で構成される。一般に、内部ポッド100Aの主材料には、アウトガスを発生しないが材料が使用される。そのため、例えば、内部ポッド100Aの主材料と同じ材料がフレーム105に使用される。アウトガスを発生しない材料としては、例えば、アルミニウムがある。
内部ポッド100Aにマスク200が収納されている状態では、図4に示すように、ベース部101の上面とマスク200の表面との間の隙間L1(支持部103の高さ)は非常に狭く(低く)、例えば、隙間L1は、マスク200が収納される際に挟まれた空気が置換されない程度の大きさである。隙間L1の値は、例えば、0.1mmのオーダーである。
このように隙間L1は非常に狭いので、マスク200の収納前にベース部101の上面が清浄な状態に保たれていれば、マスク200の表面が汚染されたり、汚染源(欠陥)が移動してマスク200が汚染されることはないと考えられる。
内部ポッド100Aにマスク200が収納されている状態では、図4に示すように、カバー部102の下面とマスク200の裏面との間の隙間L2(接触部104の高さ)は、隙間L1に比べると一般的には広い(高い)。
マスク200の収納時、接触部104はマスク200に押圧され、マスク200に力が掛かる。マスク200に掛かる力が小さい場合、マスク用ポッドの急な動きに対して接触部104がマスク200上を滑り、接触部104とマスク200との間に一時的に大きな摩擦が生じると、マスク汚染の原因となるパーティクルが発生することがある。
この発生したパーティクルは、マスク用ポッド内の空気の乱流や圧力変化によって、マスク200上を移動して、マスク200の裏面に到達して、検査保証領域等を汚染することがある。マスク用ポッドの急な動きは、運搬や郵送時のみならず、地震等の影響で保存時においても発生する可能性がある。
逆に、マスク200に掛かる力が大きすぎる場合、ポッドの運搬や郵送時の振動などによって、接触部104とマスク200との間にある一定上の大きさの摩擦が連続的に生じると、検査保証領域等の汚染の原因となるパーティクルが発生したり、または、マスク200が損傷することがある。
一般に、接触部104によりマスク200に掛かる力(押圧力)が、マスク200を汚染しない程度の適度な大きさとなるように、マスク用ポッドの構造を設計することは難しい。
本実施形態のマスク用ポッドは、カバー部102の複数の接触部104の内側には、マスク200に接触しない程度の厚さを有するフレーム105が設けられている。接触部104(発塵源)に起因して発生したパーティクルは、フレーム105により、マスク200の裏面の中心側に侵入することを妨げられる。そのため、マスク200の裏面の静電チャック領域の汚染は抑制される。これにより、露光時に静電チャック機構により保持されるマスクの平坦性は確保され、パターンの位置ずれは抑制される。
本実施形態の場合、フレーム105は、静電チャック領域(導電膜202)の外側に位置するので、静電チャック領域内にパーティクルが侵入することを効果的に抑制することができる。その結果、高清浄な導電膜202を有するマスク200を用いて露光プロセスを行えるようになる。
このようにマスク200の裏面へのパーティクルの侵入を抑制できることから、マスク200の裏面から表面へのパーティクルの侵入も抑制できる。これにより、マスクの表面(例えば、検査保証領域)の汚染を抑制できるようになる。
したがって、本実施形態のマスク用ポッドを用いることにより、保存、運搬および輸送時に発生するパーティクルによる、マスクの汚染を抑制できるようになる。
本発明者らの鋭意研究によれば、フレーム105を設けることにより、パーティクルによる検査保証領域等の致命的な汚染を抑制できることが明らかになった。フレーム105は複雑な構造である必要はないので、容易に実装できる。そのため、マスク200に掛かる力が適度な大きさとなるように、マスク用ポッドの構造を設計する必要がなくなり、設計上の制限は緩和される。
図5および図6は、本実施形態のフレーム105およびカバー部102を具備する構造(内部カバー構造)の製造方法を説明するための断面図である。この製造方法では、図5に示すように、フレーム105を形成し、その後、図6に示すように、フレーム105を溶接等によりカバー部102に固定する。
図5では、完成形の一つのフレーム105を形成したが、図7に示すように、未完成の2つに分割されたフレーム105a,105bを形成し、その後、カバー部上でフレーム105a,105bを溶接等により一体化しても構わない。さらに、図8に示すように、4つに分割されたフレーム105c,105d,105e,105fを形成しても構わない。ウエハ(マスク)の大口径化に伴い、フレームは大きくなる。この場合、完成形の一つのフレーム105を一度に形成することが困難な場合もあるが、上記の通りに、フレームを分割形成することで、そのような困難は解消される。
図9および図10は、本実施形態の内部カバー構造の他の製造方法を説明するための断面図である。この製造方法では、図9に示すように、カバー部102上にフレーム材料105M(例えばアルミニウム)を堆積し、その後、フレーム105Mをエッチングにより加工して、図10に示すように、フレーム105を形成する。フレーム105Mの堆積は、例えば、スパッタリング法またはCVD法で行うことができる。
図11および図12は、本実施形態の内部カバー構造のさらに別の製造方法を説明するための断面図である。この製造方法では、図11に示すように、カバー部102の表面に溝106を形成し、その後、図12に示すように、溝106内にフレーム105を差し込む。この製造方法によれば、溶接を用いずにカバー部102にフレーム105を固定することができる。
(第2の実施形態)
図13は、第2の実施形態に係るマスク用ポッドを模式的に断面図である。なお、以下の図において、既出の図と対応する部分には既出の図と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。
図13は、第2の実施形態に係るマスク用ポッドを模式的に断面図である。なお、以下の図において、既出の図と対応する部分には既出の図と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。
本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、第2のフレーム105'をさらに具備していることにある。
第2のフレーム105'は、マスク200のパターン面201よりも外側に位置し、かつ、複数の支持部103よりも内側の領域に位置するように、ベース部101の主面S1上に設けられている。
複数の支持部103上にマスク200がその表面を下にして載置された場合に、第2のフレーム105'は、マスク200の表面に接触しないことが望ましい。接触によるパーティクル等の発生を抑制するためである。
第2のフレーム105'は、第1のフレーム105と同様に、例えば、アウトガスを発生しない材料で構成される。
本実施形態によれば、支持部103(発塵源)に起因して発生したパーティクルは、第2のフレーム105'により、マスク200の表面の中心側に侵入することを妨げられ、マスク200のパターン面201の汚染は抑制される。
したがって、本実施形態によれば、マスク200の裏面および裏面の両方に対してパーティクルの侵入を効果的に抑制することができるようになる。
なお、第1および第2のフレーム105,105'の一方だけをアウトガスを発生しない材料で構成しても構わない。
(第3の実施形態)
図14は、第3の実施形態に係るマスク用ポッドを模式的に断面図である。
図14は、第3の実施形態に係るマスク用ポッドを模式的に断面図である。
本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、マスク200の外周を取り囲む部材(囲み部材)107をさらに具備していることにある。
囲い部材107は、第2の主面S2の複数の接触部104の外側に設けられている。
囲い部材107を具備することにより、マスク200の表面および裏面にパーティクル等のパーティクル(異物)が侵入することをより効果的に抑制することができるようになる。
(第4の実施形態)
図15は、第4の実施形態に係るマスク用ポッドを模式的に断面図である。
図15は、第4の実施形態に係るマスク用ポッドを模式的に断面図である。
本実施形態が第2の実施形態と異なる点は、囲み部材107をさらに具備していることにある。
囲い部材107を具備することにより、第3の実施形態と同様に、マスク200の裏面および裏面にパーティクル(異物)が侵入することをより効果的に抑制することができるようになる。
(第5の実施形態)
図16および図17は、第5の実施形態に係るマスク用ポッドの内部ポッドの要部を模式的に平面図である。
図16および図17は、第5の実施形態に係るマスク用ポッドの内部ポッドの要部を模式的に平面図である。
本実施形態が第1−第4の実施形態と異なる点は、フレーム105'a,105'bが閉じていない構造(開曲線構造)を有することにある。
図16は、一箇所に切り目があるフレーム105'aを示し、図17は、二箇所に切り目があるフレーム105'aを示している。パーティクルは、接触部104で発生するので、接触部104の近傍に切り目がなければ、実施形態の効果(マスクの汚染抑制)は得られる。図16および図17は、辺の中央に切り目がある構造を示している。この構造は接触部104から離れたところに切り目があるので、接触部104で発生するパーティクルの影響は受けにくい。
(第6の実施形態)
図18は、第6の実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造法を説明するためのフローチャートである。
図18は、第6の実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造法を説明するためのフローチャートである。
まず、実施形態のマスク用ポッド内に収納されたマスクを取り出す(ステップS1)。 次に、前記取り出したマスクを用いて基板上のレジスト膜を例えばEUV光により露光する(ステップS2)。
前記基板は、例えば、半導体基板を含む。半導体基板は、例えば、シリコン基板や、SOI基板である。上記レジスト膜は周知の方法により基板上に形成されたものである。
次に、露光したレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する(ステップS3)。
次に、前記レジストパターンをマスクにして前記基板をエッチングする(ステップS4)。その結果、微細パターンが形成される。
ここで、上記レジスト膜の下地(基板の最上層)がポリシリコン膜や金属膜の場合、微細な電極パターンや配線パターンなどが形成される。上記レジスト膜の下地(基板の最上層)が絶縁膜の場合、微細なコンタクトホールパターンやゲート絶縁膜などが形成される。上記レジスト膜の下地が上記半導体基板の場合、微細な素子分離溝(STI)などが形成される。
以上述べたステップS1−S4を繰り返して必要な微細パターンを形成し、半導体装置を製造する。
なお、上記の実施形態では、マスク200がEUVマスク(反射型マスク)の場合について説明したが、本発明はEUVマスク以外のマスクにも適用可能である。
また、上記の実施形態では、フレーム数は1であるが、例えば、図19に示すように、フレーム数を2にして、二重構造のフレームを採用しても構わない。
また、上記の実施形態では、フレーム形状は輪郭が矩形の帯状であるが、例えば、図20に示すように、フレーム形状は輪郭が円形の帯状でも構わない。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
S1…第1の主面、S2…第2の主面、100…マスク用ポッド、100A…内部ポッド、100B…外部ポッド、101…内部ポッドのベース部、102…内部ポッドのカバー部、103…支持部(第1の凸部)、104…接触部(第2の凸部)、105,105a〜105f…フレーム(第1の枠状部材)、105M…フレーム材料、105'…フレーム(第2の枠状部材)、106…溝、107…囲み部材、151…外部ポッドのベース部、152…外部ポッドのカバー部。
Claims (12)
- 内部ポッドと、前記内部ポッドを収納する外部ポッドとを具備してなる、マスクが収納されるマスク用ポッドであって、
前記内部ポッドは、
第1の主面を有するベース部と、
前記第1の主面の周縁領域に設けられた複数の第1の凸部と、
第2の主面を有するカバー部と、
前記第2の主面の周縁領域に設けられた複数の第2の凸部と、
前記複数の第2の凸部よりも内側の前記第2の主面の領域に設けられた第1の枠状部材と、
前記複数の第1の凸部よりも内側の前記第1の主面に設けられた第2の枠状部材とを具備してなり、
前記第1の凸部の高さは、前記第2の凸部の高さよりも低く、
前記第1の枠状部材および前記第2の枠状部材の少なくとも一方は、アウトガスを発生しない材料で構成され、
前記マスクの前記表面にはパターンが設けられ、前記マスクの前記裏面には静電チャック領域が設けられ、
前記マスクが収納される場合、
前記複数の第1の凸部上に前記マスクがその表面を下にして載置され、
前記複数の第1の凸部上に載置された前記マスクの裏面に、前記複数の第2の凸部が接触するように、前記マスク上に前記カバー部が配置され、
前記複数の第1の凸部上に載置された前記マスクの裏面に、前記複数の第2の凸部が接触した場合に、前記第1の枠状部材は、前記マスクの前記裏面に接触せず、
前記複数の第1の凸部上に載置された前記マスクの裏面に、前記複数の第2の凸部が接触した状態で、前記第1の枠状部材は、前記静電チャック領域よりも外側に位置し、
前記複数の第1の凸部上に前記マスクがその表面を下にして載置された場合に、前記第2の枠状部材は、前記マスクの前記表面に接触しないことを特徴とするマスク用ポッド。 - 内部ポッドと、前記内部ポッドを収納する外部ポッドとを具備してなる、マスクが収納されるマスク用ポッドであって、
前記内部ポッドは、
第1の主面を有するベース部と、
前記第1の主面の周縁領域に設けられた複数の第1の凸部と、
第2の主面を有するカバー部と、
前記第2の主面の周縁領域に設けられた複数の第2の凸部と、
前記複数の第2の凸部よりも内側の前記第2の主面の領域に設けられた第1の枠状部材とを具備してなり、
前記マスクが収納される場合、
前記複数の第1の凸部上に前記マスクがその表面を下にして載置され、
前記複数の第1の凸部上に載置された前記マスクの裏面に、前記複数の第2の凸部が接触するように、前記マスク上に前記カバー部が配置されることを特徴とするマスク用ポッド。 - 前記複数の第1の凸部上に載置された前記マスクの裏面に、前記複数の第2の凸部が接触した場合に、前記第1の枠状部材は、前記マスクの前記裏面に接触しないことを特徴とする請求項2に記載のマスク用ポッド。
- 前記マスクの前記表面にはパターンが設けられ、前記マスクの前記裏面には静電チャック領域が設けられ、
前記複数の第1の凸部上に載置された前記マスクの裏面に、前記複数の第2の凸部が接触した状態で、前記第1の枠状部材は、前記静電チャック領域よりも外側に位置することを特徴とする請求項2または3に記載のマスク用ポッド。 - 前記複数の第1の凸部よりも内側の前記第1の主面に設けられた第2の枠状部材をさらに具備してなることを特徴とする請求項2に記載のマスク用ポッド。
- 前記複数の第1の凸部上に載置された前記マスクの表面に、前記複数の第1の凸部が接触した状態で、前記第2の枠状部材は、前記マスクの前記表面の検査保証領域よりも外側に位置することを特徴とする請求項5に記載のマスク用ポッド。
- 前記複数の第1の凸部上に前記マスクがその表面を下にして載置された場合に、前記第2の枠状部材は、前記マスクの前記表面に接触しないことを特徴とする請求項6に記載のマスク用ポッド。
- 前記第1の凸部の高さは、前記第2の凸部の高さよりも低いことを特徴とする請求項2ないし7のいずれか1項に記載のマスク用ポッド。
- 前記第1の枠状部材および前記第2の枠状部材の少なくとも一方は、アウトガスを発生しない材料で構成されていることを特徴とする請求項2ないし8のいずれか1項に記載のマスク用ポッド。
- 前記アウトガスを発生しない材料は、前記内部ポッドの主材料と同じであることを特徴とする請求項9に記載のマスク用ポッド。
- 前記アウトガスを発生しない材料は、アルミニウムであることを特徴とする請求項10に記載のマスク用ポッド。
- 請求項1ないし11のいずれか1項に記載のマスク用ポッド内に収納されたマスクを取り出す工程と、
前記取り出したマスクを用いて基板上のレジスト膜を露光する工程と、
前記露光したレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクにして前記基板をエッチングする工程と
を具備してなる半導体装置の製造方法。
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