JP2018092102A - Stage device, exposure device, and production method of article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステージ装置、露光装置、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a stage apparatus, an exposure apparatus, and an article manufacturing method.
半導体デバイスや液晶表示デバイス等を製造する装置として、レチクル(以下、原版とも記す)と基板とを同期させて移動させつつ、基板上の露光領域に原版のパターンを転写する露光装置が用いられている。この露光装置は、原版を保持して移動可能な原版ステージを有する。原版ステージは、原版の下面を真空吸着することで原版を保持する。露光装置のスループットを向上させるためには、原版を移動させる速度および加速度を上げることが有効である。しかし、原版の移動時において、原版にかかる慣性力が原版の保持力より大きくなってしまうと、原版の位置ずれが生じ、原版と基板との位置合わせ精度が低下しうる、または、位置合わせが不可能となりうる。したがって、原版の移動速度および加速度は、原版の保持力の強さに制約される。 As an apparatus for manufacturing semiconductor devices, liquid crystal display devices, and the like, an exposure apparatus that transfers a pattern of an original to an exposure area on a substrate while moving a reticle (hereinafter also referred to as an original) and a substrate in synchronization is used. Yes. This exposure apparatus has an original stage that is movable while holding the original. The original stage holds the original by vacuum-sucking the lower surface of the original. In order to improve the throughput of the exposure apparatus, it is effective to increase the speed and acceleration at which the original is moved. However, when the original plate is moved, if the inertia force applied to the original plate becomes larger than the holding force of the original plate, the original plate may be misaligned, and the alignment accuracy between the original plate and the substrate may be lowered, or the alignment may be It can be impossible. Therefore, the moving speed and acceleration of the original plate are limited by the strength of the holding force of the original plate.
一方、原版の下面だけでなく、上面にも保持力を与えて保持力を高める方法がある。例えば、特許文献1の保持装置は、レチクルの上面を真空吸着する力でばねを変形させ、ばねの弾性力を利用してレチクルの上面を押さえる保持用具を備える。また、特許文献2のリソグラフィ装置は、パターニングデバイスの上面にクランプ力を与えるようにレバーアッセンブリを旋回させる機構を有するサポートを備える。
On the other hand, there is a method of increasing the holding force by giving holding force to the upper surface as well as the lower surface of the original. For example, the holding device of
しかしながら、真空吸着力の強さには限度があり、特許文献1の保持装置では、保持力が不足する場合がある。また、原版を上面から押さえる機構は、原版の交換時には退避が可能なように構成されている必要があるが、特許文献2のサポートは、レバーアッセンブリを旋回軸の方向にしか移動できないため、退避が不十分になりうる。
However, the strength of the vacuum suction force is limited, and the holding device of
本発明は、例えば、保持力の強さの点で有利なステージ装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a stage apparatus that is advantageous in terms of strength of holding force, for example.
上記課題を解決するために、本発明は、物体を保持して移動可能なステージを有するステージ装置であって、物体のステージ側の第1の面を保持する第1保持部と、物体の第1の面とは異なる第2の面を保持する第2保持部と、を有し、第2保持部は、第2の面と接触する接触部と、ステージ上においてステージの移動方向に沿った第1方向に動く可動部と、第1方向で可動部と対向する位置においてステージに固定される固定部と、可動部を第1方向に移動させる駆動部と、を有し、可動部および固定部は、接触部に連結された部材を挟むことで接触部を第1方向に位置決めし、可動部と部材との当接部分を含む平面および、固定部と部材との当接部分を含む平面は、接触部が第2の面に近づく第2方向に向かって傾斜して設けられ、駆動部から与えられた第1方向の力は、第2方向の成分を含む力で可動部および固定部から部材に作用することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a stage apparatus having a stage that can move while holding an object, the first holding unit that holds the first surface of the object on the stage side, A second holding portion that holds a second surface different from the first surface, the second holding portion being in contact with the second surface, and along the moving direction of the stage on the stage A movable part that moves in the first direction; a fixed part that is fixed to the stage at a position facing the movable part in the first direction; and a drive part that moves the movable part in the first direction. The portion positions the contact portion in the first direction by sandwiching a member connected to the contact portion, and includes a plane including a contact portion between the movable portion and the member, and a plane including a contact portion between the fixed portion and the member. Is provided so as to be inclined toward the second direction in which the contact portion approaches the second surface. The first direction of the force given from is characterized in that acting on the member from the movable portion and a fixed portion with a force which includes a second direction component.
本発明によれば、例えば、保持力の強さの点で有利なステージ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 stage apparatus that is advantageous in terms of strength of holding force.
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るステージ装置を適用可能な露光装置の要部を示す概略図である。露光装置100は、照明系101、レチクルステージ102、投影光学系103、ウエハステージ104、本体構造体105、光源導入部106および定盤107を有する。本実施形態のステージ装置は、定盤107の上に配置されたレチクルステージ102を有するステージ装置に適用される。本実施形態のステージ装置が保持する物体は、レチクル(原版)Rである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing a main part of an exposure apparatus to which the stage apparatus according to the first embodiment of the present invention can be applied. The
照明系101は、光源導入部106からの光を、均一な光量かつ所定形状に整形した露光光としてレチクルRに照射する。投影光学系103は、レチクルRに形成され、露光光が照射されたパターンをウエハWに縮小投影する。パターンを縮小投影する際、レチクルステージ102およびウエハステージ104は、互いに同期して所定の走査方向に移動する。本体構造体105は、レチクルステージ102、投影光学系103、ウエハステージ104を支持する。レチクルRは、例えば石英ガラス製の原版であり、形成されるパターンは回路パターン等である。ウエハWは、表面上にレジストが塗布された、例えば単結晶シリコンの基板である。なお、本実施形態における座標系は、走査方向をY方向、重力方向をZ方向、これらに垂直な方向をX方向とする。
The
第1実施形態に係るステージ装置の構成を、図2および図3を用いて説明する。図2は、第1実施形態に係るステージ装置をZ軸方向上側から見た概略図である。図3は、図2の要部をA−A´で切断した断面図である。ステージ装置200は、レチクルステージ102と、第1保持部201と、第2保持部202と、駆動部203と、を有する。第1保持部201は、レチクルRのレチクルステージ102側の面、すなわち下面を保持する。第2保持部202は、レチクルRの下面と反対側の上面を保持する。第2保持部202は、レチクルステージ102の移動方向、すなわち、走査方向(Y方向)に関して対称な位置に設けられている。第1保持部201は、レチクルRに対して第2保持部202と反対側に設けられている。第2保持部202は、接触部21および、位置決め部22を有する。接触部21は、走査方向に伸びた矩形の板状部材であり、レチクルRの上面と接触する。位置決め部22は、接触部21に連結される部材221と、可動部222と、固定部223と、X駆動部226と、Y駆動部225と、Z駆動部224と、を有する。部材221は、Z駆動部224に連結されたバー227とキネマティックに支持される。X駆動部226、Y駆動部225および、Z駆動部224を含む駆動機構は、第2保持部202を走査方向と交差する方向に移動させうる。
The configuration of the stage apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic view of the stage apparatus according to the first embodiment viewed from the upper side in the Z-axis direction. FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of FIG. The
駆動部203は、固定子203aおよび可動子203bを有するリニアモータであり、レチクルステージ102をY方向に移動させる。固定子203aは、X方向において、レチクルステージ102を介して互いに対向するようにレチクルステージ102の両側に配置される。固定子203aと可動子203bとの間でローレンツ力を発生させることで、レチクルステージ102を走査方向、すなわち、Y方向へ移動させる。なお、駆動部203は、リニアモータに限られるものでは無く、その他の駆動アクチュエータであっても良い。
The
本実施形態では、第1保持部201および第2保持部202は、真空吸着によってもレチクルRを保持する。第1保持部201のレチクルRと接する面には、不図示の真空溝が設けられており、第2保持部202の接触部21は、レチクルRと接する面に真空溝21a(図4にて図示)が設けられている。各真空溝は、レチクルステージ102および部材221内部を通る配管21bを介して真空源(不図示)と連通する。各真空溝の内部の圧力は真空バルブなどを用いて調整されうる。
In the present embodiment, the
部材221は、第1支持部221aと、配管形成部221bと、第2支持部221c、当接部221dと、を有する。第1支持部221aは、バー227と接触して第2保持部202を支持する。配管形成部221bは、内部に配管21bを有する。
The
第1保持部201は、レチクルステージ102に固定されている。レチクルRの保持力を高める観点から、第2保持部202は、レチクルRに対してZ方向において第1保持部201とは反対側に固定することが望ましい。そこで、まず、図2で示すように、Y駆動部225によりレチクルステージ102上をY方向に沿った方向に可動部222を移動させる。そして、第2支持部221cで支持された当接部221dを可動部222と固定部223とで挟み、部材221に連結された接触部21、すなわち、第2保持部202をY方向に位置決めする。これにより、第2保持部202は、レチクルRに対してZ方向において第1保持部201とは反対側に固定される。なお、当接部221dと第2支持部221cは一体で構成されていてもよい。
The
レチクルRをレチクルステージ102の外へ搬送する際、第2保持部202をレチクルRの搬送経路から退避させる必要がある。第2保持部202の退避は、X駆動部226および、Z駆動部224を用いて行われる。X駆動部226のX方向の一端にはZ駆動部224が連結されている。X駆動部226は、第2保持部202をX方向に移動させ、Z駆動部224は、第2保持部202をZ方向に移動させる。
When the reticle R is transported out of the
Z駆動部224に連結されたバー227は、第2保持部202がレチクルRの上方に位置してレチクルRを保持していないとき、第1支持部221aと接触し、第1支持部221aをキネマティックに支持する。これにより、第2保持部202の姿勢が固定されるとともに、X駆動部226とZ駆動部224とバー227、第2保持部202が一体構造となる。一方、第2保持部202がレチクルRを保持している時は、バー227は第1支持部221aと非接触になり、第2保持部202は、X駆動部226、Z駆動部224およびバー227から物理的に独立する。これは、X駆動部226、Z駆動部224およびバー227の振動がレチクルRへ伝わることを防止する効果がある。
The
レチクルRをレチクルステージ102の外へ搬送する動作がスタートすると、可動部222を当接部221dに押し付けていたY駆動部225は、押し付け方向とは逆の方向、すなわち、−Y方向に可動部222を移動させる。これにより、可動部222と固定部223とで挟まれていた当接部221dが解放される。さらに、第2保持部202による真空吸着も停止する。その後、上記の通り、第1支持部221aをバー227と接触させ、X駆動部226とZ駆動部224とバー227、第2保持部202とを一体化させる。X駆動部226は、第2保持部202をX方向へ移動させ、レチクルRの搬送経路から退避させる。退避後、レチクルRは、レチクル搬送系(不図示)によってレチクルステージ2の外へ搬送される。
When the operation of transporting the reticle R out of the
図4は、本実施形態に係るステージ装置の第2保持部202の位置決めのための構成を詳細に説明する図である。図4は、当接部221dを可動部222と固定部223とで挟んで第2保持部202をY方向に位置決めする前の状態を示す。当接部221d(図3)は、可動部222および固定部223と当接する当接面S1を有する。配管形成部221bは、第2保持部202の真空溝21aの上部に配置され、配管21bにより真空源と真空溝21aを連通させる。また、精度よく位置決めするため、当接部221dは、固定部223側に複数設けられ、可動部222側にひとつ設けられる。本実施形態では、固定部223側に2つ設けられる。複数の当接部221dを固定部223に当接させることにより、1つの当接部221dのみを当接させる場合に比べて第2保持部202のY方向の位置決め精度を高めることができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating in detail a configuration for positioning the
図5は、図4の要部をYZ平面で切断した断面図である。接触部21は、当接部221dと配管形成部221bとで挟まれ、第1支持部221aが部材221の最上部に配置される。当接部221dの当接面S1は、球面とする。また、可動部222よび固定部223の当接部221dと接する当接面S2は、Z軸に関して対称とする。また、当接面S2は、−Z方向に向かって傾くテーパー状の傾斜面となっている。当接面S1と当接面S2との接触部分は点である。すなわち、本実施形態では、当接面S1と当接面S2とは、点接触している。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part of FIG. 4 taken along the YZ plane. The
図6は、図5における、当接面S1と当接面S2との接触状態を示す図である。矢印の長さは力の大きさを示し、矢印の向きは力の向きを示している。可動部222の当接面S2から当接面S1へ作用する力Fは、Y方向の成分の力F1と−Z方向の成分の力F2とに分けられる。同様に固定部223の当接面S2から当接面S1へ作用する力Frも、−Y方向の力F1rと−Z方向の力F2rとに分けられる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a contact state between the contact surface S1 and the contact surface S2 in FIG. The length of the arrow indicates the magnitude of the force, and the direction of the arrow indicates the direction of the force. The force F acting on the contact surface S1 from the contact surface S2 of the
当接部221dは、力F1および力F1rによりY方向の位置が固定される。また、同時に−Z方向の力F2およびF2rは、接触部21がレチクルRを−Z方向に押す力、つまり保持力となる。この力は、真空吸着力よりも大きい。真空吸着力の大きさは、大気圧で上限が決定されるところ、上記力は、駆動部225が可動部222を押す力、すなわち、駆動部225の出力により決定される。駆動部225の出力にも限度はあるものの、一般的にアクチュエータ等の駆動部225が可動部222を押す力は、真空吸着力よりも大きい。レチクルRをレチクルステージ102に押し付けるための−Z方向の力として、真空吸着力と力F2、F2rとを合わせた力が作用する。これにより、真空吸着力のみでレチクルRを保持したときよりもレチクルRの保持力を強めることができる。
The position of the
ここで、当接面S1と当接面S2との接点のZ方向における位置は、レチクルRの上面のZ方向における位置と揃えることが好ましい。接点位置でモーメント力が発生することを防ぐためである。 Here, the position of the contact point between the contact surface S1 and the contact surface S2 in the Z direction is preferably aligned with the position of the upper surface of the reticle R in the Z direction. This is to prevent moment force from being generated at the contact position.
以上のように、上記ステージ装置200は、従来の真空吸着力に対し、駆動部が第2保持部202を固定するために出力した力の分力を保持力として加えることができる。したがって、本実施形態によれば、保持力の強さの点で有利なステージ装置を提供することができる。さらに、保持力を強くすることができるため、レチクルRの移動速度をさらに早くすることができ、露光装置100のスループットを向上させることができる。
As described above, the
(第2実施形態)
図7は、第2実施形態に係る第2保持部202が有する可動部222および固定部223の当接面S3を示す図である。本実施形態では、可動部222および固定部223の一部に当接面S1を当接させる当接面S3を備えた当接部300を設けた点が第1の実施形態と異なる。当接面S3は、斜め下向きに傾斜した面である。この場合、当接面S3の傾斜角度を調整することで接触部21がレチクルRを−Z方向に押す力および当接部221dを固定する力を調整することができる。力の調整は、レチクルRの走査速度に応じて必要な保持力に基づいてなされる。第1実施形態の当接面S2の傾斜角度を極端に大きくすると、可動部222が三角柱の形状となり、例えば、剛性が不足しうる。一方、本実施形態では、可動部222の剛性の低下を抑えつつ、当接面S3の傾斜角度を大きくすることができる。本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を得られる。
なお、当接部300と可動部222、当接部300と固定部223は、それぞれ一体で構成されていてもよい。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating the contact surface S3 of the
Note that the
(第3実施形態)
図8は、第3実施形態に係るステージ装置の構成を示す図である。上記実施形態では、第2保持部202は、レチクルRの上面を保持していた。本実施形態の第2保持部が有する接触部31は、レチクルRの側面のうち、走査方向に沿って伸びる側面と接触する。上記実施形態と同様の構成には同じ符号を付して説明は省略する。本実施形態の可動部222および固定部223に備えられた当接部400が有する当接面S4と接する、接触部31に備えられた当接部500が有する当接面S5は、接触部31がレチクルRの側面を押す方向、すなわち、X方向に傾いている。これにより、当接面S4が当接面S5を押す力は、レチクルRの側面を押す方向と、接触部31をY方向に固定する方向とに分けられる。本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を得られる。なお、当接部400と可動部222、当接部400と固定部223は、それぞれ一体で構成されていてもよい。また、当接部500と接触部31も一体で構成されていてもよい。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a stage apparatus according to the third embodiment. In the above embodiment, the
なお、当接面の変形例として、可動部222および固定部223の当接面を球面として、当接部221cの当接面を傾斜面とする場合(図9)、一部を傾斜面とする場合(図10)がある。また、一方を球面ではない曲面として他方を傾斜面とする場合(図11)、双方を傾斜面とする場合(図12)がある。一方を球面ではない曲面として他方を傾斜面とする場合は、当接面は線接触し、双方を傾斜面とする場合は、当接面は面接触する。
As a modification of the contact surface, when the contact surface of the
なお、上記実施形態のステージ装置200は、レチクルRの保持だけでなくウエハWの保持にも用いうる。また、第2保持部202によりレチクルRを押す力は、真空吸着よりも十分に大きくすることが可能であり、第2保持部202の真空吸着による保持は必ずしも必要ではない。なお、第2保持部202により、例えば、レチクルRの下面を上面へ押して保持することも可能である。また、第1保持部201および第2保持部202による吸着は、真空吸着に限られず、静電吸着でもよい。この場合、第1保持部201の真空溝(不図示)および第2保持部202の接触部21の真空溝21aの代わりに電極が設けられ、電極に電圧を印加することで第1保持部201および第2保持部202によりレチクルRが静電吸着される。
The
(物品製造方法に係る実施形態)
本実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等や微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。例えば、物品として、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程(基板を露光する工程)と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。さらに、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。基板は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどである。
(Embodiment related to article manufacturing method)
The method for manufacturing an article according to the present embodiment is suitable for manufacturing an article such as a semiconductor device or an element having a fine structure. For example, the article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, or a mold. Examples of the electric circuit elements include volatile or nonvolatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory, and MRAM, and semiconductor elements such as LSI, CCD, image sensor, and FPGA. Examples of the mold include an imprint mold. In the method for manufacturing an article according to the present embodiment, a latent image pattern is formed on the photosensitive agent applied to the substrate using the above-described exposure apparatus (a step of exposing the substrate), and the latent image pattern is formed in this step. Developing the substrate. Further, the manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). As the substrate, glass, ceramics, metal, semiconductor, resin, or the like is used, and a member made of a material different from the substrate may be formed on the surface as necessary. Specific examples of the substrate include a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, and quartz glass.
(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい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。
(Other embodiments)
As mentioned above, although preferable 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.
R レチクル(原版)
200 ステージ装置
201 第1保持部
202 第2保持部
21 接触部
22 位置決め部
221 部材
221a 第1支持部
221b 配管形成部
221c 第2支持部
221d 当接部
225 Y駆動部
R reticle (original)
200
Claims (10)
前記物体の前記ステージ側の第1の面を保持する第1保持部と、
前記物体の前記第1の面とは異なる第2の面を保持する第2保持部と、を有し、
前記第2保持部は、
前記第2の面と接触する接触部と、
前記ステージ上において前記ステージの移動方向に沿った第1方向に動く可動部と、
前記第1方向で前記可動部と対向する位置において前記ステージに固定される固定部と、
前記可動部を前記第1方向に移動させる駆動部と、を有し、
前記可動部および前記固定部は、前記接触部に連結された部材を挟むことで前記接触部を前記第1方向に位置決めし、
前記可動部と前記部材との当接部を含む平面および、前記固定部と前記部材との当接部を含む平面は、前記接触部が前記第2の面と接触するように前記接触部が前記第2の面に近づく第2方向に向かって傾斜して設けられ、
前記駆動部から与えられた前記第1方向の力は、前記第2方向の成分を含む力で前記可動部および前記固定部から前記部材に作用することを特徴とするステージ装置。 A stage apparatus having a stage that is movable while holding an object,
A first holding unit for holding a first surface of the object on the stage side;
A second holding part for holding a second surface different from the first surface of the object,
The second holding part is
A contact portion in contact with the second surface;
A movable part that moves in a first direction along the moving direction of the stage on the stage;
A fixed portion fixed to the stage at a position facing the movable portion in the first direction;
A drive unit that moves the movable unit in the first direction;
The movable part and the fixed part position the contact part in the first direction by sandwiching a member connected to the contact part,
The plane including the contact portion between the movable portion and the member and the plane including the contact portion between the fixed portion and the member are such that the contact portion is in contact with the second surface. Provided to be inclined toward the second direction approaching the second surface;
The stage device characterized in that the force in the first direction applied from the driving unit acts on the member from the movable unit and the fixed unit with a force including a component in the second direction.
前記原版を保持して移動するステージ装置を備え、
前記ステージ装置が、請求項1ないし8のいずれか1項に記載のステージ装置であることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that transfers a pattern drawn on an original to a substrate via a projection optical system,
A stage device that holds and moves the original plate,
An exposure apparatus, wherein the stage apparatus is the stage apparatus according to any one of claims 1 to 8.
前記工程で前記パターンを形成された前記基板を現像する工程と、を有する
ことを特徴とする物品の製造方法。 Forming a pattern on the substrate using the exposure apparatus according to claim 9;
And developing the substrate on which the pattern has been formed in the step.
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