JPS6156868B2 - - Google Patents
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- JPS6156868B2 JPS6156868B2 JP10830180A JP10830180A JPS6156868B2 JP S6156868 B2 JPS6156868 B2 JP S6156868B2 JP 10830180 A JP10830180 A JP 10830180A JP 10830180 A JP10830180 A JP 10830180A JP S6156868 B2 JPS6156868 B2 JP S6156868B2
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- JP
- Japan
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- wafer
- mask
- proximity
- foil
- lower mask
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Links
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプロキシミテイ方式両面露光装置に関
するものである。
するものである。
ホトリソグラフイは、必要な図形を露光用マス
クに画き、このマスクを介して被露光物の表面に
ある感光膜に光を照射することにより光反応さ
せ、必要な図形を被露光物表面に形成する技術で
ある。
クに画き、このマスクを介して被露光物の表面に
ある感光膜に光を照射することにより光反応さ
せ、必要な図形を被露光物表面に形成する技術で
ある。
この技術の重要な評価項目にアライメントの合
せ精度、図形の解像度がある。これらを向上して
ゆく為には色々の改良がなされてきた。
せ精度、図形の解像度がある。これらを向上して
ゆく為には色々の改良がなされてきた。
即ち、マスクと被露光物(半導体工業ではシリ
コンウエハが大半をしめるので、以下ウエハと呼
ぶ)の位置関係は、合せ精度と解像度に直接影響
を与える。
コンウエハが大半をしめるので、以下ウエハと呼
ぶ)の位置関係は、合せ精度と解像度に直接影響
を与える。
初期のマスクアライナは、マスクとウエハの間
隔が零である密着方式がとられていた。この密着
式、解像度に対しては、光線の回折現象が最小と
なり、又光線のウエハに対しての直角度が悪い場
合にも良い結果を与える。しかし、マスクがウエ
ハ面に直接密着するので、マスクの表面に損傷や
異物の付着があり、マスク寿命の著しい低下をも
たらしたり、ウエハ面にピンホールが発生してウ
エハ中にある電気回路を短絡させたり、切断させ
たりする欠点がある。
隔が零である密着方式がとられていた。この密着
式、解像度に対しては、光線の回折現象が最小と
なり、又光線のウエハに対しての直角度が悪い場
合にも良い結果を与える。しかし、マスクがウエ
ハ面に直接密着するので、マスクの表面に損傷や
異物の付着があり、マスク寿命の著しい低下をも
たらしたり、ウエハ面にピンホールが発生してウ
エハ中にある電気回路を短絡させたり、切断させ
たりする欠点がある。
この欠点を改良する為にマスクとウエハを接触
させないで露光させる方式が考えられた。それが
プロキシミテイ法とプロジエクシヨン法である。
プロキシミテイ法は、マスクとウエハの間隔を数
μm〜数10μmに保つておき、非接触で露光を行
なう方法である。プロジエクシヨン法は、マスク
とウエハの間に光学レンズを組合せて設置し、光
源から出てマスク上に焦点を結んだ光を再びウエ
ハ上に焦点を結ばせ、非接触で露光を行なう方法
である。
させないで露光させる方式が考えられた。それが
プロキシミテイ法とプロジエクシヨン法である。
プロキシミテイ法は、マスクとウエハの間隔を数
μm〜数10μmに保つておき、非接触で露光を行
なう方法である。プロジエクシヨン法は、マスク
とウエハの間に光学レンズを組合せて設置し、光
源から出てマスク上に焦点を結んだ光を再びウエ
ハ上に焦点を結ばせ、非接触で露光を行なう方法
である。
本発明は、プロキシミテイ法に関する機構を提
供するものであるので、プロキシミテイ法の説明
を第1、第2図によつて行なう。
供するものであるので、プロキシミテイ法の説明
を第1、第2図によつて行なう。
第1図に於いてウエハ1はウエハチヤツク6に
対して真空で固定されている。マスク2はマスク
吸着チヤツク10により真空でマスクホルダ3に
固定されている。更にそのマスクホルダ3がマス
クホルダ吸着板4に対して真空で固定されてい
る。ウエハ1とマスク2の距離D1はボールベア
リング5により保持されている。この状態でアラ
イメントされる。この時穴12には外から中へ窒
素を出し、穴14は真空でひかれるが本説明には
無関係なので省略する。
対して真空で固定されている。マスク2はマスク
吸着チヤツク10により真空でマスクホルダ3に
固定されている。更にそのマスクホルダ3がマス
クホルダ吸着板4に対して真空で固定されてい
る。ウエハ1とマスク2の距離D1はボールベア
リング5により保持されている。この状態でアラ
イメントされる。この時穴12には外から中へ窒
素を出し、穴14は真空でひかれるが本説明には
無関係なので省略する。
尚、7はAプレート、8はマスクホルダ吸着チ
ヤツク、11はBプレート、13,15は穴、1
6はパツキングである。
ヤツク、11はBプレート、13,15は穴、1
6はパツキングである。
第2図はプロキシミテイ露光の状態を示す。マ
スクホルダ吸着チヤツク8の真空を窒素でリーク
すればマスクホルダ3はマスクホルダ吸着板4か
ら離れてAプレート7、Bプレート11に接触し
ウエハ1とマスク2の距離はD2に保持される。
このD2は解像度に関連しマスクの図形寸法によ
り決つてくる。
スクホルダ吸着チヤツク8の真空を窒素でリーク
すればマスクホルダ3はマスクホルダ吸着板4か
ら離れてAプレート7、Bプレート11に接触し
ウエハ1とマスク2の距離はD2に保持される。
このD2は解像度に関連しマスクの図形寸法によ
り決つてくる。
ウエハ1の一面のみをアライメントおよび露光
する場合には、上記の説明の如く、完全にマスク
2とウエハ1とを非接触状態に保つ事が可能とな
り、一連の操作中にウエハ1とマスク2の相対位
置が移動することはない。
する場合には、上記の説明の如く、完全にマスク
2とウエハ1とを非接触状態に保つ事が可能とな
り、一連の操作中にウエハ1とマスク2の相対位
置が移動することはない。
しかし、ウエハ1の両面を両側にあるマスクで
アライメントする場合が最近の半導体デバイスの
中にはある。第3図に、そのデバイスの基本的な
断面図の一例を示す。これはゲートターンオフサ
イリスでタpベース28内に配置されるnエミツ
タ25およびこれに対向する反対側主面のpエミ
ツタ27内に配置されるn短絡部26を作る時
に、上側台せマーク21,22に上側のマスクの
合せマークを、また下側の合せマーク23,24
に下側マスクの合せマークをアライメントする必
要がある。
アライメントする場合が最近の半導体デバイスの
中にはある。第3図に、そのデバイスの基本的な
断面図の一例を示す。これはゲートターンオフサ
イリスでタpベース28内に配置されるnエミツ
タ25およびこれに対向する反対側主面のpエミ
ツタ27内に配置されるn短絡部26を作る時
に、上側台せマーク21,22に上側のマスクの
合せマークを、また下側の合せマーク23,24
に下側マスクの合せマークをアライメントする必
要がある。
この両面アライメント方式にも、密着方式とプ
ロキシミテイ方式が可能であるが、前述した様
に、マスクの汚損、ピンホールによる欠陥の発生
を考えると、プロキシミテイ方式をとるのが望ま
しい。
ロキシミテイ方式が可能であるが、前述した様
に、マスクの汚損、ピンホールによる欠陥の発生
を考えると、プロキシミテイ方式をとるのが望ま
しい。
この両面プロキシミテイ方式の露光の要点とな
る部分を第4図に示す。
る部分を第4図に示す。
下側マスク34は、下側マスクホルダ32に、
下側マスク固定穴38で固定されている。プロキ
シミテイホイル36(数10μmのステンレス薄膜
か、他の金属でもよい)が、ホイル枠35に接着
剤で固定されている。ここで、ホイル36は、ほ
ぼ下側マスク34と同じ程度の厚さでできてい
る。尚、31は上側マスクホルダ、33は上側マ
スクである。
下側マスク固定穴38で固定されている。プロキ
シミテイホイル36(数10μmのステンレス薄膜
か、他の金属でもよい)が、ホイル枠35に接着
剤で固定されている。ここで、ホイル36は、ほ
ぼ下側マスク34と同じ程度の厚さでできてい
る。尚、31は上側マスクホルダ、33は上側マ
スクである。
このホイル36は、下側マスク34の図形に関
係のない部分に接触する様に位置されており、こ
のホイル36の上に、ウエハ1が、下側マスク3
4に対してアライメントされた後、ある時間静置
されている。従つて、ウエハ1は、第4図に示す
ようにウエハ1の周辺においてホイル36上に接
触載置される形をとる。このように両面アライメ
ント露光を行なうために、ウエハ1を静置する操
作に於いて、ウエハ1が微動するという欠点が生
じる。
係のない部分に接触する様に位置されており、こ
のホイル36の上に、ウエハ1が、下側マスク3
4に対してアライメントされた後、ある時間静置
されている。従つて、ウエハ1は、第4図に示す
ようにウエハ1の周辺においてホイル36上に接
触載置される形をとる。このように両面アライメ
ント露光を行なうために、ウエハ1を静置する操
作に於いて、ウエハ1が微動するという欠点が生
じる。
更に、前記操作を詳細に順を追つて説明する。
第5図は、ウエハ1が、ウエハ搬送アーム41に
ウエハチヤツク穴42により、真空で固定され
て、上側マスク33と下側マスク34の間に搬送
されてきて、ウエハ1と下側マスクがアライメン
トを完了した状態を示す。またこの状態の前に
は、上側マスク33と下側マスク34はあらかじ
めアライメントされている。
第5図は、ウエハ1が、ウエハ搬送アーム41に
ウエハチヤツク穴42により、真空で固定され
て、上側マスク33と下側マスク34の間に搬送
されてきて、ウエハ1と下側マスクがアライメン
トを完了した状態を示す。またこの状態の前に
は、上側マスク33と下側マスク34はあらかじ
めアライメントされている。
次に、このウエハ1を、ウエハ搬送アーム41
に吸着させたまま、下側マスク34に向つて垂直
に降下させてプロキシミテイホイル36上に接触
させる。この様子を第6図に示す。この時ウエハ
1と下側マスク34はプロキシミテイホイル36
の厚さ分だけ、接触部分以外は離れている。
に吸着させたまま、下側マスク34に向つて垂直
に降下させてプロキシミテイホイル36上に接触
させる。この様子を第6図に示す。この時ウエハ
1と下側マスク34はプロキシミテイホイル36
の厚さ分だけ、接触部分以外は離れている。
次に、ウエハ1を動かさないで、ウエハチヤツ
ク穴42の真空を破つて搬送アーム41を上昇さ
せてゆかねばならない。搬送アーム41が上昇し
た状態を第7図に示す。この後、搬送アーム41
を別の位置に移動させ、上側マスク33を下側マ
スク34に向つて垂直に降下させ、上側マスク3
3とウエハ1との間にプロキシミテイ間隔をあけ
て、両面露光を行なう。
ク穴42の真空を破つて搬送アーム41を上昇さ
せてゆかねばならない。搬送アーム41が上昇し
た状態を第7図に示す。この後、搬送アーム41
を別の位置に移動させ、上側マスク33を下側マ
スク34に向つて垂直に降下させ、上側マスク3
3とウエハ1との間にプロキシミテイ間隔をあけ
て、両面露光を行なう。
以上のように、プロキシミテイホイルを使用し
て両面アライメント露光をする場合に、第6図に
示す様に、ウエハを搬送アームごと、降下させて
ホイルに接触させ、ウエハチヤツク穴の真空を破
る時に、ウエハ1が微動する可能性があるという
欠点がある。
て両面アライメント露光をする場合に、第6図に
示す様に、ウエハを搬送アームごと、降下させて
ホイルに接触させ、ウエハチヤツク穴の真空を破
る時に、ウエハ1が微動する可能性があるという
欠点がある。
本発明は、上記の様な欠点のないプロキシミテ
イ方式両面露光装置を提供するにある。
イ方式両面露光装置を提供するにある。
第6図に示す状態でのウエハ1の微動の原因
は、先ず、ウエハ1が降下してプロキシミテイホ
イル36に接触する時、接触時間がなす平面とウ
エハ1の平面の平行度が悪い時には、ウエハ1に
横方向の力がかかり、プロキシミテイホイル枠が
固定されていないので移動してしまうためであ
る。
は、先ず、ウエハ1が降下してプロキシミテイホ
イル36に接触する時、接触時間がなす平面とウ
エハ1の平面の平行度が悪い時には、ウエハ1に
横方向の力がかかり、プロキシミテイホイル枠が
固定されていないので移動してしまうためであ
る。
次に真空を破つて、ウエハ1をそのまま静置し
ておく場合、実際にはウエハ全面に亘つて均一に
真空が破られる事はなく、横方向の力が生じてウ
エハが横すべりを起こす。これはプロキシミテイ
ホイル枠35が固定されていない場合に起る。い
ずれの場合も、ウエハ1をホイル36の相対位置
はほとんど変らず、ホイル枠35が、下側マスク
ホルダ32と横すべりを起して、結果として、ウ
エハ1が下側マスク34に対して微動した形とな
つている。これは、ウエハ1とホイル36の間の
摩擦係数が大きくウエハ1をホイル36上に降下
させても、その間では横すべりしないのに対し、
ホイル枠35と下側マスクホルダ32との間の摩
擦係数は小さく、ここで横すべりを起すものであ
ることが本発明者らの検討で確認された。実験に
よれば、76mmφ、250μm厚で、そりが10μmの
ウエハについて、プロキシミテイホイルの厚さを
20μmとした処、横すべりは5〜30μmであつ
た。
ておく場合、実際にはウエハ全面に亘つて均一に
真空が破られる事はなく、横方向の力が生じてウ
エハが横すべりを起こす。これはプロキシミテイ
ホイル枠35が固定されていない場合に起る。い
ずれの場合も、ウエハ1をホイル36の相対位置
はほとんど変らず、ホイル枠35が、下側マスク
ホルダ32と横すべりを起して、結果として、ウ
エハ1が下側マスク34に対して微動した形とな
つている。これは、ウエハ1とホイル36の間の
摩擦係数が大きくウエハ1をホイル36上に降下
させても、その間では横すべりしないのに対し、
ホイル枠35と下側マスクホルダ32との間の摩
擦係数は小さく、ここで横すべりを起すものであ
ることが本発明者らの検討で確認された。実験に
よれば、76mmφ、250μm厚で、そりが10μmの
ウエハについて、プロキシミテイホイルの厚さを
20μmとした処、横すべりは5〜30μmであつ
た。
従つて、本発明の特徴とするところは、このプ
ロキシミテイホイルを固定したことにある。
ロキシミテイホイルを固定したことにある。
本発明の一実施例を第8図に示す。この実施例
は、プロキシミテイホイル枠35を、下側マスク
34が固定されるのと同一面上で、真空チヤツク
51(または接着剤)により固定する構造であ
る。
は、プロキシミテイホイル枠35を、下側マスク
34が固定されるのと同一面上で、真空チヤツク
51(または接着剤)により固定する構造であ
る。
第9図は本発明の他の実施例であり、プロキシ
ミテイホイルを固定する枠を別個に設けないで、
下側マスクホルダ52と枠とを一体構造にして、
その上の表面にプロキシミテイホイル36を接着
剤か、真空で固定する様に構造としたものであ
る。
ミテイホイルを固定する枠を別個に設けないで、
下側マスクホルダ52と枠とを一体構造にして、
その上の表面にプロキシミテイホイル36を接着
剤か、真空で固定する様に構造としたものであ
る。
第10図は、本発明の更に他の実施例で、下側
マスク34に直接プロキシミテイの間隔を得る為
のホイル53を接着剤で固定したものである。な
お、ホイル53は、真空によつてマスク34に固
定してもよい。
マスク34に直接プロキシミテイの間隔を得る為
のホイル53を接着剤で固定したものである。な
お、ホイル53は、真空によつてマスク34に固
定してもよい。
上述した3つの実施例について、プロキシミテ
イホイルを固定して、実際に両面アライメントお
よび露光を行なつた結果、76mmφ、250μm厚
さ、そりが10μmのシリコンウエハでは、プロキ
シミテイホイル厚さ20μmのとき、ウエハとマス
クとの合せ精度は、5μm以下となり、固定しな
い時よりも横すべりは著しく改良された。
イホイルを固定して、実際に両面アライメントお
よび露光を行なつた結果、76mmφ、250μm厚
さ、そりが10μmのシリコンウエハでは、プロキ
シミテイホイル厚さ20μmのとき、ウエハとマス
クとの合せ精度は、5μm以下となり、固定しな
い時よりも横すべりは著しく改良された。
なお、プロキシミテイの間隔は実用上は回折、
散乱のため解像度を考慮に入れると、上限が制限
される。大体150μmが限度である。
散乱のため解像度を考慮に入れると、上限が制限
される。大体150μmが限度である。
第1図、第2図は従来の片面のみのアライメン
トを行なうプロキシミテイ方式露光装置の使用状
態での断面図、第3図は両面のアライメントを必
要とする半導体素子の一例を示す断面図、第4図
は従来法によつて行なつた両面アライメント後の
ウエハとプロキシミテイホイルおよびその枠の位
置関係を示した断面図、第5〜7図は両面アライ
メントを行なう時の手順を説明するための断面
図、第8〜10図はそれぞれ本発明の実施例の断
面図である。 1……ウエハ、31……上側マスクホルダ、3
2,52……下側マスクホルダ、33……上側マ
スク、34……下側マスク、35……プロキシミ
テイホイル枠、36,53……プロキシミテイホ
イル、51……プロキシミテイホイル枠固定用真
空チヤツク。
トを行なうプロキシミテイ方式露光装置の使用状
態での断面図、第3図は両面のアライメントを必
要とする半導体素子の一例を示す断面図、第4図
は従来法によつて行なつた両面アライメント後の
ウエハとプロキシミテイホイルおよびその枠の位
置関係を示した断面図、第5〜7図は両面アライ
メントを行なう時の手順を説明するための断面
図、第8〜10図はそれぞれ本発明の実施例の断
面図である。 1……ウエハ、31……上側マスクホルダ、3
2,52……下側マスクホルダ、33……上側マ
スク、34……下側マスク、35……プロキシミ
テイホイル枠、36,53……プロキシミテイホ
イル、51……プロキシミテイホイル枠固定用真
空チヤツク。
Claims (1)
- 1 下側マスクホルダに保持された下側マスク、
上記下側マスクの図形に関係のない部分で下側マ
スクに接触し、直接あるいは上記下側マスクホル
ダを介して上記下側マスクに固定され、被露光物
を被露光物の周辺で接触載置するプロキシミテイ
ホイル、上記被露光物を上記プロキシミテイホイ
ルの所定位置に搬送降下させ、その後別の位置に
移動される上記被露光物の搬送アーム、および、
上側マスクホルダに保持され上記被露光物上に被
露光物と所定の間隔を保つて配置される上側マス
クを有し、前記両マスクに画かれた図形を上記被
露光物の画面に露光するプロキシミテイ方式両面
露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10830180A JPS5734333A (en) | 1980-08-08 | 1980-08-08 | Proximity system double face exposure device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10830180A JPS5734333A (en) | 1980-08-08 | 1980-08-08 | Proximity system double face exposure device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5734333A JPS5734333A (en) | 1982-02-24 |
JPS6156868B2 true JPS6156868B2 (ja) | 1986-12-04 |
Family
ID=14481213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10830180A Granted JPS5734333A (en) | 1980-08-08 | 1980-08-08 | Proximity system double face exposure device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5734333A (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4784922A (en) * | 1985-10-11 | 1988-11-15 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Corrosion-resistant clad steel and method for producing the same |
JP2642547B2 (ja) * | 1991-10-16 | 1997-08-20 | 新日本製鐵株式会社 | 延性に優れた高強度ビードワイヤの製造方法 |
JP2652099B2 (ja) * | 1991-10-24 | 1997-09-10 | 新日本製鐵株式会社 | 高強度ビードワイヤの製造方法 |
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