JPH1154423A - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JPH1154423A JPH1154423A JP9220867A JP22086797A JPH1154423A JP H1154423 A JPH1154423 A JP H1154423A JP 9220867 A JP9220867 A JP 9220867A JP 22086797 A JP22086797 A JP 22086797A JP H1154423 A JPH1154423 A JP H1154423A
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- Japan
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェーハの平坦度に部分的なバラツキ
があるような場合でも、露光の焦点ズレを最小にし、最
適な状態で所望の露光を行うことができる露光装置を提
供すること。 【解決手段】 半導体ウェーハ15のワンチップサイズ
の領域15Aごとの平坦度を測定して得られる平坦度情
報に基づいて前記各領域における仮想平面28をそれぞ
れ求め、前記領域15Aを領域単位で露光する際、前記
仮想平面28における法線29が露光光学系の光軸30
に対して最適な角度となるように露光用ステージ16を
傾けるようにしている。
があるような場合でも、露光の焦点ズレを最小にし、最
適な状態で所望の露光を行うことができる露光装置を提
供すること。 【解決手段】 半導体ウェーハ15のワンチップサイズ
の領域15Aごとの平坦度を測定して得られる平坦度情
報に基づいて前記各領域における仮想平面28をそれぞ
れ求め、前記領域15Aを領域単位で露光する際、前記
仮想平面28における法線29が露光光学系の光軸30
に対して最適な角度となるように露光用ステージ16を
傾けるようにしている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウェーハ
の製造に用いられる縮小露光装置に関する。
の製造に用いられる縮小露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】露光装置の一つに、縮小露光装置がある
が、このような縮小露光装置を用いて半導体ウェーハに
回路パターンを転写する場合、半導体ウェーハの反りや
傾きなど平坦度に起因する焦点ボケを可及的に小さくす
る必要があり、半導体ウェーハの平坦度を測定して、そ
の傾き度が所定の範囲内のもののみ使用するといったこ
とが考えられるが、半導体ウェーハに反りや傾きが生ず
ることが避けられないところから、このような手法は現
実的ではない。
が、このような縮小露光装置を用いて半導体ウェーハに
回路パターンを転写する場合、半導体ウェーハの反りや
傾きなど平坦度に起因する焦点ボケを可及的に小さくす
る必要があり、半導体ウェーハの平坦度を測定して、そ
の傾き度が所定の範囲内のもののみ使用するといったこ
とが考えられるが、半導体ウェーハに反りや傾きが生ず
ることが避けられないところから、このような手法は現
実的ではない。
【0003】これに対して、半導体ウェーハにサンプル
光を照射し、その時の反射光を検出し、この検出された
反射光に基づいて半導体ウェーハの傾きを求め、露光の
際、前記傾きを補正するように露光用ステージを傾ける
ようにすることが行われている(例えば、特開昭63−
163833号公報参照)。
光を照射し、その時の反射光を検出し、この検出された
反射光に基づいて半導体ウェーハの傾きを求め、露光の
際、前記傾きを補正するように露光用ステージを傾ける
ようにすることが行われている(例えば、特開昭63−
163833号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された補正方法においては、半導体ウェーハに
うねりなどがある場合、露光領域の一部において有効に
補正が行なえるにしても、半導体ウェーハ15の部分部
分でうねりの度合いが異なり、平坦度にバラツキがある
ような場合、露光領域の全域にわたってバランスよく補
正を行うことができず、精密な回路パターンの転写を良
好に行うことは困難であった。
報に記載された補正方法においては、半導体ウェーハに
うねりなどがある場合、露光領域の一部において有効に
補正が行なえるにしても、半導体ウェーハ15の部分部
分でうねりの度合いが異なり、平坦度にバラツキがある
ような場合、露光領域の全域にわたってバランスよく補
正を行うことができず、精密な回路パターンの転写を良
好に行うことは困難であった。
【0005】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、半導体ウェーハの平坦度に部分
的なバラツキがあるような場合でも、露光の焦点ズレを
最小にし、最適な状態で所望の露光を行うことができる
露光装置を提供することである。
たもので、その目的は、半導体ウェーハの平坦度に部分
的なバラツキがあるような場合でも、露光の焦点ズレを
最小にし、最適な状態で所望の露光を行うことができる
露光装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の露光装置は、半導体ウェーハのワンチッ
プサイズの領域ごとの平坦度を測定して得られる平坦度
情報に基づいて前記各領域における仮想平面をそれぞれ
求め、前記領域を領域単位で露光する際、前記仮想平面
における法線が露光光学系の光軸に対して最適な角度と
なるように露光用ステージを傾けるようにしている。
め、この発明の露光装置は、半導体ウェーハのワンチッ
プサイズの領域ごとの平坦度を測定して得られる平坦度
情報に基づいて前記各領域における仮想平面をそれぞれ
求め、前記領域を領域単位で露光する際、前記仮想平面
における法線が露光光学系の光軸に対して最適な角度と
なるように露光用ステージを傾けるようにしている。
【0007】半導体ウェーハのワンチップサイズの領域
ごとの平坦度を測定し、この平坦度情報から各領域にお
ける例えば最小二乗平面などの仮想平面およびその法線
を求める。そして、前記半導体ウェーハに露光を行う
際、露光光学系の光軸に対して前記法線が所定の角度を
なすように、露光用ステージを傾けるのである。このよ
うにすることにより、各領域に最適な状態で露光を行う
ことができ、精密な転写を実現することができる。
ごとの平坦度を測定し、この平坦度情報から各領域にお
ける例えば最小二乗平面などの仮想平面およびその法線
を求める。そして、前記半導体ウェーハに露光を行う
際、露光光学系の光軸に対して前記法線が所定の角度を
なすように、露光用ステージを傾けるのである。このよ
うにすることにより、各領域に最適な状態で露光を行う
ことができ、精密な転写を実現することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。図1〜図4は、この発明の一つの実施
の形態を示すものである。そして、図1において、1は
ハウジングで、その内部には半導体ウェーハの平坦度を
測定する装置2と、半導体ウェーハを露光する装置3が
並列的に設けられている。4,5は各装置2,3をそれ
ぞれ制御するコントローラ、6は各コントローラ4,5
を制御する演算制御装置としてのコンピュータである。
ながら説明する。図1〜図4は、この発明の一つの実施
の形態を示すものである。そして、図1において、1は
ハウジングで、その内部には半導体ウェーハの平坦度を
測定する装置2と、半導体ウェーハを露光する装置3が
並列的に設けられている。4,5は各装置2,3をそれ
ぞれ制御するコントローラ、6は各コントローラ4,5
を制御する演算制御装置としてのコンピュータである。
【0009】前記平坦度測定装置2は公知の構成よりな
るもので、例えば、二次元走査機構7によってX方向
(図1において左右方向)とこれに直交するY方向(図
1において紙面に垂直な方向)との二次元方向に移動す
るように構成されたウェーハステージ8の上方に、測定
用のレーザ光源9、レンズ10、ハーフミラー11、コ
リメータレンズ12、参照板13をこの順に上から下に
設けるとともに、ハーフミラー11によって分割された
光路側にCCDカメラなどの光検出部14を設けてなる
ものである。
るもので、例えば、二次元走査機構7によってX方向
(図1において左右方向)とこれに直交するY方向(図
1において紙面に垂直な方向)との二次元方向に移動す
るように構成されたウェーハステージ8の上方に、測定
用のレーザ光源9、レンズ10、ハーフミラー11、コ
リメータレンズ12、参照板13をこの順に上から下に
設けるとともに、ハーフミラー11によって分割された
光路側にCCDカメラなどの光検出部14を設けてなる
ものである。
【0010】そして、前記平坦度測定装置2は、ウェー
ハステージ8の上面にセットされる半導体ウェーハ15
のワンチップサイズ(例えば20mm×20mm)の領
域15A(図3(A)参照)における平坦度を測定し、
その測定によって得られる平坦度/表面形状プロファイ
ルなどの平坦度情報を、コントローラ4を経てコンピュ
ータ6に送るように構成されている。
ハステージ8の上面にセットされる半導体ウェーハ15
のワンチップサイズ(例えば20mm×20mm)の領
域15A(図3(A)参照)における平坦度を測定し、
その測定によって得られる平坦度/表面形状プロファイ
ルなどの平坦度情報を、コントローラ4を経てコンピュ
ータ6に送るように構成されている。
【0011】前記露光装置3は、半導体ウェーハ15を
載置し、これを互いに直交するX,Y,Zの三方向(図
2参照)に移動させることができ、かつ、X,Y方向に
おいて傾くように構成された露光用ステージ16の上面
に露光用光源17、レチクル18、レンズ19をこの順
に上から下に設けてなるものである。
載置し、これを互いに直交するX,Y,Zの三方向(図
2参照)に移動させることができ、かつ、X,Y方向に
おいて傾くように構成された露光用ステージ16の上面
に露光用光源17、レチクル18、レンズ19をこの順
に上から下に設けてなるものである。
【0012】前記露光用ステージ16の保持構造につい
て図2を参照しながら説明すると、20は露光用ステー
ジ16を保持し、X方向にスライドする第1ステージ、
21は第1ステージ20を保持し、Y方向にスライドす
る第2ステージで、これらはZ方向にスライドする断面
視L字状の第3ステージ22の水平部22a上に保持さ
れた断面視L字状の可動ステージ23の水平部23a上
に保持される。
て図2を参照しながら説明すると、20は露光用ステー
ジ16を保持し、X方向にスライドする第1ステージ、
21は第1ステージ20を保持し、Y方向にスライドす
る第2ステージで、これらはZ方向にスライドする断面
視L字状の第3ステージ22の水平部22a上に保持さ
れた断面視L字状の可動ステージ23の水平部23a上
に保持される。
【0013】前記可動ステージ23は、4つの伸縮自在
な支点24a〜24dによって保持されるとともに、第
3ステージ22の垂直部22bの上端の枢支点22bに
揺動自在に枢着された平面視L字アーム25の他端が可
動ステージ23の垂直部23bの上端の枢支点23cに
揺動自在に枢着されており、可動ステージ23は、支点
24a〜24dを適宜伸縮することにより、X方向およ
びY方向に適宜傾くように構成されている。なお、図2
において、26は枢支点22b,23cのそれぞれの中
心を延長したときの交点を示す。
な支点24a〜24dによって保持されるとともに、第
3ステージ22の垂直部22bの上端の枢支点22bに
揺動自在に枢着された平面視L字アーム25の他端が可
動ステージ23の垂直部23bの上端の枢支点23cに
揺動自在に枢着されており、可動ステージ23は、支点
24a〜24dを適宜伸縮することにより、X方向およ
びY方向に適宜傾くように構成されている。なお、図2
において、26は枢支点22b,23cのそれぞれの中
心を延長したときの交点を示す。
【0014】したがって、露光用ステージ16は、X,
Y,Zの3方向に適宜移動するとともに、前記点26を
中心にしてX方向およびY方向に適宜角度を傾くように
動く。
Y,Zの3方向に適宜移動するとともに、前記点26を
中心にしてX方向およびY方向に適宜角度を傾くように
動く。
【0015】次に、上記構成の露光装置の動作につい
て、図3および図4をも参照しながら説明する。まず、
半導体ウェーハ15の平坦度を平坦度測定装置2によっ
て測定する。この平坦度測定装置2においては、図3
(A)に示すように、半導体ウェーハ15を複数のワン
チップサイズの領域15Aに区画し、半導体ウェーハ1
5のオリエンテーションフラットFとノッチNを基準に
して、各領域15Aの半導体ウェーハ15上での位置を
コンピュータ6の記憶させておく。
て、図3および図4をも参照しながら説明する。まず、
半導体ウェーハ15の平坦度を平坦度測定装置2によっ
て測定する。この平坦度測定装置2においては、図3
(A)に示すように、半導体ウェーハ15を複数のワン
チップサイズの領域15Aに区画し、半導体ウェーハ1
5のオリエンテーションフラットFとノッチNを基準に
して、各領域15Aの半導体ウェーハ15上での位置を
コンピュータ6の記憶させておく。
【0016】そして、各領域15Aごとに平坦度情報を
求める。すなわち、各領域15Aの複数の点P1 〜Pn
における平坦度/表面形状プロファイルを測定する。図
3に示した例では、便宜上、4つの点P1 〜P4 で示し
ているが、この点の数は多ければ多いほど詳細な平坦度
情報が得られる。そして、前記点P1 〜Pn は、領域1
5Aの幾何学的中心27を中心として互いに対称的な点
とするのが好ましく、この例においては、P1 とP2 、
P3 とP4 という組合せで求めるのがよい。そして、同
図(B)において仮想線で示す全く平坦な平面15A’
との差などを求め、これらの情報を平坦度情報としてコ
ンピュータ6に送る。
求める。すなわち、各領域15Aの複数の点P1 〜Pn
における平坦度/表面形状プロファイルを測定する。図
3に示した例では、便宜上、4つの点P1 〜P4 で示し
ているが、この点の数は多ければ多いほど詳細な平坦度
情報が得られる。そして、前記点P1 〜Pn は、領域1
5Aの幾何学的中心27を中心として互いに対称的な点
とするのが好ましく、この例においては、P1 とP2 、
P3 とP4 という組合せで求めるのがよい。そして、同
図(B)において仮想線で示す全く平坦な平面15A’
との差などを求め、これらの情報を平坦度情報としてコ
ンピュータ6に送る。
【0017】前記コンピュータ6においては、領域15
Aごとに得られた平坦度情報に基づいて、演算を行って
仮想平面28(図4(B)参照)として例えば最小二乗
平面を求め、その法線29(図4(B)参照)の傾きを
求める。この求められた傾きは、各領域15Aに対応さ
せてその記憶部に記憶される。
Aごとに得られた平坦度情報に基づいて、演算を行って
仮想平面28(図4(B)参照)として例えば最小二乗
平面を求め、その法線29(図4(B)参照)の傾きを
求める。この求められた傾きは、各領域15Aに対応さ
せてその記憶部に記憶される。
【0018】そして、露光装置3において、平坦度測定
を行った半導体ウェーハ15に対して露光を行う際に
は、半導体ウェーハ15を露光用ステージ16の上面
に、半導体ウェーハ15における点27を図2における
点26に一致させるとともに、ウェーハステージ8に載
置した状態と同じになるようにセットする(図4(A)
参照)。この図4(A)において、30は露光光学系の
軸(以下、露光光軸という)であり、31は焦点深度を
示している。
を行った半導体ウェーハ15に対して露光を行う際に
は、半導体ウェーハ15を露光用ステージ16の上面
に、半導体ウェーハ15における点27を図2における
点26に一致させるとともに、ウェーハステージ8に載
置した状態と同じになるようにセットする(図4(A)
参照)。この図4(A)において、30は露光光学系の
軸(以下、露光光軸という)であり、31は焦点深度を
示している。
【0019】前記図4(A)は、半導体ウェーハ15の
特にある一つの領域15Aを拡大して示すもので、この
図4(A)に示す状態においては、露光対象である領域
15Aは、平坦度にバラツキがあるため、その全体が必
ずしも所望の焦点深度31内に存在してない。
特にある一つの領域15Aを拡大して示すもので、この
図4(A)に示す状態においては、露光対象である領域
15Aは、平坦度にバラツキがあるため、その全体が必
ずしも所望の焦点深度31内に存在してない。
【0020】そこで、コンピュータ6内に記憶してある
当該領域15Aの最小二乗平面28の法線29の傾きを
読み出す。図4(B)は、前記読み出した法線29と、
露光用ステージ16に対する露光光軸30とのズレを示
している。
当該領域15Aの最小二乗平面28の法線29の傾きを
読み出す。図4(B)は、前記読み出した法線29と、
露光用ステージ16に対する露光光軸30とのズレを示
している。
【0021】そして、コンピュータ6において、前記ズ
レをなくすための演算を行い、この演算結果に基づいて
露光用ステージ16をX方向およびY方向に傾けて、前
記法線29が露光光軸30と平行となるように調整する
(図4(C)参照)。このようにすることにより、領域
15Aの全域が所望の焦点深度31内に存在するように
なり、露光の焦点ズレが最小となるので、この状態で領
域15Aを露光すれば、回路パターンなどを精度よく所
望の状態で転写することができる。
レをなくすための演算を行い、この演算結果に基づいて
露光用ステージ16をX方向およびY方向に傾けて、前
記法線29が露光光軸30と平行となるように調整する
(図4(C)参照)。このようにすることにより、領域
15Aの全域が所望の焦点深度31内に存在するように
なり、露光の焦点ズレが最小となるので、この状態で領
域15Aを露光すれば、回路パターンなどを精度よく所
望の状態で転写することができる。
【0022】以下、上述した手順を繰り返すことによ
り、半導体ウェーハ15の全領域15Aを精度よく露光
することができる。
り、半導体ウェーハ15の全領域15Aを精度よく露光
することができる。
【0023】そして、上述の実施の形態においては、一
つのハウジング1内に平坦度測定装置2と露光装置3を
並列的に設けているので、平坦度測定と露光とを同じ条
件で行うことができる。また、図示は省略するが、半導
体ウェーハ15を載置するステージを共通化し、平坦度
測定を行った状態の半導体ウェーハ15に露光を施すよ
うにしてもよい。
つのハウジング1内に平坦度測定装置2と露光装置3を
並列的に設けているので、平坦度測定と露光とを同じ条
件で行うことができる。また、図示は省略するが、半導
体ウェーハ15を載置するステージを共通化し、平坦度
測定を行った状態の半導体ウェーハ15に露光を施すよ
うにしてもよい。
【0024】また、コンピュータ6において平坦度情報
に基づいて演算によって得る仮想平面28としては、単
なる最小二乗平面に限られるものではなく、露光対象領
域15Aにおけるバラツキに応じて適宜測定ポイントに
おける測定結果に重み付けを行って、重み付けを施した
最小二乗平面を用いるようにしてもよい。さらに、前記
法線29と露光光軸30とは、必ずしも平行でなくても
よく、両者がある角度をなすようにして、露光を行うよ
うにしてもよい。
に基づいて演算によって得る仮想平面28としては、単
なる最小二乗平面に限られるものではなく、露光対象領
域15Aにおけるバラツキに応じて適宜測定ポイントに
おける測定結果に重み付けを行って、重み付けを施した
最小二乗平面を用いるようにしてもよい。さらに、前記
法線29と露光光軸30とは、必ずしも平行でなくても
よく、両者がある角度をなすようにして、露光を行うよ
うにしてもよい。
【0025】
【発明の効果】この発明の露光装置においては、半導体
ウェーハのワンチップサイズの領域ごとの平坦度を測定
し、この平坦度情報から各領域における仮想平面の法線
を求め、半導体ウェーハに露光を行う際、露光光学系の
光軸に対して前記法線が所定の角度をなすように、露光
用ステージを傾けるようにしているので、半導体ウェー
ハの各領域の平坦度に応じた最適な状態で露光を行うこ
とができ、精密な転写を実現することができる。
ウェーハのワンチップサイズの領域ごとの平坦度を測定
し、この平坦度情報から各領域における仮想平面の法線
を求め、半導体ウェーハに露光を行う際、露光光学系の
光軸に対して前記法線が所定の角度をなすように、露光
用ステージを傾けるようにしているので、半導体ウェー
ハの各領域の平坦度に応じた最適な状態で露光を行うこ
とができ、精密な転写を実現することができる。
【図1】この発明の露光装置の構成の一例を概略的に示
す図である。
す図である。
【図2】前記露光装置の要部の構成を示す分解斜視図で
ある。
ある。
【図3】平坦度測定を説明するための図である。
【図4】露光の手順を説明するための図である。
【符号の説明】 15…半導体ウェーハ、15A…ワンチップサイズの領
域、16…露光用ステージ、28…仮想平面、29…仮
想平面の法線、30…露光光学系の光軸。
域、16…露光用ステージ、28…仮想平面、29…仮
想平面の法線、30…露光光学系の光軸。
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体ウェーハのワンチップサイズの領
域ごとの平坦度を測定して得られる平坦度情報に基づい
て前記各領域における仮想平面をそれぞれ求め、前記領
域を領域単位で露光する際、前記仮想平面における法線
が露光光学系の光軸に対して最適な角度となるように露
光用ステージを傾けるようにしたことを特徴とする露光
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9220867A JPH1154423A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9220867A JPH1154423A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154423A true JPH1154423A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16757794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9220867A Pending JPH1154423A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154423A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103365115A (zh) * | 2012-03-30 | 2013-10-23 | 佳能株式会社 | 曝光装置、曝光装置的控制方法和器件制造方法 |
| KR20200134307A (ko) * | 2018-04-26 | 2020-12-01 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 스테이지 장치, 리소그래피 장치, 제어 유닛 및 방법 |
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1997
- 1997-07-31 JP JP9220867A patent/JPH1154423A/ja active Pending
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