DE19611028A1 - Belichtungsvorrichtung zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen - Google Patents
Belichtungsvorrichtung zur Herstellung von HalbleitervorrichtungenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Belichtungs
vorrichtung zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen,
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 6. Insbesonde
re betrifft sie eine Belichtungsvorrichtung zur Herstel
lung von Halbleitervorrichtungen, die in der Anlage ist,
auf einer Strichplatte befindliche Muster aufeinanderfol
gend abzubilden, indem die Belichtungsenergie überlagert
wird und die Muster auf der Strichplatte auf eine Platte
projiziert werden, wobei ein zusätzliches optisches Sy
stem verwendet wird, das durch eine Blende laufendes
Licht kondensorartig sammelt, wobei dies in einem Takt
prozeß erfolgt, während dem ein Schirm durch eine Muster
synthese belichtet wird.
Um einen elektronischen Schaltkreis auf einem Halb
leiterwafer oder einem Glassubstrat einer Flüssigkri
stallvorrichtung auszubilden, sind Muster notwendig, auf
denen die elektronischen Schaltkreise aufgebaut oder aus
gebildet werden. Eine Glasplatte mit einer derartigen Mu
sterung wird als Strichplatte oder Maske bezeichnet.
Eine Belichtungsvorrichtung projiziert das Muster auf
der Strichplatte auf einen Halbleiterwafer oder ein
Substrat einer Flüssigkristallvorrichtung. Wenn die Größe
einer Anzeige außerhalb des Belichtungsbereiches einer
Projektionslinse während der Schritte des Herstellens ei
ner Flüssigkristallvorrichtung liegt, wird eine Schirm
synthese durchgeführt, in der der Anzeigeschirm unter
teilt und selektiv belichtet wird.
Um Muster auf der Strichplatte aufeinanderfolgend für
die Schirmsynthese in der Herstellungsreihenfolge aus zu
bilden, müssen die Muster auf der Strichplatte, welche
nicht dem momentan während des Herstellungsprozesses ver
wendeten Muster entsprechen, künstlich abgedeckt werden.
Eine Blende wird verwendet, den Rest der Muster künstlich
vor dem Licht während der Herstellungsabfolge abzudecken,
um die Muster auf der Strichplatte wie oben erwähnt zu
projizieren.
Die Steuerung der erwähnten Blende und die aufeinan
derfolgende Belichtung des Musters auf der Strichplatte
mit Licht ist ein diffiziler Vorgang, der ein wesentli
cher Faktor bei der Verbesserung der Produktivität bei
der Belichtung des Musters einer Flüssigkristallanzeige
vorrichtung mit Licht ist.
Gemäß Fig. 4 weist eine Belichtungsvorrichtung be
kannter Bauweise im wesentlichen die folgenden Elemente
auf: eine Lichtquelle 1 mit einer Hochdruck-Quecksilber
bogenlampe 1, einen Reflektor 2, eine Kondensorlinse 3,
eine Blende 4, eine Strichplatte 5, eine Projektionslinse
6 und eine Platte 7.
Ein Lichtpunkt von der Lichtquelle 1 wird durch den
Reflektor 2 flächenausleuchtend gestreut. Mit dieser Flä
chenausleuchtung wird die Kondensorlinse 3 bestrahlt. Die
Kondensorlinse 3 sammelt die Flächenausleuchtung und
strahlt sie auf die Strichplatte 5 mit den entsprechenden
Mustern ab.
Die Blende 4 deckt die Strichplatte 5 mit Ausnahme
des zu belichtenden Musters ab. Demzufolge wird Licht von
der Kondensorlinse 3 auf dasjenige Muster der Strichplat
te 5 gestrahlt, das durch die Blende 4 dem Licht ausge
setzt ist. Die Projektionslinse 6 projiziert das nicht
von der Blende 4 abgedeckte Muster auf der Strichplatte 5
auf die Oberfläche der Platte 7. Ein Resist auf der Platte 7
wird von dem Licht belichtet, das durch das Muster
auf der Strichplatte 5 beeinflußt wurde.
Hierbei wird die auf jedes Muster der Strichplatte 5
abgestrahlte Belichtungsenergie nur auf das Muster ver
teilt, welches über die Blende 4 dem einfallenden Licht
ausgesetzt ist, wie in Fig. 7 gezeigt, so daß die Belich
tungsenergie nicht überlagert wird.
Wenn das Muster auf der Strichplatte 5, wie in Fig. 5
gezeigt ausgebildet ist, ist die Größe der Blende 4, die
die verbleibenden Teile abdeckt, welche nicht zu belich
ten sind, so eingestellt, daß sie größer als das zu be
lichtende Muster ist. Dies bedeutet, daß, da die Möglich
keit besteht, daß die Qualität des belichteten Musters
durch Streuung von Licht an den Kanten der Blende 4 ver
schlechtert wird, die Blende 4 so eingestellt wird, daß
der Teil, auf den Licht fallen kann, größer ist als das
dem Licht ausgesetzte Muster auf der Strichplatte 5.
Wenn somit das Muster auf der Platte 7 jeweils unmit
telbar aneinandergrenzend ohne irgendeinen Abstand proji
ziert wird, wie in Fig. 6 gezeigt, muß das Muster auf der
Strichplatte 5, das dem Licht ausgesetzt wird, so ausge
bildet werden, daß eine gleichmäßige Beabstandung vor
liegt, wie in Fig. 5 gezeigt.
Somit wird bei der bekannten Technik der praktisch
verwendbare Bereich auf der Strichplatte verringert und
eine hohe Präzision bei der Anordnung, um einen Abstand
zwischen jedem Muster aufrecht zu erhalten, wenn die Mu
ster ausgebildet werden, ist notwendig.
Weiter besteht die Möglichkeit, daß, wenn ein Muster,
das auf eine Platte projiziert wird, nicht präzise ausge
richtet ist, die Belichtung zwischen den Mustern zu hoch
oder zu niedrig sein kann, was zu einer Verschlechterung
des hergestellten Produktes führt.
Es von daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung von Halblei
tervorrichtungen zu schaffen, die in der Lage ist, Muster
auf einer Strichplatte aufeinanderfolgend abzubilden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in An
spruch 1 bzw. 6 angegebenen Merkmale.
Allgemein gesagt schafft die vorliegende Erfindung
eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung von Halblei
tervorrichtungen, die in der Lage ist, Muster auf einer
Strichplatte aufeinanderfolgend abzubilden, indem die Be
lichtungsenergie überlagert wird und die Muster auf der
Strichplatte auf eine Platte projiziert werden, wobei ein
zusätzliches optisches System verwendet wird, welches
durch eine Blende laufendes Licht kondensorartig sammelt,
wobei dies in einem getakteten Herstellungsprozeß er
folgt, bei dem ein Schirm durch Mustersynthese belichtet
wird.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung umfaßt im
wesentlichen eine Strichplatte, auf welchen zu belichten
de Muster ausgebildet sind, eine Blende, die einen zu be
lichtenden Bereich auf der Strichplatte festlegt, sowie
ein optisches System, das zwischen der Blende und der
Strichplatte angeordnet ist, um das durch die Blende fal
lende Licht kondensorartig zu sammeln und auf eine Platte
abzustrahlen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Ge
genstand der jeweiligen Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vor
liegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Be
zugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematisch vereinfachte Darstellung ei
ner Belichtungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Aus
führungsform dieser Erfindung;
Fig. 2 eine schematisch vereinfachte Darstellung von
Mustern auf einer Strichplatte in der Belichtungsvorrich
tung gemäß der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfin
dung;
Fig. 3 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der
Belichtungsenergie, die in der Belichtungsvorrichtung ge
mäß der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung auf
die Platte projiziert wird;
Fig. 4 eine schematisch vereinfachte Darstellung ei
ner Belichtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik;
Fig. 5 eine schematisch vereinfachte Darstellung ei
ner Strichplatte nach dem Stand der Technik;
Fig. 6 eine schematisch vereinfachte Darstellung ei
ner Strichplatte nach dem Stand der Technik, wie sie auf
eine Platte projiziert wird; und
Fig. 7 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der
Belichtungsenergie, die in der Belichtungsvorrichtung
nach dem Stand der Technik auf die Platte projiziert
wird.
Es sei festzuhalten, daß die nachfolgende Beschrei
bung einer bevorzugten Ausführungsform als rein exempla
risch und nicht einschränkend zu verstehen ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Er
findung wird nun im Detail und unter Bezug auf die zuge
hörigen Figuren der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Belichtungsvorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine Lichtquelle 1 gibt ein Punktlicht ab. Ein Reflektor
2 streut das von der Lichtquelle 1 erzeugte Punktlicht in
ein flächenverteiltes oder flächenausleuchtendes Licht.
Eine Strichplatte 5 weist eine Mehrzahl von Mustern auf,
welche abzubilden sind. Eine Kondensorlinse 3 sammelt das
durch den Reflektor 2 verteilte Licht und strahlt das
kondensorartig gesammelte Licht auf die Strichplatte 5.
Eine Blende 4 steuert einen dem Licht auszusetzenden Be
reich, indem die Muster mit Ausnahme des zu belichtenden
Musters auf der Strichplatte 5 abgedeckt werden. Eine
Korrekturlinse 9 zwischen der Blende 4 und der Strich
platte 5 sammelt das durch eine Korrekturplatte 8 einfal
lende Licht und strahlt dieses Licht auf die Strichplatte
5. Eine Projektionslinse 6 projiziert das Muster auf oder
von der Strichplatte 5 auf eine Platte 7.
Die Korrekturplatte 8 kompensiert gemäß der bevorzug
ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der
Dicke der Korrekturlinse 9 und der Strichplatte 5 bewirk
te Asymmetrien, wobei die Korrekturplatte 8 die gleiche
Materialqualität und Dicke wie die Strichplatte 5 hat.
Die Korrekturlinse 9 ist gemäß einer bevorzugten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung aus einem opti
schen System aufgebaut mit einem Gleichheitsverhältnis
von 1 : 1, wobei asymmetrische Aberrationen wie Verzer
rung, Coma, etc. nicht auftreten und nur eine symmetri
sche Aberration, beispielsweise eine sphärische Aberrati
on innerhalb eines bestimmten Bereiches auftritt.
Die nachfolgende Beschreibung betrifft die Arbeits
weise der Belichtungsvorrichtung gemäß der bevorzugten
Ausführungsfarm der vorliegenden Erfindung mit dem obigen
Aufbau.
Ein Punktlicht, das von der Lichtquelle 1 mit einer
Hochdruck-Quecksilberbogenlampe erzeugt wird, wird durch
den Reflektor 2 in ein oberflächenausleuchtendes Licht
gestreut und fällt auf die Kondensorlinse 3. Die Konden
sorlinse 3 sammelt das einfallende oberflächenausleuch
tende Licht und strahlt das gesammelte Licht auf die
Strichplatte 5, auf der die abzubildenden Muster ausge
bildet sind.
Hierbei deckt die Blende 4 diejenigen Teile der
Strichplatte 5 ab, welche nicht abzubilden sind. Licht
läuft durch einen Belichtungsbereich 4a der Blende 4. In
folgedessen wird nur ein bestimmter Lichtanteil von der
Kondensorlinse 3 durch die Blende 4 auf die Strichplatte
5 gestrahlt.
Der Belichtungsbereich 4a hat eine bestimmte Größe,
die größer als das mit dem Licht abzubildende Muster ist.
Licht von dem Belichtungsbereich 4a läuft durch die Kor
rekturplatte 8 und trifft auf die Korrekturlinse 9.
Das durch den Belichtungsbereich 4a und die Korrek
turplatte 8 laufende Licht wird durch die Korrekturlinse
9 auf die Strichplatte 5 gestrahlt. Ein Abschnitt des Mu
sters auf der Strichplatte 5 entsprechend dem Belich
tungsbereich 4a wird dann durch die Projektionslinse 6
auf die Platte 7 projiziert.
An dem Rand oder den Grenzlinien des Belichtungsbe
reiches 4a wird Belichtungsenergie eines bestimmten Gra
des gemäß Fig. 3 im wesentlichen mittig um die Grenzlini
en herum durch eine symmetrische Aberration, beispiels
weise eine sphärische Aberration, verteilt, die aufgrund
der Korrekturlinse 9 erzeugt wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt, kann eine Strichplatte 5 gemäß
der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwei Muster
P1 und P2 haben. Die Muster P1 und P2 sind einander un
mittelbar benachbart. Nachdem das erste Muster P1 auf der
Strichplatte 5 dem Licht ausgesetzt wurde, wird das zwei
te Muster P2 dem Licht ausgesetzt. Fig. 3 zeigt die Ver
teilung der Belichtungsenergie mit einem bestimmten Grad
nach der zweiten Belichtung.
Demzufolge findet eine Überlagerung von Lichtenergie
statt, die sich von der Energieverteilung des Lichtes bei
dem herkömmlichen Muster gemäß Fig. 7 unterscheidet, wo
bei der Belichtungsbereich bei dem Belichtungsvorgang der
Muster P1 und P2 gemäß Fig. 3 "gemittelt" wird.
Die gestrichelten Linien in Fig. 3 zeigen die Vertei
lung der Lichtenergie äquivalent zu dem Licht, das den
Belichtungsbereich 4a in der Blende 4 durchläuft.
Infolgedessen ist die Verteilung der Belichtungsener
gie an den Rändern oder Grenzlinien des Belichtungsberei
ches 4a identisch mit derjenigen Belichtungsenergie, die
äquivalent zu dem verbleibenden, hiervon unterschiedli
chen zu belichtenden Bereich ist und somit wird das Mu
ster auch an den Rändern oder Grenzlinien des Belich
tungsbereiches 4a auf die Platte 7 projiziert.
Da die Belichtungsenergie durch die Korrekturlinse 9
gemäß obiger Beschreibung überlagert wird, wird jedes Mu
ster auf der Strichplatte 5 bei der bevorzugten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung korrekt dem Licht
ausgesetzt, obgleich die Muster aneinander fortlaufend
ohne einen gleichmäßigen Abstand voneinander ausgebildet
sind.
Wenn die Korrekturlinse 9 unter Verwendung eines
Spiegels durch ein reflektierendes optisches System er
setzt wird, kann der Belichtungsvorgang auf der Strich
platte kontinuierlich durchgeführt werden.
Gemäß obiger Beschreibung ist die Belichtungsvorrich
tung gemäß der dargestellten und beschriebenen bevorzug
ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der La
ge, Muster auf einer Strichplatte aufeinanderfolgend da
durch abzubilden, daß die Belichtungsenergie überlagert
wird und die Muster auf der Strichplatte auf eine Platte
projiziert werden, wobei ein zusätzliches optisches Sy
stem verwendet wird, das durch eine Blende fallendes
Licht kondensorartig sammelt, wobei dies in einem Takt
prozeß erfolgt, bei dem ein Schirm dem Licht durch eine
Mustersynthese ausgesetzt wird.
Indem die Strichplatte kontinuierlich ausgebildet
werden kann, kann die verwendbare Fläche der Strichplatte
maximiert werden und eine präzise Anordnung zur Aufrecht
erhaltung des Abstandes zwischen den einzelnen Mustern
ist nicht notwendig.
Weiterhin wird die kritische Größe von entweder Man
gel oder Überschuß von Belichtung zwischen den einzelnen
Mustern verringert, so daß die Herstellung vereinfacht
wird und die Herstellungsleistung pro Zeiteinheit kann
verbessert werden, indem die Zeit zum Ausrichten von
Strichplatte und Platte verringert werden kann.
Insoweit zusammenfassend wird somit eine Belichtungs
vorrichtung zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen
geschaffen. Die Strichplatte 5 weist durch Licht abzubil
dende Muster oder Musterungen auf. Die Blende 4 steuert
einen Belichtungsbereich 4a der Strichplatte 5. Ein opti
sches System zwischen der Blende 4 und der Strichplatte 5
sammelt kondensorartig durch die Blende 4 fallendes
Licht. Einander unmittelbar benachbarte Muster auf der
Strichplatte 5 werden aufeinanderfolgend dadurch proji
ziert, daß die Belichtungsenergie überlagert wird. Ein
weiteres optisches System, im wesentlichen bestehend aus
der Korrekturlinse 9 und der Korrekturplatte 8 sammelt
kondensorartig durch die Blende 4 fallendes Licht. Der
verwendbare Bereich auf der Strichplatte 5 wird maxi
miert, der Abstand zwischen einzelnen Mustern auf der
Strichplatte 5 ist nicht kritisch und Qualitätsver
schlechterungen durch entweder Mangel oder Überschuß an
Belichtungslicht zwischen den einzelnen Mustern wird ver
ringert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine Viel
zahl von Modifikationen und Abwandlungen für den Durch
schnittsfachmann möglich oder denkbar, ohne hierbei den
Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Claims (9)
1. Eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung von
Halbleitervorrichtungen, mit:
einer Strichplatte (5) mit durch Licht zu übertra genden Mustern;
einer Blende (4) zur Steuerung eines Belichtungsbe reiches (4a) der Strichplatte (5); und
einem optischen System zwischen der Blende (4) und der Strichplatte (5) zur Kondensierung von Licht.
einer Strichplatte (5) mit durch Licht zu übertra genden Mustern;
einer Blende (4) zur Steuerung eines Belichtungsbe reiches (4a) der Strichplatte (5); und
einem optischen System zwischen der Blende (4) und der Strichplatte (5) zur Kondensierung von Licht.
2. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das optische System ein Gleichheits
verhältnis von 1 : 1, keine asymmetrische Aberration und
eine symmetrische Charakteristik-Aberration hat.
3. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die symmetrische Charakteristik-Aber
ration eine sphärische Aberration innerhalb eines be
stimmten Bereiches ist.
4. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin
gekennzeichnet durch eine Korrekturplatte (8) mit der
gleichen Materialqualität und Dicke wie die Strichplatte
(5), wobei die Korrekturplatte (8) zwischen der Blende
(4) und dem optischen System angeordnet ist, um eine
Asymmetrie der Strichplatte (5) zu korrigieren.
5. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strichplatte (5) eine Mehrzahl
von unmittelbar einander benachbarten aufeinanderfolgen
den Mustern (P1, P2) aufweist.
6. Eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung einer
Halbleitervorrichtung, mit:
einer Lichtquelle (1) zur Erzeugung eines Punktlich tes;
einem Reflektor (2) zur Verteilung des Punktlichtes in ein oberflächenausleuchtendes Licht;
einer Kondensorlinse (3) zur Kondensierung von Licht von dem Reflektor (2);
einer Strichplatte (5) mit einer Mehrzahl von Mu stern hierauf;
einer Blende (4) zur Steuerung eines Belichtungsbe reiches (4a) der Strichplatte (5);
einer Projektionslinse (6) zur Projizierung eines Musters der Strichplatte (5); und
einem optischen System zwischen der Blende (4) und der Strichplatte (5) zur Kondensierung von Licht.
einer Lichtquelle (1) zur Erzeugung eines Punktlich tes;
einem Reflektor (2) zur Verteilung des Punktlichtes in ein oberflächenausleuchtendes Licht;
einer Kondensorlinse (3) zur Kondensierung von Licht von dem Reflektor (2);
einer Strichplatte (5) mit einer Mehrzahl von Mu stern hierauf;
einer Blende (4) zur Steuerung eines Belichtungsbe reiches (4a) der Strichplatte (5);
einer Projektionslinse (6) zur Projizierung eines Musters der Strichplatte (5); und
einem optischen System zwischen der Blende (4) und der Strichplatte (5) zur Kondensierung von Licht.
7. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das optische System ein Gleichheits
verhältnis von 1 : 1, keine asymmetrische Aberration und
eine symmetrische Charakteristik-Aberration hat.
8. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strichplatte (5) eine Mehrzahl
von unmittelbar einander benachbarten aufeinanderfolgen
den Mustern (P1, P2) aufweist.
9. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 6, weiterhin
gekennzeichnet durch eine Korrekturplatte (8) mit der
gleichen Materialqualität und Dicke wie die Strichplatte
(5) zwischen der Blende (4) und dem optischen System zur
Korrektur einer Asymmetrie der Strichplatte 5.
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