DE3510480A1

DE3510480A1 - Verfahren zur belichtung einer halbleiterwafer mittels einer quecksilberdampflampe

Info

Publication number: DE3510480A1
Application number: DE19853510480
Authority: DE
Inventors: Takehiro Kobe Hyogo Kira
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 1984-07-07
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1986-01-16
Anticipated expiration: 2005-03-23
Also published as: GB2161286B; NL190496B; FR2567282A1; GB8506125D0; JPH0260051B2; FR2567282B1; NL190496C; US4606997A; NL8501935A; GB2161286A; DE3510480C2; JPS6120326A

Description

Verfahren zur Belichtung einer Halbleiterwafer mittels einer Quecksilberdampflampe

Beschre ibung 10

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Belichtung einer Halbleiterwafer mittels einer Quecksilberdampflampe .

Im Stand der Technik wird zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, wie z.B. von integrierten Schaltkreisen, integrierten Großschaltkreisen oder integrierten Übergroßschaltkreisen und ähnlichem, ein Photoherstellungsverfahren durchgeführt. Um zum Beispiel Teile einer Siliziumoxidschicht von der Oberfläche eines Trägers, der beispielsweise eine Siliziumwafer sein kann, zu entfernen, wird gemäß einem Bildmuster, wie z.B. ein Schaltkreismuster, ein photographisches Verfahren durchgeführt. Zu diesem Verfahren gehört es, daß eine Photolackschicht über die Siliziumoxidschicht auf dem Siliziumträger aufgetragen wird. Danach wird die Photolackschicht mit ultravioletten Strahlen durch eine Photomaske, die das Bildmuster trägt, hindurch belichtet.

Nach der Belichtung wird die Photolackschicht entwikkelt und die Siliziumoxidschicht einer Ätzbehandlung unterzogen. Danach werden weitere Schaltungserzeugungsbehandlungsschritte, wie Diffusion, Ionenimplantation oder ähnliche, an dem Siliziumträger durch die so ätzbehandelte Siliziumoxidschicht hindurch vorgenommen.

Im allgemeinen ist eine Halbleiterwafer kreisförmig, wobei man sich ihre Oberfläche als in kleine Quadrate unterteilt vorstellen kann, die Reihen und Spalten bilden. Diese kleinen Abschnitte werden dann später zerschnitten und bilden so Halbleiterchips. Der Durchmesser einer Halbleiterwafer beträgt im allgemeinen ca. · 7,6 cm, 12,7 cm oder 15,2 cm. Durch Fortschritte bei der Herstellungstechnologie nimmt die Tendenz zu gröfieren Halbleiterwafern zu.

Eine Quecksilberdampflampe großer Ausgangsleistung ist unerläßlich, um die gesamte Oberfläche einer Halbleiterwafer gleichzeitig so zu belichten, daß all die kleinen Abschnitte, die individuell zu einzelnen Chips gemacht werden, gleichzeitig bedruckt werden können. Die Verwendung einer solchen Quecksilberdampflampe mit hoher Ausgangsleistung geht jedoch mit Problemen einher, die zu einem Belichtungssystem führen, welches insgesamt groß baut und eine komplizierte Technik erfordert, um die Gleichmäßigkeit der Belichtung auf der Oberfläche der Halbleiterwafer sicherzustellen. Die Tendenz zu größeren Halbleiterwafern praktisch durchzuführen, ist daher sehr schwierig.

Aus diesen Gründen wurde jüngst auch schon vorgeschlagen, die einzelnen Abschnitte, die in Reihen und Spalten auf der Halbleiterwafer angeordnet sind, einzeln nacheinander zu belichten, so daß die Bildmuster nacheinander jeweils auf den einzelnen kleinen Abschnitten aufgedruckt werden. Ein solches schrittweises Belichtungsverfahren wird so durchgeführt, daß mit jedem Belichtungsschritt nur eine Fläche belichtet wird, die zu nur einem kleinen Abschnitt gehört.

Dieses schrittweise Belichtungsverfahren ermöglicht es

daher, eine Quecksilberdampflampe mit geringer Ausgangsleistung zu verwenden, was außerdem noch zu wesentlichen Vorteilen führt, weil das gesamte verwendete Belichtungssystem klein baut und weil es leicht ist, die Gleichmäßigkeit auf der jeweiligen Halbleiterwaferoberflache zu garantieren, weil die Belichtungsbereiche jeweils klein sind. Das Bildmuster kann daher mit großer Genauigkeit abgebildet werden.

Eine Quecksilberdampflampe kann aber nicht in kurzen Abständen wiederholt an- und ausgeschaltet werden, weil der eingeschlossene Quecksilberdampf beim Ausschalten der Lampe kondensiert. Es ist daher von Vorteil, eine Quecksilberdampflampe wiederholt und abwechselnd mit geringer Leistung und mit hoher Leistung zu betreiben, und sie so kontinuierlich im angeschalteten Zustand zu belassen. Dabei wird der jeweilige Abschnitt auf einer Halbleiterwafer, der die Belichtungsposition eingenommen hat, dem Licht der Quecksilberdampflampe ausgesetzt, wobei die Quecksilberdampflampe mit hoher Leistung läuft. Wenn die Quecksilberdampflampe mit niederer Leistung betrieben wird, kann die Halbleiterwafer schrittweise verschoben werden, so daß andere kleine Abschnitte auf der Halbleiterwafer, die als nächstes belichtet werden sollen, dann an die Belichtungsstelle gelangen, während das Licht der Quecksilberdampflampe mit Hilfe eines Verschlusses ausgeblendet wird. Dieses erwähnte Vorgehen stellt die benötigte Lichtmenge bei hoher Leistung zur Verfügung und läßt die Quecksilberdampflampe mit niederer Leistung in Betrieb, so daß elektrische Leistungsverluste vermieden werden.

Bei diesem schrittweisen Belichtungsverfahren wird das Licht der Quecksilberdampflampe nicht verwendet, solan-

ge der Verschluß geschlossen ist, was Nachteile mit sich bringt, weil auch hier noch Elektrizität vergeudet wird und weil der Verschluß aufgrund der Belichtung mit der starken Lichtintensität beträchtliche Schaden erleiden kann. Der Verschluß muß schnell arbeiten, denn wenn seine Öffnungs- und Verschlußbewegung zu langsam wäre, würde dies zu Problemen wegen der dadurch verursachten nicht gleichförmigen Belichtung führen. Um diesen Anforderungen zu genügen, ist es unumgänglich, daß der Verschluß leicht ist, d.h. ein geringes Gewicht hat. Ein Verschluß mit geringem Gewicht jedoch bringt unvermeidbar auch eine geringe Hitzebeständigkeit mit sich. Dies führt wiederum dazu, daß der Verschluß mit geringem Gewicht dazu neigt, sich unter der Hitze zu verformen, die sich anstaut, während das Licht ausgeblendet wird, was zu Störungen führt, die die Gleichmäßigkeit der Öffnungs- und Schließbewegung beeinträchtigt.

Aus diesen Gründen hat man erwogen, die Quecksilberdampflampe während der Schließperiode des Verschlusses mit einer Leistung zu betreiben, die geringer als die Leistung während der Belichtung ist, d.h.'während der Verschluß offengehalten ist.

Es hat sich nun aber herausgestellt, daß das oben beschriebene Belichtungsverfahren ein neues Problem mit sich bringt. Im Hinblick auf eine möglichst große Lichtausbeute ist es wünschenswert, möglichst viel Quecksilber in der Lampe zu haben, weil die von einer Quecksilberdampflampe abgestrahlte Lichtmenge entsprechend des in die Röhre eingefüllten Quecksilbers steigt. Auf der anderen Seite muß darauf geachtet werden, daß Quecksilberdampf auch dann nicht kondensiert, wenn die Quecksilberdampflampe bei kleinerer Leistungsaufnahme wäh-

rend den Nichtbelichtungsphasen, in denen der Verschluß geschlossen ist, betrieben wird. Wenn die eingefüllte Quecksilbermenge so gewählt wird, daß der Quecksilberdampfdruck in der Röhre nahe des Sättigungsdampfdruckes in der Zeit liegt, in der die Quecksilberlampe mit kleiner Leistungsaufnahme betrieben wird, dann nimmt die Quecksilberdampflampe sofort einen Zustand unvollständiger Zündung ein, wenn die Leistungsaufnahme der Quecksilberdampflampe auf das höhere Niveau umgeschaltet wird. Aus diesem Grund wird die abgestrahlte Lichtmenge nicht sofort anwachsen, was zu nicht ausreichender Belichtung führen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Belichtungsverfahren für eine Halbleiterwafer mittels einer Quecksilberdampflampe zu schaffen, bei dem die Belichtung in kurzen Abständen wiederholt und über lange Zeitdauern konstant mit geringen Kosten durchgeführt werden kann, ohne daß die oben erwähnten Probleme auftreten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren vor, bei dem nacheinanderfolgend kleine Abschnitte einer Halbleiterwafer durch ein Maskenmuster hindurch mit aus einer Quecksilberdampflampe in Stufen hohen Niveaus abgegebenen Lichtes belichtet werden, wobei während jeder dieser Stufen die Leistungsaufnahme der Quecksilberdampflampe auf einem hohen Niveau liegt, und bei dem die Quecksilberdampflampe kontinuierlich angeschaltet ist und wiederholt abwechselnd zwischen den Stufen hohen Niveaus und einer Stufe niederen Niveaus, während welcher die Leistungsaufnahme der Quecksilberdampflampe auf einem niederen Niveau liegt, hin- und hergeschaltet wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß als Queck-

silberdampflampe eine Quecksilberdampflampe verwendet wird, in die soviel Quecksilber eingefüllt wird, daß der Quecksilberdampfdruck in der Röhre der Quecksilberdampflampe beim Betrieb in der Stufe niederen Niveaus unterhalb 96% des Sättigungsquecksilberdampfdrucks zu dieser Zeit ist.

Aufgrund der Maßnahmen, daß soviel Quecksilber eingefüllt wird, daß 96% des Quecksilbersättigungsdampfdrukkes erreicht werden, wenn die Quecksilberdampflampe in der Stufe niederen Niveaus betrieben wird, ist es möglich, zu vermeiden, daß beim Umschalten der Leistungsaufnahme von der Stufe niederen Niveaus in die Stufe höheren Niveaus unvollständige Zündzustände in der Quecksilberdampflampe auftreten. Es ist daher möglich, die abgestrahlte Lichtintensität in den Stufen hohen Niveaus auf dem gleichen Pegel wie zu Beginn aufrechtzuerhalten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im folgenden durch Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels angegeben.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Belichtungssystems in einer vereinfachten schematischen Darstellung;

Fig. 2 zeigt in einem Diagramm den Wellenverlauf der Leistungsaufnahme einer Quecksilberdampflampe,

wobei die Wellenform die abwechselnden Stufen hohen und niederen Niveaus angibt;

Fig. 3 ist ein Ausschnitt einer Draufsicht einer HaIbleiterwafer mit einigen zu belichtenden Ab

schnitten;

Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Quecksilberdampflampe; und
5

Fig. 5 zeigt in einer vergrößerten schematischen Teildarstellung die in Fig. 4 gezeigte Quecksilberdampflampe.

Zum Aufbringen von Bildmustern mittels ultravioletter Strahlen und in der Art und Weise, wie das eingangs erwähnt worden ist, wird ein Belichtungssystem mit einem optischen lichtfokussierenden und einem abbildenden System eingesetzt, wie das z.B. in Fig. 1 dargestellt ist.

Dort bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Kurzbogenquecksilberdampflampe, die die Lichtquelle für die Belichtung bildet. Die Kurzbogenquecksilberdampflampe 1 ist so angeordnet, daß ihr Bogen im Fokus eines lichtfokussierenden Spiegels 5 liegt. Das von der Kurzbogenquecksilberdampflampe 1 abgestrahlte Licht L wird mit dem lichtfokussierenden Spiegel 5 fokussiert und dann über einen ersten ebenen Spiegel 6, einen Integrator 8, einen zweiten ebenen Spiegel 7 und eine Sammellinse 10 auf eine Photomaske 11 gerichtet, die ein Schaltkreismuster trägt.

Das die Photomaske durchsetzende Licht wird über eine reduzierende Linse 12 auf eine Halbleiterwafer 2 gerichtet, die auf einem nicht dargestellten Träger liegt und welche auf einer Oberfläche eine Photolackschicht aus für ultraviolette Strahlung empfindlichem Harz aufweist.

Dadurch wird der Photomaske 11 entsprechend auf der Halbleiterwafer 2 ein Schaltkreismuster erzeugt, welches allerdings um den Faktor 1/10 bis 1/5 verkleinert ist. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Verschluß und das Bezugszeichen 9 einen Filter.

Erfindungsgemäß wird eine Halbleiterwafer wie folgt be-

lichtet. Bei dem in Fig. 1 dargestellten System wird die Quecksilberdampflampe 1, die in dem lichtfokussierenden Spiegel 5 sitzt, dauernd elektrisch gespeist, so daß die Quecksilberdampflampe kontinuierlich angeschaltet ist. Unter Aufrechterhaltung dieses angeschalteten Zustandes wird die elektrische Leistung, mit der die Quecksilberdampflampe 1 gespeist wird, mittels eines Betriebssteuerschaltkreises 3 so geregelt, daß die elektrische Leistung die Grundwellenform einnimmt, wie das beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist. Dort ist zu sehen, daß die Leistungsaufnahme der Quecksilberdampflampe periodisch zwischen einer Stufe A hohen Niveaus und einer Stufe B geringen Niveaus hin- und hergeschaltet wird. Während der Stufe A beträgt die Leistungsaufnahme der Quecksilberdampflampe 1 ca. das 1,3- bis 2,5-fache der Nennleistungsaufnahme der Quecksilberdampflampe 1. In der Stufe B ist die Leistungsaufnahme der Quecksilberdampflampe 1 auf einem niederen Niveau und entspricht etwa oder auch genau der Nennleistungsaufnahme. In der Stufe A mit hoher Leistungsaufnahme wird ein Verschluß 4 geöffnet und dann geschlossen, so daß das von der Quecksilberdampflampe 1 abgestrahlte Licht den kleinen Abschnitt auf der Halbleiterwafer 2 für eine bestimmte Zeitdauer durch die Photomaske 11 hindurch belichtet, der an die Belichtungsstelle gebracht worden ist.

Das Ausmaß der Belichtung der zu belichtenden Oberfläche der Halbleiterwafer 2 kann entsprechend von vorgeschriebenen oder gewünschten Werten durch entsprechende Wahl der Öffnungszeit des Verschlusses 4 geeignet eingestellt werden. Mit anderen Worten ist es möglich, das Ausmaß der Belichtung zu steuern, in dem der Verschluß 4 in seiner Offenstellung gehalten wird, während die Queck-

silberdampflampe 1 in der Stufe A betrieben wird, in welcher die Leistungsaufnahme der Quecksilberdampflampe 1 auf dem hohen Niveau liegt. Nach dem Schließen des Verschlusses 4 wird die Quecksilberdampflampe in die Stufe B geschaltet, in der die Leistungsaufnahme auf dem niederen Niveau liegt. Während der Stufe B wird der Verschluß geschlossen gehalten.

Das wiederholte Hin- und Herschalten zwischen der Stufe A hohen Niveaus und der Stufe B niederen Niveaus wird in zeitlicher Übereinstimmung mit der schrittweisen Verschiebung der Halbleiterwafer durchgeführt. Wie das insbesondere in Fig. 3 zu sehen ist, kann man sich die Halbleiterwafer 2 in eine Anzahl von kleinen Abschnitten P unterteilt vorstellen, die Reihen und Spalten formen. Diese kleinen Abschnitte P werden dann schrittweise einer nach dem anderen an die Belichtungsstelle des Belichtungssystems hingeschoben, und so nach- einander belichtet, während sie dann an dieser Belichtungsstelle kurz angehalten werden. Wenn ein Belichtungszyklus durch öffnen und Verschließen des Verschlusses 4 durchgeführt worden ist, während die Quecksilberdampflampe in der Stufe A betrieben ist, wird ein Abbild des Musters auf einem der kleinen Abschnitte P der Halbleiterwafer 2 erzeugt. Die Wafer 2 wird dann schrittweise verschoben, solange der Verschluß 4 geschlossen ist, so daß ein weiterer kleiner Abschnitt P, der dann als nächstes belichtet werden soll, an die Belichtungsstelle gelangt. Die Belichtung wird dann in derselben Art und Weise wiederholt, so daß nach und nach alle kleinen Abschnitte P auf der Halbleiterwafer belichtet werden.

Bei der angegeben Art und Weise wird die Quecksilber-

dampflampe 1 dauernd in Betrieb gehalten und es wird abwechselnd zwischen der Stufe A hoher Leistungsaufnahme und der Stufe B geringer Leistungsaufnahme wiederholt . hin- und hergeschaltet. Die öffnungs- und Schließzyklen des Verschlusses 4 und die schrittweise Verschiebung der Halbleiterwafer 2 werden in Übereinstimmung mit den Stufen A und B ausgeführt. Die Zeitdauer Ta einer jeden Stufe A hoher Leistungsaufnahme kann z.B. konstant innerhalb eines Bereiches zwischen 100 ms und 1000 ms gewählt werden, während die Zeitdauer Tb der Stufen B geringer Leistungsaufnahme gleich oder auch unterschiedlich sein können und beispielsweise ebenfalls im Bereich zwischen 100ms bis 1000 ms liegen. Bei diesem Verfahren wird die Belichtung der Halbleiterwafer unter Verwendung einer Quecksilberdampflampe 1 durchgeführt, in die soviel Quecksilber eingefüllt wird, daß der Quecksilberdampfdruck H₁ in der Röhre beim Betrieb der Quecksilberdampflampe in der Stufe B geringer Leistungsaufnahme 96% des Quecksilbersättigungsdampfdruckes H zu dieser Zeit nicht überschreitet. Insbesondere beträgt der Quecksilberdampfdruck H₁ entweder gleich oder etwa 96% des Quecksilbersättigungsdampfdruckes. Wenn mehr Quecksilber als diese obere Grenze eingefüllt werden würde, würde die Quecksilberdampflampe einen Zustand unvollständiger Entladung annehmen, wenn zwischen dem Betrieb von Stufe B niederer Leistungsaufnahme auf Stufe A hoher Leistungsaufnahme umgeschaltet würde. Wenn ein solcher Fehler auftritt, steigt die abgegebene Lichtmenge nicht sofort auf einen der zugeführten elektrischen Leistungen entsprechenden Zustand an. Es scheint, daß dies

folgende Gründe hat. Wenn der Betriebszustand der Quecksilberdampflampe von Stufe B niederer Leistungsaufnahme zur Stufe A hoher Leistungsaufnahme umgeschal- tet wird, steigt die Dampftemperatur in der Röhre ent-

sprechend dem Anwachsen der Speiseleistung. Dadurch wird auch der Dampfdruck des Quecksilbers höher. Der Temperaturanstieg der Glasrohre findet jedoch mit etwas Zeitverzögerung statt. Daher kann die Röhrentemperatur kleiner als der Sättigungspunkt des Quecksilberdampfes werden, was dazu führt, daß Quecksilberdampf vorübergehend kondensiert, was wiederum zu einem unvollständigen Anschaltzustand führt.
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Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Kurzbogenquecksilberdampflampe, wie sie als Belichtungslichtquelle bei einem Belichtungssystem im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Das Bezugszeichen bezeichnet eine Quarzglasröhre, die an beiden Enden mit einem Sockel 102A, 102B versehen ist. Die Bezugszeichen 103 und 104 bezeichnen einen Anoden- bzw. einen Kathodenröhrenfuß. Die Anode 105 befindet sich an der Spitze des Anodenröhrenfußes 103, während die Kathode 106 fest mit der Spitze des Kathodenröhrenfußes 104 verbunden ist. Die Anode 105 und die Kathode 106 liegen sich innen in der Mitte der Röhre 101 gegenüber. Wie das in der vergrößerten Darstellung.in Fig. 5 zu sehen ist, weist die Anode 105 einen Sockeli-eil 51 auf, der eine Zylinderform mit einem größeren Durchmesser hat und besitzt einen vorderen kegelstumpfartigen Abschnitt 53, der sich nach vorne und einwärts von dem Sockelabschnitt 51 erstreckt und in einer ebenen Vorderfläche 52 endet.

Die Kathode 106 ist auf dem Sockelabschnitt 61 als Kegelspitze 62 ausgebildet.

Die Daten einer solchen Kurzbogenquecksilberdampflampe 1 können beispielsweise wie folgt sein: 35

Nennleistungsaufnahme: 500 W

(50V, 10A)

Anode 105:

Äußerer Durchmesser D₁

des Sockelteils 51 4,0 mm

Durchmesser D₂ der
Vorderfläche 52 2,0 mm

Öffnungswinkeioc des

spitzen Teils 53 90°

Kathode 106:

Äußerer Durchmesser D,

des Sockelabschnitts 61 2,0 mm

Abstand zwischen den Elektroden 3,0 mm

Druck in der Röhre bei

angeschalteter Lampe ca. 13 Atms.

Bei Verwendung eines Halbleiterwafer-Belichtungssystems mit einer Quecksilberdampflampe dieser Art, bei der der Quecksilberdampfdruck nach dem Anschalten mit der Nennleistungsaufnahme 95% des Sättigungsquecksilberdampfdruckes zu dieser Zeit ist und die als Belichtungslichtquelle verwendet wurde, wurde ein Muster auf einer Silikonhalbleiterwafer entsprechend diesem schrittweisen Belichtungsverfahren erzeugt, _# wobei die Quecksilberdampflampe wie folgt betrieben wurde:

Stufe A

Zeitintervall Ta: Leistungsaufnahme

Stufe B

400 msec.

konstant auf 750 W gehalten

Zeitintervall Tb:

400 msec.

Leistungsaufnahme:

konstant auf Nennleistung 500 W gehalten.

Mit diesen Daten war es möglich, auch nach 600 Stunden dieselben Belichtungsergebnisse zu erzielen, wie zu Beginn.

Es wurden unter den angegebenen Bedingungen weitere Belichtungstests durchgeführt mit der Ausnahme, daß die in die Röhren der Quecksilberdampflampen eingefüllten Quecksilbermengen entsprechend den in Tabelle 1 angegebenen Werten variiert wurden. Wenn zuviel Quecksilber eingefüllt war, war es nicht möglich, eine gute Belichtung durchzuführen, was an dem unvollständigen Anschaltzustand der Lampe lag.

Tabelle

Quecksilberdampfdruck in %, beim Betrieb in der Stufe geringen Niveaus verglichen mit dem Quecksilbersättigungsdampfdruck zu dieser Zeit (5)

Belichtungsergebnisse

96 94 93

97 98 99

gut über 600 Stunden gut über 600 Stunden gut über 600 Stunden

unvollständige Anschaltzustände treten auf

stark unvollständige Belichtungszustände treten auf

25 Das erfindungsgemäße Verfahren bringt die folgenden Vorteile mit sich:

(1) Die Quecksilberdampflampe wird auf einem Zustand niederer Leistungsaufnahme betrieben/ solange das von

30 der Quecksilberdampflampe abgegebene Licht nicht zur Belichtung verwendet wird. Auf diese Art und Weise werden der Energieverbrauch der Quecksilberdampflampe deutlich reduziert und gleichzeitig Beschädigungen des Verschlusses aufgrund von überhitzung vermieden. Bei einem bevor-

35 zugten Ausführungsbeispiel wird die Quecksilberdampflampe

bei ihrer Nennleistungsaufnahme in den Stufen geringer Leistungsaufnahme betrieben und die Leistungsaufnahme wird gesteigert, wenn die Quecksilberdampflampe in den Stufen hoher Leistungsaufnahme arbeitet. Der Belichtungsgrad kann so wie benötigt oder gewünscht eingestellt werden. Auch kann die Belichtung von Halbleiterwafern dadurch mit kleinen Quecksilberdampflampen geeignet durchgeführt werden. Das gesamte Belichtungssystem benötigt daher nicht sehr viel Platz und man kann daher mit geringeren Kosten auch für die Aufrechterhaltung eines sauberen Raumes oder ähnlichem, in dem das Belichtungssystem angeordnet ist, arbeiten, so daß dadurch insgesamt die Herstellungskosten von Halbleitern bedeutend gesenkt werden.

(2) Da das erfindungsgemäße Verfahren Quecksilberdampflampen verwendet, in denen soviel Quecksilber eingefüllt ist, daß bei Betrieb mit niederer Leistungsaufnahme der Quecksilberdampfdruck in der Röhre der Quecksilberdampflampe nicht über 96% des Quecksilbersättigungsdampfdrukkes zu dieser Zeit liegt, ist es möglich, ausreichend hohe Lichtintensitäten des abgestrahlten Lichtes zu erhalten und außerdem das Auftreten von unvollständigen Entladezuständen beim Umschalten auf die Stufe hoher Leistungsaufnahme zu vermeiden. Die abgestrahlte Lichtmenge der Quecksilberdampflampe in den Stufen hoher Leistungsaufnahme kann daher auf demselben Niveau wie zu Beginn gehalten werden. Das Ergebnis davon ist, daß die Belichtung der Halbleiterwafer mit konstanten Lichtmengen über lange Zeiträume hinweg durchgeführt werden können, während wiederholt abwechselnd zwischen der Stufe hoher Leistungsaufnahme und der Stufe niederer Leistungsaufnahme hin- und hergeschaltet wird.

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Claims

Verfahren zur Belichtung einer Halbleiterwafer mittels einer Quecksilberdampflampe

Patentansprüche

Verfahren zum aufeinanderfolgenden Belichten kleinner Abschnitte auf einer Halbleiterwafer durch ein Maskenmuster hindurch mit Licht, welches von einer Quecksilberdampflampe in Stufen hohen Niveaus abgegeben wird, während welchen Stufen die Leistungsaufnahme der Quecksilberdampflampe auf einem hohen Niveau liegt, bei dem die Quecksilberdampflampe andauernd angeschaltet ist und wiederholt abwechselnd

zwischen den Stufen hohen Niveaus und einer Stufe niederen Niveaus, während welcher die Leistungsaufnahme der Quecksilberdampflampe auf einem niederen Niveau liegt, hin- und hergeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet , daß als Quecksilberdampflampe eine Quecksilberdampflampe verwendet wird, in die soviel Quecksilber eingefüllt ist, daß der Quecksilberdampfdruck in der Röhre der Quecksilberdampflampe in der Stufe niederen Niveaus unterhalb von 96% des Quecksilbersättigungsdampfdruckes zu dieser Zeit liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß während den Stufen hohen Niveaus nur einmal geöffnet und geschlossen wird, um den entsprechenden an der Belichtungsstelle vorliegenden kleinen Abschnitt der Halbleiterwafer zu belichten und wobei die Halbleiterwafer bei geschlossenem Verschluß schrittweise verschoben wird, so daß der folgende kleine Abschnitt an der Belichtungsstelle zu liegen kommt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Leistungsaufnahme in der Stufe niederen Niveaus im wesentlichen gleich der Nennleistungsaufnahme der Quecksilberdampflampe ist.

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