JP2005252161A - フォトリソグラフィーシステム及び関連方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光領域の調整ができるシャッターセットを有するフォトリソグラフィーシステム及びその関連方法を提供する。
【解決手段】光源と、露光領域を調整できるシャッターセットと、レンズセットとを含む。シャッターセットは複数のトリプレットシャッターから構成し、相互の重なり方と回転速度を制御する。第一トリプレットシャッターを静止し第二トリプレットシャッターのみを回転することで低輝度光源時の露光量を調整することができる。また２枚のトリプレットシャッターの重なり方を調整して両シャッターを同じ速度で回転したりすることで、高輝度光源時の露光量を制御することができる。低輝度から高輝度の光源まで対応するシャッターを提供できる。
【選択図】図３

Description

この発明はフォトリソグラフィーシステム及びその関連方法に関し、特に低ドーズ量のフォトリソグラフィーシステム及びその関連方法に関する。

半導体チップの製作は、薄膜工程、フォトリソグラフィー工程、イオンドープ工程、エッチング工程などを繰り返してチップ上のレイアウトを形成する。そのうちフォトリソグラフィー工程は、半導体チップにフォトレジスト膜を塗布し、マスクに描いてあるレイアウトを光の照射でフォトレジスト膜に写し、フォトレジスト膜を化学変化させる。続いて露光された部分のフォトレジストまたは露光されていない部分のフォトレジスト膜を除去して、マスクに対応するレイアウトをチップに形成する。

フォトレジスト膜が光で照射される場合、フォトレジスト膜のドーズ量は光源の光強度と露光時間の積である。露光時間を減らして歩留まりを高めるため、一般に高輝度バルブが使用される。図１と図２を参照する。図１は従来のフォトリソグラフィーシステム１０を表す説明図であり、図２は従来のトリプルブレードシャッター１４を表す説明図である。フォトリソグラフィーシステム１０はバルブ１２と、トリプルブレードシャッター１４と、複数のレンズ１６と、マスク１８と、集束レンズ２０と、複数の反射鏡２４からなり、そのうちトリプルブレードシャッター１４は３枚の羽根を有するプロペラ型装置である。フォトリソグラフィー工程において、バルブ１２で光線を発し、トリプルブレードシャッター１４で露光時間を制御して反射鏡２４で光線を反射することによって、マスク１８にあるレイアウトがウエーハ２２に転写される。光線はトリプルブレードシャッター１４の羽根で遮断されるので、トリプルブレードシャッター１４の回転速度を制御すれば露光時間が制御される。

前述の通り、歩留まりを高めるため高輝度のバルブを使用すると同時に、トリプルブレードシャッター１４回転速度もそれに応じて高速を維持しなければならない。しかしトリプルブレードシャッター１４の最高回転速度に限界があるので、低ドーズ量の工程には不向きである。それを改善するため、従来の解決策はバルブ１２を遠くまで移動するかまたはフィルター（図示されない）を取り付けて光源の光強度を弱める。ただし数種の工程を次々と進めるときに、頻繁なバルブの調整とフィルターの入れ替えが歩留まり向上に重大な支障をもたらす。

この発明は前述の問題を解決するため、露光領域の調整ができるシャッターセットを有するフォトリソグラフィーシステム及びその関連方法を提供することを課題とする。

この発明による半導体製作用のフォトリソグラフィーシステムは、光源と、露光領域が調整できるシャッターセットと、レンズセットとを含む。
この発明は更に、光源と、複数のトリプルブレードシャッターからなるシャッターセットと、レンズセットとを含む半導体製作用のフォトリソグラフィーシステムを提供する。
この発明は、更にフォトリソグラフィー方法を提供する。当方法は、フォトリソグラフィーシステムに露光領域を調整できるシャッターセットを提供し、製作工程のドーズ量によって露光領域の大きさを調整し、フォトリソグラフィー工程を進めるなどのステップを含む。

この発明によるフォトリソグラフィーシステムのシャッターセットは製作工程の要求に応じてその露光領域を調整できるので、高ドーズ量工程のみならず低ドーズ量工程にも適する。なお、この発明では、測定された光源の光強度に応じて露光領域の大きさを自動的に調整する機能があるため、光源の光強度が弱まっても製作工程を中断しないでよい。

かかる装置及び方法の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。
この発明によるフォトリソグラフィーシステムは光源と、数種の光学素子からなるレンズセットと、露光領域が調整できるシャッターセットとを含む。シャッターセットは製作工程の要求に応じて露光領域を調整できるので、高ドーズ量工程のみならず低ドーズ量工程にも適する。低ドーズ量工程を行う場合、シャッターセットの露光領域を小さくして少量の光線を通せば、同じ回転速度においても低ドーズ量が可能である。

図３を参照する。図３はこの発明によるシャッターセット３０を表す説明図である。シャッターセット３０は複数のトリプルブレードシャッターからなり、ここで第一トリプルブレードシャッター３２と第二トリプルブレードシャッター３４との組み合わせを例に説明する。第一トリプルブレードシャッター３２と第二トリプルブレードシャッター３４は同じ軸に設置され、その相対位置と回転速度はステップモーター（図示されない）で制御される。第一トリプルブレードシャッター３２が静止して第二トリプルブレードシャッター３４が回転すれば、露光領域３６は第二トリプルブレードシャッター３４の位置に応じて変化する。第一トリプルブレードシャッター３２と第二トリプルブレードシャッター３４が重なる場合に露光領域３６は最大になる。第二トリプルブレードシャッター３４の回転にしたがって露光領域３６は小さくなり、その最小値は第一トリプルブレードシャッター３２と第二トリプルブレードシャッター３４の羽根の形と大きさによって異なる。第一トリプルブレードシャッター３２と第二トリプルブレードシャッター３４の羽根の形と大きさは要求に応じて変えられる。

高ドーズ量工程においては、第一トリプルブレードシャッター３２と第二トリプルブレードシャッター３４が重なるように同時に回転する。この場合、露光領域３６の大きさは１枚のトリプルブレードシャッターの場合と同じである。低ドーズ量工程においては、第一トリプルブレードシャッター３２と第二トリプルブレードシャッター３４の相対位置を調整して露光領域３６を小さくしてから、同時に回転させる。ステップモーターで第一トリプルブレードシャッター３２と第二トリプルブレードシャッター３４に対する制御を行うことによって、露光領域３６の大きさが正確に制御される。

この発明によるフォトリソグラフィーシステムは更に、測定された光源の光強度に応じて自動的に露光領域３６の大きさを調整する機能がある。よって光源の光強度が弱まっても製作工程は中断しないでよい。
注目すべき点は、第一トリプルブレードシャッター３２と第二トリプルブレードシャッター３４の相対位置が手動式またはプログラムで自動的に調整できることである。例えば、システムはバルブ１２の光源の光強度を測定して要求ドーズ量と比較することによって露光領域３６の大きさを計算し、またその計算結果に基づいてステップモーターで第一トリプルブレードシャッター３２と第二トリプルブレードシャッター３４との相対位置を固定して回転させる。露光領域３６の大きさのほか、この発明によるシャッターセット３０の回転速度も適切に制御できる。したがって、この発明はさまざまな製作工程の要求に応じて露光領域３６の大きさとシャッターセット３０の回転速度を調整できるので、高ドーズ量工程のみならず低ドーズ量工程にも適する。

以上は第一トリプルブレードシャッター３２と第二トリプルブレードシャッター３４の組み合わせを例に説明したが、この発明によるシャッターセット３０はそれに限らず、２枚以上のトリプルブレードシャッターの組み合わせもこの発明の範囲に属する。なお、シャッター羽根の枚数もこの発明の範囲を制限しない。

以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。

この発明によるフォトリソグラフィーシステムのシャッターセットは製作工程の要求に応じてその露光領域を調整できるので、高ドーズ量工程のみならず低ドーズ量工程にも適する。なお、この発明は測定された光源の光強度に応じて露光領域の大きさを自動的に調整する機能があるため、光源の光強度が弱まっても製作工程は中断しないでよい。

従来のフォトリソグラフィーシステムを表す説明図である。 従来のトリプルブレードシャッターを表す説明図である。 この発明によるシャッターセットを表す説明図である。

符号の説明

１０ フォトリソグラフィーシステム
１２ バルブ
１４ トリプルブレードシャッター
１６ レンズ
１８ マスク
２０ 集束レンズ
２２ ウエーハ
２４ 反射鏡
３０ シャッターセット
３２ 第一トリプルブレードシャッター
３４ 第二トリプルブレードシャッター
３６ 露光領域

Claims (9)

1. 半導体製作用のフォトリソグラフィーシステムであり、
   光源と、
   露光領域を調整できるシャッターセットと、
   レンズセットとを含むことを特徴とするフォトリソグラフィーシステム。
2. 前記シャッターセットは複数のトリプルブレードシャッターからなることを特徴とする請求項１記載のフォトリソグラフィーシステム。
3. 前記シャッターセットはステップモーターでトリプルブレードシャッターの相対位置が調整できることを特徴とする請求項２記載のフォトリソグラフィーシステム。
4. 前記露光領域は光源の光強度によって決められることを特徴とする請求項１記載のフォトリソグラフィーシステム。
5. 前記露光領域は製作工程のドーズ量によって決められることを特徴とする請求項１記載のフォトリソグラフィーシステム。
6. フォトリソグラフィーシステムに露光領域を調整できるシャッターセットを提供し、
   製作工程のドーズ量によって露光領域の大きさを調整し、
   フォトリソグラフィー工程を進めるなどのステップを含むことを特徴とするフォトリソグラフィー方法。
7. 前記シャッターセットには、同じ軸に設置される第一トリプルブレードシャッターと第二トリプルブレードシャッターを含むことを特徴とする請求項6記載のフォトリソグラフィー方法。
8. 前記露光領域の大きさを調整するステップは、第二トリプルブレードシャッターを第一トリプルブレードシャッターと部分的に重なるように回すことを特徴とする請求項7記載のフォトリソグラフィー方法。
9. 前記露光領域の大きさを調整するステップは、ステップモーターで第一トリプルブレードシャッターと第二トリプルブレードシャッターとの相対位置を調整することを特徴とする請求項7記載のフォトリソグラフィー方法。

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