(57)【要約】リソグラフィ・マシンの露光用のシャッタ・デバイスとその方法が提供される。デバイスは、シャッタ羽根１、シャッタ羽根１を回転駆動する回転モータ２、回転モータ２に接続されるコントローラ、回転モータ２を支持する支持体３を含み、シャッタ羽根１は、回転中央１１と、少なくとも１つの開放部１２とシールド部１３とを含み、回転中央１１は回転モータ２に接続され、露光領域および非露光領域を形成するように、回転モータ２はシャッタ羽根１を回転駆動してシャッタを開閉させる。空洞部分１３１がシールド部１３に設けられ、回転の間、シャッタ羽根１の質量を照らしてシャッタ羽根１上のコントロールを改善する。コントローラにより、シャッタは、シャッタ羽根１の動作の一様な速度状態の間、開閉される。シャッタ羽根１の加減速プロセスは、シャッタの閉鎖状態の間に起こり、回転モータ２の必要なトルクを減少させ、シャッタの開閉時間を短縮する。【選択図】図１
2019516125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスであって、シャッタ羽根、回転のために前記シャッタ羽根を駆動するための回転モータ、前記回転モータと電気的に接続されるコントローラ、および前記回転モータを支持するための支持体、を含み、前記シャッタ羽根は、回転中央と、前記回転中央と関連して配置される少なくとも１つの開放部と、少なくとも１つのシールド部とを含み、前記回転中央は、前記回転モータに連結され、露光を有効におよび無効にするために前記シャッタ・デバイスが開閉されるように、前記回転モータは、前記シャッタ羽根を回転するように駆動する、フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項２】
前記シャッタ羽根の前記回転中央と前記回転モータとの間に結合ブロックが配置される、請求項１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項３】
前記回転モータと前記結合ブロックとの間に減速機が配置される、請求項２に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項４】
前記支持体は、前記減速機に固定して接続される、請求項３に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項５】
前記シャッタ羽根は、１つの開放部および１つのシールド部を含み、前記開放部および前記シールド部の各々は１８０度の中心角を有する、請求項１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項６】
前記シャッタ羽根は、前記回転中央に関して左右対称に２つの開放部、および、前記回転中央に関して左右対称に２つのシールド部を含み、前記開放部および前記シールド部の各々は９０度の中心角を有する、請求項１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項７】
前記シャッタ羽根は、３つの開放部および３つのシールド部を含み、前記３つの開放部および前記３つのシールド部は、前記回転中央の周りに互いにずれていて、前記開放部および前記シールド部の各々は６０度の中心角を有する、請求項１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項８】
前記シールド部は、内側の空洞部分および、前記回転中央に関して前記内側の空洞部分と同心である外側のシールド部分を含む、請求項１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項９】
前記空洞部分は扇形であり、前記シールド部分は環状の形である、請求項８に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項１０】
露光有効領域および露光無効領域を形成するために前記回転モータによる前記シャッタ羽根の駆動の間、前記回転モータおよび／または前記シャッタ羽根は、ゼロ以外の速度で回転する、請求項１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項１１】
フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法であって、
Ｓ１）シャッタ羽根、回転モータ、コントローラおよび支持体を組立てるステップであって、前記シャッタ羽根は、回転中央と、前記回転中央と関連して配置される少なくとも１つの開放部と、少なくとも１つのシールド部とを含む、ステップ、そして、
Ｓ２）露光有効領域および露光無効領域を形成するために前記シャッタ・デバイスが開閉されるように、前記シャッタ羽根を回転させるために前記コントローラの管理下で前記回転モータを起動させるステップ、
を含む、フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１２】
前記シールド部は、内側の空洞部分および、前記回転中央に関して前記内側の空洞部分と同心である外側のシールド部分を含む、請求項１１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１３】
前記空洞部分は扇形であり、前記シールド部分は環状の形である、請求項１２に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１４】
ステップＳ２において、露光有効領域および露光無効領域を形成する間、そして前記コントローラの管理下での前記回転モータの起動後に、前記シャッタ羽根は、加速−一定速度−減速−静寂−加速サイクルを経験させられる、請求項１１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１５】
前記シャッタ羽根の加速および減速は、前記シャッタ・デバイスの閉鎖状態の間、達成され、一方、前記シャッタ・デバイスの開放状態の間、前記シャッタ羽根は一定速度で回転する、請求項１４に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１６】
ステップＳ２において、露光有効領域および露光無効領域を形成する間、そして前記コントローラの管理下での前記回転モータの起動後に、前記シャッタ羽根は、加速−一定速度−減速−一定速度−加速サイクルを経験させられる、請求項１１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１７】
前記シャッタ羽根の加速および減速は、前記シャッタ・デバイスの閉鎖状態の間、達成され、一方、前記シャッタ・デバイスの開放状態の間、前記シャッタ羽根は一定速度で回転する、請求項１６に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１８】
前記回転モータが加速後に回転する一定速度は、前記回転モータが減速後に回転する一定速度の１０倍以上である、請求項１６に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィ装置の製造に関する、そして、より詳しくは、フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスおよびシャッタ・デバイスの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィは、基板の表面上に特徴を有するパターンを印刷する技術である。一般的に用いられる基板は、半導体ウェーハまたは、感光材料（例えば、フォトレジスト）で被覆された表面を有するガラス基板である。フォトリソグラフィ・プロセスの間、ウェーハはウエハステージ上に置かれ、そして、フォトリソグラフィ・マシンに取り入れられる露光装置によって、パターンはウェーハの表面上に投影される。
【０００３】
フォトリソグラフィ・マシンの性能を評価するための重要な測定基準の１つは露光用量（ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｄｏｓａｇｅ）である。というのは、フォトレジストの開発は極端に高いまたは低い露光量で影響を受けるからである。このために、露光量コントロールの精度は、フォトリソグラフィ・マシンのエッチング精度に直接的な影響を及ぼす。
【０００４】
既存のミディアムエンドおよびローエンドのフォトリソグラフィ・マシンの露光システムは、それらの光源として高圧水銀ランプを使用する。この種の露光システムは、露光を有効または無効にするために光学経路に配置される機械式シャッタを利用し、そして、露光量は露光時間で決定される。具体的には、この動作は、以下を含んでよい。
１）予熱または環境制御によって、高圧水銀ランプの出力光パワーを安定させる。
２）露光時間を算出し、露光を有効にするためにシャッタを開き、そして同時にタイマをスタートさせる。
３）露光時間の満了に応じて、露光を無効にするためにシャッタを閉める。
【０００５】
近年、水銀ランプの出力パワーは上昇した。これは、同じ露光量で、シャッタの開閉のために必要な時間を短縮しなければならないことを意味する。しかしながら、従来の機械式シャッタの構造的制限に起因して、シャッタ開閉時間はすでに限界まで間近であり、そして、シャッタのパワーを増加させることは単に制御システム上の負担を増加させる。さらに、頻繁なオーバーパワーの動作は、システムの安定性を損なう場合がある。
【０００６】
上記の課題を解決するために、フォトリソグラフィ・マシンの露光サブシステムに用いるシャッタ・デバイスが従来技術で開示された。そしてそれは、ハイパワーのボイスコイルモータの動作の下で急速に開閉されることができる。しかしながら、より短いシャッタ開閉時間を達成するために、ボイスコイルモータは、ハイパワーレベルでしばしば作動しなければならない。加えて、ボイスコイルモータ自体は、信頼性および安定性に関して実際的な要求を満たすことができない。その結果、多くの課題がシャッタの動作から生じてよい。そしてそれは、シャッタ・デバイスが使用されるフォトリソグラフィ・ツールの安定性および性能に最後に影響を及ぼす場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスおよびシャッタ・デバイスの使用方法を示すことによって、従来技術にともなう上記の低い信頼性および低い安定性の課題を解決することは、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は、フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスであって、シャッタ羽根、回転のためにシャッタ羽根を駆動するための回転モータ、回転モータと電気的に接続されるコントローラ、および回転モータを支持するための支持体、を含み、シャッタ羽根は、回転中央と、回転中央と関連して配置される少なくとも１つの開放部と、少なくとも１つのシールド部とを含み、回転中央は、回転モータに連結され、露光を有効におよび無効にするためにシャッタ・デバイスが開閉されるように、回転モータは、シャッタ羽根を回転するように駆動する、フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスにある本発明の主題によって達成される。
【０００９】
加えて、シャッタ羽根の回転中央と回転モータとの間に結合ブロックが配置されてよい。
【００１０】
加えて、回転モータと結合ブロックとの間に減速機が配置されてよい。
【００１１】
加えて、支持体は、減速機に固定して接続されてよい。
【００１２】
加えて、シャッタ羽根は、１つの開放部および１つのシールド部を含んでよく、開放部およびシールド部の各々は１８０度の中心角を有する。
【００１３】
加えて、シャッタ羽根は、回転中央に関して左右対称に２つの開放部、および、回転中央に関して左右対称に２つのシールド部を含んでよく、開放部およびシールド部の各々は９０度の中心角を有する。
【００１４】
加えて、シャッタ羽根は、３つの開放部および３つのシールド部を含んでよく、それらは回転中央の周りに互いにずれていて、各々６０度の中心角を有する。
【００１５】
加えて、シールド部は、内側の空洞部分および、回転中央に関して内側の空洞部分と同心である外側のシールド部分を含んでよい。
【００１６】
加えて、空洞部分は扇形でよく、シールド部分は環状の形でよい。
【００１７】
加えて、露光有効領域および露光無効領域を形成するために回転モータによるシャッタ羽根の駆動の間、回転モータおよび／またはシャッタ羽根は、ゼロ以外の速度で回転する。
【００１８】
本発明はまた、フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法であって、
Ｓ１）シャッタ羽根、回転モータ、コントローラおよび支持体を組立てるステップであって、シャッタ羽根は、回転中央と、回転中央と関連して配置される少なくとも１つの開放部と、少なくとも１つのシールド部とを含む、ステップ、そして、
Ｓ２）露光有効領域および露光無効領域を形成するためにシャッタ・デバイスが開閉されるように、シャッタ羽根を回転させるためにコントローラの管理下で回転モータを起動させるステップ、
を含む、フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法を提供する。
【００１９】
加えて、シールド部は、内側の空洞部分および、回転中央に関して内側の空洞部分と同心である外側のシールド部分を含んでよい。
【００２０】
加えて、空洞部分は扇形でよく、シールド部分は環状の形でよい。
【００２１】
加えて、ステップＳ２において、露光有効領域および露光無効領域を形成する間、そしてコントローラの管理下での回転モータの起動後に、シャッタ羽根は、加速−一定速度−減速−静寂−加速サイクルを経験させられてよい。
【００２２】
加えて、シャッタ羽根の加速および減速は、シャッタ・デバイスの閉鎖状態の間、達成され、一方、シャッタ・デバイスの開放状態の間、シャッタ羽根は一定速度で回転する。
【００２３】
加えて、ステップＳ２において、露光有効領域および露光無効領域を形成する間、そしてコントローラの管理下での回転モータの起動後に、シャッタ羽根は、加速−一定速度−減速−一定速度−加速サイクルを経験させられてよい。
【００２４】
加えて、シャッタ羽根の加速および減速は、シャッタ・デバイスの閉鎖状態の間、達成され、一方、シャッタ・デバイスの開放状態の間、シャッタ羽根は一定速度で回転する。
【００２５】
加えて、回転モータが加速後に回転する一定速度は、回転モータが減速後に回転する一定速度の１０倍以上でよい。
【００２６】
フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスおよびシャッタ・デバイスの使用方法において、シャッタ羽根は、回転中央と、回転中央と関連して配置される少なくとも１つの開放部と少なくとも１つのシールド部とを含み、回転中央は、露光有効および露光無効のためにシャッタが開閉するように、シャッタ羽根を回転駆動する回転モータに接続される。加えて、シールド部は、シャッタ羽根の質量を著しく減らし、そしてシャッタ羽根の回転上のコントロールを容易にして、露光量コントロールの精度を改善する空洞部分を含む。さらに、コントローラの管理下で、シャッタの開閉は、一定速度でのシャッタ羽根の回転の間、達成される。一方、シャッタ羽根の加速および減速は、シャッタが閉鎖状態にある期間に起こる。そしてそれは、比較的長くて、大きなストロークを許容する。これは、回転モータの必要なトルクを著しく減らす。同時に、回転モータの一定速度が比較的高いので、シャッタの開放および閉鎖時間は効果的に短縮される。そして、露光量コントロールの精度において、およびフォトリソグラフィ・マシンの性能において、さらなる改良に結果としてなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施形態１により造られるフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの構造的概略図を示す。
【図２】図２は、本発明の実施形態１によるシャッタ羽根の構造的概略図を示す。
【図３ａ】図３ａは、本発明の実施形態１によるシャッタの閉鎖状態を図式的に表す。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明の実施形態１によるシャッタの閉鎖状態を図式的に表す。
【図４ａ】図４ａは、本発明の実施形態１によるシャッタの全開状態を図式的に表す。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明の実施形態１によるシャッタの全開状態を図式的に表す。
【図５ａ】図５ａは、本発明の実施形態１によるシャッタの部分的開放、部分的閉鎖状態を図式的に表す。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の実施形態１によるシャッタの部分的開放、部分的閉鎖状態を図式的に表す。
【図６】図６は、本発明の実施形態１による上記のシャッタ状態の中でのシフトを有するシャッタ羽根の回転速度調整を概略的に示す。
【図７】図７は、本発明の実施形態１による１つのシャッタ・サイクルの理論的露光量利用率プロファイルを示す。
【図８】図８は、本発明の実施形態２によるシャッタ羽根の構造的概略図を示す。
【図９】図９は、本発明の実施形態４による異なるシャッタ状態の中でのシフトを有するシャッタ羽根の回転速度調整を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明を添付図面に関して詳細に後述する。
［実施形態１］
【００２９】
図１〜図７に示すように、本発明は、シャッタ羽根１、回転のためにシャッタ羽根１を駆動するための回転モータ２、回転モータ２と電気的に接続されるコントローラ（図示せず）、および回転モータ２を保持するための支持体３、を含むフォトリソグラフィ・マシンによる露光に使用されるシャッタ・デバイスを提供する。シャッタ羽根１は、回転中央１１と、回転中央１１と関連して配置される少なくとも１つの開放部１２と、少なくとも１つのシールド部１３とを含む。回転中央１１は、回転モータ２に連結する。露光を有効におよび無効にするためにシャッタが開閉されるように、回転モータ２はシャッタ羽根１を回転するように駆動する。加えて、露光の有効と無効との間、回転モータ２および／またはシャッタ羽根１は、ゼロ以外の速度で回転する。
【００３０】
図１に対する参照の続きについて、シャッタ羽根１の回転中央１１と回転モータ２との間には、それらの間のいかなる相対的動きも防止するために、回転モータ２の出力軸にシャッタ羽根１の回転中央１１を効果的に固定するように構成される結合ブロック４が提供されてよい。このように、より良好なコントロールは、シャッタ羽根１の回転を通じて達成されることができる。
【００３１】
図１に対する参照の続きについて、減速機５が回転モータ２と結合ブロック４との間にさらに配置されてよい。具体的には、この実施形態において、減速機５は４：１の歯数比を有してよい。減速機５が回転モータ２の速度リミットとトルクリミットとの間のトレードオフを提供することができるように、減速機５は回転モータ２の出力軸に結合されてよい。減速機５を用いて、回転モータ２のトルクがより高くなると、その出力がより大きくなるので、回転モータ２は、その出力を増加させることなくより大きいトルクの出力が可能である。
【００３２】
好ましくは、支持体３は、減速機５に固定して接続される。特に、支持体３は、シャッタ・デバイスの全体の構造を支持するように減速機５の下に配置される。
【００３３】
図２に示すように、シャッタ羽根１は、回転中央１１に関して左右対称に２つの開放部１２、および、回転中央１１に関して左右対称に２つのシールド部１３もまた有してよい。開放部１２およびシールド部１３の各々は、９０度の中心角を有してよい。
【００３４】
好ましくは、シールド部１３の各々は、内側の空洞部分１３１および、回転中央１１に関して内側の空洞部分と同心である外側のスキャン遮光部分１３２を有してよい。図２に示すように、空洞部分１３１は、扇形でよく、シャッタ羽根の質量を効果的に減らすことができる。そしてそれは、シャッタ羽根の回転上のコントロールを容易にして、それ故、露光量コントロールの精度を改善する。スキャン遮光部分１３２は、シャッタ羽根１の回転の間、光ビーム６をブロックすることができて、したがって露光を無効にすることができる、環状の形でよい。
【００３５】
図３ａおよび図３ｂに示すように、シールド部分１３２が光ビーム６をシールドするときに、露光は無効にされる。そしてそれはシャッタの閉鎖状態に等しい。図４ａおよび図４ｂに示すように、光ビーム６がシールド部分１３２によってブロックされない（すなわち、光ビーム６が開放部１２の１つを通過する）ときに、露光は許容される。そしてそれはシャッタの全開状態に等しい。図５ａおよび図５ｂに示すように、光ビーム６が開放部１２を部分的に通過して、シールド部分１３２によって部分的にブロックされるときに、シャッタは部分的開放、部分的閉鎖状態にある。
【００３６】
本発明はまた、フォトリソグラフィ・マシンによる露光用のシャッタ・デバイスの使用方法を提供する。そしてそれは、以下に詳述されるようなステップを含む。
【００３７】
Ｓ１において、シャッタ羽根１、回転モータ２、コントローラおよび支持体３が組立てられる。シャッタ羽根１は、回転中央１１と、回転中央１１と関連して配置される少なくとも１つの開放部１２と、少なくとも１つのシールド部１３とを含む。シールド部１３は、内側の空洞部分１３１および、回転中央１１に関して内側の空洞部分と同心である外側のスキャン遮光部分１３２を有してよい。空洞部分１３１は、扇形でよく、シャッタ羽根の質量を効果的に減らすことができる。そしてそれは、シャッタ羽根の回転上のコントロールを容易にして、それ故、露光量コントロールの精度を改善する。
【００３８】
Ｓ２において、回転モータ２は、コントローラの管理下で起動して、シャッタ羽根１に回転させ、それにより露光を有効におよび無効にする。好ましくは、露光の有効と無効との間、そしてコントローラの管理下での回転モータ２の起動後に、シャッタ羽根１は、加速−一定速度−減速−静寂−加速サイクルを経験させられる。図６に示すように、図の露光無効領域に対応するシャッタの閉鎖状態の間、シャッタ羽根１の加速および減速は両方とも達成される。加えて、図の露光有効領域に対応するシャッタの開放状態の間、シャッタ羽根１は一定速度で回転する。具体的には、図３ａ〜図５ｂに示すように、シャッタの開放状態は、部分的開放、部分的閉鎖および全開状態を含む。このように、コントローラの管理下で、シャッタの開閉状態は、シャッタ羽根１が一定速度で回転する期間内に構成される。一方、シャッタ羽根１の加速および減速は、シャッタの閉鎖状態において起こる。そしてそれは、比較的長くて、大きなストロークを可能にする。これは、回転モータ２の必要なトルクを著しく減らす。同時に、回転モータ２の一定速度が比較的高いので、シャッタの開放および閉鎖時間は効果的に短縮される。そして、露光量コントロールの精度において、およびフォトリソグラフィ・マシンの性能において、さらなる改良に結果としてなる。
【００３９】
図７に示すように、部分的開放、全開および部分的閉鎖状態を経験する定速度回転サイクルの間、この実施形態によるシャッタ羽根１は、５８．７５％の理論的露光量利用率を有する。
【００４０】
入射光が照度Ｇを有し、そして所望の露光量がＫで意味されるとすれば、露光時間ｔは次式である。
【数１】
2019516125.tif 000003
【００４１】
減速機５が４：１の歯数比を有し、そして各露光無効期間がシャッタ・サイクルの１／４を占めるので、回転モータ２の速度Ｐは次式である。
【数２】
2019516125.tif 000004
【００４２】
この実施形態において、入射照度をＧ＝３０００ｍＷ／ｃｍ２、そして所望の露光量Ｋの最小を８０ｍＪとすれば、次式であり、
【数３】
2019516125.tif 000005
そして、回転モータ２の速度Ｐは次式である。
【数４】
2019516125.tif 000006
【００４３】
この実施形態では、シャッタ・サイクルの１／４を占める各露光無効期間内で、回転モータ２は、ゼロまでその速度を減少させなければならず、その後次式の角加速度で７６６１ｒｐｍまでその速度を増加させなければならない。
【数５】
2019516125.tif 000007
ここで、Ｖは回転モータ２の直線速度を表す。
【００４４】
これを基礎として、この実施形態におけるシャッタ羽根１のための回転慣性モーメントはＪ＝１．２×１０−５ｋｇ／ｍ２として、および次式としてトルクを得ることができる。
【数６】
2019516125.tif 000008
【００４５】
かかる状態下で、各露光無効期間において、回転モータ２は、３１．３ｍｓの間作動することを必要とする。露光無効期間の必要な長さに基づいて、シャッタ羽根１が回転しないで静止している期間は、決定されることができる。
［実施形態２］
【００４６】
図８に示すように、この実施形態は、シャッタ羽根１が１つの開放部１２および１つのシールド部１３を有するという点で、実施形態１と異なる。開放部１２およびシールド部１３の各々は、１８０度の中心角を有する。加えて、減速機５は省略され、そしてシャッタ羽根１は、その代わりに回転モータ２によって直接駆動される。好ましくは、シールド部１３は、内側の空洞部分１３１および、回転中央１１に関して内側の空洞部分と同心である外側のスキャン遮光部分１３２を含む。空洞部分１３１は、扇形でよく、シャッタ羽根の質量を効果的に減らすことができる。そしてそれは、シャッタ羽根の回転上のコントロールを容易にして、それ故、露光量コントロールの精度を改善する。スキャン遮光部分１３２は、シャッタ羽根１の回転の間、光をブロックすることができて、したがって露光を無効にすることができる、環状の形でよい。この実施形態では、シャッタ羽根１が１つだけの開放部１１および１つだけのシールド部１２を有するので、シャッタ羽根１がシャッタ・サイクルにおいて部分的開放または部分的閉鎖である期間の分数は減少して、露光量利用率を改善する。
【００４７】
部分的開放、全開および部分的閉鎖状態を経験する定速度回転サイクルの間、この実施形態によるシャッタ羽根１は、８６．１１％の理論的露光量利用率を有する。
【００４８】
入射光が照度Ｇを有し、そして所望の露光量がＫで意味されるとすれば、露光時間ｔは次式である。
【数７】
2019516125.tif 000009
【００４９】
露光無効期間がシャッタ・サイクルの１／２を占めるので、回転モータ２の速度Ｐは次式である。
【数８】
2019516125.tif 000010
【００５０】
シャッタ・サイクルの１／２を占める露光無効期間内で、回転モータ２は、ゼロまでその速度を減少させなければならず、その後次式の角加速度で４４９１ｒｐｍまでその速度を増加させなければならない。
【数９】
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ここで、Ｖは回転モータ２の直線速度を表す。
【００５１】
これを基礎として、この実施形態におけるシャッタ羽根１のための回転慣性モーメントはＪ＝１×１０−５ｋｇ／ｍ２として、および次式としてトルクを得ることができる。
【数１０】
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【００５２】
かかる状態下で、露光無効期間において、回転モータ２は、２６．７ｍｓの間作動することを必要とする。露光無効期間の必要な長さに基づいて、シャッタ羽根１が回転しないで静止している期間は、決定されることができる。
［実施形態３］
【００５３】
この実施形態は、シャッタ羽根１が３つの開放部１２および３つのシールド部１３を有し、それらは回転中央１１の周りに互いにずれていて、開放部１２およびシールド部１３の各々が６０度の中心角を有するという点で、実施形態１と異なる。好ましくは、シールド部１３の各々は、内側の空洞部分１３１および、回転中央１１に関して内側の空洞部分と同心である外側のスキャン遮光部分１３２を含む。空洞部分１３１は、扇形でよく、シャッタ羽根の質量を効果的に減らすことができる。そしてそれは、シャッタ羽根の回転上のコントロールを容易にして、それ故、露光量コントロールの精度を改善する。スキャン遮光部分１３２は、シャッタ羽根１の回転の間、光をブロックすることができて、したがって露光を無効にすることができる、環状の形でよい。
【００５４】
部分的開放、全開および部分的閉鎖状態を経験する定速度回転サイクルの間、この実施形態によるシャッタ羽根１は、５０％の理論的露光量利用率を有する。
【００５５】
入射光が照度Ｇを有し、そして所望の露光量がＫで意味されるとすれば、露光時間ｔは次式である。
【数１１】
2019516125.tif 000013
【００５６】
減速機５が４：１の歯数比を有し、そして露光無効期間がシャッタ・サイクルの１／６を占めるので、回転モータ２の速度Ｐは次式である。
【数１２】
2019516125.tif 000014
【００５７】
シャッタ・サイクルの１／６を占める露光無効期間内で、回転モータは、ゼロまでその速度を減少させなければならず、その後次式の角加速度で５２１７ｒｐｍまでその速度を増加させなければならない。
【数１３】
2019516125.tif 000015
【００５８】
これを基礎として、この実施形態におけるシャッタ羽根１のための回転慣性モーメントはＪ＝１×１０−５ｋｇ／ｍ２として、および次式としてトルクを得ることができる。
【数１４】
2019516125.tif 000016
【００５９】
かかる状態下で、露光無効期間において、回転モータ２は、３０ｍｓの間作動することを必要とする。露光無効期間の必要な長さに基づいて、シャッタ羽根１が回転しないで静止している期間は、決定されることができる。
［実施形態４］
【００６０】
この実施形態によるフォトリソグラフィ・マシンによる露光用にシャッタ・デバイスの使用方法は、以下に詳述されるようなステップを含む。
【００６１】
Ｓ１において、シャッタ羽根１、回転モータ２、コントローラおよび支持体３が組立てられる。シャッタ羽根１は、回転中央１１と、回転中央１１と関連して配置される少なくとも１つの開放部１２と、少なくとも１つのシールド部１３とを含む。シールド部１３は、内側の空洞部分１３１および、回転中央１１に関して内側の空洞部分と同心である外側のスキャン遮光部分１３２を有してよい。空洞部分１３１は、扇形でよく、シャッタ羽根１の質量を効果的に減らすことができる。そしてそれは、シャッタ羽根１の回転上のコントロールを容易にして、それ故、露光量コントロールの精度を改善する。
【００６２】
Ｓ２において、回転モータ２は、コントローラの管理下で起動して、シャッタ羽根１に回転させ、それにより露光を有効におよび無効にする。図９に示すように、好ましくは、露光の有効と無効との間、そしてコントローラの管理下での回転モータ２の起動後に、シャッタ羽根１は、加速−一定速度−減速−静寂−加速サイクルを経験させられる。好ましくは、各サイクルにおいて、回転モータ２が加速後に回転する一定速度は、回転モータ２が減速後に回転する一定速度の１０倍以上である。この回転速度調整の配置は、長い露光期間および短いシャッタ閉鎖期間が必要とされるアプリケーション用に適している。短いシャッタ閉鎖期間に起因して、この方式は、光源照度の高い利用率を必要とする。加えて、回転モータ２の起動は、回転モータ２の内部により大きな蓄熱およびそれ故その構造的膨張につながることができて、そして回転モータ２に動けないかまたは短絡を経験させる場合がある極めて高い電流を伴う傾向がある。対照的に、シャッタ羽根１を駆動する回転モータ２がこの実施形態ではしばしば起動するのでなく常に動いているので、その信頼性およびサービスリフトは増加する。
【００６３】
要約すると、フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスおよびシャッタ・デバイスを使用する方法において、シャッタ羽根１は、回転中央１１と、回転中央と関連して配置される、少なくとも１つの開放部１２と、少なくとも１つのシールド部１３とを含み、回転中央１１は回転モータ２に連結する。露光を有効におよび無効にするためにシャッタが開閉されるように、回転モータ２はシャッタ羽根１を回転するように駆動する。加えて、シールド部１３は、シャッタ羽根１の質量を著しく減らし、そしてシャッタ羽根１の回転上のコントロールを容易にして、露光量コントロールの精度を改善する空洞部分１３１を含む。さらに、コントローラの管理下で、シャッタの開閉は、一定速度でのシャッタ羽根１の回転の間、達成される。一方、シャッタ羽根１の加速および減速は、シャッタが閉鎖状態にある期間に起こる。そしてそれは、比較的長くて、大きなストロークを許容する。これは、回転モータ２の必要なトルクを著しく減らす。同時に、回転モータ２の一定速度が比較的高いので、シャッタの開放および閉鎖時間は効果的に短縮される。そして、露光量コントロールの精度において、およびフォトリソグラフィ・マシンの性能において、さらなる改良に結果としてなる。
【００６４】
本発明のいくつかの実施形態が本明細書に記載されたにもかかわらず、これらの実施形態は単に図示されて、本発明の範囲を制限するものとして解釈されることを意図しない。本発明の要旨を逸脱しない範囲でなされるさまざまな省略、置換および変更は、その範囲の中に含まれることを意図する全てである。
【符号の説明】
【００６５】
１…シャッタ羽根
１１…回転中央
１２…開放部
１３…シールド部
１３１…空洞部分
１３２…スキャン遮光部分
２…回転モータ
３…支持体
４…結合ブロック
５…減速機
６…光ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
2019516125.tif 000020
【図４ａ】
2019516125.tif 000021
【図４ｂ】
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【図５ａ】
2019516125.tif 000023
【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
2019516125.tif 000026
【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年11月21日(2018.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスであって、シャッタ羽根、回転のために前記シャッタ羽根を駆動するための回転モータ、前記回転モータと電気的に接続されるコントローラ、および前記回転モータを支持するための支持体、を含み、前記シャッタ羽根は、少なくとも１つの開放部、少なくとも１つのシールド部、および前記少なくとも１つの開放部および前記少なくとも１つのシールド部の回転中央、を含み、前記回転中央は、前記回転モータに連結され、露光を有効におよび無効にするために前記シャッタ・デバイスが開閉されるように、前記回転モータは、前記シャッタ羽根を回転するように駆動し、前記シールド部は、内側の空洞部分および、前記回転中央に関して前記内側の空洞部分と同心である外側のシールド部分を含む、フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項２】
前記シャッタ羽根の前記回転中央と前記回転モータとの間に結合ブロックが配置される、請求項１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項３】
前記回転モータと前記結合ブロックとの間に減速機が配置される、請求項２に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項４】
前記支持体は、前記減速機に固定して接続される、請求項３に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項５】
前記シャッタ羽根は、１つの開放部および１つのシールド部を含み、前記開放部および前記シールド部の各々は１８０度の中心角を有する、請求項１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項６】
前記シャッタ羽根は、前記回転中央に関して左右対称に２つの開放部、および、前記回転中央に関して左右対称に２つのシールド部を含み、前記開放部および前記シールド部の各々は９０度の中心角を有する、請求項１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項７】
前記シャッタ羽根は、３つの開放部および３つのシールド部を含み、前記３つの開放部および前記３つのシールド部は、前記回転中央の周りに互いにずれていて、前記開放部および前記シールド部の各々は６０度の中心角を有する、請求項１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項８】
前記空洞部分は扇形であり、前記シールド部分は環状の形である、請求項１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項９】
露光有効領域および露光無効領域を形成するために前記回転モータによる前記シャッタ羽根の駆動の間、前記回転モータおよび／または前記シャッタ羽根は、ゼロ以外の速度で回転する、請求項１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイス。
【請求項１０】
フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法であって、
Ｓ１）シャッタ羽根、回転モータ、コントローラおよび支持体を組立てるステップであって、前記シャッタ羽根は、回転中央と、前記回転中央と関連して配置される少なくとも１つの開放部と、少なくとも１つのシールド部とを含む、ステップ、そして、
Ｓ２）露光有効領域および露光無効領域を形成するために前記シャッタ・デバイスが開閉されるように、前記シャッタ羽根を回転させるために前記コントローラの管理下で前記回転モータを起動させるステップ、
を含む、フォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１１】
前記シールド部は、内側の空洞部分および、前記回転中央に関して前記内側の空洞部分と同心である外側のシールド部分を含む、請求項１０に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１２】
前記空洞部分は扇形であり、前記シールド部分は環状の形である、請求項１１に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１３】
ステップＳ２において、露光有効領域および露光無効領域を形成する間、そして前記コントローラの管理下での前記回転モータの起動後に、前記シャッタ羽根は、加速−一定速度−減速−静寂−加速サイクルを経験させられる、請求項１０に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１４】
前記シャッタ羽根の加速および減速は、前記シャッタ・デバイスの閉鎖状態の間、達成され、一方、前記シャッタ・デバイスの開放状態の間、前記シャッタ羽根は一定速度で回転する、請求項１３に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１５】
ステップＳ２において、露光有効領域および露光無効領域を形成する間、そして前記コントローラの管理下での前記回転モータの起動後に、前記シャッタ羽根は、加速−一定速度−減速−一定速度−加速サイクルを経験させられる、請求項１０に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１６】
前記シャッタ羽根の加速および減速は、前記シャッタ・デバイスの閉鎖状態の間、達成され、一方、前記シャッタ・デバイスの開放状態の間、前記シャッタ羽根は一定速度で回転する、請求項１５に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【請求項１７】
前記回転モータが加速後に回転する一定速度は、前記回転モータが減速後に回転する一定速度の１０倍以上である、請求項１５に記載のフォトリソグラフィ・マシンによる露光に用いるシャッタ・デバイスの使用方法。
【国際調査報告】
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2019516125.tif 000030
2019516125.tif 000031
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