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焦点深度の最適化とは？課題と対策・製品を解説
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露光・現像における焦点深度の最適化とは？
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A社様は、レーザーアニールでワークに光をあてるためピント合わせが
難しく、ワークを浮かせたままレーザーをあてたいが、
従来チャックではしっかり固定できず困っていました。
そこで『エアロフィックス』を導入。
精密、安定した浮上が可能になりピント合わせがラクになりました。
また、細かい気孔による部分吸着が威力を発揮し、作業効率が大きく
向上しました。
【事例概要】
■導入先：A社様
■用途：浮上
■活用：中小型ディスプレイのエキシマレーザーアニール装置の浮上台として
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
【エアロフィックス導入事例】A社様
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露光・現像における焦点深度の最適化
露光・現像における焦点深度の最適化とは？
半導体製造における露光・現像工程では、微細な回路パターンをウェハー上に高精度に転写する必要があります。焦点深度（Depth of Focus: DOF）とは、レンズの焦点が合っているとみなせる範囲の深さを示します。この焦点深度を最適化することは、回路パターンの鮮明さや均一性を保ち、歩留まりを向上させるために極めて重要です。特に、より微細な回路パターンを形成する際には、焦点深度の管理がより一層困難になります。
課題
微細化に伴う焦点深度の狭小化
半導体回路の微細化が進むにつれて、露光装置の焦点深度は物理的に狭くなります。これにより、ウェハー表面のわずかな凹凸や装置の振動でも焦点ずれが発生しやすくなり、パターン欠陥のリスクが増大します。
ウェハー面内での焦点深度のばらつき
ウェハー全体で均一な焦点深度を維持することは困難です。ウェハーの反りや厚みのばらつき、露光装置の光学系の不均一性などが原因で、ウェハー面内で焦点深度が異なり、パターン品質にばらつきが生じます。
現像工程での焦点ずれの影響増大
露光工程で生じたわずかな焦点ずれが、現像工程でさらに顕著になることがあります。現像液の浸透や反応が焦点ずれの影響を受け、パターン形状の崩れや寸法誤差を引き起こす可能性があります。
高アスペクト比パターンの形成困難
近年要求される高アスペクト比（高さと幅の比率が大きい）のパターン形成では、焦点深度の管理がさらに難しくなります。パターンの側面を垂直に保つために、より厳密な焦点制御が不可欠です。
対策
先進的な光学設計の採用
焦点深度を広げるための高度な光学設計（例：非球面レンズ、回折光学素子）を採用することで、露光装置自体の焦点深度を物理的に改善します。
リアルタイム焦点制御システムの導入
ウェハー表面の状態をリアルタイムで計測し、露光中にレンズのピントを自動調整するシステムを導入することで、ウェハー面内の焦点ずれを補正します。
露光・現像条件の最適化
露光エネルギー、現像時間、現像液の種類などのパラメータを、焦点深度の制約を考慮して最適化することで、パターン形成の許容範囲を広げます。
ウェハー平坦化技術の向上
ウェハー製造工程における平坦化技術を向上させ、ウェハー表面の凹凸を最小限に抑えることで、焦点深度のばらつき要因を低減します。
対策に役立つ製品例
高解像度露光装置
先進的な光学系と精密な焦点制御機構を備え、狭い焦点深度下でも高精度なパターン転写を可能にします。
ウェハー面内計測システム
露光前にウェハー表面の凹凸や反りを高精度に計測し、露光装置にフィードバックすることで、焦点制御の精度を高めます。
最適化されたフォトレジスト材料
焦点深度の制約を受けにくく、現像工程でのパターン形状再現性に優れたフォトレジスト材料は、露光・現像工程全体の歩留まり向上に貢献します。
高度なプロセス制御ソフトウェア
露光・現像工程の様々なパラメータを統合的に管理・最適化し、焦点深度のばらつきによる影響を最小限に抑えるための高度な制御を提供します。
