DE2009284A1

DE2009284A1 - Photo mask projection device

Info

Publication number: DE2009284A1
Application number: DE19702009284
Authority: DE
Inventors: Katsumi Yokohama; Yamada Yu Kodaira; Yoshinari Hideki Tokio; Momose (Japan)
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1969-02-27
Filing date: 1970-02-27
Publication date: 1970-09-10
Also published as: DE2009284B2; NL7002828A; GB1305792A; DE2009284C3

Description

Anmelderin: Canon Kabushiki Kaisha, No. 30-2, 3-chome, Shimomaruko, Ota-ku, Tokio, 'JapanApplicant: Canon Kabushiki Kaisha, No. 30-2, 3-chome, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo, 'Japan

Photomasken-ProjektionseinrichtungPhoto mask projection device

Die Erfindung betrifft eine Photomasken-Projektionseinrichtung, insbesondere zur Herstellung von Planartransistoren oder sonstigen Halbleiterbauelementen.The invention relates to a photomask projection device, in particular for the production of planar transistors or other semiconductor components.

Es sind verschiedene Arten von Photomasken bekannt, die zu Kopierzwecken wiederholt auf photoempfindliches Material gelegt werden, das durch Auftragen eines Photowiderstandsmaterials auf eine Basis wie Silizium oder dergleichen hergestellt wurde. Bei einer üblichen Einrichtung erfolgt das Kopieren durch direktes Auflegen der Maske auf das lichtempfindliche Material, wobei jedoch wegen des Kontakts die Maske zerkratzt werden kann, wodurch deren Brauchbarkeit und Lebensdauer beeinträchtigt wird. Weil dadurch auch eine Beschädigungsgefahr des lichtempfindlichen Materials bedingt ist, kann sich ein beträchtlicher Anteil an unbrauchbaren Produkten ergeben.Various types of photomasks are known which repeatedly on photosensitive material for copying by applying a photoresist material made on a base such as silicon or the like became. In a common device, copying is done by placing the mask directly on the photosensitive Material, but the mask will be scratched because of the contact can be, thereby impairing their usability and service life will. Because this also creates a risk of damage to the light-sensitive material, a considerable proportion of unusable products can result.

Durch die Erfindung soll deshalb eine Photomasken-Projektionseinrichtung geschaffen werden, welche die erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten nicht aufweist. Eine Projektionseinrichtung gemäß der Erfindung weist eine Beleuchtungseinrichtung auf, die sowohl zur Maskenprojektion als auch zum Nachweis einer geeigneten Ausrichtung dient. Das Abbildungssystem hat einen Maskenträger, eine Abbildungslinse und einen Träger für strah-The invention is therefore intended to create a photomask projection device which has the disadvantages mentioned and does not have difficulties. A projection device According to the invention, an illumination device that is used both for mask projection and for detecting a suitable alignment. The imaging system has one Mask carrier, an imaging lens and a carrier for radiant

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lungsempfindliches Material. Das Beleuchtungssystem und das Abbildungssystem sind im wesentlichen koaxial zueinander angeordnet. In dem optischen Beleuchtungssystem ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, um zwischen einer Maskenprojektion-und dem Nachweis der Ausrichtung umzuschalten. Auf der einen Seite des Trägers für das strahlungsempfindliche Material ist ein Strahlenteiler zum Nachweis der Ausrichtung vorgesehen, sowie eine Kompensationseinrichtung zur Kompensation der Strahlverschiebung aufgrund des Strahlenteilers. lungs-sensitive material. The lighting system and the imaging system are arranged essentially coaxially to one another. A switching device is provided in the optical lighting system, to switch between mask projection and proof of alignment. On one side of the carrier for the For radiation-sensitive material, a beam splitter is provided for the detection of the alignment, as well as a compensation device to compensate for the beam shift due to the beam splitter.

Die Erfindung ist auch durch eine Projektionseinrichtung gekennzeichnet, die ein optisches Beleuchtungssystem zum Nachweis der Ausrichtung, ein Abbildungssystem mit einem Maskenträger, eine Abbildungslinse und einen Träger für strahlungsempfindliches Material, sowie zwei Strahlenteiler auf der Seite des Trägers für das strahlungsempfindliche Material aufweist, um die Ausrichtung festzustellen, wobei ebenfalls eine Kompensationseinrichtung zur Kompensation der Strahlverschiebung aufgrund der Strahlenteiler vorgesehen ist.The invention is also characterized by a projection device, an optical illumination system for detecting the alignment, an imaging system with a mask carrier, a Imaging lens and a carrier for radiation-sensitive material, as well as two beam splitters on the side of the carrier for comprises the radiation-sensitive material in order to determine the alignment, with a compensation device also for Compensation of the beam shift due to the beam splitter is provided.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Photomasken-Projektionseinrichtung zu sehen, mit einem optischen Beleuchtungssystem für eine Maskenprojektion und zum Nachweis der Ausrichtung, mit einem Abbildungssystem mit einem Maskenträger, einer Abbildungslinse und einem Träger für strahlungsempfindliches Material, wobei das Beleuchtungssystem eine Lichtquelle aufweist, ein erstes optisches Kondensorsystem und ein zweites optisches Kondensorsystem, so daß das erste Bild der Lichtquelle in eine Lage zwischen diesen beiden Kondensorsystemen fokusiert wird, während das zweite Bild der Lichtquelle in die Abbildungslinse fokusiert wird, wobei ein imaginärer Punkt einer konjugierten Beziehung einer Maske auf dem Maskenträger zu dem zweiten Kondensorsystem zwischen der Lichtquelle und dem ersten Bild liegt.Another embodiment of the invention can be seen in a photomask projection device with an optical one Illumination system for a mask projection and for proof of the alignment, with an imaging system with a mask carrier, an imaging lens and a carrier for radiation-sensitive material, wherein the lighting system has a light source, a first condenser optical system and a second condenser optical system so that the first image of the light source is in a position is focused between these two condenser systems, while the second image of the light source is focused into the imaging lens is, wherein an imaginary point of a conjugate relationship of a mask on the mask carrier to the second condenser system between the light source and the first image.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail using the exemplary embodiments shown in the drawing. Show it:

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Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Projektionseinrichtung gemäß der Erfindung?1 shows a schematic representation of a projection device according to the invention?

Pig. IA wad Fig. lB Teildarstellungen der Einrichtung in Fig. 1;Pig. IA wad FIG. 1B partial representations of the device in FIG. 1;

Fig. 2 bis Fig. 7 schematische Darstellungen der Hauptteile, der Einrichtung gemäß der Erfindung;FIGS. 2 to 7 are schematic representations of the main parts, the device according to the invention;

Fig. 8 bis Fig. IO verschiedene Ansichten, teilweise im Schnitt dargestellt, der Projektionseinrichtung gemäß Fig. 1;Fig. 8 to Fig. IO different views, partly in Shown in section, the projection device according to FIG. 1;

Fig. 11, Fig. 11a und Fig. 11b eine perspektivische Ansicht von Anordnungseinrichtungen für strahlungsempfindliches Material;11, 11a and 11b show a perspective view of arrangement devices for radiation-sensitive material;

Fig.·12 einen Maskenträger mit einer Beladestation, einer Belichtungsstation und einer Entlade station ; Fig. 12a einen Querschnitt durch die Einrichtung in Fig. 12;Fig. 12 shows a mask carrier with a loading station, a Exposure station and an unloading station; FIG. 12a shows a cross section through the device in FIG. 12; FIG.

Fig. 13 einen Querschnitt durch eine Anordnungseinrichtung für das strahlungsempfindliche Material;13 shows a cross section through an arrangement device for the radiation-sensitive material;

Fig. 14 und Fig. 14a entsprechende Schnittansichten des Hauptteils einer Präsisions-Justiereinrichtung für den Maskenträger oder den Träger für das strahlungsempfindliche Material; 14 and 14a corresponding sectional views of the Main part of a precision adjustment device for the mask carrier or the carrier for the radiation-sensitive material;

Fig. 15 und Fig. 15a eine Abwandlung der Justiereinrichtung in Fig. 14; '15 and 15a show a modification of the adjusting device in FIG. 14; '

Fig. 16 eine abgewandelte Ausführungsform der Projektionseinrichtung in Fig. 1; und16 shows a modified embodiment of the projection device in Fig. 1; and

Fig. 17 eine Beieuchtungs-Ausgleicheinrichtung in einer Projektionseinrichtung gemäß der Erfindung.17 shows an illumination compensation device in a projection device according to the invention.

In Fig. 1 dient das Beleuchtungssystem L sowohl zur Maskenprojektion als auch zum Nachweis der Ausrichtung. Es besteht aus einer Quecksilber-Hochdrucklampe L, mit 500 W Leistung, einem verspiegelten Kondensor L_ und einem ersten Kondensorsystem L-. Im Strahlengang ist ein Umlenkspiegel M und ein zweites Kondensorsystem L¹ vorgesehen. In dem Kondensorsystem L' ist ein Filter F mit einem.scharf definierten Durchlaßbereich, sowie eine Beleuch^ tungs-Ausgleicheinrichtung IE vorgesehen. Die Schalteinrichtung S kann ein Lichtfilter mit einem engen Durchlaßbereich sein, welcher als Verschluß für eine Belichtung dient. Die Abbildungslinse P hat ein hohes Auflösungsvermögen und eine Brennweite von 17 mmIn FIG. 1, the illumination system L is used both for mask projection and for detection of the alignment. It consists of a high pressure mercury lamp L, with 500 W power, a mirrored condenser L_ and a first condenser system L-. A deflecting mirror M and a second condenser system L ^{1 are} provided in the beam path. In the condenser system L ', a filter F with a sharply defined passage range and a lighting compensation device IE are provided. The switching device S can be a light filter with a narrow passage area, which serves as a shutter for an exposure. The imaging lens P has a high resolution and a focal length of 17 mm

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und eine Lichtstärke von 1,8. Die Maske PM ist in der Objektebene angeordnet. Das strahlungsempfindliche Material kann ein Plättchen W sein, das in der Bildebene der Linse P angeordnet ist. Auf der Bildseite sind die Kompensationseinrichtung BS, sowie zwei Strahlenteiler BS_ angeordnet. Das optische System AS für. : den Nachweis der Ausrichtung besteht aus einem Mikroskop für gleichzeitiges Sehen mit beiden Augen, von dem Einzelheiten in den Fig. IA und IB dargestellt sind. Das optische System AS zum Nachweis der Ausrichtung weist eine Linsengruppe AS, und AS,, auf, reflektierende Spiegel AS« und AS₂,, Prismenspiegel AS und AS₃,, eine weitere Linsengruppe AS. und AS₄,, andere reflektierende Spiegel AS^ und AS₁-,/ weitere Prismenspiegel AS_fi, AS_fi , , AS_ und AS-,/ sowie weitere reflektierende Spiegel AS₀ und AS₀₁, welche dem obenerwähnten Paar von Strahlenteilern BS« und BS₅₁ entsprechen, so daß die Strahlen von den Strahlenteilern BS_ und BS„, zu einem rotierenden Feldteiler AS_g mit einem dreieckförmigen Querschnitt entlang betreffender optischer Wege des Mikroskops geleitet werden. Danach werden die Strahlen von dem Feldteiler AS„ zu einem Fenster AS₁₃ für den Nachweis der Ausrichtung durch eine Linse AS,_Q, ein Prisma AS,, und eine Linse AS-₂ geleitet. Der rotierende Feldteiler ASq ist um das innere Zentrum zur Betrachtung des gesamten Felds drehbar. Der in der Lage in den Fig. Ib dargestellte Feldteiler leitet jeweils das halbe Feld der Strahlen von den Strahlenteilern BS„ und BS_?1 weiter. Wenn der Feldteiler aus der obigen Lage herausgedreht wird, führt der Feldteiler ein gesamtes Feld der Strahlen von einem der Strahlenteiler BS und BS₂ ,· Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß die Strahlenteiler BS„ und BS₂I in zwei Ebenen entsprechend AS, und AS_ vorgesehen sind, aber nicht notwendigerweise in zwei Ebenen getrennt vorgesehen sein müssen.and a light intensity of 1.8. The mask PM is arranged in the object plane. The radiation-sensitive material can be a plate W, which is arranged in the image plane of the lens P. The compensation device BS and two beam splitters BS_ are arranged on the image side. The AS optical system for. : The detection of alignment consists of a microscope for simultaneous vision with both eyes, details of which are shown in Figures IA and IB. The optical system AS for the detection of the alignment has a lens group AS, and AS ,, reflecting mirror AS «and AS ₂ ,, prism mirror AS and AS ₃ ,, a further lens group AS. and AS ₄ ,, other reflecting mirrors AS ^ and AS ₁ -, / further prism mirrors AS _fi , AS _fi ,, AS_ and AS -, / and further reflecting mirrors AS ₀ and AS ₀₁ , which the above-mentioned pair of beam splitters BS «and BS ₅₁ correspond, so that the beams from the beam splitters BS_ and BS "are directed to a rotating field splitter AS _g with a triangular cross-section along relevant optical paths of the microscope. The beams are then passed from the field splitter AS "to a window AS ₁₃ for the detection of the alignment through a lens AS, _Q , a prism AS" and a lens AS- ₂ . The rotating field splitter ASq can be rotated around the inner center to view the entire field. The field splitter shown in FIG. 1b in each case forwards half the field of the beams from the beam splitters BS ₁ and BS 1. If the field splitter is rotated out of the above position, the field splitter guides an entire field of the beams from one of the beam splitters BS and BS ₂ , · From the above it can be seen that the beam splitters _{BS 1} and BS 2 I in two planes corresponding to AS, and AS_ are provided, but do not necessarily have to be provided separately in two levels.

Eine optimale Anordnung der kompensierenden Einrichtung und der Strahlenteiler soll hinsichtlich Funktion und Wirkungsweise noch näher erläutert werden.An optimal arrangement of the compensating device and the beam splitter will be explained in more detail with regard to function and mode of operation.

Grundsätzlich wird bei einem derartigen System das Muster der Maske PM auf das strahlungsempfindliche Material W fokusiert.In principle, the pattern of the mask PM is focused on the radiation-sensitive material W in such a system.

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Die relative Lage dieses Musters und des strahlungsempfindlichen Materials wird durch das optische System zum Nachweis der Ausrichtung nachgewiesen und durch eine Präzisions-Justiereinrichtung eingestellt. Dann wird der Beleuchtungsstrahl auf Maskenprojektion umgeschaltet, so daß das Muster der Maske PM auf das strahlungsempfindliche Material W abgebildet wird.The relative position of this pattern and the radiation-sensitive material is used by the optical system to detect the alignment verified and adjusted by a precision adjustment device. Then the illuminating beam is projected onto the mask switched so that the pattern of the mask PM on the radiation-sensitive Material W is mapped.

Zur gleichzeitigen Beobachtung der relativen Lage des Bilds der Maske PM und des strahlungsempfindlichen Materials W durch das optische System für den Nachweis der Ausrichtung^ sollte ein Teil des auf das Material W durch die Linse P fokusierten Strahls zu einem Beobachtungsfenster in Fig. 2 abgelenkt werden.For simultaneous observation of the relative position of the image the mask PM and the radiation-sensitive material W through the optical system for the detection of alignment ^ should be part of the beam focused on the material W through the lens P. be deflected to an observation window in FIG.

In diesem Falle wird jedoch nur ein Teil des fokusierten Strahls beobachtet, weshalb die genaue Verteilung des Lichts nicht beobachtet wird. Da der Strahl durch eine Beobachtungslinse und einen reflektierenden Spiegel H₂ vignettiert wird, wird ein " Teil des Bildfelds abgedunkelt. Da die Beobachtung mit einem schrägen Strahl erfolgt, ist das Bild im Bildfeld teilweise defokusiert.In this case, however, only part of the focused beam is observed, and therefore the precise distribution of the light is not observed. Since the beam is vignetted by an observation lens and a reflecting mirror H ₂ , part of the image field is darkened. Since the observation is made with an oblique beam, the image in the image field is partially defocused.

Zur Beseitigung dieser Nachteile sollte die Beobachtung durch den Halbspiegel H₂, erfolgen, der zwischen die Linse P und das Material W eingesetzt ist, wie in Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Falle wird der gesamte fokusierte Strahl zu dem Beobachtungsfenster abgelenkt, so daß ein genaues Bild beobachtet wird. Ferner besteht nicht der Nachteil einer teilweisen Abdunklung und Defokusierung des Bildfelds.To eliminate these drawbacks, observation should be made through the half mirror H ₂ , which is inserted between the lens P and the material W, as shown in FIG. In this case, the entire focused beam is deflected to the observation window so that an accurate image is observed. Furthermore, there is no disadvantage of partial darkening and defocusing of the image field.

Das Einsetzen eines Halbspiegels in den fokusierten Strahl kann jedoch eine Verschiebung und Aberration des Bilds bewirken. Deshalb ist es besser, die Dicke des Halbspiegels H₂, so dünn wie möglich zu machen, und eine Kompensationseinrichtung H^₁ vorzusehen, van "das Verschieben des Bilds zu kompensieren, wie in Fig. 4 dargestellt ist.However, placing a half mirror in the focused beam can cause displacement and aberration of the image. Therefore, it is better to make the thickness of the half mirror H ₂ as thin as possible and to provide a compensation means H ₁ to compensate for the shifting of the image as shown in FIG.

- Die Verschiebung des Abbildungspunkts durch den Strahlen-" teiler BS₂ wird durch Sie kompensierende Einrichtung BS₁ (Pig. I) kompensiert.- The displacement of the imaging point by the beam splitter BS ₂ is compensated by the BS ₁ (Pig. I) compensating device.

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Die relative Anordnung der kompensierenden Einrichtung BS, zu dem Strahlenteiler BS kann in folgender Weise erfolgen.The arrangement of the compensating device BS relative to the beam splitter BS can be carried out in the following manner.

Ein Winkel zwischen der unteren Oberfläche des Strahlenteilers und einer Ebene, welche die optische Achse einschließt, ist praktisch gleich einem Winkel zwischen der oberen Oberfläche der kompensierenden Einrichtung und der Ebene. Die gemessenen Ergebnisse des Verschiebens des Bildpunkts in Richtung der x, y und z-Achse ist in den Fällen 1 und 2 (entsprechend Fig. 5) in Tabelle 1 dargestellt. Ein sehr dünner Spiegel fand als Strahlenteiler und als kompensierende Einrichtung Verwendung. Die Tabelle betrifft Dicken von 25// und 12,5/i . In diesen Fällen erfolgte aine Messung mit einem Blickwinkel von 2u entsprechend 8°47'.An angle between the lower surface of the beam splitter and a plane which includes the optical axis is practically equal to an angle between the upper surface of the compensating device and the plane. The measured results of the displacement of the image point in the direction of the x, y and z axes are shown in Table 1 in cases 1 and 2 (corresponding to FIG. 5). A very thin mirror was used as a beam splitter and as a compensating device. The table applies to thicknesses of 25 // and 12.5 / i. In these cases, a measurement was made with a viewing angle of 2u, corresponding to 8 ° 47 '.

Wenn H^, H . in dem Fall 1 benutzt wurden, wird der auf die Achse χ fokusierte Strahl in eine Richtung von χ geleitet. Wenn H , H₀₀ im Fall 2 benutzt wurden, wird der auf die Achse χIf H ^, H. in case 1 were used, the beam focused on axis χ is directed in a direction of χ. If H, H _{00 were used} in case 2, the one on axis χ

12 ^2Z
fokusierte Strahl in eine Richtung der Achse y geleitet. In beiden Fällen sind die Strahlenteiler H₃₁, H₃₂ in einem Winkel von 45° zu der Oberfläche des strahlungsempfindlichen Materials angeordnet. Die die Verschiebung kompensierende Einrichtung H,, , H₁₂ ist unter einem Winkel von 90° zu den Strahlenteilern H₃,, H₃₃ angeordnet, während die Dicken jeweils gleich sind.12 ^2Z
focused beam directed in a direction of the axis y. In both cases, the beam splitters H ₃₁ , H _{32 are arranged} at an angle of 45 ° to the surface of the radiation-sensitive material. The displacement compensating device H 1, H ₁₂ is arranged at an angle of 90 ° to the beam splitters H ₃ , H ₃₃ , while the thicknesses are the same in each case.

Table 1

Dicke der dünnen
Spiegel (ju) Thickness of the thin
Mirror (ju) KoordinatenCoordinates Fall 1
<*>case 1
<*> Fall 2
CA) Case 2
CA) XX -2,3-2.3 +1,2+1.2 2525th yy OO OO ZZ -18-18 -16-16 XX -1,2-1.2 +0,62+0.62 12,512.5 yy OO 00 ZZ -8,3-8.3 -8,2-8.2

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Aus Tabelle 1 ist die Verschiebung des Bildpunkts in Richtung von χ im Fall 2 sehr gering.From table 1, the shift of the pixel in the direction of χ in case 2 is very small.

Für die· Maskenprojektion werden die,Strahlenteiler und die kompensierende Einrichtung aus dem optischen Strahlengang entfernt, und ein Strahl mit kürzerer Wellenlänge findet als Beleuchtungsstrahl Verwendung. Zum Nachweis der Ausrichtung findet langwelliges Licht als Beleuchtungsstrahl Verwendung. Da die Bildebene der Maske PM durch die abbildende Linse P in einer Ebene liegt, die etwas von dem Plättchen V/ in einer nach oben gerichteten Richtung (in einer negativen Richtung von Z) abweicht, ist diese Abweichung mit der Elongation der Länge des optischen Wegs versetzt, entsprechend dem Einsetzen der Strahlenteiler und der kompensierenden Einrichtung.For the mask projection, the, beam splitters and the the compensating device removed from the optical beam path, and a shorter wavelength beam is used as an illuminating beam. To demonstrate the alignment, find long-wave Use light as a beam of illumination. Because the picture plane of the mask PM through the imaging lens P lies in a plane which is slightly upward from the platelet V / Direction deviates (in a negative direction from Z), this deviation is offset with the elongation of the length of the optical path, according to the use of the beam splitter and the compensating device.

Zum Versetzen kann eine Anordnung verwandt werden, die eine Maskenprojektion mit langwelligem Licht ermöglicht und einen Nachweis mit kurzwelligem Licht. In diesem Fall muß die Konstruktion des projezierenden optischen Systems P nicht für das Versetzen abgewandelt werden.An arrangement that enables a mask projection with long-wave light and a Detection with short-wave light. In this case the construction of the projecting optical system P cannot be modified for the displacement.

Wie aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, ermöglichen die projezierten Abbildungen A', B¹ von Markierungen an der Maske und Ausrichtungsmarkierungen A, B auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials eine einfache Ausrichtung, was bedeutet, daß die Ausrichtungsmarkierungen A, B und die projezierten Abbildungen A¹, B¹ praktisch symmetrisch zu der optischen Achse angeordnet sind. Wenn das lichtempfindliche Material W nicht mit der Maske PM ausgerichtet ist, ergibt sich ein solcher Unterschied zwischen a und b in Fig. 6 durch das Nachweisfenster AS,₃ des optischen Systems AS für den Nachweis der Ausrichtung. Durch Einjustierung des zu beseitigenden Unterschieds ist eine genaue Ausrichtung gewährleistet.As can be seen from Figs. 6 and 7, the projected images A ', B ¹ of marks on the mask and alignment marks A, B on the surface of the photosensitive material enable easy alignment, which means that the alignment marks A, B and the projected images A ¹ , B ^{1 are arranged} practically symmetrically to the optical axis. When the photosensitive material W is not aligned with the mask PM, such a difference between a and b in FIG. 6 results from the detection window AS, _{3 of} the optical system AS for the detection of the alignment. Adjusting the difference to be eliminated ensures accurate alignment.

Gemäß der Erfindung wird eine Verschiebung des Bildpunkts durch die Strahlteiler BS_, BS-, durch die Kompensationseinrichtung BS,, BS,, kompensiert und die verbleibende unkompensierte Verscniebung ergibt keinen Fehler bei der Ausrichtung, wenn eine Anordnung gewählt wird, die symmetrisch zu der optischen Achse ist.According to the invention, there is a shift of the pixel through the beam splitter BS_, BS-, through the compensation device BS ,, BS ,, compensated and the remaining uncompensated Shifting does not result in a misalignment if a Arrangement is chosen which is symmetrical to the optical axis.

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Fig. 7 zeigt eine schematisehe Darstellung der Beziehung zwischen den Markierungen A und B auf dem strahlungsempfindlichen Material und der projezierten Abbildungen A¹ und B¹, wenn ein Bildfeld wie in Fig. 6 in dem Bildfeld des optischen Systems AS beobachtet wird. Die projezierten Abbildungen A¹ und B¹ können in einer solchen Lage vorgesehen sein, daß sich kein schädlicher Einfluß für das Produkt selbst nach der Belichtung ergibt, und die Markierungen A und B entsprechend den Abbildungen A¹ und B¹ können auf dem strahlungsempfindlichen Material vorher vorgesehen werden.FIG. 7 shows a schematic representation of the relationship between the marks A and B on the radiation-sensitive material and the projected images A ¹ and B ¹ when an image field as in FIG. 6 is observed in the image field of the optical system AS. The projected images A ¹ and B ¹ can be provided in such a position that there is no harmful influence on the product even after exposure, and the marks A and B corresponding to images A ¹ and B ¹ can be on the radiation-sensitive material beforehand are provided.

Es ist möglich, die Intensität des Strahls zu messen oder die Belichtungszeit zu steuern, indem von der kompensierenden Einrichtung reflektierte Strahlen gemessen werden.It is possible to measure the intensity of the beam or to control the exposure time by using the compensating device reflected rays are measured.

Die Fig. 8 bis 10 zeigen Schnittansichten der Projektionseinrichtung gemäß der Erfindung.8 to 10 show sectional views of the projection device according to the invention.

Da die Einrichtung vertikal angeordnet ist, können die Maske und das strahlungsempfindliche Material leicht in einer horizontalen Lage angeordnet werden. Die Vergrößerung der abbildenden Linse kann mit Hilfe einer vereinfachten Justiereinrichtung für die Brennweise konstant gehalten werden.Since the device is arranged vertically, the mask and the radiation-sensitive material can easily be in a horizontal position Can be arranged. The magnification of the imaging lens can be achieved with the help of a simplified adjustment device for the firing mode can be kept constant.

Bei der Projektionseinrichtung gemäß der Erfindung ist der relative Abstand zwischen der Linse P, der Maske PM und dem strahlungsempfindlichen Material W einfach mit einer Abweichung von IJi, oder weniger einstellbar. Die Winkelgenauigkeit der Maske PM und des Materials W zu der optischen Achse kann leicht mit einer Abweichung von 12' oder weniger bestimmt werden. Die relative Winkelabweichung der Maskenoberfläche von der Oberfläche des strahlungsempfindlichen Materials durch das Nachstellen eines schraubenförmigen Teils kann nahezu vernachlässigt werden, wodurch eine sehr hohe Genauigkeit gewährleistet ist. Mit Ausnahme des Nachweises der Ausrichtung ist keine Einrichtung wie ein Halbspiegel oder dergleichen in dem abbildenden optischen System für die Mas- . kenprojektion erforderlich, außer dem Linsensystem P, weshalb sich eine ausgezeichnete Bildqualität ergibt und eine hohe Genauigkeit In the projection device according to the invention, the relative distance between the lens P, the mask PM and the radiation-sensitive material W is easily adjustable with a deviation of IJi or less. The angular accuracy of the mask PM and the material W to the optical axis can be easily determined with a deviation of 12 'or less. The relative angular deviation of the mask surface from the surface of the radiation-sensitive material due to the adjustment of a helical part can be almost neglected, which ensures a very high level of accuracy. Except for the detection of the alignment, there is no device such as a half mirror or the like in the imaging optical system for the mass. projection is required except for the lens system P, and therefore the image quality is excellent and the accuracy is high

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in einfacher Weise gewährleistet ist. Da die Einrichtung vertikal angeordnet ist, können die Träger für die Maske und das lichtempfindliche Material leicht an der Einrichtung angeordnet werden, so daß sich durch die Schwerkraft keine nachteiligen Wirkungen ergeben. Es ist wünschenswert, den Vergrößerungsfaktor und die Brennweiteneinstellungen unabhängig voneinander zu ermöglichen. Bei dem in Fig. 10 dargestellten Beispiel ist der Vergrößerungsfaktor auf die Einheit festgelegt, so daß sich keine Änderung des Vergrößerungsfaktors aufgrund der Einjustierung der Brennebene ergibt. Ferner kann eine derartige Anordnung verwandt werden, daß die Einjustierung der Brennebene nicht erforderlich ist, selbst wenn der Vergrößerungsfaktor geändert wird.is guaranteed in a simple manner. Since the device is arranged vertically, the carriers for the mask and the photosensitive Material can be easily placed on the device so that there are no adverse effects due to gravity. It is desirable to increase the magnification factor and the To enable focal length settings independently of each other. In the example shown in Fig. 10, the enlargement factor is fixed to the unit, so that there is no change in the Magnification factor results due to the adjustment of the focal plane. Furthermore, such an arrangement can be used that adjustment of the focal plane is not required even if the magnification factor is changed.

In den Fig. 8 bis 10 ist ein Maskenträger 1, ein mit der abbildenden Linse P einstückig ausgebildeter Linsenträger 2 und ein Einstellring R_ für die Brennweite vorgesehen, der drehbar an dem Hauptkörper angeordnet ist, um den Linsenträger 2 einzujustieren. Die vertikale Lage der Maske PM wird durch das Gewinde 3 zwischen dem Maskenträger 1 und dem Linsenträger 2 durch Drehung des Einstellrings Rv für den Vergrößerungsfaktor eingestellt, wodurch der Vergrößerungsfaktor unabhängig eingestellt wird, während die Linse P und die Maske PM zusammen durch das Gewinde 3 für die Brennwerteinstellung nach oben bzw. unten bewegt werden.8 to 10 is a mask carrier 1, one with the imaging lens P integrally formed lens carrier 2 and a setting ring R_ provided for the focal length, which can be rotated is arranged on the main body to adjust the lens carrier 2. The vertical position of the mask PM is determined by the thread 3 between the mask carrier 1 and the lens carrier 2 by rotation of the setting ring Rv for the enlargement factor, whereby the magnification factor is adjusted independently while the lens P and the mask PM together through the thread 3 can be moved up or down to adjust the calorific value.

Die Knöpfe W , W und W dienen zu der genauen Einstellung zur θ y χThe buttons W, W and W are used for the precise setting of the θ y χ

Einjustierung des strahlungsempfindlichen Materials in einer Drehrichtung Θ, in einer Richtung y bzw. in einer Richtung x. Die Knöpfe M , M und M dienen zur genauen Einjustierung der Maske in einer Drehrichtung Θ, in einer Richtung y bzw. in einer Richtung x. Die Knöpfe A und A dienen zur Einjustierung des opti-Adjustment of the radiation-sensitive material in one direction of rotation Θ, in a direction y or in a direction x. the Buttons M, M and M are used for precise adjustment of the mask in a direction of rotation Θ, in a direction y or in one direction x. The buttons A and A are used to adjust the optimal

y ζy ζ

sehen Systems AS zum Nachweis der Ausrichtung in einer Richtung y bzw. in einer Richtung z. Die Beseitigung des optischen Systems bei einem Nachweis der Ausrichtung in einer Richtung χ erfolgt mit einer zugeordneten Bewegung mit der Schalteinrichtung S. Die Einrichtung T₀ dient zur Einstellung der Belichtungszeit, während ein Drehtisch T_ vorgesehen ist, an dem drei Stationen für das ·see Systems AS for the detection of the alignment in a direction y or in a direction z. The elimination of the optical system when the alignment in one direction χ is detected takes place with an assigned movement with the switching device S. The device T ₀ is used to set the exposure time, while a turntable T_ is provided on which three stations for the ·

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ORfGJMAL INSPECTEDORfGJMAL INSPECTED

strahlungsempfindliche Material W vorgesehen sind. Wenn das Material W auf dem Drehtisch T-, in die entsprechende Lage unter dem optischen System für die Projektion gebracht wird, ist die Lage des Materials W während der Projektion durch Einrichtungen einjustiert, die pneumatisch oder hydraulisch betätigt sein können, um eine genaue Anordnung des strahlungsempfindlichen Materials zu gewährleisten. Eine entsprechende Einrichtung zur genauen Anordnung der Maske ist ebenfalls vorgesehen.radiation-sensitive material W are provided. When the material W is on the turntable T-, in the appropriate location below is brought to the optical system for projection is the location of the material W during projection by facilities adjusted, which can be actuated pneumatically or hydraulically, in order to ensure a precise arrangement of the radiation-sensitive Material. A corresponding device for the precise arrangement of the mask is also provided.

Die in Fig. 11 dargestellte Einrichtung betrifft die Anordnung für das strahlungsempfindliche Material bzw. die Maske. The device shown in FIG. 11 relates to the arrangement for the radiation-sensitive material or the mask.

Im folgenden soll ein Verfahren beschrieben werden, mit dem Nachteile vermieden werden können, die sich hinsichtlich einer langen Arbeitszeit, Beschädigungen und Abweichungen beim Anordnen der Masken, durch Druckausübung oder dadurch ergeben könnten, daß Fehleinstellungen durch den Operateur erfolgen, die sich in der Qualität des Produkts auswirken.In the following, a method is to be described with which the disadvantages that arise with regard to a long working hours, damage and deviations in the arrangement of the masks, due to the application of pressure or as a result, that incorrect settings are made by the surgeon, which affect the quality of the product.

Fig. 11 zeigt eine Einrichtung zur Anordnung eines Plättchens V/, bei dem die erwähnten Nachteile nicht genannt sind, und wobei insbesondere Abweichungen der Lage der Maske zu dem Plättchens aufgrund eines Verklemmens oder einer direkten Berührung nicht auftreten. An dem Plättchen sind Aussparungen vorgesehen, um dieses genau anordnen zu können. Bezugsglieder wie Stifte greifen an diesen Aussparungen an, die rechtwinkelig zu dem Träger angeordnet sind.Fig. 11 shows a device for arranging a plate V /, in which the disadvantages mentioned are not mentioned, and in particular deviations in the position of the mask in relation to the plate due to jamming or direct contact do not occur. Recesses are provided on the plate so that it can be arranged precisely. References like pens attack these recesses, which are arranged at right angles to the carrier.

An beiden Seiten des Umfangs des Plättchens W sind in Fig. 11 V-förmige Aussparungen 102a und 102b ausgebildet. Ferner sind Stifte 104a und 104b vorgesehen, welche an diesen Aussparungen angreifen und an dem Träger 103 angeordnet sind. Einer der Stifte 104a ist an dem Träger befestigt, während der andere Stift 104b in der Richtung des Radius des PlÄttchens W beweglich ist, wodurch die Beweglichkeit des Plättchens W in einer Richtung begrenzt ist, wo der Stift in Berührung mit der Aussparung 102b gelangt. Wenn das Plättchen W angeordnet werden soll, wird in diesem Fall die erste Aussparung 102a des Plättchens W in EingriffV-shaped recesses 102a and 102b are formed on both sides of the periphery of the plate W in FIG. 11. Furthermore, pins 104a and 104b are provided which engage these recesses and are arranged on the carrier 103. One of the pins 104a is fixed to the carrier, while the other pin 104b is movable in the direction of the radius of the chip W, thereby limiting the mobility of the chip W in a direction where the pin comes into contact with the recess 102b. In this case, when the wafer W is to be placed, the first recess 102a of the wafer W is engaged

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-limit dem Stift lO4a gebracht, während der Stift 104b von der geeigneten Eingriffsiage mit der Aussparung 102b verstellt wird, wodurch der Stift 104b verriegelt wird, indem der Stift 104b in Eingriff mit der Aussparung 102a gebracht wird.-limit brought the pin lO4a, while the pin 104b of the appropriate engagement position with the recess 102b is adjusted, whereby the pin 104b is locked by the pin 104b is brought into engagement with the recess 102a.

Fig. ila zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, wobei rechtwinklig angeordnete Aussparungen 105a und 105b vorgesehen sind, von denen eine Seite 105a' und 105b¹ zueinander parallel verläuft, und die an beiden Seiten des Plättchens W angeordnet sind, während die anderen Seiten 105a" und 105b" der Aussparungen 105a und 105b als Anschläge dienen, welche an den Seiten der Stifte 106a und 106b angreifen, die an dem Träger 103 vorgesehen sind.Fig. Ila shows another embodiment, where at right angles arranged recesses 105a and 105b are provided, of which one side 105a 'and 105b ¹ runs parallel to each other, and which are arranged on both sides of the plate W, while the other sides 105a''and 105b "of the recesses 105a and 105b serve as stops which engage the sides of the pins 106a and 106b that are provided on the carrier 103.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Plättchen in einer solchen Weise gehaltert, daß die parallelen Seiten 105a' und 105b¹ der Aussparungen 105a und 105b entlang den Stiften 106a bzw. 106b gleiten, so daß das Plättchen W in einer Lage gehaltert wird, wobei die anderen Seiten 105a" und 105b" an den Stiften 106a und 106b angreifen.In this embodiment, the wafer is supported in such a manner that the parallel sides 105a 'and 105b ^{1 of} the recesses 105a and 105b slide along the pins 106a and 106b, respectively, so that the wafer W is supported in one position with the other sides 105a "and 105b" engage pins 106a and 106b.

Fig. 11b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei eine Aussparung OF mit ebenen Oberflächen an einem Teil des äußeren Umfangs des Plättchens W und zwei getrennte Stifte 9a, 9b vorgesehen sind, die mit ihren Seiten an der Aussparung OF angreifen und an dem Träger C vorgesehen sind. Ein weiterer Stift ist an dem Träger'C vorgesehen, so daß der Stift 9 in Berührung mit dem Plättchen W an einen solchen Teil des Plättchens gelangt, der außerhalb dieser Aussparung liegt. Dabei wird die Aussparung OF des Plättchens W zuerst in Berührung mit den Stiften 9a und 9b gebracht, wonach das Plättchen W in einer Richtung Q durch die in Fig. 13 dargestellte Anordnungseinrichtung geschoben wird. In diesem Falle ist die genaue Einstellung sehr einfach möglich, weil das Plättchen W durch drei Stifte gehaltert wird.Fig. 11b shows a further embodiment, wherein a recess OF with flat surfaces on a part of the outer Perimeter of the plate W and two separate pins 9a, 9b provided which engage with their sides on the recess OF and are provided on the carrier C. Another pen is provided on the carrier'C so that the pin 9 is in contact with the plate W arrives at such a part of the plate which is outside this recess. The recess OF of the wafer W first brought into contact with the pins 9a and 9b, after which the wafer W in a direction Q through the arrangement device shown in Fig. 13 is pushed. In this case, the exact setting is very easy because the plate W is supported by three pins.

Der Drehtisch T-, in Fig. 12 und Fig. 12a ist um eine Welle drehbar angeordnet. Die Station S™ betrifft den Halter C des Plättchens. Drei Halter C sind an dem Drehtisch vorgesehen. Jedes der drei Plättchen W wird durch den Halter C in der in Fig. 11bThe turntable T-, in Fig. 12 and Fig. 12a, is around a shaft rotatably arranged. The station S ™ relates to the holder C des Plate. Three holders C are provided on the turntable. Each of the three wafers W is by the holder C in Fig. 11b

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dargestellten Weise gehaltert, wobei eine genaue Einstelleinrichtung vorgesehen ist, die hydraulisch oder pneumatisch betätigbar ist, wie in Fig. 13. dargestellt ist. Ein Fluidverteiler DF hat drei Eingänge und drei Gatter G zur Weiterleitung von drei Signalen. Eine Leitung HO ist mit jeder Seite der drei Gatter an einem Ende sowie mit einem der drei Einstelleinrichtungen mit dem Träger C verbunden. Durch Drehung des Drehtische wird jedes der angeschlossenen Gatter des Fluidverteilers DF zu einem der drei Gatter umgeschaltet, welche die drei Signale führen, oder zu den abgeschalteten Gattern, welche keines der Signale führen, weil die Einrichtung in der oben erwähnten Weise aufgebaut ist. Die zweite Lage ST-2 der Stationen findet zur Belichtung des Plättchens Verwendung, während die erste zum Einlegen des Plättchens und die dritte zum Entfernen des Plättchens dient. Die Anordnungseinrichtung 8, 8a und 8b dient zur Voreinstellung des Plättchens, wie in Verbindung mit Fig. 13 beschrieben wird.supported manner shown, with a precise adjustment device is provided, which can be actuated hydraulically or pneumatically, as shown in FIG. 13. A fluid distributor DF has three inputs and three gates G for forwarding three signals. A line HO is on with each side of the three gates one end as well as one of the three adjustment devices connected to the carrier C. By rotating the turntable, each the connected gates of the fluid distributor DF switched to one of the three gates which carry the three signals, or to the switched off gates which do not carry any of the signals because the device is constructed in the manner mentioned above. The second layer ST-2 of the stations is used to expose the wafer, while the first is used to insert the wafer and the third is used to remove the wafer. The arrangement device 8, 8a and 8b is used to preset the Plate, as described in connection with FIG.

Fig. 13 zeigt die Einzelheiten der Anordnungseinrichtung für das strahlungsempfindliche Material.Fig. 13 shows the details of the arrangement means for the radiation-sensitive material.

Diese Einrichtung weist einen Zylinder 4, einen Kolbenkopf 5, einen Spannkopf C für das Plättchen, eine Schraubenfeder 7, Stifte 8, 8a und 8b, die zur Voreinstellung dienen* Einstellstifte 9, 9a und 9b, einen Gummiring 10, eine Scheibe 11, eine Vakuumleitung 12 zu der Scheibe und eine Vakuumleitung 13 zu dem Spannkopf C auf. Der Einlaß 13 ist mit der flexiblen Leitung HO verbunden.This device has a cylinder 4, a piston head 5, a clamping head C for the plate, a helical spring 7, pins 8, 8a and 8b, which are used for presetting * adjustment pins 9, 9a and 9b, a rubber ring 10, a disk 11, a vacuum line 12 to the disk and a vacuum line 13 to it the clamping head C. The inlet 13 is connected to the flexible line HO.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der Einrichtung zur Anordnung des Plättchens näher erläutert werden.The following is the mode of operation of the device for the arrangement of the plate are explained in more detail.

Zuerst wird das Plättchen W an der Station ST-I in Berührung mit den Stiften 8, 8a und 8b und auf den Spannkopf C gebracht, und nach einer stufenweisen Drehung des Drehtisches T_ durch Betätigung des Schalters B-I wird das Plättchen W durch das Vakuum an den Spannkopf C angesaugt. Der Kolbenkopf 5 des Druckluftzylinders 4 steigt automatisch in die Richtung von Z¹ in Berührung mit der Unterseite a des Spannkopfs C, wodurch der Spannköpf cFirst, the wafer W is brought into contact with the pins 8, 8a and 8b and onto the clamping head C at the station ST-I, and after a step-by-step rotation of the turntable T_ by actuating the switch BI, the wafer W is applied by the vacuum to the Clamping head C sucked in. The piston head 5 of the compressed air cylinder 4 automatically rises in the direction of Z ¹ in contact with the underside a of the clamping head C, whereby the clamping head c

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hochgedrückt wird. Dann wird der Kolbenkopf 5 in einer solchen Lage angehalten, daß der Zwischenraum zwischen der Oberseite des Plättchens W und der Unterseite b der Scheibe 11 0,3 bis 0,5 mm beträgt. Während des erwähnten Anhebens werden die Stifte 8, 8a und 8b durch die Stifte 9, 9a und 9b herabgedrückt, so daß der Gummiring 10 in eine enge Berührung mit der Unterseite b der Scheibe 11 gelangt. Wenn der Kolben angehalten wird, wird Druckluft aus dem Gummiring abgeleitet und die Oberseite des Plättchens und die Unterseite b der Scheibe 11 gelangen in Berührung. Gleichzeitig drückt ein Hebel 14 die Umfangsflache c des Spannkopfs C in Richtung eines Pfeils Q durch die Wirkung der Druckluft, und die Seitenfläche d des Plättchens gelangt in Berührung mit Seiten der Stifte 9, 9a und 9b, wodurch das Plättchen gehaltert wird. In diesem Zustand erfolgt nach der Beobachtung und der Einjustierung die Belichtung, wonach das Vakuum an dem Spannkopf^ und der Scheibe 11 beseitigt wird und der Spannkopf C in seine Ausgangstage durch die Rückholkraft der Feder 7 gelangt. Der Drehtisch T wird dann in die Entladelage verdreht.is pushed up. Then the piston head 5 is in such a Position stopped that the gap between the top of the plate W and the bottom b of the disk 11 is 0.3 to 0.5 mm amounts to. During the above-mentioned lifting, the pins 8, 8a and 8b are pressed down by the pins 9, 9a and 9b, so that the Rubber ring 10 comes into close contact with the underside b of the disk 11. When the piston is stopped, there is compressed air derived from the rubber ring and the top of the plate and the bottom b of the disc 11 come into contact. Simultaneously a lever 14 presses the circumferential surface c of the clamping head C. in the direction of an arrow Q by the action of the compressed air, and the side surface d of the chip comes into contact with sides of pins 9, 9a and 9b, whereby the plate is held. In this state, the observation and adjustment takes place the exposure, after which the vacuum on the clamping head ^ and the Disk 11 is eliminated and the clamping head C in its starting days reached by the return force of the spring 7. The turntable T is then rotated into the unloading position.

Da das Plättchen W an der Oberfläche des Spannkopfs 11, der sehr eben ist, durch die Einrichtung angedrückt wird bzw. daran anhaftet, kann die ebene Oberfläche des Plättchens W einjustiert werden. Da kein überschüssiges Gewicht des Plättchens W auf die Oberfläche des Spannkopfs, der sehr eben ausgebildet ist, ausgeübt wird, dient die Oberfläche des Spannkopfs in wirksamer Weise als Bezugsfläche. Wenn der Spannkopf C an die Oberfläche der Scheibe 11 angesaugt wird, ist diese nur mit der nach unten gerichteten Belastung aufgrund der Schwerkraft des Plättchens und des Spannkopfs belastet, so daß keine vertikale Abweichung der Oberfläche b aufgrund der Einstellung odes des Spiels des Anordnungsmechanismus vorhanden ist. Ferner haftet die Plättchenoberfläche immer eng an der Scheibenoberfläche b an, nämlich auf der Bildebene, selbst wenn die oberen und unteren Oberflächen des Plättchens nicht parallel zueinander sind. Dadurch ergibt sich eine sehr gute Genauigkeit.Since the plate W is pressed or adhered to the surface of the clamping head 11, which is very flat, by the device, the flat surface of the plate W can be adjusted. Since no excessive weight of the chip W is exerted on the surface of the chuck, which is made very flat, the surface of the chuck effectively serves as a reference surface. When the chuck head C is sucked to the surface of the disk 11, it is only loaded with the downward load due to the force of gravity of the plate and the chuck, so that there is no vertical deviation of the surface b due to the adjustment or play of the arrangement mechanism . Further, the plate surface always adheres closely to the disk surface b, namely, on the image plane, even if the upper and lower surfaces of the plate are not parallel to each other. This results in a very good accuracy.

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Fig. 14 zeigt den Hauptteil des Anordnungsmechanismus und Fig. 14a einen Querschnitt. Fig. 15 und Fig. 15a zeigen abgewandelte Ausführungsbeispiele dieser Einrichtung. Die Mechanismen sind so ausgebildet, daß ein beweglicher Tisch 212 auf einem Träger 211 verschiebbar angeordnet ist. Ein Magnet 213 ist entweder in dem Träger oder an dem Tisch 212 im Bereich der Gleitfläche angeordnet, so daß der bewegliche Tisch 212 in enger Berührung mit dem Träger 211 gehalten wird. Es sind Zuführglieder und 215 für die Richtung X, Y des Tischs 212 vorgesehen, sowie elastische Glieder 220, 221, um den Tisch 212 in der Richtung seiner Bewegung zu begrenzen, in welcher der Tisch mit jedem Führungsglied 214, 215 in Berührung steht, um eine Bewegung Ir der vertikalen Richtung zu der Gleitfläche zu ermöglichen.Fig. 14 shows the main part of the arranging mechanism, and Fig. 14a is a cross section. FIGS. 15 and 15a show modified exemplary embodiments of this device. The mechanisms are designed such that a movable table 212 is slidably disposed on a carrier 211. A magnet 213 is arranged either in the carrier or on the table 212 in the region of the sliding surface, so that the movable table 212 is kept in close contact with the carrier 211. There are feed members 15 and 215 for the X, Y direction of the table 212, and elastic members 220, 221 to limit the table 212 in the direction of its movement in which the table is in contact with each guide member 214, 215 to to allow movement Ir in the vertical direction to the sliding surface.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel in den Fig. 14 und 14a ist der Tisch 2L2 gleitend auf der Oberseite des Trägers 211 angeordnet. Der Magnet 213 ist in der Gleitfläche des Tischs 212 vorgesehen, so daß der Tisch 212 in enger Berührung mit dem Träger 211 gehalten wird. Die Führungsglieder 214, 215 haben Gleitflächen, die zueinander rechtwinklig verlaufen. Sie stehen an den angrenzenden beiden Seiten des Tischs 212 in gleitender Berührung. Glieder 216, 217 sind zur beweglichen Führung der Führungsglieder 214, 215 vorgesehen. Mikrometerköpfe 218, 219 sind zum Vorschub des Tischs 212 in Richtung X, Y für die Bewegung der Glieder 214, 215 vorgesehen. Durch Federn vorgespannte Stifte 222, 223 sind an den Seiten gegenüberliegend den Seiten angeordnet, an welchen die Mikrometerköpfe 218, 219 befestigt sind, um die Bewegung des Tischs 212 zu begrenzen, zu dem eine Energiezufuhr durch die Federn 220, 221 an der Seite der Mikrometerköpfe 218, 219 erfolgt.In the first embodiment in FIGS. 14 and 14a the table 2L2 is slidably disposed on the top of the bracket 211. The magnet 213 is provided in the sliding surface of the table 212, so that the table 212 is kept in close contact with the bracket 211. The guide links 214, 215 have sliding surfaces, which run at right angles to each other. They are in sliding contact on the adjacent two sides of the table 212. Members 216, 217 are provided for movably guiding the guide members 214, 215. Micrometer heads 218, 219 are provided for advancing the table 212 in the X, Y directions for the movement of the links 214, 215. Pins preloaded by springs 222, 223 are arranged on the sides opposite to the sides to which the micrometer heads 218, 219 are attached to To limit the movement of the table 212, which is energized by the springs 220, 221 on the side of the micrometer heads 218, 219 takes place.

Die Führungen 224 und 225 dienen zur gleitenden FührungThe guides 224 and 225 are used for sliding guidance

der erwähnten Stifte 222 und 223. Die Knöpfe W und W dienenof the aforementioned pins 222 and 223. Buttons W and W serve

χ yχ y

zu der erwähnten genauen Einstellung.to the exact setting mentioned.

Die Fig. 15 und 15a zeigen ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel entsprechend den Fig. 14 und 14a. Die gleichen Komponenten FIGS. 15 and 15a show a modified embodiment according to FIGS. 14 and 14a. The same components

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sind deshalb mit den gleichen Bezugszeichen.'versehen und dienen dem gleichen Zweck. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen besteht darin, daß die Mikrometerköpfe 218, auf einer geraden Linie bei dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet sind, während sie sich rechtwinklig bei dem letzteren Ausführungsbeispiel kreuzen. Ferner sind die Federn 220, 221 als Blattfedern beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet, während sie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel Schraubenfedern sind. Ein Zwischenglied 219' ist nur bei dem ersten Ausführungsbeispiel erforderlich.are therefore provided with the same reference numbers and are used the same purpose. The difference between the two exemplary embodiments is that the micrometer heads 218, are arranged on a straight line in the first embodiment, while they are perpendicular in the latter embodiment cross. Furthermore, the springs 220, 221 are designed as leaf springs in the first embodiment, while they are coil springs in the second embodiment. An intermediate member 219 'is only in the first embodiment necessary.

Da dieser genau arbeitende Anordnungsmechanismus in der oben beschriebenen Weise ausgebildet ist, wird beim Drehen des Knopfs W des Mikrometerkopfs 218 zum Verstellen des Tds^hs 212 in der Richtung X das Führungsglied 215 vorgeschoben, so daß der Tisch 212 gegen den vorgespannten Stift 222 gedrückt wird. Deshalb führt der bewegliche Tisch 212 eine genaue Gleitbewegung in einem Zustand durch, bei dem er zwischen dem Führungsglied und dem vorgespannten Stift 223 gehalten wird. In diesem Fall erfolgt keine Bewegung in Richtung Y, weil eine Begrenzung durch das Führungsglied 214 erfolgt.Since this precise arrangement mechanism is designed in the manner described above, when rotating the Knob W of the micrometer head 218 for adjusting the Tds ^ hs 212 the guide member 215 is advanced in the direction X, so that the table 212 is pressed against the biased pin 222. That's why the movable table 212 performs an accurate sliding movement in a state of being between the guide member and the biased pin 223 is held. In this case it takes place no movement in the Y direction because a limitation is made by the guide member 214.

Andererseits wird mit dem Drehen des Knopfs W des Mikrometerkopfs 219 zur Bewegung des Tischs 212 in der Richtung Y das Führungsglied 214'verschoben, so daß der Tisch 212 gegen den vorgespannten Stift 223 gedrückt wird. Deshalb führt der bewegliche Tisch 212 eine genaue Gleitbewegung durch, wobei er zwischen dem Führungsglied und dem vorgespannten Stift 224 gehaltert wird. In diesem Falle erfolgt keine Bewegung in Richtung X, weil eine Begrenzung durch das Führungsglied 215 erfolgt.On the other hand, as the knob W of the micrometer head is turned 219 to move the table 212 in the direction Y, the guide member 214 'shifted so that the table 212 against the biased pin 223 is pressed. Therefore, the movable table 212 performs an accurate sliding movement while being between the guide member and the biased pin 224 is supported. In this case there is no movement in direction X because a Limitation by the guide member 215 takes place.

Wie oben erläutert wurde, wird die genaue Arbeitsweise der Einrichtung durch Drehung des Mikrometerkopfs W_Ä (Fig. 10) bewirkt. Da der bewegliche Tisch 212 und der Träger 211 durch den Magnet "L _.· in enger Berührung gehalten werden, ist die ebene Anordnung ein' ?lättchens oder einer Maske auf dem Tisch 212 einfach dadurch gewährleistet, daß eine parallele Relativlage zwischen dem Tisch 212 und dem Träger 211 gesichert ist.As explained above, the precise operation of the device is effected by rotating the micrometer head _WA (FIG. 10). Since the movable table 212 and the carrier 211 are held in close contact by the magnet "L." and the carrier 211 is secured.

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Da ferner die Genauigkeit der rechtwinkeligen Anordnung zwischen den Gleitflächen jedes Führungsglieds für den beweglichen Tisch 212 genau gesteuert wird, ist die Genauigkeit des rechten Winkels zum Verschieben des Tischs in den Richtungen X und Y auch genau bestimmt, so daß die gesamte Anordnung sehr genau arbeitet.Furthermore, since the accuracy of the perpendicular arrangement between the sliding surfaces of each guide member for the movable Table 212 is precisely controlled, the accuracy of the right angle for moving the table in the X and Y directions is also precisely determined, so that the entire arrangement works very precisely.

Fig. 16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Projektionseinrichtung gemäß der Erfindung. Das Beleuchtungssystem L für die Projektion und den Nachweis der Ausrichtung enthält eine Hochdruck-Quecksilberlampe L- mit 500 W Leistung, einen verspiegelten Kondensor L„ und ein erstes optisches Kondensorsystem L, Die erste Linsengruppe L_, in dem ersten Kondensorsystem L_ besteht aus Quarz. Wegen der sehr guten Temperaturbeständigkeit kann eine Anordnung nahe der Lichtquelle L₁ erfolgen, weshalb eine kompakte Ausbildung möglich ist, was bei der Herstellung sehr zweckmäßig ist. Ferner ist ein Wärmefilter L_₂/ ein Umlenkspiegel M und ein zweites Kondensorsystem L¹ vorgesehen. Ein Filter F mit einer scharfen Absorptionskante ist innerhalb des zweiten Systems L¹ angeordnet. Der Filter F läßt sowohl g-Strahlung als auch e-Strahlung von der Quecksilberlampe L. durch. Der Filter L₄₂ ist geeignet entsprechend der Absorptionskante des Filters F ausgewählt. Dieser Filter F ist verhältnismäßig weit entfernt von der Lichtquelle L, angeordnet, um den Temperatureinfluß usw. auf die Verteilung der Durchlässigkeit zu veningern. Da der Filter F in einer horizontalen Lage angeordnet ist, erfolgt keine nachteilige Beeinflussung durch Konvektion. Eine Einrichtung IE dient zum Ausgleich der Verteilung der Beleuchtung und besteht aus einem ND-Filter LE, mit ebenen und konvexen Oberflächen, sowie einem transparenten Körper LE_ mit konkaven und ebenen Oberflächen. Ein Filter S mit einer scharfen Absorptionskante findet als Schalteinrichtung Verwendung und dient zur Weiterleitung von e-Strahlung zum Nachweis der Ausrichtung, während g-Strahlung für die Projektion ausgefiltert wird. Der Filter Y^ ist dem Filter S angepaßt. Eine Projektionslinse P hat eine Brennweite von 170 mm und eine Lichtstärke von 1,8. Eine derartige Linse16 shows a further exemplary embodiment of a projection device according to the invention. The lighting system L for the projection and the detection of the alignment contains a high-pressure mercury lamp L- with 500 W power, a mirrored condenser L "and a first optical condenser system L, The first lens group L_, in the first condenser system L_ consists of quartz. Because of the very good temperature resistance, it can be arranged close to the light source L ₁ , which is why a compact design is possible, which is very useful in production. A heat filter L_ ₂ / a deflecting mirror M and a second condenser system L ^{1 are also} provided. A filter F with a sharp absorption edge is arranged within the second system L ¹ . The filter F transmits both g-radiation and e-radiation from the mercury lamp L. The filter L ₄₂ is appropriately selected according to the absorption edge of the filter F. This filter F is arranged relatively far away from the light source L, in order to reduce the influence of temperature etc. on the distribution of the transmittance. Since the filter F is arranged in a horizontal position, there is no adverse influence from convection. A device IE is used to compensate for the distribution of the lighting and consists of an ND filter LE, with flat and convex surfaces, and a transparent body LE_ with concave and flat surfaces. A filter S with a sharp absorption edge is used as a switching device and is used to pass e-radiation to the detection of the alignment, while g-radiation is filtered out for the projection. The filter Y ^ is matched to the filter S. A projection lens P has a focal length of 170 mm and a light intensity of 1.8. Such a lens

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(vgl. japanische Patentanmeldung No. 68 240) ist als ProjektLonslinse P geeignet. Die Maske PM liegt in der Objektebene. Die öbjektebene und die Bildebene können in diesem Fall so vorgesehen sein, daß sie für eine g-Strahlung bei der Maskenprojektion geeignet sind. Dies ist deshalb der Fall, weil das Plättchen für g-Strahlung empfindlich ist, wenn der Filter S als Umschalteinrichtung in dem optischen Weg vorgesehen ist, wobei jeder Strahlenteiler BS₂ und die kompensierende Einrichtung BS, in dem optischen Weg in einer zugeordneten Beziehung angeordnet wird, um eine Nachweiseinrichtung für die Ausrichtung zu bilden. In diesem Falle kann die Anordnung des Plättchens durch Verwendung eines Strahls erfolgen, welcher außerhalb des Hauptstrahlengangs von dem Strahlenteiler BS₂ reflektiert wird, während es möglich ist, die Belichtungszeit des Plättchens zu messen und die Ergebnisse dieser Messung zu speichern, um die Belichtungszeit während der Projektion zu steuern, indem der aus dem optischen Strahlengang von der kompensierenden Einrichtung BS, reflektierte Strahl ausgenutzt wird. Wenn in diesem Fall der als Verschluß wirkende Filter S klein ausgeführt ist, ist es einfach, diesen von außen in den optischen Strahlengang einzuführen. Während es zweckmäßig ist, die Schalteinrichtung S in den Strahlengang mit einer der Bewegung der Einrichtungen BS und BS_ zugeordneten Bewegung in(See Japanese Patent Application No. 68240) is suitable as the Project Lons lens P. The mask PM lies in the object plane. The object plane and the image plane can in this case be provided in such a way that they are suitable for g-radiation during mask projection. This is because the plate is sensitive to g-radiation if the filter S is provided as a switching _{device in the optical path, each beam splitter BS 2} and the compensating device BS being arranged in the optical path in an associated relationship to form an alignment detection device. In this case, the arrangement of the plate can be done by using a beam which is _{reflected outside the main beam path by the beam splitter BS 2} , while it is possible to measure the exposure time of the plate and to store the results of this measurement in order to determine the exposure time during the To control projection by utilizing the beam reflected from the optical beam path by the compensating device BS. If, in this case, the filter S acting as a shutter is made small, it is easy to introduce it into the optical beam path from the outside. While it is expedient to move the switching device S into the beam path with a movement associated with the movement of the devices BS and BS_

ι *
den Strahlengang zu bringen, wird nur die Schalteinrichtung S, die aus dem Strahlengang gebracht wird, in den Strahlengang durch einen Elektromagnet oder dergleichen für eine Belichtungssteuerung geführt, ohne irgendeine Zuordnung zu BS,, BS₃, wenn BS^ und BS₂ aus dem Strahlengang herausbewegt werden.ι *
To bring the beam path, only the switching device S, which is brought out of the beam path, is guided into the beam path by an electromagnet or the like for exposure control, without any assignment to BS ₁ , BS 3, if BS 1 and BS _{2 are} out of the beam path be moved out.

Da der Filter S nahe dem ersten Bildpunkt der Lichtquelle L, des Beleuchtungsstrahls angeordnet ist, und weil die Lichtquelle L₁ ale punktförmige Lichtquelle anzusehen ist, kann der Filter S klein sein. Da IP ein Punkt an einer Stelle in einer konjugierten Beziehung zu dem zweiten Kondensorsystem L¹ der Maske PM ist und zwischen der Lichtquelle L^ und dem Filter S angeordnet ist, kann •in Ausgleich der Intensität des Beleuchtungsstrahle von der Lichtquelle in einfacher Weise erfolgen.Since the filter S near the first image point of the light source L of the illumination beam is located, and because the light source L is considered ₁ ale point light source, the filter S may be small. Since IP is a point at a position in a conjugate relationship with the second condenser system L ^{1 of} the mask PM and is located between the light source L ^ and the filter S, compensating for the intensity of the illuminating rays from the light source can easily be done.

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Die Abbildungsebene wird im allgemeinen in einer größeren Entfernung durch BS, und BS_? vorgesehen. Während der Beleuchtung für den Nachweis der Ausrichtung ist es möglich, die Einrichtung derart auszubilden, daß die Abbildungsebene für die Maskenprojektion während der Beleuchtung für die Projektion nicht von der Ebene für den Nachweis der Ausrichtung abgelenkt ist, wenn die Änderung der Wellenlänge des beleuchtenden Strahls erfolgt, wodurch die Lage der Nachweismarkierungen beetimmt und die Kompensation der Aberration des abbildenden optischen Systems P für jede Wellenlängebenutzter Strahlen optimal gemacht wird.The mapping plane is generally indicated at a greater distance by BS, and BS _? intended. During the illumination for the detection of the alignment, it is possible to design the device in such a way that the imaging plane for the mask projection during the illumination for the projection is not deflected from the plane for the detection of the alignment when the change in the wavelength of the illuminating beam occurs , thereby determining the location of the detection marks and making the compensation of the aberration of the imaging optical system P optimal for each wavelength of used rays.

Fig. 17 zeigt eine andere Ausführungsform der Beleuchtungs-Ausgleichseinrichtung. Wenn die Beleuchtungsverteilung des Systems ohne die Beleuchtungs-Ausgleichseinrichtung gemessen wird, um die Absorption zu bestimmen, die zum Ausgleich der Beleuchtungsverteilung des Systems mit der Ausgleichseinrichtung erforderlich ist, sollte die benötiyte Ausgleichseinrichtung eine stärkere Absorption in der Nähe der optischen Achse aufweisen, aber eine geringere Absorption entlang dem Umfangsteil der Maske.Fig. 17 shows another embodiment of the lighting compensator. If the lighting distribution of the system is measured without the lighting compensator to reduce the Determine the absorption required to balance the lighting distribution of the system with the balancing device, the required compensation device should have a stronger absorption near the optical axis, but less absorption along the peripheral part of the mask.

Die Einrichtung IE in Fig. 16 dient zu diesem Zweck. Entsprechende Effekte werden durch die Einrichtung IE in Fig. 17 erzielt, indem diese im wesentlichen um die optische Achse mit konstanter Drehzahl gedreht wird. Diese Einrichtung besteht aus einer dünnen Glasplatte IE , die beispielsweise mit einem ND-Filter IE- überzogen ist, welcher die dargestellte zur Achse symmetrische Form aufweist.The device IE in Fig. 16 is used for this purpose. Appropriate Effects are achieved by means of the device IE in FIG constant speed is rotated. This device consists of a thin glass plate IE, for example with an ND filter IE- is coated, which is the one shown symmetrical to the axis Has shape.

Die Beleuchtungsverteilung des Systems sollte um nicht mehr als 5 %, vorzugsweise um nicht mehr als 2,5 % abweichen. Eine zu große Abweichung erniedrigt das Auflösungsvermögen des Systems. Die Erfindung ermöglicht, sowohl einen Ausgleich der Beleuchtungsstärke als auch eine volle Ausnutzung der Beleuchtungsintensität in der Bildebene.The lighting distribution of the system should not deviate by more than 5%, preferably by no more than 2.5 %. Too great a deviation lowers the resolving power of the system. The invention enables both a compensation of the illuminance and a full utilization of the illuminance in the image plane.

PatentansprücheClaims

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Claims

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February 25, 1970 E / St My file: C-2559

Claims

Photo mask projection device, marked net by a lighting device for the mask projection and for the detection of the alignment, by an imaging system with a mask carrier, by an imaging lens and a carrier for the radiation-sensitive material, the illumination device and the imaging system being essentially coaxial with one another are arranged, by a arranged in the beam path of the lighting system switching device to between the mask projection and the detection of the alignment can be switched by a beam splitter on the side of the carrier of the radiation-sensitive material for the detection of the alignment, and by a compensation device for compensation the beam shift due to the beam splitter.

2. Device according to claim i, characterized that the optical axis of the imaging system practically coincides with the vertical direction.

3. Device according to claim 1, characterized that either the carrier of the radiation-sensitive material or the mask carrier has a device for has precise arrangement of the radiation-sensitive material, which can be actuated by a pressure medium-actuated device.

4. Device according to claim 1, characterized in that the lighting device is a lighting compensation device having.

5. Einrichtlang according to claim 1, characterized

zic h η et that the switching device, the beam splitter and the compensation device with an associated movement

009837/1962 _{BAD 0}R_ia,NAL009837/1962 _{BAD 0} R _ia , NAL

in the beam path in predetermined positions in the beam path for proof of alignment.

6. Device according to one of the preceding claims, g e k e η η characterized by an illumination system for the detection of the alignment, by an imaging system with a mask carrier, through an imaging lens and a support for the radiation-sensitive material, through two beam splitters on the side of the material carrier to verify the alignment, and by a compensation device to compensate for the beam displacement due to the beam splitter.

7. Device according to claim 6, characterized by a binocular microscope with a field splitter with a triangular shape Cross-section which can be rotated around the inner center for observation of the entire field.

8. Device according to claim 6, characterized that the two beam splitters and the compensation device have a thickness of less than 25/4.

9. Device according to claim 6, characterized that the two beamsplitters are circular disks.

). Device according to Claim 6, characterized in that the angle between the lower sides of the two beam splitters and a plane which includes the optical axis is practically equal to the angle between the upper side of the compensation device and this plane.

.1. Device according to one of the preceding claims , g β ke ri η is characterized by an illumination system for a mask projection and for the detection of the alignment

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Imaging system with a mask carrier, through an imaging lens and a material carrier, the illumination system being a Light source, a first condenser system and a second condenser system, so that the first image of the light source in focuses a layer between the first and second condenser systems is that the second image of the light source into the imaging lens is focused, and that an imaginary point with conjugate relationship of a mask on the mask support to the second condenser system is provided between the light source and the first image.

12. Device according to claim 11, characterized by a switching device and a reflective device, both of which are provided near the first figure.

13. Device according to claim 11, characterized by a device for lighting compensation in the vicinity of the Mask.

14. Device according to claim 13, characterized in that the compensating device has a positive Lens is made of homogeneous absorption material.

15. Device according to claim 13, characterized in that that the lighting compensation device is rotatably arranged and transparent and absorbing parts has, and that the absorbent part is formed so that the Rotating the compensation device at a constant speed a uniform lighting distribution can be achieved.

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