DE2050590C2

DE2050590C2 - Projection device

Info

Publication number: DE2050590C2
Application number: DE19702050590
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Phys. Dr. 7030 Böblingen Schedewie
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1970-10-15
Filing date: 1970-10-15
Publication date: 1982-06-16
Also published as: FR2109747A5; GB1315256A; JPS5410826B1; DE2050590A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionseinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a projection device according to the preamble of the main claim.

Bei der Übertragung der Abbildung sehr feiner Strukturen, beispielsweise von Masken bei der Herstellung integrierter Schaltungen auf mit einer Photolackschicht überzogenen Halbleiterplättchen, werden optische Systeme benötigt, die neben einem sehr hohen Auflösungsvermögen noch die Eigenschaft haben, Abbildungen mit vernachiässigbaren Verzerrungen und Abbildungsfehlern zu erzeugen. Darüber hinaus soll das Bildfeld möglichst groß sein, damit die Belichtung der relativ großen Halbleiterplättchen auf einmal erfolgen kann. Mit den ständig kleiner werdenden Abmessungen der einzelnen Elemente der integrierten Schaltungen werden die Anforderungen an die obengenannten Eigenschaften der abbildenden Systeme immer höher, so daß diese Anforderungen mit den zur Verfugung stehenden optischen Hilfsmitteln nicht mehr erfüllt werden können. Es wurden daher schon Verfahren angewendet, bei denen mit sogenannten Schrittschaltkameras jeweils nur ein kleiner Bereich der Vorlage auf die Aufnahmefläche abgebildet und die Gesamtabbildung durch eine Vielzahl von Einzelabbildungen erzeugt wird. Zu diesem Zweck wird die Aufnahmefläche relativ zum abbildenden System und zur Vorlage (Maske) schrittweise bewegt Dieses Verfahren hat eine Reihe von schwerwiegenden Nachteilen. Einmal müssen die einzelnen Schritte der Verschiebung bis auf sehr kleine Toleranzen einander gleich und genauestens auf die Größe der Teilbilder abgestimmt sein. Andererseits ist eine sehr große Anzahl von Einzelbelichtungen erforderlich, da durch eine Einzelbelichtung möglichst jeweils nur ein in sich abgeschlossener und unabhängiger Bereich der gesamten Maske übertragen werden soll. Zieht man weiterhin in Betracht, daß selbst kleinste während einer Belichtung auftretende Schwingungen das Auflösungsvermögen und die Verzerrungsfreiheit einer Abbildung stark beeinträchtigen, so ist leicht einzusehen, daß eine Belichtung erst nach dem Ablauf einer bestimmten für das Abklingen der Schwingungen notwendigen Zeitspanne nach Beendigung eines Bewegungsschrittes erfolgen darf. Bei anderen bekannten Systemen, bei denen die Relativbewegung kontinuierlich erfolgt, wird mit extrem kurzen Lichtblitzen gearbeitet. Trotz der Kürze der zur Verfügung stehenden Lichtblitze darf die Relativbewegung eine bestimmte Geschwindigkeit nicht überschreiten, wenn extrem scharfe Abbildungen erforderlich sind. Das hat zur Folge, daß die Zeiten für die Belichtung eines ganzen Halbleiterplättchens sehr lang werden, was die Anwendbarkeit dieses Verfahrens stark einschränkt. Die große Anzahl von Einzelschritten bzw. Einzelbelichtungen und die relativ langen Zeiten, die zur Durchführung einer Belichtung erforderlich sind, haben zur Folge, daß die Belichtung eines HalbleiterplättchensWhen transferring the image of very fine structures, for example masks during manufacture integrated circuits on semiconductor wafers coated with a photoresist layer become optical Systems are required which, in addition to a very high resolution, also have the property To generate images with negligible distortions and aberrations. In addition, the The image field should be as large as possible so that the relatively large semiconductor wafers are exposed at once can. With the ever smaller dimensions of the individual elements of the integrated circuits the requirements for the above-mentioned properties of the imaging systems are becoming higher and higher, so that these requirements are no longer met with the available optical aids can be. There have therefore already been used methods in which with so-called stepping cameras only a small area of the original is shown on the recording surface and the entire image is generated by a large number of individual images. For this purpose, the receiving area becomes relative Moved gradually to the imaging system and to the template (mask) This process has a series of serious disadvantages. Once you have to move the individual steps down to very small ones Tolerances must be equal to each other and precisely matched to the size of the partial images. On the other hand is a very large number of individual exposures is required, as possible through a single exposure only one self-contained and independent area of the entire mask can be transmitted target. If one also takes into account that even the smallest vibrations occurring during an exposure the resolving power and the freedom from distortion of an image greatly impair it, it is easy to understand that an exposure only after the expiration of a certain for the decay of the vibrations necessary time after completion of a movement step. With other well-known Systems in which the relative movement takes place continuously is provided with extremely short flashes of light worked. Despite the shortness of the available flashes of light, the relative movement is allowed to be Do not exceed a certain speed if extremely sharp images are required. That has As a result, the times for the exposure of an entire semiconductor wafer are very long, which the The applicability of this procedure is severely restricted. The large number of single steps or single exposures and which have relatively long times required to perform an exposure result in the exposure of a semiconductor wafer

von durchschnittlicher Größe Zeiten beansprucht, die in der Größenordnung von Stunden liegen.of average size takes times on the order of hours.

Trotz höchsten konstruktiven Aufwandes bei den mechanischen Mitteln zur schrittweisen Verschiebung der abbildenden Systeme und bei der Ausgestaltung der ■> otpischen Systeme selbst ist es bisher nicht gelungen, Schrittschaltkameras herzustellen, mit denen die Übertragung der Abbildungen von Masken auf die lichtempfindliche Schicht von Halbleiterplättchen mit der erforderlichen Güte in einer wirtschaftlich tragbaren Zeit möglich war. Es wurden daher auch Verfahren erprobt, bei denen die Abbildung einer Maske durch eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden Einzellinsen, sogenannten Fliegenaugenlinsen, durchgeführt wurde. Es hat sich aber gezeigt, daß, insbesondere bei sehr ü feinen Schaltungsstrukturen, die einzelnen Abbildungen nicht mit der erforderlichen Güte hergestellt werden konnten-In spite of the greatest structural effort in terms of mechanical means for gradual shifting the mapping systems and the design of the ■> Otpischen systems itself has so far not succeeded in producing stepping cameras with which the transmission the images of masks on the photosensitive layer of semiconductor wafers with the required quality was possible in an economically viable time. There were therefore also proceedings tested in which the imaging of a mask through a large number of adjacent individual lenses, so-called fly's eye lenses. But it has been shown that, especially with very ü fine circuit structures, the individual images are not produced with the required quality could-

Zur Verbesserung der Abbildungsgüte bei der Photolithographie wurde in der deutschen Offenlegungsschrift 15 22 119 vorgeschlagen, bei einer Belichtungskamera mit Fliegenaugenünse in verschiedenen Belichtungsschritten nur jeweils Abschnitte des gesamten zu übertragenden Musters zu belichten und das gesamte Muster durch Verschiebung der Abbildungsoptik relativ zum Einzelmuster und zur Halbleiterfläche bzw. der Halbleiterfläche relativ zur Abbildungsoptik zu erzeugen. Diese Relativbewegung erfolgt schrittweise, so daß auch hier die oben beschriebenen Nachteile auftreten. Aus der deutschen Patentschrift 12 03 115 ist eine Belichtungsanordnung für Kopiergeräte bekannt, bei der eine Vorlage (z. B. eine Briefseite) abschnittsweise auf eine Aufnahmefläche (Kopierpapier) übertragen wird, wobei Vorlage und Aufnahmefläche ruhen und das aus einer Vielzahl von einzelnen Abbildungselementen bestehende optische System relativ dazu verschoben wird. Durch diese Anordnung soll ein Kopiergerät für großformatige Vorlagen in kompakter Weise aufgebaut werden können. Die Probleme bezüglich Stabilität und Auflösung, die bei der Projektion von Halbleitermasken zu lösen sind, ergeben sich bei derartig großen Vorlagen mit relativ geringen Ansprüchen an die Abbildungsqualität nicht. Besondere Maßnahmen zur Fixierung der relativen Lage von Vorlage und Aufnahmefläche sind daher auch nicht erforderlich.To improve the image quality in photolithography, the German Offenlegungsschrift 15 22 119 proposed for an exposure camera with fly eyes in different exposure steps only sections of the whole to expose the pattern to be transferred and the entire pattern by shifting the imaging optics relative to the individual pattern and to the semiconductor surface or the semiconductor surface relative to the imaging optics produce. This relative movement takes place step by step, so that here too the disadvantages described above appear. An exposure arrangement for copiers is known from German patent specification 12 03 115, in which an original (e.g. a page of a letter) is transferred in sections onto a receiving surface (copy paper) is, with the original and the recording surface resting and that from a large number of individual imaging elements existing optical system is moved relative to it. With this arrangement, a copier for Large format templates can be constructed in a compact manner. The problems related to stability and Resolutions that have to be solved when projecting semiconductor masks result from such large originals with relatively low demands on the image quality. Special measures to fix the relative position of template and receiving surface are therefore also not required.

Die vorliegende Erfindung ste'lt sich daher die Aufgabe, eine Projektionseinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die es ermöglicht, ohne extremen Aufwand für das abbildende System eine Vielzahl identischer Schaltkreistrukturen mit höchster so Auflösung und in kurzen Zeiten auf eine zu belichtende Halbleiterscheibe zu übertragen.The object of the present invention is therefore to provide a projection device of the type mentioned at the beginning specified type, which makes it possible without extreme effort for the imaging system a Large number of identical circuit structures with the highest resolution and in short times to one to be exposed Transfer semiconductor wafer.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch gekennzeichnete Erfindung gelöst; Ausgestaltungen der Erfindung sind in <äen Unteransprüchen gekennzeichnetThis object is achieved by the invention characterized in the main claim; Refinements of the Invention are characterized in the subclaims

Die kontinuierliche Abtastung einer aus vielen identischen Schaltkreisstrukturen bestehenden Maske ermöglicht die hohe Übertragungsgeschwindigkeit bei der Projektion; die Anordnung von Maske und Halbleiterscheibe auf einem gemeinsamen, bezüglich dar Abbildungsoptik beweglichen Träger verhindert sicher gegenseitige Verschiebungen oder Schwingungen von Vorlage und Bild und ermöglicht so die geforderte hohe Auflösung.The continuous scanning of a mask consisting of many identical circuit structures enables the high transmission speed when projecting; the arrangement of the mask and Prevents semiconductor wafer on a common carrier that is movable with respect to the imaging optics safe mutual shifts or oscillations of original and image and thus enables required high resolution.

Eine andere vorteilhafte Ausbildungsform der Erfin- es dung gemäß der Projektionsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Linsen innerhalb des abbildenden Systems eine Aperturblende zur scharfen Begrenzung des jeweils abgebildeten Bereiches angeordnet ist,Another advantageous embodiment of the invention application according to the projection arrangement is characterized in that between the lenses within the imaging system an aperture stop for sharp Delimitation of the respectively depicted area is arranged,

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anschließend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention will then be explained in more detail with reference to the figures. It shows

F i g, I ein besonders übersichtliches Ausführungsbeispiel der Erfindung;F i g, I a particularly clear exemplary embodiment the invention;

F i g. 2 eine schematische Darstellung der Abtastung des gesamten abzubildenden Feldes;F i g. 2 shows a schematic representation of the scanning of the entire field to be imaged;

F i g. 3 und 4 besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.F i g. 3 and 4 particularly advantageous embodiments of the invention.

Die in F i g. 1 dargestellte Anordnung besteht aus einem stationären Ständer 1 und einer in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen χ und y verschiebbaren Halterung (Schlitten) 2. Im stationären Ständer 1 ist eine aus einer Beleuchtungsquelle 3 und einer Kondensorlinse 4 bestehende Beleuchtungsanordnung und ein optisches System 5 angeordnet, das aus Linsen 6, 7,8 und 9 sowie einer Blende 10 besteht Dieses System besteht praktisch aus zwei hintereinander angeordneten Mikroskcpsystemen mit einer gemeinsamen Zwischenbildebene. Die gemeinsame FeIdIi/ ^i, die die Objektive ineinander abbildet, besteht aus zwr: plankonvexen Linsen, zwischen denen eine Aperturblende liegt Der bewegliche Schlitten 2 ist mittels Kugelführungen 11 und 12 in Richtung der Koordinaten χ und y verschiebbar angeordnet Die Verschiebung erfolgt beispielsweise durch nicht dargestellte, elektrisch betätigbare Feintriebe. Im oberen Teil des U-förmig ausgebildeten Schlittens 2 ist eine rahmenförmig ausgebildete Anordnung 13 zur Aufiiahme und Halterung einer Maske 14 vorgesehen. Am unteren Teil des U-förmig ausgebildeten Schlittens 2 liegt ein mit einer zu belichtenden Photolackschicht überzogenes Halbleiterplättchen 15. Die Anordnung ist so getroffen, daß durch das optische System 5 jeweils nur ein Teilbereich der Maske 14 auf einen entsprechenden Teilbereich des Halbleiterplättchens 15 im Maßstab 1 :1 seitenrichtig abgebildet wird.The in F i g. 1 consists of a stationary stand 1 and a holder (carriage) 2 that can be displaced in two mutually perpendicular directions χ and y. which consists of lenses 6, 7, 8 and 9 as well as a diaphragm 10. This system consists practically of two microscope systems arranged one behind the other with a common intermediate image plane. The common FeIdIi / ^ i, depicting the lenses into each other, consists of zwr: plano-convex lenses, between which is an aperture stop, the movable carriage 2 is χ in the direction of the coordinates by means of ball bearings 11 and 12 and y slidably The shift is not made for example by shown, electrically operated fine drives. In the upper part of the U-shaped carriage 2, a frame-shaped arrangement 13 for receiving and holding a mask 14 is provided. On the lower part of the U-shaped slide 2 lies a semiconductor wafer 15 coated with a layer of photoresist to be exposed : 1 is shown the wrong way round.

In Fig.2 stellt der mit einer dicken ausgesogenen Linie umgebene kreisförmige Bereich die Maske 14 bzw. das Halbleiterplättchen 15 dar. Das von der Maske auf das Halbleiterplättchen zu übertragene Gesamtbild wird durch die dünn ausgezogene Linie 16 umrandet Das durch die Blende 10 definierte und durch ein schraffiertes Viereck 17 dargestellte Bildfeld des optischen Systems 5 wird bei unbewegtem Schlitten durch eine einzige Belichtung übertragen. Es ist leicht einzusehen, daß das gesamte zu übertragende Bildfeld durch eine kontinuierliche Bewegung der Mittelachse 19 des optischen Systems 5 entlang der in Fig.2 eingezeichneten Linie 18 durch eine während des gesamten Bewegungsablaufs andauernde Belichtung übertragen werden kann.In Fig.2 represents the with a thick sucked out The circular area surrounded by the line represents the mask 14 or the semiconductor wafer 15. That of the mask The overall image to be transferred to the semiconductor wafer is bordered by the thin solid line 16 The image field of the defined by the diaphragm 10 and represented by a hatched square 17 optical system 5 is transmitted by a single exposure when the slide is stationary. It is easy it can be seen that the entire image field to be transmitted is caused by a continuous movement of the central axis 19 of the optical system 5 along the line 18 shown in FIG Continuous exposure can be transmitted throughout the entire sequence of movements.

AJS der Darstellung nach Fig. 1 ist weiterhin leicht einzusehen, daß das Auflösungsvermögen des optischen Systems 5, das j&weils nur einen kleinen Teilbereich der insgesamt zu übertragenden Bildfläche abzubilden hat, einen wesentlich geringeren technischen Aufwand erforderlich macht, als dies bei zur gleichzeitigen Übertragung der ganzen Bildfläche dienenden Systemen der Fall ist. Darüber hinaus sind Schwingungen des Schlittens in Richtung der *y-Achsen und auch in einer senkrecht dazu verlaufenden Richtung, sofern die Schwingung in der zuletzt genannten Richtung nicht größer ist als die Tiefenschärfe des optischen Systems 5, unschädlich, da sie die Schärfe der Abbildung nicht beeinflussen. Es sei noch darauf hingewiesen, daß die in F i g. 2 mit 17 bezeichnete Teilabbildung im Vergleich zuAJS of the representation of FIG. 1 is still easy to see that the resolving power of the optical system 5, which is only a small part of the has to depict the total image area to be transferred, a significantly lower technical effort makes necessary than this in the case of systems serving for the simultaneous transmission of the entire image area the case is. In addition, there are vibrations of the carriage in the direction of the * y axes and also in one perpendicular to it, provided that the oscillation in the last-mentioned direction is not is greater than the depth of field of the optical system 5, harmless since it does not reduce the sharpness of the image influence. It should also be noted that the in F i g. 2 with 17 designated part of the illustration in comparison to

der zu übertragenden Gesamtabbildung der Übersichtlichkeit halber stark vergrößert eingezeichnet wurde. Bei der praktischen Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung wird das Verhältnis zwischen der Fläche einer Teilabbildung und der Fläche der Gesamtabbildung in der Regel etwa zwischen 1 :50 undthe overall picture to be transferred for clarity half has been drawn in greatly enlarged. In the practical application of the invention Arrangement is the ratio between the area of a partial image and the area of the Overall image usually between 1:50 and

1 :200 liegen. Eine Verschlechterung der übertragenen Abbildung kann nur bei Kippbewegungen des Schlittens1: 200 lie. A deterioration in the transmitted Illustration can only be performed when the slide is tilting

2 eintreten. Es ist daher für eine gute Parallelführung dieses Schlittens zu sorgen.2 enter. It is therefore a good parallel guide to take care of this sled.

Um die unter Umständen sehr aufwendigen Maßnahmen zur vollständigen Parallelführung des Schlittens zu vermeiden, wird die in Fig. 3 dargestellte Anordnung vorgesehen.In order to allow for the measures for the complete parallel guidance of the slide, which can be very complex under certain circumstances the arrangement shown in FIG. 3 is avoided intended.

In diesem Ausführungsbeispiel ist ein stationär angeordneter Ständer 21 mit einem durch nicht dargestellte Feintriebe senkrecht verschiebbaren Träger 29 versehen, der ein den abbildenden Strahlengang U-förmig umlenkendes optisches System 25 enthält. Dieses optische System besteht aus Linsen 26,27,28 und 29 sowie aus Umlenkprismen 40 und 41, einem Umkehrprisma 42 und einer das Bildfeld begrenzenden Blende 30. Die auf dem mit einer Photolackschicht überzogenen Halbleiterplättchen 15 abzubildende Maske 14 ist auf einem in zwei zueinander senkrechten Richtungen (x und y Richtung) mittels nicht eingezeichneter Vorrichtungen steuerbar verschiebbaren Schlitten 22 angeordnet. Dieser Schlitten besteht aus einem unteren Teil 43, der durch eine Kugelführung 31 von links nach rechts und einem oberen Teil 44 der durch eine Kugelführung 32 von vorne nach hinten verschiebbar angeordnet ist. Die Verschiebung erfolgt über nicht dargestellte, vorzugsweise automatisch angetriebene Anordnungen. Die Teile 43 und 44 weisen öffnungen 45 und 46 auf, durch die die Strahlung einer aus einer Lampe 23 und emer Linse 24 bestehenden Beleuchtungsanordnung zur Maske 14 durchtreten kann. Die Maske 14 ist auf einem Ring 47 befestigt. Die Anordnung ist so getroffen, daß das optische System 25 jeweils nur einen kleinen Teilbereich der Maske 14 auf dem entsprechenden Teilbereich des Halbleiterplättchens 15 seitenrichtig abbildet, was durch das Umlenkprisma 42 sichergestellt wird.In this exemplary embodiment, a stationary stand 21 is provided with a carrier 29 which is vertically displaceable by fine drives (not shown) and which contains an optical system 25 which deflects the imaging beam path in a U-shape. This optical system consists of lenses 26, 27, 28 and 29 as well as deflecting prisms 40 and 41, a reversing prism 42 and a diaphragm 30 delimiting the image field Directions (x and y direction) arranged by means of devices not shown controllably displaceable carriage 22. This carriage consists of a lower part 43 which is arranged to be displaceable from the left to the right by a ball guide 31 and an upper part 44 which is arranged to be displaceable from the front to the rear by a ball guide 32. The shift takes place via arrangements, not shown, which are preferably automatically driven. The parts 43 and 44 have openings 45 and 46 through which the radiation from a lighting arrangement consisting of a lamp 23 and a lens 24 can pass to the mask 14. The mask 14 is fastened on a ring 47. The arrangement is such that the optical system 25 in each case images only a small sub-area of the mask 14 on the corresponding sub-area of the semiconductor wafer 15 with the correct side, which is ensured by the deflecting prism 42.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausbildung des Schlittens 22 hat gegenüber der in F i g. 1 dargestellten Anordnung den Vorteil, daß Kippbewegungen des Schlittens einen wesentlich geringeren Einfluß auf die Abbildungsgüte haben. Im übrigen wird der die Maske 14 und das zu belichtende Halbleiterplättchen 15 tragende Schlitten 22 wie im Zusammenhang mit der Beschreibung der in F i g. 1 dargestellten Anordnung in der in F i g. 2 angedeuteten Weise bewegt Während die in Fig. 3 dargestellte Anordnung nahezu unempfindlich gegen Kippbewegungen des Schlittens 22 ist, können in der Verschiebungsebene des Schlittens 22 auftretende Drehbewegungen die Abbildungsqualität verschlechtern.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform desThe embodiment of the slide 22 shown in FIG. 3 has, compared to that in FIG. The arrangement shown in FIG. 1 has the advantage that tilting movements of the slide have a significantly lower influence on the image quality. Otherwise, the slide 22 carrying the mask 14 and the semiconductor wafer 15 to be exposed is as described in connection with the description of the FIG. 1 in the arrangement shown in FIG. While the arrangement shown in FIG. 3 is almost insensitive to tilting movements of the slide 22, rotary movements occurring in the displacement plane of the slide 22 can degrade the image quality.
A particularly advantageous embodiment of the

Erfindungsgedankens wird in Fig.4 dargestellt. Ein Ständer 51 enthält ein C-förmiges optisches System, das aus Linsen 56, 57,58, 59, Umlenkprismen 70, 71, 71, 75 sowie einer Blende 60 besteht. Zwischen den Linsen 56, 57 ist ein in zwei senkrecht zueinander liegenden Richtungen durch nicht dargestellte, vorzugsweise automatisch betätigbare Mittel verschiebbarer Schlitten 52 angeordnei. Dieser Schlitten besteht aus einer unteren Platte 73, die durch eine Kugelführung 6il von links nach rechts und einer oberen Platte 74, die durch eine Kugelführung 62 von vorne nach hinten verschiebbar geführt ist. Die Verschiebung der Platten erfolgt, wie gesagt, durch nicht dargestellte, vorzugsweise automatisch betätigbare Antriebsmittel. Auf der oberen Platte 74 des Schlittens 52 ist ein ringförmiges ElementThe idea of the invention is shown in Fig.4. A Stand 51 contains a C-shaped optical system, which consists of lenses 56, 57, 58, 59, deflecting prisms 70, 71, 71, 75 and a diaphragm 60 is made. Between the lenses 56, 57 is one in two perpendicular to each other Directions by means of slides which can be displaced by means of slides which are not shown and which can preferably be actuated automatically 52 arranged. This carriage consists of a lower plate 73, which is supported by a ball guide 6il of left to right and an upper plate 74 which is displaceable from front to back by a ball guide 62 is led. As already mentioned, the plates are shifted by means not shown, preferably automatically actuatable drive means. On the top plate 74 of the carriage 52 is an annular member

77 zur Aufnahme der Maske 14 vorgesehen. Darüber ist eine ringförmige Ausnehmung zur Aufnahme des Halbleiterplättchens 15 angeordnet. Zwischen der Maske 14 und dem Halbleiterplättchen 15 und ihren Halterungen ist ein vorzugsweise aus einem Glasfaserbündel bestehender Lichtleiter 76 angeordnet, der mit dem Ständer 51 fest verbunden ist und der Licht von einer Lichtquelle 53 zu einem Umlenkprisma 78 weiterleitet. Das von der Lichtquelle 53 ausgehende Licht wird durch den Lichtleiter 76 zum Umlenkprisma77 provided for receiving the mask 14. Above it is an annular recess for receiving the Semiconductor chip 15 arranged. Between the mask 14 and the semiconductor wafer 15 and their Holders is a preferably consisting of a fiber optic bundle light guide 76 is arranged with the stand 51 is firmly connected and the light from a light source 53 to a deflecting prism 78 forwards. The light emanating from the light source 53 becomes the deflecting prism through the light guide 76

78 geleitet und durch dieses auf den jeweils abzubildenden Bereich der Maske 14 gerichtet. Die Anordnung ist so ge'.roffen, daß jeweils nur ein kleiner Teilbereich der Maske 14 durch das optische System 55 auf den entsprechenden Teilbereich des mit einer Photolackschicht überzogenen Halbleiterplättchens 15 abgebildet wird. Zur Übertragung der gesamten Abbildung der Maske 14 auf das Halbleiterplättchen 15 wird der Schlitten 52 so verschoben, daß die Mittelachse des optischen Systems, wie im Zusammenhang mit der Funktion der in den Fig. I und 3 dargestellten Anordnungen beschrieben, den durch die in F i g. 2 eingezeichnete Linie 18 dargestellten Weg auf dem Halbleiterplättchen und der Maske beschreibt.78 and directed through this onto the respective area of the mask 14 to be imaged. The arrangement is so ge'.roffen that only a small portion of the mask 14 by the optical system 55 on the corresponding partial area of the semiconductor wafer 15 coated with a photoresist layer will. To transfer the entire image of the mask 14 onto the semiconductor wafer 15, the Slide 52 shifted so that the central axis of the optical system, as in connection with the Function of the arrangements shown in FIGS. I and 3 described by the in F i g. 2 Drawn line 18 describes the path shown on the semiconductor wafer and the mask.

Wegen des geringen Abstandes zwischen der Maske 14 und dem Halbleiterplättchen 15 wirken sich Kippbewegungen des Schlittens 52 nur geringfügig auf die Schärfe der übertragenen Abbildungen aus. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Maske 14 und das Plättchen 15 konzentrisch zueinander angeordnet sind, haben auch Drehbewegungen des Schlittens keinen nachteiligen Einfluß auf die Qualität der auf die Photolackschicht des Halbleiterplättchens 15 übertragenen Abbildungen. Da senkrecht zur optischen Achse erfolgende Verschiebungen oder Schwingungen keinen und in Richtung der optischen Achse erfolgende Bewegungen oder Schwingungen, sofern ihre Amplitude nicht wesentlich größer als die Tiefenschärfe des optischen Systems ist, keinen wesentlichen Einfluß auf die Qualität der übertragenen Abbildungen haben, ist diese Anordnung weitgehend gegen Störungen jeglicher Art unempfindlich.Because of the small distance between the mask 14 and the semiconductor wafer 15, Tilting movements of the carriage 52 only slightly affect the sharpness of the transferred images. There in In this embodiment, the mask 14 and the plate 15 are arranged concentrically to one another, Rotary movements of the carriage do not have a detrimental effect on the quality of the Photoresist layer of the semiconductor wafer 15 transferred images. Because perpendicular to the optical axis any displacements or vibrations occurring and occurring in the direction of the optical axis Movements or vibrations, provided their amplitude is not significantly greater than the depth of field of the optical system does not have any significant influence on the quality of the transmitted images this arrangement is largely insensitive to disturbances of any kind.

For this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

U projection device for imaging an illuminated by a lighting arrangement Mask for semiconductor integrated circuits on a covered with a photosensitive layer Semiconductor wafer, the imaging system relative to the semiconductor wafer and the mask is moved, characterized in that that the mask (14) contains a plurality of identical circuit structures and with the semiconductor wafer (15) arranged rigidly against one another on a common movable slide (2,22,52) is, and that the carriage is moved continuously relative to the imaging system (5,25,55), wherein the mask is scanned in strips and the imaging system each a limited part of the Mask is transferred to the semiconductor wafer on a 1: 1 scale without image reversal

2. Device according to claim 1, characterized in that There is a two-stage process for imaging the mask on the semiconductor wafer without image reversal imaging system (e.g. 6.8; 7.9) with intermediate image plane (10) is used.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that in the intermediate image plane of the imaging system (5, 25, 55) an aperture stop (10,30,60) for the sharp limitation of the momentary shown mask area is arranged.

4. Device according to one of claims 1 to 3, ^x characterized in that the lighting arrangement (3), iie mask (14), the imaging system (5) and the semicon ^ cheibc (15) are arranged on a line and that a With respect to this arrangement, chutes (2) which are movable in both coordinate directions and enclosing the imaging system in a U-shape are provided for holding the mask and semiconductor wafer.

5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mask (14) and the ⁴ⁿ semiconductor wafer (15) are arranged next to one another on a slide (22) and below the inlet opening (26) or the outlet opening (27) an imaging system (25) with a U-shaped beam path and that the mask is illuminated from below by the lighting arrangement (23, 24) through a recess (45, 46) in the carriage.

6. Device according to claim 5, characterized in that the U-shaped imaging ^Μ system (25) contains deflecting prisms (40, 41) and an inverting prism (42).

7th Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the mask (14) and the semiconductor wafer (15) are arranged at a small distance one above the other and concentrically on a slide (52), and that the slide above the inlet opening (56) or is arranged under the outlet opening (57) of an imaging system (55) which has an ^M beam path running in a C-shape around the carriage.

8. Device according to claim 7, characterized in that an illumination arrangement (78) is provided between the mask and the semiconductor wafer, with which a partial image of the mask is ^{guided into the inlet opening (56) 6S of} the imaging system.

9. Device according to claim 8, characterized in that the lighting arrangement consists of one

Light guide (76) consists,

10, device according to claim 9, characterized in that that at the end of the light guide (76) a deflecting prism (78) for illuminating the mask (14) is appropriate

U, device according to one of claims / to 10, characterized in that for beam deflection in the C-shaped imaging system Deflection prisms (70,71,72,75) are provided.