DE3248382A1

DE3248382A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausrichten

Info

Publication number: DE3248382A1
Application number: DE19823248382
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Tokyo Suzuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-12-29
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1983-07-07
Also published as: US4575250A; DE3248382C2; GB2115923A; JPS58116541A; GB2115923B; JPH035651B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausrichten "und insbesondere auf eine Vorrichtung bei einem Gerät zum Übertragen von Halbleiter-Schaltungsmustern (eine sog. Maskenausrichtvorrichtung), mit der eine genaue Ausrichtung herbeigeführt wird.

Im allgemeinen werden Halbleiterelemente, integrierte Schaltungen usw. dadurch hergestellt, daß wiederholt ein kompliziertes Schaltungsmuster auf ein Substrat aus Si, GaAc oder dergleichen gedruckt bzw. übertragen wird und das Substrat chemisch oder physikalisch bearbeitet wird.

In diesem Fall entsteht die Notwendigkeit, das Muster für den nächsten Schritt mit einer bestimmten Lage des Substrats genau auszurichten, das dem vorangehenden Bearbeitungsschritt unterzogen wurde.

k/22

Dresdner Bank (Manchen) Kto. 3 939

Bayer. Vereinsbank (München) KIo. 508 941

ORIGINAL INSPECTED.

Postscheck (München) Kto. 670-43-8C

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—5— *"* ""** DE £691

In den letzten Jahren wurden zum Erzielen einer höheren Herstellungsgeschwindigkeit und höheren Integrationsgrads die Schaltungsmuster immer feiner gestaltet, so daß eine Ausrichtungsgenauigkeit bis zu der Größenordnung von 0,1yum erforderlich wurde.

Bislang wurde dieses Ausrichten von einer Bedienungsperson nach Sicht vorgenommen, jedoch hat sich in den letzten Jahren die Aufmerksamkeit auf die Automatisierung dieser Arbeit, nämlich auf die automatische Ausrichtung gerichtet. Beispielsweise wird bei einer in der US-PS 4 165 149 beschriebenen Abtastlichterfassungs-Vorrichtung Laserlicht auf einem Körper in der Form eines Punktes oder Schlitzes abgebildet, der den Körper mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit überstreicht, wobei Streulicht erfaßt wird, das von einer für das Ausrichten angebrachten Markierung hervorgerufen wird. Mit diesem Laserlichtabtastverfahren wurde es möglich, selbst von einem Halbleiterplättchen, auf das ein Schaltungsmuster aufgedruckt war und das eine komplizierte feinste Querschnittsform hatte, ein Signal mit einem guten Störabstand bzw. Rauschabstand zu erhalten, so daß daher das automatische Ausrichten schnell eingeführt wurde.

wie beispielsweise anhand der fotoelektrischen Meßeinrichtung gemäß der US-PS 4 251 129 ersichtlich ist, ist das Laserlichtabtastsystem nicht nur bei dem Kontaktbelichtungsverfahren, bei dem zwischen einer Maske und einem Halbleiterplättchen kein Abstand besteht, oder dem Nahbelichtungsverfahren anwendbar, bei dem zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen ein kleiner Abstand besteht, sondern auch bei dem - Projektionsverfahren, bei dem Linsen oder Spiegel verwendet werden.

Auf dem betreffenden Gebiet wurde nun als ein Faktor

zum Verbessern der Genauigkeit der automatischen Ausrichtung die Lösung des Problems der Interferenz des Laserlichts zu einer großen Herausforderung. Durch die Interferenz zeigt nämlich ein Rand-Ausgangssignal von einer Richtmarkierung der Maske Schwankungen, so daß keine stabile Ausrichtung vorgenommen werden kann. Dies ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. In der Fig. 1 ist

1 eine Maske, auf der ein zu übertragendes Muster ausgebildet ist, während 2 ein Halbleiterplättchen ist und mit 3 einfallendes Licht bezeichnet ist. Durch die Streuung an dem Rand der Richtmarkierung der Maske 1 entstehen zwei Arten von Lichtstrahlen.

Die einen Lichtstrahlen sind das von dem Rand der Richtmarkierung direkt gestreute und zurückkehrende Licht gemäß der Darstellung durch 4 in Fig.l, während die anderen Lichtstrahlen das von dem Halbleiterplättchen

2 reflektierte und zurückkehrende Licht sind. Von dem Halbleiterplättchen 2 werden"' zweierlei Arten von Lichtstrahlen reflektiert und zurückgeführt: Die einen Lichtstrahlen sind das durch den Rand der Richtmarkierung der Maske 1 gestreute und von dem Halbleiterplättchen 2 reflektierte Licht gemäß der Darstellung durch 5, während die anderen Lichtstrahlen das an dem Rand der Richtmarkierung der Maske 1 vorbeiverlaufende, von dem Halbleiterplättchen 2 reflektierte und danach von dem Rand der Richtmarkierung gestreute Licht sind, das mit 6 bezeichnet ist. Das Halbleiterplättchen hat gewöhnlich einen hohen · Reflexionsfaktor, so daß daher zwischen den direkt von dem Rand der Richtmarkierung der Maske 1 gestreuten Lichtstrahlen 4 und den von dem Halbleiterplättchen 2 reflektierten Lichtstrahlen 5 oder 6 eine starke Interferenz entsteht, durch die während des Ausrichtens aufgrund kleinster Veränderungen zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen das Ausrichtungs-

de.

^ ausgangssignal von der Fotomaske stark schwankt und ungleichmäßig wird, was die Ausrichtungsgenauigkeit stark beeinträchtigt.

Im Vorstehenden wurde zwar beschrieben, daß das Rand-Ausgangssignal der Richtmarkierung der Maske 1 durch die Interferenz unstabil wird, die sich aus dem Vorliegen des Halbleiterplättchens 2 ergibt, jedoch ist es darüberhinaus theoretisch denkbar, daß das Rand-Ausgangssignal einer Richtmarkierung des Halbleiterplättchens 2 durch die Interferenz unstabil wird, welche sich aus dem Vorliegen der Maske ergibt.

D.h., es entsteht eine Interferenz zwischen dem Licht, das direkt von dem Rand der Richtmarkierung des Halbleiterplättchens gestreut wird, und dem Licht, das von der Unterseite der Maske reflektiert wird, erneut zu dem Halbleiterplättchen zurückgeführt wird und von dem Rand der Richtmarkierung des Halbleiterplättchens gestreut wird.

Da jedoch die Maske gewöhnlich aus einem Material wie Glas gebildet wird, das einen niedrigen Reflexionsfaktor hat, ist die sich durch die Maske ergebende Interferenz in der Praxis gering, so daß daher das Rand-Ausgangssignal der Richtmarkierung des Halbleiterplättchens gleichmäßig ist.

Der Einfluß der Interferenz auf das Rand-Ausgangssignal der Richtmarkierung der Maske ist bei der Nahübertragung beträchtlich, bei der zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen ein kleiner Zwischenraum liegt, jedoch stellt dieser Einfluß auch noch bei der Projektionsübertragung unter Verwendung eines optischen Linsen- oder Spiegelsystems ein Problem dar, da die Interferenzstrecke lang ist.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausrichten zu schaffen, bei denen die sich aus einei derartigen Interferenzerscheinung an dem Ausrichtsignal von "einem Rand einer Richtmarkierung an der Maske ergebende Instabilität ausgeschaltet ist, so daß sie eine gleichmäßige Messung und eine Ausrichtung mit höherer Genauigkeit ermöglichen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine zweite Richtmarkierung an einen Bereich, an dem einer der auszurichtenden Körper für das Ausrichten im wesentlichen nicht vorhanden ist, und ferner an dem anderen Körper ausgebildet wird.

Auf diese Weise wird von der zweiten Richtmarkierung her ein gleichmäßiges Ausgangssignal erzielt; mit diesem Ausgangssignal als Bezugssignal wird bei einem ersten Schritt die Relativlage zu der ersten Richtmarkierung der Maske bei einem Zustand ermittelt, bei dem das HaIbleiterplättchen im wesentlichen nicht vorhanden ist, wonach bei einem zweiten Schritt die Relativlage zu der der ersten Richtmarkierung der Maske gegenübergesetzten Richtmarkierung des Halbleiterplättchens bei einem Zustand ermittelt wird, bei dem das Halbleiterplättchen im wesentlichen mit einbezogen ist; dadurch kann die Ausrichtung zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen auf gleichmäßige Weise bewerkstelligt werden.

Falls die zweite Richtmarkierung an der Maske ausgebildet wird, wird die relative Lagebeziehung zwischen der ersten Richtmarkierung und der zweiten Richtmarkierung an der Maske aufrecht erhalten, so daß daher selbst dann, wenn sich die absolute Lage der Maske ändern sollte, die zweite Richtmarkierung als Bezugspunkt herangezogen werden kann, wobei sich die Lage der ersten Richtmarkie-

rung in Bezug hierauf nicht verändert; dadurch kann ein gleichmäßiges Ausrichten der Maske und des Halbleiterplättchens bewerkstelligt werden.

Erfindungsgemäß werden die erste Richtmarkierung und die zweite Richtmarkierung über gesonderte Objektivsysteme betrachtet, bei denen dann, wenn die zweite Richtmarkierung auf der Maske ausgebildet ist, die Scharfeinstellungspunkte unabhängig voneinander einerseits mit der Maske und andererseits mit dem Halbleiterplättchen in Übereinstimmung gebracht werden können, so daß damit irgendein Fehler ausgeschaltet werden kann, der sich aus einer Brennpunkt-bzw. Scharfeinstellungsabweichung ergibt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht den- Einfluß der Interferenz auf ein Signal von einer Richtmarkierung auf einer Maske.

Fig. 2 zeigt die Lage von Richtmarkierungen auf einer Maske in Bezug auf ein Halbleiterplättchen bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung zum Ausrichten.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die die linke Hälfte eines Ausrichtungsmikroskopsystems als AusfUhrungsbeispiel der Vorrichtung zum Ausrichten zeigt.

Fig. 4 zeigt alle Richtmarkierungen auf einer Maske und einem Halbleiterplättchen nach dem Stand der Technik.

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Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform von Richtmarkierungen auf einer Maske und einem Halbleiterplättchen bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung zum Ausrichten.

Fig. 6 zeigt Bilder, die durch das in Fig. 3 gezeigte Richtmikroskop beobachtet werden, sowie Ausgangssignale von den beobachteten Bildern.

Fig. 7 zeigt Bilder von Markierungen in einer anderen Ausführungsform, die durch das in.Fig. 3 gezeigte Richtmikroskop beobachtet werden, sowie Ausgangssignale von den beobachteten Bildern.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines fotoelektrischen Meßsystems.

Fig. 9 zeigt Beispiele für Zeitintervallmessungen.

Fig. 10 bis 12 zeigen jeweils verschiedene Ausführungsformen von Richtmarkierungen bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung zum Ausrichten.

Fig. 13 veranschaulicht ein System, bei dem die Ausrichtungsstelle und die Belichtungsstelle voneinander

getrennt sind.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren bzw. die Vorrichtung zum Ausrichten.
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In der Fig. 2 ist 1 eine Maske, während mit 2 ein mit einer strichpunktierten Linie dargestelltes Halbleiterplättchen bezeichnet ist.

Auf der Maske 1 sind zusätzlich zu einem Schaltungsmuster

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(für tatsächliche Schaltungselemente) Richtmarkierungen 10a, 11a, 10b und 11b ausgebildet. Die Markierungen 10a und 11a sind durch Objektive 14a bzw. 15a zu einem Bildfeld als linkes Sichtfeldsystem zusammengefaßt, während die Markierungen 10b und 11b durch Objektive 14b bzw. 15b zu einem Feld als rechtes Sichtfeldsystem zusammengefaßt sind. Die Richtmarkierungen 11a und 11b sind die bislang verwendeten Markierungen, während es ein Merkmal des Verfahrens bzw. der Vorrichtung zum Ausrichten ist, daß zu den Richtmarkierungen lla und 11b neu die Richtmarkierungen 10a und 10b hinzugekommen sind.

Es ist ersichtlich, daß das Halbleiterplättchen 2 nicht unterhalb der mit 10a und 10b bezeichneten Markierungen liegt. Obzwar es bei dem Kontakt- oder Nahbelichtungsverfahren nicht möglich ist, kann im Falle des Projektionsverfahrens selbst dann, wenn das Halbleiterplättchen 2 vorliegt, das von dem Halbleiterplättchen 2 reflektierte Licht mittels eines Verschlusses oder dergleichen auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden, so daß zumindest dann, wenn die bestimmten Bereiche der Markierungen 10a und 10b auszurichten sind, das Herbeiführen von Bedingungen ermöglicht ist, bei denen das Halbleiterplättchen 2 im wesentlichen nicht besteht bzw. beteiligt ist.

Auf diese Weise ist bei dem Ausrichten das Halbleiterplättchens 2 unterhalb der mit 10a und 10b bezeichneten Markierungen im wesentlichen nicht vorhanden, so daß daher die von dem Halbleiterplättchen gemäß Fig. 1 reflektierten Lichtstrahlen 5 oder 6 nicht vorhanden sind, sondern nur die gestreuten Lichtstrahlen A vorliegen. Da die von dem Halbleiterplättchen 2 reflektierten Lichtstrahlen 5 oder 6 nicht vorhanden sind, entsteht keine

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Interferenz, so daß ein sehr gleichmäßiges Maskensignal abgenommen werden kann.

Die Markierungen 10a und 10b, die an den Stellen ausgebildet sind, an denen keine Überlappung mit der Halbleiterplättchenfläche besteht, werden als Bezugsmarkierungen für das Ausrichten zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen herangezogen.

Es ist vorteilhaft, an den Bereichen unterhalb der Markierungen 10a und 10b Maßnahmen zu treffen, mit denen das Reflektieren von Licht an diesen Bereichen im wesentlichen verhindert wird, wie beispielsweise dadurch, daß an einem einem Fotomaskenhalter entsprechenden Bereich eine Öffnung derart ausgebildet wird, daß über die Fotomaske gelangendes Licht durch diese Öffnung nach außen treten kann und nicht in ein Betrachtungssystem zurückkehrt. Anstelle des Bildens einer derartigen Öffnung können die den Markierungen^: 10a und 10b entsprechendne Bereiche einer Antireflexbehandlung unterzogen werden. Wenn irgendein Antireflexbelag auf den Fotomaskenhalter aufgebracht werden soll, bestehen für die Stellen der ein Merkmal des Verfahrens bzw. der Vorrichtung zum Ausrichten darstellenden Markierungen 10a und 10b naturgemaß Einschränkungen, jedoch gibt es andere Stellen außerhalb der nutzbaren Fläche des Halbleiterplättchens, so daß in der Praxis keine Schwierigkeiten entstehen.

Es wurde bereits erläutert, daß die von den Markierungen 10a und 10b stammenden Signale auf stabile Weise trotz des Vorhandenseins des Halbleiterplättchens abgenommen werden; falls aber als ein erster Schritt zum Ausrichten eine Abtastung mit Laserlicht bei einem Zustand vorgenommen wird, bei dem das Halbleiterplättchen im wesentlichen nicht vorhanden ist bzw. nicht in Erscheinung tritt,

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werden die Randsignale nicht nur von den Markierungen 10a und 10b, sondern auch von den Markierungen 11a und 11b auf gleichmäßige Weise gewonnen, so daß die Stellen der Markierungen 11a und 11b auf eine beständige Weise erfaßt und in Bezug auf die Stellen der Markierungen 10a und 10b vermessen werden.

Als zweiter Schritt des Ausrichtens, der nachfolgend beschrieben wird, werden bei einem Zustand, bei dem das Halbleiterplättchen im wesentlichen vorhanden ist bzw. wesentlich beiträgt, die Stellen der Richtmarkierungen auf dem Halbleiterplättchen erfaßt und in Bezug auf die Stellen der Markierungen 10a und. 10b auf der Maske vermessen. In der Fig. 3 ist ein Ausrichtungsmikroskopsystem bzw. Richtmikroskopsystem gezeigt, über das die Oberfläche der Maske betrachtet wird. In der Fig. 3 ist nur das Sichtfeld auf einer Seite, nämlich nur ein linksseitiger Bereich L nach Fig. 2 gezeigt.

Das System nach Fig. 3 enthält die Objektive 14a und 15a, einen Laser 21a, eine Linse 22a zum Abbilden des Laserlichts als ein Lichtpunkt, einen Polygonaldrehspiegel 23a, eine f-&-Linse 24a, einen Strahlenteiler 25a für das Betrachtungssystem, eine Feldlinse 26a, ein Sichtfeldteilungsprisma 27a, Polarisations-Strahlenteiler 28a und 28'a, Relaislinsen 29a und 29'a, Viertelwellenlängenbzw. ^/4-Platten 30a und 30'a, für Laserlicht durchlässige Filter 31a und 31'a, Pupillenabbildungslinsen 32a und 32'a, Raumfrequenzfilter (Sperrfilter) 33a und 33' a zum Unterdrücken des Lichts nullter Ordnung, Kondensorlinsen 34a und 34' sowie Fotodetektoren 35a und 35'a. Diese bilden ein fotoelektrisches Meßsystem. 36a ist eine Umkehrlinse, 37a ist ein Bildaufnahmeelement, 38a und 38' a sind Sichtfeld-Beleuchtungssysteme und 39a und 39■a sind Beleuchtungslichtquellen.

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Hinsichtlich des Aufbaus des Richtmikroskopsystems sind verschiedenerlei Abwandlungen denkbar, wie beispielsweise die Anwendung von Lichtleitern für die Beleuchtungslichtquellen 39a und 39'a oder das Ändern der Art des Umlenkens des optischen Wegs, jedoch stellt das System nach Fig. 3 ein typisches Beispiel dar.

An den Objektiven 14a und 15a werden nach Fig. 3 die "^/4-Platten 30a und'30'a in Verbindung mit den Polarisations-Strahlenteilern 28a und 28'a verwendet.

D.h., das Abtastungslaserlicht, das von den Polarisations-Strahlenteilern 28a und 28'a reflektiert wird und in die Objektive 14a und 15a eintritt, durchläuft die

T^ /4-Platten 30a und 30'a, wird von der Maske oder dem Halbleiterplättchen reflektiert und durchläuft wiederum die ^/4-Platten 30a und 30'a, wobei die Polarisationsrichtung um 90° gedreht wird, wonach das Licht wieder in die Polarisations-Strahlenteiler 28a und 28' a eintritt und nun zu den Fotodetektoren 35a und 35'a hin durchtritt.

Durch die Verwendung dieser Polarisationseinrichtung wird die Abtastsignalmessung wirkungsvoll unter einem sehr geringen Lichtmengenverlust bewerkstelligt.

Die Maske 1 und das Halbleiterplättchen 2, die gemäß der Darstellung in Fig. 2 angeordnet sind, werden unter Verwendung des in Fig. 3 gezeigten optischen Systems betrachtet, wobei gemäß der Darstlelung in der Fig.

2 die Objektive 14a und 15a sowie 14b und 15b jeweils symmetrisch zueinander angeordnet sind und ein Paar bilden. Es werden nun die über dieses Richtmikroskopsystem beobachteten Richtmarkierungen beschrieben.

Die Fig. 4 ist ein Beispiel für ein unter Verwendung

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eines herkömmlichen Systems beobachtetes Bild und zeigt das System in dem Fall, daß die Markierungen über die beiden Objektive 15a und 15b in einem Sichtfeld zusammengefaßt werden. D.h., über das eine Objektiv 15ä werden Markierungen 43a, 44a, 45a und 46a in einem Sichtfeld auf der Sichtanzeigefläche zusammengefaßt, während über das andere Objektiv 15b Markierungen 43b, 44b, 45b und 46b in dem Feld auf der Sichtanzeigefläche zusammengefaßt werden. Die beiden Linien der Richtmarkierung 43a auf ^der Maske sind zueinander parallel und stehen senkrecht zu denjenigen der Richtmarkierung 44a, die gleichfalls aus zwei parallelen Linien besteht.

Ferner sind die Richtmarkierungen 45a und 46a auf dem

Halbleiterplättchen senkrecht zueinander angeordnet.

Für die Markierungen 43b, 44b , 45b und 46b besteht gleichfalls ein gleichartiger Zusammenhang,

Mit 48 ist die Abtastungs-¹ bzw. Überstreichungslinie der Laserabtaststrahlen bezeichnet. Durch das Überstreichen mit den Strahlen werden die Abtastausgangssignale von den Randbereichen der Richtmarkierungen auf . der Maske und dem Halbleiterplättchen in zeitlicher Aufeinanderfolge gewonnen. Da die· Abtast- bzw. Überstreichungsgeschwindigkeit der Laserstrahlen mittels der f-$-Linse konstant gemacht wird, können die Randabstände der Richtmarkierungen aus den Zeitintervallen zwischen den zeitlich seriellen Ausgangssignalen ermittelt werden, wobei die Maske und das Halbleiterplättchen in Bezug aufeinander um eine sehr kleine Strecke so versetzt werden, daß die Randabstände einen vorbestimmten Wert annehmen, wodurch dann das Ausrichten vollendet wird. Hierbei wurde bisher gemäß den vorangehenden Ausführungen das Ausrichten einer Maske und eines Halbleiterplättchens bei einem Zustand vorgenommen, bei dem das Halbleiter-

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plättchen beteiligt war; wie schon beschrieben wurde, traten daher an den Randausgangssignalen für die Richtmarkierungen 43a, 44a, 43b und 44b der Maske durch die Interferenzwirkung Schwankungen auf, so daß ein gleiöhrnäßiger bzw. beständiger Ausrichtungsvorgang schwierig war.

Die Fig. 5 zeigt das ganze System unter Zusammenfassung in Sichtfelder bei der Anwendung der Richtmarkierungen gemäß dem Verfahren bzw. der Vorrichtung zum Ausrichten.

Mittels der Objektive 14a und 15a werden die Markierungen 10a und 11a auf das Sichtfeldteilungsprisma 27a projiziert während sie bezüglich ihrer Ränder verteilt werden, wonach sie mittels der Umkehrlinse 36a auf die gleiche Sichtanzeigefläche des Bildauf nahrnee lements 37a so projiziert werden, daß sie in einem Sichtfeld zusammengesetzt sind. Gleichermaßen werden mittels der Objektive 14b und 15b, die an bezüglich der Mitte der Maske symmetrisehen Stellen angeordnet sind, die Markierungen 10b und 11b derart auf das Bildaufnahmeelement 37b projiziert, das sie in einem Sichtfeld zusammengesetzt sind.,

Es ist natürlich möglich, die Ausgangssignale der Bildaufnahmeelemente 37a und 37b weiter zusammenzusetzen und sie auf der gleichen Sichtfläche anzuzeigen.

Hierbei ist anzumerken, daß von den an der Maske ange-. brachten Richtmarkierungen 41a, 42, 43a, 44a, 41b, 42b, 43b und 44b die Richtmarkierungen 41a, 42a, 41b und 42b, nämlich die Markierungen 10a und 10b von der Richtung der optischen Achse des Objektivs her gesehen außerhalb des Halbleiterplättchen-Bereichs angebracht sind.

Nachstehend werden anhand der Fi;». 6 die Markierungen

10a und 11a in dem linken Sichtfeld nach Fig. 5 beschrieben. Die Markierungen 10b und lib im rechten Sichtfeld nach Fig. 5 brauchen nicht beschrieben zu werden, da sie aufgrund ihrer Symmetrie auf gleichartige Weise behandelt werden können.

Nach Fig. 6 (a) liegt die Markierung 41a auf der Maske parallel zu der Markierung 43a, während die Markierung 42a zu der Markierung' 44a parallel liegt und die Markierung 43a senkrecht zu der Markierung 44a steht.

Bisher wurden die Markierungen 45a und 46a auf dem HaIbleiterplättchen in Bezug auf die Markierungen 43a und 44a auf der Maske ausgerichtet, wogegen nach dem Verfahren bzw. mit der Vorrichtung zum Ausrichten die Markierungen 45a und 46a auf dem Halbleiterplättchen in Bezug auf die Markierungen 41a und 42a auf der Maske ausgerichtet werden.

Als Voraussetzung hierfür ist es notwendig, daß die Relativlage der Markierungen 43a und 44a auf der Maske in Bezug auf die Markierungen 41a und 42a auf der Maske festgelegt ist. Daher wird bei einem ersten Schritt auf stabile Weise eine Erfassung bei einem Zustand herbeigeführt, bei dem das Halbleiterplättchen im wesentlichen nicht vorhanden bzw. nicht beteiligt ist. Wenn als zweiter Schritt die Markierungen mittels Abtaststrahlen 48a unter weitgehender Beteiligung des Halbleiterplättchens abgetastet werden, werden aus den Randsignalen der Markierungen auf der Maske und dem Halbleiterplättchen mittels der Fotodetektoren 35a und 35'a die zeitlich seriellen Ausgangssignale gemäß der Darstellung in der Fig. 6(b) gewonnen.

In der Fig. 6 (b) ist das Ausgangssignal von der linken

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Linie· der Markierung 41a mit 41-1 bezeichnet, während das Ausgangssignal von der rechten Linie der Markierung 41a mit 41-2 bezeichnet ist; die anderen mit zusätzlichen Bezeichnungen versehenen Bezugszeichen gelten dementsprechend. In der Fig. 6(b) ist auch das Ausgangssignal von einer Sichtfeldteilungslinie 47a gezeigt, da es wahrgenommen wird, obzwar es schwach ist. Die Sichtfeldteilungslinie 47a wird durch die Projektion des Randteils des Sichtfeldteilungsprismas 27a hervorgerufen. Die Markierungen 41a und 43a sowie 42a und 44a der Maske sind zueinander parallel, so daß ein Zeitintervall T₁ zwischen den Signalen 41-1 und 43-1, ein Zeitintervall T₂ zwischen den Signalen 41-2 und 43-2, ein Zeitintervall T₀ zwischen den Signalen 42-1 und 44-1 und ein Zeitinter-

IQ vail T₄ zwischen den Signalen 42-2 und 44-2 vorbestimmte Werte annehmen. Die Parallelanordnung der Markierungen 41a und 42a der Maske zu den Markierungen 43a bzw. 44a ist insofern vorteilhaft, als eine stabile bzw. zuverlässige Messung selbst dann bewerkstelligt werden kann, wenn die Abtaststrahlen 48a in der vertikalen Richtung gemäß der Darstellung in der <Fig. versetzt sind.

Es ist wichtig, daß die Markierung 10a auf der Maske an einem Bereich angebracht ist, an welchem das Halblei-

2g terplättchen im wesentlichen nicht vorhanden ist,, und die Markierung 11a an einem Bereich angebracht ist, an dem das Halbleiterplättchen tatsächlich vorliegt» Von den verschiedenen Signalen nach Fig. 6(b) werden nämlich die Ausgangssignale 43-1, 43-2, 44-1 und 44-2 von den Markierungen 43a und 44a auf der Maske aufgrund der Interferenz mit dem von dem Halbleiterplättchen reflektierten Licht ungleichmäßig bzw. unsicher, während die Ausgangssignale 41-1, 41-2, 42-1 und 42-2 von den Markierungen 41a und 42a auf der Maske sehr beständig sind, da keine Interferenz auftritt, weil an diesen Stellen das Halbleiterplättchen im wesentlichen nicht mit einbezogen ist,

.on» Λ * β « β

Nachstehend wird das Ausrichtungsverfahren fUr di© Mask© und das Halbleiterplättchen beschrieben.

Bei dem Verfahren wird als erster Schritt di© Maske mittels der Laserstrahlen bei einem Zustand abgetastet, bei dem das Halbleiterplättchen praktisch nicht verhandln ist bzw. die Lichtstrahlen mittels eines Verschlusses oder dergleichen abgefangen werden, nämlich das Halblei« terplättchen nicht wirksam im optischen Weg liegt; dabei werden die Zeitintervalle zwischen, -den gjg^aie
die Markierungen 41a, 42a sowie 43a, 44a auf der
gemessen und in einen Speicher eingespeichert« Pa das Halbleiterplättchen hinsichtlich der Auswirkungen nicht vorhanden ist, entstehen keine Schwankungen der Randau§-* gangssignale 41-1, 41-2, 42-1, 42-2, 43-1, 43«2, 44~i und 44-2 der Markierungen 41a, 42a, 43a und 44a, auf der Maske, so daß die Zeitintervalle zwischen den Signalen für die Markierungen genau gemessen werden.

Als zweiter Schritt wird das Halbleiterplättchen wirkyngs« mäßig unter die Maske gesetzt und die Maske mit den. Laserstrahlen abgetastet. Da das Halbleiterpiättehe« nicht unter den Markierungen 41a und 42a der Maske liegt, bleiben die Randausgangssignale 41-1, 41-2, 42-1 und 42-2 weiterhin beständig.

Bei dem zweiten Schritt werden die Randausgangssigoale für die Richtmarkierungen 43a und 44a auf der Maske aufgrund der Interferenz ungleichmäßig bzw. unbeständig, so daß daher dann die Randausgangssignae 43-1, 43-2, 44-1 und 44-2 nicht für den Ausrichtvorgang herangezogen werden. Die Randausgangssignale 45 und 46 von den Riehtmarkierungen 45a und 46a auf dem Halblei te rpiättchera werden jedoch auf gleichmäßige Weise gewonnen, so daE sie fürden Ausrichtvorgang benutzt werden.

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Die Ursache dafür, daß die Randausgangssignale von den Richtmarkierungen auf dem Halbleiterplättchen trotz des Vorhandenseins der Maske auf eine gleichmäßige Weise erhalten werden, besteht gemäß den vorangehenden Ausfuhrungen darin, daß die Unterseite der Maske einen geringen Reflexionsfaktor hat und daher die Interferenzwirkung schwach ist. Eine Lageabweichung zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen wird dadurch ermittelt, daß die Signale aus dem ersten und dem zweiten Verfahrensschritt zusammengesetzt werden. D.h., es werden nach Fig. 6(b) bei dem ersten Schritt auf stabile Weise Zeitintervalle T₁, T₁₂, T₂, T₃, T₃₄ und T₄ erzielt und bei dem zweiten Schritt auf stabile Weise Zeitintervalle Ta und Tb ermittelt. Wenn die vollendete Ausrichtung zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen damit erreicht wird, daß die Richtmarkierungen 45a und 46a auf dem Halbleiterplättchen genau zwischen die Richtmarkierungen 43a und 44a auf der Maske gesetzt werden, kann wegen der konstanten· Abtastgeschwindigkeit der Abtaststrahlen · das Halbleiterplättchen in Bezug auf die Maske so bewegt werden, daß die folgenden Gleichungen erfüllt sind:

^Ti ^J

^T3 ^H

I- T₂ H

2

^h ^T4 ^H

h T₁₂

^{h T}34

wobei Ta das Zeitintervall von dem Signal 41-1 bis zu 30

dem Signal 45 ist, Tb das Zeitintervall von dem Signal 42-1 bis zu dem Signal 46 ist, T das Zeitintervall von dem Signal 41-1 bis zu dem Signal 43-1 ist, T„ das Zeitintervall von dem Signal 41-2 bis zu dem Signal

__ 43-2 ist, T₁₀ das Zeitintervall von dem Signal 41-1 J- ί-

bis zu dem Signal 41-2 ist, T₃ das Zeitintervall von

-21- ϋΐΓ*26*91

dem Signal 42-1 bis zu dem Signal 44-1 ist, T₄ das Zeitintervall von dem Signal 42-2 bis zu dem Signal 44-2 ist und T₃₄ das Zeitintervall von dem Signal 42-1 zu dem Signal 42-2 ist.

Falls nun die Markierung 11a (43a,44a) auf der Maske entfällt, wird über das Objektiv 14a die Markierung 10a (41a,42a) auf der Maske beobachtet, während über das andere Objektiv 15a die Markierungen 45a und 46a

IQ auf dem Halbleiterplättchen beobachtet werden; d.h., die Markierungen auf der Maske und dem Halbleiterplättchen werden über verschiedene Objektive betrachtet, so daß daher eine vollkommene Lagebeziehung zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen nicht gewährleistet ist.

Bei dem Ausrichtungsverfahren wird jedoch die Markierung 11a (43a,44a) auf der Maske herangezogen und diese Markierung auf der Maske bei dem ersten Schritt über das Objektiv 15a beobachtet, während bei dem Schritt über das gleiche Objektiv 15a die Markierungen 45a und 46a auf ^dem Halbleiterplättchen beobachtet werden; daher ist eine vollkommene Lagebeziehung zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen selbst dann gewährleistet, wenn die Relativlage des Objektivs 15a bezüglich des Objektivs 14a verändert wird.

Aus den Gleichungen für Ta und Tb ist ersichtlich, daß die erste Richtmarkierung 11a und die zweite Richtmarkierung 10a nicht die gleiche oder eine ähnliche Form haben müssen.

D.h., es können beispielsweise gemäß der Darstellung in der Fig. 7(a) die Markierungen 11a und 10a Markierungen 51a und 52a sein, bei denen die Markierungen 41a und 42a zu einer einzigen Linie zusammenfallen. Die Fig. 7 (B) zeigt die Randausgangssignale von den jeweiligen

Markierungen in dem Fall, daß die Markierungen 43a und 44a als erste Richtmarkierung auf der Maske und die Markierungen 51a und 52a als zweite Richtmarkierung verwendet werden. Das Zeitintervall von einem Ausgangsimpuls 51 für die Richtmarkierung auf der Maske bei dem Zustand, bei dem das Halbleiterplättchen im wesentlichen unbeteiligt ist, bis zu dem Signal 43-1 wird als T₁₁ bezeichnet, das Zeitintervall von dem Signal 51 bis zu dem Signal 43-2 wird als Tp₁ bezeichnet, das Zeitintervall von einem Signal 52 bis zu dem Signal 44-1 wird als T₃₁ bezeichnet und das Zeitintervall von dem Signal 52 bis zu dem Signal 44-2 wird als T₄₁ bezeichnet. Ferner werden die Zeitintervalle zwischen den Randausgangssignalen 51 und 52 von den Markierungen 51a und 52a auf der Maske bei dem Zustand, bei dem das Halbleiterplättchen mitwirkt, und den Randausgangssignalen 45 und 46 von den Markierungen 45a und 46a auf dem Halbleiterplättchen mit Ta₁ und Tb₁ bezeichnet. Wenn die Ausrichtung zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen dadurch vollendet wird, daß die Richtmarkierungen 45a und 46a auf dem Halbleiterplättchen genau in die Mitte zwischen die Richtmarkierungen 43a und 44 auf der Maske gesetzt werden, wird das Halbleiterplättchen in Bezug auf die Maske so bewegt, daß die folgenden Gleichungen erfüllt sind:

T₁₁ + T₂₁

^T31 ^{+ T}41
Tb₁ = ^ό1 ⁴ ¹

In der Fig. 8 ist ein Blockschaltbild des fotoelektrischen Meßsystems gezeigt, während in der Fig. 9 ein Beispiel

_oc für die Zeitintervallmessung gezeigt ist. Anhand der

Fig. 8 und 9 wird nachstehend hauptsächlich der zweite

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Verfahrensschritt beschrieben, bei dem das Halbleiterplättchen wirksam beteiligt ist. Das System nach Fig. 8 enthält eine Meßarteinstellschaltung 100, logische Pegelumsetzschaltungen 101 und 102, Impulszähler 103 und 104, logische Schaltsignalgeberschaltungen 1 bis 4 mit den Bezugszeichen 105, 106, 107 und 108, UND-Glieder 109, 110, 111 und 112, einen Taktimpulsgenerator 113, Impulsabstands-Meßschaltungen 114, 115, 116 und 117, eine Verarbeitungsschaltung 118, eine X-Achsen-Stellschaltung 119, eine Y-Achsen-Stellschaltung 120, eine O-Stellschaltung 121, einen X-Motor 12, einen Y-Motor 123 und einen Q-Motor 124.

Die Ausgangssignale (Fig.9(a)) der Fotodetektoren 35a und 35'a werden mittels Verstärkern verstärkt und mittels der Pegelumsetzschaltung 101 in Impulse (Fig.9(b)) umgesetzt, die mittels der Meßarteinstellschaltung 100 so gewählt werden, daß ein erster oder ein zweiter Impuls erfaßt wird und über die logischen Schaltsignalgeberschaltungen 1 und 2 (Fig. 9(c) bzw. (e)) Schaltsignale angelegt werden; über die UND-Glieder' 109 und 110 werden die Zeitintervalle Ta und Tb zwischen dem Signal von der zweiten Richtmarkierung 51 bzw. 52 der Maske und dem Signal von der Richtmarkierung 45 bzw. 46 des Halbleiterplättchens gemessen (Fig.9(d) bzw. (f))5 gemäß diesen Zeitintervallen erfolgt eine Verstellung der X-Achse, der Y-Achse und des Winkels θ in der Weise, daß die vorangehend genannten Gleichungen erfüllt werden. Bei dem Meßsystem für den ersten Schritt, bei dem das HaIbleiterplättchen im wesentlichen nicht mitwirkt, wird mittels der Meßarteinstellschaltung 100 ein geeignetes Schaltsignal in der Weise gewählt, daß das Zeitintervall T₁₁ zwischen den Signalen 51 und 43-1 für die Richtmarkierungen der Maske und das Zeitintervall Tp₁ zwischen

den Signalen 51 und 43-2 gemessen werden, wodurch ein

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Bezugswert für den zweiten Meßschritt gebildet wird. Das Schaltsignal nach Fig. 9 (c) hat eine Impulsbreite von 2 AT₁ so daß aus dem UND-Glied ein Ausgangssignal bezüglich des Halbleiterplättchens erzielbar ist, wenn die Richtmarkierungs-Signale 45 bzw. 46 für das Halbleiterplättchen mit einem Toleranzbereich von 2ΔΤ zwischen den Richtmarkierungs-Signalen 43-1 und 43-2 bzw. 44-1 und 44-2 für die Maske eingefügt sind.

Wenn die Richtmarkierung des Halbleiterplättchens nicht zwischen die Richtmarkierungen der Maske gesetzt ist, wird kein Ausgangssignal bezüglich des Halbleiterplättchens erzielt. Es ist natürlich möglich, auf geeignete V/eise das Schaltsignal so zu wählen, daß ein solcher Fall berücksichtigt ist.

Die Fig. 9 zeigt ein vereinfachtes Beispiel.

Es wurde vorangehend beschrieben, daß gemäß der Darstellung in der Fig. 5 die Markierungen 41a und 42a an der Maske Paare mit den Markierungen 43a und 44a bilden, und mittels der einen Abtaststrahlen 48a abgetastet werden, während die Markierungen 4ib und 42b Paare mit den Markierungen 43b und 44b bilden und mittels der anderen Abtaststrahlen 48b abgetastet werden, nämlich neue Markierungen an zwei Stellen angebracht werden; Im Prinzip gilt es jedoch, an mindestens einer Stelle eine neue Markierung anzubringen.

Falls beispielsweise die Abtaststrahlen 48a und 48b zusammengefaßt werden, nämlich die Richtmarkierungen 41a, 42a, 43a, 44a, 44b, 43b, 41b und 42b auf der Maske aufeinanderfolgend mittels eines einzigen Abtaststrahlenbündels abgetastet werden, können die Richtmarkierungen 41b und 42b entfallen, wenn die Richtmarkierungen 41a

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* und 42a vorhanden sind. Gleichermaßen können die Riehtmarkierungen 41a und 42a entfallen, wenn die Richtmarkierungen 41b und 42b vorhanden sind.

Bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung zum Ausrichten besteht hinsichtlich der Abtastrichtung mit den Strahlen keine Einschränkung auf die dargestellte Richtung; vielmehr kann irgendeine beliebige Abtastrichtung angewendet werden, solange als Ergebnis der Zusammensetzung zu einem Sichtfeld mit den Strahlen die ersten und die zweiten Markierungen der Maske· und die Markierungen des Halbleiterplättchens erfaßt worden können.

Es werden nun verschiedenerlei Abwandlungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung in Betracht gezogen.

Bei einer in Fig. 10 gezeigten Abwandlungsform sind

Objektive eines Paars nicht nur in horizontaler Richtung,

sondern auch in der vertikalen Richtung angeordnet, um die Genauigkeit zu steigern.

Die auf der Maske mit Kreuzen bezeichneten acht Stellen sind diejenigen Stellen, an denen die Richtmarkierungen angebracht sind. Von diesen Stellen liegen vier Stellen 60a, 60b, 62a und 62b innerhalb des Bereichs, in dem das Halbleiterplättchen 2 nicht stört.

Bei einer Abwandlung gemäß Fig. 11 sind Richtmarkierungen auf der Maske 1 an vier Stellen so angebracht, daß sie ein Rechteck bilden.

Von diesen Markierungen liegen Markierungen 70a und 71a innerhalb des Bereichs, in dem das Halbleiterplättchen

2 nicht stört.
35

-26- '"-DE

Bei einer in Fig. 12 gezeigten Abwandlungsform kann durch sorgfältiges Einrichten des Sichtfeld des Mikro skopsystems in der durch die gestrichelten Linien dargestellten Weise eine zufriedenstellende Messung mittels zweier Objektive für die linke und die rechte Seite bewerkstelligt werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es jedoch im Falle des Kontaktbelichtungsverfahrens möglich, gleichzeitig eine Scharfeinstellung sowohl auf die Maske 1 als auch auf das Halbleiterplättchen 2 vorzunehmen, während bei dem Nahbelichtungsverfahren der sehr kleine Zwischenabstand zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen eine gleichzeitig sowohl für die Maske als auch für das Halbleiterplättchen völlig scharfe Einstellung verhindert. In der Praxis ist jedoch diese Ausführungsform auch für das Nahbelichtungsverfahren zufriedenstellend anwendbar.

Wenn die Maske· und das Halbleiterplättchen völlig ausgerichtet sind, wird die Vorrichtung auf die Belichtung umgeschaltet.

Wenn die Stelle, an der die Ausrichtung herbeigeführt wurde, mit der Stelle identisch ist, an der belichtet wird, nämlich die Maske und das Halbleiterplättchen der Belichtung in derjenigen Lage unterzogen werden, in der an ihnen das vollständige Ausrichten vorgenommen wurde, ist es erforderlich, das Objektivsystem aus der Lage oberhalb der Maske aus dem optischen Weg heraus zurückzuziehen, damit es die Belichtung nicht behindert. Das Objektivsystem kann so ausgebildet werden, daß es nach der Belichtung in seine ursprüngliche Lage zurückkehrt. Alternativ können eine Ausrichtstation A und eine Belichtungsstation E voneinander völlig gesondert werden.

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D.h., es werden in diesem Fall nach dem Ausrichten der Maske und des Halbleiterplättchens mittels der Objektive 14a, 15a, 14b und 15b für das Ausrichten die Maske und das Halbleiterplättchen als eine Einheit zu der Belichtungsstation E befördert und der Belichtung unterzogen, während ihre Relativlagen beibehalten werden.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung liegt ein Merkmal des Verfahrens bzw. der Vorrichtung zum Ausrichten darin, daß das Maskensignal ohne Beeinträchtigung durch das Halbleiterplättchen gewonnen wird, wodurch das Ausrichten gleichmäßig bzw. störungsfrei gemacht wird. Falls das Verfahren mit Ausnahme der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsart angewandt wird, sind Mikroskopobjektive jeweils einzeln für die Maske und das Halbleiterplättchen vorgesehen, so daß daher die Objektive jeweils völlig scharf auf die Maske bzw. das Halbleiterplättchen eingestellt werden können, wodurch insbesondere bei dem Nahbelichtungsverfahren eine Einführung von Fehlern ausgeschaltet wird, die sich aus der Abweichung von der Scharfeinstellung ergeben.

D.h., das Objektiv, das an dem Bereich angebracht ist, an dem das Halbleiterplättchen im wesentlichen unwirksam ist, kann so eingestellt werden, daß es auf die Maske fokussiert ist, während dasjenige Objektiv, das an dem Bereich angebracht ist, an dem das Halbleiterplättchen vorliegt, in der Weise eingestellt werden kann, daß es nicht auf die Maske, sondern auf die Halbleiterplättchen-Stelle während des Drückens bzw. Belichtens fokussiert ist.

Ferner werden bei dem Verfahren zum Ausrichten die Richtmarkierungen auf der Maske, die an demjenigen Bereich angebracht sind, an dem das Halbleiterplättchen im wesent<~

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lichen nicht vorliegt, nur als einfache Richtmarkierungen im Richtmikroskop benutzt, so daß keine Genauigkeit bezüglich des tatsächlichen Schaltungselernentmusters oder desgleichen erforderlich ist und daher diese Richtmarkierungen verhältnismäßig einfach anzubringen sind. Bei dem Ausrichtungsverfahren kann zwar grundsätzlich das Bezugssignal statt von der Maske von irgendeinem anderen Teil her abgenommen werden, jedoch führt insbesondere die Abnahme deö Bezugssignals von der Maske zu dem folgenden Ergebnis:

Wenn der erste Schritt der Messung bei dem Zustand endet, bei dem das Halbleiterplättchen im wesentlichen unwirksam ist, wonach dann der zweite Schritt der Messung bei dem Zustand ausgeführt wird, bei dem das Halbleiterplättchen tatsächlich wirksam ist, ist es denkbar, daß sich die absolute Lage der Maske gegenüber der Lage während des ersten Meßschritts verschiebt, weil das Halbleiterplättchen und die Maske miteinander in Berührung kommen; bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung zum Ausrichten verschieben sich jedoch zwei Arten von Richtmarkierungen auf der Maske, nämlich die zweite Markierung, die nicht den Halbleiterplättchenbereich überdeckt, und die erste Markierung, die über dem Halbleiterplättchenbereich liegt, um die gleiche Strecke, so daß daher das Halbleiterplättchen in bezug auf die verschobene Maske durch das Anwenden des bei dem ersten Schritt gespeicherten Meßwerts genau ausgerichtet werden kann. Ii. diesem Fall ist es natürlich vorteilhaft, wenn die optischen Systeme für die Beobachtung der ersten und der zweiten Markierungen die gleiche Vergrößerung haben, so daß dadurch die Verschiebunßsstrecken auf der Sichtanzeip.efläche gleich sind. Die sehr kleine Änderung der Relativlage der Objektive 14a und 15a in dem Richtrnikroskop wird vollständig korrigiert, wenn bei jedem Belichten und Entnehmen des

ft Λ

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Halbleiterplättchens das Zeitintervall gemessen und gespeichert wird.

Falls von vorneherein eine Versetzungsgröße zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen besteht, können die Zeitintervalle Ta und Tb entsprechend dem Wert dieser Größe eingestellt werden. Bei dem Ausrichtungsverfahren wird zwar das fotoelektrische Meßverfahren mittels der Laserlichtabtastung ausgeführt, jedoch ist es auch natürlich möglich, irgendein anderes Verfahren anzuwenden, wie beispielsweise ein Verfahren, bei dem ein fotoelektrisches Mikroskop oder ein elektronisches Abtastsystem mit einer Bildaufnahmeröhre, einer Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) oder dergleichen verwendet wird.

Falls mittels des Mikroskopssystems insbesondere an derjenigen Seite, an der das Signal von dem Halbleiterplättchen abgenommen wird, eine Messung ähnlich einem Dunkelfeld-Verfahren vorgenommen wird, wird der Kontrast gesteigert, was häufig vorteilhaft ist.

Für das Verfahren bzw. die Vorrichtung wurden nur Ausführungsbeispiele gezeigt, bei denen für die Richtmarken zum automatischen Ausrichten die tatsächlichen Schaltungselemente auf zweckdienliche Weise zusammengedrängt bzw. versetzt werden; falls jedoch die Richtmarkierungen auf einer Anreißlinie angebracht werden, können die Schaltungsmuster nutzbringend angeordnet werden, ohne daß die tatsächlichen Elemente zusammengedrängt bzw. verdrängt werden.

Das Verfahren bzw. die Vorrichtung zum Ausrichten wurde hauptsächlich in Bezug auf das Kontakt-oder Nahbelichtungsverfahren beschrieben, jedoch sind das Verfahren und die Vorrichtung auch bei einem anderen Druck-Über-

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* tragungsverfahren wie beispielsweise dem Projekticnsverfahren anwendbar, bei dem ein Linsensystem oder ein Spiegelsystem verwendet wird.

Ferner ist das Verfahren in weitem Bereich nicht nur für das Belichten mit Licht, sondern auch für ein anderes Übertragungsverfahren wie beispielsweise ein solches mit einer Bestrahlung durch Röntgenstrahlen anwendbar.

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren angegeben, mit denen· trotz Störungen von Ausrichtungssignalen durch Lichtinterferenzen eine Maske und ein Halbleiterplättchen auf stabile Weise in ihre richtigen Lagen für die Übertragung eines Halbleiter-Schaltungsmusters unter gegenseitiger Nahestellung der Maske und des Halbleiterplättchens oder für die Übertragung durch Projektion ausgerichtet werden können.

Lee

rseite

Claims

Patentansprüche

Iy Vorrichtung zum Ausrichten eines ersten Körpers wie einer Maske mit einem zweiten Körper wie einem HaIbleiterplättchen, gekennzeichnet durch ein erstes optisches Betrachtungssystem (15a,15b), über das einander gegenübergesetzte erste Richtmarkierungen (lla,lib) an dem ersten Körper (1) und dem zweiten Körper (2) zu betrachten sind, und ein zweites optisches Betrachtungssystem (14a, 14b), über das eine zweite Richtmarkierung (10a,10b) zu betrachten ist, die in einem Bereich liegt, an dem der zweite Körper im wesentlichen nicht vorhanden ist, und die zum Erkennen der Lage des ersten Körpers dient.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Richtmarkierung (IQa^10b) an dem ersten Körper (1) angebracht ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scharfeinstellpunkt des ersten optischen Betrachtungssystems .(15a,15b) mit dem zweiten Körper (2) zusammenfällt und der Scharfeinstellpunkt des zweiten optischen Betrachtungssystems (14a,14b) mit dem ersten Körper (1) zusammenfällt.

A/22
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere erste Richtmarkierungen (lla.llb) vorgesehen sind, und mindestens eine zweite Richtmarkierung (10a,10b) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Richtmarkierungen (10a,10b,11a,lib) in gleicher Anzahl vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtmarkierungen (10a,10b lla,llb;41 bis 46) Ränder haben, die in mindestens zwei Richtungen verlaufen, wobei einander entsprechende Ränder zueinander parallel verlaufen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Körper (1) und der zweite Körper (2) in engem Abstand zueinander angeordnet sind.

'
8. Verfahren zum Ausrichten eines ersten Körpers wie einer Maske mit einem zweiten Körper wie einem HaIbleiterplättchen durch das Erfassen von Signalen von ersten ·Richtmarkierungen, die an den Körpern einander gegenübergesetzt angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt, bei dem der zweite Körper im wesentlichen nicht beteiligt ist, ein Signal von einer zweiten Richtmarkierung, die in einem Bereich liegt, an dem der zweite Körper im wesentlichen nicht vorhanden ist, und die zum Erkennen der Lage des ersten Körpers dient, und ein Signal von der ersten Richtmarkierung des ersten Körpers erfaßt werden, daß in einem zweiten Schritt, bei dem der zweite Körper beteiligt ist, die Signale von der zweiten Richtmarkierung und der ersten Richtmarkierung des zweiten Körpers aufgenommen

* werden und daß in einem dritten Schritt die bei dem ersten und dem zweiten Schritt erzielten Signale zusammengesetzt werden und eine Lageabweichung zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper ermittelt wird.