DE3318980C2

DE3318980C2 - Vorrichtung zum Justieren beim Projektionskopieren von Masken

Info

Publication number: DE3318980C2
Application number: DE3318980A
Authority: DE
Inventors: Ernst W. Dipl.-Phys. Dr. Eschen Löbach; Herbert E. Dipl.-Phys. Mayer
Original assignee: Perkin Elmer Censor Anstalt
Current assignee: Perkin Elmer Censor Anstalt
Priority date: 1982-07-09
Filing date: 1983-05-25
Publication date: 1986-09-18
Also published as: DE3318980A1; US4540277A

Abstract

Um festzustellen, ob bei einer Einrichtung zum Projektionskopieren von Masken auf ein Werkstück die Justiereinrichtung so eingestellt ist, daß im Belichtungslicht optimale Überdeckung besteht, ist eine anstelle des Werkstückes unter das Projektionsobjektiv einschiebbare Justierplatte (23) vorgesehen, welche mit lichtdurchlässigen Zonen (15) versehen ist, welche mit Ausnehmungen (20) in der Maske (2) hinsichtlich des Projektionsobjektives (10) bei Belichtungslicht konjugiert sind, wobei unterhalb der lichtdurchlässigen Zonen (15) Lichtmeßeinrichtungen (21) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Justieren beim Projektionskopieren von Masken auf ein Werkstück, wobei die Muster der Masken über ein Projektionsobjektiv ein- oder mehrmals auf einer photoempfindlichen Schicht des Werkstückes durch Belichtungslicht abgebildet werden, und Maske und Werkstück relativ zueinander ausgerichtet werden, indem Ausrichtmuster der Maske mittels Justierlicht durch das Projektionsobjektiv auf Justiermarken des Werkstückes abgebildet werden und eine durch das Projektionsobjektiv hindurch beobachtete Ungenauigkeit dieser Abbildung zur Bildung eines Justiersignals herangezogen wird.

Für die Herstellung integrierter Schaltungen ist es notwendig, nacheinander eine Anzahl von Masken mit verschiedenen Schaltungsmustern an jeweils derselben Stelle des Werkstücks abzubilden. Die dabei auf dem Werkstück belichtete, photoempfindliche Schicht dient nach ihrer Entwicklung zur Abdeckung des Werkstücks aa gewünschten Stellen in zwischen den aufeinanderfolgenden Abbildungen durchgeführten chemischen und physikalischen Behandlungsschritten, beispielsweise Ätz- und Diffusionsvorgängen. An die Genauigkeit, mit der integrierte Schaltungen hergestellt werden, sind sehr hohe Anforderungen gestellt Die zulässigen Abweichungen der aufeinanderfolgenden Abbildungen der Schaitungsmuster Hegen beispielsweise unter ί μππ. Um eine solche Genauigkeit erreichen zu können, werden die auf der Maske angebrachten Schaitungsmuster, meist über ein Projektionsobjektiv beispielsweise um den Faktor !0 verkleinert, auf dem Werkstück abgebildet. Vor der Belichtung eines bereits mit Schaltungselementen versehenen Werkstückes bzw. Werkstückabschnittes ist es notwendig, Ausrichtmuster der Maske relativ zu auf dem Werkstück angebrachten Justiermarken durch Justierung der Marke, oder gegebenenfalls des Werkstückes wiederholgenau auszurichten, um die gewünschte Deckung der Schaitungsmuster zu erreichen.

Für den Ausrichtvorgang werden die entsprechenden Justiermarkenbereiche auf dem Werkstück und die Bereiche der Aüsnchirnusier auf der Maske über das Projektionsobjektiv ineinander abgebildet, wobei die relative Abweichung visuell oder meßiechnisch festgestellt wird. Aus der Abweichung werden Steübefehle für die Justiermechanik, beispielsweise für einen Koordinatentisch, abgeleitet.
Um die Justiermarken für spätere Belichtungsvorgänge zu erhalten, wird häufig vorgesehen, die Justierung mit Licht einer Wellenlänge durchzuführen, für welche der Photolack nicht empfindlich ist. Außerdem kann vorgesehen werden (vgl. DE-OS 28 45 603), die Ausrichtmuster der Maske, welche beispielsweise die Form rechteckiger Fenster haben, und die Justiermarken auf dem Werkstück, auf welche die Abbildung der Ausrichtmuster zentriert werden soll, an Stellen anzuordnen, die hinsichtlich des Projektionsobjektivs nicht konjugiert sind. In diesem Fall wird bei der Justierung eine Hilfsoptik in den Strahlengang des Justierlichtes gebracht.

Bei jeder Art von Justiersystem stellt sich das Problem der Eichung: es muß sichergestellt werden, daß die Justiereinrichtung jene gegenseitige Lage von Maske, Projektionsobjektiv und Werkstück als optimal beurteilt, bei welcher tatsächlich im Belichtungslicht eine möglichst genaue Überdeckung der nacheinander aufgebrachten Schaitungsmuster erfolgt. Eine systematische Schwierigkeit ergibt sich dabei durch die an sich vorteilhafte Verwendung eines den Photolack nicht angreifenden Justierlichtes, da das Projektionsobjektiv natürlich auf die Belichtungswellenlänge und nicht auf die Justierwellenlänge korrigiert wird. Die Einschaltung einer Hilfsoptik bei der Verwendung nicht-konjugierter

Marken vermindert ebenfalls das Maß, in dem das Auswertungsergebnis der Justiereinrichtung als repräsentativ für die Qualität der Bildoberdeckung angesehen werden kann.

Zur Eichung der Justiereinrichtung wird derzeit so vorgegangen, daß die Maske und der Verschiebetisch, welcher das Werkstück trägt, nacheinander in verschiedene Stellungen gebracht werden und das Werkstück belichtet wird wobei das entsprechende Justiersignal notiert wird. Die belichteten Chips werden entwickelt und hinsichtlich ihrer Qualität beurteilt Die Justiersignale, die jener Position entsprechen, bei welcher das beste Ergebnis erzielt worden ist, werden als Sollwerte für weitere Belichtungen verwendet Es versteht sich, daß eine derart aufwendige Methode für die Einstellung der Justiereinrichtung wohl für die erstmalige Inbetriebnahme des Gerätes vertretbar ist, daß es dem Benutzer der Einiichtung jedoch nicht zuzumuten ist, im Laufe der Zeit eintretende Nullpunktsverschiebungen nach diesem Verfahren selbst zu kompensieren. Außerdem haben nicht aüe Werkstücke die Tustiermarken an derselben Stelle, so daß auf jeden Fall beim Obe-gang zwischen Typen von Halbleitersubstraten mit verschiedener Markenanordnung eine neue Einstellung der Justiereinrichtung notwendig ist, welche auf einfache Weise möglich sein soll.

Um eine deckungsgleiche Abbildung eines Schaltungsmusters auf ein bereits abgebildetes Muster zu erzielen, genügt es nicht, durch Verschiebung von Maske oder Werkstück in der eigenen (X- Y) Ebene das neue Muster mit dem alten zu zentrieren. Zusätzlich ist es weiterhin notwendig, das Werkstück in eine Lage zu bringen, in welcher seine gesamte zu belichtende Oberfläche genau fokussiert ist, was durch Verstellung des Werkstückes in Z-Richtung durch drei nicht auf einer Geraden liegende Verstelleinrichtungen erzielt wird. Damit ist eine deckungsgleiche Abbildung der Muster jedoch immer noch nicht sichergestellt, da schließlich noch ein gleichbleibender Vergrößerungsmaßstab für alle Abbildungen gewährleistet sein muß, zwei in bestimmtem Abstand befindliche Punkte der Maskenebene also immer im selben verringerten Abstand in der Ebene des Werkstückes abgebildet werden müssen. Da die heute verwendeten Projektionsobjektive telezentrische Systeme sind, hängt die Vergrößerung zwar an sich nur vom Abstand der Maske vom i'rojektionsobjektiv ab, doch kann sich auch dieser Abstand beim Einschieben einer neuen Maske und durch Temperatureinflüsse durchaus ändern, so daß die Aufrechterhaltung des Vergrößerungsmaßstabes einen wesentlichen Teil des Justiervorganges bildet.

Aufgabt der Erfindung ist es, die Kontrolle wenigstens eines für die Justierung benötigten Parameters unter Belichtungsbedingungen zu ermöglichen, ohne daß es hierzu notwendig ist, mehrere Werkstücke zu belichten und die Qualität des Produktes zu überprüfen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine anstelle des Werkstückes unter das Projektionsobjektiv einschiebbare Justierplatte, weiche mit lichtdurchlässigen Zonen versehen ist, weiche mit Ausnehmungen in der Maske hinsichtlich des Projektionsobjektivs bei Belichtungslicht konjugiert sind, wobei unterhalb' der lichtdurchlässigen Zonen Lichtmeßeinrichtungen angeordnet sind, gelöst. ^;

Wesentlich an der erfindungsgemäßen Justierplatte ist jedoch nicht, daß diese an ihrer Oberseite eine dem Werkstück entsprechende Testvorlage bildet, auch wenn dies durchaus vorteilhaft sein kann. Wesentlich ist vielmehr die Möglichkeit, diese Justierplatie im durchgehenden Licht zu betrachten. Gegenüber anderen anstelle des Werkstückes unter das Projektionsobjektiv einschiebbaren Justierplatten, wie sie beispielsweise in EP-A-35 113 dargestellt sind, ergibt sich damit der Vorteil, daß das Justierlicht nur einmal durch das Projektionsobjektiv geht und das von den Lichtmeßeinrichtungen aufgefangene Signal daher sehr lichtstark ist Das erlaubt es, einer Grundregel jeglicher Meßtechnik

ίο Rechnung zu tragen, derzufolge die Eichung des Meßsystems mit wesentlich größerer Genauigkeit erfolgen soll, als sie beim eigentlichen Meßvorgang erzjelbar ist Die größere Lichtstärke beim erfindungsgemäß vorgesehenen Strahlengang erlaubt es, zur Eichung sehr kleine Ausrichtmuster zu verwenden und damit beispielsweise die Tiefenschärfe wesentlich kleiner zu machen als sie bei eigentlichen Druckvorgang ist Beträgt etwa die Tiefenschärfe beim Eichvorgang 0,1 um, so läßt sich beim Druckvorgang selbst das Werkstück sehr nahe in die Mitte aes scharfen Bereiches bringen, welcher beim Projektionskopieren 1 μητι beträgt, ..enn die noch aufzulösenden Details der Maske größer jind als die zur Eichung verwendeten Ausrichtmuster.

Die Beobachtung im durchgehenden Licht erhöht nicht nur die Lichtausbeute, sie ermöglicht es auch, festzustellen, ob und in welchem Ausmaß die am Beginn der Belichtung erzielte Justierung während des Belichtungsvorganges und der damit verbundenen Temperaturänderung konstant bleibt. Eine Justierplatte gemäß EP-A-35 113 kann hingegen nur alternativ im Bdichtungslicht oder Justierlicht beobachtet werden.

Begnügt man sich dabei mit der Oberprüfung der Konstanz des Vergrößerungsmaßstabes, so ist es nicht notwendig, zwischen den lichtdurchlässigen Zonen auf der Justierplatte und den Justiermarken auf den Werkstücken eine Beziehung herzustellen, da die bei der Belichtung der Justierplatte gewonnene Information unmittelbar zur Einstellung der Vergrößerung herangezogen werden kann, die ja nicht vom Abstand des Werk-Stückes vom Projektionsobjektiv abhängt.

Will man zusätzlich die Justiereinrichtung hinsichtlich der Genauigkeit der dadurch im Belichtungslicht erzielten Fokussierung überprüfen, genügt es, Marken an der Oberseite der Justierplatte durch das Projek:ionsobjektiv im Justierlicht zu betrachten, während das durch die Justierplatte hindurchgelassene Belichtungslicht eine Information über die unter Betriebsbedingungen erzielte Fokussierung liefert.
Im Normalfall werden die Justiermarken an der Oberseite der Justierplatte so gewählt werden, daß sie in Form und Abstand den Marken der Oberseite eines Werkstückes entsprechen. Das bei jener Position, in welcher ein Maximum an Belichtungslicht durch die Justierplatte tritt, empfangene Justiersignal bezeichnet dann die Sollposit'on.

Um die Justiereinrichtung zu eichen, bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten: man kann feststellen, wie weit die Justierplatte aus ihrer Ideallage verschoben werden muß, dai ,it in der Justiereinrichtung jenes Signal auftritt, welches optimale Einstellung anzeigt. Bei der Justierung eines Werkstückes ist dann dessen Position gegenüber jener Lage, welche das optimale Justier- : signal ergibt, um den Betrag der erwähnten Verschiebung zu korrigieren. Andererseits ist es möglich, die Justiereinrichtung i,u zu verstellen, daß die von ihr empfangenen Signale bei der im Belichtungslicht festgestellten Optimallage der Justierplatte einen Extremwert aufweisen, bis zu dessen Erreichung das Werkstück ver-

schoben wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in der Weise verwendet werden, daß bei einer gegebenen Position nacheinander unter Belichtungsbedingungen und Justierbedingungen Signale in den Lichtmeßeinrichtungen unterhalb der Justierplatte bzw. in der Justiereinrichtung erzeugt werden. Die Messungen können jedoch auch gleichzeitig erfolgen, wenn sichergestellt ist, daß die jeweils andere Lichtart nicht zu Störungen führt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anschließend anhand der Zeichnungen erläutert.

F i g. 1 zeigt eine schematische Schrägansicht einer Einrichtung zum Projektionskopieren von Masken auf ein Halbleitersubstrat.

F i g. 2 und 3 zeigen in teilweise geschnittener Seitenansicht bzw. in Draufsicht die Verschiebeeinrichtung für das Halbleitersubstrat bzw. die Justierplatte.

F i g. 4 und 5 zeigen die erfindungsgemäße Justierniatt£ in Drsufsicht und Seitenansicht und

F i g. 6 die mittels Justierplatte erhaltenen Signale,

F i g. 7 eine zur Überprüfung des Vergrößerungsmaßstabes bestimmte Justierplatte.

In F i g. 1 sind die wesentlichen Teile einer Einrichtung zürn partiellen Belichten eines Halbleitersubstrates dargestellt. Das Werkstück 9 liegt hierzu auf einem Verschiebetisch 8 auf, welcher in Richtung der ATV-Koordinaten und vertikal durch in Fig.2 und 3 dargestellte Mittel schrittweise bewegbar ist. Oberhalb des Verschiebetisches 8 befindet sich ein Maskentisch 3, welcher die Maske 2 aufnimmt und ebenfalls in Richtung der X- und y-Koordinaten kontinuierlich bewegbar sowie gegebenenfalls verdrehbar ist. Zwischen dem Verschiebetisch 8 und dem Maskentisch 3 ist ein Projektionsobjektiv 10 angeordnet, welches das Muster 4 der Maske 2 im Maßstab 10 :1 auf dem Werkstück 9 abbildet Oberhalb des Maskentisches 3 ist eine Belichtungseinrichtung 1 vorgesehen. Da zumindest ab jeder zweiten Belichtung derselben Stelle des Werkstückes mit einer Maske eine genaue Ausrichtung derselben relativ zu bereits auf dem Werkstück vorhandenen Schaltungselementen bzw. -mustern vorgenommen werden muß, sind auf der Maske 2 Ausrichtmuster 5 und auf dem Werkstück 9 Justiermarken 6 angeordnet

Die Justiermarken 6 können zugleich mit der ersten Belichtung aber beispielsweise mit Hilfe eines Lasers auf dem Werkstück ausgebildet werden. Im dargestellten Fall sind die Ausrichtmuster der Maske 2 und die Justiermarken des Werkstückes 9 in bezug auf das Projektionsobjektiv 10 in zueinander nicht konjugierten Bereichen angeordnet Um für den Justiervorgang die Bereiche der Justierviarken und der Ausrichtmuster ineinander abbilden zu können, ist eine Hilfsoptik 11 vorgesehen, weiche aus zwei Umlenkspiegeln 13 und einer Korrekturlinse 14 besteht Diese Hilfsoptik bewirkt eine Parallelverschiebung der von der Justiermarke reflektierten Lichtstrahlen. Zur Beleuchtung der Ausrichtmuster 5 und Justiermarken 6 während des Ausrichtvorganges ist eine Lichtquelle 17 vorgesehen, deren Licht keine Veränderung der auf dem Werkstück 9 befindlichen, photoempfindlichen Schicht bewirkt

Das von der Lichtquelle 17 erzeugte Licht entwirft über die Korrekturlinse 14, die Umlenkspiegel 13 und 16 und das Projektionsobjektiv 10 auf dem Werkstück 9 ein Bild des Ausrichimusters 5. welches zusammen mit der Justiermarke 6 in Rückprojektion über die Spiegel 13 und 16 einer photoelektrischen Auswerteeinrichtung 18 zugeführt wird, welche aus der relativen Verschiebung der Marken Signale ableitet, die zur Steuerung der nicht dargestellten Stellglieder für die Ausrichtung der Maske und/oder des Werkstückes herangezogen werden können. Der Umlenkspiegel 16 ist hierbei halbdurchlässig ausgebildet. Der Einfachheit halber ist die Beleuchtungs- und Auswerteeinrichtung sowie die Hilfsoptik nur für ein einziges Markenpaar 5 und 6 dargestellt.

Nach dem Ausrichtvorgang wird die Hilfsoptik 11 entfernt und das Werkstück 9 belichtet. Dabei wird das ίο: Muster 4 auf eines der Chips 7 übertragen. Dieses entspricht im Normalfall einer elektrischen Schaltung, im vorliegenden Fall ist bereits die für die Eichung der Justiereinrichtung benötigte Maske dargestellt, die lediglich mit linienförmigen Ausnehmungen 20 versehen ist. Nach der Belichtung wird der Verschiebetisch 8 zu dem nächsten Chip verfahren, neuerlich der notwendige Justiervorgang unter Zuhilfenahme der Hilfsoptik 11 vorgenommen und anschließend wiederum belichtet.

Mit Hilfe der kurz dargestellten Einrichtung können also die Ausrichtmuster 5 an jeder beliebigen Stelle der Maske angeordnet werden. Auch ist eine beliebige Konfiguration der Ausrichtmuster möglich, da diese während der Belichtung nicht auf den Bereich der Justiermarken 6 des Werkstückes übertragen werden. Die in bezug auf das Projektionsobjektiv 10 zu den Justiermarken 6 konjugierten Bereiche 19 der Maske 2 können so ausgebildet werden, daß die Justiermarke während der weiteren "lehandlungsschritte des Werkstückes nicht verändert wird. Hierzu ist es möglich, daß im Falle einer positiven, photoempfindlichen Schicht auf dem Werkstück die Bereiche 19 der Maske lichtundurchlässig, und im Falle einer negativen photoempfindlichen Schicht die Bereiche 19 lichtdurchlässig sind. Dadurch bleibt bei einem dem Belichtungsvorgang folgenden Entwicklungsvorgang die auf den Justiermarken 6 befindliche photoempfindliche Schicht bestehen und schützt diese.

Wie in Fig.2 und 3 dargestellt, befindet sich das durch einen Wafer verkörperte Werkstück 9 auf einem Vakuum-Chuck 32, der durch Schlitten 34 und 33 in X- und K-Richtung verschiebbar ist Die Verschiebung in y-Richtung erfolgt durch einen Motor 35 über die Spindel 37, die Verschiebung in A'-Richtung durch einen Motor 36 über die Spindel 38. Der Schlitten 34 bewegt sich in einer Führung 39 der Grundplatte 40.

Zur Höhenverstellung der Grundplatte 40 dienen drei Stützen 44, die jeweils einen Motor 43 aufweisen, der auf einen Keiltrieb einwirkt An der Oberseite jeder Stütze 44 befindet sich eine Kugel 42, die in horizontaler Richtung in einem für die durchzuführenden Niveaukorrekturen ausreichenden Ausmaß frei beweglich ist

Eine gleichmäßige Bewegung der drei Stützen 44 führt zu einer lotrechten Parallelverschiebung der Grundplatte 40, gegen die Wirkung der Feder 51. Werden jedoch die drei Stützen 44 in verschiedenem Ausmaß betätigt, so ändert sich die Lage der Grundplatte 40 und damit die des Wafers 9 relativ zur Horizontalebene. Um bei einer solchen Lageänderung unabhängig von der momentanen Stellung der Schlitten 33 und 34 sicherzustellen, daß jener Teilbereich des Wafers, durch den gerade die optische Achse 54 geht keine unbeabschichtigten Horizontalauslenkungen erfährt dient die in Höhe des Wafers 9 angeordnete, aus einer Kugel 46 und vier Zylindern 47, 47' bestehende Führung. Da die Kugel 46 lediglich in vertikaler Richtung gegenüber dem hochgezogenen Fortsatz 57 des die Stützen 44 tragenden Tragtisches beweglich ist, sind auch die Zylinder 47' am gegenüberliegenden hochgezogenen Teil der Grundplatte, der als Bügel 41 ausgebildet sein kann, nur

vertikal beweglich. Ein Verschwenken der Zylinder 47' kann somit nur um eine Achse erfolgen, die in der Waferebene liegt.

Die bisher besthriebenen Teile der Einrichtung nach F i g. 2 und F i g. 3 schließen eine horizontale Schwenkung der Grundplatte 40 um die Kugel 46 noch nicht aus. Um das System vollständig zu bestimmen, ist daher eine äy'igel 45 vorgesehen, die entlang von Führungsflächen arii Bügel 41 und am hochgezogenen Teil 57 des Tragtisches 50 beweglich ist, wobei einerseits die Federn 49. andererseits die Anschläge 48 eir Herausfallen der Kugel 45 verhindern.

Erfindungswesentlich an der dargestellten Einrichtung, deren bisher beschriebene Details lediglich als fast beliebig abwandelbare Beispiele anzusehen sind, ist die Justierplatte 23, die in F i g. 4 und .5 im einzelnen dargestellt ist. Es handelt sich um eine Glasplatte, deren Kantenlänge beispielsweise 10 mm betragen kann und deren Dicke in der Größenordnung von 1 rnm Hegt. Auf dieser Glasplatte befindet sich eine 0,5 μηι dicke Chromschicht, in welche lichtdurchlässige Zonen 15 eingeätzt sind, auf welche die Ausnehmungen 20 der Maske 2 durch das Projektionsobjektiv 10 abgebildet werden sollen. Lichtmeßeinrichtungen 21 in Form üblicher Photodioden geben ein Signal ab, welches der Intensität des Lichtes entspricht, welches von der Belichtungseinrichtung 1 durch die Ausnehmungen 20 der Maske 2 über das Projektionsobjektiv 10 durch die lichtdurchlässigen Zonen 15 gelangt. Die Breite der lichtdurchlässigen Zonen 15 kann beispielsweise 1,5 μηι betragen, deren Länge 2 .nm. Die Abmessungen der zugehörigen Ausnehmungen 20 der Maske sind bei einem Projektionsverhällnis von 10 :1 natürlich zehnmal größer. Die Justiermarken 6 an der Oberseite der Justierplatte 23 sind nur schematisch dargestellt, da der diesbezügliche Teil der Einrichtung zum Stand der Technik gehört. Die Filterschicht 22 läßt lediglich das Belichtungslicht durch. Diese Schicht wird nur benötigt, wenn die einer gegebenen Position entsprechenden Signale der Justiereinrichtung und der erfindungsgemäßen Eichungseinrichtung gleichzeitig aufgenommen werden sollen.

Zum Eich- bzw. Einrichtvorgang wird die Justierplatte 23 unter das Projektionsobjektiv 10 anstelle eines »echten« Belichtungsfeldes gebracht. Die Maschine führt dann folgende Operationen aus: Belichtungs- und Justierlicht werden gleichzeitig eingeschaltet; die Maske 2 wird in Takten, in z. B. ΛΓ-Richtung, bewegt, derart, daß die Abbildungen der Ausnehmungen 20 über die lichtdurchlässigen Zonen 15 gezogen werden; vor jedem Takt wird die Justierplatte 23 bzw. der Verschiebe-. tisch 8 einen Schritt angehoben (Zu Zj, Z3-Schritte gleichzeitig); die Photodioden-Intensitätswerte werden für jeden X-Schritt und Z-Schritt im Maschinengedächtnis gespeichert

Für jede Lichtmeßeinrichtung (Photodiode 21) ergibt sich dadurch eine Kurvenschar wie sie in F i g. 6 dargestellt ist. Das vom Belichtungslicht erzeugte reale Bild, welches bei der Verwendung der Maschine für die Veränderung des Wafers verantwortlich wäre, befindet sich dann an der richtigen Stelle Xo in .^-Richtung, wo die Intensität bei Verschiebung in dieser Richtung ein relatives Maximum erreicht. Optimale Fokussierung (Zo) ist dort gegeben, wo dieses Maximum im Vergleich zu jedem der benachbarten Kurven den höchsten Wert erreicht.

Wenn auf diese Weise die optimale Lage des realen Bildes in allen Dimensionen (X, Y, ■&, Z\, Zi, Zj) festgestellt worden ist, kann die Justierplatte 23 in diese Lage gebracht werden. Die zugehörigen Justierlichtsignale stellen dann die Sollwerte für den Prozeß dar, wobei es zweckmäßig sein kann, die Justiereinrichtung so zu verstellen, daß die von ihr empfangenen Signale bei der festgestellten Optimallage der Justierplatte 23 einen Extremwert aufweisen.

Aus F i g. 7 geht hervor, daß die Maske 2 hinsichtlich des Werkstückes bzw. hinsichtlich der Justierplatte 23 zentriert und auch fokussiert sein kann, ohne daß es zu

ίο einer hinreichend genauen Überdeckung der Abbilder verschiedener Masken auf dem Werkstück bzw. der Justierplatte kommt. Der Grund hierfür liegt darin, daß sich bei Änderungen des Abstandes zwischen Maske und Objektiv der Vergrößerungsmaßstab ändert und somit der Fall auftreten kann, daß der Abstand zweier von der Maske 2 auf das Werkstück projizierter Punkte zu klein oder — wie in F i g. 7 dargestellt — zu groß ist. Ein solcher Vergrößerungsfehler läßt sich mit der erfindun^s^sinäßen iusticrⁿlstt? 23 festste!!?⁰, d? d'? AhHiI-düngen 5' der Ausrichtmuster 5 nur dann mit allen lichtdurchlässigen Zonen 15 gleichzeitig zur Deckung kommen, wenn die Vergrößerung in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen den vorgeschriebenen Wert aufweist.

Um festzustellen, ob das Projektionsobjektiv in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen verscheiden stark vergrößert, also einen anamorphotischen Abbildungsfehler aufweist, würden an sich drei lichtdurchlässige Zonen 15 genügen. Die Anordnung der lichtdurchlässigen Zonen im Viereck erleichtert jedoch die Unterscheidung zwischen dem anamorphotischen Fehler des Objektives und einem durch Kippen der Maske verursachten Trapezfehler, also der Abbildung eines Rechteckes auf der Maske als Trapez.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann nicht nur verwendet werden, um den Wert eines für die Justierung benötigten Parameters unter Belichtungsbedingungen ein für allemal festzustellen. Mängel in der Dekkungsgenauigkeit übereinander auf ein Werkstück pro-

jizierter Muster treten oft auch dadurch auf, daß sich der eingestellte Wert nachträglich verändert, wobei solche Veränderungen vor allem dann nachteilig sind, wenn sie während des Belichtungszeitraumes auftreten. Die Simulierung des Belichtungsvorganges, wobei die erfindungsgemäße Justierplatte anstelle eines lackbeschichteten Werkstückes tritt, erlaubt es, festzustellen, in welchem Ausmaß sich der überprüfte Parameter während des Belichtungsvorganges ändert. Die Art der Änderung läßt sich feststellen, indem mehrmals nacheinander gemessen wird, welche Veränderung der überprüfte Parameter nach einem vorgegebenen Zeitraum gegenüber seinem Anfangswert aufweist. Die Abweichung des durchschnittlichen Wertes des Parameters nach der vorgegebenen Zeit vom Ausgangswert bildet dann ein Maß für systematische Veränderungen, wie sie z. B. durch Erwärmung hervorgerufen werden können. Inwieweit die Verschiebungen durch zufällige Einflüsse oder Vibrationen entstanden sind, ergibt sich aus der Standardabweichung, welche der überprüfte Parameter gegenüber dem durchschnittlichen Wert seiner Veränderung aufweist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Justieren beim Projektionskopieren von Masken auf ein Werkstück, wobei die Muster der Masken über ein Projektionsobjektiv ein- oder mehrmals auf einer photoempfindlichen Schicht des Werkstückes durch Belichtungslicht abgebildet werden, und Maske und Werkstück relativ zueinander ausgerichtet werden, indem Ausrichtmuster der Maske mittels Justierlicht durch das Projektionsobjektiv auf Justiermarken des Werkstückes abgebildet werden und eine durch das Projektionsobjektiv hindurch beobachtete Ungenauigkeit dieser Abbildung zur Bildung eines Justiersignals herangezogen wird, gekennzeichnet durch ein anstelle des Werkstückes unter das Projektionsobjektiv einschiebbare Justierplatte (23), welche mit lichtdurchlässigen Zonen (15) versehen ist, welche mit Ausnehmungen (20) in der Maske (2) hinsichtlich des Projektionsobjektives (10) bei Belichtungslicht konjugiert sipa, wobei unterhalb der lichtdurchlässigen Zonen (15) Lichtmeßeinrichtungen (21) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite der Justierplatte (23) Justiermarken (6) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch % dadurch gekennzeichnet, daß die Justiermarken (6) an der Oberseite der Justierplatte (23) jenen auf dem zu belichtenden Werkstück (9) entsprechen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Lichtmeßeinrichtungen (21) Filter (2) vorgescha.'r?t sind, welche bei von der Belichtungswellerlänge abweichender Justierwellenlänge das Justierlicht nkr:t durchlassen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jusiierpiatte (23) aus Glas besteht und eine Deckschicht (24) aus Chrom aufweist, in welche die lichtdurchlässigen Zonen (15) eingeätzt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierplatte fest auf dem Verschiebetisch (8) für das Werkstück (9) angeordnet ist.

7. Verfahren zum Justieren einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativlage von Maske und Justierplatte hinsichtlich mindestens einer Koordinate kontinuierlich oder schrittweise verändert wird, wobei die gleichen Positionen zugeordneten Signale registriert werden, die einerseits die Stärke des von der Justierplatte durchgelassenen Belichtungslichtes und andererseits der durch das Projektionsobjektiv beobachteten Genauigkeit der Abbildung der Ausrichtmuster der Maske auf die Justiermarken der Justierplatte im Justierlicht entsprechen, und die so ermittelte Zuordnung von Justierlichtsignalen und Belichtungssignalen zur Einstellung der Sollwerte der Lage des Werkstückes herangezogen wird.