DE3342719A1

DE3342719A1 - Belichtungsgeraet und belichtungsverfahren

Info

Publication number: DE3342719A1
Application number: DE19833342719
Authority: DE
Inventors: Masao Yokohama Kanagawa Kosugi; Hiroshi Tokyo Sato; Kazuo Kawasaki Kanagawa Takahashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-11-26
Filing date: 1983-11-25
Publication date: 1984-05-30
Anticipated expiration: 2003-11-26
Also published as: JPS5998525A; FR2536873A1; GB2131167A; GB2131167B; US4617469A; GB8331280D0; FR2536873B1; JPH0114697B2; DE3342719C2

Description

TiEDTKE - BüHLING - KlNp

η ' /* ." *fc* ::*::. : Dipl.-lng. H.Tiedtke

Rellmann - Grams—OTROiF'* ** ··

Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-lng. R. Kinne Dipl.-lng. R Grupe Dipl.-lng. B. Pellmann Dipl.-lng. K. Grams ₇ Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 8000 München 2

Tel.:089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Mür

25. November 1983 DE 3488

Canon Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan

Belichtungsgerät und Belichtungsverfahren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Belichtungsgerät und ein Belichtungsverfahren; insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Belichtungsgerät für die Herstellung von Halbleiterschaltungen mit aufeinanderfolgenden einzelnen Abdrucken bzw. Aufnahmen; mit der Erfindung werden ein Gerät und ein Verfahren geschaffen, bei denen die Zeit verkürzt werden kann, die für Arbeitsschritte von einem - Ausrichten bis zum Belichten bei jeder Aufnahme erforderlich ist.

Bei der Halbleiterherstellung sind Bei irhtungssysteme allgemein bekannt, bei welchert das Muster an einer Maske bzw. einem (nachstehend allgemein als "Maske" bezeichneten) .Netzgitter als Vorlage auf ein Halbleiterplättchen gedruckt bzw. übertragen wird. In letzter Zeit hat ein Belichtungssystem mit aufeinanderfolgenden einzelnen Über t rarjumjen, nämlich ein sogenanntes Fortschalt-Belicht ungssyst ein erhöhte Beachtung gefunden.

Bei einem solchen Fortschalt-Bel ichtungssystem wird das Muster einer Maske unter Verkleinerung durch ein .optisches Projek-

Dresdner Bank (München) KIo. 3939 B44 Bayer. Voremabank (München) Kto. SOB 941 Poslachwk (MurictU'iu KIu tiAi i.i ■«.)

A/24 :

BAD ORIGfNAL

• # η

-O- DF "U8R

tionssystem mit einem Vergrößerungsfaktor unter "1" auf ein Plättchen projiziert und gedruckt. Zum Vermeiden irgendeiner Überlappung der bei den jeweiligen Aufnahmen belichteten Flächen werden die Maske und das Plättchen relativ -zueinander so bewegt, daß durch eine Vielzahl won Aufnahmen das Muster auf alle nutzbaren Flächen des Plättchens gedrucktwird.

Bei der schrittweisen Belichtung mit dieser Projektion IQ im Verkleinerungsmaßstab kann das Muster an der Maske um den Kehrwert der Vergrößerung eines Abbildungssystems als Faktor größer gemacht werden als das auf das Plättchen-zu druckende Muster. Auf diese Weise können Schwierigkeiten bei der Herstellung von Markierungen erleichtert werden, so daß auf die Plättchen feinere Muster gedruckt werden können.

Das Fortschaltsystem wird allgemein in zwei Arten eingeteilt, nämlich (1) ein System mit außeraxialer Ausrichtung. ^und (2) ein System mit axialer Ausrichtung durch das Objektiv hindurch (TTt-Ausrichtung). Bei dem System mit außeraxialer Ausrichtung wird das Muster auf einem Plättchen mittels eines optischen Richtsystems ausgerichtet, das außerhalb eines optischen Projektionssystems angeordnet ist und nicht durch dieses hindurch wirkt. Danach wird das Plättchen auf genaue Weise unter das optische Projektionssystem bewegt, so daß daher das Plättchenmuster mit dem Muster an einer Photomaske auf indirekte Weise ausgefluchtet ω i r d .

. Bei dem System mit axialer TTL-Ausrichtung werden die Muster an einer Photomaske und an dem Plättchen gleichzeitig beobachtet, um sie direkt miteinander auszufluchten. Das Fortschaltsystem sollte eine Ausrichtgenauigkeit in der Größenordnung von 0,1 bis 0,2 μπι haben. Das System mit

- 9 - DE 3488

·*■ außeraxialer Ausrichtung hat eine größere Anzahl von Fehlerfaktoren, da das Plättchenmuster indirekt mit dem Photomaskenmuster ausgefluchtet wird und ferner eine Plättchen- - verformung in der Ebene nicht berücksichtigt werden kann. Zum Verbessern der Genauigkeit, der Ausrichtung ist es daher sehr erwünscht, das System mit axialer TFL-Ausrichtung weiterzuentwickeln. Bei den Fortscha1t-Systemen mit axialer TTL-Ausrichtung nach dem Stand der Technik läuft das Ausrichten folgendermaßen ab:

1) Über ein binokulares Mikroskop, das in einem Beleuchtungslichtweg angeordnet ist, wird die Versetzung, nämlich die Fehlausrichtung zwischen einer Maske und einem Plättchen gemessen. Beispielsweise werden gemäß der US-PS 4 167 677 Richtmarken einer besonderen Form auf der Maske und dem

15. Plättchen mittels Laserstrahlen abgetastet, so daß auf photoelektrische Weise das Ausmaß der Fehlausrichtung automatisch gemessen werden kann.

2) Das bei dem vorstehenden Schritt (!) gemessene Ausmaß des Fehlausrichtung wird durch Bewegen einer Bühne korregiert, auf die die Maske oder das Plättchen aufgelegt ist.

3) Unter Einsatz des im Beleuchtungslichtweg angeordneten binokularen Mikroskops wird überprüft, ob die Korrektur richtig ausgeführt wurde oder nicht.

4) Das binokulare Mikroskop wird aus dem Lichtweg herausgezogen.

Bei diesem System mit axialer TTL-Ausri.chtung besteht jedoch ein Problem insofern, als für den Arbeitsvorgang vom Beginn des Ausrichten bis zu der Belichtung bei einer jeden Aufnahme eine längere Zeitdauer erforderlich ist.

Ferner müssen bei dem gesamten Belichtungsschritt zwei durch das binokulare Mikroskop zu beobachtende Richtmarken bei einer jeden Aufnahme in einem solchen Zustand gehalten werden, daß sie benutzt werden können. Falls ferner eine

BAD ORIGINAL

- 10 - DE 348.8

Richtmarke an dem Außenrand des Belichtungsbereichs auf dem Plättchen teilweise unterbrochen ist, kann kein Ausrichten vorgenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Belichtungsgerät bzw. ein Belichtungsverfahren zu schaffen, mit denen eine höhere Arbeitgeschwindigkeit erreichbar ist.

Ferner soll mit.der Erfindung ein Gerät geschaffen werden, bei dem eine Fehlausrichtung zwischen einer Vorlage und einem strahlungsempfindlichen Material bei deren Überlagerung erfaßt wird und bei dem vom Beginn des Erfassens der Fehlausrichtung bis zum Abschluß der Belichtung eine kürzere Zeitdauer erforderlich ist.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein Gerät geschaffen werden, bei dem die Zeit eingespart wird, die erforderlich ist, ein binokulareij Mikroskop für das Betrachten des strahlungsempfindlichen Materials durch die Vorlage hindurch aua dem optischen Weg zurückzuziehen, nachdem über das binokulare Mikroskop überprüft wurde, daß die Fehlausrichtung korrigiert worden ist. ·

Ferner soll mit der Erfindung ein Richtmikroskop angegeben werden, das zum Ausrichten binokular oder monokular eingesetzt werden kann.

Bei einem vorzugsweise gewählten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zum Lösen der Aufgäbe'eines von zwei Mikroskopen' für die Ausrichtung in einem Beleuchtungslichtweg angeordnet, während das andere außerhalb des Lichtwegs an-■ geordnet ist. Das eine Mikroskop wird zum Erfassen einer Fehlausrichtung zwischen der Maske und dem Plättchen verwendet. Aufgrund der ermittelten Fehlausrichtung werden zu deren Korrektur die Maske und das Plättchen relativ

- 11 - DE! 3488

zueinander bewegt, während zugleich dieses Mikroskop aus de;m Lichtweg herausgezogen wird. Währenddessen wird die Änderung der absoluten Lage der Maske mit. dem anderen Mikroskop überprüft.

• Die Erfindung wird nachstehend anhand einos Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Darstellung eines Ausführunqsbeispiels des Belichtungsgeräts.

Fig. 2 ist eine Ansicht, die das Sichtfeld eines Mikroskops in einem Belichtung s-1. ichtweg zeigt...

Fig. 3 ist eine Ansicht, die das Sichtfeld eines weiteren Mikroskops außerhaJb des Lichtwegs ?eigt.

Fig. 4 ist eine Darstellung, die eine Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels des Belichtungsgeräts zeigt.

Nach Fig. 1 weist das erfindungsgemäße Belichtungsgerät gemäß dem Ausführungsbeispiel zwei Mikroskope (Richtmikroskope) auf, die jeweils ein Objektiv 1 bzw. 1' und einen Reflektionsspiegel oder ein Prisma 2 bzw. 2' haben. Jedes der Richtmikroskope weist ferner einen Hauptteil AS bzw. AS¹, der eine Lichtquelle, eine optische Abtastvorrichtung, eine Lichtempfangsvorrichtung', eine Betrachtungsvorrichtung usw. enthält. Zur Vereinfachung der Erläuterung werden die Richtmikroskope nicht näher beschrieben, da sie ausführlich in der genannten US-PS 4 167 677 beschrieben sind.

Das Gerät weist ferner ein optisches Verkleinerungs-Projek-

BAD ORfGINAL

- 12 - DE 3488

tionssystem 3 auf, das ein Plättchen 4 mit einer strahlungsempfindlichen (wie beispielsweise photoempfindlichen) Oberfläche und eine Maske 5 optisch miteinander konjugiert. Oberhalb der Mas.ke 5 ist ein Beleuchtungssystem IA für das Ausleuchten des Schaltungsmusterbereichs an der Maske angeordnet. Der Geräterahmen weist eine Maskenbezugsmarke und·eine (nicht dargestellte) Maskenbezugsmarke 6 auf, welche zum trmitteln der absoluten Lage der Maske herangezogen werden, wobei Richtmarken 7 und 7 ' an der Marke

IQ für das Frmitteln der Lage der Maske in Bezug auf die Maskenbezugsmarken 6 und 6¹ v/erwendet werden. Die Marken 6 und 7 sowie 6' und 7' werden jeweils unter Verwendung der jeweiligen Richtmikroskope AS und AS¹ grob ausgefluchtet. Dies wird als "Maskenvoreinstellung" bezeichnet. Die

■je Maske 5 weist ferner Richtmarken 8 und 8¹ nahe ihres Schaltungsmusters auf, die zum gegenseitigen Ausrichten der Maske und des Plättchens benutzt werden. An dem Plättchen 4 sind Richtmarken 9 und 9 ' ausgebildet. Obzwar in der Fig. L nur ein Paar von Richtmarken 9 und 9' gezeigt ist, ist die tatsächliche Anzahl dieser Richtmarken-Paare gleich derjenigen der in diesem Gerät ausgeführten Einzelaufnahmen bzw. Einzelbelichtungen.

Das Gerät weist ferner eine Y-Bühne 10 zum Bewegen des ok Plättchens in der Y-Richtung, eine hochpräzise Skala 11,' die an der Y-Bühne 10 angebracht ist, eine X-Bühne 12 für das Bewegen des Plättchens in der X-Richtung, eine hochpräzise Skala 13, die an der X-Bühne befestigt ist, und Skalenablesevorrichtungen R und R¹ auf, die an dem (nicht QQ geze.igten) Gestell des Geräts befestigt sind. Die Bühnen 10 und 12 werden zum Fortschalten des Plättchens 4 verwendet. Das Gerät weist ferner eine Maskenbühne 14 zum Bewegen der Maske 5 in kleinsten Bewegungsschritten in der X-Richtung" und der Y-Richtung auf. Die Maskenbühne 14 hat eine (nicht dargestellte) Öffnung für den Durchlaß des

BAD ORIGINAL

- 13 - DF! 3488

Bilds der Maske 5. Die Maskenbühne 14 wird mittels einer Stellvorrichtung D in der X-Richtung und der Y—Richtung verstellt, bis eine mittels des Richtmikroskops AS erfaßte Fehlausrichtung gleich einer Messung im Richtmikroskop.AS' wird.

Die Masken-Richtmarke 8 und die Plättchen-Richtmarke 9, die über das Objektiv 1 des Richtmikroskops betrachtet werden, liegen in dem Beleuchtungslichtweq für die Belichtung. . Andererseits liegen die Maskenbezugsmacke 6' und die Masken-Richtmarke 7¹, die über das Objektiv 1' des Richtmikroskops betrachtet werden, außerhalb dieses optischen bzw. Lichtwegs.

*° Die über die Objektive 1 und 1 ' zu beobachtenden Sicht fei.-• der sind in den Fig. 2 bzw. 3 gezeigt.

Nach Fig. 2 besteht die Masken-Richtmarke aus zwei Sätzen paralleler Linien 8a und 8b sowie 8c und Bd, wobei diese

Sätze gegeneinander geneigt sind. Die Plättchen-Richtmarke 9 besteht aus zwei Linien 9a und 9b, die jeweils in einer Lage zwischen den parallelen linien des entsprechenden Satzes in der Masken-Richtmarke 8 zu beobachten sind.

° Nach Fig. 3 besteht die Masken-Richtmarke 7¹ aus zwei Sätzen paralleler Linien 7'a und 7'b sowie .7¹C und 7'd, während die Masken-Bezugsmarke 6' aus zwei Linien 6'a und 6'b besteht. Diese Linien sind auf die gleiche Weise wie diejenigen gemäß Fig. 2 angeordnet.

Die Linien-Marken werden jeweils mit Abtast-Laserstrahlen Ll und L2 überstrichen, um auf photoelektrische Weise daa Ausmaß der.Fehlausrichtung folgendermaßen zu ermitteln:

Falls eine relative Fehlausrichtung zwischen der Maske und

BAD ORIGINAL

- 14 - DE 3488

dem Plättchen besteht, wird der Abstand zwischen den Markenlinien 8a und 9a verschieden von demjenigen zwischen den Markenlinien 9a und 8b. Zugleich wird der Abstand zwischen den Markenlinien 8c und 8b verschieden von demjenigen zwischen den Markenlinien 9b und 8d. Dies wird für die Ermittlung der Ausmaße der Fehlausrichtung zwischen der Maske und dem Plättchen in der X-Richtung sowie in der Y-Richtung genutzt. Falls über das Objektiv 1 des R i chtm.ikroskops AS eine relative Fehlausrichtung & zwischen ■j^Q der Maske 5 und dem Plättchen 4 ermittelt wird, wird die · Maskenbühne 14 unter kleinster Bewegung in der X-Richtung und der Y-Richtung so bewegt, daß diese Fehlausrichtung Δ korregiert wird. Hierbei wird jegliche Änderung der Relativ lage zwischen der Maske 5 und dem Plättchen 4 über jg das'außerhalb des Beleuchtungslichtwegs angeordnete Obejektiv I¹ des Richtmikroskops AS' überprüft. Falls zur Korrektur der Fehlausrichtung Δ zwischen der Maske 5 und dem Plättchen 4 die Maskenbühne 14 um eine Strecke - ^ bewegt wird, kann dies .abhängig davon überprüft werden, ob gemaß der Darstellung in Fig. 3 die Abstände zwischen den Markenlinien 7'a und 6'a, 6'a und 7'b, 7'c und 6'b sowie 6'b und 7'd mit der Strecke - Δ.übereinstimmen oder nicht.

Zugleich mit der Bewegung der Maskenbühne 14 wird das Reflektionsprisma 2 oder das Objektiv 1 zusammen mit dem Reflektionsprisma 2 an dem Richtmikroskop AS aus dem Beleuchtungslichtweg zurückgezogen. Daher wurde bei der Überprüfung der Korrektur der relativen Fehlausrichtung zwischen der Maske und dem Plättchen über das Objektiv 1' an dem Richtmikroskop AS¹ das Reflektionsprisma 2 schon

. aus dem Beleuchtungslichtweg zurückgezogen. Der Verfahrensabi auf kann ohne irgendeine Wartezeit wie bei dem Stand der Technik sofort zu dem Belichtungsschritt fortschreiten. Infolgedessen kann die für den Arbeitsvorgang von dem Ausrichten bis zu der Belichtung bei jeder Aufnahme bzw.

BAD ORlGfNAl

- 15 - . DE 3488

jeder Belichtung erforderliche Zeit verkürzt werden, so daß der Durchsatz verbessert wird.

Das Objektiv 1' an dem Richtmikroskop AS¹ kann zwar feststehend angebracht sein, jedoch ist es vorzuziehen, es bewegbar zu machen, da gemäß der nachstehenden Beschreibung dieses Richtmikroskop AS¹ gleichfalls als ein in den Beleuchtungslichtweg eingesetztes Mikrofon eingesetzt werden kann .

Obgleich nämlich die Fig. 1 das linke Mikroskop in dem Beleuchtungslichtweg angeordnet und das rechte Mikroskop außerhalb des Lichtwegs angeordnet zeigt, ist es anzustreben, das rechte Mikroskop AS' in der X- und Y-Richtung bewegbar zu machen, so daß es in den Beleuchtungslichtweg eingeführt werden kann. Durch die Bewegbarkeit ist es möglich, das Ausrichten für die erste Aufnahme bzw. Belichtung mit beiden Mikroskopen AS und AS' auszuführen, die beide in den Beleuchtungslichtweg eingeführt sind, und danach die Ausrichtungen für die nachfolgenden Belichtungen auf die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Weise auszuführen, nämlich unter Einstellung des Objektivs 1' in die in Fig. 1 gezeigte Lage.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel' des Belichtungsgeräts sind die Masken-Bezugsmarken 6 und 6' nahe der Maske 5 angeordnet. Die Bezugsmarken 6 und 6' können jedoch auch als eine Einheit mit dem optischen Projektionssystem 3 gestaltet werden, wie beispielsweise an einem.

Spiegeltubus des optischen Projektionssystems 3 an dessen Oberseite, um damit keine Relativversetzung zwischen den Masken-Bezugsmarken und dem optischen Projektionssystem 3 zu erhalten.

■ Die Stellungen der Masken-Bezugsmarken 6 und 6' sowie die

BAD ORIGINAL

- 16 - DE 3488

Stellungen der Masken-Richtmarken 7 und 7' in Bezug auf die Masken-Bezugsmarken sind nicht auf die in Fig. .1 gezeigten begrenzt.

■ .5 Die Gestaltung der R Lent marken ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellte begrenzt, solange mit den Richtmarken irgendeine Fehlausrichtung in der X-Richtung oder Y-Richtung erfaßbar ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurde zwar beschrieben, daß die Fehlausrichtung zwischen der Maske und dem Plättchen über eines der Objektive gemessen wird und für das Ausrichten die Maskenbühne bewegt wird, während über das andere Objektiv die Relativlage zwischen der Masken-Richtmarke und der Masken-Bezugsmarke überwacht wird, jedoch kann stattdessen anstelle der Maskenbühne die P1ättchenbühne unter kleinster Bewegung bewegt werden.

Falls die Plättchenbühnen hochpräzise Skalen haben, kann erwogen werden, daß, nachdem die relative Fehlausrichtung zwischen der Maske und dem Plättchen über das (monokulare oder binokulare) Mikroskop in dem Beleuchtungslichtweg gemessen worden ist, zur Korrektur der relativen Fehlausrichtung zwischen der Maske und dem Plättchen die Plättchen-Bühnen 10 und 12 beruhend auf den hochpräzisen Skalen um eine mittels der Lesevorrichtungen R und R¹ abgelesene Größe bewegt werden, ohne daß irgendeine Überprüfung der Fehlausrichtungskorrektur über die Mikroskope vorgenommen wird. Dabei werden die Mikroskope aus dem Beleuch'tungslichtweg für die Belichtung herausgezogen. Falls die relative Fehlausrichtung mittels des binokularen Mikroskops gemessen wird, kann eine Drehungs-Fehlausrichtung zwischen der Maske und dem Plättchen korrigiert werden'.

Anstelle der hochpräzisen Skala kann jede der Plättchen-

BADÖftfGiNAL

- 17 - DE 3488

Bühnen ein hochpräzises Laser-Interferometer aufweisen. Falls in das Gerät die P 1 ä 11. c h e η - B ü h η ß η mit den hoch präzisen Skalen eingebaut werden, kann anstelle des Ausrichtens nach den TTL-Verfahren bei jeder Belichtung die Korrektur der Ausrichtung einmaliq für mehrere Belichtungen ausgeführt werden, während bei den anderen Belichtungen gestützt auf die Genauigkeit der Skala die Plättchen-Bühne um vorbestimmte Stecken ohne Ausrichtung fortgeschal tet wird und dann das Plättchen belichtet wird.

Zusätzlich kann das binokulare Mikroskop im Gerät frei einstellbar sein und insbesondere in irgendeine geeignete Stellung außerhalb des Beleuchtungslichtwegs zurückgezogen werden. Gemäß der Darstellung in tig. 4 kann daher · die relative Fehlausrichtung zwischen der Maske und dem Plättchen bei einer bestimmten Belichtung während einer Belichtung unmittelbar vor dieser einen Belichtung gernes sen werden. In diesem Fall kann gleichzeitig mit dem Abschluß der Belichtung das Plättchen unter Be.rücksichtigung der auf diese Weise im voraus bestimmten Korrekturgröße fortgeschaltet werden.

Es ist ersichtlich, daß dann, wenn zwei Mikroskope bewegbar sind, das Ausrichten im BeleuchtungsJichtweg auf binokulare Weise wie nach dem Stand der Technik ausgeführt werden kann. Andernfalls kann auf die erfindungsgemäße monokulare Weise das Ausrichten in dem Beleuchtungslichtweg erfolgen.

Zusammengefaßt gilt für das Belichtungsgerät b?w. das Belichtungsverfahren folgendes:

1) Die Versetzung zwischen der Maske und dem Plättchen wird über das in dem Beleuchtungslichtweg angeordnete monokulare Richtmikroskop gemessen. Zugleich wird über das

BAD ORiGlNAL

IH- ' ΠΓ.

andere, außerhalb des Belichtungslichtwegs gelegene monokulare Mikroskop die absolute Lage der Maske erfaßt.

2) Die Maskenbühne wird abhängig von der gemessenen V e r setzung bewegt, während zugJeich die Korrektur dieser Versetzung über das außerhalb des Belichtungslichtwegs gelegene monokulare Richtmikroskop festgestellt bzw. überprüft wird. Zugleich hiermit wird das im Belichtungslichtweg angeordnete Richtmikroskop aus dem Belichtungslichtweg herausgezogen. Danach wird der Belichtungsschritt ausgeführt. Auf diese Weise kann die Arbeitszeit von dem Ausrichten bis zu der Belichtung wirkungsvoll verkürzt werden. · ■ '

Nach dem Stand der Technik werden bei jeder Aufnahme bzw. Belichtung mindestens zwei Sätze von Richtmarken genutzt. Falls jedoch aus irgendeinem Grund an dem Plättchen nur ein Satz von Richtmarken nutzbar vorhanden ist, kann für diese Belichtung keine Ausrichtung vorgenommen werden. Erfindungsgemäß kann das Ausrichten ausgeführt werden, falls nur mindestens ein Satz von Richtmarken vorhanden ist. Selbst wenn nur ein Satz von Richtmarken an sowohl der Maske als auch dem Plättchen über den Außenrand des.Plättchens herausragt, kann erfindungsgemäß das Ausrichten vorgenommen werden. Dies ist insbesondere dann nutzvoll, wenn bei einer einzigen Belichtung eine Vielzahl von Halbleiter bausteinen gedruckt wird.

Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß bei dem erfindungsgemäßen Belichtungsgerät dessen eigentliche Funktion ausgeführt werden kann, bei der der Vorteil des TTL-Ausrichtsystems genutzt wird, das Ausrichten bei einer jeweiligen Belichtung unter binokularer Erfassung mit höherer Genauigkeit auszuführen, und zusätzlich die Produktivität unter Aufrechterhalten der hochpräzisen Ausrichtung da-

- ]9 - . DE 3488

durch verbessert werden kann, daß die TTL-Ausrichtung bei . ' jeder Belichtung unter monokularer Erfassung ausgeführt wird und die nachfolgenden Betriebsvorgänge kombiniert werden.
5

Ein Belichtungsgerät, bei dem eine Vorlage, an der minde.stens eine Richtmarke angebracht ist, und ein strahlungsempfindliches Material gegenseitig ausgerichtet werden, an dem mindestens eine Richtmarke angebracht ist und das zur Aufnahme de.s Bilds der Vorlage ausgebildet ist, hat eine erste Erfassungseinrichtung mit einem Meßfühler, der aus dem optischen Weg des Lichts zum Beleuchten der Vorlage herausziehbar ist und mit dem bei seiner Lage im optischen Weg die Vorlage und das strahlungsempfindliche · Material erfaßbar sind, um eine relative Versetzung (ein Fehlausrichtungsausmaß) zwischen der Vorlage und dem strahlungsempfindlichen Material zu ermitteln, eine zweite Erfassungseinrichtung mit einem Meßfühler, der außerhalb desoptischen Wegs liegt und mit dem die Lage der Vorlage oder des strahlungsempfindliehen Materials.in absoluten Koordinaten bezüglich des Geräts erfaßbar ist,' und einen Stellmechanismus, mit dem zur Korrekhur der Versetzung die Vorlage oder das strahlungsempfindliche Material entsprechend dem Ausgangssignal der zweiten Erfassungseinrichtung bewegbar ist.

Claims

D- I/⁶· "*JL /^—! -—**.**'i Patentanwälte und

IEDTKE - DUHLING - IVlNM - taRUPE» . Vertreter beim EPA

r% f* .:...<* -:. ·'·· "..*·..· Dipl.-Ing. H.Tiedtke

Pellmann - Grams - otruif

Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 2 8000 München 2 Tel.: 0 89-539653 Telex: 5-24845 tipat . Telecopier: 089-537377 cable: Germaniapatent M 25. November 198

Canon Kabushiki Kaisha DE 3488

Patentansprüche

1. Belichtungsgerät zur Verwendung mit einer Vorlage und einem strahlungsempfindlichen Material für die Aufnahme des Bilds der Vorlage, gekennzeichnet durch, eine erste Erfassungseinrichtung (1, 2, AS) mit einem Meßfühler (1, 2), der zurückziehbar in einem durch die Vorlage (5) hindurch verlaufenden Lichtweg angeordnet ist und mit dem bei seinem Einsetzen in den Lichtweg die Vorlage und das strahlungsempfindliche Material (4) wahrnehmbar sind, um damit eine Relativversetzung zwischen der Vorlage und dem strahlungsempfindlichen Material zu erfassen, eine zweite Erfassungseinrichtung (I¹, 2', AS¹; 11, 13, R, R¹) mit einem außerhalb des Lichtwegs angeordneten Meßfühler (I¹, 2.') zum Erfassen der Lage der Vorlage oder des strahlungsempfindlichen Materials in Bezug auf absolute Koordinaten in dem Gerät und eine Stellvorrichtung (D; 10, 12), mit der zur Korrektur der Relativversetzung eine Relativbewegung zwischen der Vorlage und dem strahlungsempfindlichen Material entsprechend dem Ausgangssignal der zweiten Erfassungseinrichtung ausführbar ist.

2. Belichtungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeich-

Dresdner Bank (München) KtO 3939 844 Bayer. Vereinsbank (Munchuni Kto hOaa·!! Pnslschook (Muiichuni KIu

BAD ORIGINAL

- 2 - DE 3488

net durch eine Fortschaltvorrichtung (10, 12) zum schritt-. weisen Fortschalten des strahlungsempfindlichen Materials .(4).

3. Belichtungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fortschaltvorrichtung (10, 12) zum schrittweisen Fortschalten des strahlungsempfindlichen Materials (4) und ein optisches Projektionssystem (3) zum Projizieren des Bilds der Vorlage (5) auf das strahlungsempfindliche Material.

4. Belichtungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem optischen Projektionssystem (3) das Bild der Vorlage (5) unter einem Verkleinerungsmaßstab auf das strahlungsempfindliche Material (4) projizierbar ist.

5. Belichtungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,· dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlage (5) und das strahlungsempfindliche Material (4) jeweils mindestens eine daran gebildete Richtmarke (8, 9) aufweisen, die mittels der ersten Erfassungseinrichtung (1, 2, AS) erfaßbar ist.

6. Belichtungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der zweiten Erfassungseinrichtung (1', 2', AS¹) die Versetzung einer Einstellmarke (7) an der Vorlage (5) in Bezug auf eine Bezugsmarke (6) im Gerät meßbar ist.

7. Belichtungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung eine bewegbare -Bühne (10, 12) zum Einspannen des strahlungsempfindlichen Materials (4) aufweist und daß mit der zweiten Erfassungseinrichtung (11, 13, R, R') die Lage der

BAD

- 3 - DE 3488

Bühne in Bezug auf das Gerät meßbar ist.

8. Belichtungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Erfassungseinrichtung (11, 13, R, R') eine Skala (11, 13) aufweist.

9. Belichtungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Erfassungseinrichtung ein Laser-Interferometer aufweist.

10. Belichtungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Objektivteils durch eine Vorlage hindurch eine Relativversetzung zwischen der Vorlage und einem strahlungsempfindlichen Material erfaßt wird, daß nach dem Erfassen der Relatiuversetzung der Objektivteil aus dem durch die Vorlage hindurch verlaufenden Lichtweg zurückgezogen wird, daß die Lage der Vorlage und/oder des strahlungsempfindlichen Materials in Bezug auf absolute Koordinaten ermittelt wird, daß die Vorlage und das strahlungsempfindliche Material relativ zueinander zu ihrer Ausrichtung bewegt werden, bis der ermittelte Wert die Relativversetzung korrigiert, und daß das strahlungsempfindliche Material mit dem Bild, der Vorlage belichtet wird.-

li. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Belichten des strahlungsempfindlichen Materials mit dem Bild der Vorlage eine relative Fortschalt.-Schr ittbewegung zwischen der Vorlage und dem

photoempfindlichen Material herbeigeführt wird. 30

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild der Vorlage unter Verkleinerung projiziert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,

BAD ORIGINAL

- 4 - DE 3488

dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Lage die Verschiebung einer Marke an der Vorlage in Bezug auf einen absoluten Festpunkt gemessen wird.

14. Verfahren nach einem de.r'.Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daö bei der Ermittlung der Lage die Verschiebung des strahlungsempfindlichen Materials in Bezug auf einen absoluten· Festpunkt gemessen wird.

IQ 15. Gerät zur Verwendung mit einer Maske, die eine

erste Richtmarke und eine Maskenrichtmarke hat, und einem Plättchen, das eine zu der ersten Richtmarke passende zweite Richtmarke hat, gekennzeichnet durch eine Maskenbühne ("14) zum Halten und Bewegen der Maske (5),. eine Plättchenbühne (10, 12) zum Halten und Bewegen des Plättchens (4), ein optisches Projektionssystem (3) zum Projizieren des Bilds der Maske auf das Plättchen unter Verkleinerung, eine Beleuchtungsvorrichtung (IA) zum Bilden eines Beleuchtungs-Lichtwegs zum Beleuchten der Maske, eine ßezugsmarkenvorrichtung (6, 6¹) zum Bilden einer der Maskenrichtmarke (7) entsprechenden Bezugsmarke, die als absolute Koordinaten verwendbar ist, eine Erfassungseinrichtung (1, 2, AS) mit einer aus dem Beleuchtungs-Lichtweg zurückziehbaren Meßfühlereinrichtung (1, 2), mit der zum Ermitteln einer ReIativversetzung zwischen der Maske und dem Plättchen die erste und die zweite Richtmarke (8, 9) erfaßbar sin.d, eine Meßeinrichtung (I¹, 2', AS') mit einer außerhalb des Beleuchtungs-Lichtwegs angeordneten Meßfühlereinrichtung (I¹, 2'), mit der zum Messen der Lage der Maske in Bezug auf die absoluten Koordinaten die Maskenrichtmarke (7) und die Bezugsmarke (6) erfaßbar sind, und eine Stellvorrichtung (D) zum Bewegen der Maskenbühne bis zum Kompensieren des . Meßwerts der Meßeinrichtung mit der Relativversetzung.

BAD ORIGINAL

- 5 - DE 3488

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Stellvorrichtung (D) die Maskenbühne (14) längs Rechteckkoordinaten bewegbar ist.

17. Gerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (5) eine mit der ersten Richtmarke (8) zusammenwirkende dritte Richtmarke (8') aufweist, das Plättchen (4) eine der dritten Richtmarke entsprechende vierte Richtmarke (9¹) aufweist und die Meßfühlereinrichtung (1', 2') der' Meßeinrichtung (1' , 2 ' , AS') zum Erfassen der dritten und vierten Richtmarke und zum Zusammen-• wirken mit der Erfassungseinrichtung für das Ermitteln der Relativversetzung zwischen der Maske und dem Plättchen ausgebildet ist.

' ■

18. Gerät, gekennzeichnet durch eine Maskenbühne

(14) zum Halten einer Maske (5), eine· Plättchenbühne ·( 10 -, 12), zum Halten und Bewegen eines Plättchens (4), eine Beleuchtungsvorrichtung (IA) zum Bilden eines Lichtwegs für das Beleuchten der Maske, eine Erfassungseinrichtung (1, 2, AS, 1', 2', AS') mit einer aus dem Lichtweg zurückziehbaren Meßfühlereinrichtung (1, 2, 1', 2'), mit der das Plättchen durch die Maske hindurch wahrnehmbar ist, um damit eine Relativversetzung zwischen der Maske und dem Plättchen zu ermitteln, eine Meßeinrichtung (11, 13, R, R') zum Messen der Lage der Plättchenbühne in Bezug auf das Gerät und eine Stellvorrichtung (D) zum Bewegen der Maskenbühne bis zum Kompensieren des Meßwerts der Meßeinrichtung mit der Relativversetzung.

19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Stellvorrichtung (D) die Maskenbühne (14 j

längs Rechteckkoordinaten bewegbar ist.

20. Gerät nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge-

BAD ORIGINAL

- 6 - DE 3488

1 kennzeichnet, daß die Meßfühlereinrichtung (1, 2) ein einziges Sicht Te Id hat.

21. Gerat nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge-5 kennzeichnet, daß die Meßfühlereinrichtung (1, 2, 1', 2') zwei selbständige Sichtfelder hat.

22. Gerat nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine Skala (11,

O 13) und eine Ab lesevorrichtung (R, R¹) zum Ablesen der Skala aufweist.

BAD