DE3915642C2 - Repetier-Projektions-Belichtungsvorrichtung - Google Patents

Repetier-Projektions-Belichtungsvorrichtung

Info

Publication number
DE3915642C2
DE3915642C2 DE3915642A DE3915642A DE3915642C2 DE 3915642 C2 DE3915642 C2 DE 3915642C2 DE 3915642 A DE3915642 A DE 3915642A DE 3915642 A DE3915642 A DE 3915642A DE 3915642 C2 DE3915642 C2 DE 3915642C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wafer
optical
mask
mark
recording areas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3915642A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3915642A1 (de
Inventor
Masao Kosugi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of DE3915642A1 publication Critical patent/DE3915642A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3915642C2 publication Critical patent/DE3915642C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Repetier-Projektion-Belichtungsvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleiter-Mikro­ schaltvorrichtungen, wie integrierte Schaltkreise, groß­ integrierte Schaltkreise u. dgl. Bauelemente. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Belichtungsvorrich­ tung, die als Maskenjustierer bezeichnet wird.
Die Auflösung und die Ausrichtgenauigkeit sind grundsätz­ liche Betriebseigenschaften oder Kennwerte, die für einen Maskenjustierer gefordert werden. Ein weiteres herausragen­ des Merkmal ist die Verarbeitungsfähigkeit (der Durchsatz) in bezug darauf, daß der Maskenjustierer eine produktive Vorrichtung ist. Die Tendenz zu einer weitergehenden Minia­ turisierung und höheren Leistungsfähigkeit von Halbleiter- Bauelementen hat weitere Verbesserungen in der Auflösung und Ausrichtgenauigkeit erforderlich gemacht.
Mit der Miniaturisierung von Vorrichtungen oder Bauelemen­ ten ist ein Übergang in einem Belichtungsprozeß, der bei Maskenjustierern angewendet wird, aufgetreten, d.h., es wurden eine Kontakt/Annäherungs-Bauart, eine 1:1-Spiegel­ projektionsbauart und eine Objektivprojektions-Bauart in dieser Reihenfolge entwickelt. Gegenwärtig setzt sich eine Projektionsbelichtungsvorrichtung der Repetier-Bauart durch, die als "Stepper" bezeichnet wird und ein Belichtungslicht mit einer Wellenlänge von 350-450 nm ver­ wendet.
Ferner wird ein Maskenjustierer zur Herstellung von Bauele­ menten der nächsten Ära, wie ein Stepper, der eine Licht­ quelle verwendet, welche Licht einer kürzeren Wellenlänge liefern kann, z.B. ein Stepper, der einen Expositionsstrahl mit einer relativ hohen Intensität und einer kurzen Wellen­ länge in der Größenordnung von 250 nm verwendet, wie bei­ spielsweise einen Laserstrahl von einem KrF-Excimer-Laser, als leistungsfähig und effektiv betrachtet. Bei dieser Art von Maskenjustierern ist zusammen mit Verbesserungen in der Auflösung eine höhere Präzision im Hinblick auf die Genauigkeit in der Leiterbildüberlagerung mit Bezug auf das Überlagern eines Schaltschemas einer Maske oder eines Fadenkreuzes (Gitterplatte) auf ein bereits auf einem Wafer ausgebildetes Schema gefordert. Im Fall eines 16-Mega-DRAM beispielsweise ist für eine Auflösung von 0,5 µm eine Genau­ igkeit in der Strukturüberlagerung von etwa 0,15 µm und eine Ausrichtgenauigkeit von etwa 0,1 µm erforderlich.
Insofern besteht der Bedarf zur Entwicklung eines außerge­ wöhnlichen Ausrichtsystems, das eine Strukturüberlagerung mit hoher Präzision gewährleistet. Im Bestreben, diesem Bedarf zu entsprechen, wurden durch die JP-Patent-Offenle­ gungsschriften Nr. 61 - 2 63 123 und Nr. 62 - 94 932 verbesserte Ausrichtsysteme vorgeschlagen.
Aus der EP 00 35 113 ist eine Belichtungsvorrichtung bekannt, die bereits zwei optische Systeme aufweist, die zur Belichtung des Wafers und zur Erfassung von Ausrichtmarken vorgesehen sind. Eine Referenzmarke 28 (Fig. 2) an der Wafer-Halteeinrichtung wird bei Bedarf von Hand justiert; eine sich im Laufe der (Belichtungs-)Zeit ergebende Veränderung der Position der Referenzmarke, z. B. durch eine mittels Temperaturschwankungen bedingte Materialausdehnung wird hierbei jedoch nicht berücksichtigt.
Aus der nachveröffentlichten EP 02 95 860 ist eine Belichtungsvorrichtung bekannt, bei der jedoch eine Waferbühne nicht relativ zur Wafer-Halteeinrichtung drehbar angeordnet ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Belichtungsvorrichtung zu schaffen, bei der Ausrichtung und Belichtung mit erhöhter Präzision durchführbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.
Die Aufgabe der Erfindung und deren Ziele wie auch deren Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Belichtungsvorrichtung in einer ersten Ausführungs­ form gemäß der Erfindung;
Fig. 2 einen Flußplan zum Ablauf der Ausrichtung und Belich­ tung, der bei der Vorrichtung in der Ausführungsform von Fig. 1 zur Anwendung kommt;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Gitterplatte, die für einen N-ten Prozeß vorbereitet ist;
Fig. 4A und 4B jeweils Draufsichten auf ein Wafer sowie eine Wafer-Aufspannplatte für den N-ten Prozeß;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Belichtungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungs­ form gemäß der Erfindung;
Fig. 6 einen Teilschnitt einer Wafer-Aufspannplatte;
Fig. 7 eine Teilansicht einer Magnetfeld-Erzeugereinrichtung;
Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung des Löschens einer magnetischen Abbildung durch die Magnetfeld-Erzeu­ gereinrichtung;
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Belichtungsvorrichtung in einer dritten Ausführungs­ form gemäß der Erfindung.
Die in Fig. 1 gezeigte Belichtungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform weist eine Richtplatte 1 auf, auf der eine Waferbühne 2 angeordnet ist, die eine Wafer-Halteeinrichtung (Aufspannplatte) 3 tragen kann. Ein Wafer 4 wird an der Auf­ spannplatte 3 durch Anziehung gehalten, wobei die Aufspann­ platte in einer Ebene (X-Y-Ebene) rechtwinklig zur optischen Achse AX einer Projektionsoptik 5 und in einer Richtung (Z-Achsenrichtung) längs der optischen Achse AX bewegbar ist. An der Waferbühne 2 ist ein optischer Spiegel 6 ausge­ bildet, auf den ein Strahl 7 von einem Laser-Interferometer 70 projiziert wird, wodurch die Größe der Bewegung der Wafer­ bühne 2 in bekannter Weise gemessen werden kann. Auch kann die Positionskoordinate der Waferbühne 2 in der X-Y-Ebene genau ermittelt werden. Im Ansprechen auf ein vom Interferome­ ter 70 erzeugtes Signal kann die Bewegung der Waferbühne 2 über eine bestimmte Strecke in bekannter Weise geregelt werden. Oberhalb der Projektionsoptik 5 befindet sich ein Fadenkreuz oder eine Gitterplatte 9, das bzw. die von einem Gitterplattenträger (Maskenbühne) 8 gehalten wird, welcher in einer zur X-Y-Ebene parallelen Ebene bewegbar ist. Oberhalb der Gitter­ platte 9 ist ein optisches Beleuchtungssystem A angeordnet. Wenn von diesem System A Licht auf die Gitterplatte 9 gerich­ tet wird oder fällt, kann ein an der Gitterplatte 9 ausge­ bildetes Schaltschema durch eine Projizierung auf eine am Wafer 4 ausgebildete Photolackschicht durch die Projektions­ optik 5 übertragen werden.
Das optische Beleuchtungssystem A umfaßt eine Lichtquelle 10, wie eine Super-Hg-Lampe, erste bis dritte Kondensorlin­ sen 11-13, die dazu vorgesehen sind, die Oberfläche der Gitterplatte 9 mit von der Lichtquelle 10 ausgesandtem Licht gleichförmig zu beleuchten, sowie erste und zweite Spiegel 14 und 15, die dazu dienen, das Licht abzu­ lenken. Eine Blende oder ein Verschluß 16 dient der Rege­ lung der Belichtung.
Die zweite und dritte Kondensorlinse 12 und 13 sowie der zweite Spiegel 15 sind für ein Zusammenwirken miteinander ausgebildet, um an einer Position B eine Ebene zu bestimmen, die optisch mit einer Bild- oder Struktur-Tragfläche 17 der Gitterplatte 9 konjugiert ist, wobei diese Fläche 17 der Projektionsoptik 5 zugewandt ist. Durch Anordnen eines ge­ eigneten Abdeckelements 20 an der Ebene B kann lediglich ein gewünschter Teil der Gitterplatte 9 beleuchtet werden. Die ausgewählte Beleuchtung unter Verwendung eines derarti­ gen Abdeckelements 20 ist in der einschlägigen Technik be­ kannt und beispielsweise in der US-PS 44 74 463 beschrieben. Bei der in Rede stehenden Ausführungsform kommen vier unab­ hängig bewegbare Flügel als das Abdeckelement 20 zur Anwen­ dung, wobei diese Flügel von einem Treiberkreis 72 betätigt werden, um veränderlich eine gewünschte Apertur von recht­ winkliger Gestalt abzugrenzen.
Nahe der Projektionsoptik 5 ist ein außeraxiales optisches Ausrichtsystem C mit einer zur optischen Achse AX der Projek­ tionsoptik 5 parallelen optischen Achse AX′ angeordnet. Das optische Ausrichtsystem C ist derart ausgebildet, daß das von einer Halogenlampe 22 ausgehende Licht durch einen Kolli­ matorspiegel 23 sowie eine Kondensorlinse 24 konzentriert wird. Nachdem das Licht mittels einer ersten Polarisations­ platte 31, eines Halbspiegels 25, einer Objektivlinse 26 und eines Schwenkspiegels 27 gerichtet ist, fällt es auf die Fläche des Wafers 4 oder auf einen Teil 40 der Fläche der Wafer-Halteeinrichtung 3. Das von der Fläche reflektierte Licht wandert längs seines Einfallsweges, und nach einer Reflexion oder Übertragung durch den Schwenkspiegel 27 sowie die Objektivlinse 26 wird es durch den Halbspiegel 25 im rechten Winkel aufwärts umgelenkt. Damit beleuchtet das Licht durch eine Übertragungslinse 28 eine Bezugsmarkenplat­ te 310, wodurch ein an der Fläche des Wafers 4 oder der Auf­ spannplatte 3 ausgebildetes Schema einmal auf der Bezugsmar­ kenplatte 310 abgebildet wird.
Eine Umkehrlinse 32 (zur Bildaufrichtung) ist imstande, an der Fläche 30 einer Bildaufnahmeröhre 29 eine an der Bezugs­ markenplatte 310 ausgebildete Bezugsmarke und die Abbildung des Schemas von beispielsweise dem Wafer 4 abzubilden. Zwi­ schen der Umkehrlinse 32 und der Bildaufnahmeröhre 29 liegt eine zweite Polarisationsplatte 33. Insofern kann lediglich das in einer vorbestimmten Richtung polarisierte Licht von der Bildaufnahmeröhre 29 empfangen werden, d.h., das optische Ausrichtsystem C bildet ein Polarisationsmikroskop.
Signale von der Bildaufnahmeröhre 29 werden durch eine Über­ tragungssteuereinheit (CCU) 71 zu einem Bildverarbeitungs­ kreis 73 übertragen, in welchem das Bild der Bezugsmarke der Platte 310, eine Abbildung eines Ausrichtmarkenschemas des Wafers 4 und eine Abbildung eines an der Halteeinrichtung 3 ausgebildeten magnetischen Musters oder Schemas, worauf noch eingegangen werden wird, verarbeitet werden kann. Bei­ spielsweise kann der Bildverarbeitungskreis 73 betrieben werden, um die Lagebeziehung der Waferausrichtmarke oder des magnetischen Schemas mit der Bezugsmarke der Bezugsmar­ kenplatte 310 zu ermitteln.
An einem Teil der Oberfläche der Wafer-Halteeinrichtung 3, welcher außerhalb eines Wafers 4 liegt, d.h., an dem Teil der Halteeinrichtung 3, der nicht mit dem Wafer 4 in Berührung ist, ist eine Erhebung 40 vor­ gesehen, deren Oberfläche eine Höhe mit Bezug auf die Rich­ tung der optischen Achse AX hat, die im wesentlichen gleich der Höhe der Oberfläche des Wafers 4 ist. Die Oberfläche der Erhebung 40 ist mit einem magnetooptischen Aufzeichnungs­ material 106 bedeckt. Dieses magnetooptische Aufzeichnungs­ material kann beispielsweise aus einer bekannten Seltenerden- Übergangsmetallegierung gefertigt sein.
In einem magnetooptischen Aufzeichnungsmaterial ist norma­ lerweise die Richtung einer Magnetisierung gleichförmig ju­ stiert, z.B. aufwärts. Wenn jedoch ein umgekehrtes Magnet­ feld, z.B. ein abwärts gerichtetes Magnetfeld, am magneto­ optischen Aufzeichnungsmaterial zur Wirkung gebracht und wenn darauf eine Lichtenergie aufgebracht wird, dann tritt eine Umkehr in der Magnetisierungsrichtung lediglich in dem Teil ein, der dem Licht ausgesetzt worden ist. Insofern tritt ein magnetisches Schema (ein durch eine Änderung in einer magnetischen Domäne bestimmtes Schema) in Erscheinung, das durch ein Teil, in welchem die Magnetisierung normal ist, und ein Teil, in welchem die Magnetisierung umgekehrt ist, erzeugt wird, und das auf diese Weise erzeugte Schema kann durch das optische Ausrichtsystem C, das ein Polarisations­ mikroskop bildet, beobachtet werden.
Wenn ein starkes Magnetfeld, das zu dem während des Aufzeich­ nens aufgebrachten Magnetfeld, z.B. einem aufwärts gerich­ teten Magnetfeld, umgekehrt ist, am magnetooptischen Aufzeich­ nungsmaterial einwirkt, so kehrt die Magnetisierung in ihren ursprünglichen Normalzustand zurück. Insofern kann mit dieser Art eines Aufzeichnungsmaterials sowohl das Einschreiben eines Schemas als auch das Löschen des aufgezeichneten Schemas ermöglicht werden.
Die Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt einer Wafer-Halteeinrichtung 3, die bei der beschriebenen Ausführungsform zur An­ wendung kommen kann. Obwohl viele Arten von Anordnungen als die Einrichtung zur Erzeugung von schwachen magnetischen Kraftlinien (Magnetfeld) zur Ausbildung einer derartigen magnetischen Abbildung verwendbar sind, kommt bei der in Rede stehenden Ausführungsform ein Permanentmagnet zum Ein­ satz, der in die Halteeinrichtung 3 eingebettet ist. Dadurch ist es möglich, das System kontinuierlich zur Ausbildung einer magnetischen Abbildung bereitzuhalten. Im Gegensatz hierzu ruft die Verwendung einer Spule od. dgl. eine Mög­ lichkeit zu Erzeugung von Hitze auf Grund eines der Spule zugeführten Stroms und deren Widerstandes hervor. Die Verwen­ dung eines Permanentmagneten ist dagegen billig und sicher.
Die Halteeinrichtung 3 ist an ihrer Auflagerfläche für das Wafer 4 mit einer Abdichtfläche 101 von ringartiger Gestalt, die an einem Umfangsteil der Halteeinrichtung ausgebildet ist, und mit einem inneren Stift-Spannfutter, das eine Anzahl von Stiften 102 aufweist, versehen. Das Stift-Spannfutter wird durch einen in der Halteeinrichtung 3 ausgebildeten Kanal 103 evakuiert, so daß ein Wafer 4 gegen die Halteeinrichtung angezogen und dessen Ebenheit korrigiert werden kann.
Rund um die Halteeinrichtung 3 ist ein Ring 105 angeordnet, der durch Schrauben 108 gehalten ist. An der Oberfläche des Ringes 105 ist in einer Schichtenstruktur durch einen Verdampfungs- oder Sprühvorgang ein magnetoop­ tisches Aufzeichnungsmaterial 106 ausgebildet. Wie bereits gesagt wurde, ist die Lage der Oberfläche des Aufzeichnungs­ materials mit Bezug zur Richtung der optischen Achse AX des Projektionsobjektivs 5 im wesentlichen dieselbe wie die Lage der Oberfläche des Wafers 4.
Im Ring 105 ist eine Rinne ausgebildet, in die der Permanent­ magnet 107 eingeklebt ist. Dieser Magnet 107 hat N-Pole an seinem oberen und S-Pole an seinem unteren Teil, wie in Fig. 6 dargestellt ist, so daß der Permanentmagnet magnetische Kraft­ linien 109, die als gestrichelte Linien dargestellt sind, erzeugt. Der Permanentmagnet 107 ist so angeordnet, daß seine Kraftlinien 109 die Aufzeichnungsfläche der magnetooptischen Aufzeichnungsmaterialschicht 106 annähernd senkrecht oder rechtwinklig schneiden.
Die Fig. 7 zeigt eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung, die um die Projektionsoptik 5 herum vorgesehen ist.
Der Magnetfelderzeuger 201 von Fig. 7, der aus einem Magnet­ kopf besteht, wird dazu verwendet, ein auf dem magnetoopti­ schen Aufzeichnungsmaterial 106 aufgezeichnetes magneti­ sches Bild zu löschen.
Die Folge im Löschen eines magnetischen Bildes ist: zuerst wird die Waferbühne 2 so verlagert, daß ein Teil des Aufzeich­ nungsmaterials 106, in welchem ein magnetisches Bild ausge­ bildet ist, zu einer Stelle unterhalb des Löschkopfes 201 gebracht wird; dann wird, wie die Fig. 7 zeigt, durch einen Treiberkreis 701 ein elektrischer Strom zu einer Spule 202 des Magnetkopfes 201 geführt, so daß an einem Eisenkern 203, der sich innerhalb der Spule 202 befindet, magnetische Kraft­ linien erzeugt werden.
Im einzelnen fließt, wie in Fig. 7 gezeigt ist, der Strom i durch die Spule 202, so daß der N-Pol auf der einen Seite des Magnetkopfes 201 bestimmt wird, d.h., die Spule 202 wird erregt, um zu gewährleisten, daß der N-Pol sich auf der der Halteeinrichtung 3 zugewandten Seite des Kerns 203 befindet, während der S-Pol an einer Stirnseite des Kerns 203, die von der Spannplatte 203 entfernt ist, bestimmt wird. Wenn die magnetischen Kraftlinien im Vergleich mit den magneti­ schen Kraftlinien 109 des Permanentmagneten 107 ausreichend stark sind, so überwinden sie die Kraftlinien des Permanent­ magneten 107, der in die Halteeinrichtung 3 eingebettet ist, so daß zu den Kraftlinien 109 umgekehrte magnetische Kraftli­ nien im wesentlichen rechtwinklig zur magnetooptischen Auf­ zeichnungsmaterialschicht 106 gebildet werden. Als Ergebnis dessen kann die magnetische Abbildung gelöscht werden.
In Fig. 7 ist lediglich ein Magnetfelderzeuger 201 darge­ stellt. Tatsächlich werden jedoch mehrere solche Magnetfeld­ erzeuger rund um die Projektionsoptik 5 herum vorgesehen. In diesem Fall ist eine lediglich geringe Bewegung der Bühne ausreichend, um rasch eine an irgendeiner Stelle auf der Halteeinrichtung 3 ausgebildete magnetische Abbildung zu lö­ schen.
Unter Bezugnahme auf den Flußplan von Fig. 2 sowie die Drauf­ sicht auf eine Gitter- oder Fadenkreuzplatte von Fig. 3 als auch auf die Draufsichten auf ein Wafer sowie eine Wafer-Halteeinrichtung 3 der Fig. 4A und 4B wird ein Beispiel eines Ab­ laufs einer Ausrichtung und Belichtung, der bei der Belich­ tungsvorrichtung gemäß der Erfindung zur Anwendung kommen kann, erläutert.
Es sei angenommen, daß der Ausricht- und Belichtungsvorgang, der erläutert werden soll, zu einem N-ten Prozeß zur Ausführung des Strukturierens einer N-ten Schicht einer jeden Halbleiter­ vorrichtung gehört, wobei die Fig. 3 eine Fadenkreuzplatte 50 für den N-ten Prozeß zeigt. Gemäß Fig. 3 sind in einem Teil 52, der einer gravierten Linie entspricht, welche einen tat­ sächlichen Struktur- oder Elementbereich 51 umgibt, automa­ tische Wafer-Ausrichtmarken, die im folgenden als "AA-Mar­ ken" bezeichnet werden, 53L und 53R ausgebildet, die in einem oder mehreren Prozessen, der bzw. die sich an den N-ten Prozeß anschließen, verwendet werden sollen. Obgleich diese Marken 53L und 53R jeweils als eine auf eine magne­ tooptische Aufzeichnungsmaterialschicht, die am Umfangsteil einer Wafer-Halteeinrichtung vorgesehen ist, zu projizieren­ de Marke verwendet werden können, werden bei der in Rede stehenden Ausführungsform solche Marken 55D, 55U, 55L und 55R, die in einem solchen Feld, welches einem Bereich außer­ halb des tatsächlichen Strukturbereichs 51 (52) und innerhalb des effektiven Belichtungsbereichs 54 (effekti­ ves Bildfeld der Projektionsoptik 5) entspricht, ausgebildet sind, für die an der magnetooptischen Aufzeichnungsmaterial­ schicht 106 an der Halteeinrichtung 3 aufzuzeichnende Struktur verwendet.
Gemäß dem Flußplan von Fig. 2 wird zuerst ein Wafer 60, das einem (N-1)-ten Prozeß unterworfen wurde, an der Halteeinrichtung 3 angeordnet und durch Anziehung an dieser gehalten (Schritt 101), wobei die Fig. 4A diesen Zustand zeigt. In Fig. 4 sind die rechtwinkligen Schemata 61, die am Wafer 60 in Reihen angeordnet sind, die tatsächlichen Aufnahmebereiche ("Schuß­ bereiche"), die bis zum (N-1)-ten Prozeß gebildet worden sind. Innerhalb der gravierten Linien zwischen diesen tatsächlichen Aufnahmebereichen befinden sich Wafer-AA-Marken 62 für den N-ten Prozeß, die während des vorhergehenden Prozesses ausgebil­ det worden sind. An der magnetooptischen Aufzeichnungsmate­ rialschicht 40 am Umfangsteil der Wafer-Halteeinrichtung 3 ist zu dieser Zeit kein Schema ausgebildet.
Im Schritt 102 werden Wafer-AA-Marken 62, die wenigstens an zwei beabstandeten Stellen vorgesehen sind, durch das optische Ausrichtsystem C erfaßt, und die Halteeinrichtung 3 wird in einer Θ-Richtung durch Drehen justiert, so daß die Richtung einer Reihe der Aufnahmebereiche am Wafer 60 mit einer vorbestimmten Bezugsrichtung der Vorrichtung, z.B. einer X-Achsenrichtung, ausgerichtet ist. Da die Richtung der Waferreihe mit der Bezugsrichtung fluchtet, ist die Θ-Position des Wafers 4 fest. Weil der hierzu nötige Vorgang im wesentlichen derselbe ist wie derjenige einer vorherigen Ausrichtung, der in einem herkömmlichen Stepper unter Verwen­ dung eines außeraxialen Mikroskops durchgeführt wird, sollen hier nähere Erläuterungen unterbleiben. Selbstverständlich werden ermittelte Werte (Δ ui, Δ vi), die auf jede Wafer-AA- Markenposition bezogen sind, wenn die Θ-Position des Wafers fest ist, wie auch die Koordinatenposition (xi, yi) der Büh­ ne 2 zu jeder entsprechenden oder zugeordneten Zeit durch den Bildverarbeitungskreis 73, das Laser-Interferometer 70 und eine Zentraleinheit (CPU) 74 in einen Speicher 75 einge­ speichert.
Anschließend wird im Schritt 103 die Ausbildung einer oder mehrerer magnetischer Abbildungen durchgeführt. Zu diesem Zweck wird die Waferbühne 2 in Aufeinanderfolge zu vorgewähl­ ten Stellen (auf der X-Y-Positionskoordinate), die zur Aus­ bildung von magnetischen Abbildungen gewählt worden sind, bewegt, wobei an jeder Stelle die Blende 16 geöffnet wird, um Ausrichtmarken 55 der Gitterplatte 50 einem Licht auszu­ setzen, so daß durch die Projektionsoptik 5 magnetische Abbildungen der belichteten Ausrichtmarken 55 in einem vorge­ wählten Teil der an der Wafer-Halteeinrichtung 3 angeordneten magnetooptischen Aufzeichnungsmaterialschicht 40 ausgebildet werden. Bis die Belichtungen einer vorbestimmten Anzahl be­ endet oder vollständig ausgeführt sind, wird das "Weiter­ schalten und Belichten" wiederholt. Selbstverständlich wird die Koordinatenposition (Exj, Eyj) der Bühne bei jeder Be­ lichtung ausgelesen und im Speicher 75 gespeichert.Die Wahl der Ausrichtmarken 55D, 55U, 55L und 55R der Gitterplatte 50 für eine Magnetbildausbildung, um eine Abbildung an einer geeigneten Position auf der magnetooptischen Aufzeichnungs­ materialschicht 40 zu drucken, wird unter dem Einfluß des Abdeckelements 20 durchgeführt. Auch wird dieses Abdeckele­ ment 20 dazu verwendet zu verhindern, daß irgendein effek­ tiver Aufnahmebereich am Wafer während der Belichtung der Magnetbild-Abbildungsmarken 55D-55R belichtet wird. Die als Ergebnis dieser Belichtungen erzeugten Magnetbilder sind in Fig. 4B dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform werden, wie die Fig. 4B zeigt, vier Belichtungen ausgeführt, um acht Magnetbildmarken 65 am oberen, unteren, linken sowie rechten Teil (bei Betrach­ tung dieser Figur) der Halteeinrichtung 3 auszubilden.
Im Schritt 104 werden unter Verwendung des optischen Aus­ richtsystems C und des Laser-Interferometers 70 die Position einer jeden magnetischen Bildmarke 65j (j = L, R, U, D, . . .) wie auch die Position einer jeden Wafer-AA-Marke 62i (i= 1, 2, 3, . . .), d.h. (Δ uj, Δ vj) und (Δ ui, Δ vi) ermittelt, und zusätzlich wird die Koordinatenposition (xj, yj) (xi, yi) der Bühne zu jeder entsprechenden Zeit gelesen. Die Ma­ gnetbildmarken und die Wafer-AA-Marke können hier in irgend­ einer gewünschten Reihenfolge gelesen werden. Jedoch ist es vorzuziehen, die Reihenfolge so zu bestimmen, daß die Gesamtzeit auf das Minimum herabgesetzt wird.
Es ist hier zu bemerken, daß die Anzahl der zu ermittelnden Wafer-AA-Marken, die Anzahl der Abbildungen (Schüsse) für ein Drucken von magnetischen Bildern, die Anzahl der als Gegenstand des Druckens zu wählenden Marken, die Anzahl der zu erfassenden magnetischen Abbildungen, die Zeiten zur Ermittlung von Operationen, die für jede magnetische Abbildung durchzuführen sind, u.dgl. während der Schritte 102-104 in Übereinstimmung mit der geforderten Überlage­ rungspräzision für den N-ten Prozeß bestimmt werden sollen.
Soweit die Wafer-AA-Marken im Schritt 104 beispielsweise betroffen sind, so ist die maximale Anzahl diejenige von allen Marken aller Aufnahmebereiche. Soweit dagegen das Mi­ nimum betroffen ist, kann in manchem Fall die Angabe im Schritt 102 als ausreichend angesehen werden, so daß die Anzahl der Ermittlungen im Schritt 104 zu Null gemacht werden kann.
Bei dieser Ausführungsform können bei einigen der oben be­ schriebenen Schritte die Projektionsvergrößerung der Pro­ jektionsoptik 5 und jeglicher Θ-Fehler der Gitterplatte 9 geprüft werden. Auch kann im einen oder anderen Fall ir­ gendein Lagefehler des Wafers 4 in der Richtung der opti­ schen Achse durch Erfassen des Kontrasts der magnetischen Abbildung beispielsweise ermittelt werden.
Im Schritt 105 kann auf der Grundlage der in den Schritten 102-104 erhaltenen Daten eine Berechnung durchgeführt wer­ den, um die tatsächliche Reihenkoordinate der Abbildungs­ schemata (Aufnahmebereiche) am Wafer 4 zu bestimmen, wobei diese Koordinate in der Repetierbelichtung in einer späteren Stufe zu verwenden ist. Wenngleich auch in diesem Fall die Koordinate auf verschiedenen Wegen berechnet werden kann, so kann grundsätzlich ein solches Koordinatensystem, das während der Ausbildung und Ermittlung der magnetischen Ab­ bildungen erhalten worden ist, als ein Bezug verwendet wer­ den, um die Koordinatendaten der Wafer-AA-Marke zu korrigie­ ren. Dann werden im Schritt 106 aufeinanderfolgende schritt­ weise Bewegungen der Waferbühne 2, die von Belichtungen be­ gleitet sind, in Übereinstimmung mit der Koordinate der Ab­ bildungsschemareihe, die im Schritt 105 bestimmt wurde, durchgeführt.
In diesem Fall werden die Flügel des Abdeckelements 20 ver­ wendet, um den Beleuchtungsbereich durch das Licht einzu­ schränken, so daß das Beleuchtungslicht auf die Schaltstruk­ tur-Tragfläche 17 der Gitterplatte 9 gerichtet werden kann, wobei das Beleuchtungslicht jedoch daran gehindert wird, auf die Ausrichtmarken 55 der Gitterplatte 9 für die Aus­ bildung der magnetischen Abbildung gerichtet zu werden.
Im Schritt 107 werden die in einem Teil des magnetoopti­ schen Aufzeichnungsmaterials 40 an der Wafer-Halteeinrichtung 3 ausgebildeten magnetischen Abbildungen gelöscht. Wenn die Halteeinrichtung 3 selbst mit einer geeigneten Löschein­ richtung versehen ist, dann kann die magnetische Abbildung vor dem Schritt 106 gelöscht werden, oder sie kann alterna­ tiv im Verlauf des Schritts 105 oder 106 gelöscht werden.
Wenn eine Löscheinrichtung der Halteeinrichtung 3 selbst hin­ zuzufügen ist, so kann der oben beschriebene Magnetkopf 201 innerhalb der Halteeinrichtung eingebettet werden. Bei einem solchen Aufbau kann eine magnetische Abbildung in jeder Wa­ ferbühnenposition ohne eine Bewegung der Bühne 2 gelöscht werden. Ferner kann ein solcher eingebetteter Magnetkopf auch für die Erzeugung eines Magnetfelds zur Ausbildung einer magnetischen Abbildung verwendet werden.
Der Ausrichtvorgang ist nicht auf den oben beschriebenen beschränkt. Das bedeutet, daß das, was bei dieser Ausführungs­ form nach einer Fixierung der Θ-Position des Wafers durchzu­ führen ist, das Folgende ist:
(1) jede vorgewählte Ausrichtmarke an einem Wafer 4 wird in ein Bildfeld des optischen Ausrichtsystems C eingeführt, und eine Angabe über die ermittelte Position der Marke wie auch eine Angabe über die Bühnenposition zur zugehörigen Zeit werden als eine Information gespeichert;
(2) eine magnetische Bildmarke der Gitterplatte wird an einer vorgegebenen Position gebildet und gleichzeitig damit wird eine auf die Position der Bühne zu dieser Zeit bezoge­ ne Angabe ermittelt sowie gespeichert, während andererseits jede magnetische Bildmarke in das Bildfeld des optischen Ausrichtsystems C eingeführt wird und eine Angabe zur ermit­ telten Position der Bildmarke wie auch eine Angabe zur Posi­ tion der Bühne zu dieser Zeit als eine Information gespei­ chert werden;
(3) unter Verwendung der bei (1) und (2) erhaltenen Daten wird die Koordinate der Reihe des tatsächlichen Abbildungs­ schemas (Aufnahmebereichs) für das "Weiterschalten und Be­ lichten" berechnet.
Die Ordnung dieser Vorgänge ist nicht von Bedeutung. Ferner ist es ausreichend, daß eine magnetische Abbildung vor der folgenden Ausbildung einer neuen magnetischen Abbildung im selben Bereich gelöscht wird.
Bei dem oben beschriebenen Ausrichtvorgang muß die Wafer­ bühne 2 häufig bewegt werden. Wenn der Vorgang exakt in Über­ einstimmung mit der Folge des Flußplans von Fig. 2 durchge­ führt wird, so wird deshalb das gesamte Bewegungsausmaß der Waferbühne 2 groß, d.h., die Zeit für eine Bewegung wird lang, was eine verlängerte Verarbeitungszeit pro einem Wa­ fer zum Ergebnis hat.
Da tatsächlich die Positionen der zu ermittelnden Wafer-Aus­ richtmarken und die Positionen der zu bildenden sowie zu erfassenden magnetischen Abbildungen vorbestimmt sind, kann deshalb eine geeignete Folge bevorzugterweise festgelegt werden, um die Zeit für eine Bewegung der Bühne zu vermin­ dern, und das kann ohne Schwierigkeiten unter Verwendung einer Zentraleinheit programmiert werden.
Obwohl bei der Belichtungsvorrichtung der vor­ liegenden Ausführungsform ein außeraxiales Ausrichtsystem verwendet wird, können die Unannehmlichkeiten und Schwie­ rigkeiten in bezug auf eine Präzision, die bei herkömmli­ chen Vorrichtungen vorliegen, erheblich gemindert werden, weshalb die Präzision bedeutend gesteigert werden kann. Fer­ ner wird ein spezieller Vorteil darin gesehen, daß die oben beschriebenen Wirkungen ohne einen dem System innewohnenden Schwachpunkt und ohne eine besondere Behinderung in der Ver­ wirklichung der Konstruktion bewerkstelligt werden können.
Im Gegensatz zu der bisher beschriebenen Ausführungsform kann das magnetooptische Aufzeichnungsmaterial durch ein photochromes (lichtempfindliches) Material ersetzt werden. Wenn ein lichtempfindliches Material verwendet wird, so wer­ den Vorteile erreicht insofern, als eine spezielle Voraus­ setzung zur Verwendung eines Magnetfelds zum Einschreiben nicht besteht, und daß, weil das lichtempfindliche Material eine Anhäufungsreaktion zeigt, selbst wenn die Belichtungs­ energie niedrig ist, eine Abbildung mit Sicherheit ausgebil­ det werden kann, obwohl eine längere Zeit erforderlich ist. Ferner kann, soweit das Löschen betroffen ist, eine Abbil­ dung leicht unter Verwendung von Wärme oder weißem Licht gelöscht werden. Zusätzlich ist es bei Verwendung eines lichtempfindlichen Materials nicht notwendig, das außeraxia­ le optische Ausrichtsystem vorzusehen, indem ein Polarisa­ tionsmikroskop verwendet wird. Ein herkömmliches außeraxia­ les Ausricht-Betrachtungssystem oder ein übliches Mikroskop können Anwendung finden.
Andererseits hat das bei der vorher beschriebenen Ausfüh­ rungsform verwendete magnetooptische Aufzeichnungsmaterial nicht die Eigenschaft einer Energieanhäufung, wobei, wenn die optische Energie pro Zeiteinheit niedriger wird als ein gewisser kritischer Wert, eine magnetische Abbildung nicht ausgebildet werden kann. Insofern ist es notwendig, die Be­ leuchtungsstärke des auf die Abbildungsfläche einstrahlen­ den Lichts mit einem ausreichenden Niveau festzusetzen.
Im Hinblick hierauf kann es vorzuziehen sein, obwohl der Aufbau etwas kompliziert werden kann, wie in Fig. 5 gezeigt ist, die eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung dar­ stellt, eine optische Energie, die stärker als diejenige des regulären Belichtungslichts ist, in konzentrierter Weise auf den die magnetische Abbildung bildenden Markenteil auf­ zubringen. Im einzelnen wird bei der Ausführungsform von Fig. 5 ein Spiegel 90, der für die reguläre Belichtung ver­ wendet werden kann, um das Licht von einer Lichtquelle 91 auf das optische Beleuchtungssystem A zu richten, zurückzieh­ bar ausgestaltet derart, daß für die Ausbildung eines magne­ tischen Bildes der Spiegel 90 in eine gestrichelt angegebe­ ne Position 90′ verlagert wird. Das ermöglicht es, das Licht von der Lichtquelle 91 unmittelbar in Fasern 92, die getrennt vorgesehen sind, einzuführen, wobei das von den Fasern aus­ tretende Licht direkt auf solche Teile 95 der Oberfläche der Gitterplatte 9, an denen Ausrichtmarken für eine Ausbil­ dung einer magnetischen Abbildung vorhanden sind, projiziert wird. Alternativ können die Fasern 92 bis nahe zum Abdeckele­ ment 20 erstreckt werden, so daß die Wafer-Halteeinrichtung 3 indirekt bestrahlt und dem Licht von den Fasern 92 mittels einer optischen Anordnung ausgesetzt wird, welche mit Bezug auf den Weg des Lichts stromab von der Abdeck- oder Masken­ fläche 95′ angeordnet ist. Ferner kann anstelle der Verwen­ dung von Fasern 92 eine separate Laserlichtquelle zur Erzeu­ gung von Licht hoher Intensität vorgesehen sein, um zu ermö­ lichen, daß die Teile 95 der Oberfläche der Gitterplatte mit dem Laserstrahl von einer Laserquelle bestrahlt und die­ sem ausgesetzt werden.
Ferner kann als die in Fig. 5 gezeigte Lichtquelle 91 ein KrF-Excimer-Laser verwendet werden, was bedeutet, daß bei Anwendung der Erfindung auf einen Excimer-Laser-Stepper jede magnetische Abbildung während einer kontinuierlichen Bewegung einer Waferbühne 2 ohne deren Anhalten gedruckt werden kann. Um die Zeit zu vermindern und den Durchsatz zu steigern, kann folglich ein als "laufende Belichtung" zu bezeichnender Vorgang zur Anwendung kommen.
Ein Excimer-Laser ist ein gepulster Laser und seine Impuls­ dauer ist etwa 20 ns/Impuls. Wenn sich die Bühne mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/s bewegt, dann läuft sie in 20 ns über 0,02 µm. Insofern tritt das Problem eines "Bild­ flusses" nicht in Erscheinung. Wenngleich die Belichtung von tatsächlichen Baustein- oder Strukturmustern gemäß dem Prozeß der "laufenden Belichtung", wie in der einschlägi­ gen Technik bekannt ist, auf der Möglichkeit beruht, daß die Bühne einen bestimmten Zielpunkt passiert, der wenig­ stens mit Bezug auf die zwei Achsenrichtungen einer X-Y- Koordinate vorbestimmt ist, so wird die Belichtung genau im Moment des Durchlaufs durchgeführt. Jedoch ist der "laufen­ de Belichtungs"-Vorgang, der bei dieser Ausführungsform zur Anwendung kommt, lediglich ein solcher, daß die Belichtung während einer wesentlichen Zeitspanne des Durchlaufs der Bühne durch ein bestimmtes Toleranzfeld eines bestimmten Bereichs ausgeführt wird, und es ist ausreichend, daß die Koordinatenposition der Bühne genau zum Moment der Belich­ tung unter Verwendung eines Laser-Interferometers gelesen wird. Klarerweise kann deshalb der Vorgang sehr leicht im Vergleich mit dem vorher genannten Vorgang ausgeführt werden.
Der KrF-Excimer-Laser-Stepper von Fig. 5 enthält eine Ein­ richtung zur Verengung eines Bandes, die beispielsweise ein Etalon oder ein Gitter umfassen kann und innerhalb der Licht­ quelle 91 angeordnet ist. Durch diese Verengungseinrichtung kann die Bandbreite Δ λ des KrF-Lasers in einer Größenord­ nung von Δ λ=0,05 nm verengt werden. Ferner umfaßt die Pro­ jektionsoptik mehrere Linsen- oder Objektivelemente, die alle aus SiO2 gefertigt sind, und die Projektionsoptik ist imstande, den KrF-Laserstrahl einer Wellenlänge λ in der Größenordnung von λ=248,4 nm in ausreichender, zufrieden­ stellender Weise zu übertragen.
Die Fig. 9 zeigt schematisch eine Ausricht- und Belichtungs­ vorrichtung in einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfin­ dung, wobei zu den Ausführungsformen von Fig. 1 und 5 gleiche Elemente mit denselben Bezugszahlen bezeichnet sind. Ferner ist zur Vereinfachung das optische Beleuchtungssystem A le­ diglich schematisch dargestellt. Aus dem gleichen Grund sind einige Elemente eines außeraxialen Ausrichtsystems C nicht gezeigt. Das das Ausrichtsystem C wie bei der vorherigen Ausführungsform ein Polarisationsmikroskop umfaßt, wird kein Spiegel, wie der Spiegel 27, zur Ablenkung des Strahlengan­ ges verwendet.
Ein wesentliches Merkmal dieser Ausführungsform besteht dar­ in, daß eine Gitterplatten-Ausrichtoptik B verwendet wird, um eine eine magnetische Abbildung ausbildende Ausrichtmarke der Gitterplatte 9 zu beleuchten, so daß eine magnetische Abbildung der Marke in einem Teil der an der Wafer-Halteeinrichtung vorgesehenen magnetooptischen Aufzeichnungsmaterial­ schicht ausgebildet wird.
Die Gitterplatten-Ausrichtoptik B enthält eine Blende 120 zur Begrenzung des Beleuchtungsbereichs, eine Bildaufnahme­ vorrichtung 110 und ein optisches Objektivsystem 140, und sie ist zu betreiben, um einen Teil des Kopierlichts (Licht­ drucklicht) von dem optischen Beleuchtungssystem A, bei­ spielsweise einem Excimer-Laserstrahl, herauszuziehen, um (nicht dargestellte) Gitterplatten-Ausrichtmarken zu beleuch­ ten. Durch das optische Objektivsystem 140 wird eine Abbil­ dung der Gitterplatten-Ausrichtmarke mittels der Bildaufnahme­ vorrichtung 110 aufgenommen, und es wird jegliche Abweichung der Gitterplatten-Ausrichtmarke hinsichtlich eines Bezuges, der an einem ortsfesten Teil der Belichtungsvorrichtung vor­ gesehen ist, erfaßt. Auf der Basis des Ergebnisses der Er­ fassung kann die Position der Gitterplatte oder des Faden­ kreuzes 9 justiert (ausgerichtet) werden.
Das optische Objektivsystem 140 ist längs der Fläche (der das Schema tragenden Fläche) der Gitterplatte 9 bewegbar oder verschiebbar. Insofern kann ohne Rücksicht auf die Posi­ tion der Gitterplatten-Ausrichtmarke diese durch das optische System 140 erfaßt werden. Bei dieser Ausführungsform wird nach Beendigung der Ausrichtung der Gitterplatte 9 die Posi­ tion des optischen Objektivsystems 140 verändert, um eine Beleuchtung einer eine magnetische Abbildung bildenden Marke 53 zuzulassen. Dann wird mit dem Licht von der Gitterplatten- Ausrichtoptik die Marke 53 beleuchtet und durch die Projek­ tionsoptik 5 eine Abbildung der Marke 53 auf die an der Wafer-Halteeinrichtung 3 befindliche magnetooptische Aufzeich­ nungsmaterialschicht projiziert. Dadurch wird eine magneti­ sche Abbildung in einem Teil dieser Aufzeichnungsmaterial­ schicht ausgebildet. Die Ausrichtung von Gitterplatte zu Wa­ fer, die das auf diese Weise gebildete magnetische Bild ver­ wendet, kann im wesentlichen auf die gleiche Weise durchge­ führt werden, wie mit Bezug auf die vorhergehenden Ausfüh­ rungsformen beschrieben wurde, weshalb eine nähere Erläute­ rung hier unterbleiben kann.
Bei dieser Ausführungsform kann die auf diese Weise gebilde­ te magnetische Abbildung für eine Messung des Abstandes zwischen den optischen Achsen der Projektionsoptik 5 und des außeraxialen Ausrichtsystems C verwendet werden. Der Abstand zwischen diesen optischen Achsen wird als "Stand­ linie" bezeichnet und ist einer der bedeutungsvollen System­ parameter in einer Belichtungsvorrichtung, die eine außer­ axiale Ausrichtoptik oder ein außeraxiales Ausrichtsystem C enthält. Das bedeutet, daß in einer solchen Belichtungs­ vorrichtung üblicherweise die Position einer Ausrichtmarke an einem Wafer 4 durch eine außeraxiale Ausrichtoptik C er­ faßt und dann eine Waferbühne 2 in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Wert für den Abstand zwischen den optischen Achsen verlagert wird, um das Wafer 4 mit Bezug zu der Posi­ tion in Lage zu bringen, an welcher durch die Projektions­ optik 5 ein Schema projiziert werden soll. Tatsächlich ist jedoch der Abstand zwischen den optischen Achsen mit der Zeit veränderlich. Insofern ist es erwünscht, die Änderung im Abstand oder den veränderten Abstand zwischen den opti­ schen Achsen exakt zu ermitteln.
Bei dieser Ausführungsform wird in Übereinstimmung mit den den Abstand zwischen den optischen Achsen betreffenden Da­ ten, die vorbereitend gespeichert worden sind, die Waferbüh­ ne 2 verlagert, um eine in einem Teil der magnetooptischen Aufzeichnungsschicht an der Halteeinrichtung 3 ausgebildete magnetische Abbildung in das Bildfeld der außeraxialen Aus­ richtoptik C einzuführen. Dann wird die Position der ma­ gnetischen Abbildung im Hinblick auf einen vorbestimmten Bezug, der in der Ausrichtoptik C vorgesehen ist, ermittelt. Auf der Basis dieser Ermittlung können die auf den Abstand zwischen den optischen Achsen bezogenen Daten korrigiert und damit der gegenwärtige Abstand exakt ermittelt werden.
In Übereinstimmung mit der Erfindung, wie sie bisher erläu­ tert wurde, wird eine Wafer-Halteeinrichtung, die ein Wafer durch Anziehung hält, mit einer Aufzeichnungsschicht aus bei­ spielsweise einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial oder ei­ nem lichtempfindlichen Material versehen. Eine oder mehrere Ausrichtmarken einer Gitterplatte oder eines Fadenkreuzes wer­ den durch ein Projektionssystem auf diese Aufzeichnungsschicht übertragen, und auf der Grundlage einer Lagebeziehung zwischen der übertragenen Abbildung der Ausrichtmarke und einer am Wa­ fer vorgesehenen Ausrichtmarke können die Ausrichtung der Git­ terplatte zum Wafer oder die Ausrichtung eines jeden Aufnah­ mebereichs (Schußbereichs) des Wafers zur Gitterplatte exakt ausgeführt werden.
Demzufolge wird ohne Rücksicht auf einen Wafer-Prozeß immer eine Ausrichtung mit hoher Präzision gewährleistet.
Da das magnetooptische Aufzeichnungsmaterial oder das licht­ empfindliche Material ein solches Aufzeichnungsmaterial ist, das sowohl ein Einschreiben als auch ein Löschen zuläßt, ist der spezielle Vorteil gegeben, daß das Aufzeichnungsmaterial wiederholt verwendet werden kann.
Zusätzlich können auf der Grundlage des Zustandes einer auf eine Aufzeichnungsschicht der Wafer-Halteeinrichtung übertrage­ nen Ausrichtmarkenabbildung, d.h. durch Ermittlung der Posi­ tion oder des Kontrasts der Abbildung, jeglicher Fehler in der Vergrößerung eines Projektionslinsensystems (Projektionsop­ tik), jeglicher Fehler in der Drehrichtung (Θ-Richtung) ei­ ner Gitterplatte oder eines Fadenkreuzes, jeglicher Fehler im Abstand (Standlinie) zwischen den optischen Achsen der Projektionsoptik und eines außeraxialen Mikroskops, jeglicher Fehler in der Position des Wafers mit Bezug zur Richtung der optischen Achse der Projektionsoptik, d.h. ein Fokusfehler, u. dgl. erfaßt werden.

Claims (9)

1. Repetier-Projektions-Belichtungsvorrichtung, zur sequentiellen Projektion eines Schemas einer Maske (9) auf unterschiedlilchhe Bereiche eines Wafers (4) mittels eines optischen Projektionssystems, wobei die Vorrichtung eine Wafer-Halteeinrichtung (3) und eine bewegbare Waferbühne (2) umfaßt, die die relativ dazu drehbare Wafer- Halteeinrichtung (3) trägt, wobei
die Wafer-Halteeinrichtung (3) eine Vielzahl von Aufzeichnungsbereichen (40, 106) umfaßt, von denen jeder entweder aus einem magnetooptisschen oder photosensitiven Material besteht und die um den Wafer (4) herum angeordnet sind, der von der Wafer-Halteeinrichtung (3) gehalten ist, wobei die Waferbühne (2) die Wafer-Halteeinrichtung (3) so bewegt, daß auf jedem der Aufzeichnungsbereiche (40, 106) eine Abbildung einer Marke (65) der Maske (9) projiziert wird und durch das optische Projektionssystem aufgezeichnet wird, daß Ermittlungseinrichtungen (71, 73) die auf den Aufzeichnungsbereichen (40, 106) der Wafer-Halteeinrichtung (3) aufgezeichneten Abbildungen ermitteln, und
daß auf der Basis dieser Ermittlung die Koordinaten des Schemas auf dem Wafer (4) für die Repetier-Belichtung des Wafers (4) bestimmt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (40, 106) ein magnetooptisches Aufzeichnungsmaterial (106) umfaßen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsbereiche (40, 106) ein lichtempfindliches Material umfassen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Maskenbühne (8),
durch eine Projektionsoptik (5), die ein Schema der Maske (9) auf ein Wafer (4) projiziert,
durch eine Wafer-Halteeinrichtung (3) mit Aufzeichnungsbereichen (40, 106), die mit Bezug zu einer Richtung der optischen Achse (AX) der Projektionsoptik (5) so angeordnet ist, daß die Oberfläche des Wafers (4) und die Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (40, 106) im wesentlichen auf derselben Höhe liegen,
durch eine Waferbühne (2), die die Wafer-Halteeinrichtung (3) trägt und in einer im wesentlichen zur optischen Achse (AX) der Projektionsoptik (5) rechtwinkligen Ebene bewegbar ist, und
durch ein optisches Erfassungssystem (C) mit einer zur optischen Achse (AX) der Projektionsoptik (5) parallelen optischen Achse (AX′) zur Ermittlung der an den Aufzeichnungsbereichen aufgezeichneten Marke.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine die Bewegungsgröße der Waferbühne (2) messende Einrichtung (6, 7, 70),
durch eine Belichtungsvorrichtung (A), die eine an der Maske (9) ausgebildete Marke belichtet und durch Projektion einer Abbildung der Marke an den Aufzeichnungsbereichen im Zusammenwirken mit der Projektionsoptik (5) ein der Abbildung der Marke entsprechendes Schema in einem Teil der Aufzeichnungsbereiche (40, 106) aufzeichnet,
durch ein optisches Ermittlungssystem (C) mit einer zur optischen Achse (AX) der Projektionsoptik (5) im wesentlichen parallelen optischen Achse (AX′), das das in dem Teil der Aufzeichnungsschicht (40, 106) aufgezeichnete Schema und eine am Wafer (4) ausgebildete Ausrichtmarke erfaßt,
durch eine auf die Erfassung durch das optische Erfassungssystem (C) ansprechende Einrichtung, die ein Signal für eine Ausrichtung des Wafers (4) mit der Maske (9) erzeugt, und
durch eine auf das Signal sowie ein Signal von der Meßeinrichtung (6, 7, 70) ansprechende Einrichtung, die die Waferbühne (2) zur Ausrichtung der Maske (9) und des Wafers (4) bewegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine das an den Aufzeichnungsbereichen (40, 106) aufgezeichnete Schema löschende Einrichtung (201).
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (A), die ein Schaltschema der Maske (9) mit einem einfallenden Lichtstrahl einer Wellenlänge belichtet, welche im wesentlichen der Wellenlänge des für die Aufzeichnung verwendeten einfallenden Lichtstrahls gleich ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der einfallende Lichtstrahl einen Laserstrahl von einem Excimer-Laser (91) umfaßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungsvorrichtung (A) eine ein Magnetfeld an die Aufzeichnungsbereiche (40, 106) anlegende Einrichtung (107) umfaßt.
DE3915642A 1988-05-12 1989-05-12 Repetier-Projektions-Belichtungsvorrichtung Expired - Fee Related DE3915642C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63115534A JPH0652705B2 (ja) 1988-05-12 1988-05-12 露光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3915642A1 DE3915642A1 (de) 1989-12-07
DE3915642C2 true DE3915642C2 (de) 1995-06-01

Family

ID=14664915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3915642A Expired - Fee Related DE3915642C2 (de) 1988-05-12 1989-05-12 Repetier-Projektions-Belichtungsvorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5386269A (de)
JP (1) JPH0652705B2 (de)
DE (1) DE3915642C2 (de)
GB (1) GB2218531B (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3175180B2 (ja) * 1990-03-09 2001-06-11 キヤノン株式会社 露光方法及び露光装置
US5331371A (en) * 1990-09-26 1994-07-19 Canon Kabushiki Kaisha Alignment and exposure method
JPH04355914A (ja) * 1991-02-06 1992-12-09 Olympus Optical Co Ltd リソグラフィー装置
JP3235029B2 (ja) * 1992-03-06 2001-12-04 株式会社ニコン 投影露光装置、及び投影露光方法
JP3308063B2 (ja) * 1993-09-21 2002-07-29 株式会社ニコン 投影露光方法及び装置
DE69505448T2 (de) * 1994-03-15 1999-04-22 Canon Kk Maske und Maskenträger
US5721605A (en) * 1994-03-29 1998-02-24 Nikon Corporation Alignment device and method with focus detection system
US5754299A (en) * 1995-01-13 1998-05-19 Nikon Corporation Inspection apparatus and method for optical system, exposure apparatus provided with the inspection apparatus, and alignment apparatus and optical system thereof applicable to the exposure apparatus
JP3320262B2 (ja) * 1995-07-07 2002-09-03 キヤノン株式会社 走査露光装置及び方法並びにそれを用いたデバイス製造方法
KR0179855B1 (ko) * 1995-11-02 1999-03-20 문정환 마킹장치가 구비된 얼라이너
US5796468A (en) * 1995-11-02 1998-08-18 Lg Semicon Co., Ltd. Apparatus used to align and mark wafers
US7840488B2 (en) * 2001-11-20 2010-11-23 Contentguard Holdings, Inc. System and method for granting access to an item or permission to use an item based on configurable conditions
US7418902B2 (en) * 2005-05-31 2008-09-02 Asml Netherlands B.V. Imprint lithography including alignment
JP2009088264A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Toshiba Corp 微細加工装置およびデバイス製造方法
US11251096B2 (en) * 2018-09-05 2022-02-15 Micron Technology, Inc. Wafer registration and overlay measurement systems and related methods

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0035113B1 (de) * 1980-02-29 1985-12-11 Eaton-Optimetrix Inc. Ausrichtvorrichtung
JPS61201427A (ja) * 1985-03-04 1986-09-06 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 位置ずれ検出方法
US4640619A (en) * 1985-03-13 1987-02-03 Gca Corporation Microlithographic calibration scheme
JPS61263123A (ja) * 1985-05-16 1986-11-21 Canon Inc ステップアンドリピート露光方法
JPS6294932A (ja) * 1985-10-21 1987-05-01 Canon Inc 位置合わせ方法及び装置
US4861162A (en) * 1985-05-16 1989-08-29 Canon Kabushiki Kaisha Alignment of an object
US5140366A (en) * 1987-05-29 1992-08-18 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus with a function for controlling alignment by use of latent images
EP0295860B1 (de) * 1987-06-15 1994-04-06 Canon Kabushiki Kaisha Belichtungsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
GB8910651D0 (en) 1989-06-21
US5386269A (en) 1995-01-31
JPH0652705B2 (ja) 1994-07-06
JPH01286309A (ja) 1989-11-17
GB2218531B (en) 1992-12-02
GB2218531A (en) 1989-11-15
DE3915642A1 (de) 1989-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3915642C2 (de) Repetier-Projektions-Belichtungsvorrichtung
DE3313111C2 (de) Projektionsvorrichtung und Verfahren zur Projektion eines Negativs
EP0173849B1 (de) Laserstrahl-Lithograph
DE3110287C2 (de)
DE69738335T2 (de) Verfahren zur Detektion einer Oberflächenlage und Abtastbelichtungsverfahren unter Verwendung derselbe
DE2506628A1 (de) Optische vorrichtung
DE3116190C2 (de)
DE3538062C2 (de) Positionserfassungsgerät
DE3114682A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ausrichten von einander beabstandeter masken- und waferelementen
DE69434080T2 (de) Abtastbelichtungsvorrichtung
DE2260229C3 (de)
DE1919991B2 (de) Anordnung zur automatischen ausrichtung von zwei aufeinander einzujustierenden objekten
DE3642418A1 (de) Projektionsbelichtungs-vorrichtung
DE3530439A1 (de) Vorrichtung zum justieren einer mit mindestens einer justiermarke versehenen maske bezueglich eines mit mindestens einer gitterstruktur versehenen halbleiterwafers
DE2536263A1 (de) Anordnung zum orten von teilen, zum ausrichten von masken und zum feststellen der richtigen ausrichtung einer maske
DE102016203990A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Beleuchtungssystems für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, Beleuchtungssystem und Messverfahren
EP0002668A2 (de) Einrichtung zur optischen Abstandsmessung
EP0746800B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur photomechanischen herstellung strukturierter oberflächen, insbesondere zum belichten von offsetdruckplatten
DE3228806C2 (de) Belichtungseinrichtung mit Ausrichteinrichtung
DE19611726B4 (de) Blindstruktur zur Außeraxial-Belichtung
DE3342719A1 (de) Belichtungsgeraet und belichtungsverfahren
DE4106210A1 (de) Laser-markierungseinrichtung
DE3910048C2 (de)
DE3343181C2 (de)
EP0135673B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Festlegung einer Koordinate auf einer Oberfläche eines Festkörpers

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee