DE68921341T2

DE68921341T2 - Ausrichtevorrichtung und eine damit versehene Synchrotron-Röntgenbelichtungsvorrichtung.

Info

Publication number: DE68921341T2
Application number: DE1989621341
Authority: DE
Inventors: Naoto Isehara-Shi Kanagawa-Ken Abe; Mitsuaki Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Amemiya; Ryuichi Kawasaki-Shi Kanagawa-Ken Ebinuma; Makoto Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Higomura; Takao Hino-Shi Tokyo Kariya; Nobutoshi Yamato-Shi Kanagawa-Ken Mizusawa; Kunitaka Isehara-Shi Kanagawa-Ken Ozawa; Kenji Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Saitoh; Eiji Sagamihara-Shi Kanagawa-Ken Sakamoto; Koji Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Uda; Shunichi Tokyo Uzawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1995-08-17
Anticipated expiration: 2009-10-31
Also published as: EP0425739A1; DE68921341D1; EP0425739B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND VERWANDTER STAND DER TECHNIK

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausrichtevorrichtung für eines Halbleiterplättchens in einer vorbestimmten das Ausrichten einer Maske mit einem Halbleiterchip-Muster und Lagebeziehung, insbesondere auf ein SOR-(Synchrotron-Orbitalstrahlung-)Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät zum Herstellen von Halbleiterchips, in welchem nach dem Ausrichten der Maske und des Halbleiterplättchens ein Resist an dem Halbleiterplättchen mit den Orbitalstrahlen (SOR-Röntgenstrahlen) in Form eines Musters belichtet wird, das dem Muster des Halbleiterchips an der Maske entspricht.
Für die Herstellung von Halbleiterchips wurde als einem Feinlithographie-Verfahren zum Erzeugen von Halbleiterchips mit hoher Dichte der Lithographie mit Röntgenstrahlen Beachtung geschenkt, seit diese 1972 von Spears und Smith in "Electron Letter", Band 8, Nr. 4, Seite 102 vorgeschlagen wurde. Da es jedoch keine kleinbemessene Röntgenstrahlenquelle mit hoher Leistung gab, war es schwierig, in dem Halbleiter-Herstellungswerk ein Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät zum Herstellen von Halbleiterchips unter Anwendung der Röntgenstrahlen-Lithographie zu installieren. Außerdem hat diese wegen des geringen Durchsatzes oder dergleichen nicht den Erfordernissen für die Massenproduktion genügt.
In der letzten Zeit wurde jedoch ein sehr klein bemessener SOR-Ring mit Normalleiter- oder Supraleiter-Magneten entwickelt, der zur Abgabe von Röntgenstrahlen hoher Leistung geeignet war. Daher stellt die Röntgenstrahlenguelle nicht länger ein Hauptproblem dar.
Gemäß Fig. 2 wird in dem Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät die Musterbelichtung nach einem sogenannten Nahbelichtungsverfahren ausgeführt. Die Maske 2 weist ein Substrat 201 mit einer Dicke von einigen um mit hoher Röntgenstrahlen-Durchlässigkeit, ein Absorptionsmaterial 202 mit hoher Röntgenstrahlen-Absorption, das zu einem auf dem Plättchen aufzuzeichnenden Muster geformt ist, und einen Stützrahmen 203 für die Halterung des Substrates 201 auf. Die Maske 2 wird genau und stabil dem Plättchen 3, welches das Werkstück ist, in einem vorbestimmten Abstand (von ungefähr einigen 10 um) gegenübergesetzt. Auf das Halbleiterplättchen 3 werden durch die Maske 2 hindurch die Röntgenstahlen 1 aufgestrahlt, so daß das auf das Plättchen 3 aufgebrachte Resist 5 mit dem durch das Absorptionsmaterial 202 bestimmten Muster belichtet wird, wodurch das Muster auf das Plättchen 3 übertragen wird.
Für den Musterübertragungsprozeß wurden ein in Fig. 3A dargestelltes Abtastbelichtungssystem, ein in Fig. 3B dargestelltes Abtastspiegel-Belichtungssystem und ein in Fig. 3C dargestelltes Ganzflächen-Belichtungssystem vorgeschlagen. Das Abtastbelichtungssystem und das Ganzflächen-Belichtungssystem wurden jeweils in "J. Vac. Sci. Technol." B1 (4) 1984, Seite 1271 bzw. in "IBM Research Report RC 8220", 1980 vorgeschlagen.
Gemäß Fig. 3A ist das Abtastbelichtungssystem derart beschaffen, daß nach dem Ausrichten der Maske 2 und des Plättchens 3 in eine vorbestimmte Lagebeziehung die Maske 2 und das Plättchen 3 als eine Einheit in einer durch einen Pfeil dargestellten Richtung in bezug auf die Röntgenstrahlen 1 in Form eines von einer SOR-Quelle 4 erzeugten Strahlenfächers bewegt werden, um das Muster der Maske 2 auf eine vorbestimmte Fläche des Plättchens 3 zu übertragen.
Bei dem in Fig. 3B dargestellten Abtastspiegel-Belichtungssystem wird nach dem Ausrichten der Maske 2 und des Plättchens 3 in eine vorbestimmte Beziehung ein Spiegel 301, der zwischen der SOR-Quelle 4 und der Maske 2 angeordnet ist, in der durch Pfeile dargestellten Richtung geschwenkt, um die Belichtungsfläche (die ganze Fläche des zu übertragenden Maskenmusters) mit den Röntgenstrahlen 1 aus der SOR- Quelle 4 zu überstreichen und damit das Muster zu übertragen.
Bei dem in Fig. 3C dargestellten Ganzflächen-Belichtungssystem ist zwischen der SOR-Quelle 4 und der Maske 2 ein Spiegel 302 mit einer konvexen Reflexionsfläche für das Ablenken der Röntgenstrahlen 1 aus der SOR-Quelle 4 angeordnet. Die abgelenkten Röntgenstrahlen 1 werden gleichzeitig auf die ganze Belichtungsfläche projiziert. Auf diese Weise wird nach der gegenseitigen Ausrichtung das Maskenmuster auf das Plättchen 3 übertragen.
In "JT Applied Physics", Band 47, Nr. 12, Seite 5450 schlägt E.S. Piller vor, in dem Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät die Maske 2 und das Plättchen 3 in einer bestimmten abgeschlossenen Umgebung anzuordnen und dann die Musterbelichtung auszuführen. Darin wird auch vorgeschlagen, hinsichtlich der Temperatur die Maske 2 und das Plättchen 3 in einer He-Gas-Umgebung anzuordnen. Weiterhin hat ein Teil der Erfinder in der JP-OS 178 625/1985 vorgeschlagen, daß in einem Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät mit einer Röntgenstrahlenröhre eine Objekttischvorrichtung, eine Masken- und Plättchentransportvorrichtung, eine Ausrichtvorrichtung oder dergleichen in einer Vielzahl von abgeschlossenen Umgebungen angeordnet werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4A und 4B wird das in der vorstehend genannten JP-OS offenbarte Gerät beschrieben. Das Plättchen ist in einer Kassette enthalten, die ihrerseits in einer Plättcheneingabe-Kassettenaufnahmekammer 402 aufgenommen wird. Die belichteten Plättchen sind in einer Kassette in einer Plättchenausgabe-Kassettenaufnahmekammer 403 enthalten. Die Maske mit einem zu übertragenden Muster ist in einer Kassette enthalten, die ihrerseits in einer Masken-Kassettenaufnahmekammer 404 aufgenommen wird.
Die Maske und das Plättchen werden miteinander in einer Hauptkammer 401 durch eine in Fig. 4B dargestellte Elektronenstrahlvorrichtung 411 ausgerichtet und danach als eine Einheit in eine Beleuchtungskammer 405 versetzt, in der die Musterbelichtung mittels einer Strahlungsquelle, d.h., einer Röntgenstrahlröhre 410 vorgenommen wird. Zwischen den jeweiligen Kammern sind Absperrventile angeordnet, um die Atmosphären in den jeweiligen Kammern voneinander unabhängig zu halten, obgleich in Fig. 4B nur ein Absperrventil 409 zwischen der Beleuchtungskammer 405 und der Hauptkammer 401 dargestellt ist.
Ein SOR-Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät ist beispielsweise in "'Proceeding of SPIE", Band 448, 1983, Seite 104 vorgeschlagen. Dieses Gerät ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Dieses Gerät enthält einen sogenannten Vertikaltisch, der in vertikaler Richtung bewegbar ist. Die Musterbelichtung mit den Röntgenstrahlen 1 erfolgt, während die Maske 2 und das Plättchen 3 an dem Tisch gehalten sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Zieht man als Beispiel einen nachstehend als "DRAM" bezeichneten dynamischen Schreib/Lesespeicher heran, der in der letzten Zeit eine Art von Standard hinsichtlich der Dichte des Halbleiterchips oder der Halbleitervorrichtung darstellt, so ist für einen DRAM mit 64 MB eine Linienbreite von 0,3 bis 0,4 um erforderlich und für einen DRAM mit mehr als 100 MB eine Linienbreite von 0,25 um, so daß daher ein Belichtungsgerät erforderlich ist, das zur Musterübertragung mit diesen Dimensionen geeignet ist. Es wurde jedoch in der Praxis kein Belichtungsgerät eingesetzt, das zu einer derart feinen Musterbelichtung mit nicht mehr als 0,25 um geeignet war. Zum Fertigstellen eines solchen Belichtungsgerätes ist es erforderlich (1) eine Umgebungssteuerung für das stabile Erhalten der Maske und des Plättchens, (2) ein Entfernen von Fremdstoffen wie Staub, (3) eine Röntgenstrahlenbelichtung für das gleichförmige Belichten der Musterübertragungsfläche, (4) eine Ausrichtung mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von 1/100 um und einer Auflösung in der Größenordnung von 1/1000 um usw. vorzunehmen.
Demzufolge ist es hauptsächliche Aufgabe der Erfindung, ein Belichtungsgerät zu schaffen, das die Hauptprozesse bei dem Herstellen von Halbleitervorrichtungen ausführt und das zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen mit einer Dichte von 64 MB oder mehr geeignet ist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein SOR-Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät zu schaffen, bei dem Röntgenstrahlen aus einer SOR-Quelle verwendet werden und mit dem das feine Muster an einer Maske auf ein Resist an einem Halbleiterplättchen übertragen werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, zum Erzielen eines in der Praxis brauchbaren Röntgenstrahlen-Belichtungsgerätes den vorstehend beschriebenen Erfordernissen (1) bis (4) zu genügen.
Zum Herstellen der Halbleitervorrichtungen mit einem Muster, welches Linien mit einer Breite von ungefähr 0,25 um enthält, ist für das Belichtungsgerät eine sehr hohe Genauigkeit erforderlich.
In der Tabelle 1 sind verschiedenerlei Faktoren für die Paßgenauigkeit, die der Hauptpunkt bei der für das Halbleiter-Belichtungsgerät erforderlichen Genauigkeit ist, und deren Zuordnungen dargestellt. Tabelle 1 (Einheit: um) Einzelpunkt Genauigkeit Maskenherstellungsfehler Plättchenbearbeitungsfehler Objekttischgenauigkeit Ausrichtungsgenauigkeit Optisches System Andere Fehler im Belichtungsgerät Paßgenauigkeit
Die "anderen Fehler in dem Belichtungsgerät" in der vorstehenden Tabelle umfassen durch Wärme verursachte Verformungen oder Spannungen der Maske und des Plättchens. Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, sind die in dem Belichtungsgerät zugelassene Verformung der Maske und des Plättchens und die während der Belichtung zugelassene Verformung maximal 0,01 um.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6A und 6B werden die Eigenschaften einer typischen SOR-Quelle 4 beschrieben. In Fig. 6A ist die SOR-Quelle 4 schematisch als eine Kreisbahn von Elektronen dargestellt. Die Röntgenstrahlen 1 werden durch Bremsstrahlung von Elektronen erzeugt, die bis zu einem Ausmaß einer relativistischen Geschwindigkeit beschleunigt sind. Die auf diese Weise erzeugten Röntgenstrahlen haben in der vertikalen Richtung V ein Leistungsprofil mit Gausscher Verteilung und Divergenzwinkel von höchstens einigen mRad und in der horizontalen Richtung H über eine zu der Kreisbahn der Elektronen offene Länge im wesentlichen Gleichförmigkeit. Das Profil ist allgemein trapezförmig. Dieses Profil wird beispielsweise dasjenige, das durch einen in Fig. 15 dargestellten Röntgenstrahlendetektor 1551 an einer Belichtungsstelle erfaßt wird, an der sich während der Belichtung die Maske und das Plättchen befinden.
Die bei der erfindungsgemäßen SOR-Röntgenstrahlen-Lithographie verwendete Wellenlänge liegt im Bereich von 5 bis 15 Å. Die Energie der auf die relativistische Geschwindigkeit beschleunigten Elektronen beträgt ungefähr 0,5 bis 1,0 GeV. Die Fig. 6B zeigt die spektralen Intensitätskurven für die jeweiligen Wellenlängen an verschiedenen Punkten auf dem Weg des Belichtungsstrahls, im einzelnen an einer Stelle unmittelbar vor einem Spiegel, an einer Stelle unmittelbar hinter dem Spiegel, an einer Oberfläche eines Be-Fensters, an einer Maskenoberfläche und an einer Resistoberfläche in der Aufeinanderfolge von der SOR-Quelle 4 weg in dem Fall, daß das Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät durch das Anordnen des Spiegels für das Reflektieren der Röntgenstrahlen und des Be-Fensters zwischen der SOR-Quelle 4 und der Maske gebildet ist. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß bei der SOR-Röntgenstrahlen-Lithographie der Wellenlängenbereich von 5 bis 15 Å vorzuziehen ist. Aus dieser ist ferner ersichtlich, daß die Synchrotron-Orbitalstrahlung SOR kontinuierliche Spektralkennlinien hat.
Fig. 7A zeigt eine Maske mit anorganischem Material für das Substrat 201 und Fig. 7B zeigt eine solche mit einem organischen Film. Gemäß Fig. 7A ist das an dem Rahmen 203 befestigte Substrat 201 durch ein Siliziumplättchen gebildet und in einem Musterbereich 701, in welchem ein Absorptionsmaterialmuster gebildet werden soll, ist beispielsweise Siliziumnitrid als dünner Film aufgeschichtet oder es ist das Siliziumplättchen durch Ätzen laminiert. In diesem Fall beträgt die Dicke des Substrates in dem Musterbereich 701 ungefähr 2 um. Bei dem Beispiel nach Fig. 7B ist an dem Rahmen 203 ein organischer Film mit einer Dicke von 20 bis 10 um angebracht. Ein Beispiel für das Material des organischen Filmes ist Polyimid.
Gemäß Fig. 2, die das Nahbelichtungssystem veranschaulicht, beträgt der nachstehend als "Annäherungsabstand" bezeichnete Abstand zwischen der Maske und dem Plättchen während der Belichtung ungefähr 10 bis 50 um.
Die Tabelle 2 zeigt den Temperaturanstieg der Siliziumnitridmaske nach Fig. 7A und der Polyimidmaske nach Fig. 7B in dem Fall, daß die Atmosphäre in dem Zwischenraum zwischen der Maske und dem Plättchen Vakuum, Luft oder He ist. Tabelle 2 (Einheit: Grad) Umgebungsmedium Siliziumnitridmaske Polyimidmaske Vakuum Luft He
Die Daten der vorstehenden Tabelle basieren auf der Röntgenstrahlenleistung von 120 mW/cm an der Maskenoberfläche und auf der thermischen Emissionsfähigkeit von 0,5 in Vakuum. Im Hinblick auf die Gegebenheiten, daß die Empfindlichkeit des Resistmaterials gegenwärtig ungefähr einige zehn bis zu einhundert mJ/cm² beträgt und daß die Durchlässigkeit des Maskensubstrates für Röntgenstrahlen ungefähr 50% ist, sind die vorstehenden Daten geeignet. Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß zum Verhindern der thermischen Verformung vorzuziehen ist, den Zwischenraum zwischen der Maske und dem Plättchen mit He-Gas zu füllen. Daher erfolgen erfindungsgemäß die Ausrichtung zwischen der Maske und dem Plättchen und die nachfolgende Musterbelichtung, während sich die Maske und das Plättchen in einer He-Atmosphärenkammer befinden. Durch die Aufnahme der Maske und des Plättchens in der Kammer können die Probleme hinsichtlich der Fremdkörper wie Staub gelöst werden. Ferner werden in dem erfindungsgemäßen Gerät die Temperatur, der Druck und die Reinheit des als thermisches Leitmedium in der Kammer wirkenden Gases mit hoher Genauigkeit gesteuert, um die Röntgenstrahlen-Durchlässigkeit dieser Atmosphäre wie des Vakuums zu stabilisieren.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8A, 8B, 9A und 9B werden die Unterschiede zwischen dem Ganzflächen-Belichtungssystem und dem Abtastbelichtungssystem (Abtastspiegel-Belichtungssystem) beschrieben. Fig. 8A veranschaulicht das Ganzflächen- Belichtungssystem, bei dem die Röntgenstrahlen 1 gleichzeitig auf den ganzen Musterbereich 701 aufgestrahlt werden. Fig. 8B zeigt die sich aus diesem System ergebenden Belastungen der Maske. Fig. 9A veranschaulicht das Abtastbelichtungsverfahren, bei dem die Röntgenstrahlen 1 den Musterbereich 701 aufeinanderfolgend in Form eines Strahlenfächers überstreichen. Fig. 9B zeigt die Maskenbelastungen oder Verformungen, die sich aus diesem System ergeben. Die von der SOR-Quelle erzeugten Röntgenstrahlen haben in der vertikalen Richtung eine sehr geringer Divergenz und daher beträgt selbst dann, wenn die Belichtungsstelle von dem SOR-Austrittspunkt um eine Strecke von 10 m entfernt ist, die halbe Spitzenwertbreite des Röntgenstrahlen-Leistungsprofils nur ungefähr 10 mm. Daher sollte zum Verringern der Belichtungsdauer bei dem Abtastbelichtungssystem (wie auch bei dem Abtastspiegel-Belichtungssystem) in einem derartigen Ausmaß, daß sie mit derjenigen bei dem Ganzflächen-Belichtungssystem vergleichbar wird, die Intensität der auf die Maske aufgestrahlten Röntgenstrahlen das Mehrfache derjenigen bei dem Ganzflächen-Belichtungssystem sein. Dies verstärkt die Maskenverformung.
Die Tabelle 3 veranschaulicht den Temperaturanstieg und die Maskenverformung bei dem Ganzflächen-Belichtungssystem im Vergleich zu demjenigen bei dem Abtastspiegel-Belichtungssystem. Tabelle 3 (Einheit: Grad, um) Siliziumnitridmaske Polyimidmaske Belichtungssystem Temperaturanstieg Maximale Verformung Temperatur Anstieg Maximale Verformung Abtastspiegel Ganzflächenbelichtung
Die Daten dieser Tabelle basieren darauf, daß das Material eines Plättchenspannfutters 1807 (Fig. 18) Aluminium (Al) mit einer Dicke von 0,5 mm ist, unter der Bedingung, daß die Rückflächentemperatur konstant ist. Bezüglich des Abtastspiegel-Belichtungssystems ist die Spiegelschwingung als Parameter angesetzt.
Aus der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß die Maskenverformung nur durch das Ganzflächen-Belichtungssystem und das Abtastspiegel-Belichtungssystem unter den zulässigen Wert (0,01 um) gebracht werden kann, wobei dies bei letzterem System nur möglich ist, wenn der Spiegel mit hoher Frequenz schwingt. Es ist ferner ersichtlich, daß ein üblicher Polyimidfilm nicht als Maskensubstrat brauchbar ist. In Anbetracht der Gegebenheit, bei der der Spiegel 301 (Fig. 3B) in einem Hochvakuum mit ungefähr 10&supmin;&sup9; Torr angeordnet ist, ist es jedoch sehr schwierig herbeizuführen, daß der Spiegel mit einer hohen Frequenz über einigen 10 Hz schwingt. Ferner ist die Schwierigkeit bei dem Abtastbelichtungsverfahren ausgeprägter, bei dem die Maske und das Plättchen zusammen bewegt werden.
Erfindungsgemäß wird daher das Ganzflächen-Belichtungssystem angewandt.
In dem Belichtungsgerät muß die Genauigkeit der Musterlinienbreite 5 bis 10% der minimalen Breite der zu übertragenden Linie sein. In dem Belichtungsgerät, das für das Belichten mit einer minimalen Linienbreite von 0,25 um geeignet ist, beträgt die Genauigkeit der Musterlinienbreite 0,012 um. Dies bedeutet, daß die Gleichförmigkeit der Röntgenstrahlenbeleuchtung über dem ganzen Belichtungsbereich (Musterbereich 701) oder die Gleichförmigkeit des Belichtungsausmaßes über dem ganzen Belichtungsbereich ungefähr ± 2,5% sein muß. Andererseits hat gemäß der vorangehenden Beschreibung das Intensitätsprofil der SOR-Röntgenstrahlen in der vertikalen Ebene die Form der Gausschen Funktion und es ist daher nicht einfach, bei dem Ganzflächen-Belichtungssystem über den ganzen Belichtungsbereich hinsichtlich der Belichtungsmenge ein Profil mit der Gleichförmigkeit von ungefähr ± 2,5% zu erzielen. Falls die Ausleuchtung über den ganzen Belichtungsbereich gleichförmig gemacht wird, ist es unvermeidbar, nur den mittigen Abschnitt der Gausschen Verteilung zu nutzen, was zur Folge hat, daß der Nutzungswirkungsgrad der Röntgenstrahlenenergie gering ist. Zur Lösung dieser Probleme wird erfindungsgemäß das in Fig. 10A und 10B dargestellte Belichtungssystem angewandt. Bei diesem System fallen die Röntgenstrahlen aus einem Austrittspunkt 1001 in der SOR-Quelle unter einem kleinen Streifwinkel auf einen Röntgenstrahlenspiegel 1002 und auf die Maske werden die durch den Spiegel 1002 abgelenkten Röntgenstrahlen aufgestrahlt. Der Spiegel 1002 ist derart entworfen, daß unter den Einstellbedingungen des Belichtungsgerätes die minimale Ausleuchtung des Röntgenstrahlen- Intensitätsprofils in dem Belichtungsbereich maximal ist.
Fig. 11 zeigt das Röntgenstrahlen-Intensitätsprofil in dem Belichtungsbereich bei diesem Beispiel. Es ist ersichtlich daß die Ausleuchtung an dem mittigen Bereich und den Randbereichen des Belichtungsbereichs beträchtlich unterschiedlich ist. Bei diesem System kann in dem Belichtungsbereich die Ausleuchtungsverteilung einen Unterschied von ± 10% haben. Bei dem Belichtungssystem wird jedoch die Ungleichförmigkeit der Ausleuchtung während der Belichtung durch einen Verschlußmechanismus 1003 derart korrigiert, daß über dem ganzen Belichtungsbereich eine gleichförmige Belichtung erzielt wird.
Der Verschlußmechanismus wird kurz in Verbindung mit Fig. 10B beschrieben. Zwischen eine Antriebstrommel 1009 und eine Spanntrommel 1011 ist ein Stahlband 1010 gespannt, welches mit einer rechteckigen Öffnung 1012 mit einem Vorderrand 1004 und einem Hinterrand 1005 versehen ist. Eine Y-Achse ist zu der optischen Achse der SOR-Röntgenstrahlen senkrecht und im wesentlichen vertikal. Eine t-Achse stellt die Zeit dar. Eine Kurve 1006 stellt die Bewegung des Vorderrandes 1004 dar und eine Kurve 1007 stellt die Bewegung des Hinterrandes 1005 dar. Der Verschlußmechanismus betreibt die Antriebstrommel 1009 derart, daß an jedem Punkt auf der Y-Achse die Belichtungsdauer Δt(y) entsprechend dem in Fig. 11 dargestellten Ausleuchtungsprofil unterschiedlich ist, wodurch die Belichtungsmenge (= Belichtungsdauer x Ausleuchtung) über dem ganzen Belichtungsbereich gleichförmig ist.
In dem Belichtungsgerät, das in den vorangehend genannten "Proceeding of SPIE", Band 448, 1983, Seite 104 beschrieben ist (Fig. 5), ist die Bahn der Röntgenstrahlen aus der SOR- Quelle zunächst durch ein Be-Fenster unterbrochen und danach wird durch die Maske hindurch in Luft das Plättchen mit den Röntgenstrahlen belichtet.
Fig. 12 zeigt die Abhängigkeit der thermischen Leitfähigkeit von dem Druck für Luft und für He. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß bei dem gleichen Druck die Luft eine geringere thermische Leitfähigkeit als He hat. In Anbetracht der mit den Tabellen 2 und 3 angeführten Verformung der Maske ist es daher schwierig, durch die Belichtung in Luft die Aufgabe der Erfindung zu lösen. In Anbetracht dessen wird bei der Erfindung die Belichtung in einer abgeschlossenen He-Umgebung angewandt, für die die Temperatur, der Druck und die Reinheit mit hoher Genauigkeit gesteuert werden. Außerdem haben zur Anpassung an die SOR-Röntgenstrahlquelle der Transportmechanismus und der Belichtungstisch vertikale Ausführung und die Maske und das Plättchen werden innerhalb einer vollständig abgeschlossenen Atmosphäre befördert. Dadurch werden in dem SOR-Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät ein hoher Durchsatz und eine Verringerung von Einwirkungen durch Teilchen (Staub) und Verschmutzung erzielt.
Ferner werden erfindungsgemäß im Hinblick darauf, daß (1) sich die optische Achse der Röntgenstrahlen aus der SOR- Quelle kaum ändert, daß (2) gemäß der vorangehenden Beschreibung die Genauigkeit der Maske ausreichend ist und daß (3) bei der SOR-Röntgenstrahlenbelichtung die Stabilität der Beziehung zwischen der optischen Achse der Röntgenstrahlen aus der SOR-Quelle und der Maske am wichtigsten ist, ein Plättchenobjekttisch in sechs Achsen (X, Y, Z, θ (= ωz, ωx, ωy)) und ein Maskenobjekttisch in nur der θ-Achse gesteuert, um die hohe Genauigkeit des Maskenobjekttisches zu erreichen.
Erfindungsgemäß ist der Maskenobjekttisch in θ-Richtung drehbar, um die Ausrichtung der Maske mit der Bewegungsrichtung des Plättchens auf der X- und Y-Achse auszurichten, welches repetiert belichtet wird. Zum Ausführen dieser Maskenausrichtung mit hoher Genauigkeit wird an dem Plättchenobjekttisch eine Bezugsmarkierung angebracht und die Maskenausrichtung erfolgt unter Nutzung der Bezugsmarkierung.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichungen ersichtlich. Die vorstehenden Aufgaben der Erfindung werden durch das Gerät und das Verfahren gemäß den Patentansprüchen gelöst.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die die allgemeine Gestaltung eines Belichtungsgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 2 veranschaulicht die Röntgenstrahlen-Nahbelichtung.
Fig. 3A, 3B und 3C sind perspektivische Ansichten, die verschiedenerlei Arten von Belichtungssystemen veranschaulichen.
Fig. 4A ist eine Draufsicht auf ein herkömmliches Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät.
Fig. 4B ist eine Schnittansicht eines herkömmlichen Röntgenstrahlen-Belichtungsgerätes.
Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines herkömmlichen SOR-Röntgenstrahlen-Belichtungsgerätes.
Fig. 6A ist eine perspektivische Ansicht eines SOR-Ringes, die eine Eigenheit der Röntgenstrahlen-Intensitätsverteilung veranschaulicht.
Fig. 6B ist eine graphische Darstellung von Röntgenstrahlenleistung als Funktion von Wellenlängen.
Fig. 7A ist eine perspektivische Ansicht einer Maske mit anorganischem Substratmaterial.
Fig. 7B ist eine perspektivische Ansicht einer Maske mit organischem Substratmaterial.
Fig. 8A ist eine Schnittansicht einer Maske zur Darstellung von thermischer Verformung.
Fig. 8B ist eine Draufsicht auf die Maske zur Darstellung der thermischen Verformung der Maske.
Fig. 9A ist eine Schnittansicht einer Maske, die entsprechend der Fig. 8A eine Verteilung der thermischen Verformung zeigt.
Fig. 9B ist eine Draufsicht auf die Maske, die die Verteilung der thermischen Verformung der Maske veranschaulicht.
Fig. 10A zeigt schematisch das erfindungsgemäße Belichtungsgerät.
Fig. 10B ist eine Darstellung eines Verschlusses.
Fig. 11 ist eine graphische Darstellung, die ein Röntgenstrahlenintensitätsprofil in einem Belichtungsbereich in einem erfindungsgemäßen Belichtungsgerät zeigt.
Fig. 12 ist eine graphische Darstellung von thermischen Leitfähigkeiten von Gasen als Funktion von Drücken.
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht einer Belichtungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht einer Röntgenstrahlen-Spiegeleinheit.
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht einer Belichtungseinheit und einer Verschlußeinheit.
Fig. 16 ist eine Seitenansicht, die die Anordnung der Belichtungseinheit und der Verschlußeinheit zeigt.
Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht eines Objekttisches.
Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht eines Feineinstellungs-Plättchenobjekttisches.
Fig. 19 ist eine perspektivische Ansicht eines θ-Einstellungs-Maskenobjekttisches.
Fig. 20 ist eine Draufsicht, die die Gestaltung eines optischen Lasersystems zur Entfernungsmessung zeigt.
Fig. 21 zeigt eine optische Anordnung eines Vorausrichtungssystems.
Fig. 22 ist eine perspektivische Ansicht des Vorausrichtungssystems.
Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht, die optische Elemente in einer Aufnahmestation zeigt.
Fig. 24 ist eine perspektivische Ansicht einer Einheit zur automatischen Feinausrichtung.
Fig. 25 ist eine perspektivische Ansicht eines Plättchentransportsystems.
Fig. 26 ist eine perspektivische Ansicht eines Maskentransportsystems.
Fig. 27 ist eine Draufsicht auf eine Maskentransportstation.
Fig. 28 ist eine perspektivische Ansicht einer Maskenkassetten-Beschickungsvorrichtung.
Fig. 29 ist eine Seitenansicht der Maskenkassetten-Beschickungsvorrichtung, die deren Funktion veranschaulicht.
Fig. 30 ist eine Seitenansicht einer Maskenkassette.
Fig. 31 ist eine perspektivische Ansicht des Gerätes, die Kammern zeigt.
Fig. 32 ist eine Blockdarstellung eines Gaszufuhr- und Auslaßsystems.
Fig. 33 ist eine schematische Darstellung, die einen Plättcheneingabe-Verriegelungsmechanismus zeigt.
Fig. 34 ist eine schematische Darstellung, die einen Maskeneingabe-Verriegelungsmechanismus zeigt.
Fig. 35 ist eine schematische Darstellung, die ein Gaszufuhr- und Ablaßsystem für eine Druck- und Reinheitssteuerung und für eine Spiegelöffnung zeigt.
Fig. 36 ist eine Blockdarstellung des ganzen Steuersystems für das Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät.
Fig. 37 ist eine Blockdarstellung einer Konsoleneinheit.
Fig. 38 ist eine Blockdarstellung einer Haupteinheit.
Fig. 39 ist eine Blockdarstellung einer Steuereinheit für den Hauptaufbau.
Fig. 40 ist eine Blockdarstellung für eine automatische Feinausrichtung und eine automatische feine Fokussierung.
Fig. 41 ist eine Blockdarstellung eines Steuersystems zur automatischen Vorausrichtung und eines Systems zur automatischen Vorfokussierung.
Fig. 42 ist eine Blockdarstellung eines Aufnahmetisch-Steuersystems.
Fig. 43 ist eine Blockdarstellung eines Verschlußsteuersystems.
Fig. 44 ist eine Blockdarstellung einer Impulsgeneratorschaltung.
Fig. 45 ist eine Blockdarstellung eines Tischsteuersystems.
Fig. 46 ist eine Blockdarstellung eines Transportsteuersystems.
Fig. 47 ist eine Blockdarstellung eines Spiegelsteuersystems.
Fig. 48 ist eine Blockdarstellung eines Atmosphärensteuersystems.
Fig. 49 ist ein Ablaufdiagramm eines gesamten Betriebsvorganges.
Fig. 50 ist ein Ablaufdiagramm eines Anlaufvorganges nach einer langen Ruhezeit.
Fig. 51 ist ein Ablaufdiagramm der Funktion eines Gaszufuhr- und Ablaßsystems für die Hauptkammer bei dem Anlaufen nach einer langen Ruhezeit.
Fig. 52 ist ein gleichartiges Ablaufdiagramm für eine Plättcheneingabekammer.
Fig. 53 ist ein Ablaufdiagramm für die Anfangseinstellung von verschiedenerlei Stellvorrichtungen bei einem Anlaufen nach einer langen Ruhezeit.
Fig. 54 ist ein Ablaufdiagramm der Funktionen zum Abschalten des Gerätes für eine lange Zeitdauer.
Fig. 55 ist ein Ablaufdiagramm, das die Gaszuführung und das Ablassen zum Abschalten des Gerätes für eine lange Ruhezeit zeigt.
Fig. 56 ist ein gleichartiges Ablaufdiagramm für die Plättcheneingabekammer.
Fig. 57 ist ein gleichartiges Ablaufdiagramm für die Maskenkammer.
Fig. 58 ist ein Ablaufdiagramm für die Entnahme eines Plättchenzuführträgers.
Fig. 59 ist ein Ablaufdiagramm, das das Einsetzen eines Plättchenzuführträgers veranschaulicht.
Fig. 60 ist ein Ablaufdiagramm für die Entnahme einer Maskenkassette.
Fig. 61 ist ein Ablaufdiagramm für das Einsetzen einer Maskenkassette.
Fig. 62 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Messung eines Röntgenstrahlenintensität-Profils veranschaulicht.
Fig. 63 zeigt die Meßstellen für die Messung des Röntgenstrahlenintensität-Profils.
Fig. 64 ist eine graphische Darstellung der Röntgenstrahlenintensität als Funktion von Meßstellen.
Fig. 65 ist eine graphische Darstellung eines Belichtungsbereichs als Funktion der Belichtungszeitdauer bei einem Beispiel.
Fig. 66 ist eine graphische Darstellung, die eine Verschlußgeschwindigkeit- und Steuerdateneinstellung zeigt.
Fig. 67 ist eine schematische Darstellung des Verschlußsystems.
Fig. 68 ist ein Ablaufdiagramm eines Belichtungsprozesses.
Fig. 69 ist ein Ablaufdiagramm eines Plättchenzuführvorganges.
Fig. 70 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausrichtungsflächenerfassung.
Fig. 71 ist eine graphische Darstellung, die die Ausrichtungsflächenerfassung veranschaulicht.
Fig. 72 ist eine Draufsicht auf ein Plättchen in Koordinaten des Objekttisches.
Fig. 73A und 73B sind Ablaufdiagramme von Eingabe- und Ausgabevorgängen.
Fig. 74 ist ein Ablaufdiagramm einer Vorausrichtung.
Fig. 75 ist eine Draufsicht, die die Lagen von Vorausrichtungsmarkierungen zeigt.
Fig. 76 ist ein Ablaufdiagramm eines Maskenaufnahmevorganges.
Fig. 77 ist ein Ablaufdiagramm eines Maskeneinsetzvorganges.
Fig. 78 ist ein Ablaufdiagramm eines Maskenausrichtvorganges.
Fig. 79 ist eine Seitenansicht, die die Lage von Markierungen zur Maskenausrichtung zeigt.
Fig. 80 ist ein Ablaufdiagramm einer Repetierbelichtung.
Fig. 81 ist eine schematische Darstellung, die eine automatische Plättchenfokussierung veranschaulicht.
Fig. 82 ist eine Seitenansicht, die eine automatische Plättchenausrichtung veranschaulicht.
Fig. 83 ist ein Ablaufdiagramm eines Plättchenaufnahmevorganges.
Fig. 84A und 84B sind eine Vorderansicht und eine Seitenschnittansicht der Belichtungseinheit.
Fig. 85 ist eine Blockdarstellung einer Steuerung eines Vibrationsunterdrückungssystems.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Gemäß Fig. 1, die die allgemeine Gestaltung des Belichtungsgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfidnung zeigt, erzeugt ein Elektronenbeschleuniger oder Elektronensammelring, der nachfolgend als "SOR-Ring" 4 bezeichnet wird, Synchrotron-Orbitalstrahlen SOR und die Elektronenkreisbahn ist horizontal. Bei dem darstellten Beispiel ist nur eine Austrittsöffnung für die SOR-Strahlen dargestellt, jedoch können zwei oder mehr derselben vorgesehen sein. Zwischen dem SOR-Ring 4 und einer Belichtungseinheit 102 ist eine Spiegeleinheit 101 angeordnet, die einen in Einzelheiten in Verbindung mit Fig. 14 beschriebenen Röntgenstrahlenspiegel 1401 zum Ändern der Divergenz der Synchrotron-Orbitstrahlen in einem erwünschten Ausmaß enthält. Der Röntgenstrahlenspiegel 1401 befindet sich in einem Vakuum mit ungefähr 1 x 10&supmin;&sup8; bis 1 x 10&supmin;¹&sup0; Torr. Ein Strahlenkanal 1020 verbindet den SOR-Ring 4 mit der Spiegeleinheit 101 und wird auf einem Vakuum von ungefähr 1 x 10&supmin;&sup8; bis 1 x 10&supmin;¹&sup0; Torr gehalten. Die Belichtungseinheit 102 ist in einer Hauptkammer 3101 enthalten, die in Verbindung mit Fig. 31 beschrieben wird. Die Hauptkammer 3101 ist mit einem hochreinen He-Gas mit einer Reinheit von nicht weniger als ungefähr 99,99% gefüllt. Gemäß Fig. B sind in dieser Atmosphäre eine Objekttischvorrichtung 1301 für das Befördern und/oder Halten einer Maske 2 und eines Plättchens 3, ein optisches Meßsystem 1312 zum Bestimmen der Tischlage, ein Vorausrichtungssystem 1307 zum Messen einer relativen Lageabweichtung zwischen dem Plättchen 3 und der Maske 2 zu deren Vorausrichtung, ein Feinausrichtungssystem 1302, eine Belichtungsverschlußvorrichtung 1308 für das Abgeben einer geeigneten Röntgenstrahlenmenge zur Belichtung an das Plättchen 3, eine Plättchenzuführ- und Aufnahmevorrichtung 1303 zum Zuführen und Aufnehmen von Plättchen, eine Einführvorrichtung 1304 zum Befördern des Plättchens 3, eine Plättchenfahrbühne 1306, ein Ausrichtungsflächen-Meßtisch 1305 zum Ausrichten der kristallinen Orientierung des Plättchens 3, eine Maskenaufnahmevorrichtung 1310 zum Aufnehmen von Masken 2, eine Maskenkassetten-Beschickungsvorrichtung 1309 für das Einlegen und Entnehmen der Maske 2 bezüglich der Maskenkassette 1310, eine Maskentransportvorrichtung 1311 zum Befördern der Maske 2 zwischen der Maskenkassette 1310 und einem nachfolgend in Verbindung mit Fig. 19 beschriebenen Masken-θ-Tisch 1999 und andere Hilfsvorrichtungen enthalten. Die Hauptkammer ist an einem Vibrationsdämpfungssockel 8405 gemäß der Darstellung in Fig. 84 befestigt. Der Vibrationsdämpfungssockel 8405 hat drei daran befestigte Luftfederungen 8402, 8403 und 8404, die jeweils mit einem Ende an einem Vibrationsdämpfungsuntersatz 8401 befestigt sind. Der Vibrationsdämpfungsuntersatz 8401 ist ein starrer Aufbau zum Lagern des Vibrationsdämpfungssockels 8405 und der Hauptkammer. Der Vibrationsdämpfungsuntersatz 8401 hat eine daran angebrachte (nicht dargestellte) Fluidlagerung, die durch Zuführen von Luft das Anheben des Untersatzes von dem Fußboden durch Druck bewirkt. Die Fluidlagerung ergibt während der Justierung bei der Einstellung der ganzen Belichtungseinheit einen verringerten Reibungswiderstand gegenüber dem Fußboden und ermöglicht daher eine feine Lageeinstellung.
Zwischen der Spiegeleinheit 101 und der Belichtungseinheit 102 ist ein Strahlenkanal 121 angeordnet, in dem sich Absperrventile 3516 und 3517 und ein Be-Fenster 3512 gemäß der Darstellung in Fig. 35 befinden und an den die Einheiten 101 und 102 derart angeschlossen sind, daß die Abdichtung ermöglicht ist. Der Strahlenkanal 121 ist durch einen Tragrahmen 123 an dem Fußboden abgestützt. Das Innere des Strahlenkanals 121 wird durch eine zwischen der Spiegeleinheit 101 und dem Be-Fenster 3512 angebrachte Vakuumpumpe in einem Vakuumzustand mit ungefähr 1 x 10&supmin;&sup6; bis 1 x 10&supmin;¹&sup0; Torr gehalten.
Eine elektrische Steuereinheit 103 bewirkt die Steuerung der Spiegeleinheit 101, der Belichtungseinheit 102, einer Einheit 104 zum Einhalten einer konstanten Temperatur, einer Austrageeinheit 105, einer Zuführsteuereinheit 106 und dient als Eingabetafel für den Betriebsvorgang und auch zum Zuführen und Empfangen von Signalen zur Koordination mit dem SOR-Ring 4 sowie zum Zuführen und Empfangen von Sicherheitssignalen in Verbindung mit der Eingangstür des Betriebsraumes. Die Einheit 104 zum Einhalten einer konstanten Temperatur führt den die Wärme erzeugenden Teilen wie der Spiegeleinheit 101, der Belichtungseinheit 102 pder dergleichen ein Fluid zu, um die Wärme aus diesen Teilen abzuführen und deren Temperatur konstant zu halten. Die Austrageeinheit 105 führt ein Fluid aus der Belichtungseinheit ab und steuert die Spiegeleinheit 101 und eine Ablaßpumpe 122. Die Zuführsteuereinheit 106 steuert Druckluft mit hohem Druck, N&sub2;-Gas und He-Gas, die in der Spiegeleinheit 101 oder in der Belichtungseinheit 102 benutzt werden.
Gemäß der vorstehenden kurzen Beschreibung enthält das Belichtungsgerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel verschiedenerlei Teileinheiten. Es wird die sich durch den Aufbau aus Einheiten ergebende vorteilhafte Wirkung beschrieben. Bei einem Verfahren zum Belichten mit den durch den SOR-Ring 4 gelieferten Röntgenstrahlen spielt der Röntgenstrahlenspiegel 1401 zum Steuern der Divergenz der Röntgenstrahlen eine wichtige Rolle, wie es nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Es ist schwierig, eine Belichtung mit SOR-Röntgenstrahlen ohne den Röntgenstrahlenspiegel 1401 zu erzielen.
Dessen Rolle umfaßt das Wählen der für die Belichtung geeigneten Wellenlänge und das Verringern des Abstandes zwischen dem SOR-Ring 4 und der Belichtungseinheit 102 durch Erzeugen einer geeigneten Röntgenstrahlen-Intensitätsverteilung und von geeigneten Röntgenstrahlen. Durch das Wählen der Wellenlänge kann der Kontrast der Maske 2 sichergestellt werden und durch das Erzeugen einer geeigneten Röntgenstrahlen-Intensitätsverteilung wird das Belichtungssystem hinsichtlich der Abmessungen nicht durch Wärme verändert. Durch Steuern des Divergenzwinkels kann der Abstand zwischen dem SOR-Ring 4 und der Belichtungseinheit 102 auf praktisch brauchbare Abmessungen gebracht werden. Zusammengefaßt kann durch die Verwendung des Röntgenstrahlenspiegels 1401 ein praktisch brauchbares SOR-Belichtungssystem geschaffen werden.
Es wird die Einwirkung des SOR-Rings 4 auf das Belichtungssystem bei dem System zum Belichten mit den SOR-Strahlen betrachtet. Allgemein beträgt das Außenmaß des SOR-Ringes 4 ungefähr 2 bis zu einigen 10 m und dessen Gewicht beträgt von einigen 10 bis zu 300 Tonnen. Daher muß das Belichtungssystem verhältnismäßig frei zu der Austrittsrichtung der SOR-Strahlen bewegbar sein. Um den SOR-Ring 4 wird eine Strahlungssperrwand mit einer Dicke von ungefähr einigen 10 cm angeordnet.
Bei dem Belichtungssystem ist in Betracht zu ziehen, daß die Wand zweckdienlich nahe an dem SOR-Ring 4 sein sollte, da das System dann von einer Streustrahlung entfernt wäre. Bei dem gegenwärtig verfügbaren SOR-Ringen ist die Lage der Wand sehr unterschiedlich, wobei bei den einen die Wand sehr nahe an dem SOR-Ring angebracht ist und bei anderen ziemlich weit bis zu einigen Metern von diesem entfernt ist. Daher ist es bei dem Belichtungssystem vorteilhaft, wenn dieses unabhängig davon verwendbar ist, ob die Wand zwischen dem SOR-Ring 4 und der Spiegeleinheit 101 oder zwischen der Spiegeleinheit 101 und der Belichtungseinheit 102 steht. Im Hinblick darauf wurde festgestellt, daß das Bildbelichtungssystem durch Ausbilden der verschiedenen Teile des Gerätes als Spiegeleinheit, Belichtungseinheit, elektrische Steuereinheit oder dergleichen praktisch anwendbar gestaltet werden kann. Im vorstehenden ist die allgemeine Gestaltung des Systems zum Belichten mit den Synchrotron-Orbitstrahlen auf allgemein gültige Weise beschrieben.
Es wird nun eine jede der Einheiten in gewissen Einzelheiten beschrieben.
Die Spiegeleinheit 101 muß direkt an den SOR-Ring 4 angeschlossen sein und sie hat daher ein Vakuumsystem, das von demjenigen der Belichtungseinheit 102 unabhängig ist. Die Einheit als ganze muß in sechs Achsenrichtungen (X, Y, Z, θ, ωx und ωy) in bezug auf die Synchrotron-Orbitstrahlen ausgerichtet werden. Damit die ganze Spiegeleinheit 101 in X-Richtung und Z-Richtung bewegbar ist, wird an dem Boden der Einheit eine Fluidlagerung verwendet. Die Bewegung in der Y-Richtung und die Drehbewegungen um die X-, Y- und Z- Achse werden mittels einer Spiegellage-Einstellvorrichtung 1406 (Fig. 14) ausgeführt, die direkt mit dem Röntgenstrahlenspiegel 1401 verbunden ist. Eine thermische Verformung des Röntgenstrahlenspiegels 1401, der die Synchrotron-Orbitstrahlen direkt aufnimmt, wird durch Zuführen eines flüssigen Mediums mit konstanter Temperatur nahe an dem Spiegel verhindert. Zwischen dem Röntgenstrahlenspiegel 1401 und dem SOR-Ring 4 ist eine Blende 1409 (Fig. 14) vorgesehen, um eine mögliche Schädigung durch unnötige Röntgenbestrahlung zu vermeiden.
Die Belichtungseinheit 102 muß gleichermaßen wie die Spiegeleinheit 101 in bezug auf die optischen Strahlenachsen des SOR-Ringes 4 und der Spiegeleinheit 101 in sechs Achsen ausgerichtet werden. Um dies zu erreichen, ist an dem Boden der Einheit eine Fluidlagerung angebracht, um die Bewegung der Belichtungseinheit 102 in X- und Z-Richtung und die Drehung (ωy) um die Y-Achse zu erleichtern. Die Drehbewegung (ωx, θ) um die X-Achse und die Z-Achse und die Bewegung in der Y-Richtung werden durch Steuern des Druckes der in Fig. 84 dargestellten Luftfederungen 8402, 8403 und 8404 ausgeführt.
Da die Belichtungseinheit 102 die SOR-Strahlen aufnimmt, müssen die durch die Strahlen entstehende Probleme gelöst werden. Wenn von den Bestandteilen der Belichtungseinheit 102 das Innere der Hauptkammer 3101 (Fig. 31) evakuiert werden kann, werden die Probleme verringert, aber es ist nicht vorteilhaft, die evakuierte Hauptkammer 3101 dazu zu verwenden, mit der Maskenerwärmung fertig zu werden, die nachfolgend beschrieben wird. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Hauptkammer mit Helium He (oder möglicherweise mit Wasserstoff H) gefüllt, welches einen geringen Prozentsatz der SOR-Strahlen, insbesondere der Röntgenstrahlen absorbiert. Dies macht das Einfügen eines Röntgenstrahlen-Einlaßfensters zum Trennen des Vakuums von der He- Atmosphäre erforderlich. Als Material für das Fenster ist Beryllium Be geeignet. Die Absorption der Röntgenstrahlen durch He und Be verringert die Belichtungsenergie und daher sollte die Absorption auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Es ist daher vorteilhaft, wenn der Druck des He-Gases auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird und die Dicke des Be- Fensters auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. Der Druck des He wird unter Berücksichtigung der Wärmeleitfähigkeit und der Strecke bestimmt, die von den Röntgenstrahlen durchlaufen wird.
Aus den nachfolgend beschriebenen Gründen beträgt der Druck des He 100 bis 200 Torr und die Reinheit ist 99,99%. Die 85 Dicke des Be-Fensters wird unter Berücksichtigung des He-Druckes und des Aufbaus um das Fenster herum bestimmt. Wenn das nachfolgend beschriebene Gassteuersystem und Ablaßsystem verwendet werden, kann die Dicke des Fensters ungefähr 120 um betragen. Die Strecke, die von den Röntgenstrahlen durchlaufen wird, ist vorzugsweise nicht kürzer als 30 cm. Zum Aufrechterhalten der Reinheit des He ist es vorteilhaft, die Hauptkammer 3101 bis zu einem Vakuum von ungefähr 1 x 10&supmin;&sup4; Torr zu evakuieren und dann He einzuleiten. Die in die Hauptkammer 3101 eingeleitete Menge an Fremdstoffgasen wird auf ein Mindestmaß herabgesetzt und es ist vorteilhaft, eine Zuführsteuereinheit zum Aufrechterhalten der Reinheit des He-Gases entgegen dem Austreten der Fremdstoffgase vorzusehen.
Es werden die Maßnahmen zum Einhalten der Genauigkeiten beschrieben. Das Belichtungssystem muß im allgemeinen für das Belichten einer Fläche von 30 mm x 30 mm des Plättchens geeignet sein. Der Wärmeausdehnungskoeffizient eines gewöhlichen Siliziumplättchens ist ungefähr 4 x 10&supmin;&sup6;/ºC. Daher beträgt die Maßänderung je 1ºC bei 30 mm Länge 0,12 um. Da in dem Belichtungssystem eine Änderung von nicht mehr als 0,001 bis 0,01 um erwünscht ist, muß an der Stelle, an der das Plättchen 3 ist, die Temperaturänderung innerhalb von 0,01 bis 0,1ºC gehalten werden. Dieser Erfordernis wird erfindungsgemäß dadurch genügt, daß zu dem Abschnitt, an dem sich das Plättchen befindet, oder zu dem Abschnitt, an dem die Maßänderung gesteuert werden soll, ein Fluid mit konstanter Temperatur geleitet wird. In dem Belichtungssystem wird das Maskenmuster auf eine vorbestimmte Stelle des Plättchens übertragen und die Reproduktionsgenauigkeit der Lageeinstellung relativ zueinander sollte 0,02 bis 0,05 um betragen. Um dies zu bewerkstelligen werden die Maske und das Plättchen mechanisch stark festgelegt und miteinander geführt, aber die mechanische Steifigkeit zwischen diesen ist begrenzt. Die Lageabweichung zwischen diesen ergibt sich aus der Temperaturänderung der zugeordneten Elemente und der Verformung durch externe Vibrationen derselben.
Die Temperaturänderung kann durch die vorangehend genannte Einrichtung zum Einhalten einer konstanten Temperatur unterdrückt werden und die Einwirkung der externen Vibration kann durch eine Anordnung verhindert werden, durch die das Übertragen der Vibration mittels der zwischen dem Vibrationsdämpfungssockel 8405 und dem Vibrationsdämpfungsrahmen 8401 angebrachten Luftfederungen 8402 bis 8404 verhindert wird. Zwischen dem Röntgenstrahlenkanal 121 und der Belichtungseinheit 102 befindet sich ein Abschnitt aus weichem Material wie ein Balgen, um die Übertragung der Vibration von dem Kanal 121 zu der Belichtungseinheit 102 zu verhindern. Vorstehend wurden die Maßnahmen zum Einhalten der Genauigkeiten beschrieben.
Im vorstehenden wurde kurz die allgemeine Gestaltung des Systems zum Belichten mit den Synchrotron-Orbitstrahlen, insbesondere den Röntgenstrahlen beschrieben.
Es wird nun das Belichtungssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausführlich beschrieben.
In Fig. 13, die den Innenaufbau der Belichtungseinheit zeigt, sind die Teile stromab des Be-Fensters 3512 (Fig. 35) in bezug auf die Fortpflanzungsrichtung der Synchrotron-Orbitstrahlen dargestellt.
Die Belichtungseinheit 102 dient dazu, das zu übertragende Muster an der Maske 2 mit einer bestimmten Stelle des Resist an dem Plättchen 3 auszurichten und das Muster mittels der Röntgenstrahlen auf das Plättchen 3 zu übertragen. Das Muster hat eine Fläche von 30 mm x 30 mm, wogegen das Plättchen einen Durchmesser von einigen 10 bis zu einigen 100 mm hat, und daher erfolgt das Belichten des Plättchens auf repetierte Weise, wobei ein Plättchen durch mehrere Belichtungen abgedeckt wird. Die Genauigkeit der Ausrichtung zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 ist 0,01 bis 0,05 um und natürlich umso besser, je kleiner sie ist. Da das Übertragungsmuster einer Maske mehrmals auf unterschiedliche Bereiche des Plättchens übertragen wird, darf daher das Muster der Maske keine Verschmutzung oder andere Fehler haben. Von diesen Standpunkt sollte die Zeitdauer für andere Vorgänge als die Belichtung wie für die Ausrichtung zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 auf ein Mindestmaß verkürzt werden. Daher ist bei der Belichtungseinheit in Betracht zu ziehen, daß für das genaue Befördern der Maske 2 und des Plättchens 3 eine Vorrichtung vorgesehen wird, die keine Verschmutzung hervorruft und mit der nicht nutzlos Zeit verschwendet wird.
Der Innenaufbau der Belichtungseinheit 102 wird in Anbetracht dessen festgelegt. Ein Objekttisch 1301 dient zum Halten des Plättchens 3 und der Maske 2 und zum Ausrichten derselben und stellt daher ein wichtiges Element der Belichtungseinheit 102 dar. Der Objekttisch 1301 ist vertikal, um das Plättchen 3 senkrecht zur optischen Achse der SOR-Strahlen zu halten, und das Plättchen 3 wird mit einer Lageauflösung von nicht mehr als 0,03 um in drei Dimensionen (X, Y, Z) bewegt. Der Tisch wird durch eine Fluidlagerung und ein elastisches Gelenk geführt, um die Wärmeerzeugung, die Vibrationserzeugung und die Verschmutzung auf ein Mindestmaß herabzusetzen. In die Umgebungen einer Stellvorrichtung, von Fluidlagerungsführungen oder dergleichen, an denen eine Temperaturänderung auftreten kann, wird ein Fluid mit konstanter Temperatur geleitet, um eine Temperaturänderung der zugehörigen Bauelement zu verhindern. Der Objekttisch 1301 ist mit anderen Teiluntereinheiten versehen und die Steifigkeit zwischen der Maske und dem Plättchen ist derart, daß die minimale Eigenfrequenz 200 bis 300 Hz beträgt.
Ein Feinausrichtungssystem 1302 dient zum Erfassen der Lagebeziehung zwischen dem Plättchen 3 und der Maske 2. Das Feineinrichtungssystem 1302 enthält ein (nachfolgend ausführlich beschriebenes) optisches System zum Erfassen der Lagebeziehung zwischen dem Plättchen 3 und der Maske 2 in drei Dimensionen (X, Y, Z) und eine Vorrichtung zum Bewegen des optischen Systems. Das Feinausrichtungssystem 1302 ist um den Umfang der Belichtungsröntgenstrahlen herum derart angeordnet, daß es die Belichtungsröntgenstrahlen nicht blockiert. Es ist ferner an dem Objekttisch 1301 befestigt. Das Feinausrichtungssystem 1302 ist an dem Objekttisch 1301 und nahe an der Maske 2 angebracht und es wird daher das Fluid mit konstanter Temperatur in die Umgebung der die Wärme erzeugenden Teile wie der Beleuchtungsquelle für die Feinausrichtung, der elektrischen Schaltung und der Stellvorrichtungen hierfür zugeführt, um eine Temperaturänderung zu verhindern.
Ein Vorausrichtungssystem 1307 dient zum Bestimmen der Lage des des darin eingeführten Plättchens 3 in bezug auf den Objekttisch 1301. Das Vorausrichtungssystem bestimmt die Lage des Plättchens 3 in bezug auf den objekttisch 1301 auf sechs Achsen (X, Y, Z, θ, ωx, ωy), wodurch die Funktionsdauer des Feinausrichtungssystems 1302 verkürzt werden kann. Aufgrund der Ergebnisse der Messung durch das Vorausrichtungssystem 1307 wird der Objekttisch 1301 derart gesteuert, daß das Anstoßen des Plättchens 3 an die Maske 2 vermieden wird.
Das System 1307 befindet sich an der Oberfläche des Objekt tisches 1301 und daher wird den die Wärme erzeugenden Teilen die Strömung mit der konstanten Temperatur zugeführt, um eine Temperaturänderung dieses Systems während des Betriebs zu vermeiden. Die Lichtquelle ist ein wesentlicher Wärmeerzeugungsteil und ist verhältnismäßig schnell verbraucht, so daß sie daher zum leichten Austausch der Lichtquelle für die Vorausrichtung und zum Herabsetzen der Einwirkung der Wärmeerzeugung auf ein Mindestmaß außerhalb der Hauptkammer 3101 angeordnet ist. Unter Verwendung von Lichtwellenleitern wird in das System nur ein erforderliches Spektrum eingeleitet.
Eine Belichtungsverschlußvorrichtung 1308 dient zum Steuern der Belichtungsenergie durch das Durchlassen und Unterbrechen der Röntgenstrahlen. In diesem Belichtungssystem werden gemäß der vorangehenden Beschreibung die aus dem SOR- Ring abgegebenen Röntgenstrahlen durch den Spiegel 1401 (Fig. 14) in eine geeignete Form umgeformt und der Nutzungswirkungsgrad der SOR-Strahlen ist höher, wenn keine sich aus der Beschaffenheit der Synchrotron-Orbitstrahlung ergebende Ungleichförmigkeit der Wirksamkeit der Energie in Richtung der Y-Achse auftritt. Die Belichtungsverschlußvorrichtung 1308 wird zweckdienlich zum Ausschalten der Unförmigkeit in der Y-Richtung betrieben.
Zum Erfüllen dieser Erfordernisse hat der Verschluß die Form eines Schlitzverschlusses. Wenn die Verschlußvorrichtung 1308 betätigt wird, wurden das Plättchen 3 und die Maske 2 hinsichtlich der Lage mit der Genauigkeit in der Größenordnung von 0,01 um ausgerichtet und es sollte daher das Hervorrufen von Vibrationen auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. In Anbetracht dessen haben Verschlußfilme (Stahlbänder 1513 und 1517 nach Fig. 15) die Form von endlosen Streifen, wodurch die durch exzentrisches Gewicht verursachte Vibration auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. Sie sind an der Wand der Hauptkammer 1301 angebracht, wodurch die Einwirkung auf die Genauigkeit der Ausrichtung zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird.
In dieser Vorrichtung 1308 wird das Fluid mit der konstanten Temperatur zum Unterdrücken der Temperaturänderung demjenigen Teil zugeführt, an dem Wärme erzeugt wird.
Ein Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 dient hauptsächlich dazu, die Kristallorientierung des zu befördernden Plättchens 3 und die Mitte des Plättchens 3 zu ermitteln, die Drehung des Plättchens 3 zu bestimmen und die Mitte des Plättchens 3 in bezug auf die Tischvorrichtung 1301 auszurichten. Der Erfassungstisch 1305 enthält mehrere in X- und Y-Richtung linear bewegbare Tische, einen Drehtisch an einem dieser Tische und ein optisches System für das Messen der Dimensionen des Plättchens an dessen Enden. Der Drehtisch ist mit einer Vorrichtung zum Anziehen und Festhalten des Plättchens 3 versehen. In dem Erfassungstisch 1305 ist die relative Lagebeziehung zu dem vorangehend beschriebenen Objekttisch 1301 wichtig und er ist daher direkt an dem Objekttisch 1301 angebracht. Zum Verhindern der Temperaturänderung wird den die Wärme erzeugenden Teilen wie einer Antriebsstellvorrichtung das Fluid mit der konstanten Temperatur zugeführt.
Eine Plättchenfahrbühne 1306 dient hauptsächlich zum Befördern des Plättchens 3 von dem Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 zu dem Objekttisch 1301 und in der Gegenrichtung. Die Plättchenfahrbühne 1306 bewegt sich an dem Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 und an der Plättchenübernahmestelle des Objekttisches 1301 in der Z-Richtung sowie auch von dem Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 weg in der X-Richtung. Für das Zuführen und Aufnehmen der Plättchen ist ausschließlich eine Vielzahl von Plättchenhänden vorgesehen. Sie werden entlang der X-Achse in den einander entgegengesetzten Richtungen bewegt. Eine jede Hand der Plättchenfahrbühne 1306 muß an einer vorbestimmten Stelle an dem Objekttisch 1301 anhalten und sie ist daher direkt an einem Element des Objekttisches 1301 angebracht. Den die Wärme erzeugenden Teilen wie einer Antriebsstellvorrichtung oder dergleichen wird zum Verhindern einer Temperaturveränderung derselben das Fluid mit der konstanten Temperatur zugeführt.
Eine Eingabevorrichtung 1304 hat die Hauptfunktionen, das Plättchen 3 aus einem Plättchenträger einer Plättchenzuführ- und Aufnahmevorrichtung 1303 zu entnehmen und es in diesem unterzubringen sowie das Plättchen 3 zu dem Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 zu befördern oder von diesem zu entfernen. Die Eingabevorrichtung 1304 ist zum Bewegen einer Plättchenhaltefläche einer Plättchenhand zwischen einer horizontalen und einer vertikalen Stellung ausgelegt und die Hand ist in der X-Richtung (oder der Z-Richtung) sowie um die X-Achse bewegbar. Die Eingabevorrichtung 1304 ist an der Wand der Kammer 3101 angebracht. Den die Wärme erzeugenden Elementen der Eingabevorrichtung 1304 wird zum Verhindern einer Temperaturänderung Wasser mit konstanter Temperatur zugeführt.
Die Hebevorrichtung 1303 für das Zuführen und Aufnehmen der Plättchen dient hauptsächlich dazu, einen Plättchenträger, der die Plättchen 3 enthält oder nicht enthält, in Richtung der X-Achse stufenweise zu bewegen, um die Plättchen zuzuführen oder einzusammeln. Die Plättchenhebevorrichtung 1303 ist an einer Kammer angebracht, die durch ein Torventil isoliert ist, welches nachfolgend beschrieben wird. Eine Antriebsstation hierfür ist hinsichtlich des Verhinderns einer Verschmutzung in der Luft angeordnet.
Eine Maskenkassette 1310 ist eine Aufnahmekammer für die Unterbringung von 20 Masken. Die Maskenkassette 1310 ist zum Verhindern der Berührung der Masken mit der Luft hermetisch abgedichtet. Eine Maskenkassetten-Beschickungsvorrichtung 1309 hat die hauptsächlichen Funktionen, die Maskenkassette 1310 zu halten, die Maskenkassette 1310 zu öffnen oder zu schließen und eine gewählte Maske zu deren Aufnahme zu einer Stelle für die Maskentransportvorrichtung 1311 zu versetzen. Die Maskenkassetten-Beschickungsvorrichtung 1309 ist direkt an einem Behälter angebracht, der durch ein Torventil isoliert ist, welches nachfolgend beschrieben wird. Die Hauptfunktion der Maskentransportvorrichtung 1311 ist es, die Maske 2 zwischen der Maskenkassette 1310 und einem Maskenspannfutter 1903 (Fig. 19) zu befördern. Da die Maske 2 zerbrechlich ist, ist zu beachten, daß kein Stoß und keine Verschmutzung durch eine Schwingbewegung oder dergleichen entsteht und daß insbesondere keine mechanische Verformung der Maske 2 bei deren Ansetzen an das Maskenspannfutter 1903 hervorgerufen wird. Der wichtigste Punkt zum Erfüllen dieser Erfordernisse ist eine sehr genaue Führung der Hand für das Festhalten der Maske 2. Die Hand ist an einem in der X-Richtung bewegbaren Tisch um die Z-Achse drehbar. Sie stößt an den Drehungsanhaltestellungen in Uhrzeigerrichtung und in Gegenuhrzeigerrichtung mit konstantem Andruck gegen Anschlagstifte. Hinsichtlich der X-Achsenrichtung ist die genaue Führung der Bewegung durch eine optische Lageermittlung und durch Verwendung eines für eine genaue Bewegungsführung geeigneten Antriebssystems vorgesehen. Ein optisches Meßsystem 1312 hat die hauptsächliche Funktion, eine Lage eines Plättchen- Feinbewegungstisches 1999 (Fig. 19) zu messen. Das optische Meßsystem 1312 enthält eine Interferenzvorrichtung mit einer Laserstrahlquelle in Form eines Michelson-Interferometers mit einem Bezugspunkt an einem Hauptrahmen 1701 (Fig. 17). Die Laserstrahlquelle und der Photoempfänger des optischen Meßsystems 1312 sind außerhalb der Hauptkammer angeordnet. Das optische Fenster dazwischen ist hermetisch an der Hauptkammer 3101 angebracht. Die Laserstrahlquelle und der Photoempfänger sind direkt an dem Hauptrahmen 1701 befestigt, wodurch eine mechanische Verformung der optischen Achse verhindert ist. Im vorstehenden sind die untergeordneten Einheiten der Belichtungseinheit 102 erläutert.
Die Untereinheiten werden näher erläutert. Das Muster der Maske 2 wird auf das Plättchen 3 an einer Stelle hinter dem Masken-θ-Tisch 1999 des Objekttisches 1301 in der Z-Richtung übertragen. In diesem System wird die höchste Genauigkeit an der Übertragungsstelle angestrebt. Wichtig ist die relative Lagebeziehung zwischen der Maske und dem Plättchen 3, die die kleinste Lageabweichung haben sollten. Es bestehen verschiedenerlei Faktoren für den Ausrichtungsfehler, von denen aber die Stabilität des optischen Meßsystems 1312 herbeigeführt werden sollte. Die Übertragungsstelle wird derart angeordnet, daß sie nicht neben der Mitte der Y-Achsen-Führungsstange des Objekttisches 1301 liegt, da dann die Steifigkeit des Tisches verstärkt ist. In Anbetracht dessen liegt die Übertragungsstelle oberhalb des Bewegungsbereiches des Objekttisches 1301 in der Y-Richtung. Dadurch kann der Abstand von dem Interferometer des optischen Meßsystems 1312 bis zu einem Spiegel für die Tischlagemessung verringert werden und daher die Einwirkung der Atmosphäre in der Kammer auf die Meßgenauigkeit verringert werden. Die Bewegungsstrecke des Tisches in der Y-Richtung ist länger als diejenige in der X-Richtung in Anbetracht des Umstandes, daß in der Y-Richtung auf einfache Weise ein Gegengewichtsausgleich oder Momentausgleich angewandt werden kann.
Daher ist die Form der Objekttischvorrichtung 1301 derart, daß diese in der Y-Richtung länger ist, und das optische Meßsystem 1312 ist an der in der Y-Richtung oberen Fläche des Rahmens 1701 (Fig. 17) angeordnet. Die Übertragungsstelle liegt an der obersten möglichen Stelle in der Figur. Durch diese Anordnung ist die Anzahl von bewegbaren Teilen oberhalb der Maske 2 und des Plättchens 3 verringert, so daß das Problem von herabfallender Verschmutzung ausgeschaltet ist. Ferner sind die Maskentransportvorrichtung 1311, der Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305, die Eingabevorrichtung 1304, die Plättchenfahrbühne 1306 oder dergleichen zwangsweise an der unteren Seite der Übertragungsstelle gemäß der Figur angeordnet und die Übertragungsstelle ist daher gegen den durch diese Untereinheiten erzeugten Staub geschützt.
In dieser Figur sind ein Rahmen 2604 zur automatischen Ausrichtung, der mit dem Hauptrahmen 1701 verbunden ist, der Masken-θ-Tisch 1999 und das Feinausrichtungssystem 1302 dargestellt.
In Fig. 14 ist ein Beispiel für einen Teil des optischen Ausleuchtungssystems zum Erweitern der SOR-Strahlen in der vertikalen Richtung und zum gleichzeitigen Projizieren der aufgeweiteten Strahlen auf den ganzen Belichtungsbereich dargestellt. Der Röntgenstrahlenspiegel hat eine konvexe zylindrische Reflektionsfläche für das Ablenken der SOR- Strahlen. Die Reflektionsfläche besteht aus einem Film aus SiC, SiO&sub2;, AuPr oder dergleichen auf SiO&sub2;. Die Reflektionsfläche wird mit sehr hoher Genauigkeit zum Bilden eines ausreichend großen Reflektionsindex für den Wellenlängenbereich der für die Belichtung nutzbaren Röntgenstrahlen bearbeitet. Die Spiegeleinheit enthält für die Halterung des Röntgenstrahlenspiegels 1401 einen Spiegelsockel 1402, in dem ein Flüssigmedium-Durchlaß 1404 ausgebildet ist. In dem Durchlaß 1404 läuft ein flüssiges Medium mit geregelter Temperatur um. Durch die Reflektionsfläche des Röntgenstrahlenspiegels 1401 werden die SOR-Strahlen teilweise absorbiert und die absorbierte Energie wird zu Wärme.
Zwischen der Rückfläche des Röntgenstrahlenspiegels 1401 und der Spiegeltragfläche des Spiegelsockels 1402 ist ein Wärmeverbindungselement aus einem Indium-Dünnfilm oder dergleichen angeordnet, der mit den jeweiligen Flächen in enger Berührung steht. Dadurch wird der Wärmewiderstand von dem Röntgenstrahlenspiegel 1401 zu dem Spiegelsockel 1402 verringert, um die Wärmeleitung der durch die Absorption der durch die SOR-Strahlen erzeugten Wärme zu dem in dem Durchlaß 1404 umlaufenden flüssigen Medium zu fördern, so daß auf diese Weise der Temperaturanstieg des Röntgenstrahlenspiegels 1401 unterdrückt wird.
Die Spiegeleinheit enthält einen Spiegelhalter, der den Röntgenstrahlenspiegel 1401 gegen den Spiegelsockel 1402 drückt. Ein Träger 1414 trägt den Spiegelsockel 1402. Der Träger 1414 enthält ein Rohr, das an den Flüssigkeitsdurchlaß 1404 in dem Spiegelsockel 1402 angeschlossen ist. Eine Manschette 1405 aus Metall ist an ihrer einen Seite an eine Vakuumkammer 1408 und an der Gegenseite an den Träger 1414 angeschlossen. Eine Stellungsjustiervorrichtung 1406 dient zum Justieren der Lage des Röntgenstrahlenspiegels 1401 in mehreren Höhen und ist an dem Träger 1414 angebracht. Die Manschette 1405 nimmt bei dem Bewegen und Einstellen des Röntgenstrahlenspiegels 1401 durch die Spiegelstellung- Justiervorrichtung 1406 die relative Versetzung zwischen der Vakuumkammer 1408 und dem Träger 1414 auf. Ein Rahmen 1407 hält auf starre Weise die Spiegelstellung-Justiervorrichtung 1406 fest. Die Vakuumkammer 1408 und der Rahmen 1407 sind unabhängig voneinander an einem nicht dargestellten Sockel befestigt und daher wird durch die den Änderungen der Temperatur und des Atmosphärendruckes zuzuschreibende Verformung der Vakuumkammer 1408 die Stellung oder Lage des Röntgenstrahlenspiegels 1401 nicht beeinflußt. Daher kann die Steifigkeit der Vakuumkammer 1408 verringert werden, um eine Verringerung des Gewichtes zuzulassen. Eine Absaugöffnung 1411 ist mit einer Absaugpumpe 1412 für das Aufrechterhalten eines hohen Vakuums in der Vakuumkammer 1408 verbunden. Ein Verschluß 1409 ist dafür vorgesehen, zu vermeiden, daß der Röntgenstrahlenspiegel 1401 die SOR- Strahlen empfängt, wenn es nicht notwenig ist, wodurch die Zeitdauer verkürzt wird, während der der Röntgenstrahlenspiegel 1401 mit den SOR-Strahlen bestrahlt ist. Die Verringerung der Zeitdauer trägt dazu bei, eine Beschädigung des Röntgenstrahlenspiegels 1401 durch die Strahlung zu verringern.
Gemäß Fig. 10A ist der Röntgenstrahlenspiegel 1401 mit seiner Reflektionsfläche nach unten gerichtet gelagert und die Achse der zylindrischen Reflexionsfläche ist horizontal, während die Mittelachse der SOR-Strahlen in bezug auf die Reflektionsfläche einen Winkel von 10 bis 30 mrad bildet.
Es wird die Belichtungsverschlußvorrichtung 1304 beschrieben. Gemäß der vorangehenden kurzen Beschreibung hat der Verschluß nicht nur die Funktion, die Belichtungsdauer entsprechend der Änderung der Quellenintensität und der sich aus dem Material des Resist ergebenden Differenz der Empfindlichkeit zu steuern, sondern auch die Funktion, die Dauer der örtlichen Belichtung entsprechend den spektralen Eigenschaften und der Intensitätsverteilung der von dem Röntgenstrahlenspiegel 1401 reflektierten SOR-Röntgenstrahlen 1 in der Y-Richtung zu steuern.
Außerdem trägt der Verschluß zum Erzielen einer gleichförmigen Energieabsorption über den ganzen Belichtungsbereich des Resist bei.
Die Fig. 15 zeigt in perspektivischer Ansicht die verschiedenen Elemente der Belichtungsverschlußvorrichtung 1308. Die Fig. 16 ist eine Schnittansicht, die die Maske 2 und das Feinausrichtungssystem 1302 zeigt, welche zwischen dem Plättchen und der Belichtungsverschlußvorrichtung 1308 angeordnet sind und in Fig. 15 weggelassen sind, wobei damit die Anordnungen derselben in der Richtung der Achse der Röntgenstrahlen dargestellt sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält die Belichtungsverschlußvorrichtung 1308 zwei gleichartige Einheiten, nämlich eine Hauptverschlußeinheit 1501 und eine Hilfsverschlußeinheit 1502. Gemäß der Darstellung in Fig. 15 werden die Röntgenstrahlen 1, die die Belichtungsstrahlen sind, während der Zeitdauer ohne Belichtung durch das Stahlband 1517 aus rostfreiem Stahl blockiert. Während der Belichtungszeitdauer treten jedoch die Röntgenstrahlen durch eine in dem Stahlband 1517, die als vorderen Belichtungsblendenöffnung 1530 wirkt, und durch eine hintere Belichtungsblendenöffnung 1533 hindurch, die in die im wesentlichen der vorderen Blendenöffnung 1530 entsprechende Lage bewegt ist, und erreichen die hintere Hauptverschlußeinheit 1501. Das Stahlband 1513 der Hauptverschlußeinheit 1501 ist auf gleiche Weise wie das Stahlband 1517 der Hilfverschlußeinheit 1502 mit zwei Öffnungen, nämlich einer vorderen Belichtungsblendenöffnung 1503 und einer hinteren Belichtungsblendenöffnung 1533 versehen. Die Funktion zum Steuern der örtlichen Belichtungsdauer in der Y-Richtung wird dadurch ausgeführt, daß an unterschiedlichen Stellen in der Y-Richtung die Zeitdauer von dem Erreichen des Vorderrandes 1531 der Blendenöffnung 1530 der Hilfsverschlußeinheit 1502 bis zu dem Durchlaufen des Hinterrandes 1532 derselben derart unterschiedlich gemacht wird, daß das Ausmaß der Energieabsorption durch das Resist an jedem Punkt in der Y-Richtung konstant und optimal ist.
Das Stahlband 1517 ist zwischen der durch die Stellvorrichtungseinheit 1518 angetriebenen Antriebstrommel 1515 und der Umlenkungstrommel 1516 gespannt und wird an der Innenseite durch die Antriebstrommel 1515 durch Reibung angetrieben. Die Antriebstrommel 1515 ist ballig geformt, wodurch der mittige Abschnitt der Trommel einen um 50 bis 100 um größeren Durchmesser hat als die Randabschnitte, um die Bewegung des Stahlbandes 1517 ohne Abrollen zu stabilisieren. An den einander gegenüberliegenden Enden des Stahlbandes 1517 sind kleine rechteckige Öffnungen ausgebildet, von denen eine eine Zeitsteueröffnung 1534 ist und die andere eine Lageerfassungsöffnung 1535 ist. Diese wirken jeweils mit einem Zeitsteuersensor 1536 bzw. einer Lichtschranke 1537 zusammen, um ein Startsignal zum Anlaufen der Stellvorrichtungseinheit 1518 in einem vorbestimmten Antriebsschema zu erzeugen bzw. zu erfassen, ob die SOR-Röntgenstrahlen gesperrt oder durchgelassen sind. Die Stellvorrichtungseinheit 1518 weist einen Motor und ein Aluminiumlegierungsgehäuse auf, das den Motor hermetisch abschließt. Das Aluminiumlegierungsgehäuse ist mit einem Wasserdurchlaß versehen, über den durch eine nicht dargestellte Leitungsführung die von dem Motor erzeugte Wärme aus der Kammer herausgeführt wird. Das Gehäuse dient auch dazu, das Verstreuen von dem in dem Motor benutzen Öl oder von durch die Lagerung und verschiedenerlei Berührungen verursachten Teilchen in die Belichtungsatmosphäre zu verhindern.
Der mechanische Aufbau der Hauptverschlußeinheit 1501 ist der gleiche wie derjenige der Hilfsverschlußeinheit 1502 und es wird daher zur Vereinfachung die ausführliche Beschreibung weggelassen.
An dem Feinverstellungstisch 1804 (Fig. 18) ist ein Röntgenstrahldetektor 1551 angebracht und ein Y-Grobbewegungstisch 1705 (Fig. 17) wird zur Abtastbewegung in der Y-Richtung des Belichtungsbereichs des Röntgenstrahlendetektors 1541 bewegt, mit dem dann, wann die beiden Verschlußeinheiten 1501 und 1502 offengehalten sind, das Intensitätsprofil des Röntgenstrahls gemessen werden kann. Aufgrund der erhaltenen Daten wird eine Antriebstabelle für den Antrieb der Stelleinheit 1514 erstellt und es kann der Korrekturantrieb ausgeführt werden, der die konstante Energieabsorption des Resist in dem Belichtungsbereich ergibt.
An einem Schlitten 1542, der senkrecht zu der Achse der Röntgenstrahlen in der X-Richtung bewegbar ist und normalerweise in einer Bereitschaftstellung von dem Belichtungsbereich oder dem Belichtungssichtwinkel weg gehalten ist, ist ein Röntgenstrahlen-Beleuchtungsmesser 1541 befestigt. Er wird nur während des Meßvorganges für das Messen der Intensität der Röntgenstrahlen zu einer vorbestimmten Stelle in dem Belichtungsbereich bewegt. Der Schlitten 1542 wird durch ein Antriebssystem bewegt und eingestellt, welches durch ein Stahlband 1544, eine Antriebsscheibe 1546, eine Umlenkscheibe 1545 und eine Stelleinheit 1547 gebildet ist.
Die Fig. 16 zeigt die Anordnungen der Hilfsverschlußeinheit 1502, der Hauptverschlußeinheit 1501, des Röntgenstrahlendetektors 1551 und des Röntgenstrahlen-Beleuchtungsmessers 1541 in Richtung der Röntgenstrahlenachse. Die Hauptverschlußeinheit 1501 ist nahe an dem Feinausrichtungssystem 1302 angeordnet, welches nachfolgend ausführlicher beschrieben wird.
Die Fig. 17 zeigt die allgemeine Gestaltung des Masken/Plättchen-Ausrichtungstisches, im einzelnen die Objekttischvorrichtung 1301 und das optische Meßsystem 1312. Der Hauptrahmen 1701 stellt die Basis des ganzen Objekttisches dar und ein Y-Grobstelltisch 1705 ist unter statischem Druck an einem Paar von an dem Hauptrahmen 1701 angebrachten Führungsschienen 1706 zur Y-Grobbewegung geführt, wodurch eine vertikale Bewegung ermöglicht ist. Der Y-Grobverstellungstisch 1705 ist über ein Paar von Ausgleichsgurten 1708 für den Ausgleich des Gewichtes des Y-Grobverstellungstisches mit einem Ausgleichszylinder 1709 verbunden, der an der Hauptkammer 3101 angebracht ist. Der Y-Grobverstellungstisch 1705 wird mittels eines Y-Stellzylinders 1707 angetrieben und eingestellt, der elektrisch angetrieben ist und der an dem Hauptrahmen 1701 befestigt ist.
Ferner ist ein X-Grobverstellungstisch 1710 durch statischen Druck an einem Paar von Führungsschienen 1711 für die grobe X-Bewegung geführt, welche an dem Y-Grobverstellungstische 1705 zu einer horizontalen Bewegung angebracht sind. Der X-Grobverstellungstisch 1710 wird durch einen X-Antriebszylinder 1712 angetrieben und eingestellt, welcher elektrisch betrieben wird, wobei der X-Grobverstellungstisch 1710 an dem Y-Grobverstellungstisch 1705 angebracht ist. An dem X-Grobverstellungstisch 1710 sind ein Plättchen-Feineinstellungstisch 1899 zur Feineinstellung des Plättchens 3 und ein Laser-Entfernungsmeßspiegel 1810 angebracht.
An einem an dem Hauptrahmen 1701 befestigten Rahmen 2604 zur automatischen Ausrichtung ist ein Masken-θ-Tisch 1999 angebracht. Der Hauptrahmen 1701 ist über einen Rahmenverbinder 1704 mit der Hauptkammer 3101 verbunden und der ganze Objekttisch ist in der Hauptkammer 3101 untergebracht.
Es wird das Laser-Interferometer für die Entfernungsmessung beschrieben. Dieses ist an dem oberen Teil des Hauptrahmens 1701 gelagert. Ein Laserstrahl, der aus Laserköpfen 1720a und 1720b abgestrahlt wird, welche außerhalb der Hauptkammer 3101 angeordnet sind, wird durch eine Verteilereinheit 1721 in X-Richtung und Y-Richtung aufgeteilt. Einer der Strahlen wird zu einer X-Achsen-Interferometereinheit 1722 gerichtet, die an dem Rahmen 2604 für die automatische Ausrichtung angebracht ist, von einem Entfernungsmeßspiegel 1810 reflektiert und von einem Empfänger 1725a zum Messen der Lage des Plättchen-Feinverstellungstisches 1899 in der X-Richtung aufgenommen. Der andere Strahl wird auf eine Y- Achsen-Interferometereinheit 1723 gerichtet, die an dem Hauptrahmen 1701 befestigt ist, und zum Auftreffen auf den Entfernungsmeßspiegel 1810 und das Reflektieren durch diesen umgelenkt. Der Strahl fällt dann auf einen Empfänger 1725b für das Erfassen der Lage des Plättchen-Feinverstellungstisches 1899 in der Y-Richtung.
Die Fig. 18 zeigt den Aufbau des Plättchen-Feineinstellungstisches 1899 für das Einstellen des Plättchens mit hoher Genauigkeit. Der Plättchen-Feineinstellungstische 1899 ist an dem in Fig. 17 gezeigten X-Grobeinstelltisch 1710 befestigt. Der Feineinstellungstisch 1899 enthält einen Y- Feineinstellungstisch 1802, einen X-Feineinstellungstisch 1803 und einen θ-Feineinstellungstisch 1804, die durch Blattfedern in Y-, X- und θ-Richtung gehalten sind und die in Y-Richtung, X-Richtung und θ-Richtung fein bewegbar sind. 1Zum Erhöhen der Steifigkeit ist der X-Grobbewegungstisch 1710 in der Z-Richtung durch gleichgeformte Elemente eingefaßt, die miteinander durch eine Verbindungsplatte 1809 verbunden sind. Der Y-Feineinstellungstisch 1802 wird durch (nicht gezeigte) piezoelektrische Elemente für den Y- Antrieb in der Y-Richtung verstellt und der X-Feineinstellungstisch 1803 wird durch piezoelektrische Elemente 1811 für den X-Antrieb in der X-Richtung verstellt. Gleichermaßen wird der θ-Feineinstellungstisch 1804 durch ein piezoelektrisches Element 1812 für den θ-Antrieb in der θ-Richtung verstellt. Für die jeweiligen Achsen sind für das schnelle Dämpfen der Vibration ein (nicht dargestellter) Y- Feinbewegungsdämpfer, ein X-Feinbewegungsdämpfer 1817 und ein θ-Feinbewegungsdämpfer 1818 vorgesehen.
Ein Z-Kipptisch 1805 ist an dem θ-Feineinstellungstisch 1804 durch drei Z-Halteblattfedern 1808 derart gehalten, daß er in Z-Richtung, ωx-Richtung und ωy-Richtung flexibel, aber in den anderen Richtungen starr ist.
Der Z-Kipptisch 1805 ist derart geschaffen, daß drei Punkte desselben voneinander unabhängig durch drei Z-Kippantrieb-Feinbewegungsschrauben 1813 und Z-Kippantrieb-Hebel 1819 (von denen jeweils nur eine bzw. einer dargestellt ist) in der Z-Richtung verstellt werden. Das Bewegungsausmaß wird mittels eines Versetzungssensors 1820 für die Z-Kippsteuerung erfaßt und der Tisch wird auf genaue Weise in der Z- Richtung, der ωx-Richtung und der ωy-Richtung eingestellt.
Ein θ-Grobverstellungstisch 1806 ist durch eine Lagervorrichtung an dem Z-Kipptisch 1805 gelagert und wird durch zwei θ-Grobeinstellungsklammern 1816 (von denen nur eine gezeigt ist), zwei piezoelektrische Elemente 1814 für die θ- Grobeinstellungsklammern (von denen nur eines gezeigt ist) und ein piezoelektrisches Element 1815 zum Schieben für die θ-Grobeinstellung verstellt. An dem θ-Grobeinstellungstisch 1806 ist abnehmbar ein Plättchenspannfutter 1807 angebracht, das mit einer Röhre zur Regelung der Temperatur des Plättchenspannfutters verbunden ist, der für die Temperaturregelung ein Fluid mit konstanter Temperatur zugeführt wird und die mit einer Röhre zur Temperaturregelung des Plättchenspannfutters in Verbindung steht, über die das Fluid mit der konstanten Temperatur abgeführt wird. Ferner ist damit auch ein Unterdruck-Spannfutterrohr 1822 für das Festlegen des Plättchens 3 durch Unterdruck angeschlossen.
An dem Z-Kipptisch 1805 ist der Spiegel 1810 zur Entfernungsmessung für das Messen des Bewegungsausmaßes in der X- , Y-, θ-, ωx- und ωy-Richtung durch ein Laserentfernungsmeßsystem und ein Winkelmeßsystem angebracht. An dem Entfernungsmeßspiegel 1810 ist eine Koordinatenbezugsmarke 1821 vorgesehen, die als mechanischer Ursprungspunkt wirkt.
Die Fig. 19 veranschaulicht den Aufbau des Masken-θ-Tisches 1999. Er enthält einen Masken-θ-Tischsockel, der als Untersatz für den Tisch 1999 wirkt. Radial angeordnete Blattfedern 1902 dienen dazu, in bezug auf den Masken-θ-Tischsockel 1901 die Maske 2 in der Drehrichtung in der Ebene (θ- Richtung) drehbar, aber in den anderen Richtung starr zu halten. Ein Maskenspannfutter 1903 dient zum abnehmbaren Anbringen der Maske 2. Mit 1904 und 1905 sind Paßstifte für die mechanische Einstellung der Maske 2 und ein Prismenauflageblock für das Einstellen der Maske 2 bezeichnet. Der θ- Tisch enthält ferner einen Versetzungssensor 1906 für das Erfassen eines relativen Drehwinkels der Maske 2 in bezug auf den Masken-θ-Tischsockel 1901 aufgrund einer linearen Versetzung ungefähr in der Umfangsrichtung, piezoelektrische Elemente 1909 für das Verstellen des Masken-θ-Tisches 1999, einen Hebelmechanismus 1908 für das Erweitern der durch die piezoelektrischen Elemente 1909 erzeugten Versetzung, eine federnde Kupplung 1910, die das Übertragen der durch den Hebelmechanismus 1908 erweiterten Versetzung auf anderen Richtungen als die Umfangsrichtung auf ein Mindestmaß herabsetzt, und ein Dämpfungsglied 1911 zum Dämpfen der Vibration des Masken-θ-Tisches 1999.
Die Fig. 20 zeigt das optische Interferometersystem für die Entfernungsmessung, welches in bezug auf die Belichtungsmittelachse (die optische Achse der SOR-Röntgenstrahlen) die Lage und die Stellung des Plättchen-Feineinstellungstisches 1809 in fünf Abmessungen außer derjenigen in der Richtung des Abstandes zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 (der Z-Richtung), im einzelnen die Lagen in der X- Richtung und der Y-Richtung und die Stellungen (Winkelkomponenten) in der θ-, ωx- und ωy-Richtung mißt. Das System mißt auch die durch den Druck und die Temperatur in der Hauptkammer 3101 verursachte Änderung der Laserwellenlänge.
In dem optischen Laser-Interferometersystem könnte die Anzahl von Laserköpfen 1720 theoretisch 1 sein, aber da die Ausgangsleistung der Laser nicht ausreichend ist, werden zwei Köpfe 1720a und 1720b benutzt, die jeweils zur Entfernungsmessung und zur Winkelmessung dienen. Der Meßbereich beträgt bei der Winkelmessung ungefähr 10³ Impulse und bei der Entfernungsmessung ungefähr 10&sup8; Impulse und die Änderung der Laserwellenlänge liegt in der Größenordnung von 10&supmin;&sup6;. Daher beträgt der Meßfehler in dem Winkelmeßsystem maximal 10&supmin;³ Impulse, was vernachlässigbar ist. In dem Entfernungsmeßsystem liegt der maximale Fehler in der Größenordnung von 10² und daher wird die Wellenlängenkorrektur nur in dem Entfernungsmeßsystem ausgeführt. Um dies zu bewerkstelligen, befindet sich in dem optischen Weg des Entfernungsmeßsystems ein Wellenlängenkompensator 1724.
Die Laserköpfe 1720a und 1720b und die Empfangseinheit 1725 befinden sich in Luft. Zum Aufrechterhalten der Abdichtung der Hauptkammer 3101 ist diese an dem Hauptrahmen 1701 durch eine Korrekturstange festgelegt, die durch eine Manschette oder dergleichen abgedichtet ist. Über Glasfenster 2011a, 2011b und 2011c, die in der Hauptkammer 3101 angebracht sind, wird der Laserstrahl in die Hauptkammer 3101 eingeleitet und aus dieser herausgeführt.
Die X-Achsen-Interferometereinheit 1722, die Y-Achsen-Interferometereinheit 1723 und der Wellenlängenkompensator 1724 befinden sich in der Hauptkammer 3101 und sind an dem Hauptrahmen 1701 befestigt. Die X-Achsen-Interferometereinheit 1722 enthält eine optische Wegteilungseinheit 1721 zum Aufteilen des Laserstrahls aus dem Laserkopf 1720 in X- und Y-Richtung, ein Planspiegel-Interferometer 2004b zum Messen der X-Achsenlage des Z-Kipptisches 1805, ein Differenz-Interferometer 2008c, das als Winkelmeßinterferometer für das Messen der Drehkomponente ωy um die Y-Achse wirkt, und einen Halbspiegel 2002a für das Ablenken des Strahls zu dem Wellenlängenkompensator 1724 zum Korrigieren der Laserwellenlängenbasis. Auf ähnliche Weise enthält die Y-Achsen-Interferometereinheit ein Planspiegel-Interferometer 2004a zum Messen der Lage in der Y-Richtung, ein Differenz-Interferometer 2008a zum Messen der Drehkomponente θ um die Z- Achse und ein Differenz-Interferometer 2008b zum Messen der Drehkomponente ωx um die X-Achse.
Es werden jeweils die grundlegenden Funktionen des Entfernungsmeßsystems und des Winkelmeßsystems beschrieben. Zuerst wird das Entfernungsmeßsystem behandelt. Der aus dem Laserkopf 1720a für die Entfernungsmessung abgegebene Laserstrahl wird durch eine Umlenkvorrichtung 2001a in die Y- Richtung umgelenkt und durch das Glasfenster 2011a hindurch in die Kammer 3101 eingeleitet. Danach wird der Strahl in der optischen Wagtrennungseinheit 1721 durch einen Halbspiegel 2003a (zu 33%) in der X-Richtung herausgeleitet und der Laserstrahl wird durch eine Umlenkvorrichtung 2001b in die Y-Richtung umgelenkt und fällt auf das Planspiegel-Interferometer 2004a zum Messen der Y-Achsenlage. Das Planspiegel-Interferometer 2004a ist mit einem Umlenkspiegel 2005a und einer λ/4-Platte 2006a versehen, so daß die Lagebeziehung zwischen dem Entfernungsmeßspiegel 1810, der an dem Z-Achsen-Kipptisch 1805 angebracht ist, welcher das Meßobjekt ist, und einem Bezugsspiegel 2007a gemessen werden kann, der nahe an der Maske 3 fest an dem Rahmen 2604 für die automatische Ausrichtung angebracht ist. Das Interferenzlicht wird durch das Glasfenster 2011b geleitet und fällt auf den Empfänger 2010b, der das Lichtsignal in ein elektrisches Signal umsetzt.
Der durch den 33%-Halbspiegel 2003a nicht abgespaltene Strahl wird durch den 50%-Halbspiegel 2002a in einen Strahl zu dem Wellenlängenkompensator 1724 hin, der beispielsweise das Modell 7056 von Zygo ist, und in einen Strahl zu der Ablenkvorrichtung 2001c hin aufgeteilt. Für den Kompensator 1724 ist ein Empfänger 2010c vorgesehen. Das X-Achsen-Entfernungsmeßsystem ist dem Entfernungsmeßsystem gleichartig und enthält das Planspiegel-Interferometer 2004b, Spiegel 2005b und 2007b eine λ/4-Platte 2006b und einen Empfänger 2010a.
Es wird das Winkelmeßsytem beschrieben. Der aus dem Laserkopf 1720b für die Winkelmessung abgegebene Laserstrahl wird durch eine Ablenkvorrichtung 2001d in Richtung der Y- Achse abgelenkt und durch das Glasfenster 2011a hindurch in die Hauptkammer 3101 eingeleitet. Der Strahl, der durch eine Ablenkvorrichtung 2001e gerichtet und durch einen 33%- Halbspiegel 2003b in Y-Richtung abgespalten ist, fällt über eine Ablenkvorrichtung 2001f auf das Differenz-Interferometer 2008c zur Winkelmessung in der ωy-Richtung. Das Interferometer 2008c mißt einen Winkel, der zwischen dem Entfernungsmeßspiegel 1810 und einem Bezugsspiegel 2009c für die Winkelmessung gebildet ist, der an der X-Achsen-Interferometereinheit 1722 befestigt ist. Beispielsweise ist die Einheit DPMI (Modell 7015) verwendbar, die von Zygo erhältlich ist. Das Interferenzlicht wird über das Glasfenster 2011c durch einen Empfänger 2010 aufgenommen. Der durch den Halbspiegel 2003b hindurchtretende Strahl wird durch einen Halbspiegel 2002b und eine Umlenkvorrichtung 2001g in zwei Strahlen aufgeteilt und dient zum Messen in θ- und ωx-Richtung mit den Interferometern 2008a und 2008b, Bezugsspiegeln 2009a und 2009b zur Winkelmessung und Empfängern 2010d und 2010e.
Unter Bezugnahme auf Fig. 21 werden Systeme zur automatischen Vorausrichtung und zur automatischen Vorfokussierung beschrieben. Die Funktionen der Voreinstellungssysteme sind allgemein in das Erfassen der Lage des Plättchens 3 in X- und Y-Richtung (automatische Vorausrichtung) und das Erfassen der Lage des Plättchens 3 in der Z-Richtung (automatische Vorfokussierung) unterteilt. Es werden die optischen Systeme für diese automatische Vorausrichtung und diese automatische Vorfokussierung beschrieben. Das System zur automatischen Vorausrichtung ermöglicht es, vor dem Ausrichten durch das Feinausrichtungssystem 1302 die Lagen des Plättchens 3 in X- und Y-Richtung zu erfassen, um die Beanspruchung des Feinausrichtungssystems 1302 zu verringern, und ermöglicht es ferner, die Richtmarkierungen an dem Plättchen 3 zu beobachten, falls während der Ausrichtung durch das Feinausrichtungssystem 1302 irgendein Fehler auftritt.
Das System zur automatischen Vorfokussierung erfaßt die Lage des Plättchens 3 in der Z-Richtung, um das Plättchen 3 in den Schärfentiefebereich des automatischen Vorausrichtungssystems zu bringen, und ermöglicht es ferner, die Lage des Plättchens 3 in der Z-Richtung bei dem Bewegen des Plättchens in die Lage zur automatischen Feinausrichtung zu korrigieren.
In Fig. 21 ist mit 2101 ein Lichtleiter bezeichnet, der das Licht aus einer nicht dargestellten Lichtquelle (beispielsweise einer Halogenlampe) leitet, wodurch dessen Stirnfläche seitens einer Kondensorlinse 2102 eine Sekundärlichtquelle ist. Die Kondensorlinse 2102 sammelt das Licht aus der Sekundärquelle an einer Blendenöffnung 2108. Eine Pupillenabbildungslinse 2103 erzeugt über einen Ablenkspiegel 2111, einen Polarisationsstrahlenteiler 2115 (reflektierend), eine λ/4-Platte 2109 und ein dichroitisches Spiegelprisma 2116 ein Bild der Blendenöffnung 2108 an einer (nicht dargestellten) Eintrittspupille eines Objektivs 2106. Die Blendenöffnung 2108 kann eine Blendenöffnung für ein helles Sichtfeld oder für ein dunkles Sichtfeld sein. Das aus dem Lichtleiter 2101 austretende Licht ist zufallsverteilt polarisiert und daher unterdrückt die Kombination aus dem Polarisationsstrahlenteiler 2115 und der λ/4-Platte 2109 den Lichtmengeverlust unter 50%. Falls jedoch die Lichtmenge ausreichend ist, kann ein Halbspiegel verwendet werden, wobei in diesem Fall der Lichtmengenverlust über 25% beträgt.
Das dichroitische Spiegelprisma 2116 ermöglicht das Einleiten des optischen Systems für die automatische Vorfokussierung, wobei die Reflektionsfläche des Prismas durch einen mehrschichtigen Film derart gestaltet ist, daß P- und S-Polarisationslicht mit 400 bis 700 nm durchgelassen wird, während S-Polarisationslicht mit 780 bis 840 nm reflektiert wird. Das Objektiv 2106 ist durch ein in bezug auf die Lage der vorstehend beschriebenen Eintrittspupille telezentrisches System gebildet. Das vorstehend beschriebene System stellt ein Beleuchtungssystem dar.
Das Bild an dem Plättchen 3 wird durch das Objektiv 2106, das dichroitische Spiegelprisma 2116, die λ/4-Platte 2109 und den Polarisationsstrahlenteiler 2115 durchgelassen und durch ein Halbspiegelprisma 2114 herausgetrennt. Das durchgelassene Licht wird über Zwischenlinsen 2105 und 2104 mit geringer Vergrößerung und mit der Vergrößerung 1:1 auf einem Schwarz/Weiß-Kamera-Sensor 2117 abgebildet. Es ist vorzuziehen, daß das optische System von dem Objektiv 2106 bis zu der Zwischenlinse 2105 afokal ist, da dann die Toleranz der relativen Lagen erhöht ist und die Einwirkung von durch die Reflektion an dem dazwischenliegenden Prisma verursachten Geisterbildern verringert ist. Durch Anbringen der Zwischenlinsen 2105 und 2104 und einmaliges Abbilden in dem Raum zwischen diesen Linsen kann eine Blendenöffnung für das Abhalten von direktem Licht bei der Dunkelfeldbeobachtung verwendet werden. Andererseits wird das von dem Halbspiegel 2114 reflektierte Licht durch einen Umlenkspiegel 2112 reflektiert und über eine Zwischenlinse 2107 mit großer Vergrößerung und einen Umlenkspiegel 2113 durch ein vakuumbeständiges Fenster 2110 hindurch an einem Farbkamera-Sensor 2118 abgebildet. Diese Elemente bilden ein optisches Abbildungssystem.
Mit 2119 ist ein Halbleiterlaser (LD) bezeichnet, der einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von ungefähr 780 bis 840 nm abgibt, welcher durch eine Kollimatorlinse 2120 parallel gerichtet wird. Allgemein ist der Strahl linear polarisiert und kann durch den dichroitischen Spiegel 2116 mit ausgerichteter Polarisations-Wellenfront reflektiert werden. Er wird durch das Objektiv 2106 durchgelassen, von dem Plättchen 3 reflektiert, wieder durch das objektiv 2106 durchgelassen, durch den dichroitischen Spiegel 2116 reflektiert und danach über Umlenkspiegel 2121 und 2122 und durch eine Lichtempfangslinse 2123 hindurch auf einen Sensor 2124 gerichtet. Der Sensor 2124 ist beispielsweise ein linearer (eindimensionaler) Lagedetektor (PSD).
Diese Elemente bilden ein System zur automatischen Fokussierung und das Prinzip und das System für die automatische Fokussierung können die in der japanischen Patentanmeldung 5144/1987 offenbarten sein.
Die Fig. 22 zeigt eine äußere Gestaltung des Vorausrichtungssystems 1307. Das Vorausrichtungssystem 1307 ist gemäß der Darstellung in dieser Figur in einer Kammer 3106 für die automatische Vorausrichtung untergebracht. Das in Verbindung mit Fig. 21 beschriebene optische System ist an einem Metallblock befestigt und an einem Sockel 2203 für die automatische Vorausrichtung angebracht. Der Sockel 2203 wird an einem Befestigungswinkel 2204 gehalten, der seinerseits an dem Rahmen 2604 (Fig. B) für die automatische Ausrichtung festgelegt ist.
Der Lichtleiter 2101 für das Einleiten von Licht aus der Halogenlampe ist durch eine Lichtleiterdurchführung 2201 in die Kammer 3106 für die automatische Vorausrichtung eingeführt. Das vakuumbeständige Fenster 2110 ist mittels eines nicht dargestellten O-Ringes hermetisch an der Kammer 3106 für die automatische Vorausrichtung angebracht. An der Kammer 3106 für die automatische Vorausrichtung ist die Farbkamera 2118 befestigt.
Als nächstes wird das Feinausrichtungssystem 1302 beschrieben. Das Ausrichtungssystem für das Messen der Lage des an dem Plättchenspannfutter 1807 angebrachten Plättchens 3 wurde als Vorausrichtungssystem 1307 bezeichnet. Andererseits wird das Ausrichtungssystem für das endgültige Ausrichten der Maske 2 und des Plättchens 3 vor der Belichtung als "Feinausrichtungssystem" bezeichnet (1302). Die Funktion des Feinausrichtungssystems 1302 umfaßt das Erfassen des Abstandes zwischen der Membran der Maske 2 und der Oberfläche des Plättchens 3 (Funktion zum automatischen Fokussieren, AF-Funktion) sowie die vorangehend beschriebene Erfassung der Abweichung zwischen dem Muster an der Maske 2 und dem Muster an dem Plättchen 3 in deren Ebenen in X-, Y- und θ-Richtung.
Die Fig. 24 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Feinausrichtungssystems 1302, das über dem in Fig. 19 dargestellten Masken-θ-Tischsockel 1901 von dem Maskenspannfutter 1903 weg angeordnet und gemäß Fig. 16 zwischen den Masken-θ-Tischsockel 1901 und die Belichtungsverschlußeinrichtung 1308 eingefügt ist.
Das Feinausrichtungssystem 1302 ist baulich allgemein in eine Aufnahmevorrichtung 2401 für das Erfassen des Abstandes und der Abweichung in den Ebenen zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 und einen Aufnahmetisch 2411 für das Bewegen der Aufnahmevorrichtung 2401 zu den Stellen der Ausrichtungsmarkierungen für die Ausrichtung unterteilt.
Die Aufnahmevorrichtung 2401 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 23 beschrieben. Die Fig. 23 zeigt die Hauptbestandteile in der Aufnahmevorrichtung 2401. Ein Halbleiterlaser 2301 ist eine Lichtquelle für einen Ausrichtungsstrahl und ist an einem nicht dargestellten Metallsockel mit Röhren zur Temperaturregelung befestigt. Ein von dem Halbleiterlaser 2301 mit einem bestimmten Divergenzwinkel abgegebener Strahl wird durch eine Kollimatorlinse 2302 in einen parallel gerichteten Strahl umgeformt und im weiteren durch eine Strahlkondensorlinse 2305 zum Bilden einer Oberflächenwelle an der Maske 2 und eines Strahlenbauches geformt. Ein Umlenkspiegel 2306 richtet den Strahl 2307 aus der Strahlenkondensorlinse 2305, die zur zweckdienlichen Anordnung parallel zu einer Aufnahmebezugsfläche 2402 (Fig. 24) angeordnet ist, über eine Belichtungsöffnung 2403 auf die Oberfläche der Maske 2. Der durch Richtmarkierungen 2332 an der Maske 2 und dem Plättchen 3 gebeugte und reflektierte Strahl wird zunächst einmal in dem Raum innerhalb der Belichtungsöffnung 2430 abgebildet und wieder durch eine Zwischenlinse 2310 auf einem zweizeiligen Sensor 2320 abgebildet, der zu dem Abbildungspunkt symmetrisch an der gegenüberliegenden Seite der Zwischenlinse 2310 angeordnet ist. Der zweizeilige Sensor 2320 hat ein Substrat, auf dem zwei Zeilensensoren angebracht sind, von denen einer ein System 2321 für die automatisch Ausrichtung zum Erfassen der Abweichung der Richtmarkierung 2332 ist und der andere ein Sensor 2322 für die automatische Fokussierung zum Erfassen des Zwischenabstandes ist.
Gemäß Fig. 23 bilden der auf die Richtmarkierung 2332 projizierte Strahl 2307 und der von dem zweizeiligen Senor 2320 abgebildete Strahl 2308 einen bestimmten Winkel in bezug auf die optische Achse 2309 der Röntgenstrahlen 1. Die Aufnahmevorrichtung 2401 ist zu einer Schrägsicht auf die Richtmarkierung angeordnet, so daß die gegenseitige Störung zwischen den Röntgenstrahlen 1 als Belichtungsstrahlenbündel und der Aufnahmevorrichtung 2401 vermieden wird. Die Beziehung zwischen der Aufnahmevorrichtung 2401, dem zu empf angende Strahl 2308, dem Projektionsstrahl 2307 und den Röntgenstrahlen 1 ist auch in Fig. 15 dargestellt. Durch diese Anordnung kann die Aufnahmevorrichtung 2401 während des Ausrichtens und Belichtens festgelegt sein. Falls während der Ausrichtung die Aufnahmevorrichtung 2401 und die Röntgenstrahlen 1 einander stören, muß die Aufnahmevorrichtung 2401 aus der Belichtungsöffnung 2430 zurückgezogen werden, was eine Verringerung des Durchsatzes infolge der Bewegung und Einstellung der Aufnahmevorrichtung 2401 ergibt.
Mittels einer Aufnahmevorrichtung können eine Abweichung einer der Richtmarkierungen 2332 in einer Richtung und ein Abstand an einem Punkt erfaßt werden und es sind daher zum Erfassen des Ausmaßes und der Richtung der Abweichung in der Ebene der Richtmarkierung 2332 und die Drehabweichung der Richtmarkierung 2332 selbst oder der Neigung des Plättchens 3 in bezug auf die Maske 2 Messungen durch mindestens drei Aufnahmevorrichtungen erforderlich. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden vier Aufnahmevorrichtungen verwendet und mit einer Phasendifferenz von 90º derart angeordnet, daß sie den Richtmarkierungen 2332 entsprechen, die in vier das Belichtungsmuster umschließenden Schneidelinien 2331 ausgebildet sind. Die Fig. 24 zeigt, daß die vier Aufnahmevorrichtungen 2401 die Belichtungsöffnung 2430 umgeben.
Es wird nun der Aufnahmetisch 2411 für das Ausführen der anderen Funktion, nämlich das Bewegen und Einstellen der Aufnahmevorrichtung 2401 entsprechend der Lage der Richtmarkierung beschrieben.
Der Aufnahmetisch 2411 ist eine Ausführung mit zwei Achsen. Im einzelnen sind zwei mit Linearbewegungsführungen versehene Anordnungen unter Abweichung der Bewegungsrichtungen um 90º übereinander gesetzt und sie werden durch voneinander unabhängige Stellvorrichtungen in den jeweiligen Achsen angetrieben. Hinsichtlich der Stellvorrichtung wird normalerweise ein Motor verwendet und die Drehbewegung des Moitors wird durch einen Übertragungsmechanismus mit einer Schraubenstange und einer Mutter oder dergleichen in eine lineare Bewegung umgesetzt. Diejenige Achse nach Fig. 24, entlang der die Aufnahmevorrichtung 2401 senkrecht zu der Belichtungsöffnung 2430 bewegt wird, wird als "β-Achse" bezeichnet, und die Achse, entlang der die Aufnahmevorrichtung tangential bewegt wird, wird als "α-Achse" bezeichnet. Der Aufnahmetisch 2411 hat einen dreischichtigen Aufbau mit einem festliegenden Tisch 2414 für das Befestigen des Aufnahmetisches 2411 an dem Masken-θ-Tischsockel 1901, einem durch eine Stelleinheit 2415 in der α-Richtung angetriebenen Tisch 2412 für die Einstellung in der α-Richtung und einem durch eine Stelleinheit 2416 für die β-Richtung angetriebenen Tisch 2413 für die Einstellung in der β-Richtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Schrägwalzenführung verwendet, die hinsichtlich der linearen Führung starr ist. Die Bewegungshübe in α- und β-Richtung sind derart, daß die Achse des Projektionsstrahls 2307 in bezug auf irgendeine Richtmarkierung an den Schneidelinien von einem minimalen Blickwinkel bis zu einem maximalen Blickwinkel geschwenkt werden kann. Die Stelleinheiten 2415 und 2416 für die α- und β-Richtung sind durch ein Aluminiumlegierungsgehäuse hermetisch abgedichtet, welches einen Gleichstrommotor, einen Drehmelder und einen Untersetzungsmechanismus enthält, und auf gleiche Weise wie bei der Stelleinheit für die Belichtungsverschlußvorrichtung 1308 wird die durch den Motor und den Untersetzungsmechanismus erzeugte Wärme über nicht dargestellte Röhren aus der Kammer herausgeleitet.
An dem β-Einstellungstisch 2413, welcher der oberste des Aufnahmetisches 2411 ist, ist ein Aufnahmeträger 2421 für das Verbinden der Aufnahmevorrichtung 2401 mit dem Aufnahmetisch 2411 angebracht. Der Aufnahmeträger 2421 hält die untere Fläche der Aufnahmevorrichtung 2401 derart, daß die Fläche von der Aufnahmebezugsfläche 2402 um ungefähr 100 um beabstandet ist. Im schwebenden Zustand wird der Aufnahmetisch 2411 bewegt und eingestellt, jedoch wird während der Ausrichtungsmessung die Aufnahmevorrichtung 2401 mit der Aufnahmebezugsfläche 2402 in Berührung gebracht und an dieser festgelegt. Um dies zu bewerkstelligen, hat der Aufnahmeträger 2421 zum Erzielen der Flexibilität in Richtung der Z-Achse (der optischen Achse der Röntgenstrahlen), der α- Achse und der β-Achse geringere Steifigkeit als in Richtung der anderen Achsen. Die Berührung und Festlegung der Aufnahmevorrichtung 2401 und der Aufnahmebezugsfläche 2402 werden dadurch erzielt, daß an die obere Platte 1602 (Fig. 16) ein Schiebestab 2423 einer in den Aufnahmeträger 2421 eingebauten Klammereinheit 2422 gedrückt wird und der Aufnahmeträger 2421 durch die Gegenkraft in Richtung der Röntgenstrahlenachse gebogen wird. Die in Fig. 16 dargestellte obere Platte 1602 ist über mehrere Pfosten 1603 an dem Masken-θ-Tischsockel 1901 befestigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Schiebestab 2423 durch pneumatischen Druck angetrieben und die jeweilige Klammereinheit 2422 ist mit vier Rohren (insgesamt vier) verbunden.
Die Vorgänge zum Klammern und Freigeben werden durch Schließen und Öffnen eines Ventils ausgeführt, welches in einem an die vier Rohre angeschlossenen Verteiler angeordnet ist. Die Aufnahmebezugsfläche 2402, mit der die Aufnahmevorrichtung 2401 in Berührung gebracht und an der diese festgelegt wird, ist mit hoher Genauigkeit bezüglich der Ebenheit und der Parallelität zu der Rückfläche bearbeitet, an der die Maske 2 festgehalten wird. Von der Genauigkeit ist die Genauigkeit der Stellung der Aufnahmevorrichtung 2401 in bezug auf die Maske während der Messung abhängig. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt die Ebenheit innerhalb von 2 um. Durch das Anlegen der Aufnahmevorrichtung 2401 an die Aufnahmebezugsfläche 2402 ist die Genauigkeit der Stellung doppelt so hoch wie die Genauigkeit eines Führungsmechanismus mit hoher Genauigkeit.
Gemäß der vorangehenden Beschreibung wird das Feinausrichtungssystem 1302 für das Erfassen einer Abweichung zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 eingesetzt, aber es wird zusätzlich auch für das Messen der Lage der an dem Maskenspannfutter 1807 angesetzten Maske 2 und der Neigung des Musters in bezug auf eine Bezugsachse verwendet. Es wird die Maskenausrichtung beschrieben.
Das Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist allgemein ein Schrittschaltgerät, in welchem als eine Einheit ein Muster herangezogen wird, welches einem oder mehreren Chips entspricht, und das Muster fortgeschaltet und auf die Plättchenoberfläche zu deren gänzlicher Überdeckung projiziert wird. Falls in einem Belichtungsgerät dieser Art die Achse der Bewegung des Musters, nämlich die Koordinatenachse der Tischvorrichtung 1301 in bezug auf die Achse des Musters selbst schräg verläuft, wird das Muster unter einem Winkel in bezug auf die Ausrichtungslinie übertragen, so daß der Bezugsrand des Musters nicht mit der Ausrichtungslinie ausgefluchtet ist, wenn dabei ein nächstes Muster mit dem auf diese Weise belichteten Plättchen ausgerichtet werden soll, entsteht kein besonderes Problem, wenn die Fläche der einen Belichtung die gleiche wie bei der vorangehenden Belichtung ist. In einem Ganzflächen-Belichtungsgerät, in dem die ganze Oberfläche des Plättchens auf einmal belichtet wird, hat jedoch beispielsweise die Maske für eine derartige ganzflächige Belichtung ein Muster, das der ganzen Oberfläche des Plättchens entspricht, wobei die Orientierungen der jeweiligen Chipmuster mit der Spaltenrichtung und der Zeilenrichtung des ganzen Maskenmusters ausgerichtet sind. Daher kann ein solches Maskenmuster nicht mit hoher Genauigkeit mit dem Plättchen ausgerichtet werden, welches unter schräger Fortschaltbewegung belichtet worden ist. In manchen Fällen ist die Ausrichtung nicht möglich. Bei der Ausrichtung zwischen einer Maske 2 und dem Plättchen 3 nach dem erneuten Einsetzen der Maske 2 ist die Maske 2 durch das Maskenspannfutter 1807 nur mechanisch festgelegt und die Maske 2 ist beträchtlich stark von einer richtigen Lage weg versetzt, so daß selbst dann, wenn das Plättchen 3 in eine vorgesehene Lage bewegt ist, die Richtmarkierungen an der Maske 2 und dem Plättchen 3 voneinander beträchlich in einem derartigen Ausmaß abweichen, daß keine Ausrichtungssignale erzielt werden können. Zur Lösung dieses Problems wäre in Betracht zu ziehen, den Bereich für das Erfassen der Abweichung zu erweitern, jedoch stehen der Erfassungsbereich und die Erfassungsauflösung allgemein zueinander im Widerspruch und es ist daher in diesem Fall, bei dem eine Ausrichtung mit hoher Genauigkeit erforderlich ist, in dem Gerät das Erweitern des erfaßbaren Bereichs nicht vorteilhaft.
Zum praktischen Lösen dieser Probleme ist die Maskenausrichtung zweckdienlich. Beispielsweise ist in der JP-OS 89 417/1984 ein Maskenausrichtungssystem vorgeschlagen, bei dem eine Bezugsmarkierung benutzt wird, die an einer Verkleinerungs-Projektionslinse für das Projizieren eines Maskenmusters festgelegt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch die Bezugsmarkierung an dem Tisch 1899 (Fig. 18) angeordnet, der in einer Richtung bewegbar ist, mit der die Achse des Maskenmusters auszurichten ist, und es wird mittels der Aufnahmevorrichtung 2401 auf gleiche Weise wie bei der Feinausrichtung die Abweichung zwischen der Bezugsmarkierung und der Richtmarkierung 2340 an der Maske 2 erfaßt.
Dies wird näher beschrieben. In Fig. 18 ist gemäß der vorangehenden Beschreibung mit 1821 die Koordinatenbezugsmarkierung dargestellt, die bei diesem Ausführungsbeispiel ein mechanischer Ursprungspunkt ist. Die Koordinatenbezugsmarkierung 1821 ist durch mehrere Markierungen gebildet. Eine der Markierungen ist die Bezugsmarkierung 1821 für die Maskenausrichtung. Die Bezugsmarkierung 1821 ist für jede der vier Aufnahmevorrichtungen 2401 vorgesehen, aber sie sind funktionell derart angeordnet, daß sie als eine Markierung anzusehen sind. Gemäß der vorangehenden Beschreibung ist die Bezugsmarkierung 1821 an dem Entfernungsmeßspiegel 1810 angeordnet, der ähnlich wie das Plättchenspannfutter 1807 an dem Z-Kipptisch 1805 befestigt ist. Daher kann die Bezugsmarkierung 1821 als ein Punkt angesehen werden, der entlang einer Koordinatenachse des Tisches 1301 bewegbar ist, die eine Ausrichtungsrichtung des auf das Plättchen 3 zu übertragenen Musters ergibt. Daher kann die Maskendrehausrichtung dadurch bewerkstelligt werden, daß die Masken- θ-Platte 1812 verstellt wird, an der die Maske 2 derart festgelegt ist, daß die Musterachse der Maske 2 zu einer Linie parallel ist, welche zwei Punkte verbindet, die sich durch das Bewegen der Bezugsmarkierung 1821 entlang der Koordinatenachse ergeben.
Die Schräglage der die beiden Punkte verbindenden Linie zu der Musterachse der Maske 2 kann aus einer Abweichung zwischen der Bezugsmarkierung 1821 und den beiden an der Maske 2 angeordneten Markierungen 2340 für die Maskenausrichtung mit einem vorbestimmten Abstand bei der zu der die beiden Punkte verbindenden Linie senkrechten Erfassung und aus dem Teilungsabstand der beiden Markierungen 2340 für die Maskenausrichtung ermittelt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 23 wird die Markierung 2340 für die Maskenausrichtung an der Maske 2 beschrieben. In dieser Figur ist das Substrat 2002 der Maske 2 durch eine strichpunktierte Linie als dem Plättchen 3 mit einem kleinen Abstand gegenübergesetzt dargestellt. Die außerhalb der das Schaltungsmuster des Substrates 2002 umschließenden Schneidelinien 2331 angeordneten vier Markierungen 2340 sind die Markierungen für die Maskenausrichtung. Theoretisch können die Stellen der Maskenausrichtmarkierungen 2340 beliebig sein, wenn die Lage der Markierungen in bezug auf das Muster auf genaue Weise bekannt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden jedoch die vier Markierungen derart angeordnet, daß die einander gegenüberliegenden zwei Markierungen um die zugehörige der beiden Musterachsen symmetrisch sind, welche zueinander senkrecht stehen, und daß sie ausreichend außerhalb des maximalen Sichtwinkels des Musters liegen. Dadurch können die Stellen der Richtmarkierungen 2340 unabhängig von den anderen Faktoren wie vom Sichtwinkel konstant gemacht werden. Gemäß der Darstellung in Fig. 16 und 24 ist an der Aufnahmevorrichtung 2401 eine bewegbare Blendenöffnung 2404 angeordnet, um zu verhindern, daß die Röntgenstrahlen 1 den Bereich außerhalb der Schneidelinie 2331 erreichen, und daher wird die Maskenausrichtmarkierung 2340 durch die Belichtung nicht auf das Plättchen 3 übertragen. Jede Maskenausrichtmarkierung 2340 und die Bezugsmarkierung 1821 hat das gleiche Muster wie die für die Feinausrichtung benutzten Richtmarkierungen 2332 an der Maske und dem Plättchen und die Abweichung zwischen der Maskenausrichtmarkierung 2340 und der Bezugsmarkierung 1821 wird mittels der bei der Feinausrichtung benutzten Meßvorrichtung erfaßt.
Gemäß der Beschreibung wird bei diesem Ausführungsbeispiel auf direkte Weise die Achse des Musters an der Maske 2 mit der die Koordinatenachse der Tischvorrichtung 1301 darstellenden, die Spalten- und Zeilenrichtung der Muster bestimmenden Bewegungsrichtung der Bezugsmarkierung ausgerichtet und daher ist die Maskenausrichtung sehr genau. Bei einem Verfahren, bei dem eine mit dem Muster auszurichtende Achse durch zwei an dem Gerät festgelegte Punkte bestimmt ist, muß bei der Ausrichtung auf mechanische Weise mit hoher Genauigkeit die durch die beiden Punkte bestimmte Linie mit der Koordinatenachse der Tischvorrichtung 1301 ausgerichtet werden. Erfindungsgemäß ist jedoch eine solche Ausrichtung nicht erforderlich, wenn die Bezugsmarkierungen 1821, die funktionell als ein Punkt anzusehen sind, an dem Spiegel 1810 für die Laserentfernungsmessung angebracht sind. Dies ist insbesondere hinsichtlich der leichten Wartung im Außendienst vorteilhaft.
Die Gestaltungen der Maskenausrichtmarkierung 2340 und der Bezugsmarkierung 1821 sind jeweils die gleichen wie diejenigen der Richtmarkierung an der Maske und der Richtmarkierung an dem Plättchen, welche für die Feinausrichtung zwischen der Maske und dem Plättchen benutzt werden, und daher kann bei der Maskenausrichtung die Abweichung mittels des Feinausrichtungssystems 1302 gemessen werden. Dies erübrigt eine ausschließlich für die Maskenausrichtung benötigte Meßvorrichtung und daher können die Abmessungen und die Kosten verringert werden und die Zuverlässigkeit wird erhöht.
Die Stellen der Maskenausrichtmarkierungen 2304 sind unabhängig von der Größe des Musters an der Maske festgelegt und daher können die Meßstellen der Aufnahmevorrichtungen 2401 und die Stelle des Aufnahmetisches 2411, an der dieser bei der Maskenausrichtung angehalten ist, unabhängig von der verwendeten Maske festgelegt werden, wodurch eine außerordentlich genaue mechanische Einstellung ermöglicht ist. Außerdem ist die Steuerungsablauffolge vereinfacht.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zu den beiden Maskenausrichtmarkierungen, die für das Erfassen der Schräglage der Musterachse der Maske in bezug auf die Koordinatenachse der Tischvorrichtung 1301 erforderlich sind, zwei zusätzliche Markierungen in der Weise vorgesehen, daß das Muster der Maske eingeschlossen ist. Demzufolge können die richtige Lage des Musters an der mechanisch festgelegten Maske 2 in X-Koordinaten sowie die Schräglage der Musterachse aus den Ortsdaten aus dem Meßsystem für das Messen der Lage des Spiegels 1810 für die Laserentfernungsmessung und der Abweichung der Maskenausrichtmarkierung von der Bezugmarkierung ermittelt werden.
In Fig. 25 ist ein Plättchentransportsystem dargestellt. Das Plättchentransportsystem enthält vier Einheiten, nämlich eine Hebeeinheit 1303 für das Zuführen und Abnehmen von Plättchen, eine Eingabeeinheit 1304, eine Orientierungsflächen-Erfassungstischeinheit 1305 und eine Blättchenfahrbühneneinheit 1306.
Die Plättchenzufuhr- und Abnahme-Hebevorrichtung 1303 enthält eine Plättchenzufuhr-Hebevorrichtung 1303b und eine Plättchenabnahme- oder Korrektur-Hebevorrichtung 1303a. Die Plättchenhebevorrichtung 1303 wirkt mit der Eingabeeinheit 1304 derart zusammen, daß sie die Plättchen 3 einzeln nacheinander von einem Vorratsträger 2501 aufnimmt und sie in einen Sammelträger 2502 zurückbringt. Da die Plättchenzufuhr-Hebevorrichtung 1303b und die Plättchensammelungs-Hebevorrichtung 1303a aus gleichen Teilen gebildet sind, wird im folgenden nur die Plättchenzufuhr-Hebevorrichtung 1303b beschrieben. Der Vorratsträger 2501, der bei diesem Ausführungsbeispiel 25 Plättchen 3 aufnimmt, wird an einer vorbestimmten Stelle auf einen Plättchenvorratsträger-Tisch 2503 aufgesetzt. Der Vorratsträgertisch 2503 ist mit einer Vorratshebestange 2506 verbunden, um durch das Verschieben der Vorratshebestange 2506 um eine vorbestimmte Strecke in der Y-Richtung den Vorratsträger 2501 in der Y-Richtung einzustellen. Die Bewegung der Vorratshebestange 2506 in der Y- Richtung wird durch eine geradlinige Schrittzustellung mittels eines Vorratsheber-Antriebsteiles 2504 und einer Vorratsheber-Zustellschraube 2505 bewerkstelligt und ein Plättchenzufuhr-Erfassungsteil 2507 erfaßt das Vorliegen oder Fehlen des Plättchens 3 und eine fehlerhafte Einführung. In der Plättcheneingabekammer 1309 mit einer He-Innenatmosphäre ist eine nicht dargestellte Einheit für das Abdichten der Umgebung der Vorratshebestange 2506 vorgesehen, während der Vorratsheber-Antriebsteil 2504 und die Vorratsheber-Zustellschraube 2505 in Luft angeordnet sind. In dem Vorratsheber-Antriebsteil 2504 ist durch ein Motorhalteelement hindurch ein (nicht dargestelltes) Kühlwasserrohr ausgebildet. Auf gleichartige Weise wie die Vorratshebevorrichtung 1303b enthält die Sammel-Hebevorrichtung 1303a einen Sammelträgertisch 2508, einen Sammelheber-Antriebsteil 2509, eine Sammelhebestange 2510, einen Plättchensammelungs-Erfassungsteil 2511 und eine Plättchenaustragekammer 3111.
Die Eingabeeinheit 1304 dient dazu, aus dem Vorratsträger 2501 ein Plättchen 3 zu entnehmen, dieses dein Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 zuzuführen und das belichtete Plättchen 3 aus dem Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 in dem Sammelträger 2502 unterzubringen. Die Eingabeeinheit 1304 enthält eine Eingabehand 2512 für das Anziehen des Plättchens 3 durch Unterdruck, einen Eingabearm 2513 für das Halten desselben und eine Eingabe-ωx- Stellvorrichtung 2514 für das Hochstellen des Plättchens 3 (welches aus dem Vorratsträger 2501 horizontal entnommen wird). Die Eingabehand 2512 ist an einem Eingabe-Z-Tisch 2520 angebracht. Die Eingabeeinheit 1304 enthält eine Eingabe-Z-Stellvorrichtung 2519, die dann, wenn das Plättchen 3 durch Unterdruck an der Eingabehand 2512 festgelegt ist, zu dem Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 hin und von diesem Weg befördert wird, einen Eingabe-X-Tisch 2517 für das Bewegen der Eingabehand 2512 in der X-Richtung, eine Eingabe-X-Stellvorrichtung 2516 für das Drehen einer Rolle 2518 derselben durch Drahtantrieb derselben und eine Eingabe-ωy-Stellvorrichtung, die die Eingabehand 2512 zu der Vorratshebevorrichtung 1303b, der Sammelhebevorrichtung 1303a und dem Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 hin richtet.
In der Plättcheneingabekammer 3107, in der die He-Atmosphäre aufrechterhalten ist, befindet sich ein Vakuum-Drehfelddurchlaß (mit einer nicht dargestellten Dichtung) und die Eingabe-X-Stellvorrichtung sowie die Eingabe-ωy-Stellvorrichtung sind in Luft angeordnet, wobei die Antriebsleistung über den Drehfelddurchlaß in die Plättcheneingabekammer 3107 eingeleitet wird. Durch das Motorträgerelement einer jeden der Stellvorrichtungen hindurch ist ein hicht dargestelltes Kühlwasserrohr geführt.
Der Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 hat die Funktionen, die Lage der Orientierungsfläche des aus der Eingabeeinheit 1304 zugeführten Plättchens 3 zu ermitteln und die Fläche in einer vorbestimmten Richtung auszurichten, sowie die Funktion als Sammeltisch, wenn durch die Eingabeeinheit 1304 das Plättchen 3 nach der Belichtung aufgenommen wird.
Der Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 enthält ein Spannfutter 2521 für das Festhalten des Plättchens 3 in einem auf rechten (vertikalen) Zustand durch Unterdruck, einen θ-Tisch 2523 für das kontinuierliche Drehen im Uhr- Zeigersinn und im Gegenuhrzelgersinn, eine θ-Antriebsvorrichtung für dessen Antrieb, einen X-Tisch 2527 für das Bewegen desselben in der X-Richtung, eine X-Antriebsvorrichtung 2526 für dessen Antrieb, einen in der Y-Richtung bewegbaren Y-Tisch 2529 und eine Y-Antriebsvorrichtung 2528 für dessen Antrieb. Der Y-Tisch 2529 für die Orientierungsflächenerfassung ist dann, wenn das Plättchen zu der Plättchenfahrbühne 1306 und von dieser weg befördert wird, in der +Y-Richtung bewegbar, bei der die Plättchenhand und das Plättchen 3 nicht behindert sind, was nachfolgend beschrieben wird. Ein optisches Zeilensensor-Projektionssystem 2524 beleuchtet einen Rand des an den Spannfutter 2521 für die Orientierungsflächenerfassung festgehaltenen Plättchens 3, um das Erfassen der Lage des Randes in der X-Richtung durch einen Zeilensensor 2525 zu ermöglichen. Während das Plättchen 3 mit konstanter Geschwindigkeit in der θ-Richtung gedreht wird, werden mittels des Zeilensensors-Projektionssystems 2524 und des Zeilensensors 2525 in vorbestimmten Zeitabständen die Meßvorgänge ausgeführt. Durch die Berechnungsfolge, die nachfolgend beschrieben wird, werden die Lage der Orientierungsfläche und die Abweichungen des Plättchens 3 in X- und Y-Richtung ermittelt und danach wird die Richtung der Orientierungsfläche durch Verstellen des θ- Tisches 2523 für die Orientierungsflächenerfassung korrigiert, wogegen die Lagen des Plättchens 3 in der X-Richtung und der Y-Richtung durch Verstellen des X-Tisches 2527 und des Y-Tisches 2529 für die Orientierungsflächenerfassung korrigiert werden. Der Orientierungsflächenerfassungstisch 1305 ist an dem Hauptrahmen 1701 befestigt und zur Gänze in der He-Atmosphäre in der Hauptkammer 3101 angeordnet. Durch die Trägerteile für die jeweiligen Antriebsmotore ist ein (nicht dargestelltes) Kühlwasserrohr hindurchgeführt.
Die Plättchenfahrbühne 1306 hat die Funktionen, die Orientierungfläche an dem Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 einzustellen, das in der X-Richtung und der Y-Richtung korrigierte Plättchen 3 zu dem Plättchenspannfutter 1807 zu befördern und das belichtete Plättchen 3 von dem Plättchenspannfutter 1807 zu dem Spannfutter 2521 für die Orientierungsflächenerfassung abzuführen. Die Plättchenfahrbühne 1306 ist mit zwei Händen, nämlich einer Beschickungshand 2530 und einer Austragehand 2531 versehen, die zum vertikalen Tragen des Plättchens 3 durch Festhalten durch Unterdruck geeignet sind. Die Beschickungshand 2530 ist eine Hand für das Befördern des Plättchens 3, welches der Einstellung der Orientierungsfläche unterzogen wurde, von dem Spannfutter 2521 für die Orientierungsflächenerfassung zu dem Plättchenspannfutter 1807, und die Austragehand 2531 bewirkt das Befördern des Plättchens nach der Belichtung von dem Plättchenspannfutter 1807 zu dem Spannfutter 2521 für die Orientierungsflächenerfassung. Die beiden Hände 2530 und 2531 sind an einem Beschickungs-Z-Tisch 2532 bzw. einem Austrage-Z-Tisch 2533 angebracht. Sie befördern das Plättchen 3 durch Bewegen desselben durch eine Fahrbühnen-Zo-Stellvorrichtung 2534 und eine Fahrbühnen-Zw-Stellvorrichtung 2535. Die Stellvorrichtungen 2534 und 2535 enthalten einen elektrisch betätigbaren Zylinder und einen dadurch in Z-Richtung bewegbaren Stab und die beiden Stellvorrichtungen 2534 und 2535 sind jeweils an Plättchenauswechselstellen des Spannfutters 2521 für die Orientierungsflächenerfassung bzw. des Plättchenspannfutters 1807 befestigt. Die Stange wird nur dann ausgefahren oder eingefahren, wenn das Plättchen 3 übertragen wird, ist aber normalerweise in dem elektrisch betätigbaren Zylinder aufgenommen.
Die Hände 2530 und 2531 sind jeweils an einem Beschickungs- X-Tisch 2536 und einem Austrage-X-Tisch 2537 angebracht und jeweils in der X-Richtung zu den Plättchenauswechselstellen des Spannfutters 2521 für die Orientierungsflächenerfassung bzw. des Plättchenspannfutters 2531 bewegbar. Für den Antrieb in der X-Richtung ist um eine Fahrbühnenantriebsscheibe 2539 und eine Spannscheibe 2540 ein Stahlband 2541 gespannt und die Antriebskraft wird aus einer Fahrbühnen-X- Antriebsvorrichtung 2538 zu der Fahrbühnen-Antriebsscheibe 2539 übertragen, wodurch die beiden X-Tische 2536 und 2537 durch das Band angetrieben werden. Die beiden Z-Tische 2532 und 2533 haben während der Bewegung in der X-Richtung unterschiedliche Hübe, um eine gegenseitige Störung zwischen den Bestandteilen zu verhindern.
Die Plättchenfahrbühne 1306 ist als Ganze an dem Hauptrahmen 1701 befestigt und wird daher in der He-Atmosphäre in der Hauptkammer 1301 eingesetzt. Durch die Motortrageteile für jede der Antriebsvorrichtungen der Plättchenfahrbühne 1306 ist ein nicht dargestelltes Kühlwasserrohr hindurchgeführt.
Die Fig. 26 zeigt die Maskentransportvorrichtung 1311 (Fig. 13). Da die Maskentransportvorrichtung 1311 zwischen dein Rahmen 2604 für die automatische Ausrichtung und dem Hauptrahmen 1701 angeordnet ist, ist sie flach gestaltet, und eine Fahrbühneneinheit 2601 ist ein Mechanismus, der geradlinig zwischen dem Masken-θ-Tisch 1999 und der Maskenkassette 1310 (Fig. 13) hin und her bewegbar ist. Eine Maskenhand 2602 ist eine Roboterhand für das Handhaben der Maske 2. Die Maskentransportvorrichtung 1311 ist hauptsächlich durch diese beiden Einheiten und eine Armeinheit 2603 gebildet. Die Armeinheit 2603 enthält einen Mechanismus zum Drehen der Maskenhand 2602 zu dem Masken-θ-Tisch 1999 und dem Maskenkassettentisch 3001 in der Maskenkassette 1310 hin sowie einen Mechanismus zum vertikalen Bewegen der Maskenhand 2602 an dem Masken-θ-Tisch 1999 und an dem Kassettentisch 3001. Ein Fahrbühnenmotor 2605 für den Antrieb der Fahrbühneneinheit 2601 ist mit einem Kühlwasserrohr 2606 zum Abführen der durch den Motor erzeugten Wärme versehen. Die Lageeinstellung der Maske 2 an dem Masken-θ-Tisch 1999 erfolgt durch Anstoßen derselben an den Prismenauflageblock 1905 zur Maskeneinstellung.
Die Fig. 27 zeigt die Einzelheiten der Maskentransportvorrichtung 1311. Gemäß dieser Figur wird die Fahrbühneneinheit 2601 durch den Fahrbühnenmotor 2605 angetrieben und geradlinig entlang einer linearen Führung 2701 hin und her bewegt. Ein Fahrbühnenlagedetektor 2703 erfaßt die Lage der Fahrbühne. Die Armeinheit 2603 enthält einen Motor 2707 für das Schwenken des Armes, nicht dargestellte Zahnräder, einen Schwenkstellungsdetektor, einen Motor 2706 für das vertikale Bewegen der Maskenhand 2602, einen nicht dargestellten exzentrischen Nocken und einen Z-Lagesensor 2704. In dieser Anordnung wird die Fahrbühneneinheit 2601 entsprechend einem Erfassungsignal eines Anschlagsensors 2705 in der Maskenhand 2602 derart gesteuert, daß die durch die Maskenhand 2602 gehandhabte Maske 2 an den Prismaauflageblock 1905 angestoßen und zur Lageeinstellung der Maske in dem Masken-θ-Tisch 1999 eingestellt wird.
Es wird der Beschickungsmechanismus für die Maskenkassette 1310 (Fig. 13) beschrieben, in der die Masken 2 enthalten sind. In Fig. 28 ist mit 2801 ein Hauptaufbau der bei diesein Ausführungsbeispiel verwendeten Kassette bezeichnet, die die Masken 2 aufnimmt. Die Maskenkassette enthält einen Kassettendeckel 2802 zum hermetischen Abschließen der Hauptvorrichtung der Kassette 2801. In Fig. 28 ist die Kombination aus dem Maskenkassetten-Hauptaufbau 2801 und dem Kassettendeckel 2802 als Maskenkassette 1310 bezeichnet. Ein Tisch 2803 dient für eine Bedienungsperson zum Auflegen der die Masken 2 enthaltenden Maskenkassette 1310. Zum Verbessern der Bedienbarkeit kann der Tisch zu einem Überhang aus der Maskenkammer 3103 in der X-Richtung nach Fig. 28 herausgezogen werden. Mit 2804 ist eine Deckelverriegelungseinheit bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergreift die Deckelverriegelungseinheit 2804 von der Innenseite her die Ränder des Kassettendeckels 2802. Dies erfolgt manuell durch die Bedienungsperson.
In dem Hauptaufbau der Kassette 2801 dient eine Kassettenverriegelungseinheit 2807 zum Betätigen eines Kassettenverriegelungsmechanismus, der nachfolgend beschrieben wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich die Kassettenverriegelungseinheit 2807, die eine Antriebsvorrichtung für den Kassettenverriegelungsmechanismus ist, in dem Kassettentisch 2803, nicht in dem Hauptaufbau der Kassette 2801.
Daher wird die Antriebskraft nur dann übertragen, wenn der Hauptaufbau der Kassette 2801 sich auf dem Kassettentisch 2803 befindet. Ein Tisch 2806 ist schwenkbar, um allein den Hauptaufbau der Kassette 2801 in eine erwünschte Stellung für das Einführen der Maske zu bewegen. Eine Maskenkassetten-Hebevorrichtung bewirkt das Befördern und das Bewegen des Hauptaufbaus der Kassette 2801 auf den Tisch 2806 gemäß der vorangehenden Beschreibung. Ein Kassettenheber-Motor 2812 ergibt eine Antriebskraft, die über eine Präzisions- Zustellschraube übertragen wird, ist aber nicht hierauf beschränkt und es ist ein anderer Linearantriebsmechanismus anwendbar.
Die Kassettenhebevorrichtung 2805 befindet sich außerhalb der Maskenkammer 3103 und an dem Tisch 2806 ist durch einen Abschirmdurchlaß (eine Dichtung) hindurch ein Stab angeschlossen. Der Tisch 2806 befindet sich in der Maskenkammer 3103.
Es wird der Wählmechanismus für die Maske 2 in dem Kassettenhauptaufbau 2801 beschrieben. Mit 2809 ist ein Fortschaltersockel bezeichnet, der mit der Maskenkammer 3103 verbunden ist. Eine Fortschalteeinrichtung 2810 dreht intermittierend den Hauptaufbau der Kassette 2801. Die Ausgangswelle der Fortschaltevorrichtung 2810 ist durch eine Dichtung hindurch in die Maskenkammer 3103 eingeführt. Eine Anschlußeinheit 2811 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Einheit für das Zuführen elektrischer Leistung zu einem Kassettentisch 3001 für den Hauptaufbau 2801 der Kassette. Der Kassettentisch 3001 zieht die Maske 2 magnetisch an und es ist daher für das Erregen des Magnetstromkreises elektrische Leistung erforderlich. Das Gerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat keinerlei Leistungsquelle in dem Hauptaufbau der Kassette 2801 und es ist daher die Anschlußeinheit 2811 vorgesehen. Falls in dem Hauptaufbau 2801 der Maskenkassette eine Stromquelle vorgesehen ist, wird in den Hauptaufbau der Kassette 2801 nur ein Steuersignal für den Magnetstromkreis übertragen. Die vorstehend beschriebenen Einheiten sind an die Maskenkammer 3103 angebaut und die Maskenkammer 3103 und die Hauptkammer 3101 sind durch ein Torventil 3102 getrennt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 29, die den Zustand der Teile während der Kassettenbeschickung zeigt, wird das Einstellsystem für die Maskenkassette 1310 beschrieben. Der Kassettenhauptaufbau 2801, der auf den Tisch 2806 aufgelegt ist, wird mittels der Maskenkassetten-Hebevorrichtung 2805 angehoben. Ein runder Vorspruch 2804 dient zum Korrigieren einer axialen Abweichung zwischen dem Hauptaufbau 2801 und der Fortschaltvorrichtung 2810. Mit 2902 und 2903 sind jeweils eine Kassettenanschlagfläche und eine Fortschaltvorrichtungs-Anschlagfläche bezeichnet. Die Maskenkassetten- Hebevorrichtung 2805 stellt sicher, daß die Kassettenanschlagfläche 2902 gegen die Anschlagfläche der Fortschaltvorrichtung stößt, und der runde Vorsprung 2904 dient zum Korrigieren der axialen Abweichung, wodurch der Hauptaufbau 2801 richtig eingesetzt wird. Für das Fortschalten und die Lageeinstellung in der Drehrichtung greift ein Paßstift 2901 in eine zugehörige Bohrung des Hauptaufbaus 2801. Durch die vorstehend beschriebene Gestaltung wird die Maskenkassette 1310 mit hoher Genauigkeit eingestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Fortschaltemechanismus an einer oberen Stelle angebracht, er kann sich aber in dem Tisch 2608 befinden. Falls sich jedoch der Drehfortschaltemechanismus in dem Tisch 2806 befindet, sollte in der Hebevorrichtung 2805 mit Genauigkeit das Drehungsspiel beseitigt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 30 wird die Maskenkassette 1310 beschrieben. In dieser Figur ist ein Kassettentisch-Maskenspannfutter mit 3002 bezeichnet. Das Spannfutter 3002 ist in den Kassettentisch 3001 eingebettet und bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Magnetanzugsmechanismus benutzt, da die Maske 2 vertikal eingesetzt ist. Der Kassettentisch 3001 ist in dem Hauptaufbau der Kassette 2801 radial angeordnet.
An dem Kassettendeckel 2802 sind Dichtungen 3003 und 3004 zum Abdichten des Hauptaufbaus 2801 der Kassette angebracht. Wenn der Hauptaufbau 2801 und der Kassettendeckel 2802 miteinander verbunden werden, wird die Maskenkassette durch die Dichtungen 3003 und 3004 im wesentlichen hermetisch abgedichtet.
In Fig. 30 sind eine Deckelverriegelungsklinke 3005, eine Tischverriegelungsklinke 3006 und ein Hebel 3007 gezeigt. Es sind drei Sätze aus diesen Elementen vorgesehen. Der Hebel 3007 ist mit der Deckelverriegelungsklinke 3005 und der Tischverriegelungsklinke 3007 gekoppelt und durch das Betätigen des Hebels 3007 ragt jeweils die Deckelverriegelungsklinke 3005 oder die Tischverriegelungsklinke 3006 aus dem Hauptaufbau 2801 heraus. Die Deckelverriegelungsklinke 3005 wird mit dem Kassettendeckel 3802 verbunden und bewirkt die Verbindung des Hauptaufbaus 2801 mit dem Kassettendeckel 2802. Die Tischverriegelungsklinke 3006 wird mit dem Tisch 2806 verbunden und dient dazu, die gleichmäßige Beförderung des Kassettenhauptaufbaus 2801 zu ermöglichen, wenn sich die Maskenkassetten-Hebevorrichtung 2805 nach oben bewegt. Der Hebel 3007 für das Verstellen der Klinken 3005 und 3006 wird durch die in dem Kassettentisch 2803 angebrachte Kassettenverriegelungseinheit 2807 betätigt. Daher kann die Kassettenverriegelungseinheit 2807 die Stellkraft zu dem Hebel 3007 nur dann übertragen, wenn sich der Hauptaufbau 2801 auf dem Kassettentisch 2803 befindet.
Die Fig. 31 zeigt Gestaltungen von Hauptkammern in dem Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel, in denen die Haltemechanismen für die Maske 2 und das Plättchen 3, der Mechanismus für deren Ausrichtung und Transportmechanismen für diese in einer He-Umgebung unter einem vorbestimmten verringerten Druck angeordnet sind. Die Gestaltungen der jeweiligen Kammern werden ausführlich beschrieben. In der Hauptkammer 3101 sind der Hauptrahmen 3701, der Rahmen 2604 für die automatische Ausrichtung, die daran befestigte Objekttischvorrichtung 1301, das optische Meßsystem 1302 für den Tisch, die Systeme 1307 und 1308 für die Vorausrichtung und die Feinausrichtung, die Maskentransportvorrichtung 1311 und der Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 enthalten. An die Hauptkammer 3101 sind die Verschlußkammer 3104, eine Kammer 3016 für die automatische Vorausrichtung und eine Plättcheneingabekammer 3107 an geschlossen. Ferner ist über ein Maskenkammer-Torventil 3102, das nachfolgend auch als "MKGV" gezeichnet wird, eine Maskenkammer 3103 angeschlossen. Die Verschlußkammer 3104 enthält die Belichtungsverschlußvorrichtung 1308 und an die Kammer 3104 ist über das Be-Fenster 3512 ein Röntgenstrahlenspiegel-Kanal 3105 angeschlossen. In der Kammer 3106 für die automatische Vorausrichtung ist das Vorausrichtungssystem 1307 untergebracht. Die Maskenkammer 3103 enthält die Maskenkassetten-Beschickungsvorrichtung 1309 mit Ausnahme der Hebeantriebseinheit 2805 und der Fortschaltvorrichtung. In der Plättcheneingabekammer 3107 ist die Plättchenfahrbühne 1304 mit Ausnahme der X-Antriebseinheit 2516 und der ωy-Antriebseinheit 2515 untergebracht. An den einander gegenüberliegenden Seiten der Plättchenfahrbühne 1304 ist über ein Plättchenbeschickungs-Torventil 3108, das nachfolgend als "WLGV" bezeichnet wird, eine Plättchenbeschickungskammer 3109 und über ein Plättchenaustrage-Torventil 3110, das nachfolgend als "WUGV" bezeichnet wird, eine Plättchenaustragekammer 3111 angeschlossen. In der Plättchenbeschickungskammer 3109 und der Plättchenaustragekammer 3111 ist jeweils der Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1303 mit Ausnahme der Vorratsheber-Antriebsvorrichtung 2504 und der Sammelheber-Antriebsvorrichtung 2509 untergebracht. In dem Röntgenstrahlenbelichtungsgerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Bildbelichtung in der verdünnten He-Umgebung. Die Kammer wird zunächst einmal bis zu einem vorbestimmten Vakuum evakuiert und es wird dann das He-Gas bis zu einem für die Belichtung geeigneten vorbestimmten Druck eingeleitet. Bei diesem Ausführungsbeispiel befinden sich die meisten Teile einschließlich des Transportsystems für die Maske 2 und das Plättchen 3 in der gleichen He-Umgebung. Es ist anzustreben, daß das Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel dem folgenden genügt:
(1) Falls sich während der Belichtung der Druck und die Reinheit der verdünnten He-Atmosphäre ändern, ändert sich die Durchlässigkeit für die Röntgenstrahlen, was eine Änderung der Belichtungsmenge zur Folge hat. Daher sollten der Druck und die Reinheit der He-Atmosphäre während der Belichtung genau gesteuert und aufrechterhalten werden.
(2) Falls bei dem Auswechseln der Maskenkassette 1310 und/oder der Plättchenträger 2501 und 2502 gegen jeweils andere das ganze Gerät zur Luft hin geöffnet wird, wäre der Durchsatz beträchtlich verringert. Daher werden die Maskenkammer 3103, die Plättchenbeschickungskammer 3109 und die Plättchenaustragekammer 3111 nach Fig. 31 auf vorteilhafte Weise unabhängig von der Hauptkammer 3101 zur Luft hin geöffnet, auf Vakuum evakuiert und mit dem He-Gas gefüllt.
(3) Die Umgebung von der Synchrotron-Orbitalstrahlung, welche die Strahlenquelle ist, über den Spiegel bis zu dem Be- Fenster 3512 ist höchstes Vakuum und das Be-Fenster wirkt als Trennwand zwischen dem höchsten Vakuum und der He-Atmosphäre. Vom Standpunkt der Verringerung der Absorption, der Röntgenstrahlen auf ein Mindestmaß sollte die Dicke des Be- Fensters minimal sein. Daher sollte ein System für die Luftablaß und die Gaszufuhr derart beschaffen sein, daß das Be-Fenster (Beryll-Fenster) nicht einer Druckdifferenz ausgesetzt ist, die höher als die Differenz zwischen dem He- Gasdruck während der Belichtung und dem höchsten Vakuum seitens des Spiegelkanals ist, und daß keine plötzliche Druckänderung auftritt.
Ein System, das diesen drei Bedingungen genügt, wird anhand der Fig. 32, 33, 34 und 35 beschrieben.
Die Fig. 32 ist eine Blockdarstellung des ganzen Systems, die Fig. 33 zeigt Einzelheiten des Plättchenbeschickungs- Absperrteils, die Fig. 34 zeigt Einzelheiten des Maskenbeschickungs-Absperrteils und die Fig. 35 zeigt Einzelheiten bezüglich des Be-Fensters und des Aufrechterhaltens des Druckes und der Reinheit in der Hauptkammer.
Die Fig. 33 zeigt die Einzelheiten des Plättenbeschickungs- Absperrmechanismus. Wie es in Verbindung mit Fig. 31 beschrieben wurde, ist die Hauptkammer 3101 mit der Plättcheneingabekammer 3107 verbunden und die Plättcheneingabekammer 3107 ist über das Torventil WLGV 3108 mit der Plättchenbeschickungskammer 3109 und über das Torventil WUGV 3110 mit der Plättchenaustragekammer 3111 verbunden. In der Plättchenbeschickungskammer 3109 und der Plättchenaustragekammer 3111 sind die Hebevorrichtungen 3103 für das Zuführen und Entnehmen der Plättchen mit Ausnahme des Antriebsteils untergebracht. Die Plättchenbeschickungskammer 3109 und die Plättchenaustragekammer 3111 sind mit einer nachfolgend auch als "RORP" bezeichneten Grobentleerungs-Ölumlaufpumpe als Ablaßsystem für das grobe Evakuieren auf 1 bis 0,1 Tor über ein nachfolgend auch als "WLBPV" bezeichnetes Plättchenbeschickungs-Umgehungsventil 3301 und ein nachfolgend auch als "WUBPV" bezeichnetes Plättchenaustrage-Umgehungsventil verbunden. Weiterhin sind sie jeweils über ein nachfolgend auch als "WLMNV" bezeichnetes Plättchenbeschickungs-Hauptventil 3304 bzw. ein nachfolgend auch als "WUMNV" bezeichnetes Plättchenaustrage-Hauptventil 3305 an eine nachfolgend auch als "MNTMP" bezeichnete Hauptentleerungs-Turbomolekularpumpe für das Evakuieren auf einen vorbestimmten Vakuumgrad angeschlossen, der für das Austauschen mit dem He-Gas erforderlich ist. Ferner können der Plättchenbeschickungskammer 3109 und der Plättchenaustragekammer 3111 He über ein nachfolgend auch als "WLHeV" bezeichnetes Plättchenbeschickungs-He-Einlaßventil 3308 und ein nachfolgend auch als "WUHeV" bezeichnetes Plättchenaustrage-He-Einlaßventil 3309 als He-Zuführsystem, N&sub2; über ein nachfolgend auch als "WLN&sub2;V" bezeichnetes Plättchenbeschickungs-N&sub2;-Einlaßventil 3310 und ein nachfolgend auch als "WUN&sub2;V" bezeichnetes Plättchenaustrage-N&sub2;-Einlaßventil 3311 als N&sub2;-Zuführsystem und Luft über ein nachfolgend auch als "WLLV" bezeichnetes Plättchenbeschickungs-Ablaßventil 3312 und ein nachfolgend auch als "WULV" bezeichnetes Plättchenaustrage-Ablaßventil 3313 als Luftzuführsystem zugeführt werden. Die Plättchenbeschickungskammer 3109 und die Plättchenaustragekammer 3111 sind jeweils mit einem Plättchenbeschickungs-Druckmesser 3314 und einem Plättchenaustrage-Druckmesser 3315 zum Messen der Drücke in den jeweiligen Kammern versehen. Im Betrieb wird durch das Schließen des Torventils 3108 oder 3110 die Plättchenbeschickungskammer 3109 oder die Plättchenaustragekammer 3111 von der Plättcheneingabekammer 3107 getrennt und sie kann daher unabhängig von den anderen Kammern evakuiert werden oder mit He, N&sub2; oder Luft gefüllt werden.
Wenn demnach beispielsweise der Plättchenträger 2501 in der Plättchenbeschickungskammer 3109 ausgewechselt werden soll, wird das Torventil WLGV 3108 für die Plättchenbeschickung geschlossen, dann das N&sub2;-Einlaßventil WLN&sub2;V 3310 geöffnet und danach N&sub2; zu 760 Torr zugeführt.
Dann wird das Lufteinlaßventil WLLV 3312 zum Einleiten der Luft geöffnet, um den Kammerdruck gleich dem Atmosphärendruck zu machen, und der Vorratsträger 2501 ausgewechselt. Nach dem Wechsel wird durch die Rotationspumpe RORP 3303 die Grobevakuierung auf beispielsweise 0,1 Torr ausgeführt und dann mittels der Turbomolekularpumpe MNTMP 3306 ein vorbestimmter Vakuumgrad erzeugt. Darauf folgend wird das Einlaßventil WLHeV 3308 geöffnet, um He bis zu einem vorbestimmten Druck zuzuführen, und dann wird das Torventil WLGV 3108 geöffnet. Damit ist die Auswechselung beendet. Das gleiche gilt auch in dem Fall, daß der Plättchenträger 2502 in der Plättchenaustragekammer 3111 ausgewechselt wird.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist bei dem Plättchenträgerwechsel die minimale Öffnung zur Luft hin ohne Unterbrechung der ganzen Umgebungsatmosphäre ausreichend.
Die Fig. 34 zeigt Einzelheiten des Maskenbeschickungs-Verriegelungsmechanismus. Gemäß der Beschreibung in Verbindung mit Fig. 31 ist die Hauptkammer 3101 über das Torventil MKGV 3102 mit einer Maskenkammer 3103 verbunden. Die Maskenkammer 3103 enthält die Hebevorrichtung 1309 für das Zuführen und Aufnehmen der Masken mit Ausnahme der Fortschaltvorrichtung 2810 und der Hebevorrichtung 2805. Auf ähnliche Weise wie gemäß der Beschreibung des Plättchenbeschickungs-Verriegelungsmechanismus ist die Maskenkammer 3103 über ein nachstehend auch als "MKBPV" bezeichnetes Masken-Umgehungsventil 3401 mit der Rotationspumpe RORP 3303 für die Grobevakuierung von dem Atmosphärendruck auf 1 bis 0,1 Torr und über ein nachfolgend auch als "MKNV" bezeichnetes Maskenhauptventil 3402 mit der Turbomolekularpumpe 3306 für das Evakuieren auf ein für den Austausch gegen He erforderliches vorbestimmtes Vakuum als Evakuiersystem verbunden. Ferner kann der Maskenkammer 3103 He über ein nachfolgend auch als "MKHeV" bezeichnetes Masken-He- Einlaßventil 3403 als He-Ansaugsystem, N&sub2; über ein nachfolgend auch als "MKN&sub2;V" bezeichnetes Masken-N&sub2;-Einlaßventil 3404 als N&sub2;-Ansaugsystem und Luft über ein nachfolgend auch als "MKLV" bezeichnetes Maskenablaßventil 3405 als Luftansaugsystem zugeführt werden.
Wenn im Betrieb das Torventil MKGV 3102 geschlossen ist, ist die Maskenkammer 3103 von der Hauptkammer 3101 isoliert und kann unabhängig von den anderen Kammern evakuiert oder mit He, N&sub2; oder Luft beschickt werden. Wenn die Maskenkassette 1310 ausgewechselt werden soll, wird daher das Torventil MKGV 3102 geschlossen und dann das Einlaßventil MKN&sub2;V 3404 geöffnet und N&sub2; mit 760 Torr zugeführt. Danach wird das Ablaßventil MKLV 3405 geöffnet, um den Druck in der Kammer 3103 gleich dem Atmosphärendruck um diese herum zu machen. Darauffolgend wird eine Tür 3430 geöffnet und die Maskenkassette 1310 ausgewechselt. Nach dem Auswechseln wird durch die Rotationspumpe RORP 3303 grob auf beispielsweise 0,1 Torr evakuiert und danach durch die Turbomolekularpumpe MNTMP 3306 auf einen vorbestimmten Vakuumgrad evakuiert. Dann wird das Einlaßventil MKHeV 3403 geöffnet, um He bis zu einem vorbestimmten Druck zuzuführen, und dann wird das Torventil MKGV 3102 geöffnet. Hierdurch ist der Auswechselvorgang beendet. Es ist ersichtlich, daß, gemäß diesem Ausführungsbeispiel bei dem Auswechseln der Maskenkassette 1310 das Öffnen gegen Luft minimiert ist, ohne die ganze Atmosphäre in dem Gerät zu verändern.
Die Fig. 35 zeigt Einzelheiten des Ablaß- und Zuführsystems um das Be-Fenster 3512 und die Hauptkammer 3101 herum.
Die Hauptkammer 3101 ist über ein nachfolgend auch als "MCBPV" bezeichnetes Hauptkammer-Umgehungsventil 3501 mit der Rotationspumpe RORP 3303 für die Grobevakuierung von dem atmosphärischen Druck auf 1 bis 0,1 Torr Unterdruck sowie auch über einen nachfolgend auch als "MCMNV" bezeichnetes Hauptkammer-Hauptventil 3502 mit der Turbomolekularpumpe MNTMP 3306 für das Evakuieren auf einen für das Austauschen gegen He erforderlichen Vakuumgrad verbunden. Der Hauptkammer 3101 kann He über ein Strömungsregelventil 3503 und ein nachfolgend auch als "MCHeV" bezeichnetes Hauptkammer-He-Einlaßventil 3504, N&sub2; über ein nachfolgend auch als "MCN&sub2;V" bezeichnetes Hauptkammer-N&sub2;-Einlaßventil 3505 und Luft über ein nachstehend auch als "MCLV" bezeichnetes Hauptkammer-Ablaßventil 3506 als Zuführsystem zugeführt werden.
Es wird nun die Regelung des Druckes und der Reinheit während der Belichtung beschrieben. Gemäß der vorangehenden Beschreibung ist es erwünscht, den Druck und die Reinheit genau aufrecht zu erhalten, um eine sich durch eine Änderung des Druckes und der Reinheit der He-Atmosphäre während der Belichtung ergebende Änderung der Röntgenstrahlendurchlässigkeit zu unterdrücken. Um dies zu bewerkstelligen, wird erfindungsgemäß fortgesetzt eine konstante Menge an He-Gas zugeführt, um die durch die in die Hauptkammer 3101 eindringende Fremdgase verursachte Verringerung der Reinheit des He zu kompensieren, und es wird auch durch Steuern des Öffnungsgrades des Ventils die Druckänderung unterdrückt, um einen konstanten Druck zu erhalten. Gemäß der Darstellung in Fig. 35 ist die Hauptkammer 3101 außer mit den beiden Pumpen RORP 3303 und MNTMP 3306 für den vorangehend beschriebenen He-Austausch auch über ein nachfolgend als "GCCV" bezeichnetes Gasgehalt-Regelventil 3507 und ein nachfolgend auch als "GCMNV" bezeichnetes Gasgehalt- Hauptregelventil 3508 mit einer nachfolgend auch als "GCRV" bezeichneten Gasregelungs-Ölrotationspumpe 3509 für das Aufrechterhalten des Druckes der He-Atmosphäre während des Belichtungsvorganges verbunden. Die Hauptkammer 3101 ist mit einem Hauptkammer-Druckmesser 3510 versehen. Ein Gasgehalt-Regler 3511 spricht auf das Signal aus dem Hauptkammer-Druckmesser 3510 durch Verändern der Öffnung des Ventils GCCV 3507 an, um in der Hauptkammer 3101 einen konstanten Druck aufrechtzuerhalten. Es wird das Ansaug- und Ablaßsystem von dem Be-Fenster 3512 bis zu dem Spiegelkanal 3105 beschrieben. Gemäß der Darstellung in Fig. 35 sind von der Hauptkammer 3101 weg zu dem Synchrotron-Orbitalstrahlungsring SOR hin die Verschlußkammer 3104, das Be-Fenster 3512, der Spiegelkanal 3105 ein nachfolgend auch als erstes Torventil MPGV bezeichnetes erstes Spiegelkanal-Torventil 3516 und ein nachfolgend auch als zweites Torventil MPGV bezeichnetes zweites Spiegelkanal-Torventil 3517 in dieser Aufeinanderfolge angeschlossen. Das zweite Torventil MPGV 3517 ist gemäß der Darstellung in Fig. 1 über den Strahlenkanal 1021 an die Spiegeleinheit 101 angeschlossen. Vom Standpunkt der Herabsetzung der Röntgenstrahlenabsorption auf ein Mindestmaß sollte die Dicke des Be-Fensters 3512 so klein wie möglich sein. Gemäß der vorangehenden Beschreibung ist in dem Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Kammer 3101 während der Belichtung mit einem verdünnten He-Gas mit einem Druck unterhalb des atmosphärischen Druckes gefüllt. Daher ist zum Herabsetzen der Dicke des Be-Fensters 1512 die an dem Be-Fenster 3512 wirkende Druckdifferenz derart, daß das Fenster nicht einem Druck ausgesetzt wird, der höher als derjenige des verdünnten He während der Belichtung ist. Gemäß Fig. 35 sind bei diesem Ausführungsbeispiel der Spiegelkanal 3105 und die Hauptkammer 3101 durch ein erstes Be-Umgehungsrohr 3520 verbunden, das mit einem nachstehend auch als "erstes BeBPV" bezeichneten ersten Umgehungsventil 3513 versehen ist, so daß eine Seite des Be-Fensters 3512 mit der anderen Seite in Verbindung gebracht werden kann. Mit dieser Anordnung wird dann, wenn bei dem Anfahren des Gerätes die Hauptkammer von dem atmosphärischen Druck auf das Vakuum evakuiert wird und dann He bis zu einem vorbestimmten Druck zugeführt wird, oder dann, wenn das Gerät für die Wartung der Hauptkammer 3101 oder des Be-Fensters 3512 belüftet wird, das erste Umgehungsventil BeBPV 3513 geöffnet, wodurch das Evakuieren und das Belüften ohne Beaufschlagung des Be-Fensters 3512 mit einem Differenzdruck ermöglicht sind.
Während des Belichtungsvorganges wird nur an einer Seite des Be-Fensters 3512 ein Druck ausgeübt, d.h.. die Hauptkammer 3101 ist mit He unter einem Druck gefüllt, der niedriger als der atmosphärische Druck ist, während der Spiegelkanal 3105 im Vakuumzustand ist, so daß das Be-Fenster 3512 mit der Druckdifferenz beaufschlagt ist und daher in einem ziemlich starken Ausmaß gebogen wird. Wenn das erste Umgehungsventil BeBPV 3513 geöffnet wirdl wird die Druckdifferenz plötzlich abgebaut, was eine starke Beschädigung des Be-Fensters 3512 zur Folge hat. Zum Vermeiden dieses Problems ist ein zweites Be-Umgehungsrohr 3521 mit einem Be-Umleitungsrohr 3515, das einen hohen Fluidwiderstand hat, und mit einem nachfolgend auch als "zweites Umgehungsventil BeBPV" bezeichneten zweiten Be-Umgehungsventil 3514 versehen, um parallel zu dem ersten Be-Umgehungsrohr 3520 eine Seite des ersten Umgehungsventils BeBPV 3513 mit dessen anderer Seite zu verbinden.
Wenn durch die Verbindung der beiden Seiten des Be-Fensters 3512 gemäß Fig. 35 der Differenzdruck abgebaut wird, wird das zweite Umgehungsventil BeBPW 3514 geöffnet, um die Druckdifferenz allmählich zu verringern, und danach das erste Umgehungsventil BeBPV 3513 geöffnet, um die Druckdifferenz vollständig abzubauen.
Gemäß der Darstellung in Fig. 35 steht eine Seite des ersten Torventils MPGV 3516 mit der anderen Seite desselben über ein Spiegelkanal-Torventil-Umgehungsrohr 3522 in Verbindung, das mit einem nachstehend auch als "MPBPV" bezeichneten Spiegelkanal-Umgehungsventil 3518 versehen ist. Wenn über eine lange Zeitdauer kein Belichtungsvorgang ausgeführt wird, wird das erste Torventil MPGV 3516 geschlossen und das Ventil MPBPV 3518 geöffnet, um das Vakuum in dem Spiegelkanal aufrechtzuerhalten und eine durch einen Durchbruch des Be-Fensters 3512 bei einem unvermeidbaren Leckverlust der Hauptkammer 3101 verursachte Einwirkung auf den SOR-Ring auf ein Mindestmaß herabzusetzen.
Es wird ein elektrisches Steuersystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.
In Fig. 36 sind eine Konsoleneinheit 3601 für das Anzeigen, Eingeben und Sammeln von verschiedenerlei Steuerinformationen, eine Haupteinheit 3602 für die zentrale Steuerung der Ablauffolgevorgänge des ganzen Belichtungsgerätes, eine Transporteinheit 3603 für das Steuern des Transportierens der Maske 2 und des Plättchens 3, eine Haupteinrichtung- Steuereinheit 3604 zum Steuern der Ausrichtung und der schrittweisen Belichtung, welche die Hauptfunktionen des Belichtungsgerätes sind, eine Umgebungssteuereinheit 3605 zum Steuern derart, daß sich die Temperatur, der Druck und die Gasatmosphäre ergeben, die für das Belichtungsgerät geeignet sind, eine Spiegelst,euereinheit zum Steuern des Röntgenstrahlenspiegels für das Aufstrahlen der Röntgenstrahlen zur Belichtung auf die Maske, eine Netzsteuereinheit 3607 für das Übertragen und Austauschen von Informationen zwischen den Einheiten und Übertragungskanäle 3608a bis 3608f für das Verbinden der Einheiten mit der Netzsteuereinheit 1607 dargestellt.
Die Fig. 37 zeigt Einzelheiten der Konsoleneinheit 3601, welche ein Endgerät 3701 für die Anzeige und Eingabe von verschiedenerlei Daten bezüglich der Steuerung des Belichtungsgerätes, eine Speichereinrichtung 3702 für das Ansammeln und Speichern von verschiedenerlei Zustandsdaten bezüglich der Steuerung des Belichtungsgerätes, einen Kleincomputer 3703 (als Hauptteil) zur zentralen Steuerung der Konsoleneinheit 3601 und eine Netzschnittstelle 3704 für die Datenverbindung mit den anderen Einheiten über den Übertragungskanal 3608a enthält.
Die Fig. 38 zeigt Einzelheiten der Haupteinheit 3602, die einen Hauptprozessor 3801 für die zentrale Steuerung der Haupteinheit 3602, ein Schaltfeld 3802 als Verbindungsstelle zwischen dem Belichtungsgerät und der Bedienungsperson und eine Netzschnittstelle 3803 zur Datenverbindung mit den anderen Einheiten über den Übertragungskanal 3608b enthält.
Die Fig. 39 ist eine Blockdarstellung der Steuereinheit 3604. Die Steuereinheit 3604 enthält einen Aufnahmetisch-Steuerteil 3906 zum Steuern der Einstellung der vier Aufnahmevorrichtungen 2401 (Fig. 24) in den Richtungen von zwei Achsen (der α-Achse und der β-Achse) in dem Ausrichtungssystem, einen Steuerteil 3907 zur automatischen Vorausrichtung und automatischen Fokussierung für die Vorausrichtung und Vorfokussierung des Plättchens 3, Steuerteile 3910a bis 3910d zur automatischen Feinausrichtung und automatischen Fokussierung für das Bilden der Parallelität und für die Ausrichtung in der zu der Oberfläche des Plättchens 3 und der Oberfläche der Maske 2 parallelen Ebene, einen Verschlußsteuerteil 3913 zum Steuern der Belichtungsverschlußvorrichtung 1308 (Fig. 13) nach einem vorbestimmten korrigierten Steuerschema, einen Tisch-Steuerteil 3918 zum Steuern und Einstellen der XY-Grobeinstellungstische 1710 und 1705 (Fig. 17) und des Feineinstellungstisches 1899 (Fig. 18) für das Plättchen, einen ersten Röntgenstrahlen- Meßteil 3914 und einen zweiten Röntgenstrahlen-Meßteil 3915. An die Steuereinheit 3604 ist ein Steuerteil 3904 eines Vibrationsunterdrückungssystems für das Einregeln einer konstanten Stellung der Belichtungseinheit 102 in bezug auf die Röntgenstrahlen 1 angeschlossen. Eine Hauptgerät-Steuereinheit 3902 speichert ein Programm für einen vorbestimmten Funktionsablauf und die vorangehend genannten Steuerteile werden nach dem gespeicherten Ablaufprogramm betrieben. Die Steuereinheit 3902 ist mit der Haupteinheit 3602 höheren Ranges über den Übertragungskanal 3608d und eine Übertragungsschnittstelle 3901 zur Datenverbindung mit dieser verbunden. Von den Steuerteilen ist der Steuerteil 3905 für das Vibrationsunterdrückungssystem mit einer Übertragungsschnittstelle 3903b versehen und steht in Datenverbindung über eine Übertragungsschnittstelle 3903a und einen Übertragungskanal 3904 mit der Steuereinheit 3902 in Verbindung. Mit diesen Anordnungen können die Steuerteile unabhängig voneinander oder stufenweise betrieben werden. Diese Anordnung ist die gleiche wie diejenige von Übertragungsschnittstellen 3908a und 3908b und eines Übertragungskanal 3909 für den Steuerteil 3910 zur automatischen Feinausrichtung und automatischen Fokussierung, diejenige von Übertragungsschnittstellen 3911a und 3911b und eines Übertragungskanals 3912 für den Verschlußsteuerteil 3913 und diejenige von Übertragungsschnittstellen 3916a und 3916b und eines Übertragungskanals 3917 für den Tischsteuerteil 3918.
Hinsichtlich der Übertragung der Daten bezüglich der Steuereinheit 3902 werden in dem Aufnahmetisch-Steuerteil 3906 die Stellgrößen für jeden der vier Aufnahmetische 2411 abgelegt. In dem Steuerteil 3907 für die automatische Vorausrichtung und die automatische Fokussierung werden die Daten über den bei der automatischen Vorfokussierung gemessenen Abstand und über die durch das Vorausrichtungssystem erfaßte Mittelstellung der Vorausrichtungsmarkierung für die Steuereinheit 3902 gespeichert. In den Steuerteilen 3910a bis 3910d für die automatische Feinausrichtung und die automatische Fokussierung werden die Abweichung (Δxu, Δxd, Δxr, Δxe) und (Δyu, Δyd, Δyy, Δyl) sowie der Abstand (zu, zd, zr, ze) zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 gespeichert. In dem Verschlußsteuerteil 3913 wird die Verschlußantriebstabelle gespeichert und in dem Tischsteuerteil 3918 werden aus der Steuereinheit 3902 die Stellgrößen für die Achsen des Grobausrichtungstisches, des Feinausrichtungstisches und des Maskentisches abgelegt.
In dem ersten Röntgenstrahlen-Meßteil 3914 wird ein Ausgangssignal aus dem Röntgenstrahlen-Beleuchtungsmesser 1541 verstärkt, der einer der Bestandteile der Belichtungsverschlußvorrichtung 1308 ist, und die Röntgenstrahlen-Ausleuchtung wird zu der Steuereinheit 3902 übertragen. Gleichermaßen wird in dem zweiten Röntgenstrahlen-Meßteil 3915 die durch den an dem Plättchen-Feinausrichtungstisch 1899 angebrachten Röntgenstrahlendetektor 1551 gemessene Röntgenstrahlen-Ausleuchtung aufgenommen und verstärkt und zu der Steuereinheit 3902 übertragen. Der Steuerteil 3905 zur Vibrationsunterdrückung gibt auf eine Abweichung der Lage der Belichtungseinheit 102 über eine vorbestimmte Toleranzgrenze hin ein Alarmsignal an die Steuereinheit 3902 ab.
Die Steuerteile 3910a bis 3910d gemäß Fig. 39 für die automatische Feinausrichtung und die automatische Fokussierung werden ausführlich beschrieben. Obgleich vier Blöcke der Steuerteile 3910a bis 3910d vorliegen, haben sie den gleichen Aufbau, und es wird daher der Einfachheit halber in der folgenden Beschreibung nur ein Block beschrieben.
Die Fig. 40 zeigt die Gestaltung der Steuerteile 3910a bis 3910d für die automatische Feinausrichtung und die automatische Fokussierung, wobei die in Fig. 23 dargestellten Elemente weggelassen sind. In Fig. 40 sind der Übertragungsweg 3909 für die Datenverbindung mit der in Fig. 39 gezeigten Hauptaufbau-Steuereinheit 3902, die Übertragungsschnittstelle 3908b für das Aufnehmen von Befehlen über den Übertragungsweg 3909 und das Senden von Ausrichtungsinformationen und Abstandsinformationen und eine Feinausrichtungs- und Fokussierschnittstelle 4004 dargestellt, die Befehle aus der Übertragungsschnittstelle 3908b aufnimmt, Signale für die Ausrichtungsmessung und die Abstandsmessung erzeugt und die Ausrichtungsinformationen und die Abstandsinformationen zu der Übertragungsschnittstelle 3908b überträgt. Eine Laserdioden-Treiberstufe 4001 betreibt den Halbleiterlaser 2301 für die Feinausrichtung und Fokussierung durch das von der Feinausrichtungs- und Fokussierschnittstelle 4004 bestimmte Licht-Ausgangssignal. Der Halbleiterlaser 2301 gibt den Laserstrahl 2307 ab, der durch die Kollimatorlinse 2302 parallel gerichtet wird. An der Maske 2 sind zusammen mit dem Halbleiterschaltungsmuster eine aus Gold oder dergleichen gebildete Markierung 4006 zur automatischen Fokussierung und eine aus Gold gebildete Maskenausrichtmarkierung 4007a ausgebildet. An dem Plättchen 3 befindet sich eine Plättchenausrichtmarkierung 4007b, die an dem Plättchen 3 durch die vorangehende Belichtung zusammen mit dem Halbleiterschaltungsmuster ausgebildet ist. Mit 2308 ist ein Strahl bezeichnet, der Ausrichtungsmarkierung-Informationen und Abstandsinformationen aus einem optischen System überträgt, welches durch die Maskenausrichtmarkierung 4007a, die Plättchenausrichtmarkierung 4007b, die Markierung 4006 für die automatische Fokussierung und das Plättchen 3 gebildet ist. Mit 4005a ist ein Lichtpunkt zur automatischen Ausrichtung bezeichnet, der durch einen Strahl gebildet ist, welcher die Ausrichtungsinformationen trägt, die sich durch das optische System ergeben, das durch die Maskenausrichtmarkierung 4007a und die Plättchenausrichtmarkierung 4007b gebildet ist. Ein Lichtpunkt 4005b zur automatischen Fokussierung ist durch einen Strahl gebildet, der Abstandsinformationen trägt, die sich durch ein optisches System ergeben, das durch die Markierung 4006 zum automatischen Fokussieren der Maske und das Plättchen 3 gebildet ist. Der die Ausrichtungsinformationen enthaltende Lichtpunkt 4005a zur automatischen Ausrichtung wird von einem Sensor 2321 für die automatische Ausrichtung aufgenommen, der beispielsweise ein CCD-Zeilensensor oder dergleichen ist und der den Strahlenpunkt zum Umsetzen desselben in ein elektrisches Signal aufnimmt. Der die Abstandsinformationen enthaltende AF-Lichtpunkt 4005b wird von einem Sensor 2322 für die automatische Fokussierung aufgenommen, der beispielsweise ein CCD-Zeilensensor oder dergleichen ist und der den Strahlenpunkt aufnimmt und ihn in ein elektrisches Signal umsetzt. Das Ausgangssignal des Sensors 2321 für die automatische Ausrichtung wird durch einen Vorverstärker 4002a verstärkt und das Ausgangssignal des Sensors 2322 für die automatische Fokussierung wird durch einen Vorverstärker 4002b verstärkt. Ein Signalprozessor 4003 für die automatische Feinausrichtung und die automatische Fokussierung verarbeitet die Signale aus dem Vorverstärker 4002a zum Berechnen der Ausrichtungsinformationen und auch das Ausgangssignal aus dem Vorverstärker 4002b zum Berechnen der Abstandsinformationen.
Die Ausrichtungsinformationen (nach denen die Abweichung zwischen der Maske und dem Plättchen bestimmt werden kann) können gemäß Fig. 40 folgendermaßen erhalten werden. Die Diodentreiberstufe 4001 steuert den Halbleiterlaser 2301 mit dem durch die Schnittstelle 4004 für die Feinausrichtung und Fokussierung eingestellten Lichtausgangssignal wobei dieses innerhalb des Grenzbereichs ausreichend groß ist, in welchem der Sensor 2321 für die automatische Ausrichtung nicht gesättigt ist. Der von dem Halbleiterlaser 2301 abgegebene Strahl wird nach dem Hindurchtreten durch die Kollimatorlinse zu dem Projektionsstrahl 2307 geformt und tritt durch die Markierung 4007a für die automatische Ausrichtung an der Maske 2 hindurch. Der Strahl wird dann durch die Plättchenausrichtmarkierung 4007b reflektiert und der reflektierte Strahl 2308 fällt auf den Sensor 2321 für die automatische Ausrichtung als Lichtpunkt 4005a für die automtische Ausrichtung.
Die Maskenmarkierung 4007a und die Plättchenmarkierung 4007b für die automatische Ausrichtung bilden optische Elemente eines physikalischen Doppelbeugungsgitters, um den Lichtpunkt 4005a für die automatische Ausrichtung mit vergrößerter Abweichung zu erzeugen, die beispielsweise auf das 100-fache vergrößert ist. Das Ausgangssignal des den Lichtpunkt 4005a empfangenden Sensors 2321 wird durch den Vorverstärker 4002a verstärkt und in den Signalprozessor 4003 eingegeben. Der Signalprozessor 4003 bestimmt einen Schwerpunkt des auf den Sensor 2321 fallenden Lichtpunktes 4005a. Durch Multiplizieren der Abweichung des Lichtpunkt- Schwerpunktes mit 1/100 ergibt sich die Abweichung zwischen der Maskenausrichtmarkierung 4007a und der Plättchenausrichtmarkierung 4007b, d.h., zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3.
Die Abstandsinformation kann gemäß Fig. 40 folgendermaßen bestimmt werden. Die Laserdioden-Treiberstufe 4001 betreibt den Halbleiterlaser 2301 mit dem durch die Schnittstelle 4004 für die Feinausrichtung und die Fokussierung bestimmten Lichtausgangssignal, welches unter der Bedingung ausreichend groß ist, daß der Sensor 2322 für die automatische Fokussierung nicht gesättigt ist. Der von dem Halbleiterlaser 2301 abgegebene Strahl wird durch die Kollimatorlinse 2302 hindurchgeleitet wodurch der Strahl zu dem Projektionsstrahl 2307 umgeformt wird. Dieser wird durch die Markierung 4006 für die automatische Fokussierung hindurch geleitet und durch das Plättchen 3 reflektiert. Der reflektierte Strahl 2308 fällt als Lichtpunkt 4005b auf den Sensor 2322 zur automatischen Fokussierung. Die Fokussiermarkierung 2006 ist an der Maske 2 als zwei Beugungslinsen ausgebildet und erzeugt durch Vergrößern des Flächenabstandes zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3, der beispielsweise mit 15 multipliziert wird, eine Abweichung des Fokussierlichtpunktes 4005b. Das Ausgangssignal des Fokussiersensors 2322 wird durch den Vorverstärker 4002b verstärkt und zu dem Signalprozessor 4003 übertragen. Der Signalprozessor 4003 bestimmt die Lage des auf den Fokussiersensor 2322 fallenden Fokussierlichtpunktes 4005b mittels des Schwerpunktes.
Durch Multiplizieren der Abweichung des Fokussierlichtpunktes 4005b mit beispielsweise 1/15 kann der Abstand zwischen der Fokussiermarkierung 4006 an der Maske und dem Plättchen 3, nämlich zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 bestimmt werden.
Der Signalprozessor 4003 kann eine analoge Schaltung oder aber eine digitale Schaltung sein, in der die Ausgangssignale der Vorverstärker 4002a und 4002b mittels eines nicht dargestellten A/D-Umsetzers digitalisiert und einem Mikrocomputer oder dergleichen zugeführt werden. Die Schnittstelle für die Feinausrichtung, und Fokussierung spricht auf die Befehle aus der Hauptanordnung-Steuereinheit 3902 durch Bestimmen der Ausrichtungsinformationen und der Abstandsinformationen an und kann diese über die Übertragungsschnittstelle 3908b und den Übertragungsweg 3909 zu der Steuereinheit 3902 übertragen.
Die Fig. 41 ist eine Blockdarstellung des Steuerteils 3907 für die Vorausrichtung und Fokussierung. Der Block ist durch ein Vorfokussiersystem und ein Vorausrichtungssteuersystem gebildet. Die von der Laserdiode 2119 (Fig. 21) in dem System für die automatische Vorfokussierung erzeugte Lichtmenge wird durch eine von einer Schnittstelle 4101 für die automatische Vorfokussierung befohlene, an eine Laserdioden-Treiberstufe 4102 angelegte Spannung bestimmt. Der Lagedetektor PSD 2124 (Fig. 21) empfängt das von dem Plättchen 3 reflektierte Licht. Das Ausgangssignal des Detektors wird in einem Sensoreingabeteil 4103 verstärkt. Die Schnittstelle 4101 zur automatischen Vorfokussierung überträgt den der Lage des Plättchens 3 entsprechenden und dem Ausgangssignal entsprechenden Abstand zur Ausgabe an die übergeordnete Steuereinheit 3902.
In dem Steuersystem für die automatische Vorausrichtung wird in einer Vorausrichtungsschnittstelle 4104 eine Lichtmenge einer Halogenlampe 4107 bestimmt und die Lampenspannung wird aus einer Halogenlampen-Treiberstufe 4106 abgegeben. Das Licht aus der Halogenlampe 4107 wird über den Lichtleiter 2101 (Fig. 21) auf das Plättchen 3 gerichtet und ein von dem Plättchen 3 reflektiertes Bild der Vorausrichtungsmarkierung 7503 oder 7504 (Fig. 75) wird von der Schwarzweißkamera 2117 aufgenommen. Ein Videoausgangssignal aus der Schwarzweißkamera 2117 wird zu einem Prozessor 4105 für das Vorausrichtungs-Fernsehsignal übertragen. Im Prozessor wird durch Verarbeiten des Bildes die mittlere Stelle der Vorausrichtungsmarkierung in bezug auf das Objektiv 2106 erfaßt. Die mittlere Stelle wird über die Schnittstelle 4104 zu der Steuereinheit 3902 übertragen.
Die Fig. 42 zeigt einen elektrischen Block für das Steuern der Stelleinheit 2415 für die α-Richtung und der Stelleinheit 2413 für die β-Richtung, die in Fig. 24 dargestellt sind, und einen elektrischen Block für das Steuern des mechanischen Festklammerns der Aufnahmevorrichtung 2401.
Der Aufnahmetisch-Steuerteil 3906 nach Fig. 39 enthält (vier) Aufnahmetisch-Steuereinheiten 4201 bis 4204 und einen Steuerteil 4205 zum Steuern der Aufnahmekopffestklammerung. Die Aufnahmetisch-Steuereinheiten 4201 bis 4204 haben die Funktion, eine der Antriebsstrecke entsprechende Anzahl von Impulsen für α-Treiberstufen 4206a bis 4206d und für β-Treiberstufen 4207a bis 4207d zu erzeugen, welche die Treiberstufen für die α-Stelleinheit 2415 und die β-Stelleinheit 2413 sind, sowie die Funktion ein Schema für das Zuführen der Impulse in Form eines Trapezschemas von der durch die Steuereinheit 3902 befohlenen Sollstelle weg derart zu erzeugen, daß keine Stöße zu den Aufnahmevorrichtungen 2401 übertragen werden.
Die α-Achsen-Treiberstufen 4206a bis 4206d und die β-Achsen-Treiberstufen 4207a bis 4207d sind Treiberstufen für Gleichstrommotore und es ist möglich, deren Servoregelkreis im Ansprechen auf Befehle aus der Hauptsteuereinheit 3902 zu unterbrechen. Der Steuerteil 4205 für das Steuern der Aufnahmekopf-Festklammerung enthält eine Treiberstufe 4208 für eine Stellvorrichtung für das Andrücken der Aufnahmevorrichtung 2401 an die Aufnahmebezugsfläche 2402, um den durch Schrägstellung und Längsachsendrehung der Aufnahmevorrichtung 2401 verursachten Lagesteuerfehler zu verringern, und einen Sensor 4209 zum Bestätigen des Andrückens. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist gemäß der Beschreibung in Verbindung mit Fig. 24 für vier Aufnahmetische 2411 nur ein (nicht dargestelltes) elektromagnetisches Ventil für Druckluft vorgesehen, welches zum Andrücken der Aufnahmevorrichtungen 2401 betätigbar ist. Der (nicht dargestellte) Sensor für das Bestätigen des Andruckzustandes ist jedoch für jeden der Aufnahmetische vorgesehen und der Sensor 4209 ist daher mit vier Kanaleingängen versehen.
Die Fig. 43 ist eine Blockdarstellung für die Steuerung der Hauptverschlußeinheit 1501, der Hilfsverschlußeinheit 1502 und der Stelleinheit 1547 für die Lageeinstellung des den Röntgenstrahlen-Belichtungsmesser 1541 tragenden Schlittens 1542. Der Verschlußsteuerteil 3913 wird über die Übertragungsschnittstellen 3911a und 3911b durch die in Fig. 39 dargestellte Steuereinheit 3902 gesteuert und ist mit einer Zentraleinheit CPU 4307 ausschließlich für den Verschlußsteuerteil 3913 versehen. Zum Erzielen einer gleichförmigen Belichtung ist in einem Quellentabellenspeicher 4308 eine Verschlußantriebstabelle gespeichert. Die Zentraleinheit 4307 wählt eine geeignete aus den in dem Quellentabellenspeicher 4308 gespeicherten Verschlußantriebstabellengruppen und überträgt diese zu einem Antriebstabellenspeicher 4402 (Fig. 44) in Impulsgeneratoren 4301 und 4302. Während der Übertragung kann die Zentraleinheit 4307 eine numerische Aufbereitung der Verschlußantriebstabelle vornehmen. Der Impulsgenerator 4301 und der Impulsgenerator 4302 sind mit der Ausnahme gleich, daß von der Zentraleinheit 4307 her gesehen die Adressenanordnungen unterschiedlich sind.
Im Ansprechen auf einen Startbefehl aus der Zentraleinheit 4307 beginnt das Auslesen der nunmehr in dem Antriebstabellenspeicher 4402 der Impulsgeneratoren 4301 und 4302 gespeicherten Verschlußantriebstabelle, wodurch der Hauptverschluß-Treiberstufe 4303 und der Hilfsverschluß-Treiberstufe 4304, die die Stellvorrichtungstreiberstufen für die Verschlußvorrichtung sind, Ausgangsimpulse mit Impulsintervallen zugeführt werden, die zu den gespeicherten Daten proportional sind. Die Intervalle zwischen den erzeugten Impulsen entsprechen dem Inhalt eines Wortes der in dem Antriebstabellenspeicher gespeicherten Daten. Daher ist es ungünstig, wenn sich die Impulse in den Stellvorrichtungs- Treiberstufen für die Hauptverschluß-Treiberstufe 4303 oder die Hilfsverschluß-Treiberstufe 4304 aufstauen. Folglich sind die Treiberstufen jeweils Treiberstufen für beispielsweise einen Mikroschrittmotor oder einen Phasenkopplungsbzw. PLL-Gleichstrommotor. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird als Stellvorrichtung ein fünfphasiger Mikroschrittmotor verwendet und als Treiberstufe eine Treiberstufe für diesen eingesetzt.
Ein Verschlußstellungssignal-Eingabeteil 4305 ist eine Schnittstelle für das Aufnehmen von Signalen aus der Lichtschranke 1537, dem Zeitsteuersensor 1536 oder dergleichen, die in Fig. 15 dargestellt sind. Durch das Empfangen dieser Signale stellt die Zentraleinheit 4307 die Lagen der Stahlbänder 1513 und 1517 fest und es wird daher nicht der mögliche Fehler integriert, der durch einen zwischen den Antriebstrommeln 1511 und 1515 und den zugehörigen Stahlbändern 1513 und 1517 auftretenden Schlupf verursacht ist.
Der Steuerteil 4306 für das Steuern des Röntgenstrahlen-Detektorhalters dient zum Steuern der Stellvorrichtungseinheit 1547 zum Steuern der Lage des den Röntgenstrahlen-Beleuchtungsmesser 1541 tragenden Schlittens 1542, die in Fig. 15 dargestellt sind.
Die Fig. 44 ist ein Blockschaltbild des in Verbindung mit Fig. 43 erläuterten Impulsgenerators 4302. In dem Verschlußsteuerteil 3913 hat der Impulsgenerator 4302 mit der Zentraleinheit CPU 4307 eine Busleitung 4401 gemeinsam. Der Antriebstabellenspeicher 4402 speichert eine durch die Zentraleinheit 4307 aus dem Quellentabellenspeicher 4308 übertragene Verschlußantriebstabelle. Ein Befehlscodespeicher 4404 programmiert die Betriebsart des Befehls zum Auslesen der Verschlußantriebstabelle wie das Unterbrechen des Zuführens der Impulse als Befehlscodes. Ein neuer Instruktionscode wird im Ansprechen auf ein Triggersignal, welches durch die Zentraleinheit 4307 über eine Impuls-Eingabe/Ausgabe-Einheit 4405 zugeführt wird, und ein Übereinstimmungssignal 4418 aufgenommen, welches erzeugt wird, wenn durch den Zählstand eines Ist-Lagezählers 4409 ein in einem Durchgangskoordinatenspeicher 4403 gespeicherter Durchgangskoordinatenwert erreicht ist. Ein Befehlszähler 4410 zählt das Triggersignal und das Übereinstimmungssignal 4418 und führt den Zählstand als Abrufadresse 4416 dem Durchgangskoordinatenspeicher 4403 und dem Befehlscodespeicher 4404 zu. Ein Befehlsdecodierer 4408 decodiert einen aus dem Befehlscodespeicher 4404 abgegebenen Befehlscode 4417 und steuert eine Steuerleitung 4414 für das Steuern einer Impulsgeneratorlogik 4407. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Impulsgeneratorlogik 4407 durch einen 16-Bit- Abwärtszähler und eine Zufallslogik gebildet. Eine Oszillatorschaltung 4406 erzeugt ein Taktsignal für den 16-Bit-Abwärtszähler. Wenn der Abwärtszähler fortgesetzt auf Null abgestuft wird, werden aus dem Antriebstabellenspeicher 16- Bit-Daten 4411 der Verschlußantriebstabelle eingegeben und zugleich wird ein Signal REF 4412 erzeugt, welches der Stellvorrichtungs-Treiberstufe zuzuführen ist.
Der Ist-Lagezähler 4409 zählt das Antriebsobjekt aufgrund des von der Impulsgeneratorlogik erzeugten Signals REF 4412 und eines von der Impuls-Eingabe/Ausgabe-Einheit 4405 abgegebenen Richtungsbefehlssignals DIR 4420. Der Zählstand wird als Kopfadresse 4413 für den Antriebstabellenspeicher 4402 abgegeben und mit von dem Durchgangskoordinatenspeicher 4403 abgegebenen Durchgangskooridantendaten 4415 verglichen, um das Ausgangssignal 4418 für die Übereinstimmung bzw. fehlende Übereinstimmung als Hochzähltaktsignal 4418 für den Befehlszähler 4410 abzugeben. Das Ausgangssignal 4419 aus der Impuls-Eingabe/Ausgabe-Einheit 4405 ergibt Steuersignale für das Fortschalten der Abrufadresse für den Befehlscode, für das Unterbrechen der Impulsabgabe in Notfällen und für das Rücksetzen des Zählstandes des Befehlszählers 4410 oder des Ist-Lagezählers 4409. Ferner kann über die Eingabeleitung der Impuls-Eingabe/Ausgabe-Einheit 4405 der Zählstand des Ist-Lagezählers 4409 oder des Befehlszählers 4410 in die Zentraleinheit 4307 eingelesen werden und es ist auch möglich über die Busleitung 4401 den Status der Impulsgeneratorlogik 4407 in die Zentraleinheit 4307 einzulesen.
Die Fig. 45 zeigt die zum Steuern der Lageeinstellung der in Fig. 17 dargestellten Tischeinheit dienende Tischsteuereinheit 3918. Diese führt Berechnungen zur Korrektur der Lage und Stellung des Tisches, Prozesse für das Steuern des Betriebsablaufes, eine Datenverarbeitung und eine Datenübertragung aus. Der Tischsteuerteil 3918 enthält eine Tischsteuereinheit 3918a, eine Korrekturschaltungseinheit 3918b und eine Sensorverstärker-Treibereinheit 3918c. Die Tischsteuereinheit 3918a enthält eine Übertragungsschnittstelle 3916b (Fig. 39), eine "IEEE 488"-Schnittstelle 4504a, eine "IEEE 488"-Schnittstelle 4504b, Laserentfernungsmessung-Schnittstellen 4506a und 4506b, Grobbewegungs-Steuereinheiten 4507a und 4507b, Impulsgeneratoren 4508a bis 4508d, Servoregler 4509a, 4509b und 4509c sowie eine Druckbefehlsplatte 4510 für den Ausgleich. Die Übertragungsschnittstelle 3916b ist für die Übertragung von Daten, Befehlen, Zustandssignalen oder dergleichen über den Übertragungsweg 3917 mit der Steuereinheit 3902 verbunden. Die Schnittstelle 4504a ist für das Einstellen der Achse eines jeden der Tische mit einem Meßcomputer 4505 für das Überwachen der Genauigkeit, Zeitsteuerung und Istzähllage verbunden. Die Schnittstelle 4504b dient zu Datenübertragung für Anfangseinstellungen, Daten, Befehlen, Zustandssignalen oder dergleichen zu Entfernungsineßvorrichtungen 4513a und 4513b. Die Schnittstellen 4506a und 4506b lesen aus der Entfernungsmeßvorrichtung 4513b die Tischneigungskomponenten ωx und ωy aus. Die Grobbewegung-Steuereinheiten 4507a und 4507b steuern und leiten den X-Zylinder 1712 und den Y- Zylinder 1707 (Fig. 17). Die lmpulsgeneratoren 4508a bis 4508d steuern die piezoelektrischen Elemente 1815 für die θ- Grobbewegungs-Schraube und für die Z-Kippantrieb-Schraube 1813(a, b, c) und den Masken-θ-Tisch 1999. Die Servoregler 4509a, 4509b und 4509c steuern die Lageeinstellung des Feineinstellungstisches 1899. Die Befehlsplatte 4510 dient zum Korrigieren des Grobeinstellungstisches 1805. Die Korrekturschaltungseinheit 1918b enthält Gleichstrommotor- Treiberstufen 1514a und 1514b, Stellschrauben-Steuereinheiten 1515a bis 1515d und Piezoelement-Steuereinheiten 4516a, 4516b und 4516c. Die Treiberstufen 4514a und 4514b betreiben die Zylinder 1712 und 1707. Die Steuereinheiten 4515a bis 4515d führen die Lagerückkopplungsregelung für die piezoelektrischen Elemente 1815 der Grobbewegungs-Stellschraube und der θ-Schrägstellungs-Stellschraube 1813(a, b, c) und den Masken-θ-Tisch 1999 aus. Die Piezoelemente-Steuereinheiten 4516a, 4516b und 4516c enthalten Korrekturschaltungen für das Steuern des Feinverstellungstisches 1899.
Die Treibereinheit 4918c enthält einen Lichtskala-Vorverstärker 4522, einen Feinversetzungssensor-Verstärker 4518, Stellschrauben-Treiberstufen 4517a, 4517b und 4517c, Piezoelement-Treiberstufen 4519a bis 4519d, eine Stellschrauben-Treiberstufe 4520, eine Piezoelement-Treiberstufe 4521 und einen Druckregler 4511. Der Verstärker 4522 ist funktionell mit einer optischen Skala 4523 verbunden, die benutzt wird, wenn der Laserstrahl für das Röntgenstrahlen-Meßsystem ausfällt. Der Verstärker 4518 dient für Versetzungsensoren 1820(a, b, c) zur Z-Schräglagesteuerung, einen Versetzungssensor 1906 für den Masken-θ-Tisch und für einen Mittenversetzungssensor 4527 für die grobe θ-Bewegung. Die Stellschrauben-Treiberstufen 4517a, 4517b und 4517c betreiben die Stellschrauben 1813a, 1813b und 1813c für die Z-Kippeinstellung. Die Piezoelemente-Treiberstufen 4519a bis 4519d betreiben die piezoelektrischen Elemente 1811, 4528 und 1812 für die Feinbewegung in X-, Y- und θ-Richtung und das piezoelektrische Element 1909 für das Verstellen des Masken-θ-Tisches. Die Stellschrauben-Treiberstufe 4520 betreibt die piezoelektrischen Elemente 1814, 1815 und 1816 für die θ-Grobeinstellungs-Stellschraube. Die Piezoelement- Treiberstufe 4521 betreibt piezoelektrische Verriegelungs- Elemente 4526a und 4526b für das Verriegeln der Tische für die grobe X- und Y-Einstellung. Der Druckregler 4511 nimmt ein Signal aus einem Drucksensor 4512a auf und führt ein Signal einem Servoventil 4512b zum Regeln des Luftdruckes in dem Gewichtsausgleichzylinder 1709 zu.
Die Lageeinstellung in der X-Richtung wird folgendermaßen gesteuert. Wenn von der Steuereinheit 3902 über die Übertragungsschnittstelle 3916b ein Verstellungsbefehl eingegeben wird, ermittelt die Zentraleinheit 4501 über die Servosteuereinheit 4509a die gegenwärtige Lage und die Abweichung der gegenwärtigen Lage von der Soll-Lage wird in die X-Grobverstellungs-Steuereinheit 4507a eingegeben. Zugleich wird der Steuereinheit 4516a für das piezoelektrische Element der Mittellagebefehl für das piezoelektrische Element zugeführt. Die X-Grobverstellungs-Steuereinheit 4507a erzeugt entsprechend Beschleunigungs- und Verlangsamungskurven und der Bewegungsgeschwindigkeit gemäß der Bewegungsstrecke Befehlsimpulse für die Gleichstrommotor-Treiberstufe 4514a für den Antrieb des X-Zylinder-Motors 1712. Nachdem der Motor 1712 für den Antrieb des X-Zylinders angehalten hat, gibt die Servosteuereinheit 4509a an die Piezoelement-Steuereinheit 4516a einen Befehl über die Abweichung ab, wodurch an die Piezoelement-Treiberstufe 4519a ein hinsichtlich der Phase korrigiertes Ausgangssignal angelegt wird. Die Piezoelement-Treiberstufe 4519a, die ein Hochspannung-Verstärker ist, verstärkt die Spannung für das Zusammenziehen oder Aufweiten des piezoelektrischen Elements 1811 für die X-Verstellung zum richtigen Einstellen der Lage desselben in der X-Richtung. Das gleiche gilt in der Y-Richtung. In der θ-Richtung erfolgt keine Grobeinstellung, aber die Feineinstellung durch das piezoelektrische Element 1812 ist die gleiche.
Bei der Z-Kippsteuerung werden von der Entfernungsmeßvorrichtung 4513b die Schnittstellen 4506a und 4506b für die Laserentfernungsmeßung benutzt und das Ausgangssignal wird für den Motor zur Korrektur der Kippkomponente (ωx, ωy) herangezogen. Wenn das Ausmaß der Z-Schräglage ermittelt ist, berechnet die Zentraleinheit 4501 für jede der drei Stellschrauben 1813a, 1813b und 1813c das Ausmaß der Verstellung, so daß die drei Stellschrauben gleichzeitig betätigt werden. Hiervon wird der Antrieb der Stellschraube 1813a beschrieben. Das Verstellungsausmaß wird durch den Impulsgenerator 4508a in (eine Anzahl) Folge von Impulsen umgesetzt und dann zu der Stellschrauben-Steuereinheit 4515a übertragen. Die Stellschrauben-Steuereinheit 4515a unterzieht die Tischlage, die aus dem Feinverstellungssensor-Verstärker 4518 durch das Ausgangssignal des Verstellungssensors 1820a für die Z-Kippsteuerung eingegeben wird, der A/D-Umsetzung und vergleicht sie mit dem Zählstand der Befehlsimpulse. Dann werden die der Differenz entsprechenden Impulse erzeugt und der Stellschrauben-Treiberstufe 4517a für den Antrieb der Stellschraube 1813a für die Z- Kippverstellung zugeführt. Die Lichtschranke 4525a dient zum Verhindern eines mechanischen Überlaufens und ist in der Stellschrauben-Steuereinheit 4515a als Sperreinrichtung eingegliedert.
Die Fig. 46 ist ein Blockschaltbild für die Steuerung der Fördereinheit 3603 (Fig. 36). Die Fördereinheit 3603 steuert durch eine Übertragungsschnittstelle 4605 für die Datenübertragung zu und aus der hochrangigen Haupteinheit 3602 über den Übertragungsweg 3608c und durch eine Fördersystem-Steuereinheit 4691 das Plättchentransportsystem, das Zuführ- und Austragesystem für die Nebenkammern für das Plättchen 3 und die Maske 2 und die Torventile.
In dem Plättchentransportsystem befinden sich eine Y-Achsen-Treiberstufe 4603 für den Antrieb eines Stellgliedes für die Vorratshebevorrichtung-Treiberstufe 2504 zum Befördern von Plättchen 3 aus dem Vorratsträger 2501 und dem Aufnahmeträger 2502 sowie ein Plättchendetektor 4604 für das Erfassen des Vorliegens oder Fehlens des Plättchens in dem Vorratsträger 2501. Über eine Plättchenvorratsträger- Hebevorrichtung-Schnittstelle 4602 steuert die Y-Achsen- Treiberstufe 4603 entsprechend den Befehlen aus der Fördersystem-Steuereinheit 4601 das Stellausmaß der Stellvorrichtung und der Plättchendetektor 4604 gibt sein Ausgangssignal als Sensorsignal an die Fördersystem-Steuereinheit 4601 ab. Zum Aufnehmen der Plättchen 3 nach der Belichtung in den Trägern 2501 und 2502 dienen eine Y-Achsen-Treiberstufe 4606 für den Antrieb einer Stellvorrichtung für den Sammelhebevorrichtung-Antrieb 2509 und ein Plättchendetektor 4607 für das Erfassen des Vorliegens oder Fehlens des Plättchens in dem Sammelträger. Gleichermaßen wie seitens der Plättchenzufuhr wird über eine Plättchenträger-Hebevorrichtung-Schnittstelle 4605 das Stellausmaß der Stellvorrichtung entsprechend den Befehlen aus der Fördersystem- Steuereinheit 4601 gesteuert und das Signal für das Vorliegen oder Fehlen des Plättchens als Sensorsignal der Steuersystem-Steuereinheit 4601 zugeführt.
Es wird die Eingabevorrichtung 1304 (Fig. 13) beschrieben, die als Transportvorrichtung für das Entnehmen des Plättchens 3 aus dem Vorratsträger 2501 und das Zurückbringen desselben in den Sammelträger 2502 wirkt. Die Eingabevorrichtung 1304 enthält eine ωy-Achsen-Treiberstufe 4609, eine ωx-Achsen-Treiberstufe 4610, eine X-Achsen-Treiberstufe 4611, eine Z-Eingabevorrichtung und eine Z-Achsen- Treiberstufe 4612. Die ωy-Achsen-Treiberstufe 4609 betreibt den Eingabe-ωy-Antrieb 2515, der eine Stellvorrichtung für das Schwenken in bezug auf den Plättchenvorratsträger 2501 und den Plättchensammelträger 2502 ist, die einander gegenüberliegen. Die ωy-Achsen-Treiberstufe 4610 betreibt den Eingabe-ωx-Antrieb 2514, der eine Stellvorrichtung für das Aufrichten des Plättchens 3 aus dem niedergelegten Zustand durch die Eingabehand 2512. Die X-Achsen-Treiberstufe 4611 betreibt den Eingabe-X-Antrieb 2518, der eine Stellvorrichtung für das Befördern des Plättchens 3 von der Plättchenzufuhr- oder Sammelstelle zu dem Spannfutter 2521 für die Orientierungserfassung ist. Die Z-Eingabevorrichtung wirkt als Stellvorrichtung bei dem Zuführen des Plättchens 3 zu dem Spannfutter 2521 für die Orientierungsflächenerfassung durch die Eingabehand 2512 und bei dem Anhalten des Plättchens 3 an das Spannfutter 2521 für die Orientierungsflächenerfassung durch die Eingabehand 2512. Die Z-Achsen- Treiberstufe 4612 betreibt den Antrieb 2519. Die Treiberstufen sprechen auf die Fördersystem-Steuereinheit 4601 an und eine Plättcheneingabe-Schnittstelle 4608 steuert das Stellausmaß für jede der Achsen entsprechend dem Befehlswert.
Eine Schnittstelle 4614 zur Orientierungsflächenerfassung enthält eine X-Achsen-Treiberstufe 4615 für das Betreiben des X-Antriebs 2526, der eine Stellvorrichtung für den X- Tisch 2527 für die Orientierungsflächenerfassung ist, eine Y-Achsen-Treiberstufe 4616 für das Betreiben des Y-Antriebs 2528, der eine Stellvorrichtung für den Y-Tisch 2529 zur Orientierungsflächenerfassung ist, und eine θ-Achsen-Treiberstufe 4617 für das Betreiben des θ-Antriebs 2522, der eine Stellvorrichtung für den θ-Tisch 2523 für die Orientierungsflächenerfassung ist. Das heißt, die Schnittstelle hat drei Achsentreiberstufen. Die Treiberstufen sprechen auf Stellausmaß-Steuersignale an, die von der Schnittstelle 4614 für die Orientierungsflächenerfassung geliefert werden. Zum Verarbeiten des Ausgangssignals des Zeilensensors 2525 als Umfangslageninformation für das Plättchen 3 bei dem aufeinanderfolgenden Betreiben des Orientierungsflächenerfassungssystems 1802 für das Bewegen des Plättchens 3 zu einer vorbestimmten Bezugsstelle ist ein Sensorsignalprozessor 4618 für die Orientierungsflächenerfassung vorgesehen. Daher hat die Schnittstelle 4614 für die Orientierungsflächenerfassung zusätzlich zu der Steuerung des Stellausmaßes in den jeweiligen Richtungen die Funktionen zum Übertragen und Empfangen der der Lage des Plättchenumfangs entsprechenden Signale aus dem Sensorsignalprozessor 4618 für die Orientierungsfläche.
Das durch die Ablauffolge für die Orientierungsflächenerfassung in Stellung gebrachte Plättchen 3 wird durch die Plättchenfahrbühne 1306 zu dem Plättchentisch 1899 befördert. Eine Zw-Achsen-Treiberstufe 4621 betreibt den Fahrbühnen-Zw-Antrieb 2534 als Stellvorrichtung für das Bewegen der Beschickungshand 2530 und der Entnahmehand 2531 an dem Spannfutter 2521 für die Orientierungsflächenerfassung, um das Plättchen 3 an dem Spannfutter 2521 durch die Beschickungshand 2530 festzuhalten und das Plättchen 3 an der Entnahmehand 2531 an das Spannfutter 2521 anzuziehen. Eine Zo-Achsen-Treiberstufe 4622 betreibt den Fahrbühnen-Zo-Antrieb 2535, der eine Stellvorrichtung für das Bewegen des Plättchens 3 an dem Plättchenspannfutter 1807 zum Halten des Plättchens 3 durch die Beschickungshand 2530 oder die Entnahmehand 2531 ist. Eine X-Achsen-Treiberstufe 4620 betreibt den Fahrbühnen-X-Achsen-Antrieb 2530, der eine Stellvorrichtung für das Halten des an das Plättchenspannfutter 1807 oder das Spannfutter 2521 für die Orientierungsflächenerfassung angelegten Plättchens 3 an der Beschickungshand 2530 oder der Entnahmehand 2531 und für das Befördern desselben zu dem Plättchenspannfutter 1807 oder dem Orientierungsflächenerfassung-Spannfutter 2521 ist. Diese Treiberstufen haben die Funktionen zum Empfangen von Befehlsdaten aus der Fördersystem-Steuereinheit 4601 über eine Plättchenfahrbühnen-Schnittstelle 4619 und zum Steuern der Ausmaße der Verstellungen auf jeder der Achsen.
Zum Festhalten des Plättchens 3 während des Transports des Plättchens 3 wird der Anzug durch Unterdruck benutzt. In dem Plättchentransportsystem wird das Anziehen durch Unterdruck in der Eingabehand 2512, dem Orientierungsflächenerfassungs-Spannfutter 2521, der Beschickungshand 2530, der Entnahmehand 2531 und dem Plättchenspannfutter 1807 angewandt. Bei der Plättchenübertragung oder dergleichen wird der Unterdruckanzug durch eine Plättchenspannfutter-Steuereinheit 4624 ein- und ausgeschaltet. Jeder der Plättchenhalteteile ist mit einer Anzugserfassungsfunktion für die Ermittlung versehen, ob diese das Plättchen 3 festhalten oder nicht. Alle diese werden durch einen Anzugsdetektor 4625 erfaßt. Daher hat eine Plättchenspannfutter-Schnittstelle 4623 die Funktionen, der Plättchenspannfutter-Steuereinheit 4624 Steuersignale entsprechend den Befehlen aus der Fördersystem-Steuereinheit 4601 gemäß der Plättchentransport-Ablauffolge zuzuführen und das Erfassungssignal aus dem Anzugsdetektor 4625 aufzunehmen und die Daten der Fördersystem-Steuereinheit 4601 zuzuführen.
Es wird das Blockschaltbild für das Maskentransportsystem beschrieben. Es wird auch auf Fig. 28 bezug genommen. In dem Maskentransportsystem sind eine Y-Achsen-Treiberstufe 4628, eine ωy-Achsen-Treiberstufe 4627 und eine Kassettenverriegelungs-Steuereinheit 4629 enthalten. Die Y-Achsen- Treiberstufe 4628 betreibt den Kassettenhebemotor 2812 zum Aufsetzen der Maskenkassette 1310 auf den Kassettentisch 2803 in der Maskenkammer 3103 und zum Bewegen des mit dem Hauptaufbau 2801 der Kassette verbundenen Tisches 2803 zu einer vorbestimmten Bezugsstelle. Die ωy-Achsen-Treiberstufe 4627 betreibt die Fortschaltvorrichtung 2810 als Stellvorrichtung zum Drehen des Kassettenhauptaufbaus 2801 derart, daß die Maskenhand 2602 aus dem zu der vorbestimmten Stelle bewegten Hauptaufbau 2801 eine erwünschte Maske 2 entnehmen kann. Die Kassettenverriegelungs-Steuereinheit 4629 dient dazu, von dem Hauptaufbau 2801 der in die Maskenkammer 3103 eingebrachten Maskenkassette 1310 den Kassettendeckel 2802 zu trennen und den Kassettenhauptaufbau 2801 mit dem Tisch 2806 zu verriegeln. Daher bewirkt eine Maskenkassettenbeschickungs-Schnittstelle 4626 das Steuern des Stellausmaßes an der Y-Achsen-Treiberstufe 4628 und der ωy-Achsen-Treiberstufe 4627 gemäß dem Befehl aus der Fördersystem-Steuereinheit 4601 und es werden das Verriegelungssignal und das Entriegelungssignal für den Maskenkassetten-Hauptaufbau 2801 erzeugt, die bei diesem Vorgang erforderlich sind.
Es wird die Maskenbeschickungsvorrichtung beschrieben. Es wird auch auf Fig. 26 bezug genommen. In der Maskenbeschickungsvorrichtung wird die in den Hauptaufbau der Kassette 2801 in der Maskenkammer 3103 eingelegte Maske 2 durch die die Masken 2 in dem Hauptaufbau 2801 haltende Maskenhand 2602 und durch Bewegen der Fahrbühneneinheit 2001 an den Maskentisch 1901 angesetzt. Die Maskenbeschickungsvorrichtung enthält eine X-Achsen-Treiberstufe 4631, eine ωz-Achsen-Treiberstufe 4632 und eine ωx-Achsen- Treiberstufe 4633. Die X-Achsen-Treiberstufe 4631 betreibt den Fahrbühnenmotor 2605, der eine Stellvorrichtung für das Bewegen der Fahrbühneneinheit 2001 ist. Die ωz-Achsen-Treiberstufe 4632 betreibt den Armschwenkungsmotor 2707 als Stellvorrichtung für das Schwenken der Armeinheit 2603 um 180º nach dem Bewegen der Fahrbühneneinheit 2001 zu einer vorbestimmten Stelle. Die ωx-Achsen-Treiberstufe 4633 betreibt einen Motor für das vertikale Bewegen der Hand, der eine Stellvorrichtung für die vertikale Bewegung der Maskenhand 2602 in dem Fall ist, daß die Maskenhand 2602 die Maske 2 in dem Hauptaufbau 2801 ergreift und daß die Maske 2 an den Maskentisch 1901 angesetzt wird.
Die Ausmaße der Antriebe für die jeweiligen Achsen werden durch eine Maskenbeschickungsvorrichtung-Schnittstelle 4630 gesteuert, welche die Steuerung der Funktion gemäß Stellgrößen bewirkt, die von der Fördersystem-Steuereinheit 4601 für die jeweiligen Achsen der Maskenbeschickungsvorrichtung befohlen werden.
Um bei dem Ansetzen der Maske 2 an den Maskentisch 1901 oder deren Einsetzen in den Kassettenhauptaufbau 2801 die Maske 2 immer mit einer vorbestimmten Anstoßkraft einzusetzen, ist in der Maskenhand 2602 ein Anstoßsensor 2705 (Fig. 27) vorgesehen. Damit das Ausmaß des Antriebs durch die X- Achsen-Treiberstufe gemäß der Erfassung der Anstoßkraft zwischen der Maskenhand 2602 und der Maske 2 bei dem Erfassen der Maske 2 an dem Maskentisch 1901 oder in dem Hauptaufbau 2801 der Maskenkassette durch die Maskenhand 2602 gesteuert wird, enthält der Anstoßsensor 2705 eine Anstoßsensor-Steuereinheit 4636 zum Überwachen des Sensorsignals aus dem Anstoßsensor 2705 und zum Abgeben des Anstoßsignals als elektrisches Signal an eine Maskenhand-Schnittstelle 4635. Daher hat die Maskenhand-Schnittstelle 4635 die Funktion, als Daten das Anstoßkraftsignal aus der Anstoßsensor- Steuereinheit 4636 zu der Fördersystem-Steuereinheit 4601 zu übertragen.
Als nächstes wird die Blockdarstellung für die Zufuhr- und Austragesteuerung für die Plättchenbeschickungskammer 3109 und die Plättchenaustragekammer 3111 (Fig. 31) beschrieben. Es sind eine Zufuhr- und Austragescbnittstelle 4639 für die Plättchenbeschickungskammer und eine Zufuhr- und Austrageschnittstelle 4642 für die Plättchenaustragekammer vorgesehen. Die beiden Schnittstellen betreiben jeweilige Ventile entsprechend Befehlen aus der Fördersystem-Steuereinheit 4601, empfangen Daten aus den Druckmessern und übertragen Daten zu der Fördersystem-Steuereinheit 4601 und aus dieser. Die Plättchenbeschickungskammer 3109 ist mit einer Ventiltreiberstufe 4640 und einer Eingabeeinheit 4641 für den Druckmesser versehen. Für diese Kammer 3109 werden das Ablaßventil 3312, das N&sub2;-Einlaßventil 3310, das He-Einlaßventil 3308, das Hauptventil 3304 und das Umgehungsventil 3301 ein- und ausgeschaltet. In der Druckmesser-Eingabeeinheit 4641 wird der durch den Plättchenbeschickung-Druckmesser 3314 gemessene Druck in der Plättchenbeschickungskammer 3109 zu einem absoluten Druck umgesetzt und ein dem umgesetzten Druck entsprechendes elektrisches Signal wird der Zufuhr- und Austrageschnittstelle 4639 für die Plättchenbeschickungskammer zugeführt. Das gleiche gilt für die Plättchenaustragekammer 3111 gemäß Fig. 33, für die eine Ventiltreiberstufe 4643 und eine Druckmesser-Eingabeeinheit 4644 vorgesehen sind. Für diese Kammer 3111 werden das Ablaßventil 3313, das N&sub2;-Einlaßventil 3311, das He-Einlaßventil 3309, das Hauptventil 3305 und das Umgehungsventil 3302 ein- und ausgeschaltet. In der Druckmesser-Eingabeeinheit 4644 wird der durch den Plättchenaustrage-Druckmesser 3315 gemessene Druck in der Plättchenaustragekammer 3111 in einen absoluten Druck umgesetzt und ein dem umgesetzten Druck entsprechendes elektrisches Signal wird der Zufuhr- und Austrageschnittstelle 4642 für die Plättchenaustragekammer zugeführt.
Als nächstes wird die Maskenkammer 3103 beschrieben. Für die Maskenkammer 3103 ist ähnlich wie für die Plättchenkammer eine Maskenkammer-Zufuhr/Austrageschnittstelle 4645 vorgesehen. Diese hat die Funktion, die Ventile entsprechend den Befehlen aus der Fördersystem-Steuereinheit 4601 zu steuern und die Daten aus dem Druckmesser zu übertragen.
Für die Maskenkammer 3103 sind eine Ventiltreiberstufe 4646 und eine Druckmesser-Eingabeeinheit 4647 vorgesehen. Das Ablaßventil 3405, das N&sub2;-Einlaßventil 3404, das He-Einlaßventil 3403, das Hauptventil 3402 und das Umgehungsventil 3401, die in Fig. 34 dargestellt sind, werden über die Maskenkammer-Zufuhr/Austrageschnittstelle 4645 und die Ventiltreiberstufe 4646 ein- und ausgeschaltet. In der Druckmesser-Eingabeeinheit 4647 wird der durch den Masken-Druckmesser 3406 gemessene Druck in der Maskenkammer 3103 zu einem absoluten Druck umgesetzt und ein dem umgesetzten Druck entsprechendes elektrisches Signal wird der Maskenkammer-Zufuhr/Austrageschnittstelle 4645 zugeführt.
Es wird die Blockdarstellung der Torventil-Steuereinrichtung für die Plättchenbeschickungskammer 3109, die Plättchenaustragekammer 3111 und die Masken-Nebenkammer 3103 beschrieben. In der Torventil-Steuereinrichtung für die Plättchenkammern sind eine Plättchenbeschickungs-Torventilschnittstelle 4648 und eine Plättchenaustrage-Torventilschnittstelle 4650 vorgesehen und die beiden Schnittstellen erzeugen im Ansprechen auf die Befehle aus der Fördersystem-Steuereinheit 4601 für das Ein- und Ausschalten der Torventile Steuersignale, gemäß denen eine Treiberstufe 4649 das Torventil 3108 in der Plättchenbeschickungskammer 3109 ein- und ausschaltet. Auf ähnliche Weise schaltet eine Treiberstufe 4651 das Torventil 3110 in der Plättchenaustragekammer 3111 ein und aus. Für das Stellen des Maskennebenkammer-Torventils ist eine Maskennebenkammer-Torventil-Schnittstelle 4652 vorgesehen, die entsprechend den Befehlen aus der Fördersystem-Steuereinheit 4601 ein Steuersignal für das Ein- und Ausschalten des Torventils erzeugt. Daher schaltet über die Torventil-Schnittstelle 4652 für die Maskenkammer eine Torventil-Treiberstufe 4653 das Masken-Torventil 3102 ein und aus.
Die Entleerungspumpen für die Plättchenbeschickungskammer 3109, die Plättchenaustragekammer 3111 und die Maskenkammer 3103 sind die Hauptaustrage-Ölrotationspumpe 3307, die Hauptaustrage-Turbomolekularpumpe 3306 und die Grobaustrage-Ölrotationspumpe 3303, welche diesen Kammern gemeinsam sind. Die Pumpen werden durch die Atmosphären-Steuereinheit 3605 gesteuert.
Die Fig. 47 ist eine Blockdarstellung der Spiegelsteuereinheit 3606. Der Block ist allgemein in einen Spiegelkammer- Zufuhr/Entleerungs-Steuerteil 4703, einen Spiegelkammer- Kühlungs/Konstanttemperaturregelungs-Steuerteil 4708 und einen Spiegelstellungs-Steuerteil 4710 unterteilt. Eine Spiegelsteuereinheit 4702 steuert den Funktionsablauf für jeden dieser Steuerteile und steht über eine Übertragungsschnittstelle 4701 und den Übertragungsweg 3608f mit der vorrangigen Haupteinheit 3602 (Fig. 36) in Verbindung. Die Spiegelsteuereinheit 4702 wird ausführlich beschrieben. Es wird auch auf die Fig. 14 bezug genommen.
Der Spiegelkammer-Zufuhr/Entleerungs-Steuerteil 4703 ist über einen als Schnittstelle wirkenden Spiegelkammer-Druckmesser-Eingabeteil 4704 mit einem Spiegelkammer-Druckmesser 4705 verbunden, der bei dem Ultrahochvakuumzustand in der Spiegelvakuumkammer 1408 den Vakuumgrad abgibt. Die Vakuumkammer 1408 ist über den Auslaßkanal 1411 mit einer Ultrahochvakuumpumpe 4707 für das Bilden des Ultrahochvakuumzustandes in der Vakuumkammer 1408 verbunden. Der Spiegelkammer-Zufuhr/Entleerungs-Steuerteil 4703 erzeugt zum Steuern der Entleerung ein Ein/Aus-Signal für eine Spiegelkammerpumpen-Treiberstufe 4706.
Der Spiegelkammer-Kühlungs/Konstanttemperaturregelungs- Steuerteil 4708 bewirkt zum Einhalten einer konstanten Temperatur das Abführen der Wärme, die sich aus dem Aufstrahlen der Röntgenstrahlen auf den Röntgenstrahlenspiegel 1401 ergibt. Durch Wasserzufuhr 4709 zu der Spiegelkammer wird mittels eines nicht dargestellten Temperaturfühlers ein flüssiges Kühlmittel auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten und der Spiegelvakuumkammer 1408 zugeführt. Das flüssige Mittel kühlt durch das Hindurchströmen durch den Flüssigkeitskanal 1404 über den Spiegelträger 1402 den Röntgenstrahlenspiegel 1401. Der Kühlungs/Konstanttemperaturregelungs-Steuerteil 4708 steuert die Temperatur des flüssigen Mittels und es wird dann, wenn diese außerhalb von Toleranzwerten liegt, der Spiegelsteuereinheit 4702 ein Fehlersignal zugeführt.
Der Spiegelstellung- oder Spiegellage-Steuerteil 4710 bewegt die Spiegellage-Einstellvorrichtung 1406, durch die der Röntgenstrahlenspiegel 1401 mit der Synchrotron-Orbitstrahlungsachse ausgerichtet wird, wobei die Lage der SOR-Achse durch einen SOR-Detektor 4713 erfaßt wird und durch eine Spiegellage-Treiberstufe 4711 ein in die Spiegellage-Einstellvorrichtung 1406 eingebautes Spiegellage-Stellglied 4712 derart betrieben wird, daß der SOR-Punkt an einer vorbestimmten Bezugsstelle liegt. Danach wird in dem Spiegellage-Steuerteil 4710 unter Servosteuerung die Stellung des Röntgenstrahlenspiegels 1401 derart gesteuert, daß die Synchrotron-Orbitstrahlen an der vorstehend genannten Bezugsstelle gehalten werden.
Der Spiegellage-Steuerteil 4710 hat zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen die Funktion, über eine Verschlußtreiberstufe 4714 die Verschlußstellvorrichtung 1410 für das Betätigen des Verschlusses 1409 zum Abfangen oder Durchlassen der SOR-Strahlen zu betätigen. Die Zeitsteuerung des Verschlußantriebs muß mit dem Ablauf der Belichtung des Plättchens 3, insbesondere beispielsweise mit dem Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden Einzelbelichtungen, dem Plättchenaustausch und/oder einem Maskenaustausch synchronisiert werden und daher empfängt der Steuerteil über die Übertragungsschnittstelle 4701 ein Steuersignal aus der Haupteinheit 3602.
Die Fig. 48 ist eine Blockdarstellung der Atmosphären-Steuereinheit 3605. Die Einheit enthält (1) ein Zufuhr/Entleerungs-Steuersystem für den Spiegelkanal 3105 und die Hauptkammer 3101, (2) ein Gassteuersystem für das Steuern der He-Atmosphäre und (3) ein Temperatursteuersystem für das Regeln der Temperatur des Plättchenspannfutters 1899 und der verschiedenen Teile in den Kammern. Eine Steuereinheit 4802 betreibt diese Steuersysteme (1) bis (3) gemäß einem Ablaufprogramm. Eine Übertragungsschnittstelle 4801 der Steuereinheit 4802 ist über den Übertragungsweg 3608e mit der höher rangigen Haupteinheit 3602 zum Übertragen von Daten zu dieser und aus dieser verbunden.
Es werden die Gestaltungen und Funktionen der Steuersysteme beschrieben. Das Zufuhr/Entleerungs-Steuersystem für den Spiegelkanal 3105 und die Hauptkammer 3101 führt über eine Spiegelkanal- und Hauptkammer-Zufuhr/Entleerungs-Schnittstelle 4803 Ausgangssignale einer Ventiltreiberstufe 4804 und einer Vakuumpumpentreiberstufe 4806 zu und empfängt aus einem Druckmesser-Eingabeteil 4805 Eingangssignale. Die Ventiltreiberstufe 4804 ist mit dem Hauptkammer-Hauptventil 3502 und dem Hauptkammer-Umgehungsventil 3501 für das Füllen und Entleeren der Hauptkammer 3101 (Fig. 35) sowie mit dem Hauptkammer-N&sub2;-Einlaßventil 3503 und dem Hauptkammer- Ablaßventil 3506 verbunden, welche auf das Öffnen der Hauptkammer 3101 hin geöffnet und geschlossen werden. Bezüglich des Füllens und Entleerens des Spiegelkanals 3105 ist das Steuersystem mit dem ersten Be-Umgehungsventil 3513 und dem zweiten Be-Umgehungsventil 3514 für die Verbindung der beiden Seiten des Beryllfensters, dem ersten Spiegelkanal-Torventil 3516, dem zweiten Spiegelkanal-Torventil 3517 und dem Spiegelkanal-Umgehungsventil 3518 zum Öffnen und Schließen derselben verbunden.
Der Druckmesser-Eingabeteil 4805 nimmt ein Sensorausgangssignal aus dem Spiegelkanal-Druckmesser 3519 zum Messen des Druckes in dem Spiegelkanal 3105 und ein Sensorausgangssignal aus dem Hauptkammer-Druckmesser 3510 zum Messen des Druckes in der Hauptkammer 3101 auf, verarbeitet die Ausgangssignale und überträgt die Daten zu der Zufuhr/Entleerungs-Schnittstelle 4803. Die Vakuumpumpentreiberstufe 4806 wird gemeinschaftlich für die Hauptkammer 3101, die Plättchenbeschickungs-Nebenkammer 3109, die Plättchenaustrage-Nebenkammer 3111 und die Maskennebenkammer 3103 benutzt. Die Treiberstufe schaltet auch die Grobentleerungs-Ölrotationspumpe 3303 und die Hauptentleerungs- Ölrotationspumpe 3307 ein und aus und betreibt die Hauptentleerungs-Turbomolekularpumpe 3306 und überwacht deren Betriebszustand.
Das He-Gas-Steuersystem steuert das He-Gas zum Einhalten eines konstanten Druckes und einer konstanten Reinheit in der Hauptkammer 3101. Dies erfolgt durch Ändern einer Strömungsgeschwindigkeit bei dem Entleeren der Hauptkammer 3101 gegen das Einleiten von Fremdstoffgasen. Das Steuerventil 3507 steuert die Entleerungsströmungsgeschwindigkeit und ist mit einer Ventilsteuereinrichtung 3511 verbunden, so daß durch diese die Öffnung des Steuerventils 3507 gesteuert wird. Die Öffnung des Ventils wird extern durch eine He-Steuerungs-Schnittstelle 4807 eingestellt. Die Ventilsteuereinrichtung 3511 nimmt über den Druckmesser-Eingabeteil 4805 den Druck in der Hauptkammer 3101 auf und ist in einem Servosystem zum Steuern der Öffnung des Ventils in der Ventilsteuereinrichtung 3511 für das Einhalten eines konstanten Druckes in der Hauptkammer 3101 enthalten. Eine Pumpentreiberstufe 4808 schaltet die Gassteuerungs-Ölrotationspumpe 3509 für das Entleeren der Hauptkammer für die Gassteuerung ein und aus. Eine Ventiltreiberstufe 4809 öffnet und schließt das Hauptkammer He-Einlaßventil 3504 und das Gassteuerungs-Hauptventil 3508. Die Pumpentreiberstufe 4808 und die Ventiltreiberstufe 4809 werden über die He-Steuerungs-Schnittstelle 4807 durch die Steuereinheit 4802 gesteuert.
In dem Temperatursteuersystem ist in einem Wasservorrat 4813 Wasser mit geregelter konstanter Temperatur gespeichert und das Wasser wird in den vorstehend genannten Kammern den die Wärme erzeugenden Teilen zugeführt, um in den die Wärme erzeugenden Teilen, in denen das Wasser mit der geregelten Temperatur umläuft, die Wärmeübertragung herbeizuführen und in den Teilen die vorbestimmte Temperatur einzuhalten. Ein Temperatursensor 4812 erfaßt die Temperatur des Wassers mit der geregelten Temperatur und die erfaßte Temperatur wird zu einem Temperaturregler 4811 übertragen, in welchem die eingestellte Temperatur in dem Wasservorrat geregelt wird. In der Temperatursteuerungs-Schnittstelle 4810 wird zum Überwachen des Temperaturregelzustandes das Ergebnis der Ermittlung übertragen, ob die Temperatur richtig ist oder nicht.
Eine Plättchenspannfutter-Temperatursensor-Eingabeeinheit 4814 nimmt die Messung durch einen Plättchenspannfutter- Temperatursensor 4815 für das Messen der Temperatur des durch das Wasser mit der geregelten Temperatur gekühlten Plättchenspannfutters 1807 auf und der Meßwert wird in die entsprechende Temperatur umgesetzt und zum Regeln der Temperatur des Spannfutters über die Temperatursteuerungs- Schnittstelle 4810 der Steuereinheit 4802 zugeführt.
Die Fig. 49 ist ein Ablaufdiagramm für die Steuerung, die die grundlegende Funktion des Gerätes bewirkt. Wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, werden in einem Schritt 4901 für jede der Einheiten 3601, 3602, 3603, 3604, 3605 und 3606 (Fig. 36) die Zentraleinheit CPU, der Schreib/Lesespeicher RAM und der Festspeicher ROM oder dergleichen geprüft und danach wird die Datenverbindung zwischen den Einheiten hergestellt. In einem Schritt 4902 wird ein Prozeß nach einer langen Ruhezeit ausgeführt, um eine Anfangseinstellung des Zuführ- und Austragesystems und der mechanischen Systeme vorzunehmen. Bei einem Schritt 4903 werden Betriebsbefehle aus dem eingebauten Schalter 3802 der Haupteinheit 3602 oder aus dein Endgerät 3701 der Konsoleneinheit 3601 abgewartet. Wenn durch die Bedienungsperson Betriebsbefehle eingegeben werden, wird durch Schritte 4904, 4908, 4912, 4916, 4919, 4922 und 4925 ermittelt, welcher Funktionsprozeß den Befehlen entspricht. In Schritten 4905, 4909, 4913, 4917, 4920, 4923 und 4926 wird entschieden, ob der Funktionsprozeß gegenwärtig möglich ist oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird der Prozeß ausgeführt.
Es werden die grundlegenden Betriebsbefehle und die Verarbeitung in dem Gerät beschrieben. Ein Langzeitabschaltbefehl (Schritt 4904) dient zum Ausführen des Prozesses für das Füllen der Hauptkammer 3901 und der Nebenkammern 3103, 3109 und 31 11 mit N&sub2;-Gas, um während einer langen Ruhezeit des Gerätes das Eindringen von Staub oder Feuchtigkeit in das Gerät zu verhindern und um zu vermeiden, daß das Be-Fenster 3512 belastet bleibt. Falls bei dem Schritt 4904 ermittelt wird, daß der Langzeitabschaltbefehl vorliegt, schreitet der Ablauf zu dem Schritt 4905 weiter, bei dem ermittelt wird, ob die Bedingungen für das Ausführen des Langzeitabschaltprozesses erfüllt sind. Wenn dies der Fall ist, wird in einem Schritt 4906 der Prozeß ausgeführt und danach in einem Schritt 4907 die Stromversorgung für das mechanische Antriebssystem abgeschaltet.
Ein Plättchenträgerentnahmebefehl (Schritt 4908) dient zum Ausführen des Prozesses für das Herbeiführen des Zustandes, bei dem die Bedienungsperson den in das Gerät eingesetzten Vorrats- und/oder Sammelträger 2501, 2502 entnehmen und auswechseln kann. Falls bei dem Schritt 4908 der Plättchenträgerentnahmebefehl erkannt wird, schreitet das Programm zu dem Schritt 4909 weiter, bei dem dann, wenn der Plättchenträger 2501 oder 2502 eingesetzt ist und wenn die Bedingungen für das Ausführen der Plättchenträgerentnahmevorgänge erfüllt sind, ein Schritt 4910 für das Entnehmen des Plättchenvorratsträgers und ein Schritt 4911 für das Entnehmen des Plättchensammelträgers ausgeführt werden, wodurch der Zustand herbeigeführt ist, bei dem der Plättchenvorratsträger und der Plättchensammelträger ausgewechselt werden können, wonach die Betriebsbefehle bei dem Schritt 4903 abgewartet werden.
Ein Plättchenträgereinsatzbefehl (Schritt 4912) dient dazu, den dem Plättchenträgerentnahmebefehl entgegengesetzten Vorgang auszuführen, im einzelnen in das Gerät für den Belichtungsvorgang von außen den Vorrats- und/oder Sammelträger 2501, 2502 einzusetzen. Falls bei dem Schritt 4912 erkannt wird, daß der Plättchenträgereinsatzbefehl erzeugt ist, wird bei dem Schritt 4913 ermittelt, ob sich der Plättchenträger außerhalb des Gerätes befindet oder nicht und ob die Bedingungen für das Ausführen des Plättcheneinsatzprozesses erfüllt sind oder nicht. Wenn dies der Fall ist, werden der Plättchenvorratsträger-Einsatzprozeß (Schritt 4914) und der Plättchensammelträger-Einsatzprozeß (Schritt 4915) ausgeführt. Der Plättchenvorratsträger 2501 und der Plättchensammelträger 2502 sind dann für die Belichtung in das Gerät eingesetzt und der Ablauf kehrt zu dem Schritt 4903 zurück, bei dein die Betriebsbefehle abgewartet werden.
Ein Maskenkassettenentnahmebefehl (Schritt 4916) dient zum Ausführen des Prozesses zum Entnehmen der in das Gerät eingesetzten Maskenkassette durch die Bedienungsperson für das Herbeiführen von Bedingungen für ein Auswechseln. Falls bei dem Schritt 4916 erkannt wird, daß der Befehl der Maskenkassettenentnahmebefehl ist, wird bei dem Schritt 4917 ermittelt, ob gegenwärtig eine Maskenkassette eingesetzt ist oder nicht und ob die Bedingungen für das Ausführen des Maskenkassettenentnahmeprozesses erfüllt sind oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird in einem Schritt 4918 der Maskenkassettenentnahmeprozeß ausgeführt. Die Maskenkassette 1310 kann dann entnommen werden und der Ablauf kehrt zu dem Schritt 4903 zurück.
Der Maskenkassetteneinsatzbefehl (Schritt 4919) ist dem Maskenkassettenentnahmebefehl entgegengesetzt und dient im einzelnen dazu, den Prozeß für das Einsetzen der Maskenkassette 1310 von außen in das Gerät für den Belichtungsvorgang auszuführen. Falls bei dem Schritt 4919 erkannt wird, daß der Befehl der Maskenkassetteneinsatzbefehl ist, wird bei dem Schritt 4920 ermittelt, ob sich die Maskenkassette 1310 außerhalb des Gerätes befindet oder nicht und ob die Bedingungen für das Ausführen des Maskenkassetteneinsetz prozesses erfüllt sind oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird bei einem Schritt 4921 der Maskenkassetteneinsatzprozeß ausgeführt. Die Maskenkassette 1310 ist dann eingesetzt. Der Ablauf kehrt zu dem Schritt 4903 zurück, bei dem die Betriebsbefehle abgewartet werden. Ein Befehl zur Röntgenstrahlenintensitätsprofil-Messung (Schritt 4922) dient zum Ausführen des Prozesses für das Erzeugen von Verschluß antriebsdaten, die gegenüber einer Änderung des Röntgenstrahlenintensitätsprofils, weiche durch die Elektroneninjektion in den SOR-Ring 4, das Auswechseln des Be-Fensters 3512, das Einstellen des Röntgenstrahlenspiegels 3401 oder dergleichen verursacht ist, eine gleichmäßige Röntgenstrahlenbelichtungsinenge über den ganzen Belichtungsbereich sicherstellen. Falls bei dem Schritt 4922 ermittelt wird, daß der Befehl zum Messen des Röntgenstrahlenintensitätsprofils erzeugt ist, schreitet der Ablauf zu dem Schritt 4923 weiter, bei dem ermittelt wird, ob die Bedingungen für das Ausführen der Röntgenstrahlenintensitätsprofil-Messung erfüllt sind. Wenn dies der Fall ist, wird bei einem Schritt 4924 mittels des Röntgenstrahlendetektors 1551 (Fig. 15) der Prozeß zum Messen des Röntgenstrahlenintensitätsprofils ausgeführt und dann kehrt der Ablauf zu dem Schritt 4903 zuück.
Ein Belichtungsbefehl (Schritt 4925) dient zum Ausführen der schrittweisen wiederholten Belichtung der Maske 3 mit dem Muster der Röntgenstrahlen mit einer gewählten Dosis der Röntgenstrahlen nach dem Ausrichten der Belichtungsfläche des Plättchens 3 mit der Maske 2. Wenn bei dem Schritt 4925 der Belichtungsbefehl erkannt wird, schreitet der Ablauf zu dem Schritt 4926 weiter, bei dem ermittelt wird, ob der Vorratsträger 2501 und der Sammelträger 2502 eingesetzt sind oder nicht, ob die Maskenkassette 1310 eingesetzt ist oder nicht, ob Auftragsdaten bereitgestellt sind oder nicht und ob die anderen Bedingungen für die Belichtungsvorgänge erfüllt sind oder nicht. Danach werden bei einem Schritt 4927 die für den Belichtungsvorgang erforderlichen Auftragsdaten programmgeladen und bei einem Schritt 4928 wird die Belichtung ausgeführt. Nach dem Beenden des Prozesses kehrt der Ablauf zu dem Schritt 4903 zurück, bei dem die Befehle durch die Bedienungsperson abgewartet werden. Unter Bezugnahme auf die Fig. 49 zusammen mit den Fig. 50 bis 53 und den Fig. 32 bis 35 wird der Programmschritt 4902 für das Anlaufen des Gerätes nach einem langzeitigen Stillstand beschrieben. Zuerst werden bei einem Schritt 5001 alle Pumpen RORP 3303, MNTMP 3306, MNRP 3307 und GCRP 3509 eingeschaltet.
Als nächstes wird in einem Schritt 5002 der Zuführ- und Entleerungsprozeß für die Hauptkammer 3101 ausgeführt. Dieser ist in Fig. 51 ausführlich dargestellt. Zuerst werden in Schritten 5101 und 5102 das erste Ventil BeBPV 3513 geöffnet und das zweite Ventil BeBPV 3514 geschlossen. Dann wird (bei einem Schritt 5103) das Ventil MCBPV 3501 geöffnet, um das N&sub2;-Gas abzulassen, welches bei den Langzeitabschaltvorgängen eingeleitet worden ist. Wenn der Druckmesser 3510 der Hauptkammer 3101 0,1 Torr erreicht, wird das Ergebnis der Ermittlung bei einem Schritt 5104 positiv, so daß bei einem Schritt 5105 das Ventil MCBPV 3501 geschlossen wird. Darauffolgend wird bei einem Schritt 5106 zum weiteren Entleeren der Kammer das Ventil MCMNV 3502 geöffnet. Wenn der Druckmesser 3510 10&supmin;³ Torr erreicht, wird die Ermittlung bei einem Schritt 5107 positiv, so daß in Schritten 5108 und 5109 das Ventil MCMNV 3502 und das erste Ventil BeBVP 3513 geschlossen werden. In Schritten 5110 und 5111 werden das erste Ventil MPGV 3516 und das zweite Ventil MPGV 3517 geöffnet, um die Fluidverbindung mit der Spiegeleinheit 101 herzustellen. Darauffolgend wird bei einem Schritt 5112 das Ventil MCHeV 3504 für das Einleiten des He-Gases geöffnet. Wenn der Druckmesser 5310 150 Torr erreicht, wird die Entscheidung bei einem Schritt 5113 positiv und es wird bei einem Schritt 5114 das Ventil GCMNV 3508 zum Beginnen der Gasregelung geöffnet.
Nachdem der Prozeß zur Gasentleerung und Gaszufuhr für die Hauptkammer 3101 abgeschlossen ist, wird bei einem Schritt 5003 der Vorgang zur Gasentleerung und Gaszufuhr für die jeweiligen Nebenkammern wie die Plättchenbeschickungskammer 3109 ausgeführt.
Als Beispiel wird die Plättchenbeschickungskammer 3109 herangezogen. Gemäß der Darstellung bei Schritten 5201 und 5203 in Fig. 52 wird durch das Öffnen des Ventils WLLV 3312 und dessen Schließen nach einer vorbestimmten Zeitdauer der Druck in der Kammer mit dem atmosphärischen Druck ausgeglichen. Bezüglich der Plättchenaustragekammer 3111 und der Maskenkammer 3103 werden auf gleichartige Weise die Ventile WULV 3313 und MKLV 3405 geöffnet und geschlossen, wodurch die Drücke in den Kammern gleich dem atmosphärischen Druck gemacht werden. Dadurch wird es leicht, die Kammertüren zu öffnen, wenn die Plättchenträger 2501 und 2502 und die Maskenkassette 1310 in die Kammern eingesetzt werden.
Als nächstes werden in einem Schritt 5004 gemäß der ausführlichen Darstellung in Fig. 53 die Stellvorrichtungen für die Tische und die Transportsysteme zurückgestellt, wobei bei einem Schritt 5301 die Plättchenzufuhr-Hebevorrichtung 1303b und die Plättchensammel-Hebevorrichtung 1303a rückgesetzt werden und die jeweiligen Trägertische 2503 und 2508 in die Lagen versetzt werden, bei denen der Träger ausgewechselt werden kann. Als nächstes wird bei einem Schritt 5302 die Eingabevorrichtung 1304 zurückgestellt. Gemäß der Darstellung in Fig. 25 werden die Achsen der Eingabevorrichtung 1304 in die Ausgangsstellungen bewegt. Dann wird bei einem Schritt 5303 die Maskenkassetten-Beschickungsvorrichtung zurückgestellt und der Tisch 2806 durch die Maskenkassetten-Hebevorrichtung 2805 (Fig. 28) in die Ausgangsstellung bewegt, welche die tiefste Stellung ist, und die Fortschaltevorrichtung 2810 wird derart gedreht, daß der Paßstift 2901 an einer vorbestimmten Stelle steht (Fig. 29). Darauffolgend wird bei einem Schritt 5304 die Plättchenfahrbühne 1306 zurückgestellt und die Beschickungshand 2527 und die Austragehand 2528 werden in die Stellungen bewegt, bei denen sie einander überkreuzen. Die beiden Fahrbühnen-Z-Stellvorrichtungen 2534 und 2535 werden in die Ausgangsstellungen näher an der SOR-Quelle 4 bewegt. Als nächstes wird bei einem Schritt 5305 die Anfangseinstellung des Orientierungsflächen-Erfassungstisches 1305 vorgenommen und der θ-Tisch 2519, der X-Tisch 2521 und der Y-Tisch 2523 werden in die jeweiligen Ausgangsstellungen bewegt. Dann werden bei einem Schritt 5306 die Anfangseinstellungen der Grobverstellungs-X-Achse und der Grobverstellungs-Y-Achse des Plättchentisches 1899 ausgeführt und bei einem Schritt 5307 werden diese in zurückgezogenen Stellungen bewegt, in denen die Funktion der Maskenfahrbühne 1311 nicht behindert ist. Bei einem Schritt 5308 wird dann die Maskenfahrbühne zurückgestellt und die Fahrbühneneinheit 2601 wird in die Ausgangsstellung bewegt, welche die Mitte der Hubstrecke ist, wobei die Armeinheit 2603 zu der Maskenkassetten-Beschickungsvorrichtung (Fig. 27) hin geschwenkt wird. Als nächstes werden bei einem Schritt 5309 die anderen Achsen des Plättchentisches zurückgestellt, um den Ursprungspunkt für das Laser-Interferometer festzulegen. Letzlich wird bei einem Schritt 5310 der Maskentisch 1901 zurückgestellt und bei einem Schritt 5311 werden die Abnahmetische 2411 zurückgestellt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 54 bis 57 zusammen mit Fig. 49 und Fig. 32 bis 36 wird der Schritt 4906 für die Langzeitabschaltung beschrieben. Zuerst werden bei einem Schritt 5401 zum Trennen der Nebenkammern wie der Plättchenbeschickungskammer 3109 von der Hauptkammer 3101 die jeweiligen Torventile geschlossen. Das heißt, es werden die Torventile WLGV 3108, WUGV 3110 und MKGV 3102 geschlossen. Bei einem Schritt 5402 wird für jede der Kammern der Prozeß für das Entleeren und die Gaszufuhr ausgeführt. Gemäß Fig. 55 werden in der Hauptkammer 3101 zum Aufheben der an dem Be-Fenster 3512 anliegenden Druckdifferenz in Schritten 5501 bis 5503 das erste Ventil MPGV 3516 und das Ventil MPBPV 3518 geschlossen, wogegen das zweite Ventil BeBPV 3514 geöffnet wird. Das He-Gas strömt aus der Hauptkammer 3101 über das Verbindungsrohr 3515 in den Spiegelkanal 3105. Wenn in dem Spiegelkanal 3505 der Druck 150 Torr erreicht, der gleich dem Druck in der Hauptkammer 3101 ist und der durch den Spiegelkanal-Druckmesser 3519 gemessen wird, wird die Entscheidung bei einem Schritt 5504 positiv, so daß in Schritten 5505 und 5506 das erste Ventil BeBPV 3513 geöffnet wird und das zweite Ventil BeBPV 3514 geschlossen wird. In Schritten 5507 und 5508 werden zum Beenden der Gasregelung die Ventile MCHeV 3504 und GCMNV 3508 geschlossen. Dann wird bei einem Schritt 5509 das Ventil MCN&sub2;V 3505 zum Einleiten des N&sub2;-Gases geöffnet. Wenn die Messungen des Druckmessers 3510 der Hauptkammer 3101 und des Druckmessers 3519 des Spiegelkanals 3505 beide zu 760 Torr werden, werden die Entscheidungen bei Schritten 5510 und 5511 positiv, so daß bei einem Schritt 5512 das Ventil MCN&sub2;V geschlossen wird. Letztlich werden in Schritten 5513 und 5514 das zweite Ventil BeBPV 3514 wieder geöffnet und das erste Ventil BeBPV 3513 geschlossen. Bei einem Schritt 5515 wird durch das Schließen des zweiten Torventils MPGV 3517 die Spiegeleinheit 101 von dem Spiegelkanal 3505 isoliert.
Als nächstes wird gemäß der Darstellung in Fig. 56 bei einem Schritt 5601 in der Plättchenbeschickungskammer 3109 das Ventil WLBPV 3301 zum Ablassen des He-Gases geöffnet. Wenn der Druckmesser 3314 0,1 Torr erreicht, wird die Entscheidung bei einem Schritt 5602 positiv, so daß in Schritten 5603 und 5604 das Ventil WLBPV 3301 geschlossen wird, während das Ventil WLMNV 3304 geöffnet wird. Wenn der Druckmesser 10&supmin;³ Torr erreicht wird die Entscheidung bei einem Schritt 5605 positiv, so daß bei einem Schritt 5606 das Ventil WLMNV 3304 geschlossen wird. Als nächstes wird bei einem Schritt 5607 das Ventil WLN&sub2;V 3310 zum Einleiten des N&sub2;-Gases geöffnet. Wenn der Druck in der Kammer 760 Torr errreicht, wird die Entscheidung bei einem Schritt 5608 positiv. Bei einem Schritt 5609 wird zum Beenden des Einleitens von N&sub2;-Gas das Ventil WLN&sub2;V 3310 geschlossen. Da für die Plättchenaustragekammer 3111 der Prozeß zum Entleeren und Zuführen von Gas der gleiche ist, wird zur Vereinfachung die ausführliche Beschreibung weggelassen.
Als nächstes wird in Schritten 5701 bis 5703 gemäß Fig. 57 das Ventil MKBPV 3401 geöffnet, das He-Gas abgelassen, bis der Druckmesser 3406 0,1 Torr erreicht, und dann das Ventil MKBPV 3401 geschlossen. Im weiteren wird in Schritten 5704 bis 5706 das Ventil MKMNV 3402 zum Ablassen bis zum Erreichen von 10&supmin;³ Torr geöffnet und dann das Ventil MKMNV 3402 geschlossen. Letzlich wird in Schritten 5707 bis 5709 das Ventil MKN&sub2;V 3404 geöffnet und das N&sub2;-Gas eingeleitet, bis der Druckmesser 760 Torr erreicht, wonach das Ventil HKN&sub2;V geschlossen wird. Wenn für jede der Kammern die Behandlung zur Entleerung und Gaszufuhr beendet ist (Schritt 5402 nach Fig. 54), werden bei einem Schritt 5403 die Pumpen RORP 3303, MNTMP 3306, MNRP 3307 und GCRP 3509 abgeschaltet. Hierdurch ist der Programmablauf für das Abschalten des Gerätes für eine lange Ruhezeit beendet.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 58, Fig. 49 und die Fig. 25 und 33 der Ablauf des Prozeßschrittes 4910 für die Entnahme des Plättchenvorratsträgers beschrieben. Zuerst wird bei einem Schritt 5801 durch die Vorratshebestellvorrichtung 2504 der Vorratsträger 2501 in die Trägerauswechsellage angehoben. Als nächstes wird bei einem Schritt 5802 das Torventil WLGV 3108 geschlossen und die Plättchenbeschickungskammer 3109 von der Plättcheneingabekammer 3107 isoliert. Dann wird bei einem Schritt 5803 das Ventil WLN&sub2;V für das Einleiten von Stickstoffgas geöffnet. Wenn der Druckmesser 3314 der Plättchenbeschickungskammer 760 Torr erreicht, wird die Entscheidung bei einem Schritt 5804 positiv, so daß bei einem Schritt 5805 das Ventil WLN&sub2;V geschlossen wird. Letzlich wird in Schritten 5806 bis 5808 das Ventil WLLV 3312 über eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet, wodurch der Druck in der Kammer mit dem atmosphärischen Druck ausgeglichen wird, damit die Kammertür leichter geöffnet werden kann.
Der Ablauf des Prozeßschrittes 4911 nach Fig. 49 für die Entnahme des Plättchensammelträgers ist gleichartig, so daß die ausführliche Beschreibung zur Vereinfachung weggelassen wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 59 sowie auf Fig. 49, 25 und 33 wird der Betriebsablauf für den Prozeß zum Einsetzen des Plättchenvorratsträgers bei dem Schritt 4914 beschrieben. Es ist angenommen, daß der Vorratsträger schon auf den Vorratsträgertisch 2503 aufgelegt ist. Wenn die Tür der Plättchenbeschickungskammer 3109 geschlossen wird und der Ablauf beginnt, wird mittels des Plättchenvorratsdetektors 2507 zuerst ermittelt, ob das Plättchen vorhanden ist oder nicht. Falls kein Plättchen vorhanden ist, ist die Entscheidung bei einem Schritt 5901 negativ, so daß der Vorratsträger durch die Vorratshebestellvorrichtung 2504 bei einem Schritt 5902 um eine Teilungsstrecke nach unten bewegt wird. Dies wird wiederholt, bis das Plättchen ermittelt wird (Schritte 5901 und 5902). Hiermit wird der Fall abgedeckt, daß das Plättchen nur auf den oberen Bereich des Trägers aufgelegt ist. Falls ein Plättchen vorhanden ist, ist die Entscheidung bei dem Schritt 5901 Positiv, so daß der Prozeß zum Entleeren und Zuführen von Gas beginnt. Zuerst wird bei einem Schritt 5903 das Ventil WLBPV 3301 geöffnet. Wenn der Druckmesser 3314 der Plättchenbeschickungskammer 0,1 Torr erreicht, wird die Ermittlung bei einem Schritt 5904 positiv, so daß bei einem Schritt 5905 das Ventil WLBPV 3301 geschlossen wird. Als nächstes wird bei einem Schritt 5906 zum weiteren Entleeren das Ventil WLMNV 3304 geöffnet. Wenn der Druckmesser 10&supmin;³ Torr erreicht, wird die Entscheidung bei einem Schritt 5907 positiv, so daß bei einem Schritt 5908 das Ventil WLMNV 3304 geschlossen wird. Dann wird bei einem Schritt 5909 das Ventil WLHeV 3308 geöffnet, so daß das He-Gas eingeleitet wird. Wenn der Druckmesser 150 Torr erreicht,wird die Entscheidung bei einem Schritt 5910 positiv und bei einem Schritt 5911 wird das Ventil WLHeV 3308 geschlossen. Letztlich wird bei einem Schritt 5912 das Torventil 3108 geöffnet, um die Verbindung zwischen der Plättchenbeschickungskammer und der Plättcheneingabekammer 3107 herzustellen.
Die aufeinanderfolgenden Betriebsvorgänge für den Prozeß zum Einsetzen des Plättchensammelträgers bei dem Schritt 4915 nach Fig. 49 ist der gleiche und dessen ausführliche Beschreibung wird zur Vereinfachung weggelassen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 60 sowie auf Fig. 49, 28 bis 30 und 34 wird der Betriebsablauf für den Prozeß zur Entnahme der Maskenkassette bei dem Schritt 4918 beschrieben. Zuerst wird bei einem Schritt 6001 die Fortschaltevorrichtung 2810 zu ihrem Ursprungspunkt gedreht, um den Hauptaufbau der Kassette 2801 in (ωy-Richtung mit dem Kassettendeckel 2802 auszurichten. Dann wird bei einem Schritt 6002 das Torventil MKGV 3102 geschlossen, um zum Entleeren und Zuführen von Gas die Maskenkammer 3103 von der Hauptkammer 3101 zu isolieren. Zuerst wird bei einem Schritt 6002 zum Auslassen des He-Gases das Ventil MKBPV 3401 geöffnet. Wenn der Druckmesser 3406 der Maskenkammer 0,1 Torr erreicht, wird die Entscheidung bei einem Schritt 6004 positiv, so daß bei einem Schritt 6005 das Ventil MKBPV 3401 geschlossen wird. Dann wird bei einem Schritt 6006 zum Einleiten des N&sub2;-Gases das Ventil MKN&sub2;V 3404 geöffnet. Wenn der Druckmesser 760 Torr erreicht, wird die Entscheidung bei einem Schritt 6007 positiv, so daß bei einem Schritt 6008 das Ventil MKN&sub2;V 3404 geschlossen wird. Dann wird bei einem Schritt 6009 die Maskenkassetten-Hebevorrichtung 2805 angetrieben, wodurch der Hauptaufbau 2801 der Kassette aus der Stellung für den Eingriff mit dem Vorsprung 2904 zu der Stellung für den Eingriff mit dem Kassettendeckel 2802 herunterbewegt wird. Dort betätigt bei einem Schritt 6010 der Hebel 3007 die Deckelverriegelungsklinke 3005 und die Tischverriegelungsklinke, um den Hauptaufbau von dem Tisch 2806 zu lösen und mit dem Kassettendeckel zu koppeln. Darauffolgend wird bei einem Schritt 6011 die Maskenkassetten-Hebevorrichtung zum Herunterbewegen des Tisches in die tiefste Stellung angetrieben, welche die Ausgangsstellung ist. Letzlich wird in Schritten 6012 bis 6014 das Ventil MKLV 3405 über eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet, wodurch zum Erleichtern des Öffnens der Kammertür der Druck in der Maskenkammer 3103 mit dem atmosphärischen Druck ausgeglichen wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 49 sowie auf Fig. 61 und Fig. 28 bis 30 und 34 wird der Betriebsablauf für den Prozeß zum Einsetzen der Maskenkassette bei dem Schritt 4921 beschrieben. Es wird angenommen, daß die Maskenkassette 1304 auf den Kassettentisch 2803 aufgesetzt und durch die Deckelverriegelungseinheit 2804 an dem Tisch festgelegt ist und daß die Kassette in eine vorbestimmte Lage in der Maskenkammer 3103 gebracht ist. Wenn die Tür der Kammer geschlossen wird und der Ablauf beginnt, wird bei einem Schritt 6101 die Maskenkassetten-Hebevorrichtung 2805 angetrieben, um den Tisch 2806 bis zum Anstoß des Hauptaufbaus 2801 der Kassette anzuheben. Dann betätigt bei einem Schritt 6102 der Hebel 3007 die Deckelverriegelungsklinke 3005 und die Tischverriegelungsklinke 3006, um den Hauptaufbau von dem Kassettendeckel 2802 zu lösen und mit dem Tisch zu koppeln. Dann wird die Maskenkassetten-Hebevorrichtung bei einem Schritt 6103 zum Anheben des Hauptaufbaus der Kassette für den Eingriff mit dem Vorsprung 2904 angetrieben. Danach wird der Vorgang zur Gaszufuhr und Entleerung ausgeführt. Zuerst wird bei einem Schritt 6104 das Ventil MKBPV 3401 zum Entleeren der Maskenkammer geöffnet. Wenn der Druckmesser 3406 für die Maskenkammer 0,1 Torr erreicht, wird bei einem Schritt 6105 die Entscheidung positiv, so daß bei einem Schritt 6106 das Ventil MKBPV 3401 geschlossen wird. Dann wird bei einem Schritt 6107 zum weiteren Entleeren der Kammer das Ventil MKMV 3402 geöffnet. Wenn der Druckmesser 10&supmin;³ Torr erreicht, wird bei einem Schritt 6108 die Entscheidung positiv, so daß bei einem Schritt 6109 das Ventil MKMNV 3402 geschlossen wird. Darauffolgend wird bei einem Schritt 6110 das Ventil MKHeV 3403 geöffnet, wodurch das He-Gas eingeleitet wird. Wenn der Druckmesser 150 Torr erreicht, wird die Entscheidung bei einem Schritt 6111 positiv, so daß bei einem Schritt 6112 das Ventil MKHeV 3403 geschlossen wird. Letzlich wird bei einem Schritt 6113 das Torventil MKGV 3102 geöffnet, so daß die Maskenkammer 3103 und die Hauptkammer 3101 miteinander in Verbindung kommen.
Die Fig. 62 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozeß zum Messen des Röntgenstrahlenintensitätsprofils veranschaulicht. Der Prozeß wird auch unter Bezugnahme auf Fig. 15 und 67 ausführlich beschrieben.
Bei einem Schritt 6201 wird mit dem Röntgenstrahlen-Beleuchtungsmesser 1541 für das Messen der Röntgenstrahlenintensität während der Belichtung und mit dem Röntgenstrahlendetektor 1551, der an dem Plättchentisch 1899 angeordnet ist, welcher in X- und Y-Richtung bewegbar ist, für das Messen des Röntgenstrahlenintensitätsprofils die Röntgenstrahlenintensität gemessen, die die Basis für die nachfolgende Messung ist. Während der Messung wird der Röntgenstrahlendetektor 1551 in der X-Richtung in die gleiche Lage wie der Röntgenstrahlen-Beleuchtungsmesser 1541 versetzt. Bei diesem Prozeß wird die durch den Röntgenstrahlen-Beleuchtungsmesser 1541 ermittelte Röntgenstrahlenintensität als "DXSB" bezeichnet, während die durch den Röntgenstrahlendetektor 1551 ermittelte Röntgenstrahlenintensität als "DSB" bezeichnet wird. Bei einem Schritt 6202 wird durch Bewegen des Plättchentisches 1899 in der Y-Richtung der Röntgenstrahlendetektor 1551 zu den Meßstellen (Psn, Fig. 63) für das Messen des Röntgenstrahlenintensitätsprofils bewegt. Bei einem Schritt 6203 wird mit dem Röntgenstrahlendetektor 1551 die Röntgenstrahlenintensität an der Meßstelle gemessen. Ein an der n-ten Stelle gemessener Datenwert der Röntgenstrahlenintensität wird nachstehend mit "DSn" bezeichnet. Bei einem Schritt 6204 wird der bei dem Schritt 6203 erhaltene Datenwert DSn durch das Ausmaß der Abschwächung der Intensität des Röntgenstrahls aus dem SOR- Ring 4 korrigiert, die durch die Verzögerungszeit von dem Zeitpunkt, an dem bei dem Schritt 6201 der grundlegende Datenwert DSB gemessen wird, bis zu einem Zeitpunkt verursacht ist, an dem der Datenwert DSn erhalten wird. Der korrigierte Datenwert wird als "DSn'" bezeichnet. Die Prozeßfolge von dem Schritt 6202 bis zu dem Schritt 6204 ergibt die mit der Abschwächung korrigierten Datenwert DSn' für die Röntgenstrahlenintensität an den jeweiligen Meßstellen PSn.
Der Prozeß von dem Schritt 6202 bis zu dem Schritt 6205 wird wiederholt, bis bei dem Schritt 6205 die Messungen alle Meßstellen PS1 bis PSn überspannen. Wenn alle Datenwerte DS1' bis DSn' für alle Meßstellen ermittelt sind, schreitet der Ablauf zu einem Schritt 6206 weiter. Bei dem Schritt 6206 werden die Datenwerte DS1' bis DSn' nach der Korrektur mit der Abschwächung aufgrund der Beziehung zwischen DSB und DXSB korrigiert und danach aufgrund von DXB anstelle von DXSB zu Werten umgesetzt, wobei DXB eine Röntgenstrahlen-Bezugsintensität ist, die hinsichtlich des Röntgenstrahlen-Beleuchtungsmessers 1541 gesondert bestimmt worden ist. Dies wird unter Bezugnahme auf Fig. 64 beschrieben. Durch die Daten DX1 bis DXn für die Röntgenstrahlenintensität an den Meßstellen, die aufgrund von DXB umgesetzt worden sind, wird das Röntgenstrahlenintensitätsprofil über den ganzen Belichtungsbereich bestimmt.
Bei einem Schritt 6207 wird aufgrund des bei dem Schritt 6206 bestimmten Röntgenstrahlenintensitätsprofiles eine Verschlußsteuertabelle berechnet, die derart bestimmt ist, daß auf die ganze Fläche des Belichtungsbereichs eine gesondert bestimmte gleichformige Bezugs-Röntgenstrahlenbelichtungsmenge aufgebracht wird, wenn die Röntgenstrahlenintensität an dem Röntgenstrahlen-Beleuchtungsmesser 1541 DXB ist. Bei einem Schritt 6208 wird die bei dem Schritt 6207 bestimmte Verschlußsteuerdatentabelle in den Quellentabellenspeicher 4308 in dem Verschlußsteuerteil 3913 eingesetzt. Damit ist der Prozeß zum Messen des Röntgenstrahlenintensitätsprofils beendet.
Die Fig. 63 zeigt schematisch die Meßstellen PSn bei dem Bestimmen des Röntgenstrahlenintensitätsprofils, wobei mit 1541 der Röntgenstrahlen-Belichtungsmesser bezeichnet ist und mit 1551 der Röntgenstrahlendetektor bezeichnet ist, welcher an dem Plättchentisch 1899 angeordnet und in X- und Y-Richtung bewegbar ist. Eine gestrichelte Linie 6301 stellt den Belichtungsbereich dar. Mit PXSB ist die Stelle für das Messen von DXSB durch den Röntgenstrahlen-Belichtungsmesser 1541 bezeichnet und mit PSB und PS1 bis PSn sind die Meßpunkte für das Messen von DSB und DS1 bis DSn durch den Röntgenstrahlendetektor 1551 bezeichnet. Die Stellen PXSB und PSB können in irgendeiner beliebigen Lage sein, falls sie in der Verschlußsteuerrichtung (Y-Richtung) die gleichen sind.
Die Fig. 64 ist eine graphische Darstellung, die den Prozeß zum Ermitteln des Röntgenstrahlenintensitätsprofils aus den Röntgenstrahlenintensität-Meßwerten DSn an den Meßstellen PSn veranschaulicht. An den jeweiligen Meßstellen PS1 bis Psn werden die durch den Röntgenstrahlendetektor 1551 ermittelten Meßwerte DS1 bis DSn für die Röntgenstrahlenintensität durch die mittels einer Röntgenstrahlenintensität- Abschwächungskurve 6401 dargestellte Abschwächung der Röntgenstrahlenintensität korrigiert, um unter der Annahme, daß keine Änderung der Röntgenstrahlenintensität auftritt, die Phantommeßwerte DS1' bis DSn' zu erhalten. Die Datenwerte DS1' bis DSn' werden durch die Differenz zwischen dem grundlegenden Meßwert DXSB der Röntgenstrahlenintensität aus dem Röntgenstrahlen-Belichtungsmesser 1541 und dem grundlegenden Meßwert DSB der Röntgenstrahlenintensität aus dem Röntgenstrahlendetektor 1551 korrigiert, um als umgesetzte Daten für den Röntgenstrahlen-Belichtungsmesser 1541 die Datenwerte DXS1 bis DXSn an den jeweiligen Meßstellen zu erhalten. Daher können die Datenwerte DXS1 bis DSXn als Meßdatenwerte des Röntgenstrahlen-Belichtungsmessers 1541 an den Stellen PS1 bis PSn angesehen werden, wenn durch den Röntgenstrahlen-Belichtungsmesser 1541 DXSB gemessen wird. Ferner werden dann, wenn DXSB durch die Bezugs-Röntgenstrahlenintensität DXB aus dem Röntgenstrahlen-Belichtungsmesser 1541 ersetzt wird, die umgesetzten Röntgenstrahlenintensitäten DX1 bis DXn an den Meßpunkten erhalten, um damit ein Röntgenstrahlenintensitätsprofil 6402 an der Belichtungsfläche in bezug auf den Wert DXB aus dem Röntgenstrahlen-Belichtungsmesser 1541 zu erhalten.
Die Fig. 65 veranschaulicht den Prozeß zum Ermitteln der Verschlußsteuerdaten aus dem Röntgenstrahlenintensitätsprofil, wobei mit 6501 eine Belichtungsdauerkurve bezeichnet ist, die aus dem vorstehend beschriebenen Röntgenstrahlenintensitätsprofil 6402 derart bestimmt wird, daß sich auf der ganzen Fläche des Belichtungsbereichs die gesondert festgelegte Bezugs-Röntgenstrahlen-Belichtungsmenge ergeben kann. Die Kurve 6501 stellt die Belichtungszeitdauer bis zum Belichten eines jeden Punktes in dem Belichtungsbereich mit einer Bezugsbelichtungsmenge in dem Fall dar, daß auf den Röntgenstrahlen-Belichtungsmesser 1541 die Röntgenstrahlen mit der Bezugs-Röntgenstrahlenintensität DXB aufgebracht werden.
Danach wird eine Geschwindigkeitskurve für das Verschlußsstahlband 1513 derart bestimmt, daß an jedem Punkt des ganzen Belichtungsbereichs die Belichtungszeitdauer, die als die Zeitdauer von dem Durchlaufen des Vorderrandes 1531 der Öffnung 1530 des Hauptverschlusses 1501 bis zu dem Durchlaufen des Hinterrandes 1532 festgelegt ist, der Belichtungsdauerkurve 6501 entspricht, wobei die Verschlußsteuerdaten als eine Datentabelle für die Zeit berechnet werden, die für die Bewegung über eine kleine konstante Strecke benötigt wird.
Bei dem Bestimmen der Verschlußbewegungskurve wird ferner gemäß Fig. 66 die Geschwindigkeit in dem Konstantgeschwindigkeitsbereich aufgrund der minimalen Belichtungsdauer tMIN der Belichtungsdauerkurve 6501 und der Strecke 1 von dem Vorderrand 1531 bis zu dem Hinterrand 1532 des Verschlusses bestimmt und in dem Belichtungsdauerbereich von der die minimale Belichtungsdauer ergebenden Stelle PMIN weg bis zu der Seite des Beginns der Verschlußbewegung wird eine Differenz Ata an einem jeweiligen Punkt durch den Vorderrand 1531 des Verschlusses korrigiert, während in einem Zeitbereich von der Stelle PMIN bis zu der Ablaufseite des Verschlusses eine Differenz Δtb an einem jeweiligen Punkt durch den Hinterrand 1532 korrigiert wird; im einzelnen werden diese Korrekturen durch Bestimmen der Anlaufkurve während der Übergangsperiode vor dem Konstantgeschwindigkeitsbereich und der Auslaufkurve während der Übergangsperiode nach dem Konstantgeschwindigkeitsbereich durch die Bewegungsgeschwindigkeit des vorderen und des hinteren Randes 1531 und 1532 des Verschlusses herbeigeführt.
Die Fig. 68 ist ein Ablaufdiagramm, welches von dem ganzen Betriebsablauf in dem Gerät gemäß diesem in Verbindung mit Fig. 49 beschriebenen Ausführungsbeispiel den Plättchenbelichtungsschritt 4928 für das Plättchen 3 in dem in das Gerät eingesetzten Vorratsträger 2501 bei dem Betriebsablauf veranschaulicht. Es ist angenommen, daß alle für- den Belichtungsvorgang erforderlichen Auftragsdaten in der Haupteinheit des Gerätes abgespeichert wurden und daß der Vorrats- und Sammelträger 2501 ud 2502 und die Maskenkassette 1310 auf die gemäß Fig. 49 beschriebene Weise richtig in das Gerät eingesetzt sind.
Der Prozeß von einem Schritt 6801 bis zu einem Schritt 6803 ist eigens für das erste Plättchen in dem Vorratsträger 2501 vorgesehen und Schritte von 6804 bis einschließlich 6815 werden gleichzeitig für die gleichzeitig im Gerät vorhandenen zwei Plättchen, nämlich das Plättchen in dem Belichtungsprozeß und das Plättchen in dem Transportprozeß ausgeführt. Die Verarbeitungen werden parallel ausgeführt.
Bei dem Schritt 6801 wird das erste Plättchen 3 in dem Vorratsträger 2501 durch die Eingabehand 2512 angezogen und festgehalten, zu dem Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 befördert und zu dem Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 1521 übertragen. Dabei ist in dem Gerät die Ausrichtung der Orientierungsfläche des Plättchens 3 nicht bekannt. Als nächstes wird in dem Schritt 6802 die Exzentrizität des an dem Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 1521 festgehaltenen Plättchens 3 (in X- und Y-Richtung) beseitigt und die Orientierungsfläche in der vorbestimmten Richtung ausgerichtet. Wenn die Richtung der Orientierungsfläche innerhalb des Toleranzbereichs von der Sollrichtung weg festgelegt ist, wird bei dem Schritt 6803 das Plättchen 3 durch die Beschickungshand 2530 angezogen und zu dem Plättchenspannfutter 1807 in der Haupteinheit übertragen.
Das durch das Plättchenspannfutter 1807 festgehaltene Plättchen 3 wird dann in den Belichtungsprozeß eingeführt. Andererseits wird zugleich das nächste Plättchen 3 befördert, da nunmehr das Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 2521 und die Beschickungshand 2530 frei sind. Der Schritt 6804 stellt den Beginn dieser gleichzeitigen Verarbeitung dar. Zuerst wird der Belichtungsprozeß an dem Plättchen 3 an dem Plättchenspannfutter 1807 von dem Schritt 6805 bis zu dem Schritt 6811 beschrieben. Danach wird der Prozeß der Plättchenaufnahme und des Zuführens des nächsten Plättchens in den Schritten 6812 bis 6802 beschrieben.
Bei dem Schritt 6805 wird das Plättchen 3 an dem Plättchenspannfutter 1807 durch das Vorausrichtungssystem 1307 in dem Gerät ausgerichtet. Dann wird bei dem Schritt 6806 ermittelt, ob die Maske 2 an dem Maskenspannfutter 1903 die richtige Maske für das gerade zu belichtende Plättchen ist oder nicht. Wenn dies der Fall ist, schreitet der Ablauf zu dem Prozeß für das schrittweise wiederholte Belichten weiter. Wenn das nicht der Fall ist oder wenn sich keine Maske an dem Maskenspannfutter 1903 befindet, schreitet der Ablauf zu dem Schritt 6807 weiter, wobei dann, wenn sich eine andere Maske 2 an dem Maskenspannfutter 1903 befindet, der Ablauf zu dem Schritt 6808 fortschreitet, während andernfalls der Ablauf direkt zu dem Schritt 6809 für das Einsetzen der Maske fortschreitet. Bei dem Schritt 6808 wird die durch das Maskenspannfutter 1903 festgehaltene Maske 2 von der Maskenhand 2606 abgenommen und zu einem vorbestimmten Kassettenfach 3001 in dem Kassettenhauptaufbau 2801 zurückgeführt. Nachdem das Maskenspannfutter 1903 leer geworden ist, wird bei dem Schritt 6809 durch die Maskenhand 2602 die erwünschte Maske 2 in dem Hauptaufbau der Kassette 2801 befördert und in das Maskenspannfutter 1903 eingelegt. Die Information über die erwünschte Maske ist in den Auftragsdaten enthalten, welche vor Beginn der Belichtungsablauffolge abgespeichert werden. Bei dem Schritt 6810 wird die Ausrichtung zwischen der Haupteinheit des Gerätes und der nunmehr an das Maskenspannfutter 1903 angesetzten Maske 2 vorgenommen.
Nachdem das Plättchen 3 an dem Plättchenspannfutter 1807 und die Maske 2 an dem Maskenspannfutter 1903 mit jeweiligen Bezugspunkten ausgerichtet sind, wird bei dem Schritt 6811 der schrittweise wiederholte Belichtungsprozeß ausgeführt. Bei dem Schritt 6811 wird die Ausrichtung zwischen dem jeweiligen Belichtungsbereich an dem Plättchen 3 (einem Muster 8201 an dem Plättchen) und dem Muster 8202 an der Maske vorgenommen und dann wird das Plättchen durch das Muster hindurch belichtet, wonach die Folge der Betriebsvorgänge wiederholt wird. Nach Abschluß einer vorbestimmten Anzahl von Belichtungen oder aller Belichtungen wird der Betriebsvorgang mit dem nachfolgend beschriebenen Prozeß zum Aufsammeln und Zuführen der Plättchen synchronisiert und dann werden die nachfolgenden Schritte ausgeführt.
Es wird der Prozeß für das Aufsammeln und Zuführen der Plättchen von dem Schritt 6812 bis zu dem Schritt 6802 beschrieben. Zuerst wird bei dem Schritt 6812 ermittelt, ob von der Austragehand 2531 ein Plättchen 3 befördert wird oder nicht, nämlich ob das Plättchen im Belichtungsprozeß das erste Plättchen oder ein zweites oder ein nachfolgendes Plättchen ist. Falls durch die Austragehand 2531 das zweite oder nachfolgende Plättchen nach der Belichtung befördert wird, wird bei dem Schritt 6813 das Plättchen durch die Eingabevorrichtungshand 2512 über den Orientierungsflächen-Erfassungstisch zu dem Sammelträger 2502 befördert und in diesem untergebracht. Bei dem Schritt 6814 wird ermittelt, ob sich in dem Vorratsträger ein als nächstes zu belichtendes Plättchen befindet oder nicht. Wenn dies der Fall ist, werden auf die vorstehend beschriebene Weise das Zuführen des Plättchens (Schritt 6801) und das Erfassen der Orientierungsfläche (Schritt 6802) ausgeführt, so daß das nächste Plättchen zu der Belichtungsposition übertragen werden kann, sobald der Belichtungsprozeß für das gegenwärtig bearbeitete Plättchen abgeschlossen ist. Das nächste Plättchen wartet den Abschluß der vorangehenden Plättchenbelichtung ab.
Der Schritt 6817 stellt die Synchronisierung zwischen dem gegenwärtigen Belichtungsprozeß und dem Plättchenabnahme/Zuführprozeß dar. Nach dem Beenden dieser Prozesse werden bei dem Schritt 6803 jeweils das belichtete Plättchen (an dem Plättchenspannfutter 1807) und das unbelichtete Plättchen (an dem Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 2521) durch die Austragehand 2531 zu dem Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 2521 bzw. durch die Beschickungshand 2530 zu dem Plättchenspannfutter 1807 befördert. Wenn die vorangehende Plättchenzufuhrerkennung bei dem Schritt 6814 positiv ist, kehrt bei einem Schritt 6815 der Ablauf zu dem Schritt 6804 zurück, bei dem gleichzeitig der Belichtungsprozeß und der Plättchenabnahme/Zuführprozeß ausgeführt werden. Wenn dies nicht der Fall ist, nämlich wenn bei dem Schritt 6814 kein Plättchen zugeführt wird, d.h., wenn das Plättchen an dem Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 2521 nach dem Belichten das letzte Plättchen ist, wird ein nächster Schritt 6813 ausgeführt, bei dem das Plättchen in dem Sammelträger aufgenommen wird, wonach der Betriebsablauf endet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 69 und Fig. 25 wird der Ablauf des in Fig. 68 dargestellten Plättchenzufuhrprozeßschrittes 6801 beschrieben. Zuerst wird durch die Eingabevorrichtung- ωy-Stellvorrichtung 2515 die Eingabevorrichtung 1304 bei dem Schritt 6901 geschwenkt, um die Eingabehand 2512 dem Vorratsträger 2501 gegenüberzusetzen. Dann wird bei einem Schritt 6902 der Eingabe-X-Tisch 2517 derart bewegt, daß die Eingabehand 2515 unter das Plättchen 3 in dem Vorratsträger 2501 gelangt. Dann bewegt bei einem Schritt 6903 die Vorratshebestellvorrichtung 2504 den Vorratsträger 2501 um einen Teilungsschritt des Trägers nach unten und bei einem Schritt 6904 beginnt das Anziehen an die Eingabehand 2515 durch Unterdruck. Wenn das Plättchen 3 von der Hand 2515 angezogen ist, wird die Entscheidung bei einem Schritt 6905 positiv, so daß der Eingabe-X-Tisch 2517 bei einem Schritt 6906 die Eingabehand 2515 in die ursprüngliche Stellung zurückzieht.
Hierbei wird bei einem Schritt 6907 mittels des Plättchenvorratsdetektors 2507 ermittelt, ob ein als nächstes zuzuführendes Plättchen 3 vorhanden ist. Falls kein Plättchen 3 vorhanden ist, wird bei einem Schritt 6908 ähnlich wie bei dem Schritt 6903 der Vorratsträger um einen Teilungsabstand nach unten bewegt. Bei einem Schritt 6909 wird in Abhängigkeit von dem Zählstand der durch die Fördersystem-Steuereinheit 4601 gezählten zugeführten Plättchen festgestellt, ob die Plättchenzufuhr abgeschlossen ist oder nicht. Wenn dies nicht der Fall ist, wird wieder der Schritt 6907 ausgeführt. Wenn bei dem Schritt 6907 ermittelt wird, daß ein Plättchen für die Zufuhr vorhanden ist, wird bei einem Schritt 6910 die Eingabevorrichtung 1304 in Gegenrichtung zu dem Schritt 6901 geschwenkt, so daß die Eingabehand 2215 an den Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 gebracht wird. Dann dreht bei einem Schritt 6911 die Eingabe-ωx- Stellvorrichtung 2514 die das Plättchen 3 tragende Eingabehand 2512 aus ihrem horizontalen in ihren vertikalen Zustand. Danach wird bei einem Schritt 6912 der Eingabe-X- Tisch 2517 zu der Stelle bewegt, an der die Rückseite des Plättchens dem Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 2521 gegenübergesetzt ist. Darauffolgend wird bei einem Schritt 6913 der Eingabe-Z-Tisch 2520 derart bewegt, daß die Rückfläche des Plättchens mit der Oberfläche des Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutters in Berührung kommt, und bei einem Schritt 6914 beginnt das Festlegen des Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutters 2512 durch Unterdruck. Wenn das Plättchen 3 durch das Orientierungsflächen- Erfassungsspannfutter 2521 angezogen ist, wird die Entscheidung bei einem Schritt 6915 positiv, so daß bei einem Schritt 6916 das Anziehen durch die Eingabehand 2515 aufgehoben wird. Darauffolgend wird bei einem Schritt 6917 der Eingabe-Z-Tisch 2520 derart bewegt, daß der Zwischenraum zwischen der Eingabehand 2515 und der Rückfläche des Plättchens sichergestellt ist. Letztlich wird bei einem Schritt 6918 der Eingabe-X-Tisch 2517 in die Ausgangsstellung bewegt und die Eingabehand 2515 von dem Orientierungsflächen-Erfassungstisch 1305 weg bewegt.
Die Fig. 70 ist ein Ablaufdiagramm, das den Funktionsablauf des Orientierungsflächen-Erfassungsschrittes 6802 bei dem Belichtungsprozeß des Gerätes veranschaulicht.
Zu dem Zeitpunkt, an dem die Orientierungsflächenerfassung beginnt, ist das Plättchen 3 durch das in Fig. 25 dargestellte Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 2521 angezogen und die Orientierungsfläche zeigt in eine unbekannte Richtung, wobei die Mitte des Plättchens 3 und die bei der Beschreibung dieser Ablauffolge nachfolgend als "Tischmitte" bezeichnete Mitte des θ-Tisches 2523 für die Orientierungsflächenerfassung voneinander abweichen, was sich durch den Fehler während des Ausführens des in Fig. 68 dargestellten Plättchenzuführschrittes 6801 ergibt. Der X- Tisch 2527 und der Y-Tisch 2529 für die Orientierungsflächenerfassung stehen in Meßstellungen.
Bei einem Schritt 7001 nach Fig. 70 wird durch die Orientierungsflächeerfassung-Schnittstelle 4614 nach Fig. 46 die θ-Achsen-Treiberstufe 4617 angesteuert und der Orientierungsflächenerfassung-θ-Tisch 2523 wird mit konstanter Geschwindigkeit gedreht, während in regelmäßigen Winkelabständen über eine volle Umdrehung des Plättchens die Lagen des Plättchenrandes ermittelt werden. Das Verfahren zum Messen an einem Punkt besteht darin, daß das Zeilensensor-Beleuchtungssystem 2524 einen Strahl über eine vorbestimmte Zeitdauer auf den Zeilensensor 2525 projiziert, der in der gleichen Höhe wie die Mitte des Tisches angeordnet ist, und die an dem Zeilensensor 2525 während der Beleuchtung gesammelte Ladung zu dem Prozessor 4618 für das Sensorsignal für die Orientierungsflächenerfassung übertragen wird, von dem als Ausgangssignal die Lage des Plättchenrandes abgegeben wird. Aus dem Ausgangssignal und der Anbringungsstelle des Zeilensensors 2525 gegenüber der Tischmitte kann die Strecke von der Tischmitte bis zu dem Plättchenrand ermittelt werden. Der Winkel, über den der Orientierungsflächenerfassung-θ-Tisch 2523 von dem Abschluß der Messung bei einer vollen Umdrehung des Plättchens bis zu dem Anhalten des Tisches 2523 dreht, wird als Überlaufdrehung gespeichert und während der Korrekturansteuerung zurückgeleitet.
Die Fig. 71 ist eine graphische Darstellung einer Strecke l von der Tischmitte bis zu dem Plättchenrand in bezug auf die Winkelstellung θ des Orientierungsflächen-θ-Tisches 2523. Mit 7101 ist eine Kurve bezeichnet, die die Änderung von l zeigt, und wenn keine Exzentrizität zwischen der Tischmitte und der Plättchenmitte besteht, erscheint der Abschnitt des Kreises als gerade Linie. Eine Linie 7102 ist eine Kurve, welche die der Orientierungsfläche entsprechende Änderung von l zeigt.
Von einem Schritt 7002 bis zu einem Schritt 7007 werden die durch die Messungen erhaltenen Daten verarbeitet, um die Lage der Orientierungfläche zu erkennen. Bei dem Schritt 7002 wird die Folge der Daten l zum Auffinden des Minimalwertes abgefragt und es werden die minimale Strecke l und der diese ergebende Winkel gespeichert. In Abhängigkeit von der Exzentrizität und der Richtung der Orientierungfläche kann die Anzahl von Minimalwerten eins oder zwei sein. Falls sie eins ist, entspricht der Minimalwert der Orientierungsfläche. Falls sie jedoch zwei ist, ist es erforderlich, zu unterscheiden, welcher Wert die Orientierungsfläche darstellt. Bei dem Schritt 7003 wird in Abhängigkeit von der Anzahl der Minimalwerte entschieden, ob die Unterscheidung der Orientierungsfläche erforderlich ist. Falls sie nicht erforderlich ist,, schreitet der Ablauf zu dem Schritt 7006 weiter.
Falls die Anzahl von Minimalwerten zwei ist, wird der Umstand genutzt, daß die Änderung der Folge der Daten l in dem der Orientierungfläche entsprechenden Abschnitt steiler ist als in dem Abschnitt, der nicht der Orientierungsfläche entspricht, und die Unterscheidung wird folgendermaßen getroffen: Bei dem Schritt 7004 wird die Datenfolge l von dem Minimalwert weg nach links und rechts abgefragt, um einen 36 Drehwinkel (θ11, θ12, θ21, θ22 in Fig. 71) zu finden, der l = Minimalwert +Δl ergibt, wobei Δl ausreichend klein ist.
Die kleine Strecke Δl wird derart gewählt, daß während der Abfrage der Maximalwert zwischen zwei Minimalwerten übersprungen wird. Als Beispiel für das Wählen kann Δl als Differenz zwischen dem kleineren der Maximalwerte und dem größeren der Minimalwerte festgelegt werden. Bei dem Schritt 7005 wird
Δθ1 = θ12 - θ11
Δθ2 = θ22 - θ21
berechnet. Der kleinere Wert von Δθ1 und Δθ2 ist als der Orientierungsfläche entsprechend anzusehen.
Bei dem Schritt 7006 werden aus einem der Orientierungsfläche entsprechenden Meßpunktesatz (θi, l) in den Koordinaten, deren Ursprungspunkt mit der Tischmitte übereinstimmt, die Plättchenrandkoordinaten (xi, yi) ermittelt zu
xi = licosθi
yi = lisinθi
Nach dem Verfahren der Näherung durch die kleinsten Quadrate wird eine Gleichung y = ax + b bestimmt, die den Rand der Orientierungsfläche darstellt. Die Meßpunkte sollen zuverlässig auf dem Orientierungsflächenrand liegen und werden in Abhängigkeit von dem Plättchendurchmesser, der Länge der Orientierungsfläche und der maximal möglichen Exzentrizität bestimmt.
Die Fig. 72 ist eine Darstellung eines Plättchens in den Koordinaten, deren Ursprungspunkt mit der Tischmitte übereinstimmt. In dieser Figur hat das Plättchen 3 eine Mitte 7202 und dessen Orientierungsfläche liegt auf einer Linie 7201 an den Koordinaten mit dem Ursprungspunkt 7203, der mit der Tischmitte übereinstimmt. Bei dem Schritt 7007 werden aufgrund der durch y = ax + b dargestellten, bei dem Schritt 7006 erhaltenen Linie ein Winkel, der zwischen der X-Achse und einer durch die Tischmitte 72003 verlaufenden und zu der Linie 7201 senkrechten Linie gebildet ist, nämlich die Richtung θOF der Orientierungfläche sowie die Länge lOF der senkrechten Linie, nämlich der Abstand von der Tischmitte 7203 zu der Orientierungsfläche durch die folgenden Gleichungen ermittelt:
wobei (Xc, Yc,) die Koordinaten des Schnittpunktes zwischen der Linie 7201 und der senkrechten Linie sind. Da der Winkel θ Φ durch tan&supmin;¹ bestimmt ist, ergibt sich -90º < θOF < 90º. Daher muß aus den Koordinaten (Xc, Yc) eine Korrektur vorgenommen werden, um 0º < < 360º zu erhalten.
Von einem Schritt 7008 bis zu einem Schritt 7010 wird aufgrund der Berechnung die Korrektureinstellung in die Lage für das Übertragen des Plättchens zu der Beschickungshand 2530 ausgeführt. Bei dem Schritt 7008 wird unter Berücksichtigung der Überlaufgröße während der Messung das Ausmaß der Korrekturverstellung für das Ausrichten der Orientierungsfläche berechnet und über die Orientierungsflächenerfassung-Schnittstelle 4614 die θ-Achsen-Treiberstufe 4617 derart angesteuert, daß der Orientierungsflächenerfassung-θ- Tisch 2523 in Richtung der kleineren Stellgröße gedreht wird. Zum Ausschalten des möglichen Spiels wird der Tisch letztlich in einer Richtung zum Anstoß gebracht. Bei dem Schritt 7009 wird der bei dem Schritt 7007 ermittelte Abstand zwischen der Tischmitte und der Orientierungsfläche dazu herangezogen, über die Orientierungsflächenerfassung- Schnittstelle 4614 die Y-Achsen-Treiberstufe 4616 zum Bewegen des Orientierungsflächenerfassung-Y-Tisches 2529 in der Weise zu steuern, daß die Höhe der Orientierungsfläche die Höhe zum Zeitpunkt des X-Richtungsanstoßes ist. Bei dem Schritt 7010 werden der Zeilensensor 2515 und das Beleuchtungssystem 2524 für den Zeilensensor benutzt und über die Orientierungsflächenerfassung-Schnittstelle 4614 wird die X-Achsen-Treiberstufe 4615 während der Erfassung der Lage des Plättchenrandes über den Prozessor 4618 für das Orientierungsflächenerfassung-Sensorsignal derart angesteuert, daß der Orientierungsflächenerfassung-X-Tisch 2527 in einer Anstoßrichtung das Plättchen in die Soll-Lage bringt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 73, Fig. 68 und Fig. 24 wird der Betriebsablauf des Beschickungs/Austragevorganges bei dem Schritt 6803 beschrieben.
Zuerst wird bei einem Schritt 7301 der Orientierungsflächenerfassung-Y-Tisch 2529 nach oben zum Bewegen des Plättchens in eine zurückgezogene Lage derart bewegt, daß die Beschickungshand 2530 der Plättchenfahrbühne 1306 unter die Rückfläche des Vorratsplättchens an dem Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 2521 eingeführt werden kann. Als nächstes bewegt bei einem Schritt 7302 die Fahrbühnen-X- Stellvorrichtung 2538 den Beschickungs-X-Tisch 2536 und den Austrage-X-Tisch 2537, die an der Ausgangsstellung stehen, welche die Mitte des Bewegungshubes ist, in der Weise, daß die Beschickungshand 2530 zur Seite des Tisches 1305 für die Orientierungsflächenerfassung gelangt und die Austragehand 2531 an der Seite des Plättchentisches steht. Als nächstes wird bei einem Schritt 7303 der Beschickungs-Zo- Tisch 2532 derart bewegt, daß die Beschickungshand 2530 zu der Rückseite des Zuführplättchens an dem Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 2521 gebracht wird. Dann wird bei einem Schritt 7304 der Orientierungsflächenerfassung-Y- Tisch 2529 in seine ursprüngliche Lage herunter bewegt. Bei einem Schritt 7305 wird dann der Beschickungs-Zo-Tisch 2532 zur Berührung der Beschickungshand 2530 mit der Rückseite des Plättchens bewegt und bei einem Schritt 7306 der Anzug der Beschickungshand 2530 durch Unterdruck begonnen. Wenn das zugeführte Plättchen 3 an die Beschickungshand 2530 angezogen ist, wird die Entscheidung bei einem Schritt 7307 positiv, so daß bei einem Schritt 7308 der Anzug durch das Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 2521 aufgehoben wird. Dann wird bei einem Schritt 7309 der Beschickungs-Zo- Tisch 2532 derart bewegt, daß die das Zuführplättchen anziehende Beschickungshand 2530 in die ursprüngliche Stellung (eine Ausgangsstellung des Beschickungs-Zo-Tisches) zurückgebracht wird.
Andererseits wird bei einem Schritt 7310 durch den Austrage-Zo-Tisch 2533 die Austragehand 2531 derart bewegt, daß diese an dem Plättchenspannfutter 1807 unter die Rückseite des zu korrigierende Plättchens gebracht wird (welches belichtet worden ist). Bei einem Schritt 7311 wird der Plättchentisch 1899 aus der Belichtungsstellung nach unten zu einer Plättchenübertragestellung bewegt. Als nächstes wird bei einem Schritt 7312 der Austrage-Zw-Tisch 2533 derart bewegt, daß die Austragehand 2531 mit der Rückseite des einzusammelnden Plättchens in Berührung kommt, und bei einem Schritt 7313 wird der Anzug der Austragehand 2531 durch Unterdruck begonnen. Wenn die Austragehand 2531 das einzusammelnde Plättchen anzieht, wird die Entscheidung bei einem Schritt 7314 positiv, so daß bei einem Schritt 7315 der Anzug an das andere Plättchenspannfutter 1807 durch den Unterdruck aufgehoben wird. Dann wird bei einem Schritt 7316 der Austrage-Zw-Tisch bewegt und die das einzusammelnde Plättchen anziehende Austragehand 2533 wird in die ursprüngliche Stellung (eine Ausgangsstellung des Austrage- Zw-Tisches) zurückgeführt.
Als nächstes bewegt bei einem Schritt 7317 die Fahrbühnen-X-Stellvorrichtung 2538 den Beschickungs-X-Tisch 2536 und den Austrage-X-Tisch 2537 derart, daß die Beschickungshand 2530 an der Seite des Plättchentisches steht und die Austragehand 2531 an der Seite des Orientierungsflächenerfassungstisches steht. Darauffolgend wird bei einem Schritt 7318 der Beschickungs-Zo-yisch 2532 derart betätigt, daß das an der Beschickungshand 2530 angezogene und festgehaltene Zuführplättchen mit der Oberfläche des Plättchenspannfutter 1807 in Berührung kommt, und bei einem Schritt 7319 wird der Unterdruckanzug durch das Plättchenspannfutter 1807 begonnen. Wenn das Zuführplättchen durch das Plättchenspannfutter 1807 angezogen ist, wird bei einem Schritt 7320 die Entscheidung positiv, so daß bei einem Schritt 7321 der Anzug der Beschickungshand 2530 aufgehoben wird. Dann wird bei einem Schritt 7322 der Beschickungs-Zo-Tisch 2532 bewegt und der Abstand zwischen der Beschickungshand 2530 und der Rückseite des Zuführplättchens sichergestellt.
Als nächstes wird bei einem Schritt 7323 der Plättchentisch nach oben in die Stellung für die automatische Vorausrichtung bewegt und bei einem Schritt 7324 wird die Beschickungshand 2530 in die ursprüngliche Stellung zurückgeführt, welche eine Ausgangsstellung des Beschickungs-Zo-Tisches ist. Andererseits berührt bei einem Schritt 7325 die Austragehand 2531 durch die Bewegung des Austrage-Zo-Tisches 2533 das einzusammelnde Plättchen an der Oberfläche des Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutters 2521 und bei einem Schritt 7326 wird der Unterdruckanzug durch das Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 2521 begonnen. Wenn das aufgesammelte Plättchen an das Orientierungsflächen-Spannfutter 2521 angezogen ist, wird die Entscheidung bei einem Schritt 7327 positiv, so daß bei einem Schritt 7328 der Anzug durch die Austragehand 2531 aufgehoben wird. Darauffolgend wird bei einem Schritt 7329 der Austrage-Zw- Tisch 2533 zum Bilden eines sicheren Abstandes zwischen der Austragehand 2531 und der Rückfläche des aufgesammelten Plättchens bewegt. Dann wird bei einem Schritt 7330 der Orientierungsflächenerfassung-Y-Tisch 2529 nach oben bewegt, um das aufgesammelte Plättchen in eine zurückgezogene Lage zu versetzen, und bei einem Schritt 7331 wird die Austragehand in die ursprüngliche Stellung (die Ausgangsstellung des Austrage-Zw-Tisches) zurückgeführt. Darauffolgend bewegt bei einem Schritt 7332 die Fahrbühnen-Z-Stellvorrichtung 2538 den Beschickungs-X-Tisch 2536 und den Austrage-X-Tisch 2537 derart, daß die Beschickungshand 2530 und die Austragehand 2531 in den Ausgangsstellungen zwischen den Bewegungshüben stehen. Letzlich wird bei einem Schritt 7333 der Orientierungsflächenerfassung-Y-Tisch in die ursprüngliche Stellung zurückgestellt.
Wenn kein Plättchen zuzuführen ist, werden die Schritte 7301, 7303 bis 7309 und 7318 bis 7324 nicht ausgeführt. Auf ähnliche Weise werden dann, wenn kein Plättchen einzusam-35 meln ist, die Schritte 7310 bis 7316, 7325 bis 7331 und 7333 nicht ausgeführt.
Die Fig. 74 ist ein Ablaufdiagramm, das von dem Belichtungsprozeß mit diesem Gerät den Betriebsablauf für die Plättchenvorausrichtung bei dem in Verbindung mit Fig. 68 beschriebenem Schritt 6805 veranschaulicht. In dem Ablaufdiagramm ist ein Vorausrichtungsvorgang für ein Plättchen 3 dargestellt, welches für die zweite oder nachfolgende Schicht zu bearbeiten ist, d.h., für ein Plättchen 3, das mit der Richtmarkierung versehen ist. Wenn die Plättchenvorausrichtung beginnt, ist gemäß Fig. 75 infolge des Fehlers bei der Orientierungsflächenerfassung und des Fehlers bei der Plättchenbeschickung während der vorangehenden Ablauffolge das Plättchen 3 nicht in die Soll-Lage 7501 des Plättchenspannfutters 1807 ausgerichtet und daher ist das Plättchen 3 mit Abweichungen in der X-Richtung, der Y-Richtung und der Drehrichtung dargestellt (7502). Ferner ist die Dicke des Plättchens ungleichförmig und insbesondere die ungleichförmige Dicke ruft eine keilförmige Komponente hervor. Zuerst werden bei einem Schritt 7401 der X-Grobverstellungstisch 1710 und der Y-Grobverstellungstisch 1705, die in Fig. 17 gezeigt sind, zum Beobachten der ersten Markierung verstellt, so daß das Objektiv 2106 des optischen Vorausrichtsystems (Fig. 21) und die Sollstelle der ersten Markierung 7503 einander gegenübergesetzt werden. Als nächstes wird bei einem Schritt 7402 durch die Z-Kippstellschraube 1813 (Fig. 18) der Z-Kipptisch 1805 verstellt, wobei die Verstellung durch. die Stellschraube 1813 gemäß dem Ausgangssignal des Versetzungssensors 1820 für die Z-Kippsteuerung gesteuert wird und der Z-Kipptisch 1805 über eine Strecke bewegt wird, welche einem vorbestimmten Bezugsabstand Zstd entspricht. Dadurch kann durch das System 2119 bis 2124 zur automatischen Vorfokussierung die Lage des Plättchens 3 in der Z-Richtung (der Abstand in der Z-Richtung) erfaßt werden, wobei sich das Plättchen 3 an dem Z- Kipptisch 1805 befindet.
Bei einem Schritt 7403 wird durch den in Fig. 39 dargestellten Steuerteil 3907 für die automatische Vorausrichtung und Vorfokussierung das Ausgangssignal aus dem in Fig. 21 dargestellten lageempfindlichen Detektor PSD 2124 verarbeitet, um den Abstand Z1 zu ermitteln. Bei einem Schritt 17404 wird aus dem ermittelten tatsächlichen Abstand Z1 und dem Sollabstand Zstd die Korrekturstellgröße zu ΔZ1 = Zstd - Z1 berechnet. Die Z-Kippstellschraube 1813 wird zu einer derartigen Bewegung des Z-Kipptisches 1805 betätigt, daß sich zu der gegenwärtig gemessenen Plättchenoberfläche der Abstand Zstd ergibt. Auf diese Weise wird in dem optischen System zur automatischen Vorausrichtung (Fig. 21) die Fokussierung vorgenommen. Bei einem Schritt 7405 wird durch den Steuerteil 3910 für die automatische Vorausrichtung und Vorfokussierung das Ausgangssignal des in Fig. 21 dargestellten Kamerasensors 2117 verarbeitet, um die Abweichungen ΔX1 und ΔY1 zwischen der Soll-Lage 7503 und der Ist- Lage 7505 der ersten Markierung zu bestimmen. In den vorstehend beschriebenen Schritten 7401 bis 7405 werden die Dickeabweichung ΔZ1 von einem idealen Plättchen an der Stelle der ersten Markierung sowie die Abweichungen ΔX1 und ΔY1 der ersten Markierung von der Soll-Lage erfaßt. In den Schritten 7406 bis 7410 werden die gleichen Betriebsvorgänge bezüglich der zweiten Markierung ausgeführt, um die Dickeabweichung ΔZ2 (= Zstd - Z2) sowie die Abweichungen ΔX2 und ΔY2 zwischen der Soll-Lage 7504 und der Ist-Lage 7506 zu erhalten.
Bei einem Schritt 7411 wird aus den Abweichungen der beiden Markierungen eine Drehabweichung Δθ1 des Plättchens 3 berechnet. Nachstehend stellt ein Zusatz "i" die Anzahl der Näherungsschritte auf der Korrekturbewegungsschleife dar. Bei einem Schritt 7412 wird die berechnete Abweichung Δθi mit einer vorbestimmten zulässigen Drehabweichung verglichen, und es wird dann, wenn die Abweichung außerhalb des Toleranzbereichs liegt, bei einem Schritt 7413 durch den in Fig. 18 dargestellten θ-Grobverstellungsmechanismus 1814 bis 1816 der θ-Grobverstellungstisch 1806 zum Korrigieren allein der Drehabweichung Δθi betätigt, wonach der Ablauf zu dem Schritt 7401 zurückkehrt, um den Betriebsvorgang von dem Erfassen der Abweichung der ersten Markierung an zu wiederholen. Falls andererseits die Abweichung innerhalb des Toleranzbereichs liegt, werden bei einem Schritt 7414 die Dickeabweichung ΔZpa, die Abweichungen ΔXpa und ΔYpa von der Soll-Lage und die Abweichung Δθpa, die bei der Vorausrichtungsablauffolge erhalten werden, zur Verwendung bei dem Belichtungsprozeß gespeichert oder sofort korrigiert. Letzlich wird bei einem Schritt 7415 der Z-Kipptisch 1803 nach unten bewegt, um das eingespannte Plättchen 3 von dem Objektiv 2106 des optischen Vorausrichtsystems weg zu bewegen.
Die vorstehende Beschreibung betrifft das Plättchen, das für die zweite oder nachfolgende Schicht zu bearbeiten ist. Falls an dem Plättchen 3 die erste Schicht erzeugt werden soll, befindet sich an dem Plättchen keine Markierung, die für die Ausrichtung zu erfassen ist, und daher sind die Messungen bei den Schritten 7405 und 7410, die Fokussierverstellungen bei den Schritten 7404 und 7409, die Fehlerauswertung bei dem Schritt 7412 und die θ-Korrekturverstellung bei dem Schritt 7413 nicht erforderlich. Infolge dessen wird in diesem Fall die Vorausrichtung für das Bestimmen der Plättchendickeabweichung ΔZpa ausgeführt, die bei dem Belichtungsvorgang herangezogen wird.
Die Berechnung der Korrekturgröße während der Vorausrichtung wird unter Bezugnahme auf Fig. 75 beschrieben. Unter Ansetzen der Abweichungen (ΔX1, ΔY1) und (ΔX2, ΔY2) in X- und Y-Richtung, die bei den vorangehend beschriebenen Schritten 7405 und 7410 bestimmt werden, erhält man als Mittelwerte, die X- und Y-Abweichungen des ganzen Plättchens 3:
Δxi = (b ΔX1 + a AX2)/L
ΔYi = (b ΔY1 + a AY2)/2
wobei a ein Abstand von der Plättchenmitte 7507 bis zu der Sollstelle 7503 der ersten Markierung in X-Richtung ist, b ein Abstand von der Plättchenmitte 7507 zu der Sollstelle 7504 der zweiten Markierung in der X-Richtung ist und L ein Abstand (a + b) zwischen den Markierungen ist. Der Zusatz "i" stellt die Anzahl der Näherungsschritte in der Korrekturverstellungsschleife in dem vorstehend beschriebenen Ablaufdiagramm dar. Die Drehabweichung ergibt sich zu
Δθi = (ΔY2 - ΔY1)/L
Hierbei wird die θ-Abweichung unter Ansetzen der Abweichungen in der Y-Richtung berechnet, da gemäß der Darstellung in dieser Figur die erste und die zweite Markierung links und rechts der dazwischenliegenden Plättchenmitte 7507 angeordnet sind. Falls die Markierungen oberhalb und unterhalb der dazwischenliegenden Plättchenmitte angeordnet sind, wird die Drehung aus den Abweichungen in der X-Richtung ermittelt. Die Abweichungsgrößen sind diejenigen für den i-ten Näherungsschritt und die Gesamtabweichungen in der ganzen Ablauffolge einschließlich der vorangehenden Schleifen werden folgendermaßen erneuert:
ΔX = ΔX + ΔXi
ΔY = ΔY + AYi
Schließlich werden bei dem Schritt 7414 die Korrekturgrößen bei der Vorausrichtung berechnet zu
ΔZpa = (b ΔZ1 + a ΔZ2)/L
ΔXpa = ΔX
ΔXpa = ΔY
Δθdpa = Δθi
wobei θΔpa die Drehabweichung ist, die zwar nicht aufgehoben werden konnte, aber die innerhalb des Toleranzbereichs liegt. Für die jeweiligen einzelnen Belichtungen wird die Abweichung durch Umsetzen derselben in Komponenten in x- und Y-Richtung korrigiert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 76, Fig. 27 bis 29 und Fig. 17 wird der Ablauf des Maskenaufnahmevorganges bei dem Schritt 6808 nach Fig. 68 beschrieben.
Zuerst wird bei einem Schritt 7601 der Plättchentisch 1899 zu einer Stelle bewegt, an der er nicht das Maskentransportsystem stört, d.h., von dem SOR-Ring 4 her gesehen oben links von der Belichtungsmitte. Dann wird bei einem Schritt 7602 die Maskenhand 2602 geöffnet und bei einem Schritt 7603 die Fahrbühneneinheit 2601 aus der Bereitschaftsstellung nahe an der Maskenkassette zu der Stellung nahe an dem Maskentisch bewegt. Dann stößt bei einem Schritt 7604 die Fahrbühneneinheit 2601 die Maskenhand 2602 gegen die Maske 2, die an den Maskentisch 1999 angezogen und daran festgehalten ist. Dabei wird durch den Sensor 2705 die Anstoßkraft erfaßt und es wird bei einem Schritt 7605 ermittelt, ob die vorbestimmte Anstoßkraft erreicht ist. Falls die Kraft unzureichend ist, ist die Entscheidung negativ und der Ablauf kehrt zu dem Schritt 7604 zurück. Falls die Anstoßkraft die vorbestimmte Kraft ist, ist das Entscheidungsergebnis positiv, so daß bei einem Schritt 7606 die Maskenhand geschlossen wird.
Als nächstes wird bei einem Schritt 7607 der Festspannmagnet des Maskentisches 1999 in Gegenrichtung erregt, um die Anzugskraft an der Maske aufzuheben, und bei einem Schritt 7608 wird durch den Maskenhand-Hebemotor 2706 die Maskenhand 2602 in der Z-Richtung bewegt, so daß die Maske 2 von dem Maskentisch 1999 gelöst wird. Dann wird bei einem Schritt 7609 die Umkehrerregung des Maskentisch-Festspannmagneten beendet. Danach wird bei einem Schritt 7610 die Fahrbühneneinheit 2601 zu einer Ausgangsstellung bewegt, die die Mitte zwischen dem Maskentisch 1901 und der Maskenkassette 1301 ist und an der die Armeinheit 2603 schwenkbar ist. Bei einem Schritt 7611 schwenkt dann der Motor 2707 die Armeinheit 2603 derart, daß die Maskenhand 2602 von der Seite des Maskentisches her zu der Maskenkassette gerichtet ist. Darauffolgend wird bei einem Schritt 7612 die Fahrbühneneinheit 2601 aus der Ausgangsstellung zu der Maskenkassette hin bewegt. Dann wird bei einem Schritt 7613 durch die Fahrbühneneinheit 2601 die die Maske 2 haltende Maskenhand gegen den Kassettentisch 3001 gestoßen.
Wenn die vorbestimmte Anstoßkraft erfaßt wird, ist ähnlich wie bei dem Schritt 7605 die Entscheidung bei einem Schritt 7614 positiv. Dann wird bei einem Schritt 7615 das Maskenspannfutter 3002 in Gegenrichtung erregt, um die Anzugskraft aufzuheben, und bei einem Schritt 7616 bewegt der Maskenhand-Hebemotor 2706 die Maskenhand 2602 in der Einstellrichtung, so daß die Maske 2 mit der Oberfläche des Kassettentisches in Berührung kommt. Bei einem Schritt 7617 wird die Gegenerregung des Maskenspannfutters 3002 beendet und durch das Maskenspannfutter 3002 wird die Maske 2 angezogen und festgehalten. Schließlich wird bei einem Schritt 7618 die Maskenhand 2602 geöffnet, bei einem Schritt 7619 die Fahrbühneneinheit 2601 in die Ausgangsstellung bewegt und bei einem Schritt 7620 die Maskenhand 2602 geschlossen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 77, Fig. 27 bis 29 und Fig. 17 wird der Ablauf des Maskeneinsetzvorganges bei dem Schritt 6809 nach Fig. 68 beschrieben. Zuerst wird bei einem Schritt 7701 die Fortschaltvorrichtung 2810 zum Drehen des Hauptaufbaus 2801 der Kassette um eine Maske angetrieben, währenddessen bei einem Schritt 7702 ermittelt wird, ob die Maske diejenige für den nächsten Einsatz ist oder nicht. Falls die Maske als diejenige für den nächsten Einsatz bestimmt wird, ist das Ergebnis der Ermittlung bei dem Schritt 7702 positiv. Es wird dann bei einem Schritt 7703 die Maskenhand 2602 geöffnet und bei einem Schritt 7704 wird die Fahrbühneneinheit 2601 aus der Ausgangsstellung, die die Mitte zwischen dem Maskentisch 1999 und der Maskenkassette 1301 ist, zur Seite der Maskenkassette hin bewegt. Die Fahrbühneneinheit 2601 stößt bei einem Schritt 7705 die Maskenhand gegen die an den Kassettentisch 3101 angezogene und festgehaltene Maske 2. Dabei wird durch den Sensor 2705 die Anstoßkraft erfaßt und bei einem Schritt 7706 wird ermittelt, ob die vorbestimmte Anstoßkraft aufgebracht ist oder nicht. Falls die Anstoßkraft unzureichend ist, ist die Entscheidung bei diesem Schritt negativ, so daß der Ablauf zu dem Schritt 7705 zurückkehrt. Falls die Anstoßkraft die vorbestimmte Kraft ist, ist die Entscheidung positiv, so daß bei einem Schritt 7707 die Maskenhand 2602 geschlossen wird.
Als nächstes wird bei einem Schritt 7708 der Festspannmagnet des Kassettentisches 3001 in Gegenrichtung erregt, um die Anzugskraft an der Maske 2 aufzuheben, und bei einem Schritt 7709 wird durch den Maskenhand-Hebemotor 2706 die Maskenhand in der Z-Richtung bewegt, so daß die Maske 2 von dem Kassettentisch 3001 gelöst wird. Darauffolgend wird bei einem Schritt 7710 die Gegenerregung des Kassettentisch- Festspannmagneten beendet.
Bei einem Schritt 7711 wird dann die Fahrbühneneinheit 2601 zu der Ausgangsstellung bewegt, in der die Armeinheit 2603 schwenkbar ist. Bei einem Schritt 7712 schwenkt der Motor 2707 die Armeinheit derart, daß die Maskenhand 2602 von der Maskenkassette weg zu dem Maskentisch hin gerichtet wird. Als nächstes wird bei einem Schritt 7713 die Fahrbühneneinheit 2601 aus der Ausgangsstellung zur Seite des Maskentisches hin bewegt. Bei einem Schritt 7714 wird durch die Fahrbühneneinheit 2601 die die Maske 2 haltende Maskenhand 2602 gegen den Maskeneinstellungs-Prismenauflageblock 1905 an dem Maskentisch 1901 gestoßen.
Ähnlich wie bei dem Schritt 7706 ist dann, wenn die vorbestimmte Anstoßkraft erreicht ist, das Ergebnis der Ermittlung bei einem Schritt 7715 positiv. Als nächstes wird bei einem Schritt 7716 der Festspannmagnet des Maskentisches 1999 in Gegenrichtung erregt, um die Anzugskraft aufzuheben, und bei einem Schritt 7717 bewegt der Maskenhand-Hebemotor 2706 die Maskenhand 2602 in der Z-Richtung, so daß die Maske 2 mit der Maskentischoberfläche in Berührung kommt. Bei einem Schritt 7718 wird die Gegenerregung des Festspannmagneten beendet, so daß die Maske 2 durch den Festspannmagneten angezogen und festgehalten wird. Schließlich wird bei einem Schritt 7719 die Maskenhand 2602 geöffnet, bei einem Schritt 7720 die Fahrbühneneinheit 2601 zu der Bereitschaftsstellung nahe an der Maskenkassette bewegt und dann bei einem Schritt 7721 die Maskenhand geschlossen.
Die Fig. 78 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der im Zusammenhang mit Fig. 68 beschriebenen Maskenausrichtung (Schritt 6810) bei dem Belichtungsvorgang in dem Gerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Wenn die Maskenausrichtung beginnt, ist infolge der Genauigkeit des Festspannens während der vorangehenden Maskeneinsetzungsfolge die Maske 2 nicht in der Soll-Lage 7901 an dem Maskenspannfutter 1903 festgelegt, sondern in der X-Richtung, der Y-Richtung und der Drehrichtung versetzt, und daher ist in Fig. 79 die tatsächliche Festspannlage 7902 mit diesen Abweichungen dargestellt. Daher befinden sich die für die automatische Ausrichtung zu erfassenden Maskenmarkierungen (YR, YL, XU und XD) an Ist-Stellen 7907 bis 7910 mit Abweichungen gegenüber Soll-Stellen 7903 bis 7906.
Bei einem Schritt 7801 werden durch Verstellen des Aufnahmetisches 2411 die vier Aufnahmevorrichtungen 2401 den Soll-Stellen 7903 bis 7906 der Markierungen gegenübergesetzt, welche durch die jeweiligen Aufnahmevorrichtungen 2404 erfaßt werden sollen. Gemäß der vorangehenden Beschreibung befindet sich die für die Maskenausrichtung verwendete Koordinatenbezugsmarkierung 1821 (Fig. 18) an nur einer Stelle an dem Z-Kipptisch 1805 und es ist daher nicht möglich, die vier Markierungen gleichzeitig zu erfassen. Aus diesem Grund ist bei diesem Ausführungsbeispiel das gleichzeitige Erfassen der vier Markierungen nicht möglich und es wird daher bei diesem Ausführungsbeispiel die Koordinatenbezugsmarkierung 1821 den jeweiligen Markierungen aufeinanderfolgend gegenübergesetzt und die Erfassung aufeinanderfolgend ausgeführt.
Eine nunmehr zu erläuternde Folge von Schritten von 7802 bis 7811 betrifft das Erfassen einer Markierung und zum vollständigen Ausführen einer Abweichungserfassung wird die 85 Folge viermalig wiederholt. Bei dem Schritt 7802 werden der Y-Grobverstellungstisch 1705 und der K-Grobverstellungs tisch 1710 derart verstellt, daß die Koordinatenbezugsmarkierung 1821 an dem Z-Kipptisch 1805 in eine Lage gebracht wird, bei der die Markierung 1821 der der Soll-Stelle der gerade zu erfassenden Maskenrichtmarkierung, beispielsweise der Markierung 7903 gegenübergesetzt ist. Bei dem Schritt 7803 wird durch das Betätigen der Z-Kippantrieb-Stellschraube 1713 der Z-Kipptisch 1805 in eine Lage bewegt, bei der mit dem in Fig. 23 dargestellten Aufnehmer 2401 der Abstand zwischen der Maske 2 und der Koordinatenbezugsmarkierung 1821 erfaßt werden kann. Bei dem Schritt 7804 wird durch den in Fig. 39 dargestellten Steuerteil 3910 für die automatische Feinausrichtung und Fokussierung das Ausgangssignal des in Fig. 23 dargestellten Sensors 2322 für die automatische Fokussierung verarbeitet, wodurch ein Fokussiersignal ZR (für die Maskenrichtmarkierung 7903) erzeugt wird.
Bei dem Schritt 7805 wird aus dem gemessenen Wert ZR und dem vorbestimmten Abstand ZMA für die Maskenausrichtung eine Korrekturstellgröße zu ΔZR = ZMA - ZR berechnet und die Z-Kippantrieb-Stellschraube 1813 wird zu einer derartigen Bewegung des Z-Kipptisches 1805 angetrieben, daß der Abstand zwischen der Maske 2 und der Koordinatenbezugsmarkierung 1821 gleich dem vorbestimmten Abstand ZMA wird. Danach wird bei dem Schritt 7806 durch den Steuerteil 3910 für die automatische Feinausrichtung und Fokussierung das Ausgangssignal des in Fig. 23 dargestellten Sensors 2321 für die automatische Ausrichtung verarbeitet, wodurch ein Ausrichtesignal ΔYR (für die Maskenrichtmarkierung 7903) erzeugt wird. Das Signal ergibt sich aus der Abweichung zwischen der Koordinatenbezugsmarkierung 1821 und der Maskenrichtmarkierung, da wegen der Genauigkeit der Bewegung des Tisches 1899 die Koordinatenbezugmarkierung 1821 praktisch an der Sollstelle liegt. Daher ist die Abweichung die Abweichung der Maskenrichtmarkierung aus der Soll-Lage bzw. von der Soll-Stelle.
Bei dem Schritt 7808 wird entschieden, ob der Meßwert innerhalb der Toleranz für eine ausreichend genaue Messung liegt oder nicht. Falls nicht, wird der Tisch 1899 zur Korrektur entsprechend den gemessenen Abweichungen in X-Richtung und/oder Y-Richtung verstellt und die Koordinatenbezugsmarkierung 1821 nahe an die tatsächliche Maskenrichtmarkierung herangebracht, wonach der Ablauf zu dem Schritt 7806 zurückkehrt. Dabei wird das Ausmaß der Verstellung zu der Markierungsabweichung addiert. Falls bei dem Schritt 7808 die Abweichung innerhalb der Toleranz liegt, ist die Erfassung für eine Markierung abgeschlossen und bei dem Schritt 7810 wird der Z-Kipptisch 1805 in der Richtung zum Entfernen der Koordinatenbezugsmarkierung 1821 von der Maske 2 verstellt, so daß die Vorbereitung für das Bewegen der Koordinatenbezugsmarkierung 1821 in Gegenüberstellung zu einer anderen Maskenrichtmarkierung getroffen ist. Bei dem Schritt 7811 wird ermittelt, ob die Erfassungen für alle vier Markierungen abgeschlossen wurden oder nicht. Falls nicht, kehrt der Ablauf zu dem Schritt 7802 zurück, die Koordinatenbezugsmarkierung 1821 wird der Sollstelle beispielsweise der nächsten Maskenrichtmarkierung 7904 gegenüber gesetzt und die vorangehend beschriebenen Schritte 7802 bis 7810 werden wiederholt.
Falls die Messungen an den vier Punkten abgeschlossen sind, werden bei einem Schritt 7812 aus den vier erhaltenen Datenwerten ΔYR, ΔYD, ΔYL, ΔXU die Abweichungen ΔXi, ΔYi und Δθi der ganzen Maske 2 von den Soll-Lagen ermittelt. Hierbei stellen die Zusätze "i" die Anzahl der Näherungsschritte in der Korrekturverstellungsschleife dar. Bei einem Schritt 7813 werden die auf diese Weise erhaltenen Abweichungen mit einem vorbestimmten Toleranzbereich verglichen und es werden die bei dem Schritt 7812 bestimmten Abweichungsgrößen dann, wenn sie innerhalb des Toleranzbereichs liegen, zur Verwendung bei dem Belichtungsvorgang gespeichert, wodurch die Maskenausrichtung abgeschlossen ist. Falls andererseits die Abweichungsgrößen außerhalb der Toleranzen liegen, wird bei einem Schritt 7815 die Masken-θ- Platte 1912 verstellt und der Ablauf kehrt zu dem Schritt 7801 für das Erfassen der vier Markierungen zurück. Bei dem Schritt 7801, zu dem der Ablauf zurückkehrt, wird der Aufnehmer 2401 wieder bewegt, da die Maske 2 bewegt worden ist. Außerdem entspricht bei dem wiederholten Schritt 7802 die Lage der Koordinatenbezugsmarkierung 1821 nicht den bei der ersten Erfassungsschleife angesetzten Sollstellen 7903 bis 7906 der Maskenrichtmarkierungen, sondern ist die bei dem Schritt 7812 berechnete Stelle, nämlich die Stelle, bei der ΔXi, ΔYi und Δθi berücksichtigt sind.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 79 werden die tatsächlichen Rechengleichungen für das Ermitteln der Maskenausrichtungs- Korrekturgröße beschrieben. Aus den bei den vorangehenden Schritten 7806 erhaltenen Abweichungen ΔXR, ΔXD, ΔYL und ΔXU in X- und Y-Richtung der vier Markierungen ergeben sich die Abweichungen der ganzen Maske 2 in X- und Y-Richtung von der Soll-Lage zu
ΔXi = (ΔXD + ΔXU)/2
ΔYi = (ΔYR + ΔYL)/2
Diese sind Mittelwerte. Der Zusatz "i" stellt die Anzahl von Näherungsschritten in den Korrekturverstellungsschleifen bei dem vorangehenden Ablauf dar. Es ist zu berücksichtigen, daß die Sollstellen 7903 bis 7906 der Maskenrichtmarkierungen von der Mitte der Maske 2 gleiche Abstände haben. Als nächstes wird aüf grund des Abstandes zwischen den einander jeweils in X- und Y-Richtung gegenüberliegenden Markierungen und der X-Richtung und Y-Richtung die Drehabweichung folgendermaßen bestimmt:
Δθi = nΔθY + (1-n)ΔθY, 0 ≤ n ≤ 1
dabei ist
ΔθY = (ΔYL - ΔYR)/L
ΔθX = (ΔXU - ΔXD)/L
Es ist ersichtlich, daß ΔθY und ΔθX jeweils die aus der Abweichung in Y-Richtung erhaltene Drehabweichung und die aus der Abweichung in X-Richtung erhaltene Drehabweichung sind und daß Δθi eine lineare Kombinationaus ΔθY und ΔθX ist. Bei n = 0,5 ist Δθi der Mittelwert von ΔθY und ΔθX.
Falls für eine bestimmte Markierung, beispielsweise für ΔXu ein Meßfehler auftritt, ist es weiterhin möglich, die Abweichung der ganzen Maske durch Einsetzen auf die folgende Weise zu erhalten:
ΔXi = ΔXU
Δθi = ΔθY
Die Abweichung mit dem Zusatz "i" stellt die bei der gegenwärtigen schrittweisen Näherung erhaltene Abweichung dar und die gesamten Abweichungen bei den ganzen aufeinanderfolgenden Betriebsvorgängen sind:
ΔYMA = ΔXMA + ΔθXi
ΔYMA = ΔXMA + ΔYi
ΔθMA = ΔMA + Δθi
Die bei dem Schritt 7812 für die nachfolgende Belichtung gespeicherten Korrekturgrößen sind der vorstehende endgültige Satz von Abweichungen. Die Abweichung ΔθMA wird zu der Masken-θ-Platte 1912 zurückgeführt und die Abweichungen ΔXMA und ΔYMA werden zu dem Plättchen-X- Grobverstellungstisch 1710 und dem Plättchen-Y- Grobverstellungstisch 1705 zurückgeführt.
Die Fig. 80 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf des in Verbindung mit Fig. 68 beschriebenen schrittweise wiederholten Belichtungsschrittes 6811 bei der Belichtung in dem Gerät veranschaulicht. Gleichermaßen wie der Vorausrichtungsvorgang betrifft das Ablaufdiagramm das Plättchen 3 für die Bearbeitung der zweiten Schicht, d.h., das Plättchen 3, das schon Richtmarkierungen hat.
Wenn die Repetierbelichtung beginnt, wurde das Plättchen 3 der Vorausrichtung bei dem Schritt 6805 unterzogen und ist an das Plättchenspannfutter 1807 angezogen, während die Maske 2 der Maskenausrichtung bei dem Schritt 6810 unterzogen worden ist und ohne Masken-θ-Abweichung (ΔθMA) an dem Maskenspannfutter 1903 festgehalten ist.
Bei einem Schritt 8001 werden zum Ermöglichen des Erfassens der Richtmarkierungen die vier Aufnahmevorrichtungen 2401 durch den Aufnahmetisch-Steuerteil 3906 derart gesteuert, daß gemäß Fig. 23 der Projektionsstrahl 2307 für die Ausrichtung auf die jeweilige Richtmarkierung 2332 an der Maske projiziert wird. Bei einem Schritt 8002 werden durch den Tischsteuerteil 3918 der X-Grobverstellungstisch 1710 und der Y-Grobverstellungstisch 1705 derart gesteuert, daß gemäß Fig. 82 ein Muster 8201 an dem zu belichtenden Plättchen einem Maskenmuster 8202 gegenübergesetzt wird. Bei einem Schritt 8003 wird durch den Tischsteuerteil 3918 der Z-Kipptisch 1805 zur Versetzung zu einer Lage (Fokussierabstand-Erfassungslage) gesteuert, bei dem bei einem Schritt 8004 durch die Aufnahmevorrichtung 2401 der Abstand zwischen dem Plättchen 3 und der Maske 2 gemessen werden kann, wobei durch den in Fig. 39 dargestellten Feinausrichtungs- und Fokussiersteuerteil 3910 die Ausgangssignale der Fokussiersensoren 2332 der vier Aufnahmevorrichtungen 2401 verarbeitet werden, wodurch an den vier Markierungsstellen die Abstände Z1, Z2, Z3 und Z4 zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 gemessen werden. Bei einem Schritt 8005 werden aus diesen Abständen an vier Punkten die Korrekturstellgrößen ΔZ, Δωx und Δωy derart berechnet, daß auf der ganzen Belichtungsfläche, die gerade zu belichten ist, die Abweichung von der Belichtungsabstandslage Zexp für die Ausrichtungsmessung am kleinsten ist, und entsprechend denen der Tischsteuerteil 3918 den Z-Kipptisch 1805 bewegt. Mit diesem Tisch wird die automatische Fokussierung derart bewerkstelligt, daß der Abstand zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 im wesentlichen gleichförmig ist.
Bei einem Schritt 8006 werden durch den Feinausrichtungs- und Fokussiersteuerteil 3910 die Ausgangssignale aus den vier Ausrichtungssensoren 2331 (Fig. 23) verarbeitet, wodurch die Abweichungen ΔXu, ΔXd, ΔYl und ΔYr zwischen den Maskenrichtmarkierungen 2332 und den Plättchenrichtmarkierungen 8203 an den vier Ma ierungsstellen in X- und Y- Richtung ermittelt werden. Bei einem Schritt 8007 wird aus den bei dem vorangehenden Schritt erhaltenen vier Punkteabweichungen die Abweichungen ΔX, ΔY und Δθ zwischen dem Maskenmuster 8202 und dem Plättchenmuster 8201 an der Belichtungsflächenmitte berechnet. Bei einem Schritt 8008 wird hinsichtlich der auf diese Weise berechneten Abweichungen ΔX, ΔY und Δθ ermittelt, ob sie in dem Toleranzbereich liegen oder nicht. Falls nicht, steuert bei einem Schritt 9009 die Tischsteuereinheit 3918 den X-Grobverstellungstisch 1710, den X-Feinverstellungstisch 1803, den Y-Grobverstellungstisch 1705 und den Y-Feinverstellungstisch 1802, um seitens des Plättchentisches die Abweichungen in X- und Y- Richtung zu korrigieren, während andererseits die Masken-θ- Platte 1912 zum Korrigieren der θ-Abweichung seitens des Maskentisches gesteuert wird, wonach der Ablauf zu dem Schritt 8006 zurückkehrt.
Falls bei dem Schritt 8008 die Abweichungen in X-, Y- und θ- Richtung innerhalb der Toleranz liegen, wird bei einem Schritt 8010 eine einzelne Bildbelichtung ausgeführt. Hierbei wird auf die vorangehend beschriebene Weise mit dem Röntgenstrahlen-Belichtungsmesser 1541 die gegenwärtige Stärke der Röntgenstrahlen erfaßt und aufgrund der erforderlichen Belichtungsmenge die Belichtungsdauer bestimmt. Die Belichtungsdauer und das Ausmaß der Abschwächung der Röntgenstrahlen 1 (die Daten für die Korrektur des Profils) werden der Verschlußsteuereinheit 3913 zugeführt. Die Hauptverschlußeinheit 1501 wird derart betrieben, daß die Röntgenstrahlen 1 gleichförmig auf die ganze einzelne Belichtungsbildfläche aufgebracht werden.
Nachdem die Belichtung fertig ausgeführt ist, wird durch die Tischsteuereinheit 3918 der Z-Kipptisch 1805 in die Abstandsfreigabestellung verstellt, um das Plättchen 3 von der Maske 2 weg zu bewegen.
Bei einem Schritt 8012 wird ermittelt, ob noch eine Bildfläche zu belichten ist oder nicht. Falls nicht, endet die Ablauffolge. Andernfalls kehrt der Ablauf zu dem Schritt 8002 für die nächste Einzelbelichtung zurück. Die vorangehende Erläuterung betrifft ein Plättchen für die Bearbeitung der zweiten oder nachfolgenden Schicht. Wenn das Plättchen für die Bearbeitung der ersten Schicht belichtet werden soll, liegt keine für die Ausrichtung zu erfassende Markierung an dem Plättchen vor und es werden daher die Schritte 8006 bis 8009 (zur Ausrichtungserfassung, zur Abweichungsberechnung, zur Toleranzentscheidung und zur Korrekturverstellung) weggelassen. Daher hat die Ablauffolge für die repetierte Belichtung den Zweck, die ungleichförmige Dicke des Plättchens 3 und die Spannung oder Verformung des Plättchens 3 für die Belichtung auszuschalten
Unter Bezugnahme auf Fig. 81 wird die Berechnung bei der Bestimmung der Z-Kippkorrekturgröße beschrieben. Bei dem Schritt 8004, bei dem das Plättchen 3 der Lage für die Fokussiermessung nahe ist, werden die Abstände zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 an den Stellen der vier Markierungen gemessen und die Belichtungsfläche wird annähernd als ebene Fläche angesehen. Das Plättchen 3 hat zwar theoretisch eine ebene Oberfläche, jedoch ist tatsächlich die Dicke ungleichförmig und es entsteht daher mit fortschreitendem Prozeß eine Verformung, so daß es daher vorteilhaft ist, die Abstände derart zu korrigieren, daß die Abweichung von der Lage für den Bildbelichtungsabstand zur Ausrichtungsmessung hinsichtlich der ganzen Belichtungsbildfläche minimal ist. Die Koordinaten der vier Meßpunkte und der an 85 den jeweiligen Stellen erfaßten Abstände werden dreidimensional ausgedrückt durch:
(xi, yi, zi) i = 1 bis 4
Aufgrund der Näherung nach dem Verfahren der kleinsten Quadrate werden Parameter (a, b, c) erhalten, die der folgenden einfachen Gleichung genügen:
axi + byi + czi = 1 i = 1 bis 4
Als nächstes wird aus der annähernd angesetzten Oberfläche die Z-Kippkorrekturgröße ermittelt. Der Vektor der Ebene ( = a, b, c) ist einreguliert und es gilt daher n = (an, bn, cn) und n = an² + bn² + cn² = 1. Der zur Ebene senkrechte Vektor ist = (0, 0, 1).
Daher sind die Kippkorrekturen an der Mitte der Belichtungsfläche, nämlich die Größe Δωx der Korrektur um die X- Achse und die Größe Δωy der Korrektur um die y-Achse die folgenden:
Δωx = tan-1(bn/cn)
Δωy = tan-1(an/ bn² + cn²)
Andererseits wird aus der vorangehenden Gleichung für die flache Ebene die Korrekturgröße ΔZ für die Z-Richtung folgendermaßen berechnet:
ΔZ = Zo -Zexp
wobei Zo ein Abstand der angenähert angesetzten Oberfläche an der Belichtungsflächenmitte (x0, y0), nämlich
Zo = (1 - axo - byo)/c
ist und Zexp die Ausrichtungsmessung-Bildbelichtungsabstand-Stelle ist. Die Z-Kippkorrekturgrößen ΔZ, Δωx und Δωy werden der Tischsteuereinheit 3918 zugeführt, die den Z- Kipptisch 1805 derart steuert, daß die Plättchenoberfläche an dem Belichtungsbildbereich im wesentlichen in der Stellung für den Ausrichtungsmessung-Bildbelichtungsabstand liegt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 82 werden die Gleichungen für das Ermitteln der Korrekturgrößen für X, Y und θ beschrieben. Aus den bei dem Schritt 8006 erhaltenen Abweichungen ΔXu, ΔXd, ΔY1 und ΔYr an den vier Markierungsstellen werden die Ausmaße der Abweichung an der Mitte der zu belichtenden Bildfläche in X-, Y- und θ-Richtung ermittelt. Durch die jeweiligen Markierungen wird entweder die Abweichung in der X-Richtung oder die Abweichung in der Y-Richtung zwischen der Maskenmarkierung 2332 und der Plättchenmarkierung 8203 erfaßt und daher sind die Abweichungen in X- und Y-Richtung an der Mitte der Bildfläche jeweils ein Mittelwert der einander gegenüberliegenden Markierungen folgendermaßen:
ΔX = (ΔXu + ΔXd)/2
ΔY = (ΔYl + ΔYr)/2
Aus den Abständen LX und LY zwischen einander gegenüberliegenden Markierungen und den Abweichungen an den jeweiligen Markierungen ergibt sich die Abweichung in der θ-Richtung zu
Δθ = nΔθY + (1-n)Δθx, 0 ≤ n ≤ 1
ΔθY = (Δθλ - ΔYr)/LY
ΔθX = (ΔXu - ΔXd)/LX
Die Drehabweichungen ΔθX und ΔθY sind jeweils die aus den Informationen über die Y-Abweichung erhaltene Drehabweichung und die aus den Informationen über die Y-Richtung erhaltene Drehabweichung und Δθ ist eine lineare Kombination aus ΔθY und ΔθX. Bei n = 0,5 ist Δθ der Mittelwert von ΔθY und ΔθX. Falls bei einer bestimmten Markierung ein Fehler auftritt, so daß ΔXu nicht ermittelt wird, oder falls die Belichtungsbildfläche an einem derartigen Randbereich liegt, daß ΔXu nicht gemessen werden kann, kann die Abweichung zwischen dem Maskenmuster 8202 und dem Plättchenmuster 8201 weiterhin durch die folgende Substitution ermittelt werden
ΔX = ΔXu
Δθ = ΔθY
Gemäß der vorangehenden Beschreibung werden die Abweichungen ΔX, ΔY und Δθ zu der Tischsteuereinheit 3918 zurückgeführt und die Abweichungen ΔX und ΔY werden seitens des Plättchentisches korrigiert, während die Abweichung Δθ seitens des Maskentisches korrigiert wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 83, Fig. 66 und Fig. 25 wird die Ablauffolge des in Fig. 68 dargestellten Schrittes 6813 für den Plättcheneinsammelvorgang beschrieben. Bei einem Schritt 8301 wird der Eingabe-X-Tisch 2517 aus der Ausgangsstellung heraus derart bewegt, daß die Eingabehand 2512 zur Rückseite des an dem Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter 2521 festgehaltenen einzusammelnden Plattchens gebracht wird. Als nächstes wird bei einem Schritt 8302 der Eingabe-Z-Tisch 2520 bewegt und die Eingabehand 2512 mit der Rückfläche des Plättchens in Berührung gebracht, wonach bei einem Schritt 8303 das Anziehen an die Eingabehand 2512 durch den Unterdruck beginnt.
Wenn das einzusammelnde Plättchen durch die Eingabehand 2512 angezogen ist, ist das Ergebnis der Entscheidung bei einem Schritt 8304 positiv, so daß bei einem Schritt 8305 der Anzug durch das Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutter aufgehoben wird. Dann wird bei einem Schritt 8306 der Eingabe-Z-Tisch 2520 derart bewegt, daß die das einzusammelnde Plättchen haltende Eingabehand 2512 von der Oberfläche des Orientierungsflächen-Erfassungsspannfutters weg bewegt wird.
Als nächstes wird bei einem Schritt 8307 der Eingabe-X- Tisch 2517 derart bewegt, daß die Eingabe,hand 2512 in die Ausgangsstellung (die Stellung vor dem Ausführen des Schrittes 6902 nach Fig. 69) zurückgeführt wird. Bei einem Schritt 8308 schwenkt dann die Eingabe-ωx-Stellvorrichtung 2514 die Eingabehand 2512 aus ihrer vertikalen Lage in die horizontale Lage. Darauffolgend schwenkt bei einem Schritt 8309 die Eingabe-ωy-Stellvorrichtung 2515 die Eingabevorrichtung 1204 derart, daß die Eingabehand 2512 dem Sammelträger gegenübergesetzt ist. Dann wird der Eingabe-X-Tisch 2517 derart bewegt, daß das einzusammelnde Plättchen an der Eingabehand 2512 auf den Sammelträger aufgelegt wird.
Nachdem bei einem Schritt 8311 der Anzug durch die Eingabehand 2512 beendet wird, bewegt bei einem Schritt 8312 die Sammelträger-Hebestellvorrichtung 2509 den Sammelträger um einen Teilungsabstand. Als nächstes wird bei einem Schritt 8313 die Eingabehand 2512 durch den Eingabe-X-Tisch 2517 in die ursprüngliche Stellung zurückgeführt und bei einem Schritt 8314 wird die Eingabevorrichtung 1204 in Gegenrichtung zu der Richtung bei dem Schritt 8309 geschwenkt, so daß sie die Lage nach Fig. 25 einnimmt.
Die Fig. 84 ist eine Schnittvorderansicht und eine Schnittseitenansicht der Belichtungseinheit 102. Gemäß dieser Figur ist das Plättchen 3 durch Unterdruck an das Plättchenspannfutter 1807 angezogen, welches seinerseits an dem X-Grobverstellungstisch 1710 angebracht ist, der an der X-Grobverstellungs-Führungsstange 1711 bewegbar ist. Die X- Grobverstellungs-Führungsstange 1711 ist an dem Y-Grobverstellungstisch 1705 befestigt, der an der Y-Grobverstellungs-Führungsstange 1706 bewegbar ist. Die Y-Grobverstellungs-Führungsstange 1706 ist an dem Hauptrahmen 1701 befestigt. Die Maske 2 ist an dem Rahmen 2604 für die automatische Ausrichtung angebracht, der starr an dem Hauptrahmen 1701 befestigt ist.
Der Hauptrahmen 1701 ist mit der Hauptkammer 3101 an drei Punkten verbunden. An einem der oberen Punkte sind sie fest miteinander verbunden und an dem anderen oberen Punkt ist durch einen Absorptionsmechanismus 8415 die Bewegung allein in Y-Richtung begrenzt, während an dem unteren Punkt durch einen Absorptionsmechanismus 8416 die Bewegung allein in der Z-Richtung begrenzt ist. Die Absorptionsmechanismen 8415 und 8416 sind derart angebracht, daß das Übertragen der durch die Evakuierung und durch thermische Verformung infolge der unterschiedlichen Materialien der Bestandteile verursachten Verformung der Hauptkammer 3101 auf den Hauptrahmen 1701 vermieden ist. Die Hauptkämmer 3101 ist an drei Punkten mit einem Vibrationsdämpfungssockel 8405 verbunden. An einem der oberen Punkte ist die Verbindung starr, an dem anderen oberen Punkt ist durch einen Absorptionsmechanismus 8413 die Bewegung allein in der Y-Richtung begrenzt und an dem unteren Punkt ist durch einen Absorptionsmechanismus 8414 die Bewegung allein in der Z-Richtung begrenzt. Die Absorptionsmechanismen 8413 und 8414 sind derart angebracht, daß das Übertragen der Einwirkung der statischen Verformung des Vibrationsdämpfungssockels 8405 und der Einwirkung der durch die Unterschiede hinsichtlich der Materialien der Bestandteile verursachten thermischen Verformung auf die Hauptkammer 3101 vermieden ist.
In der Belichtungseinheit 102 werden die Maske 2, die ein feines Muster trägt, und ein Plättchen 3 einander gegenübergesetzt, auf das eine Schicht aus photoempfindlichen Material aufgebracht ist, und das feine Muster der Maske 2 wird durch die Röntgenstrahlen 1 auf das Plättchen 3 übertragen. Eine relative Lageabweichung zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 beeinträchtigt die Plättchenübertragungsfunktion. Da die primäre Eigenfreguenz der mit dem Hauptrahmen 1701 verbundenen mechanischen Teile (der Hauptanordnung des Belichtungsgerätes) ungefähr 100 Hz beträgt, kann dann, wenn zu. diesem eine Vibration übertragen wird, die eine solche hochfrequente Komponente enthält, eine Resonanz auftreten, die eine Lageabweichung zwischen der Maske 2 und dem Plättchen 3 hervorruft. Daher ist es vorteilhaft, an dem Vibrationsdämpfungssockel 8405 Maßnahmen zur Vibrationsunterdrückung vorzunehmen. Die Vibration der Hauptanordnung des Belichtungsgerätes wird durch Stützen durch drei Luftfederungen 8402, 8403 und 8404 unterdrückt, die an einem am Fußboden befestigten Vibrationsdämpfungsrahmen 8401 angebracht sind. Die drei Luftfederungen 8402 bis 8404 sind mit drei Luftleitungen 8412 verbunden.
Der Belichtungsschritt wird mit einem Nahabstand von 10 bis 50 um ausgeführt, so daß eine Kipp- oder Lageabweichung zwischen der Achse der Röntgenstrahlen 1 und der Achse der Maske 2 und/oder der Achse des Plättchens 3 eine Fehlausrichtung des Musters ergibt, wodurch die Musterübertragungsleistung verschlechtert wird. Es ist daher vorteilhaft, die Lage und den Winkel der Oberflächen der Maske 2 und des Plättchens 3 in bezug auf die optische Achse der Röntgenstrahlen 1 festzulegen. Der Hauptaufbau des Belichtungsgerätes hat eine Eigenfrequenz in einer anderen Größenordnung als die Luftfederung und es können daher durch das Verstellen des Vibrationsdämpfungssockels 8405 in den Richtungen X, Y, Z, ωx, ωy und ωz die Maske 2 und das Plättchen 3 als eine Einheit bewegt werden. Da sich die Röntgenstrahlen 1 in bezug auf den Fußboden ein einem vernachlässigbarem Ausmaß bewegen, tritt keine Relativbewegung zwischen dem Fußboden und dem Vibrationsdämpfungsrahmen 8401 auf.
Die drei Luftfederungen 8402 bis 8404 an dem Vibrationsdämpfungsrahmen 8401 sind mit drei Versetzungssensoren 8406, 8408 und 8410 versehen. Dementsprechend hat der Vibrationsdämpfungssockel 8405 den Sensoren zugeordnete Ziele 8407, 8409 und 8411, so daß die Relativlage des Vibrationsdämpfungssockels 8405 in bezug auf den Vibrationsdämpfungsrahmen 8401 gemessen wird. Aufgrund der Meßsignale werden die drei Luftfederungen 8402 bis 8404 unter Rückführung derart gesteuert, daß mit den als Stellglieder wirkenden Luftfederungen 8402 bis 8404 eine Regelung auf sechs Achsen ausgeführt wird.
In Fig. 85 ist ein elektrisches Blockschaltbild für den in Fig. 84 dargestellten Lagesteuermechanismus gezeigt. Treiberstufen 8501 bis 8503 steuern das Öffnen von nicht dargestellten Solenoidventilen für das Betätigen der Luftfederungen 8402 bis 8404. Die Treiberstufen 8501 bis 8503 werden durch analoge Signale betrieben, die aus einer Zentraleinheit CPU 8510 über einen D/A-Umsetzer 8507 eingegeben werden. Die Versetzungssensoren 8406, 8408 und 8410 sind elektrostatische Kapazitätssensoren oder Wirbelstromsensoren. Die Signale aus den Versetzungssensoren 8406, 8408 und 8410 werden jeweils in ein zu den Meßdaten proportionales Gleichspannungssignal umgesetzt. Die Gleichspannungssignale werden durch einen A/D-Umsetzer 8508 digitalisiert und die digitalisierten Signale werden in einen Bus 8507 eingegeben. Aufgrund des aus dem A/D-Umsetzer 8508 übertragenen Signals führt die Zentraleinheit 8510 der jeweiligen Treiberstufe 8501 bis 8503 ein Steuersignal zu und es ist daher ein Programm-Servomechanismus gebildet.
Bezüglich Befehlskoordinaten oder Istlagekoordinaten kann die Zentraleinheit 8510 über eine Übertragungsschnittstelle 3903b mit der vorrangigen Steuereinheit 3902 für den Hauptaufbau in Verbindung stehen.
Während die Erfindung in bezug auf die hier offenbarten Gestaltungen beschrieben wurde, ist sie nicht auf die dargelegten Einzelheiten beschränkt und diese Anmeldung soll derartige Abwandlungen oder Änderungen abdecken, die in den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche fallen können.
Obgleich die vorstehende Beschreibung die Halbleiterherstellung betrifft, ist die Erfindung bei einem Gerät für eine andere Fabrikation anwendbar, falls beispielsweise Orbitalstrahlung verwendet wird und ein feines Muster übertragen werden soll.

Claims

1. Röntgenstrahlen-Belichtungsgerät zum Belichten mit Synchrotronstrahlungs-Röntgenßtrahlen, das

eine Spiegeleinheit (Fig. 1: 101) zum Ablenken der Röntgenstrahlen in eine gewünschte Richtung und

eine Belichtungsvorrichtung zum Belichten eines Plättchens (3) mit den Röntgenstrahlen aus der Spiegeleinheit durch eine Maske (2) hindurch aufweist, wobei die Belichtungsvorrichtung ein Maskenspannfutter (Fig. 19: 1903) zum Festhalten der Maske, ein Plättchenspannfutter (Fig. 25: 1807) zum Festhalten des Plättchens, einen Maskentransportmechanismus (Fig. 13, Fig. 26: 1311) zum Befördern der Maske zu dem Maskenspannfutter und einen Plättchentransportmechanismus (Fig. 25: 1306) zum Befördern des Plättchens zu dem Plättchenspannfutter enthält,

GEKENNZEICHNET DURCH

eine Kammer (Fig. 31: 3101; 3103, 3107) zum Bilden einer gewünschten He-Umgebung um das Maskenspannfutter (19), das Plättchenspannfutter (25), einen Teil des Maskentransportmechanismus (1311) und einen Teil des Plättchentransportmechanismus (1306) herum.

2. Gerät nach Anspruch 1, in dem die Belichtungsvorrichtung (3) einen Verschlußmechanimus (1308, Fig. 10, Fig. 67) zum Steuern der Belichtung des Plättchens mit den Röntgenstrahlen aus der Spiegeleinheit enthält.

3. Gerät nach Anspruch 2, das ferner

eine Meßvorrichtung (Fig. 63) zum Messen der Beleuchtungsstärkeverteilung in einem Ausleuchtungsbereich und

eine Steuereinrichtung zum Steuern des Verschlußmechanismus entsprechend der durch die Meßvorrichtung gemessenen Beleuchtungsstärkeverteilung aufweist.

4. Gerät nach Anspruch 3, in dem die Meßvorrichtung einen Röntgenstrahlen-Beleuchtungsmesser (Fig. 63: 1541) zum Messen der Beleuchtungsstärke der Röntgenstrahlen bei einer Ausleuchtung und einen Röntgenstrahlendetektor (Fig. 63: 1551) zum Messen der Beleuchtungsstärke der Röntgenstrahlen an verschiedenen Punkten in bezug auf das Ausgangssignal des Röntgenstrahlen-Beleuchtungsmessers aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 1, in dem die Belichtungsvorrichtung eine Ausrichtungsmeßvorrichtung (Fig. 40) zum Erfassen einer Lagebeziehung zwischen der Maske und dem Plättchen enthält.

6. Gerät nach Anspruch 1, in dem die Spiegeleinheit einen Röntgenstrahlenspiegel (Fig. 14: 1401) und eine Spiegelkammer (Fig. 14: 1408) zum Bilden einer bestimmten Vakuumumgebung um den Röntgenstrahlenspiegel herum enthält.

7. Gerät nach Anspruch 1, in dem das Maskenspannfutter (1903) an einem Maskenobjekttische (1999, Fig. 19) angebracht ist und das Plättchenspannfutter an einem Plättchenobjekttisch (Fig. 18) angebracht ist.

8. Gerät nach Anspruch 7, in dem der Maskenobjekttisch (1999, Fig. 19) eine nur in der Θ-Richtung bewegbare Achse hat.

9. Röntgenstrahlen-Belichtungsverfahren zum Belichten mit Synchrotronstrahlungs-Röntgenstrahlen, das

das Ablenken der Röntgenstrahlen in eine gewünschte Richtung mittels einer Spiegeleinheit (101) und

das Belichten eines Plättchens (3) mit den Röntgenstrahlen aus der Spiegeleinheit (101) durch eine Maske (2) hindurch mittels einer Belichtungsvorrichtung umfaßt, welche ein Maskenspannfutter (1903) zum Festhalten der Maske, ein Plättchenspannfutter (1807) zum Festhalten des Plättchens, einen Maskentransportmechanismus (1311) zum Befördern der Maske zu dem Maskenspannfutter und einen Plättchentransportmechanismus (1306) zum Befördern des Plättchens zu dem Plättchenspannfutter enthält,

wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch den Schritt zum Bilden einer gewünschten He-Umgebung um das Maskenspannfutter (19), das Plättchenspannfutter (25), einen Teil des Maskentransportmechanismus (1311) und einen Teil des Plättchentransportmechanismus (1306) herum, wobei die He-Umgebung in einer Kammer (3103, 3107) gebildet wird.