DE3318980A1 - Vorrichtung zum projektionskopieren von masken auf ein werkstueck - Google Patents
Vorrichtung zum projektionskopieren von masken auf ein werkstueckInfo
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Description
Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig Patentanwälte
CENSOR Patent- und Versuchsanstalt
Vaduz / Liechtenstein
Vaduz / Liechtenstein
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|
25. Mai 1 |
Vorrichtung zum Projektionskopieren von Masken auf ein
Werkstück
OPJQiNAL
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Projektionskopieren von Masken auf ein Werkstück,
insbesondere auf ein Halbleitersubstrat zur Herstellung von integrierten Schaltungen, wobei die Muster der
Masken über ein Projektionsobjektiv ein- oder mehrmals auf einer photoempfindlichen Schicht des Werkstückes
durch Belichtungslicht abgebildet werden, und Maske und Werkstück relativ zueinander ausgerichtet werden,
indem Ausrichtmuster der Maske mittels Justierlicht durch das Projektionsobjektiv auf Justiermarken des
Werkstückes abgebildet werden und eine durch das Projektionsobjektiv hindurch beobachtete Ungenauigkeit
dieser Abbildung zur Bildung eines Justiersignals herangezogen wird.
Für die Herstellung integrierter Schaltungen ist es notwendig, nacheinander eine Anzahl von Masken mit
verschiedenen Schaltungsmustern an jeweils derselben Stelle des Werkstücks abzubilden. Die dabei auf dem Werkstück
belichtete, photoempfindliche Schicht dient nach ihrer Entwicklung zur Abdeckung des Werkstücks an gewünschten
Stellen in zwischen den aufeinanderfolgenden Abbildungen durchgeführten chemischen und physikalischen Behandlungsschritten, beispielsweise Ätz- und Diffusionsvorgängen.
An die Genauigkeit, mit der integrierte Schaltungen hergestellt werden, sind sehr hohe Anforderungen gestellt.
Die zulässigen Abweichungen der aufeinanderfolgenden Abbildungen
der Schaltungsmuster liegen beispielsweise unter 1 μΐη. Um eine solche Genauigkeit erreichen zu können,
werden die auf der Maske angebrachten Schaltungsmuster, meist über ein Projektionsobjektiv beispielsweise um den
Faktor 10 verkleinert, auf dem Werkstück abgebildet. Vor der Belichtung eines bereits mit Schaltungselementen versehenen
Werkstückes bzw. Werks tue kabschnittes ist es notwendig,
Ausrichtmuster der Maske relativ zu auf dem Werk-
stück angebrachten Justiermarken durch Justierung der Marke, oder gegebenenfalls des Werk-jtückes wiederholgenau
auszurichten, um die gewünschte Deckung der Schaltungsmuster zu erreichen.
Für den Ausrichtvorgang werden die entsprechenden Justiermarkenbereiche auf dem Werkstück und die Bereiche
der Ausrichtmuster auf der Maske über das Projektionsobjektiv ineinander abgebildet, wobei die relative
Abweichung visuell oder raeßtechnisch festgestellt wird.
Aus der Abweichung werden Stellbefehle für die Justiermechanik, beispielsweise für einen Koordinatentisch,
abgeleitet.
Um die Justiermarken für spätere Belichtungsvorgänge zu erhalten, wird häufig vorgesehen, die Justierung
mit Licht einer Wellenlänge durchzuführen, für welche der Photolack nicht empfindlich ist. Außerdem kann vorgesehen
werden (vgl. DE-OS 28 45 603), die Ausrichtmuster der Maske, welche beispielsweise die Form rechteckiger
Fenster haben, und die Justiermarken auf dem Werkstück, auf welche die Abbildung der Ausrichtmuster
zentriert werden soll, an Stellen anzuordnen, die hinsichtlich des Projektionsobjektivs nicht konjugiert sind.
In diesem Fall wird bei der Justierung eine Hilfsoptik in den Strahlengang des Justierlichtes gebracht.
Bei jeder Art von Justiersystem stellt sich das Problem der Eichung: es muß sichergestellt werden,
daß die Justiereinrichtung jene gegenseitige Lage von
Projektionsobjektiv
Maske,/una Werkstück als optimal beurteilt, bei welcher tatsächlich im Belichtungslicht eine möglichst genaue überdeckung der nacneinander aufgebrachten Schaltungsmuster erfolgt. Eine systematische Schwierigkeit ergibt sich dabei durch die an sich vorteilhafte Verwendung
Maske,/una Werkstück als optimal beurteilt, bei welcher tatsächlich im Belichtungslicht eine möglichst genaue überdeckung der nacneinander aufgebrachten Schaltungsmuster erfolgt. Eine systematische Schwierigkeit ergibt sich dabei durch die an sich vorteilhafte Verwendung
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eines den Photolack nicht angreifenden Justierlichtes da das Projektionsobjektiv natürlich auf die Belichtungswellenlänge und nicht auf die Justierwellenlänge korrigiert
wird. Die Einschaltung einer Hilfsoptik bei der Verwendung nicht-konjugierter Marken vermindert ebenfalls das .Maß, in
dem das Auswertungsergebnis der Justiereinrichtung als repräsentativ für die Qualität der Bildüberdeckung angesehen
werden kann.
Zur Eichung der Justiereinrichtung wird derzeit so vorgegangen, daß die Maske und der Verschiebetisch, welcher das
Werkstück trägt, nacheinander in verschiedene Stellungen gebracht werden und das Werkstück belichtet wird, wobei das
entsprechende Justiersignal notiert wird. Die belichteten Chips werden entwickelt und hinsichtlich ihrer Qualität
beurteilt. Die Justiersignale, die jener Position entsprechen, bei welcher das beste Ergebnis erzielt worden
ist, werden als Sollwerte für weitere Belichtungen verwendet. Es versteht sich, daß eine derart aufwendige
Methode für die Einstellung der Justiereinrichtung wohl für die erstmalige Inbetriebnahme des Gerätes vertretbar
ist, daß es dem Benutzer der Einrichtung jedoch nicht zuzumuten ist, im Laufe der Zeit eintretende Nullpunktsverschiebungen
nach diesem Verfahren selbst zu kompensieren. Außerdem haben nicht alle Werstücke die Justiermarken an
derselben Stelle, sodaß auf jeden Fall beim Übergang zwischen Typen von Halbleitersubstraten mit verschiedener
Markenanordnung eine neue Einstellung der Justiereinrichtung notwendig ist, welche auf einfache Weise möglich
sein soll.
Um eine deckungsgleiche Abbildung eines Schaltungsmusters auf ein bereits abgebildetes Muster zu erzielen, genügt es
nicht, durch Verschiebung von Maske oder Werkstück in der eigenen (X-Y) Ebene das neue Muster mit dem alten zu
zentrieren. Zusätzlich ist es weiterhin notwendig, das Werkstück in eine Lage zu bringen, in welcher seine gesamte
zu belichtende Oberfläche genau fokussiert ist, was durch Verstellung des Werkstückes in Z-Richtung durch
drei nicht auf einer Geraden liegende Verstelleinrichtungen erzielt wird. Damit ist eine deckungsgleiche
Abbildung der Muster jedoch immer noch nicht sichergestellt, da schließlich noch ein gleichbleibender Vergrößerungsmaßstab
für alle Abbildungen gewährleistet sein muß, zwei in bestimmtem Abstand befindliche Punkte
der Maskenebene also immer im selben verringerten Abstand in der Ebene des Werkstückes abgebildet
werden müssen. Da die heute verwendeten Projektionsobjektive telezentrische Systeme sind, hängt die Vergrößerung
zwar an sich nur vom Abstand der Maske vom Projektionsobjektiv ab, doch kann sich auch dieser Abstand
beim Einschieben einer neuen Maske und durch Temperatureinflüsse durchaus ändern, sodaß die Aufrechterhaltung
des Vergrößerungsir.aßstabes einen wesentlichen Teil des Justiervorganges bildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Kontrolle wenigstens
eines für die Justierung benötigten Parameters unter Belichtungsbedingungen zu ermöglichen, ohne daß es hiezu
notwendig ist, mehrere Werkstücke zu belichten und die Qualität des Produktes zu überprüfen. Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch eine anstelle des Werkstückes unter das Projektionobjektiv einschiebbare
Justierplatte, welche mit lichtdurchlässigen Zonen versehen ist, welche mit Ausnehmungen in der Maske hinsichtlich
des Projektionsobjektives bei Belichtungslicht konjugiert sind, wobei unterhalb der lichtdurchlässigen Zonen
Lichtmeßeinrichtungen angeordnet sind, gelöst.
Begnügt man sich dabei mit der überprüfung der Konstanz
des Vergrößerungsmaßstages, so ist es nicht notwendig,
zwischen den lichtdurchlässigen Zonen auf der Justierplatte und den Justiermarken auf den Werkstücken eine Beziehung
herzustellen, da die bei der Belichtung der Justierplatte
gewonnene Information unmittelbar zur Einstellung der Vergrößerung herangezogen werden kann, die ja nicht vom
Abstand des Werkstückes vom Projektionsobjektiv abhängt.
Will man zusätzlich die Justiereinrichtung hinsichtlich der
Genauigkeit der dadurch im Belichtungslicht erzielten Fokussierung überprüfen, genügt es, Marken an der Oberseite
der Justierplatte durch das Projektionsobjektiv im Justierlicht zu betrachten, während das durch die
Justierplatte hindurchgelassene Belichtungslicht eine Information über die unter Betriebsbedingungen erzielte
Fokussierung liefert.
Bereits durch die Betrachtung der für das Belichtungslicht durchlässigen Zonen von oben läßt sich also feststellen,
welche Defokussierung durch den Übergang von der Belichtungswellenlänge
zur Justierwellenlänge eintritt.
Im Normalfall werden die Justiermarken an der Oberseite
der Justierplatte so gewählt werden, daß sie in Form und Abstand den Marken der Oberseite eines Werkstückes entsprechen.
Das bei jener Position, in welcher em x^aximum
an Belichtungslicht durch die Justierplatte tritt, empfangene Justiersignal bezeichnet dann die Sollposition.
Um die Justiereinrichtung zu eichen, bestehend grundsätzlich zwei Möglichkeiten: man kann feststellen, wie weit die
Justierplatte aus ihrer Ideallage verschoben werden muß, damit in der Justiereinrichtung jenes Signal auftritt,
welches optimale Einstellung anzeigt. Bei der Justierung eines Werkstückes ist dann dessen Position gegenüber jener
Lage, welche das optimale Justiersignal ergibt, um den Betrag der erwähnten Verschiebung zu korrigieren. Andererseits
ist es möglich, die Justiereinrichtung so zu verstellen, daß die von ihr empfangenen Signale bei der im Belichtungs-
licht festgestellten Optimallage der Justierplatte einen Extremwert aufweisen, bis zu dessen Erreichung
das Werkstück verschoben wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in der Weise verwendet werden, daß bei einer gegebenen Position
nacheinander unter Belichtungsbedingungen und Justierbedingungen Signale in den Lichtmeßeinrichtungen unterhalb
der Justierplatte bzw. in der Justiereinrichtung erzeugt werden. Die Messungen können jedoch auch gleichzeitig
erfolgen, wenn sichergestellt ist, daß die jeweils andere Lichtart nicht zu Störungen führt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anschließend anhand der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schrägansicht einer Einrichtung zum Projektionskopieren von Masken auf
ein Halbleitersubstrat,
Fig. 2 und 3 zeigen in teilweise geschnittener Seitenansicht bzw. in Draufsicht die Verschiebeeinrichtung
für das Halbleitersubstrat bzw. dia Justierplc.tto,
Fig. 4 und 5 zeigen die erfindungsgemäße Justierplatte in Draufsicht und Seitenansicht, und
Fig. 6 die mittels Justierplatte erhaltenen Signale, Fig. 7 eine zur Überprüfung des Vergrößerungsmaßstabes
bestimmte Justierplatte.
In Fig. 1 sind die wesentlichen Teile einer Einrichtung
zum partiellen Belichten eines Halbleitersubstrates dargestellt. Das Werkstück^ liegt hiezu auf einem Verschiebetisch 8 auf, welcher in Richtung der 'XY-Koordinaten und vertikal durch in Fig. 2 und 3 dargestellte Mittel schrittweise I bewegbar ist. Oberhalb des Verschiebetischs8 befindet ' sich ein Maskentisch 3, welcher die Maske 2 aufnimmt
und ebenfalls in Richtung der X- und Y-Koordinaten
kontinuierlich bewegbar sowie gegebenenfalls verdrehbar j ist. Zwischen dem Verschiebetisdi8 und dem Maskentisch 3 i ist ein Projektionsobjektiv 10 angeordnet, welches das j Muster 4 der Maske 2 im Maßstab 10:1 auf dem Werkstück 9
abbildet. Oberhalb des Maskentisches 3 ist eine Belichtungs- i einrichtung 1 vorgesehen. Da zumindest ab jeder zweiten ι Belichtung derselben Stelle des Werkstückes mit einer Maske j eine genaue Ausrichtung derselben relativ zu bereits auf ; dem Werkstück vorhandenen Schaltungselementen bzw. -mustern
vorgenommen werden muß, sind auf der Maske 2 Ausrichtmuster 5 und auf dem Werkstück 9 Justiermarken 6 angeordnet.
zum partiellen Belichten eines Halbleitersubstrates dargestellt. Das Werkstück^ liegt hiezu auf einem Verschiebetisch 8 auf, welcher in Richtung der 'XY-Koordinaten und vertikal durch in Fig. 2 und 3 dargestellte Mittel schrittweise I bewegbar ist. Oberhalb des Verschiebetischs8 befindet ' sich ein Maskentisch 3, welcher die Maske 2 aufnimmt
und ebenfalls in Richtung der X- und Y-Koordinaten
kontinuierlich bewegbar sowie gegebenenfalls verdrehbar j ist. Zwischen dem Verschiebetisdi8 und dem Maskentisch 3 i ist ein Projektionsobjektiv 10 angeordnet, welches das j Muster 4 der Maske 2 im Maßstab 10:1 auf dem Werkstück 9
abbildet. Oberhalb des Maskentisches 3 ist eine Belichtungs- i einrichtung 1 vorgesehen. Da zumindest ab jeder zweiten ι Belichtung derselben Stelle des Werkstückes mit einer Maske j eine genaue Ausrichtung derselben relativ zu bereits auf ; dem Werkstück vorhandenen Schaltungselementen bzw. -mustern
vorgenommen werden muß, sind auf der Maske 2 Ausrichtmuster 5 und auf dem Werkstück 9 Justiermarken 6 angeordnet.
Die Justiermarken 6 können zugleich mit der ersten Belichtung aber beispielsweise mit Hilfe eines Lasers auf
dem Werkstück ausgebildet werden. Im dargestellten Fall
dem Werkstück ausgebildet werden. Im dargestellten Fall
sind die Ausrichtmuster der Maske 2 und die Justiermarken des Werkstückes 9 in bezug auf das Projektionsobjektiv
10 in zueinander nicht konjugierten Bereichen angeordnet. Um für den Justiervorgang die Bereiche der
Justiermarken und der Ausrichtmuster ineinander abbilden zu können, ist eine Hilfsoptik 11 vorgesehen, welche aus
zwei Umlenkspiegeln 13 und einer Korrekturlinse 14 besteht. Diese Hilfsoptik bewirkt eine Parallelverschiebung
der von der Justiermarke reflektierten Lichtstrahlen. Zur Beleuchtung der Ausrichtmuster 5 und
Justiermarken 6 während des Ausrichtvorganges ist eine Lichtquelle 17 vorgesehen, deren Licht keine Veränderung
der auf dem Werkstück 9 befindlichen, photoempfindlichen Schicht bewirkt.
Das von der Lichtquelle 17 erzeugte Licht entwirft über die Korrekturlinse 14, die Umlenkspiegel 13 und 16 und
das Projektionsobjektiv 10 auf dem Werkstück 9 ein Bild des Ausrichtmusters 5, welches zusammen mit der Justiermarke
6 in Rückprojektion über die Spiegel 13 und 16 einer photoelektrischen Auswerteeinrichtung 18 zugeführt
wird, welche aus der relativer Verschiebung d~r Marken Signale ableitet, die zur Steuerung der nicht dargestellten
Stellglieder für die Ausrichtung der Maske und/oder des Werkstückes herangezogen werden können. Der Umlenkspiegel
16 ist hiebei halbdurchlässig ausgebildet. Der Einfachheit halber ist die Beleuchtungs- und Auswerteeinrichtung
sowie die Hilfsoptik nur für ein einziges Markenpaar 5 und 6 dargestellt.
Nach dem Ausrichtvorgang wird die Hilfsoptik 11 entfernt
und das Werkstück 9 belichtet. Dabei wird das Muster 4 auf eines der Chips "* übertragen Dieses entspricht im
Normalfall einer elektrischen Schaltung, im vorliegenden Fall ist bereits die für die Eichung der Justiereinrichtung
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benötigte Maske dargestellt, die lediglich mit linsenförmigen Ausnehmungen 20 versehen ist. Nach
der Belichtung wird der Verschiebetisch 8 zu dem nächsten Chip verfahren, neuerlich der notwendige
JustierVorgang unter Zuhilfenahme der Hilfsoptik 11
vorgenommen und anschließend wiederum belichtet.
Mit Hilfe der kurz dargestellten Einrichtung können also die Ausrichtmuster 5 an jeder beliebigen Stelle
der Maske angeordnet werden. Auch ist eine beliebige Konfiguration der Ausrichtmuster möglich, da diese
während der Belichtung nicht auf den Bereich der Justiermarken 6 des Werkstückes übertragen werden. Die
in bezug auf das Projektionsobjektiv 10 zu den Justiermarken 6 konjugierten Bereiche 19 der Maske 2 können
so ausgebildet werden, daß die Justiermarke während der weiteren Behandlungsschritte des Werkstückes nicht
verändert wird. Hiezu ist es möglich, daß im Falle einer positiven, photoempfindlichen Schicht auf dem Werkstück
die Bereiche 19 der Maske lichtundurchlässig, und im Falle einer negativen photoempfindlichen Schicht die
Bereiche 19 lichtdurchlässig sind. Dadurch bleibt bei
einem dem Belichtungsvorgang folgenden Entwicklungsvorgang die auf den Justiermarken 6 befindliche photoempfindliche
Schicht bestehen und schützt diese.
Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, befindet sich das durch einen Wafer verkörperte Werkstück 9 auf einem Vakuum-Chuck
32, der durch Schlitten 34 und 3 3 in X- und Y-Richtung verschiebbar ist. Die Verschiebung in Y-Richtung erfolgt
durch einen Motor 35 über die Spindel 37, die Verschiebung in X-Richtung durch einen Motor 36 über die Spindel
Der Schlitten 34 bewegt sich in einer Führung 39 der Grundplatte 40.
iiii^L'O'
ΊΟ
Zur Höhenverstellung der Grundplatte 40 dienen drei Stützen 44, die jeweils einen Motor 43 aufweisen, der
auf einen Keiltrieb einwirkt. An der Oberseite jeder Stütze 44 befindet sich eine Kugel 42, die in
horizontaler Richtung in einem für die durchzuführenden Niveaukorrekturen ausreichenden Ausmaß frei beweglich
ist.
Eine gleichmäßige Bewegung der drei Stützen 44 führt zu einer lotrechten Parallelverschiebung der Grundplatte
40, gegen die Wirkung der Feder 51. Wernden jedoch die drei Stützen 44 in verschiedenem Ausmaß
betätigt, so ändert sich die Lage der Grundplatte 40 und damit die des Wafers 9 relativ zur Horizontalebene.
Um bei einer solchen Lageänderung unabhängig von der momentanen Stellung der Schlitten 33 und 34 sicherzustellen,
daß jener Teilbereich des Wafers, durch den gerade die optische Achse 54 geht, keine unbeabsichtigten
Horizontalauslenkungen erfährt, dient die in Höhe des Wafers 9 angeordnete, aus einer Kugel 46 und vier
Zylindern 47,47' bestehende Führung. Da die Kugel 46 lediglich in vertikaler Richtung gegenüber dem hochgezogenen
Fortsatz 57 des die Stützen 44 tragenden Tragtisches beweglich ist, sind auch die Zylinder 47' am
gegenüberliegenden hochgezogenen Teil der Grundplatte, der als Bügel 41 ausgebildet sein kann, nur vertikal
beweglich. Ein Verschwenken der Zylinder 47' kann somit nur um eine Achse erfolgen, die in der Waferebene liegt.
Die bisher beschriebenen Teile der Einrichtung nach Fig. 2 und Fig. 3 schließen eine horizontale Schwenkung
der Grundplatte 40 um die Kugel 46 noch nicht aus. Um das System vollständig zu bestimmen, ist daher eine
Kugel 45 vorgesehen, die entlang von Führungsflächen am
Bügel 41 und am hochgezogene^ Teil 57 des Tragtisches
; 33Ί8980
beweglich ist, wobei einerseits die Federn 49, anderseits die Anschläge 48 ein Herausfallen der Kugel 45
verhindern.
Erfindungswesentlich an der dargestellten Einrichtung/ deren bisher beschriebene Details lediglich als fast
beliebig abwandelbare Beispiele anzusehen sind, ist die Justierplatte 23, die in Fig. 4 und 5 im einzelnen
dargestellt ist. Es handelt sich um eine Glasplatte, deren Kantenlänge beispielsweise 10 mm betragen kann
und deren Dicke in der Größenordnung von 1 mm liegt.
Auf dieser Glasplatte befindet sich eine 0,5 um dicke
Chromschicht, in welche lichtdurchlässige Zonen 15 eingeätzt sind, auf welche die Ausnehmungen 20 der
Maske 2 durch das Projektionsobjektiv 10 abgebildet werden sollen. Lichtmeßeinrichtungen 21 in Form üblicher
Photodioden geben ein Signal ab, welches der Intensität des Lichtes entspricht, welches von der Belichtungseinrichtung
1 durch die Ausnehmungen 20 der Maske 2 über das Projektionsobjektiv 10 durch die lichtdurchlässigen
Zonen 15 gelangt. Die Breite der lichtdurchlässigen Zonen 15 kann beispielsweise 1,5 \xm betragen, deren Länge 2 mm.
Die Abmessungen der zugehörigen Ausnehmungen 20 der Maske sind bei einem Projektionsverhältnis von 10:1 natürlich
zehnmal größer. Die Justiermarken 6 an der Oberseite der Justierplatte 23 sind nur schematisch dargestellt, da
der diesbezügliche Teil der Einrichtung zum Stand der Technik gehört. Die Filterschicht 22 läßt lediglich das
Belichtungslicht durch. Diese Schicht wird nur benötigt, wenn die einer gegebenen Position entsprechenden Signale
der Justiereinrichtung und der erfindungsgemäßen Eichungseinrichtung gleichzeitig aufgenommen werden sollen.
Zum Eich- bzw. Einrichtvorgang wird die Justierplatte 23 unter das Projektionsobjektiv 10 anstelle eines "echten"
Belichtungsfeldes gebracht. Die Maschine führt dann folgende Operationen aus: Belichtungs- und Justierlicht
werden gleichzeitig eingeschaltet; die Maske 2 wird in Takten, in z.B. X-Richtung, bewegt, derart,
daß die Abbildungen der Ausnehmungen 20 über die lichtdurchlässigen Zonen 15 gezogen werden ; vor jedem Takt
wird die Justierplatte 23 bzw. der Verschiebetisch 8 einen Schritt angehoben (Z , Z_, Ζ,-Schritte gleichzeitig)
; die Photodioden-Intensitätswerte werden für jeden X-Schritt und Z-Schritt im Maschinengedächtnis
gespeichert.
Für jede Lichtmeßeinrichtung (Photodiode 21) ergibt sich dadurch eine Kurvenschar wie sie in Fig. 6 dargestellt
ist. Das vom Belichtungslicht erzeugte reale Bild, welches bei der Verwendung der Maschine für die
Veränderung des Wafers verantwortlich wäre, befindet sich dann an der richtigen Stelle X in X-Richtung,
wo die Intensität bei Verschiebung in dieser Richtung ein relatives Maximum erreicht. Optimale Fokussierung
(Z )ist dort gegeben, wo dieses Maximum im Vergleich zu jenem der benachbarten Kurven den höchsten Wert erreicht.
Wenn auf diese Weise die optimale Lage des realen Bildes in allen Dimensionen (X,Y,i?-,Z1 ,Z31Z3) festgestellt worden
ist, kann die Justierplatte 23 in diese Lage gebracht werden. Die zugehörigen Justierlichtsignale stellen dann
die Sollwerte für den Prozeß dar, wobei es zweckmäßig sein kann, die Justiereinrichtung so zu verstellen, daß die
von ihr empfangenen Signale bei der festgestellten Optimallage der Justierplatte 23 einen Extremwert aufweisen.
J J I ob) ö U
Aus Fig. 7 geht hervor, daß die Maske 2 hinsichtlich des Werkstückes bzw. hinsichtlich der Justierplatte 23
zentriert und auch fokussiert sein kann, ohne daß es zu einer hinreichend genauen Uberdeckung der Abbilder
verschiedener Masken auf dem Werkstück bzw. der Justierplatte kommt. Der Grund-hiefür liegt darin, daß sich
bei Änderungen des Abstandes zwischen Maske und Objektiv der Vergrößerungsmaßstab ändert und somit der Fall auftreten
kann, daß der Abstand zweier von der Maske 2 auf das Werkstück projizierter Punkte zu klein oder - wie
in Fig. 7 dargestellt - zu groß ist. Ein solcher Vergrößerungsfehler läßt sich mit der erfindungsgemäßen
Justierplatte 23 feststellen, da die Abbildungen 51 der
Ausrichtmuster 5 nur dann mit allen lichtdurchlässigen Zonen 15 gleichzeitig zur Deckung kommen, wenn die
Vergrößerung in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen den vorgeschriebenen Wert aufweist.
Um festzustellen, ob das Projektionsobjektiv in zwei
zueinander senkrecht stehenden Richtungen verschieden stark vergrößert,also einen anamorphotischen Abbildungsfehler aufweist, wurden an sich drei lichtdurchlässige
Zonen 15 genügen. Die Anordnung der lichtdurchlässigen
Zonen im Viereck erleichtert jedoch die Unterscheidung zwischen dem anamorphotischen Fehler des Objektives und
einem durch Kippen der Maske verursachten Tranezfehler,
also der Abbildung eines Rechteckes auf der Maske als Trapez.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann nicht nur verwendet
werden, um den Wert eines für die Justierung benötigten Parameters unter Belichtungsbedinguncren ein für allenal
festzustellen. Mangel in der Deckungsgenauigkeit übereinandej
auf ein Werkstück projizierter Muster treten oft auch
dadurch auf, daß sich der eingestellte Wert nachträglich verändert, wobei solche Veränderungen vor allam dann nachteilig
sind, wenn sie während des Belichtungszeitrauxnes auftreten. Die Simulierung des Belichtungsvorganges, wobei
die erfindungsgemäße Justierplatte anstelle eines lackbeschichteten
Werkstückes tritt, erlaubt es festzustellen, in welchem Ausmaß sich der überprüfte Parameter während
des Belichtungsvorganges ändert. Die Art der Änderung läßt sich feststellen, indem mehrmals nacheinander gemessen
wird, welche Veränderung der überprüfte Parameter nach einem vorgegebenen Zeitraum gegenüber seinem Anfangswert aufweist. Die Abweichung des durchschnittlichen Wertes
des Parameters nach der vorgegebenen Zeit vom Ausgangswert bildet dann ein Maß für systematische Veränderungen, wio
sie z.B. durch Erwärmung hervorgerufen werden können. Inwieweit die Verschiebungen durch zufällige Einflüsse oder
Vibrationen entstanden sind, ergibt sich aus der Standardabweichung, welche der überprüfte Parameter gegenüber dem
durchschnittlichen Wert seiner Veränderung aufweist.
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Projektionskopieren von Masken auf ein
Werkstück, insbesondere auf ein Halbleitersubstrat zur Herstellung von integrierten Schaltungen, wobei die
Muster der Masken über ein Projektionsobjektiv ein- oder mehrmals auf einer photoempfindlichen Schicht des Werkstückes
durch Belichtungslicht abgebildet werden, und Maske und Werkstück relativ zueinander ausgerichtet
werden, indem Ausrichtmuster der Maske mittels Justierlicht durch das Projektionsobjektiv auf Justiermarken
des Werkstückes abgebildet werden und eine durch das Projektionsobjektiv hindurch beobachtete Ungenauigkeit
dieser Abbildung zur Bildung eines Justiersignals herangezogen wird, gekennzeichnet durch ein anstelle des
Werkstückes unter das Projektionsobjektiv einschiebbare Justierplatte (23), welche mit lichtdurchlässigen Zonen
(15) versehen ist, welche mit Ausnehmungen (20) in der
Maske (2) hinsichtlich des Projektionsobjektives (10) bei Belichtungslicht konjugiert sind, wobei unterhalb der
lichtdurchlässigen Zonen (15) Lichtmeßeinrichtungen (21) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite der Justierplatte (23) Justiermarken
(6) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Justiermarken (6) an der Oberseite der Justierplatte
(23) jenen auf dem zu belichtenden Werkstück (9) entsprechen .
4. Vorrichtung nach eine., der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß den Lichtmeßeinrichtungen (21) Filter
(2) vorgeschaltet sind, welche bei von der Belichtungswellenlänge abweichender Justierwellenlänge das Justierlicht
nicht durchlassen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierplatte (23) aus Glas
besteht und eine Deckschicht (24) aus Chrom aufweist/ in welche die lichtdurchlässigen Zonen (15) eingeätzt
sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Justierplatte fest auf dem Verschiebetisch
(8) für das Werkstück (9) angeordnet ist.
7. Verfahren zum Justieren einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dßa die
Relativlage von Maske und Justierplatte hinsichtlich mindestens einer Koordinate kontinuierlich oder schrittweise
verändert wird, wobei die gleichen Positionen zugeordneten Signale registriert werden, die einerseits
die Stärke des von der Justierplatte durchgelassenen Belichtungslichtes und andererseits der durch das
Projektionsobjektiv beobachteten Genauigkeit der Abbildung
der Ausrichtmuster der Maske auf die Justiermarken der Justierplatte im Justierlicht entsprechen,
und die so ermittelte Zuordnung von Justierlichtsignalen und Belichtungslichtsignalen zur Einstellung der Sollwerte
der Lage des Werkstückes herangezogen wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3318980A DE3318980C2 (de) | 1982-07-09 | 1983-05-25 | Vorrichtung zum Justieren beim Projektionskopieren von Masken |
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ID=25802954
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