DE3872705T2

DE3872705T2 - Vorrichtung und verfahren zum feststellen/regulieren des freiraums bei einer lithographiemaschine.

Info

Publication number: DE3872705T2
Application number: DE8989901625T
Authority: DE
Inventors: G Baker; L Duft; D Frankel; J Martin
Original assignee: HAMPSHIRE INSTR Inc
Current assignee: HAMPSHIRE INSTR Inc
Priority date: 1987-12-30
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2008-12-29
Also published as: JPH02502503A; US4870668A; KR920005740B1; KR900701015A; EP0349632A1; WO1989006430A1; EP0349632A4; DE3872705D1; EP0349632B1; ATE78110T1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Aufrechterhaltung der Maske zur Plättchenspaltkonstante in einer Röntgensteindruckmaschine und insbesondere zur Einstellung der Ebene des Plättchens auf einer Abschnitt-für-Abschnitt-Basis, um nichtplanare Veränderungen des Plättchens auszugleichen.
Halbleiterchips werden seit vielen Jahren unter Benutzung einer Ultraviolettlicht-Steindruckmaschine hergestellt, um ein Muster auf einem mit Fotolack beschichteten Plättchen zu exponieren. Typische handelsübliche Plättchen nach dem Stand der Technik haben einen Durchmesser zwischen drei und acht Zoll. Da die Fläche des Plättchens, die wünschenswerterweise zu jedem gegebenen Zeitpunkt exponiert werden kann, erheblich kleiner ist als die Gröbe des Plättchens, wird das Plättchen in Inkrementalschritten über eine Exponierungsfläche bewegt. Gewöhnlich wird während eines jeden Schritts dasselbe, durch eine Maske oder Strichplatte abgegrenzte Lichtmuster auf eine das Plättchen bedeckende Fotolackschicht aufgebracht und exponiert sie. Nachdem das gesamte Plättchen in Inkrementalschritten an der Exponierungsfläche vorbeibewegt worden ist, ist jeder Abschnitt des Plättchens identisch exponiert worden. Als Beispiel für ein solches Repetier-Fotolithografiesystem wird auf die Beschreibung im US-Patent 4,444,492 auf den Namen von Martin E. Lee verwiesen. Vorrichtungen, welche dem im vorgenannten Lee-Patent beschriebenen Repetier - Fotolithografiesystem ähneln, sind in den von der Ultratech Stepper Corporation in ihren Modellen 900 und 1000 verkauften handelsüblichen Produkten eingebaut worden.
Geschichtlich gesehen gingen die Anforderungen an die Halbleiterindustrie darauf hinaus, immer kleinere Elemente auf jedem Chip herzustellen, damit dementsprechend immer mehr Halbleiterelemente auf jedem Chip untergebracht werden können. Vor kurzem hat die hergestellte Elementgröße die Grenzen herkömmlicher Ultraviolett-Fotolithografiemaschinen erreicht. Genauer gesaugt: Die Größe der Elemente, die auf einem Halbleiterplättchen untergebracht werden kann, wird durch die Wellenlänge der zum Exponieren des Fotolacks benutzten Energie begrenzt. Im Falle von Ultraviolettstrahlung hat dieses Limit etwa ein Mikron Größe. Um Halbleiterelemente mit Elementgrößen von weniger als 1 Mikron herzustellen und immer noch akzeptable Ergebnisse zu erhalten, muß eine Energiequelle mit einer kürzeren Wellenlänge als Ultraviolettstrahlung benutzt werden. Weiche Röntgenstrahlen scheinen der beste Kandidat für eine solche Quelle zu sein.
Beim Herstellen von Elementen von weniger als 1 Mikron auf einem Halbleiterplättchen werden auch andere Probleme geschaffen. Zu diesen anderen Problemen gehören die Deckungs - und Ausrichtungs-Genauigkeitserfordernisse, die der Schrittschaltstufe auferlegt werden, welche das Plättchen unter der Exponierungsfläche von Position zu Position trägt. Es reicht nicht aus, lediglich die Größe jedes der Schritte der Schrittschaltstufe zu reduzieren, um die Genauigkeit zu erhöhen. Mit den immer kleiner werdenden Elementen müssen andere Überlegungen, wie z. B. Unebenheit der Plättchenoberfläche selbst einbezogen werden. Siehe beispielsweise Underhill et al "Plättchenebenheit als Beitragsleistender zur Defokussierungs- und zur Submikron-Bildtoleranz in der Repetier-Fotolithografie", J. Vac. Sci . Technol. B5(1), (Jan/Feb 1987). In bestimmten Typen von Röntgenlitografiesystemen wie z. B. der ursprünglich von Nagel et al im US-Patent 4,184,078 und weiter durch Forsyth et al in den US-Patenten 4,692,934 und 4,700,371 beschriebenem Typ ist der Spaltabstand zwischen der Röntgenmaske und der mit Fotolack bedeckten Oberfläche des Plättchens für den einwandfreien Betrieb kritisch. Mit Bezug auf diesen Spaltabstand ist es wünschenswert, jeden Abschnitt des Plättchens, wenn er exponiert wird, über die gesamte Exponierungsfläche von der Maske gleichmäßig unterteilt zu haben. Mit anderen Worten: Es ist nötig, die Ebene der Exponierungsseite des Plättchens mit der Ebene der Maske parallel zu halten.
Andere Deckungs- und Ausrichtungsprobleme müssen ebenfalls gelöst werden, wenn man Submikronbilder auf Halbleiterplättchen herstellt. Viele dieser Probleme haben mit dem mechanischen Aufbau des Fotorepetiermechanismus selbst zu tun. Alle Fotorepetiermechanismen müssen in der Lage sein, das Plättchen mit sechs verschiedenen Freiheitsgraden zu bewegen. Hierbei handelt es sich um lineare Bewegungen in X-, Y- und Z-Richtung sowie um "Tip"-, "Tilt"- und "Theta"- Drehbewegungen um jede dieser Achsen. Im hierin benutzten Sinne bedeutet "Tip" eine Drehung um die X-Achsen-Richtung "Tilt" eine Drehung um die Y-Achsen-Richtung und "Theta" eine Drehung um die Z-Achsen-Richtung.
In der Vergangenheit sind die Steuermechanismen zum Bewegen des Plättchens in den verschiedenen Freiheitsgraden positioniert worden, ohne die Auswirkung in Betracht zu ziehen, welche die Bewegung in einem Grad auf die Gesamtposition, Deckung und Ausrichtung eines speziellen Abschnitts des Plättchens hat. Präzise X- und Y-Distanzen und somit Position lassen sich beispielsweise unter Benutzung eines Interferometergeräts messen. In der Vergangenheit ist das Interferometer ziemlich unter der Ebene des Plättchens auf dem Schrittschaltmechanismus montiert worden. Somit führte jedes Kippen oder Neigen während des Justierens der Ebene des Plättchens zu dem leichten X- oder Y-Fehler, als Abbescher Fehler bekannt, der am Exponierungspunkt eingeschleppt wurde. Dieser Fehler wurde aufgrund seiner Position ziemlich weit unter der Ebene des Plättchens von dem Interferometer nicht genau erkannt.
Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung wird ein Schrittschaltsystem für eine Steindruckmaschine des Typs bereitgestellt, der zum Exponieren eines Musters auf einem mit Fotolack beschichteten Halbleiterplättchen - einen Abschnitt zur Zeit - benutzt wird, wobei das besagte Schrittschaltsystem Vorrichtungen zum Festhalten des besagten Plättchens, Vorrichtungen zum Festhalten der Musterabgrenzungsmaske in einer gegebenen Ebene, Vorrichtungen, um die besagte Plättchen-Haltevorrichtung in integrierten Schritten in einer solchen Weise an die besagte Maske vorbei zu bewegen, daß ein Abschnitt des besagten Plättchens zur Zeit mit der besagten Maske ausgerichtet wird, und Vorrichtungen einbezieht, um Energie durch die besagte Maske zu leiten und dadurch das besagte Muster auf dem besagten ausgerichteten Abschnitt des besagten Plättchens zu exponieren; gekennzeichnet durch Vorrichtungen zur Bestimmung einer Schnittebene jedes Abschnitts des besagten Plättchens relativ zu der besagten gegebenen Ebene durch Erkennung von mindestens drei verschiedenen Punkten in jedem Abschnitt, und durch Vorrichtungen in Reaktion auf die besagten Vorrichtungen zur Bestimmung, zum Justieren der Ebene des besagten Plättchens, während jeder Abschnitt des besagten Plättchens mit der besagten Maske ausgerichtet wird, um zu bewirken, daß der ausgerichtete Abschnitt in einer gewünschten Beziehung zu der besagten gegebenen Ebene steht.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter spezifischer Bezugnahme auf die folgenden Abbildungen beschrieben; in diesen Abbildungen ist:
Abbildung 1 eine besonders im Schnitt gezeigte Schemadarstellung einer Röntgen-Steindruckmaschine, welche den Fotorepetiermechanismus der vorliegenden Erfindung benutzt;
Abbildung 2 eine zukünftige Ansicht des Fotorepetiermechanismus der vorliegenden Erfindung;
Abbildung 3 eine Schemadarstellung des oberen Teils des Fotorepetiermechanismus und des unteren Teils der Exponierungssäule und ist nützlich zum Verstehen der funktion eines Aspektes der vorliegenden Erfindung;
Abbildung 4 eine Ansicht auf Achse 4-4 von Abbildung 3;
Abbildung 5 eine Ansicht auf Achse 5-5 von Abbildung 3;
Abbildung 6 ein Halbleiterplättchen, welches die Position der verschiedenen Exponierungsabschnitte zeigt, an denen der Steindruck stattfindet,
Abbildung 7 eine vergrößerte Ansicht eines Halbleiterplättchens, welche zwei benachbarte Exponierungsabschnitt zeigt und die Variationen in der durchschnittlichen Klopfbrettausrichtung veranschaulicht;
Abbildung 8 ein Flußdiagramm eines Algorithmus für die Masken-Horizontierungsfunktion, die durch das in den Abbildungen 1 und 3 gezeigte System durchgeführt werden, und
Abbildung 10 ein Flußdiagramm eines Algorithmus für die globale Horizontierung und Ausrichtung eines Plättchens, die durch das in den Abbildungen 1 und 3 gezeigte System durchgeführt werden.
Um nunmehr auf Abbildung 1 Bezug zu nehmen, so wird im allgemeinen eine Röntgen-Steindruckmaschine 10 gezeigt, welche einen Impulslaser 12 mit hoher Spitzenleistung (12 Joule) und hoher Repetitionsrate (ein Hertz), eine Röntgenquelle 14 und einen Plättchen-Manipulationsmechanismus 16 als die Hauptbaulemente der Maschine 10 einbezieht. Der Laser 12 stellt einen Laserstrahl 18 bereit, der durch Spiegel 20 und 22 gerichtet und durch die Linse 24 fokussiert und abschließend durch den spiegel 26 zu einer Röntgenquelle 14 gerichtet wird. Der durch den Laser 12 bereitgestellte Laserstrahl 18 muß stark genug sein, um die Bildung eines röntgenemittierenden Plasmas zu bewirken, wenn der Strahl 18 auf ein Metallziel fokussiert wird.
Die Röntgenquelle 14 schließt ein innerhalb einer evakuierten Kammer 30 enthaltenes Metallziel 28 ein. Der Laserstrahl 18 wird durch die Laserstrahlöffnung 32 bereitgestellt, die ein Teil der evakuierten Kammer 30 ist, und durch die Linse 24 auf einen Brennpunkt auf dem Ziel 28 fokussiert. Die Intensität des Laserstrahls 18 reicht aus, um ein röntgenemittierendes Plasma am Brennpunkt auf dem Ziel 28 zu erzeugen, und das Plasma wiederum emittiert Röntgenstrahlen 34 in eine Exponierungssäule 36. Das Konzept der Quelle 14 ist in großen. Zügen in der US- Patentschrift 4,484,339 im Namen von Phillip J. Mallozzi et al aufgezeigt, und der spezielle Aufbau für das Ziel 28 ist in der US-Patentanmeldung mit der laufenden Eingangsnummer 07/089,496 mit dem Titel "Massenbegrenztes Ziel" im Namen von Robert D. Frankel et al, die an den Zessionar dieses Patents abgetreten ist, eingehender beschrieben.
Der Plättchen-Manipulationsmechanismus 16 ist von dem Typ, bei dem eine Halbleiterplättchen 40 in einem Spannfutter 42 festgehalten und schrittweise bewegt wird, so daß ein Exponierungsabschnitt 86 (in Abbildung 6 gezeigt) des Plättchens zur Zeit zwischen der Exponierungssäule 36 positioniert wird, um durch das Muster von Röntgenstrahlen 34 exponiert zu werden. Bei der Herstellung eines Halbleiterchips werden viele verschiedene Arbeitsvorgänge auf jedem Exponierungsabschnitt 86 des Plättchen 40 durchgeführt. In vielen dieser Arbeitsvorgänge sind das Exponieren eines Musters auf jedem exponierungsabschnitt 86 des Plättchens 40 und daran anschließend die Weiterverarbeitung dieses exponierten Musters auf eine vorherbestimmte Weise einbezogen. Mit Ausnahme der ersten Schicht wird jedes Muster oben auf einer zuvor exponierten und verarbeiteten Schicht des Plättchens 40 exponiert. Es ist überaus wichtig, daß jeder neue Exponierungsabschnitt 86 mit Bezug auf die Position des vorhergehenden (ANMERKUNG DES ÜBERSETZERS: Im Englischen steht "proceeding"; wahrscheinlich ein Tippfehler und muß richtig heißen "preceding" = "vorhergehend") Exponierungsabschnitts 86 ordnungsgemäß ausgerichtet wird, damit der hergestellte Chip einwandfrei arbeitet.
Um die richtige Bewegung und Ausrichtung jedes Abschnitts 86 des Plättchens 40 durchzuführen (A.d.Ü.: "preform" muß richtig heißen "perform" = "durchzuführen), must der Plättchen- Manipulationsmechanismus 16 in der Lage sein, das Plättchen 40 mit sechs Freiheitsgraden zu bewegen. Diese sechs Freiheitsgrade beinhalten drei lineare Richtungen, d.h. die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung, und drei Winkelrichtungen. Der Mechanismus 16 gleitet auf einem flachen Granitunterteil 44 und schließt eine Y-Stufe 46 und eine X-Stufe 48 ein. Über und an der X-Stufe 48 ist eine Unterstufe 50 befestigt, auf der die Steuermechanismen für den verlauf Z und die Drehbewegungen montiert sind. Außerdem sind die Interferometerspiegel 82 und 84 (in Abbildung 2 dargestellt) ebenfalls auf der Unterstufe 50 montiert. Die Unterstufe 50 ist an der X-Stufe 48 befestigt und bewegt sich damit in X- und Y-Richtung.
Die Y-Stufe 46 bewegt sich über das Granitunterteil 44 in einer durch eine am Granitunterteil 44 befestigten Führung 52 bestimmten Richtung. Die Führung 52 bestimmt die Y-Richtung, und die Y-Stufe 46 bewegt sich in dieser festgelegten Richtung entlang der Führung 52 hin und her. An der Y-Stufe 46 ist eine Führung 54 befestigt, welche die X-Richtung abgrenzt, und die X-Stufe 48 bewegt sich entlang der Führung 54. die Unterstufe 50 ist durch drei Stege 56-1, 56-2 und 56-3 über der X-Stufe 48 positioniert, und jeder dieser Stege schließt eine Schrittschaltmotorgruppe 58-1 bis 58-3 und einen sensor 60-1 bis 60-3 ein. Die drei Motorgruppen 58-1 bis 58-3 sind unabhängig voneinander steuerbar, um eine dreieckförmige Ecke der Unterstufe 50 in Z-Richtung zu heben oder zu senken. Die Welle jeder Gruppe 58-1 bis 58-3 wird mittels Biegungszapfen (nicht dargestellt) präzise geführt. Indem man jede der drei Motorgruppen 58-1 bis 58-3 zusammen bewegt, lassen sich kleine Inkrementalbewegungen in Z-Richtung realisieren. Im späteren Text wird hierauf mit "Fein-Z-Bewegung" Bezug genommen. Indem man eine oder zwei der Motorgruppen 58-1 bis 58-3 einzeln bewegt, lassen sich die vorerwähnten "Tip" - und "Tilt"-Freiheitsgrade erzielen.
Die Motorgruppen 58-1 bis 58-3 sind in einer Vertikalrichtung von der X-Stufe 48 starr befestigt. Dadurch wird eine geringfügige Seitwärtsbewegung der Unterstufe 50 relativ zu den feststehenden Antriebswellen der Motorgruppen 58-1 bis 58-3 bewirkt, die während des Kippens oder Neigens der Unterstufe 50 auftritt. Um diese Seitwärtsbewegung zu ermöglichen, schließt die Welle, welche die Motorgruppe 58-1 mit der Unterstufe 50 verbindet, eine Universal(gelenk)kupplung 62 ein, die konzipiert wurde, um jegliche Seitwärtsbewegung zu verhindern. Bei der Kupplung der Welle von der Motorgruppe 58-2 zur Unterstufe 50 handelt es sich jedoch um eine Kugel - und V-Nut-Kupplung 64, die konzipiert wurde, um eine Seitwärtsbewegung in nur entweder der X- oder Y-Richtung zu gestatten, und die Kupplung der Welle von der Motorgruppe 58-3 zur Unterstufe 50 ist eine Kugel- und Flachkupplung 66 (in Abbildung 3 dargestellt), die konzipiert wurde, um eine Seitwärtsbewegung in entweder der X- oder Y-Richtung zu gestatten.
Die Y-Stufe 46 bewegt sich mittels einer herkömmlichen Antriebs/Treibervorrichtung (nicht dargestellt) in diskreten Schritten entlang der Y-Führung 52, und die X-Stufe 48 bewegt sich durch eine ähnliche herkömmliche Antriebs/Treibervorrichtung (nicht dargestellt) entlang der Führung 54. Die X-Stufe 48 wird durch vier luftgeschmierte Lager 55 über der Y-Stufe 46 gehalten, die sich von den Ecken derselben nach unten erstrecken. Die Luftlager 55 gleiten entlang dem Granitunterteil 44 in der durch die Führung 54 begrenzten Richtung. Indem man die vier Luftlager 55 so weit wie möglich voneinander unterteilt, verursachen die geringfügigen Veränderungen in der ebene des Granitunterteils 44 relativ kleine und wiederholbare Kipp- und Neigungsänderungen in dem vom Spannfutter 42 festgehaltenen Plättchen 40. Einstellungen der Kipp- und Neigungsposition des Plättchens 40 können dann durch die nachstehend beschriebene Vorrichtung und unter Anwendung der nachstehend beschriebenen Techniken vorgenommen werden.
Das Spannfutter 42 schließt eine Futterplatte 68 zum Festhalten des Plättchens 40 und einen Motor 70 zum Bewegen der Platte 68 in relativ großen vertikalen Stufen (verlauf Z) ein. Ein Aktivator wie z.B. ein Motor 70 ist mittels einer Biegeeinrichtung 72 in einer solchen Weise am Boden der Unterstufe 50 befestigt, daß bei Funktion des Motors 70 die Bewegung perpendikulär zur Unterstufe 50 erfolgt. Der Motor 70 kann ausgewählt werden, um das Plättchenspannfutter 42 aus seiner Ruhelage aufwärts in eine typische Verschiebung von 5 Millimetern zu bewegen. Eine bevorzugte Ausführungsform des Motors 70 ist ein Luftzylinder oder ein Solenoid. Die Fein-Z-Bewegung wird durch die Motorgruppen 58-1 bis 58-3 gesteuert, die Inkrementalschritte von 0,12 Mikron und einen Maximalbereich von 400 Mikron haben.
Um das Plättchen 40 mit Bezug zur Maske 38 ordnungsgemäß zu positionieren, sind ein Spannfuttersensor 74 und ein Röntgenkammersensor 76 vorgesehen, von denen jeder an das jeweilige Spannfutter 42 und die Exponierungssäule 36 mittels der jeweiligen Halterungen 78 und 80 gekuppelt ist. Die genaue Konstruktion des Sensors 74 und 76 wird nachstehend mit Bezug auf Abbildung 3 beschrieben, während ihre Funktionsweise nachstehend mit Bezug auf Abbildungen 8 und 10 beschrieben wird.
Die genauen X- und Y-Positionen des Plättchen-Manipulationsmechanismus 16 können mit einem Interferometergerät bestimmt werden. Ein solches Gerät ist auf dem Fachgebiet gut bekannt und schließt eine Lichtleitvorrichtung (nicht dargestellt), einen der Y-Spiegel 82 oder den X-Spiegel 84 sowie eine Lichtempfangsvorrichtung (nicht dargestellt) ein. Das Interferometergerät mißt die kumulierte Doppler- Verschiebung zwischen dem fortgeleiteten und empfangenen Lichtstrahl und ermittelt dadurch sehr präzise Verschiebungen. Das Interferometergerät kann beispielsweise relative X- und Y-Entfernungen im Lithografiesystem in der Größenordnung von 0,02 Mikron messen. Die den beiden Interferometergeräten zugehörigen Y-Spiegel 82 und X-Spiegel 84 sind auf der Unterstufenplatte 50 sehr nahe zur selben Höhe wie das Plättchen 40 angeordnet. Durch Anordnung der Spiegel 82 und 82 in dieser Position wird jede entsprechende X- und Y-Seitwärtsbewegung an der Exponierungsebene des Plättchens 40 infolge der Kipp- und Neigungsjustierung durch die Fein-Z-Motorgruppen 58-1 bis 58-3 durch das Interferometer überwacht.
Außerdem ist dem Grob-Z-Motor 70 eine Vorrichtung (nicht dargestellt) zum Drehen der Platte 68 zugeordnet, um eine Rotationsfreiheitsgradbewegung bereitzustellen. Derartige Vorrichtungen sind auf dem Fachgebiet gut bekannt und sind in dem vorerwähnten Lee-Patent beschrieben.
Um nunmehr auf die Abbildungen 3-7 Bezug zu nehmen, wird jetzt die ausführliche Art und Weise beschrieben, in der der Mechanismus 16 arbeitet, um einen Abschnitt des Plättchens 40 mit Bezug auf die Maske 38 ordnungsgemäß zu positionieren. Im allgemeinen ist in Röntgenlithografiesystemen wie z.B. die Maschine 10 die ereite des Spaltes 39 zwischen der Maske 38 und dem Plättchen 40 für die ordnunsgemäße Exponierung des Fotolackschicht auf dem Plättchen 40 kritisch. Das die Röntgenstrahlen innerhalb der Röntgenquelle 14 erzeugende Plasma ist überaus klein und wird zu Zwecken dieser Beschreibung als Punktquelle angesehen. Folglich werden die Röntgenstrahlen in einem Bündel von der Punktquelle emittiert, und diejenigen Röntgenstrahlen, die durch den röntgenstrahlendurchlässigen Teil der Maske 38 hindurchgehen, dehnen sich weiter von der achse des Bündels weggehend aus. Um die Vergrößerung zu regulieren, sollte die Breite des Spalts 39 zwischen der Maske 38 und dem Plättchen 40 gering und konstant gehalten werden.
Die Größe des Elements, das auf dem Plättchen 40 unter Benutzung einer Röntgenenergiequelle exponiert werden kann, beträgt 0,5 Mikron oder weniger. Bei dieser geringen Elementgröße ist es erforderlich, daß eine präzise Ausrichtung zwischen dem Plättchen 40 und der Maske 38 aufrechterhalten wird, und jede durch Veränderungen in dem Spalt zwischen der Maske 38 und dem Plättchen 40 verursachte Änderung in der Vergrößerung muß minimal gehalten werden. Ist der Spalt 39 beispielsweise auf 20 Mikron eingestellt, darf er sich an jeglichem Punkt von der Maske 38 nicht um mehr als 0,25 Mikron verändern. Bei einer solchen geringen, für die Spalt 39-Breite verfügbaren Toleranz muß man die Ebenheit des Plättchens 40 selbst in Betracht ziehen.
Durch Benutzung eines Fotorepetier-Manipulationsmechanismus wie den Mechanismus 16 wird das Plättchen 40 in verschiedene Exponierungsabschnitte 86 zerlegt, die einer zur Zeit exponiert werden. In Abbildung 6 ist ein typisches Plättchen gezeigt, das in 16 verschiedene Exponierungsabschnitte 86, von 1 bis 16 numeriert, zerlegt wird. Jeder dieser Exponierungsabschnitte 86 des Plättchens 40 wird - einer zur Zeit - unter der Maske 38 ausgerichtet, und jeder ausgerichtete Abschnitt 86 wird sodann exponiert. Innerhalb eines jeden Abschnitts können ein oder mehrere Halbleiterchips exponiert werden. Der Grenzfaktor auf jedem Abschnitt ist die Größe des Membranteils der Maske 38, der röntgenstrahlendurchlässig ist. Die Fläche jedes Exponierungsabschnitts 86 beträgt erheblich weniger als die Größe des Plättchens 40, das bis zu sechs oder mehr Zoll Durchmesser haben kann. Wenn man auch allgemein der ansicht ist, daß ein Plättchen 40 bei Betrachtung unter extremer Vergrößerung gemäß Abbildung 7 eine sehr ebene Oberfläche hat, so verändert sich die Oberfläche des Plättchens 40 dennoch geringfügig entlang ihrer Länge. die Minimum- zu Maximumveränderungen können bis zu 2 Mikron betragen. Diese Diese Differenz kann sich erheblich vergrößern, nachdem viele Schichten von Fotolackmaterial aufgebracht worden sind und eine weitere Verarbeitung des Plättchens stattgefunden hat.
In Abbildung 7 definieren die Pfeile 88 zwei benachbarte, verschiedene Exponierungsabschnitte 86 auf dem Plättchen 40. Wie aus Abbildung 7 ersichtlich, verändert sich die Durchschnittsebene zwischen verschiedenen Exponierungsabschnitten des Plättchens 40. Wäre die dritte Dimension in Abbildung 7 gezeigt worden, so wäre die unterschiedliche zusätzliche Kipp- und Neigungsausrichtung der ebene dargestellt worden, und zwar auf der Basis der Minimum- und Maximumveränderungen des Plättchens 40. Außerdem kann der ungleichmaßige Auftrag von Fotolack die Minimum- zu Maximumveränderung in einem Plättchen vergrößern. Wegen dieser Unebenheit entlang der Oberseite des Plättchens 40 muß der Spalt 39 auf der Basis der Durchschnittsebene jedes Exponierungsabschnitts 86 des Plättchens 40 eingestellt werden. Die zuvor mit Bezug auf Plättchen-Manipulationsmechanismen 16 beschriebene Vorrichtung ist angepaßt, um diese Einstellung durchzuführen.
Erneut auf Abbildung 3 Bezug nehmend sind die zwischen der Unterstufe 50 und X-Stufe 48 positionierten Sensoren 60-1, 60-2 und 60-3 jeweils kapazitive Sensoren, die ein Spannungssignal zur Steuereinheit 90 bereitstellen. Die Steuereinheit 90 kann jedes beliebige herkömmliche Digital- Computersystem mit entsprechenden Ein-/Ausgabeeinrichtungen - wie z.B. Analog-Digitalumsetzer - sein, das in der Lage ist, ein Signal von verschiedenen Bauelementen wie z.B. die Sensoren und Motoren im Mechanismus 16 zu empfangen und zu diesen Signale bereitzustellen. Bei dem Sensor 74 handelt es sich ebenfalls um einen kapazitiven Sensor, der eine Spannung zur Steuereinheit 90 bereitstellt. Im Falle der kapazitiven Sensoren 60-1, 60-2 und 60-3 und des Sensors 74 bestätigt die dadurch bereitgestellte Spannung die Entfernung vom Ende des Sensors zu einem leitfähigen Objekt wie z.B. die Unterstufe 50 oder ein leitfähiger Teil auf dem Röntgenkammer-sensor 76. Die Sensoren 60-1, 60-2 und 60-3 sowie 74 können z.B. kapazitive Sensoren sein, die von der ADE Corp. aus Newton, Massachusetts, unter der Modellnummer 380 hergestellt und verkauft werden und eine Distanz bis innerhalb 0,05 Mikron akkurat abfühlen können.
Der Röntgenkammer-Sensor 76 schließt drei Luftsondensensoren 92, 94 und 96 ein, die - wie in Abbildung 4 gezeigt - in bezug zueinander positioniert sind. Die Distanz zwischen jedem der Sensoren 92, 94 und 96 wird so gewählt, daß alle drei Sensoren 92, 94 und 96 innerhalb eines Exponierungsabschnitts 86 des Plättchens 40 hineinpassen. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Sensoren 92, 94 und 96 so weit wie möglich unterteilt, um immer noch innerhalb eines der Exponierungsabschnitte 86 hineinzupassen. Die Luftsensoren 92, 94 und 96 arbeiten, indem sie eine strömende Luftsäule gegen eine massive Oberfläche wie z.B. das Plättchen 40 bereitstellen und den Rückdruck dieser Luftsäule messen. Der Rückdruck ist eine Bestätigung der Entfernung zwischen dem speziellen Luftsensor und der massiven Oberfläche. Die Luftsensoren 92, 94 und 96 können eine Distanz bis innerhalb 0,05 Mikron akkurat messen.
Um nunmehr auf die Abbildungen 8, 9 und 10 Bezug zu nehmen, so wird die Art und Weise beschrieben, in der die Vorrichtung 16 arbeitet, um die Ebene für jeden der Exponierungsabschnitte 86 einzustellen. Die mit Bezug auf die Abbildungen 8, 9 und 10 beschriebenen Algorithmen können in die Steuereinheit 90 programmiert werden, welche die verschiedenen Bauelemente wie z.B. die Motoren, Sensoren, Ausrichtungssysteme und das Interferometer steuert, um die durch die Abbildungen 8, 9 und 10 aufgezeigten Funktionen auszuführen. Insbesondere ist die Steuereinheit 90 gekoppelt, um die durch die Sensoren 60-1, 60-2, 60-3, 74, 92, 94 und 96 gelieferten Werte abzufühlen. außerdem stellt die Steuereinheit 90 Signale zum Interferometer bereit und empfängt Signale vom Interferometer, um die genaue X- und Y-Position des Mechanismus 16 präzise zu bestimmen, und die Steuereinheit 90 empfängt Signale von den Ausrichtungssystemen (nicht dargestellt) zum ordnungsgemäßen Ausrichten eines speziellen Abschnitts 86 des Plättchens 40 unter der Maske 38. In Reaktion auf diese Signale Liefert die Steuereinheit 90 Signale zur Steuerung der verschiedenen, dem Mechanismus 10 zugeordneten Motoren einschließlich des X-Richtungs- Motors und des Y-Richtungs-Motors, des Theta-Motors, des Verlauf-Z-Motors 70 und der Fein-Z-Motorgruppen 58-1, 58-2 und 58-3.
Um nunmehr speziell auf die Abbildung 8 Bezug zu nehmen, so wird der Maskenebenenfeststellungs-Algorithmus 104 einmal nach der Positionierung jeder neuen Maske 38 gegen die Exponierungssäule 36 ausgeführt. Eine neue Maske 38 kann durch Benutzung des Verlauf-Z-Motors 70 positioniert werden. Zunächst wird die neue Maske 38 vor-ausgerichtet und auf der Platte 68 angebracht, und der Verlauf-Z-Motor 70 und die Fein-Z-Motorgruppen 58-1, 58-2 und 58-3 heben das Spannfutter 42, bis sich die Maske 30 etwa 20 Mikron unter der Exponierungssäule 36 befindet. Nach der ordnungsgemäßen Ausrichtung der Maske unter Benutzung des Ausrichtungssystems wir ein Vakuumspannfutter aufgedreht, und die Maske 38 wird wie in Abbildung 3 gezeigt in Stellung gehalten. Zwar sind sie nicht in Abbildung 3 gezeigt, jedoch können Luftsensoren innerhalb der Exponierungssäule 36 einbezogen werden, um bei der Bestimmung der 20-Mikron- Distanzen von der Säule 36 zu helfen.
Sobald die Maske 38 in der Exponierungssäule 36 ordnungsgemäß positioniert ist, wird der in Abbildung 8 gezeigt Algorithmus ausgeführt, um die Ebene der Maske 38 festzustellen. Die Kenntnis der Ebene der Maske 38 ist selbstverständlich erforderlich, um letztendlich das Ziel zu erreichen, das Plättchen 40 in einer feststehenden Spalt 39- Breite unter der Maske 38 zu plazieren. Damit die Breite des Spatts 39 fest bleibt, muß die Ebene des Plättchens 40 parallel zur Ebene vorgesehen werden.
Da die Maske 38 ein austauschbares Teil ist, kann man mit geringfügigen Veränderungen in der Ebene von Maske zu Maske rechnen. Daher muß die Ebene der Maske 38 relativ zu einer festen Struktur innerhalb des Systems 10 bestimmt werden, und diese feste Struktur ist die Ebene der Sensoren 76. Um dies zu tun, wird zunächst - gemäß Block 106 im Algorithmus 104 - der Verlauf-Z-Motor 70 in seine obere Stellung bewegt, und die Fein-Z-Motorgruppen 58-1, 58-2 und 58-3 werden in ihre Mittelbereich-Stellung bewegt. Die genaue Position ist für die Durchführung der Block 106-Funktion nicht kritisch. Als nächstes stellt die Steuereinheit 90 gemäß Block 108 Signale zu den X- und Y-Antriebsmotoren bereit und positioniert den Sensor 74 unter einem Punkt neben dem Sensor 92 der Sensoren 76. An diesem Punkt fühlt die Steuereinheit 90 den durch die Sensoren 74 sowie 60-1, 60-2 und 60-3 bereitgestellten Wert ab. Die Ablesung für die Sensoren 60-1, 60-2 und 60-3 wird für spätere Benutzung gespeichert, um jegliche Abweichung zu ermitteln, die über längere Zeiträume einschließlich der Zeit zwischen den Auswechslungen der Maske 38 eintreten könnte.
Als nächstes stellt die Steuereinheit 90 gemäß Block 110 Signale zu den X- und Y-Antriebsmotoren bereit, bis der Sensor 74 neben dem Sensor 94 positioniert ist. Die Steuereinheit 90 fühlt wiederum den Sensor 74 ab und speichert den Wert. Abschließend bewegen die X- und Y-Antriebsmotoren den Sensor 74 gemäß Block 112 neben den Sensor 96, und der Wert des Sensors 74 wird erneut abgelesen und gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt sind drei Punkte neben den Sensoren 92, 94 und 96 auf der Ebene der Sensoren 76 bekannt. Diese drei Punkte definieren somit eine bekannte physikalische Ebene innerhalb des Systems, die über die Zeit konstant bleibt. Diese definierte Ebene kann jetzt als Bezugsebene benutzt werden, von der andere Ebenen gemessen werden können.
Als nächstes werden gemäß den Blöcken 114, 116 und 118 die X- und y-Antriebsmotoren eingeschaltet, um den Sensor 74 unter drei Punkte 98, 100 und 102 auf der Maske 38 zu bewegen. Diese Punkte 98, 100 und 102 sind in Abbildung 5 dargestellt und sind nahe der Außenkante der Maske 38 in etwa gleichseitigen Winkeln ideal positioniert. Zu dem Zeitpunkt, wo der Sensor 74 unter jedem der Punkte 98, 100 und 102 positioniert wird, wird der vom Sensor 74 bereitgestellte Spannungswert abgelesen und von der Steuereinheit gespeichert.
Jetzt sind drei Punkte von der Ebene des Sensors 76 sowie drei Punkte von der Ebene der Maske 38 bekannt. Aus dieser durch den Block 120 angezeigten Information errechnet die Steuereinheit 90 die erforderlichen Versatzwerte für die Sensoren 92, 94 und 96 relativ zu der durch die drei Punkte 98, 100 und 102 auf der Maske 38 definierten Ebene. Die errechneten Versatzwerte ermöglichen es den Sensoren 92, 94 und 96, Werte einer Ebene parallel zur Ebene der Maske 38 anzuzeigen. Der errechnete Versatzwert für die Sensoren 92, 94 und 96 muß sowohl die mechanische Differenz zwischen den Sensoren 92, 94 und 96 als auch die Differenzen in der Ausrichtung der Ebene der Sensoren 92, 94 und 96 und der Ebene der Maske 38 berücksichtigen. Außerdem muß die Distanz d, die in Abbildung 3 als die Distanz zwischen der Ebene der Sensoren 92, 94 und 96 und der Ebene der Maske 38 gezeigt ist, bei der Errechnung des Versatzwertes berücksichtigt werden. Durch Errechnung dieser Versatzwerte, wenn die durch die drei Sensoren 92, 94 und 96 bereitgestellten Ablesungen zu den Versatzwerten hinzugerechnet werden, ist die Ebene des abgefühlten Objekts (z.B. Plättchen 40) parallel zur ebene der Maske 38. An diesem Punkt ist die Ausführung des Maskenebenenfeststellungs-Algorithmus 104, wie durch den Block 104 angezeigt, abgeschlossen.
Nachdem die Maskenebene festgestellt ist, wird ein Plättchen 40 vor-ausgerichtet und auf die Platte 68 des Spannfutters 42 gegeben, um durch das Röntgenlithografiesystem 10 exponiert zu werden. Vor dem Exponieren der Fotolackschicht des Plättchens 40 muß gemäß Anzeige durch den Algorithmus 124 in Abbildung 9 global horizontiert und ausgerichtet werden. Zunächst instruiert die Steuereinheit 90 gemäß Block 126 die X- und Y-Antriebsmotoren in Funktion zu treten, bis die Globalausrichtungsmarke 166 des Plättchens 40 unter dem Sensor 92 liegt. die Globalausrichtungsmarke 166 sowie zwei weitere willkürliche Stellen 168 und 170 sind auf dem Plättchen 40 in Abbildung 6 gezeigt. Im Idealfall sind diese drei Stellen 166, 168 und 170 nahe der Kante des Plättchens 40 positioniert und weit genug voneinander unterteilt, damit eine Globalebene für das Plättchen 40 bestimmt werden kann. Wie nachstehend mit Bezug auf Abbildung 10 beschrieben wird, werden die einzelnen Ebenen für jeden der Exponierungsabschnitte 86 relativ zu der Globalebene ermittelt.
Nachdem die Globalausrichtungsmarke 166 unter dem Sensor 92 positioniert ist, werden gemäß Block 130 die Fein-Z- Motoren 58-1, 58-2 und 58-3 bewegt, bis der Sensor 92 anzeigt, daß die Distanz zur Marke 166 auf dem Plättchen 40 gleich der Idealbreite des Spalts 39 von 20 Mikron ist. Bei der Durchführung der Bestimmung der Breite (Distanz) des Spalts 39 wird der bei Block 120 für den Sensor 92 errechnete Versatzwert benutzt. Als nächstes werden gemäß den Blöcken 130 und 132 die X- und Y-Antriebsmotoren eingeschaltet, bis die Punkte 168 und 170 unter dem Sensor 92 positioniert sind und der Wert des Sensors 92 abgelesen wird. An diesem Punkt sind drei Werte, die verschieden sein können, für die drei Punkte 166, 168 und 170 auf Plättchen 40 abgelesen worden. Jeder dieser Werte steht für eine andere Distanz relativ zu der gewünschten 20- Mikron-Distanz des Spalts 39. Als nächstes wird - wie durch den Block 134 angezeigt - ein Satz von drei Gleichungen gelöst, um die drei Einstellungen für die Fein- Z-Motorgruppen 58-1, 58-2 und 58-3 zu bestimmen, damit die Globalebene des Plättchens 40 parallel zur Ebene der Maske 38 liegt. Diese Gleichungen sind Folgende:
P1 = r1.q1 + r2.q2 + r3.q3
P2 = s1.q1 + s2.q2 + se.q3
P3 = t1.q1 + t2.q2 + t3.q3
wobei P1, P2, P3 die gemessene Distanz vom Sensor 92 zum Plättchen 40 an den drei Punkten 166, 168 und 170; r, s, t sind Funktionen der Mechanismus 16- und Sensor 92-Geometrie und sind bekannte Konstanten für jede Maschine 10, und q1, q2, q3 sind die Distanz, um die jede Motorgruppe 58-1, 58-2 und 58-3 bewegt werden muß, um die erforderliche Änderung in der Distanz vom Plättchen 40 zum Luftsensor 92 herbeizuführen, damit die Globalebene des Plättchens 40 parallel zur Maske 38 liegt.
Nachdem die obigen drei Gleichungen gelöst worden sind, sind die Werte von q1, q2 und q3 bekannt. An dieser Stelle sendet die Steuereinheit 90 ordnungsgemäße Signale zu jeder der Motorgruppen 58-1, 58-2 und 58-3, um eine solche Fein- Z-Bewegung zu bewirken, daß die global definierte Ebene des Plättchens 40 parallel zur Ebene der Maske 38 gemacht wird. Dann überträgt die Steuereinheit 90 gemäß Block 136 ein Signal zu den X- und Y-Antriebsmotoren, um zu bewirken, daß das Plättchen 40 unter die Exponierungssäule 36 bewegt und ordnungsgemäß damit ausgerichtet wird. An dieser Stelle ist der Globalhorizontierungs- und Ausrichtungslogarithmus - wie durch Block 138 angezeigt - abgeschlossen.
Um nunmehr auf Abbildung 10 Bezug zu nehmen, so ist das XRL-System 10 nahezu bereit, mit dem Exponieren der Fotolackschicht des Plättchens 40 zu beginnen. Bevor dies jedoch geschehen kann, muß die spezifische Ebene jedes der Exponierungsabschnitte 86 des Plättchens 40 bestimmt werden, da diese individuellen Abschnitte 86 eine irgendwie andere Ebene als die Globalebene des Plättchens 40 haben können. Somit ist der Algorithmus "Plättchen kartieren und exponieren" ausgeführt. Zunächst erzeugt die Steuereinheit 90 gemäß Block 142 Signale zu den X- und Y-Antriebsmotoren, um zu bewirken, daß die Stelle 1 unter die Sensoren 92, 94 und 96 bewegt wird. Als nächstes werden gemäß Block 144 die durch die Sensoren 92, 94 und 96 bereitgestellten Werte abgefühlt und die Versatzwerte von Block 120 hinzugerechnet, und die vorstehend mit Bezug auf Block 134 beschriebenen Gleichungen werden erneut für die Ebene der Stelle 1 gelöst. An diesem Punkt werden den Motorgruppen 58-1, 58-2 und 58-3 wie bei Block 146 angezeigt Befehle erteilt, die Stelle 1 mit Bezug auf die Maskenebene zu horizontieren.
Als nächstes erfolgt gemäß Block 148 eine Bestimmung, ob die Stelle eben ist. Diese Bestimmung läßt sich schnell durchführen, indem man ermittelt, ob die von den Sensoren 92, 94 und 96 bereitgestellten Versatzeinstellwerte dieselben sind wie die errechneten. Falls nicht, wird die Funktion an den Blöcken 144 und 146 wiederholt. Wenn die Stelle planeben ist, werden die Werte der Sensoren 60-1, 60-2 und 60-3 gemäß Block 150 zur späteren Benutzung gespeichert. Als nächstes erfolgt gemäß Block 152 eine Bestimmung, ob die letzte Stelle (Position) horizontiert worden ist. Falls nicht, bewegen die X- und Y-Antriebsmotoren gemäß Block 154 das Plättchen in der Weise, daß sich die nächste Stelle (Position) unter den Sensoren 92, 94 und 96 befindet, und die nächste Stelle (Position) wird mit Block 144 beginnend, wie soeben beschrieben, horizontiert.
Wurde bei Block 152 ermittelt, daß die letzte Stelle (Position) horizontiert worden war, bewegen die X- und Y- Antriebsmotoren gemäß Block 156 die Stelle (Position) 1 unter die Exponierungssäule 36. Die Stelle (Position) 1 wird dann mit der Maske 38 ausgerichtet, und die Fein-Z-Motorgruppen 58-1, 58-2 und 58-3 werden gemäß Block 158 so eingestellt, daß die zugehörigen Sensoren 60-1, 60-2 und 60-3 dasselbe anzeigen wie die für Stelle (Position) 1 mit Bezug auf Block 150 gespeicherten Werte. Mit dieser Einstellung liegt die Stelle (Position) 1 parallel zur und hat die richtige Spalt 39-Breite (Distanz) von Maske 38. An diesem Punkt generiert die Steuereinheit 90 Befehle, um zu bewirken, daß der Laser 12 einen Laserstrahl 18 bereitstellt, welcher dazu führt, daß Röntgenstrahlen erzeugt und die Stelle (Position) 1 exponiert wird.
Als nächstes erfolgt gemäß Block 160 eine Bestimmung, ob die letzte Stelle (Position) exponiert worden ist. Falls nicht, erteilt die Steuereinheit 90 Befehle, um zu bewirken, daß die X- und Y-Antriebsmotoren die nächste Stelle bewegen und unter der Exponierungssäule ausrichten, und Block 158 wird für die nächste Stelle wiederholt. Erfolgt bei Block 160 die Bestimmung, daß die letzte Stelle exponiert wurde, endet der Algorithmus "Plättchen kartieren und exponieren", wie durch den Block 164 angezeigt, und das Plättchen 40 wird entfernt und ein neues zur weiteren Verarbeitung auf die Platte 68 gegeben. Das neue Plättchen muß dann global horizontiert und ausgerichtet sein, und jede Stelle davon muß horizontiert und ausgerichtet werden, bevor sie exponiert wird.

Claims

1. Ein Schrittschaltsystem (16) für eine Steindruckmaschine (10) des Typs, der zum Exponieren eines Musters auf einem mit Fotolack beschichteten Halbleiterplättchen (40), einen Abschnitt (86) zur Zeit, benutzt wird, wobei das besagte Schrittschaltsystem (16) Vorrichtungen 42 und 50) zum Festhalten des besagten Plättchens (40), eine Vorrichtung (36) zum Festhalten eine Musterabgrenzungsmaske (38) in einer gegebenen Ebene, Vorrichtungen (46 und 48), um die besagte Plättchen-Haltevorrichtung (68) in integrierten Schritten in einer solchen Weise an die besagte Maske (38) vorbei zu bewegen, daß ein Abschnitt (86) des besagten Plättchens (40) zur Zeit mit der besagten Maske (38) ausgerichtet wird, und Vorrichtungen (12, 14, 28) einbezieht, um Energie durch die besagte Maske (38) zu leiten und dadurch das besagte Muster auf dem besagten ausgerichteten Abschnitt (86) des besagten Plättchens (40) zu exponieren; gekennzeichnet durch Vorrichtungen (74, 92, 94, 96, 98, 100, 102) zur Bestimmung einer Schnittebene jedes Abschnitts (86) des besagten Plättchens (40) relativ zu der besagten gegebenen Ebene durch Erkennung von mindestens drei verschiedenen Punkten ihn jedem Abschnitt, und durch Vorrichtungen (58-1, 58-2, 58-3, 60-1, 60-2 und 60- 3) in Reaktion auf die besagten Vorrichtungen (74, 92, 94, 96, 98, 100, 102) zur Bestimmung, zum Justieren der Ebene des besagten Plättchens (40), während jeder Abschnitt (86) des besagten Plättchens (40) mit der besagten Maske (38) ausgerichtet wird, um zu bewirken, daß der ausgerichtete Abschnitt (86) in einer gewünschten Beziehung zu der besagten gegebenen Ebene steht.

2. Das Schrittschaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte gewünschte Beziehung die Schnittebene des besagten Abschnitts ist, der parallel zu der besagten gegebenen Ebene liegt.

3. Das Schrittschaltsystcm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Vorrichtungen zur Bestimmung (74, 92, 94, 96, 98, 100, 102) weiterhin die Ebene der besagten Maske (38) als die besagte gegebene Ebene bestimmen.

4. Das Schrittschaltsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Vorrichtungen (74, 92, 94, 96, 98, 100, 102) zur Bestimmung drei getrennte erste Sensoren (92, 94 und 96) einbeziehen, die an der besagten Maskenhaltevorrichtung (36) befestigt sind, wobei die besagten drei ersten Sensoren (92, 94 und 96) so positioniert sind, daß sie innerhalb eines Bereichs (76) liegen, der dem Bereich jedes Plättchen(40)-Abschnitts(86) entspricht; einen zweiten Sensor (74), der an den besagten Plättchen-Haltevorrichtungen (42 und 50) befestigt ist; drei getrennte Vertikalmotoren (58-1, 58-2 und 58-3), die zwischen den besagten beweglichen Vorrichtungen (46 und 48) und den besagten Plättchen-Haltevorrichtungen (42 und 50) befestigt sind, um die Ebene der besagten Plättchen-Haltevorrichtungen (42 und 50) mit Bezug auf die besagten beweglichen Vorrichtungen (46 und 48) zu justieren, und eine Steuervorrichtung (90) zum Steuern der besagten beweglichen Vorrichtungen (46 und 48), wobei die besagten drei ersten Sensoren (92, 94 und 96), der besagte zweite Sensor (74) und die besagten drei Motoren (58-1, 58- 2 und 58-3) jeden Abschnitt (86) des besagten Plättchens (40) unter der und parallel zur besagten Maske (38) positionieren müssen.

5. Das Schrittschaltsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Plättchen-Haltevorrichtugnen (42 und 50) eine Platte (50) einbeziehen, und dadurch gekennzeichnet, daß jeder Motor (58-1, 58-2 und 58-3) zwischen den besagten beweglichen Vorrichtungen (46 und 48) und der besagten Platte (50) positioniert ist, wobei die besagten Motoren (58-1, 58-2 und 58-3) die Ebene der besagten Platte (50) auf Befehl der besagten Steuervorrichtung (90) justieren.

6. Das Schrittschaltsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Steuervorrichtung (90) die besagten Motoren (58-1, 58-2 und 58-3) unabhängig in Reaktion auf Signale steuert, die von den besagten drei ersten Sensoren (92, 94 und 96) und dem besagten zweiten Sensor (74) bereitgestellt werden.

7. Das Schrittschaltsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der besagten Sensoren (74, 92, 94 und 96) ein Signal zu der besagten Steuervorrichtung (90) bereitstellt, welches die Entfernung von diesem Sensor (74, 92, 94 und 96) zu einem anderen Objekt anzeigt; dadurch, daß die besagte Steuervorrichtung (90) Signale zu den besagten beweglichen Vorrichtungen (46 und 48) bereitstellt, um den besagten zweiten Sensor (74) zu drei getrennten ersten gewünschten Positionen (unter 92, 94 und 96) mit Bezug zu jedem der besagten ersten Sensoren (92, 94 und 96) zu bewegen, wobei der besagte zweite Sensor (74) ein Signal zu der besagten Steuervorrichtung (90) bereitstellt, wenn er sich in jeder der besagten drei ersten gewünschten Positionen (unter 92, 94 und 96) befindet, wodurch die Entfernung von dem besagten zweiten Sensor (74) zu jeder der besagten ersten Positionen (unter 92, 94 und 96) angezeigt wird; und dadurch, daß die besagte Steuervorrichtung (90) Signale zu den besagten beweglichen Vorrichtungen (46 und 48) bereitstellt, um den besagten zweiten Sensor (74) in mindestens drei getrennte zweite gewünschte Positionen (unter 98, 100 und 102) mit Bezug auf die besagte Maske (38) zu bewegen, wobei der besagte Sensor (74) ein Signal zu der besagten Steuervorrichtung (90) bereitstellt, wenn er sich in jeder der besagten drei zweiten gewünschten Positionen (unter 98, 100 und 102) befindet, wodurch die Entfernung von dem besagten zweiten Sensor (74) zu jeder der besagten zweiten gewünschten Positionen (unter 98, 100 und 102) angezeigt wird.

8. Das Schrittschaltsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Steuervorrichtumg (90) relative Versatzwerte für die besagten ersten Sensoren (92, 94 und 96) auf der Basis der relativen Unterschiede in den Signalen errechnet, welche durch den besagten zweiten Sensor (74) zu der besagten Steuervorrichtung (90) bereitgestellt werden, wenn er sich in den besagten ersten und zweiten gewünschtem Positionen (unter 92, 94, 96, 98, 100 und 102) befindet.

9. Das Schrittschaltsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Steuervorrichtung (90) ein Signal zu den besagten beweglichen Vorrichtungen (46 und 48) bereitstellt, um sich eine vorherbestimmte Entfernung unter einem (92) der besagten ersten Sensoren (92, 94 und 96) zu einer ersten vorherbestimmten Stelle (166) des besagten Plättchens (40) zu bewegen, wobei die erste vorherbestimmte Entfernung die gewünschte Entfernung zwischen der besagten Maske (38) und dem besagten Plättchen (40), plus dem relativen Versatzwert ist, und wobei die besagte Steuervorrichtung (90) danach - eine zur Zeit - die zweite und dritte vorherbestimmte Stelle (168 und 170) des besagten Plättchens (40) unter den besagten einen ersten Sensor (92) bewegt und der besagte eine erste Sensor (92) ein Signal zu der besagten Steuervorrichtung (90) bereitstellt, wodurch die Entfernung zwischen dem besagten einen ersten Sensor (92) und den besagten jeweiligen zweiten und dritten vorherbestimmten Stellen (168 und 170) angezeigt wird.

10. Das Schrittschaltsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Steuervorrichtung (90) die Globalebene des besagten Plättchens (40) in Reaktion auf die Signale des besagten einen ersten Sensors (92) errechnet, welche die Entfernung zwischen dem besagten einen ersten Sensor (92) und den jeweiligen ersten, zweiten und dritten vorherbestimmten Stellen (166, 168 und 170) an zeigen, und Signale zu den besagten Motoren (58-1, 58-2 und 58-3) bereitstellt, um das besagte Plättchen (40) mit Bezug auf den besagten einen ersten Sensor (92) global abzugleichen, damit das besagte Plättchen (90) zu besagter Maske (38) global parallel liegt.

11. Das Schrittschaltsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Steuervorrichtung (90) ein Signal zu den besagten beweglichen Vorrichtungen (46 und 48) bereitstellt, um sich zu einem ersten Abschnitt (1) des besagten Plättchens (40) unter den besagten drei ersten Sensoren (92, 94 und 96) zu bewegen und Signale zu der besagten Steuervorrichtung (90) bereitzustellem, wodurch die Entfernung zwischen jedem ersten Sensor (92, 94 und 96) und dem besagten ersten Abschnitt (1) angezeigt wird.

12. Das Schrittschaltsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Steuervorrichtung (90) die Ebene des besagten ersten Abschnitts (1) in Reaktion auf die Signale der besagten ersten drei Sensoren (92, 94 und 96) errechnet, welche die Entfernung zwischen jedem ersten Sensor (92, 94 und 96) und dem besagten ersten Abschnitt (1) anzeigen; dadurch, daß die besagte Steuervorrichtung (90) Signale zu den besagten beweglichen Vorrichtungen (46 und 48) bereitstellt, um den besagten ersten Abschnitt (1) in Ausrichtung mit der besagten Maske (38) zu bewegen; und dadurch, daß die besagte Steuervorrichtung (90) Signale zu den besagten Motoren (58-1, 58-2 und 58-3) bereitstellt, um den besagten ersten Abschnitt (1) mit Bezug auf die besagten ersten Sensoren (92, 94 und 96) abzugleichen, damit der besagte erste Abschnitt (1) parall zu besagter Maske (38) liegt.

13. Das Schrittschaltsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Steuervorrichtung (90) ein Signal zu den besagten beweglichen Vorrichtungen (46 und 48) bereitstellt, um einen zweiten Abschnitt (2) des besagten Plättchens (40) unter die besagten drei ersten Sensoren (92, 94 und 96) zu bewegen, wobei die besagten drei ersten Sensoren (92, 94 und 96) Signale zu der besagten Steuervorrichtung bereitstellen, wodurch die Entfernung zwischen jedem der ersten Sensoren (92, 94 und 96) und dem besagten zweiten Abschnitt (2) angezeigt wird; dadurch, daß die besagte Steuervorrichtung (90) die Ebene des besagten zweiten Abschnitts (2) in Reaktion auf die Signale der besagten drei ersten Sensoren (92, 94 und 96) errechnet, wodurch die Entfernung zwischen jedem ersten Sensor (92, 94 und 96) und dem besagten zweiten Abschnitt (2) angezeigt wird; dadurch, daß die besagte Steuervorrichtung (90) Signale zu den besagten beweglichen Vorrichtungen (46 und 48) bereitstellt, um den besagten zweiten Abschnitt (2) in Ausrichtung mit der besagten Maske (38) zu bringen; und dadurch, daß die besagte Steuervorrichtung (90) Signale zu den besagten Motoren (58-1, 58-2 und 58-3) bereitstellt, um den besagten zweiten Abschnitt (2) mit Bezug auf die besagten ersten Sensoren (92, 94 und 96) abzugleichen, damit der besagte zweite Abschnitt (2) parallel zu besagter Maske (38) liegt.

14. Eine Methode zum Exponieren eines mit Fotolack beschichteten Halbleiterplättchens (40) in einem Schrittschaltsystem (16) für eine Steindruckmaschine (10), in der ein Abschnitt (86) des besagten Plättchens (40) zur Zeit mit einer Musterabgrenzungsmaske (38) ausgerichtet und durch die besagte Maske (38) Energie (34) aufgewendet wird, um das besagte Muster auf diesem ausgerichteten Abschnitt (86) zu exponieren, gekennzeichnet durch die (Arbeits)Schritte der Bestimmung einer Schnittebene jedes Abschnitts (86) des besagten Plättchens (40) relativ zu der Ebene der besagten Maske (38) durch Erkennung von mindestens drei verschiedenen Punkten in jedem Abschnitt, und die Justierung der Ebene des besagten Plättchens (40) jedesmal dann, wenn ein Abschnitt (86) des besagten Plättchens (40) mit der besagten Maske (38) ausgerichtet ist, um zu bewirken, daß die Ebene dieses ausgerichteten Abschnitts (86) in einer gewünschten Beziehung mit Bezug auf die besagte gegebene Ebene liegt.

15. Die Methode nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Beziehung parallel ist.

16. Die Methode nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Methode weiterhin den (Arbeits)Schritt der Bestimmung der Ebene der besagten Maske (38) einbezieht.

17. Die Methode nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte (Arbeits)Schritt der Bestimmung die (Arbeits)Schritte der Ermittlung der Ebene der besagten Maske (38) relativ zu einer festen Ebene (76) und des globalen Abgleichens des besagten Plättchens (40) mit Bezug auf die Ebene der besagten bestimmten Maske (38) einbezieht.

18. Die Methode nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte (Arbeits)Schritt des Justierens das Speichern von Daten einbezieht, welche die Relativposition von drei Punkten (unter 92, 94 und 96) in jedem Abschnitt (86) mit Bezug auf eine bekannte Position (76) anzeigen.

19. Die Methode nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Plättchen (40) durch einen Mechanismus (16) festgehalten wird, der das besagte Plättchen (40) in die x, y und 7 Linearrichtungen bewegt und das besagte Plättchen (40) um die x, y und z Achse dreht, wobei der besagte Mechanismus (16) einen ersten Entfernungssensor (74) aufweist, der in fester Beziehung zu besagtem Plättchen (40) positioniert ist, und einen zweiten Entfernungssensor (92, 94 und 96), der in Beziehung zu der besagten festen Ebene (76) positioniert ist; dadurch gekennzeichnet, daß der besagte (Arbeits)Schritt der Bestimmung die Bewegung des besagten Mechanismus (16) in die x und y Richtungen einbezieht, wenn er sich in einer vorher festgelegten z-Position befindet, so daß sich der erste Sensor (74) in einer vorherbestimmten Beziehung, einer zur Zeit, mit drei vorher festgelegten Punkten (unter 92, 94 und 96) auf der besagten festen Ebene (76) befindet und die durch den besagten ersten Sensor (74) an jedem der besagten drei Punkte (unter 92, 94 und 96) abgefühlte Entfernung abliest und den besagten Mechanismus (16) in die x und y Richtungen bewegt, wenn er sich in der besagten vorher festgelegten z-Position befindet, so daß sich der besagte erste Sensor (74) in einer vorherbestimmten Beziehung, einer zur Zeit, mit drei vorher festgelegten Punkten (98, 100 und 102) befindet, die mit einem der besagten Punkte der festen Ebene (unter 92, 94 und 96) gepaart sind und die Versatzentfernung zwischen der besagten festen Ebene (76) und Maske (38) für jedes der besagten drei Punktpaare (unter 92, 94 und 96 und 98, 100 und 102) errechnet.

20. Die Methode nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte (Arbeits)Schritt des globalen Abgleichens die (Arbeits)Schritte der Bewegung des besagten Mechanismus (16) in die x und y Richtungen einbezieht, wenn er sich in einer zweiten. vorher festgelegten z-Position befindet, so daß sich der besagte zweite Sensor (92, 94 und 96) in einer vorherbestimmten Beziehung, einer zur Zeit, mit drei unterteilten Punkten (166, 168 und 170) auf dem besagten Plättchen (40) befindet und die Entfernung abliest, die durch den besagten zweiten Sensor (166, 168 und 170) an jedem der besagten drei Punkte (166, 168 und 170) abgefühlt wird; und das Bewegen des besagten Plättchens (40) um die besagte x-Achse und besagte y-Achse, bis sich das besagte Plättchen (40) parallel zur Ebene der besagten Maske (38) befindet.

21. Die Methode nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Plättchen (40) eine Vielzahl von vorher festgelegten und vorher bemessenen Abschnitten (86) aufweist, von denen ein jeder exponiert werden soll, und der besagte zweite Sensor (92, 94 und 96) schließt drei dreieckig positionierte Einzelsensoren (92, 94 und 96) zur Bereitstellung eines Signals ein, welches die Entfernung von dem besagten Sensor (92, 94 und 96) zu einem Festpunkt anzeigt, wobei die besagten drei Sensoren (92, 94 und 96) derartig mit Bezug zueinander positioniert sind, daß sie innerhalb eines Abschnitts (86) des besagten Plättchens (40) passen; dadurch gekennzeichnet, daß der besagte (Arbeits)Schritt des Justierens die (Arbeits)Schritte des Bewegens des besagten Mechanismus (16) in die x und y Richtungen, während er sich in einer zweiten, vorher festgelegten z-Position befindet, einbezieht, bis sich die besagten drei zweiten Sensoren (92, 94 und 96) innerhalb eines Abschnitts (86) des besagten Plättchens (40) befinden, wobei die Planarposition des besagten Plättchens (40) um die besagte x-Achse und die besagte y-Achse gedreht wird, die Position der Ebene des besagten Plättchens (40) manifestierende Daten gespeichert werden und der besagte Mechanismus (16) in die x und y Richtungen bewegt wird, bis der besagte Abschnitt (86) mit der besagten Maske (38) ausgerichtet ist, und die besagte Ebene des besagten Plättchens (40) in Reaktion auf die besagten gespeicherten Daten eingestellt wird.

22. Die Methode nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten (Arbeits)Schritte des Bewegens des besagten Mechanismus (16) in die x und y Richtungen, bis sich die besagten drei zweiten Sensoren (92, 94 und 96) innerhalb eines Abschnitts (86) des besagten Plättchens (40) befinden, des Drehens der Planarposition des besagten Plättchens (40) um die besagte x-Achse und die besagte y-Achse, und des Speicherns von Daten welche die Position der Ebene des besagten Plättchens (40) manifestieren, für jeden Abschnitt (86) des besagten Plättchens (40) vor dem besagten (Arbeits)Schritt des Bewegens des besagten Mechanismus (16) in die x und y Richtungen, bis der besagte Abschnitt (86) mit der besagten Maske (38) ausgerichtet ist, wiederholt werden; und dadurch, daß der besagte (Arbeits)Schritt des Bewegens des besagten Mechanismus (16) in die x und y Richtungen, bis der besagte Abschnitt (86) mit der besagten Maske (38) ausgerichtet ist, und des Einstellens der besagten Ebene des besagten Plättchens (40) in Reaktion auf die besagten gespeicherten Daten für jeden Abschnitt (86) des besagten Plättchens (40) wiederholt wird.