DE3915642A1 - Ausricht- und belichtungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Belichtungsvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleiter-Mikro­ schaltvorrichtungen, wie integrierte Schaltkreise, groß­ integrierte Schaltkreise u. dgl. Bauelemente. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem neuartigen, außerge­ wöhnlichen Prozeß und System in bezug auf eine Ausrichtung und Belichtung in einer Ausricht- sowie Belichtungsvorrich­ tung, die als Maskenjustierer bezeichnet wird.

Die Auflösung und die Ausrichtgenauigkeit sind grundsätz­ liche Betriebseigenschaften oder Kennwerte, die für einen Maskenjustierer gefordert werden. Ein weiteres herausragen­ des Merkmal ist die Verarbeitungsfähigkeit (der Durchsatz) in bezug darauf, daß der Maskenjustierer eine produktive Vorrichtung ist. Die Tendenz zu einer weitergehenden Minia­ turisierung und höheren Leistungsfähigkeit von Halbleiter- Bauelementen hat weitere Verbesserungen in der Auflösung und Ausrichtgenauigkeit erforderlich gemacht.

Mit der Miniaturisierung von Vorrichtungen oder Bauelemen­ ten ist ein Übergang in einem Belichtungsprozeß, der bei Maskenjustierern angewendet wird, aufgetreten, d.h., es wurden eine Kontakt/Annäherungs-Bauart, eine 1:1-Spiegel­ projektionsbauart und eine Objektivprojektions-Bauart in dieser Reihenfolge entwickelt. Gegenwärtig setzt sich eine Projektionsbelichtungsvorrichtung der Repetier-Bauart durch, die als "Stepper" bezeichnet wird und eine Expositions- Lichtenergie mit einer Wellenlänge von 350-450 nm ver­ wendet.

Ferner wird ein Maskenjustierer zur Herstellung von Bauele­ menten der nächsten Ära, wie ein Stepper, der eine Licht­ quelle verwendet, welche Licht einer kürzeren Wellenlänge liefern kann, z.B. ein Stepper, der einen Expositionsstrahl mit einer relativ hohen Intensität und einer kurzen Wellen­ länge in der Größenordnung von 250 nm verwendet, wie bei­ spielsweise einen Laserstrahl von einem KrF-Excimer-Laser, als leistungsfähig und effektiv betrachtet. Bei dieser Art von Maskenjustierern ist zusammen mit Verbesserungen in der Auflösung eine höhere Präzision im Hinblick auf die Genauigkeit in der Leiterbildüberlagerung mit Bezug auf das Überlagern eines Schaltschemas einer Maske oder eines Fadenkreuzes (Gitterplatte) auf ein bereits auf einem Wafer ausgebildetes Schema gefordert. Im Fall eines 16-Mega-DRAM beispielsweise ist für eine Auflösung von 0,5 µm eine Genau­ igkeit in der Strukturüberlagerung von etwa 0,15 µm und eine Ausrichtgenauigkeit von etwa 0,1 µm erforderlich.

Insofern besteht der Bedarf zur Entwicklung eines außerge­ wöhnlichen Ausrichtsystems, das eine Strukturüberlagerung mit hoher Präzision gewährleistet. Im Bestreben, diesem Bedarf zu entsprechen, wurden durch die JP-Patent-Offenle­ gungsschriften Nr. 61 - 2 63 123 und Nr. 62 - 94 932 verbesserte Ausrichtsysteme vorgeschlagen.

Die in diesen Veröffentlichungen offenbarten Ausrichtsyste­ me verwenden zum Zweck der Ausrichtung eine Wafer-Aufspann­ platte (Wafer-Spannfutter), die ein Wafer durch Anziehen an ihr festhalten kann. An der Wafer-Aufspannplatte wird eine Ausrichtmarke ausgebildet, und unter Verwendung eines außeraxialen Mikroskops sowie einer X-Y-Bühne wird die rela­ tive Position einer am Wafer ausgebildeten Ausrichtmarke ermittelt sowie in einem Speicher gespeichert. Danach wird die relative Position der Ausrichtmarke der Wafer-Aufspann­ platte und einer an einem Fadenkreuz oder einer Gitterplat­ te ausgebildeten Ausrichtmarke unter Verwendung eines Pro­ jektionsobjektivsystems (einer Projektionsoptik), das für die Projektionsbelichtung vorgesehen ist, und der X-Y-Bühne ermittelt. Auf diese Weise kann die Lagebeziehung zwischen dem Fadenkreuz und dem Wafer festgestellt werden.

Die Erfindung befaßt sich im allgemeinen mit einer Verbes­ serung in einem Ausrichtsystem derjenigen Art, wobei eine Wafer-Aufspannplatte verwendet wird, und insbesondere be­ zweckt die Erfindung gemäß einem Gesichtspunkt die Schaf­ fung eines außergewöhnlichen Ausricht- und Belichtungssy­ stems, das eine hochpräzise Ausrichtung und Belichtung ge­ währleistet.

Mit kurzen Worten gesagt, wird gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung, um das obige Ziel zu erreichen, eine Aus­ richt- und Belichtungsvorrichtung geschaffen, die umfaßt:
einen Gitterplattenträger, der eine Gitterplatte oder ein Fadenkreuz hält, eine Trageinrichtung, die ein Wafer hält,
eine bewegbare Waferbühne, die die Trageinrichtung trägt,
eine die Gitterplatte beleuchtende Beleuchtungseinrichtung,
ein Projektionssystem, um ein Schaltschema der Gitterplatte auf das Wafer zu projizieren, eine Meßeinrichtung, die eine Bewegungsgröße der Waferbühne mißt, und ein Beobachtungs­ system, das benachbart zum Projektionssystem angeordnet ist, um eine am Wafer ausgebildete Ausrichtmarke zu beob­ achten, wobei die Wafer-Halteeinrichtung mit einer Aufzeich­ nungsschicht versehen ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Ausricht- und Belich­ tungsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet für die Auf­ zeichnungsschicht ein einschreib- und löschbares Aufzeich­ nungsmaterial, wie beispielsweise ein magnetooptisches Auf­ zeichnungsmaterial oder ein photochromes (lichtempfindli­ ches) Material mit Strahlungsempfindlichkeit, so daß die Aufzeichnungsschicht wiederholt benutzt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung und deren Ziele wie auch deren Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausricht- und Belichtungsvorrichtung in einer ersten Ausführungs­ form gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Flußplan zum Ablauf der Ausrichtung und Belich­ tung, der bei der Vorrichtung in der Ausführungsform von Fig. 1 zur Anwendung kommt;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Gitterplatte, die für einen N.-Prozeß vorbereitet ist;

Fig. 4A und 4B jeweils Draufsichten auf ein Wafer sowie eine Wafer-Aufspannplatte für den N.-Prozeß;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ausricht- und Belichtungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungs­ form gemäß der Erfindung;

Fig. 6 einen Teilschnitt einer Wafer-Aufspannplatte;

Fig. 7 eine Teilansicht einer Magnetfeld-Erzeugereinrichtung;

Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung des Löschens einer magnetischen Abbildung durch die Magnetfeld-Erzeu­ gereinrichtung;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Ausricht- und Belichtungsvorrichtung in einer dritten Ausführungs­ form gemäß der Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausricht- und Belichtungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform weist eine Richtplatte 1 auf, auf der eine Waferbühne 2 angeordnet ist, die eine Wafer- Aufspannplatte 3 tragen kann. Ein Wafer 4 wird an der Auf­ spannplatte 3 durch Anziehung gehalten, wobei die Aufspann­ platte in einer Ebene (X-Y-Ebene) rechtwinklig zur optischen Achse AX einer Projektionsoptik 5 und in einer Richtung (Z-Achsenrichtung) längs der optischen Achse AX bewegbar ist. An der Waferbühne 2 ist ein optischer Spiegel 6 ausge­ bildet, auf den ein Strahl 7 von einem Laser-Interferometer 70 projiziert wird, wodurch die Größe der Bewegung der Wafer­ bühne 2 in bekannter Weise gemessen werden kann. Auch kann die Positionskoordinate der Waferbühne 2 in der X-Y-Ebene genau ermittelt werden. Im Ansprechen auf ein vom Interferome­ ter 70 erzeugtes Signal kann die Bewegung der Waferbühne 2 über eine bestimmte Strecke in bekannter Weise geregelt werden. Oberhalb der Projektionsoptik 5 befindet sich ein Fadenkreuz oder eine Gitterplatte 9, das bzw. die von einem Gitterplattenträger 8 gehalten wird, welcher in einer zur X-Y-Ebene parallelen Ebene bewegbar ist. Oberhalb der Gitter­ platte 9 ist ein optisches Beleuchtungssystem A angeordnet. Wenn von diesem System A Licht auf die Gitterplatte 9 gerich­ tet wird oder fällt, kann ein an der Gitterplatte 9 ausge­ bildetes Schaltschema durch eine Projizierung auf eine am Wafer 4 ausgebildete Photolackschicht durch die Projektions­ optik 5 übertragen werden.

Das optische Beleuchtungssystem A umfaßt eine Lichtquelle 10, wie eine Super-Hg-Lampe, erste bis dritte Kondensorlin­ sen 11-13, die dazu vorgesehen sind, die Oberfläche der Gitterplatte 9 mit von der Lichtquelle 10 ausgesandtem Licht gleichförmig zu beleuchten, sowie erste und zweite Spiegel 14 und 15, die dazu dienen, das Licht zu beugen oderabzu­ lenken. Eine Blende oder ein Verschluß 16 dient der Rege­ lung der Belichtung.

Die zweite und dritte Kondensorlinse 12 und 13 sowie der zweite Spiegel 15 sind für ein Zusammenwirken miteinander ausgebildet, um an einer Position B eine Ebene zu bestimmen, die optisch mit einer Bild- oder Struktur-Tragfläche 17 der Gitterplatte 9 konjugiert ist, wobei diese Fläche 17 der Projektionsoptik 5 zugewandt ist. Durch Anordnen eines ge­ eigneten Abdeckelements 20 an der Ebene B kann lediglich ein gewünschter Teil der Gitterplatte 9 beleuchtet werden. Die ausgewählte Beleuchtung unter Verwendung eines derarti­ gen Abdeckelements 20 ist in der einschlägigen Technik be­ kannt und beispielsweise in der US-PS 44 74 463 beschrieben. Bei der in Rede stehenden Ausführungsform kommen vier unab­ hängig bewegbare Flügel als das Abdeckelement 20 zur Anwen­ dung, wobei diese Flügel von einem Treiberkreis 72 betätigt werden, um veränderlich eine gewünschte Apertur von recht­ winkliger Gestalt abzugrenzen.

Nahe der Projektionsoptik 5 ist ein außeraxiales optisches Ausrichtsystem C mit einer zur optischen Achse AX der Projek­ tionsoptik 5 parallelen optischen Achse AX′ angeordnet. Das optische Ausrichtsystem C ist derart ausgebildet, daß das von einer Halogenlampe 22 ausgehende Licht durch einen Kolli­ matorspiegel 23 sowie eine Kondensorlinse 24 konzentriert wird. Nachdem das Licht mittels einer ersten Polarisations­ platte 31, eines Halbspiegels 25, einer Objektivlinse 26 und eines Schwenkspiegels 28 gerichtet ist, fällt es auf die Fläche des Wafers 4 oder auf einen Teil 40 der Fläche der Wafer-Aufspannplatte 3. Das von der Fläche reflektierte Licht wandert längs seines Einfallsweges, und nach einer Reflexion oder Übertragung durch den Schwenkspiegel 27 sowie die Objektivlinse 26 wird es durch den Halbspiegel 25 im rechten Winkel aufwärts umgelenkt. Damit beleuchtet das Licht durch eine Übertragungslinse 28 eine Bezugsmarkenplat­ te 310, wodurch ein an der Fläche des Wafers 4 oder der Auf­ spannplatte 3 ausgebildetes Schema einmal auf der Bezugsmar­ kenplatte 310 abgebildet wird.

Eine Umkehrlinse 32 (zur Bildaufrichtung) ist imstande, an der Fläche 30 einer Bildaufnahmeröhre 29 eine an der Bezugs­ markenplatte 310 ausgebildete Bezugsmarke und die Abbildung des Schemas von beispielsweise dem Wafer 4 abzubilden. Zwi­ schen der Umkehrlinse 32 und der Bildaufnahmeröhre 29 liegt eine zweite Polarisationsplatte 33. Insofern kann lediglich das in einer vorbestimmten Richtung polarisierte Licht von der Bildaufnahmeröhre 29 empfangen werden, d.h., das optische Ausrichtsystem C bildet ein Polarisationsmikroskop.

Signale von der Bildaufnahmeröhre 29 werden durch eine Über­ tragungssteuereinheit (CCU) 71 zu einem Bildverarbeitungs­ kreis 73 übertragen, in welchem das Bild der Bezugsmarke der Platte 310, eine Abbildung eines Ausrichtmarkenschemas des Wafers 4 und eine Abbildung eines an der Aufspannplatte 3 ausgebildeten magnetischen Musters oder Schemas, worauf noch eingegangen werden wird, verarbeitet werden kann. Bei­ spielsweise kann der Bildverarbeitungskreis 73 betrieben werden, um die Lagebeziehung der Waferausrichtmarke oder des magnetischen Schemas mit der Bezugsmarke der Bezugsmar­ kenplatte 310 zu ermitteln.

An einem Teil der Oberfläche der Wafer-Aufspannplatte 3, welcher außerhalb eines auf die Platte 3 angezogenen Wafers liegt, d.h., an dem Teil der Aufspannplatte 3, der nicht mit dem Wafer 4 in Berührung ist, ist eine Erhebung 40 vor­ gesehen, deren Oberfläche eine Höhe mit Bezug auf die Rich­ tung der optischen Achse AX hat, die im wesentlichen gleich der Höhe der Oberfläche des Wafers 4 ist. Die Oberfläche der Erhebung 40 ist mit einem magnetooptischen Aufzeichnungs­ material 106 bedeckt. Dieses magnetooptische Aufzeichnungs­ material kann beispielsweise aus einer bekannten Seltenerden- Übergangsmetallegierung gefertigt sein.

In einem magnetooptischen Aufzeichnungsmaterial ist norma­ lerweise die Richtung einer Magnetisierung gleichförmig ju­ stiert, z.B. aufwärts. Wenn jedoch ein umgekehrtes Magnet­ feld, z.B. ein abwärts gerichtetes Magnetfeld, am magneto­ optischen Aufzeichnungsmaterial zur Wirkung gebracht und wenn darauf eine Lichtenergie aufgebracht wird, dann tritt eine Umkehr in der Magnetisierungsrichtung lediglich in dem Teil ein, der dem Licht ausgesetzt worden ist. Insofern tritt ein magnetisches Schema (ein durch eine Änderung in einer magnetischen Domäne bestimmtes Schema) in Erscheinung, das durch ein Teil, in welchem die Magnetisierung normal ist, und ein Teil, in welchem die Magnetisierung umgekehrt ist, erzeugt wird, und das auf diese Weise erzeugte Schema kann durch das optische Ausrichtsystem C, das ein Polarisations­ mikroskop bildet, beobachtet werden.

Wenn ein starkes Magnetfeld, das zu dem während des Aufzeich­ nens aufgebrachten Magnetfeld, z.B. einem aufwärts gerich­ teten Magnetfeld, umgekehrt ist, am magnetooptischen Aufzeich­ nungsmaterial einwirkt, so kehrt die Magnetisierung in ihren ursprünglichen Normalzustand zurück. Insofern kann mit dieser Art eines Aufzeichnungsmaterials sowohl das Einschreiben eines Schemas als auch das Löschen des aufgezeichneten Schemas ermöglicht werden.

Die Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt einer Wafer-Aufspann­ platte 3, die bei der beschriebenen Ausführungsform zur An­ wendung kommen kann. Obwohl viele Arten von Anordnungen als die Einrichtung zur Erzeugung von schwachen magnetischen Kraftlinien (Magnetfeld) zur Ausbildung einer derartigen magnetischen Abbildung verwendbar sind, kommt bei der in Rede stehenden Ausführungsform ein Permanentmagnet zum Ein­ satz, der in die Aufspannplatte 3 eingebettet ist. Dadurch ist es möglich, das System kontinuierlich zur Ausbildung einer magnetischen Abbildung bereitzuhalten. Im Gegensatz hierzu ruft die Verwendung einer Spule od. dgl. eine Mög­ lichkeit zu Erzeugung von Hitze auf Grund eines der Spule zugeführten Stroms und deren Widerstandes hervor. Die Verwen­ dung eines Permanentmagneten ist dagegen billig und sicher.

Die Aufspannplatte 3 ist an ihrer Auflagerfläche für das Wafer 4 mit einer Abdichtfläche 101 von ringartiger Gestalt, die an einem Umfangsteil der Aufspannplatte ausgebildet ist, und mit einem inneren Stift-Spannfutter, das eine Anzahl von Stiften 102 aufweist, versehen. Das Stift-Spannfutter wird durch einen in der Aufspannplatte 3 ausgebildeten Kanal 103 evakuiert, so daß ein Wafer 4 gegen die Aufspannplatte angezogen und dessen Ebenheit korrigiert werden kann.

Rund um die Aufspannplatte 3 ist ein Ring 105 angeordnet, der an der Platte 3 durch Schrauben 108 gehalten ist. An der Oberfläche des Ringes 105 ist in einer Schichtenstruktur durch einen Verdampfungs- oder Sprühvorgang ein magnetoop­ tisches Aufzeichnungsmaterial 106 ausgebildet. Wie bereits gesagt wurde, ist die Lage der Oberfläche des Aufzeichnungs­ materials mit Bezug zur Richtung der optischen Achse AX des Projektionsobjektivs 5 im wesentlichen dieselbe wie die Lage der Oberfläche des Wafers 4.

Im Ring 105 ist eine Rinne ausgebildet, in die der Permanent­ magnet 107 eingeklebt ist. Dieser Magnet 107 hat N-Pole an seinem oberen und S-Pole an seinem unteren Teil, wie in Fig. 6 dargestellt ist, so daß der Permanentmagnet magnetische Kraft­ linien 109, die als gestrichelte Linien dargestellt sind, erzeugt. Der Permanentmagnet 107 ist so angeordnet, daß seine Kraftlinien 109 die Aufzeichnungsfläche der magnetooptischen Aufzeichnungsmaterialschicht 106 annähernd senkrecht oder rechtwinklig schneiden.

Die Fig. 7 zeigt eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung, die um die Projektionsoptik 5 herum vorgesehen ist.

Der Magnetfelderzeuger 201 von Fig. 7, der aus einem Magnet­ kopf besteht, wird dazu verwendet, ein auf dem magnetoopti­ schen Aufzeichnungsmaterial 106 aufgezeichnetes magneti­ sches Bild zu löschen.

Die Folge im Löschen eines magnetischen Bildes ist: zuerst wird die Waferbühne 2 so verlagert, daß ein Teil des Aufzeich­ nungsmaterials 106, in welchem ein magnetisches Bild ausge­ bildet ist, zu einer Stelle unterhalb des Löschkopfes 201 gebracht wird; dann wird, wie die Fig. 7 zeigt, durch einen Treiberkreis 701 ein elektrischer Strom zu einer Spule 202 des Magnetkopfes 201 geführt, so daß an einem Eisenkern 203, der sich innerhalb der Spule 202 befindet, magnetische Kraft­ linien erzeugt werden.

Im einzelnen fließt, wie in Fig. 7 gezeigt ist, der Strom i durch die Spule 202, so daß der N-Pol auf der einen Seite des Magnetkopfes 201 bestimmt wird, d.h., die Spule 202 wird erregt, um zu gewährleisten, daß der N-Pol sich auf der der Spannplatte 3 zugewandten Seite des Kerns 203 befindet, während der S-Pol an einer Stirnseite des Kerns 203, die von der Spannplatte 203 entfernt ist, bestimmt wird. Wenn die magnetischen Kraftlinien im Vergleich mit den magneti­ schen Kraftlinien 109 des Permanentmagneten 107 ausreichend stark sind, so überwinden sie die Kraftlinien des Permanent­ magneten 107, der in die Spannplatte 3 eingebettet ist, so daß zu den Kraftlinien 109 umgekehrte magnetische Kraftli­ nien im wesentlichen rechtwinklig zur magnetooptischen Auf­ zeichnungsmaterialschicht 106 gebildet werden. Als Ergebnis dessen kann die magnetische Abbildung gelöscht werden.

In Fig. 7 ist lediglich ein Magnetfelderzeuger 201 darge­ stellt. Tatsächlich werden jedoch mehrere solche Magnetfeld­ erzeuger rund um die Projektionsoptik 5 herum vorgesehen. ln diesem Fall ist eine lediglich geringe Bewegung der Bühne ausreichend, um rasch eine an irgendeiner Stelle auf der Aufspannplatte 3 ausgebildete magnetische Abbildung zu lö­ schen.

Unter Bezugnahme auf den Flußplan von Fig. 2 sowie die Drauf­ sicht auf eine Gitter- oder Fadenkreuzplatte von Fig. 3 als auch auf die Draufsichten auf ein Wafer sowie eine Wafer-Auf­ spannplatte der Fig. 4A und 4B wird ein Beispiel eines Ab­ laufs einer Ausrichtung und Belichtung, der bei der Belich­ tungsvorrichtung gemäß der Erfindung zur Anwendung kommen kann, erläutert.

Es sei angenommen, daß der Ausricht- und Belichtungsvorgang, der erläutert werden soll, zu einem N.-Prozeß zur Ausführung des Strukturierens einer N.-Schicht einer jeden Halbleiter­ vorrichtung gehört, wobei die Fig. 3 eine Fadenkreuzplatte 50 für den N.-Prozeß zeigt. Gemäß Fig. 3 sind in einem Teil 52, der einer gravierten Linie entspricht, welche einen tat­ sächlichen Struktur- oder Elementbereich 51 umgibt, automa­ tische Wafer-Ausrichtmarken, die im folgenden als "AA-Mar­ ken" bezeichnet werden, 53 L und 53 R ausgebildet, die in einem oder mehreren Prozessen, der bzw. die sich an den N.-Prozeß anschließen, verwendet werden sollen. Obgleich diese Marken 53 L und 53 R jeweils als eine auf eine magne­ tooptische Aufzeichnungsmaterialschicht, die am Umfangsteil einer Wafer-Aufspannplatte vorgesehen ist, zu projizieren­ de Marke verwendet werden können, werden bei der in Rede stehenden Ausführungsform solche Marken 55 D, 55 U, 55 L und 55 R, die in einem solchen Feld, welches einem Bereich außer­ halb des tatsächlichen Strukturbereichs 51 (52) und innerhalb des effektiven Belichtungsbereichs 54 (effekti­ ves Bildfeld der Projektionsoptik 5) entspricht, ausgebildet sind, für die an der magnetooptischen Aufzeichnungsmaterial­ schicht 106 an der Aufspannplatte 3 aufzuzeichnende Struktur verwendet.

Gemäß dem Flußplan von Fig. 2 wird zuerst ein Wafer 60, das einem (N-1).-Prozeß unterworfen wurde, an der Aufspannplatte 3 angeordnet und durch Anziehung an dieser gehalten (Schritt 101), wobei die Fig. 4A diesen Zustand zeigt. In Fig. 4 sind die rechtwinkligen Schemata 61, die am Wafer 60 in Reihen angeordnet sind, die tatsächlichen Aufnahmebereiche ("Schuß­ bereiche"), die bis zum (N-1).-Prozeß gebildet worden sind. Innerhalb der gravierten Linien zwischen diesen tatsächlichen Aufnahmebereichen befinden sich Wafer-AA-Marken 62 für den N.-Prozeß, die während des vorhergehenden Prozesses ausgebil­ det worden sind. An der magnetooptischen Aufzeichnungsmate­ rialschicht 40 am Umfangsteil der Wafer-Aufspannplatte 3 ist zu dieser Zeit kein Schema ausgebildet.

Im Schritt 102 werden Wafer-AA-Marken 62, die wenigstens an zwei beabstandeten Stellen vorgesehen sind, durch das optische Ausrichtsystem C erfaßt, und die Aufspannplatte 3 wird in einer R-Richtung durch Drehen justiert, so daß die Richtung einer Reihe der Aufnahmebereiche am Wafer 60 mit einer vorbestimmten Bezugsrichtung der Vorrichtung, z.B. einer X-Achsenrichtung, ausgerichtet ist. Da die Richtung der Waferreihe mit der Bezugsrichtung fluchtet, ist die R-Position des Wafers 4 fest. Weil der hierzu nötige Vorgang im wesentlichen derselbe ist wie derjenige einer vorherigen Ausrichtung, der in einem herkömmlichen Stepper unter Verwen­ dung eines außeraxialen Mikroskops durchgeführt wird, sollen hier nähere Erläuterungen unterbleiben. Selbstverständlich werden ermittelte Werte (Δ ui, Δ vi), die auf jede Wafer-AA- Markenposition bezogen sind, wenn die R-Position des Wafers fest ist, wie auch die Koordinatenposition (xi, yi) der Büh­ ne 2 zu jeder entsprechenden oder zugeordneten Zeit durch den Bildverarbeitungskreis 73, das Laser-Interferometer 70 und eine Zentraleinheit (CPU) 74 in einen Speicher 75 einge­ speichert.

Anschließend wird im Schritt 103 die Ausbildung einer oder mehrerer magnetischer Abbildungen durchgeführt. Zu diesem Zweck wird die Waferbühne 2 in Aufeinanderfolge zu vorgewähl­ ten Stellen (auf der X-Y-Positionskoordinate), die zur Aus­ bildung von magnetischen Abbildungen gewählt worden sind, bewegt, wobei an jeder Stelle die Blende 16 geöffnet wird, um Ausrichtmarken 55 der Gitterplatte 50 einem Licht auszu­ setzen, so daß durch die Projektionsoptik 5 magnetische Abbildungen der belichteten Ausrichtmarken 55 in einem vorge­ wählten Teil der an der Wafer-Aufspannplatte 3 angeordneten magnetooptischen Aufzeichnungsmaterialschicht 40 ausgebildet werden. Bis die Belichtungen einer vorbestimmten Anzahl be­ endet oder vollständig ausgeführt sind, wird das "Weiter­ schalten und Belichten" wiederholt. Selbstverständlich wird die Koordinatenposition (Exj, Eyj) der Bühne bei jeder Be­ lichtung ausgelesen und im Speicher 75 gespeichert.Die Wahl der Ausrichtmarken 55 D, 55 U, 55 L und 55 R der Gitterplatte 50 für eine Magnetbildausbildung, um eine Abbildung an einer geeigneten Position auf der magnetooptischen Aufzeichnungs­ materialschicht 40 zu drucken, wird unter dem Einfluß des Abdeckelements 20 durchgeführt. Auch wird dieses Abdeckele­ ment 20 dazu verwendet zu verhindern, daß irgendein effek­ tiver Aufnahmebereich am Wafer während der Belichtung der Magnetbild-Abbildungsmarken 55 D-55 R belichtet wird. Die als Ergebnis dieser Belichtungen erzeugten Magnetbilder sind in Fig. 4B dargestellt.

Bei dieser Ausführungsform werden, wie die Fig. 4B zeigt, vier Belichtungen ausgeführt, um acht Magnetbildmarken 65 am oberen, unteren, linken sowie rechten Teil (bei Betrach­ tung dieser Figur) der Aufspannplatte 3 auszubilden.

Im Schritt 104 werden unter Verwendung des optischen Aus­ richtsystems C und des Laser-Interferometers 70 die Position einer jeden magnetischen Bildmarke 65 j (j = L, R, U, D, . . .) wie auch die Position einer jeden Wafer-AA-Marke 62 i (i= 1, 2, 3, . . .), d.h. (Δ uj, Δ vj) und (Δ ui, Δ vi) ermittelt, und zusätzlich wird die Koordinatenposition (xj, yj) (xi, yi) der Bühne zu jeder entsprechenden Zeit gelesen. Die Ma­ gnetbildmarken und die Wafer-AA-Marke können hier in irgend­ einer gewünschten Reihenfolge gelesen werden. Jedoch ist es vorzuziehen, die Reihenfolge so zu bestimmen, daß die Gesamtzeit auf das Minimum herabgesetzt wird.

Es ist hier zu bemerken, daß die Anzahl der zu ermittelnden Wafer-AA-Marken, die Anzahl der Abbildungen (Schüsse) für ein Drucken von magnetischen Bildern, die Anzahl der als Gegenstand des Druckens zu wählenden Marken, die Anzahl der zu erfassenden magnetischen Abbildungen, die Zeiten zur Ermittlung von Operationen, die für jede magnetische Abbildung durchzuführen sind, u.dgl. während der Schritte 102-104 in Übereinstimmung mit der geforderten Überlage­ rungspräzision für den N.-Prozeß bestimmt werden sollen.

Soweit die Wafer-AA-Marken im Schritt 104 beispielsweise betroffen sind, so ist die maximale Anzahl diejenige von allen Marken aller Aufnahmebereiche. Soweit dagegen das Mi­ nimum betroffen ist, kann in manchem Fall die Angabe im Schritt 102 als ausreichend angesehen werden, so daß die Anzahl der Ermittlungen im Schritt 104 zu Null gemacht werden kann.

Bei dieser Ausführungsform können bei einigen der oben be­ schriebenen Schritte die Projektionsvergrößerung der Pro­ jektionsoptik 5 und jeglicher R-Fehler der Gitterplatte 9 geprüft werden. Auch kann im einen oder anderen Fall ir­ gendein Lagefehler des Wafers 4 in der Richtung der opti­ schen Achse durch Erfassen des Kontrasts der magnetischen Abbildung beispielsweise ermittelt werden.

Im Schritt 105 kann auf der Grundlage der in den Schritten 102-104 erhaltenen Daten eine Berechnung durchgeführt wer­ den, um die tatsächliche Reihenkoordinate der Abbildungs­ schemata (Aufnahmebereiche) am Wafer zu bestimmen, wobei diese Koordinate in der Repetierbelichtung in einer späteren Stufe zu verwenden ist. Wenngleich auch in diesem Fall die Koordinate auf verschiedenen Wegen berechnet werden kann, so kann grundsätzlich ein solches Koordinatensystem, das während der Ausbildung und Ermittlung der magnetischen Ab­ bildungen erhalten worden ist, als ein Bezug verwendet wer­ den, um die Koordinatendaten der Wafer-AA-Marke zu korrigie­ ren. Dann werden im Schritt 106 aufeinanderfolgende schritt­ weise Bewegungen der Waferbühne 2, die von Belichtungen be­ gleitet sind, in Übereinstimmung mit der Koordinate der Ab­ bildungsschemareihe, die im Schritt 105 bestimmt wurde, durchgeführt.

In diesem Fall werden die Flügel des Abdeckelements 20 ver­ wendet, um den Beleuchtungsbereich durch das Licht einzu­ schränken, so daß das Beleuchtungslicht auf die Schaltstruk­ tur-Tragfläche 17 der Gitterplatte 9 gerichtet werden kann, wobei das Beleuchtungslicht jedoch daran gehindert wird, auf die Ausrichtmarken 55 der Gitterplatte 9 für die Aus­ bildung der magnetischen Abbildung gerichtet zu werden.

Im Schritt 107 werden die in einem Teil des magnetoopti­ schen Aufzeichnungsmaterials 40 an der Wafer-Aufspannplat­ te 3 ausgebildeten magnetischen Abbildungen gelöscht. Wenn die Aufspannplatte 3 selbst mit einer geeigneten Löschein­ richtung versehen ist, dann kann die magnetische Abbildung vor dem Schritt 106 gelöscht werden, oder sie kann alterna­ tiv im Verlauf des Schritts 105 oder 106 gelöscht werden.

Wenn eine Löscheinrichtung der Aufspannplatte 3 selbst hin­ zuzufügen ist, so kann der oben beschriebene Magnetkopf 201 innerhalb der Aufspannplatte eingebettet werden. Bei einem solchen Aufbau kann eine magnetische Abbildung in jeder Wa­ ferbühnenposition ohne eine Bewegung der Bühne 2 gelöscht werden. Ferner kann ein solcher eingebetteter Magnetkopf auch für die Erzeugung eines Magentfelds zur Ausbildung einer magnetischen Abbildung verwendet werden.

Der Ausrichtvorgang ist nicht auf den oben beschriebenen beschränkt. Das bedeutet, daß das, was bei dieser Ausführungs­ form nach einer Fixierung der R-Position des Wafers durchzu­ führen ist, das Folgende ist:

(1) jede vorgewählte Ausrichtmarke an einem Wafer 4 wird in ein Bildfeld des optischen Ausrichtsystems C eingeführt, und eine Angabe über die ermittelte Position der Marke wie auch eine Angabe über die Bühnenposition zur zugehörigen Zeit werden als eine Information gespeichert;

(2) eine magnetische Bildmarke der Gitterplatte wird an einer vorgegebenen Position gebildet und gleichzeitig damit wird eine auf die Position der Bühne zu dieser Zeit bezoge­ ne Angabe ermittelt sowie gespeichert, während andererseits jede magnetische Bildmarke in das Bildfeld des optischen Ausrichtsystems C eingeführt wird und eine Angabe zur ermit­ telten Position der Bildmarke wie auch eine Angabe zur Posi­ tion der Bühne zu dieser Zeit als eine Information gespei­ chert werden;

(3) unter Verwendung der bei (1) und (2) erhaltenen Daten wird die Koordinate der Reihe des tatsächlichen Abbildungs­ schemas (Aufnahmebereichs) für das "Weiterschalten und Be­ lichten" berechnet.

Die Ordnung dieser Vorgänge ist nicht von Bedeutung. Ferner ist es ausreichend, daß eine magnetische Abbildung vor der folgenden Ausbildung einer neuen magnetischen Abbildung im selben Bereich gelöscht wird.

Bei dem oben beschriebenen Ausrichtvorgang muß die Wafer­ bühne 2 häufig bewegt werden. Wenn der Vorgang exakt in Über­ einstimmung mit der Folge des Flußplans von Fig. 2 durchge­ führt wird, so wird deshalb das gesamte Bewegungsausmaß der Waferbühne 2 groß, d.h., die Zeit für eine Bewegung wird lang, was eine verlängerte Verarbeitungszeit pro einem Wa­ fer zum Ergebnis hat.

Da tatsächlich die Positionen der zu ermittelnden Wafer-Aus­ richtmarken und die Positionen der zu bildenden sowie zu erfassenden magnetischen Abbildungen vorbestimmt sind, kann deshalb eine geeignete Folge bevorzugterweise festgelegt werden, um die Zeit für eine Bewegung der Bühne zu vermin­ dern, und das kann ohne Schwierigkeiten unter Verwendung einer Zentraleinheit programmiert werden.

Obwohl bei der Ausricht- und Belichtungsvorrichtung der vor­ liegenden Ausführungsform ein außeraxiales Ausrichtsystem verwendet wird, können die Unannehmlichkeiten und Schwie­ rigkeiten in bezug auf eine Präzision, die bei herkömmli­ chen Vorrichtungen vorliegen, erheblich gemindert werden, weshalb die Präzision bedeutend gesteigert werden kann. Fer­ ner wird ein spezieller Vorteil darin gesehen, daß die oben beschriebenen Wirkungen ohne einen dem System innewohnenden Schwachpunkt und ohne eine besondere Behinderung in der Ver­ wirklichung der Konstruktion bewerkstelligt werden können.

Im Gegensatz zu der bisher beschriebenen Ausführungsform kann das magnetooptische Aufzeichnungsmaterial durch ein photochromes (lichtempfindliches) Material ersetzt werden. Wenn ein lichtempfindliches Material verwendet wird, so wer­ den Vorteile erreicht insofern, als eine spezielle Voraus­ setzung zur Verwendung eines Magnetfelds zum Einschreiben nicht besteht, und daß, weil das lichtempfindliche Material eine Anhäufungsreaktion zeigt, selbst wenn die Belichtungs­ energie niedrig ist, eine Abbildung mit Sicherheit ausgebil­ det werden kann, obwohl eine längere Zeit erforderlich ist. Ferner kann, soweit das Löschen betroffen ist, eine Abbil­ dung leicht unter Verwendung von Wärme oder weißem Licht gelöscht werden. Zusätzlich ist es bei Verwendung eines lichtempfindlichen Materials nicht notwendig, das außeraxia­ le optische Ausrichtsystem vorzusehen, indem ein Polarisa­ tionsmikroskop verwendet wird. Ein herkömmliches außeraxia­ les Ausricht-Betrachtungssystem oder ein übliches Mikroskop können Anwendung finden.

Andererseits hat das bei der vorher beschriebenen Ausfüh­ rungsform verwendete magnetooptische Aufzeichnungsmaterial nicht die Eigenschaft einer Energieanhäufung, wobei, wenn die optische Energie pro Zeiteinheit niedriger wird als ein gewisser kritischer Wert, eine magnetische Abbildung nicht ausgebildet werden kann. Insofern ist es notwendig, die Be­ leuchtungsstärke des auf die Abbildungsfläche einstrahlen­ den Lichts mit einem ausreichenden Niveau festzusetzen.

Im Hinblick hierauf kann es vorzuziehen sein, obwohl der Aufbau etwas kompliziert werden kann, wie in Fig. 5 gezeigt ist, die eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung dar­ stellt, eine optische Energie, die stärker als diejenige des regulären Belichtungslichts ist, in konzentrierter Weise auf den die magnetische Abbildung bildenden Markenteil auf­ zubringen. Im einzelnen wird bei der Ausführungsform von Fig. 5 ein Spiegel 90, der für die reguläre Belichtung ver­ wendet werden kann, um das Licht von einer Lichtquelle 91 auf das optische Beleuchtungssystem A zu richten, zurückzieh­ bar ausgestaltet derart, daß für die Ausbildung eines magne­ tischen Bildes der Spiegel 90 in eine gestrichelt angegebe­ ne Position 90′ verlagert wird. Das ermöglicht es, das Licht von der Lichtquelle 91 unmittelbar in Fasern 92, die getrennt vorgesehen sind, einzuführen, wobei das von den Fasern aus­ tretende Licht direkt auf solche Teile 95 der Oberfläche der Gitterplatte 9, an denen Ausrichtmarken für eine Ausbil­ dung einer magnetischen Abbildung vorhanden sind, projiziert wird. Alternativ können die Fasern 92 bis nahe zum Abdeckele­ ment 20 erstreckt werden, so daß die Wafer-Aufspannplatte 3 indirekt bestrahlt und dem Licht von den Fasern 92 mittels einer optischen Anordnung ausgesetzt wird, welche mit Bezug auf den Weg des Lichts stromab von der Abdeck- oder Masken­ fläche 95′ angeordnet ist. Ferner kann anstelle der Verwen­ dung von Fasern 92 eine separate Laserlichtquelle zur Erzeu­ gung von Licht hoher Intensität vorgesehen sein, um zu ermö­ lichen, daß die Teile 95 der Oberfläche der Gitterplatte mit dem Laserstrahl von einer Laserquelle bestrahlt und die­ sem ausgesetzt werden.

Ferner kann als die in Fig. 5 gezeigte Lichtquelle 91 ein KrF-Excimer-Laser verwendet werden, was bedeutet, daß bei Anwendung der Erfindung auf einen Excimer-Laser-Stepper jede magnetische Abbildung während einer kontinuierlichen Bewegung einer Waferbühne 2 ohne deren Anhalten gedruckt werden kann. Um die Zeit zu vermindern und den Durchsatz zu steigern, kann folglich ein als "laufende Belichtung" zu bezeichnender Vorgang zur Anwendung kommen.

Ein Excimer-Laser ist ein gepulster Laser und seine Impuls­ dauer ist etwa 20 ns/Impuls. Wenn sich die Bühne mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/s bewegt, dann läuft sie für 20 ns über 0,02 µm. Insofern tritt das Problem eines "Bild­ flusses" nicht in Erscheinung. Wenngleich die Belichtung von tatsächlichen Baustein- oder Strukturmustern gemäß dem Prozeß der "laufenden Belichtung", wie in der einschlägi­ gen Technik bekannt ist, auf der Möglichkeit beruht, daß die Bühne einen bestimmten Zielpunkt passiert, der wenig­ stens mit Bezug auf die zwei Achsenrichtungen einer X-Y- Koordinate vorbestimmt ist, so wird die Belichtung genau im Moment des Durchlaufs durchgeführt. Jedoch ist der "laufen­ de Belichtungs"-Vorgang, der bei dieser Ausführungsform zur Anwendung kommt, lediglich ein solcher, daß die Belichtung während einer wesentlichen Zeitspanne des Durchlaufs der Bühne durch ein bestimmtes Toleranzfeld eines bestimmten Bereichs ausgeführt wird, und es ist ausreichend, daß die Koordinatenposition der Bühne genau zum Moment der Belich­ tung unter Verwendung eines Laser-Interferometers gelesen wird. Klarerweise kann deshalb der Vorgang sehr leicht im Vergleich mit dem vorher genannten Vorgang ausgeführt werden.

Der KrF-Excimer-Laser-Stepper von Fig. 5 enthält eine Ein­ richtung zur Verengung eines Bandes, die beispielsweise ein Etalon oder ein Gitter umfassen kann und innerhalb der Licht­ quelle 91 angeordnet ist. Durch diese Verengungseinrichtung kann die Bandbreite Δ λ des KrF-Lasers in einer Größenord­ nung von Δ λ=0,05 nm verengt werden. Ferner umfaßt die Pro­ jektionsoptik mehrere Linsen- oder Objektivelemente, die alle aus SiO₂ gefertigt sind, und die Projektionsoptik ist imstande, den KrF-Laserstrahl einer Wellenlänge λ in der Größenordnung von λ=248,4 nm in ausreichender, zufrieden­ stellender Weise zu übertragen.

Die Fig. 9 zeigt schematisch eine Ausricht- und Belichtungs­ vorrichtung in einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfin­ dung, wobei zu den Ausführungsformen von Fig. 1 und 5 gleiche Elemente mit denselben Bezugszahlen bezeichnet sind. Ferner ist zur Vereinfachung das optische Beleuchtungssystem A le­ diglich schematisch dargestellt. Aus dem gleichen Grund sind einige Elemente eines außeraxialen Ausrichtsystems C nicht gezeigt. Das das Ausrichtsystem C wie bei der vorherigen Ausführungsform ein Polarisationsmikroskop umfaßt, wird kein Spiegel, wie der Spiegel 27, zur Ablenkung des Strahlengan­ ges verwendet.

Ein wesentliches Merkmal dieser Ausführungsform besteht dar­ in, daß eine Gitterplatten-Ausrichtoptik B verwendet wird, um eine eine magnetische Abbildung ausbildende Ausrichtmarke der Gitterplatte 9 zu beleuchten, so daß eine magnetische Abbildung der Marke in einem Teil der an der Wafer-Aufspann­ platte vorgesehenen magnetooptischen Aufzeichnungsmaterial­ schicht ausgebildet wird.

Die Gitterplatten-Ausrichtoptik B enthält eine Blende 120 zur Begrenzung des Beleuchtungsbereichs, eine Bildaufnahme­ vorrichtung 110 und ein optisches Objektivsystem 140, und sie ist zu betreiben, um einen Teil des Kopierlichts (Licht­ drucklicht) von dem optischen Beleuchtungssystem A, bei­ spielsweise einem Excimer-Laserstrahl, herauszuziehen, um (nicht dargestellte) Gitterplatten-Ausrichtmarken zu beleuch­ ten. Durch das optische Objektivsystem 140 wird eine Abbil­ dung der Gitterplatten-Ausrichtmarke mittels der Bildaufnahme­ vorrichtung 110 aufgenommen, und es wird jegliche Abweichung der Gitterplatten-Ausrichtmarke hinsichtlich eines Bezuges, der an einem ortsfesten Teil der Belichtungsvorrichtung vor­ gesehen ist, erfaßt. Auf der Basis des Ergebnisses der Er­ fassung kann die Position der Gitterplatte oder des Faden­ kreuzes 9 justiert (ausgerichtet) werden.

Das optische Objektivsystem 140 ist längs der Fläche (der das Schema tragenden Fläche) der Gitterplatte 9 bewegbar oder verschiebbar. Insofern kann ohne Rücksicht auf die Posi­ tion der Gitterplatten-Ausrichtmarke diese durch das optische System 140 erfaßt werden. Bei dieser Ausführungsform wird nach Beendigung der Ausrichtung der Gitterplatte 9 die Posi­ tion des optischen Objektivsystems 140 verändert, um eine Beleuchtung einer eine magnetische Abbildung bildenden Marke 53 zuzulassen. Dann wird mit dem Licht von der Gitterplatten- Ausrichtoptik die Marke 53 beleuchtet und durch die Projek­ tionsoptik 5 eine Abbildung der Marke 53 auf die an der Wafer-Aufspannplatte 3 befindliche magnetooptische Aufzeich­ nungsmaterialschicht projiziert. Dadurch wird eine magneti­ sche Abbildung in einem Teil dieser Aufzeichnungsmaterial­ schicht ausgebildet. Die Ausrichtung von Gitterplatte zu Wa­ fer, die das auf diese Weise gebildete magnetische Bild ver­ wendet, kann im wesentlichen auf die gleiche Weise durchge­ führt werden, wie mit Bezug auf die vorhergehenden Ausfüh­ rungsformen beschrieben wurde, weshalb eine nähere Erläute­ rung hier unterbleiben kann.

Bei dieser Ausführungsform kann die auf diese Weise gebilde­ te magnetische Abbildung für eine Messung des Abstandes zwischen den optischen Achsen der Projektionsoptik 5 und des außeraxialen Ausrichtsystems C verwendet werden. Der Abstand zwischen diesen optischen Achsen wird als "Stand­ linie" bezeichnet und ist einer der bedeutungsvollen System­ parameter in einer Belichtungsvorrichtung, die eine außer­ axiale Ausrichtoptik oder ein außeraxiales Ausrichtsystem C enthält. Das bedeutet, daß in einer solchen Belichtungs­ vorrichtung üblicherweise die Position einer Ausrichtmarke an einem Wafer 4 durch eine außeraxiale Ausrichtoptik C er­ faßt und dann eine Waferbühne 2 in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Wert für den Abstand zwischen den optischen Achsen verlagert wird, um das Wafer 4 mit Bezug zu der Posi­ tion in Lage zu bringen, an welcher durch die Projektions­ optik 5 ein Schema projiziert werden soll. Tatsächlich ist jedoch der Abstand zwischen den optischen Achsen mit der Zeit veränderlich. Insofern ist es erwünscht, die Änderung im Abstand oder den veränderten Abstand zwischen den opti­ schen Achsen exakt zu ermitteln.

Bei dieser Ausführungsform wird in Übereinstimmung mit den den Abstand zwischen den optischen Achsen betreffenden Da­ ten, die vorbereitend gespeichert worden sind, die Waferbüh­ ne 2 verlagert, um eine in einem Teil der magnetooptischen Aufzeichnungsschicht an der Aufspannplatte 3 ausgebildete magnetische Abbildung in das Bildfeld der außeraxialen Aus­ richtoptik C einzuführen. Dann wird die Position der ma­ gnetischen Abbildung im Hinblick auf einen vorbestimmten Bezug, der in der Ausrichtoptik C vorgesehen ist, ermittelt. Auf der Basis dieser Ermittlung können die auf den Abstand zwischen den optischen Achsen bezogenen Daten korrigiert und damit der gegenwärtige Abstand exakt ermittelt werden.

In Übereinstimmung mit der Erfindung, wie sie bisher erläu­ tert wurde, wird eine Wafer-Aufspannplatte, die ein Wafer durch Anziehung hält, mit einer Aufzeichnungsschicht aus bei­ spielsweise einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial oder ei­ nem lichtempfindlichen Material versehen. Eine oder mehrere Ausrichtmarken einer Gitterplatte oder eines Fadenkreuzes wer­ den durch ein Projektionssystem auf diese Aufzeichnungsschicht übertragen, und auf der Grundlage einer Lagebeziehung zwischen der übertragenen Abbildung der Ausrichtmarke und einer am Wa­ fer vorgesehenen Ausrichtmarke können die Ausrichtung der Git­ terplatte zum Wafer oder die Ausrichtung eines jeden Aufnah­ mebereichs (Schußbereichs) des Wafers zur Gitterplatte exakt ausgeführt werden.

Demzufolge wird ohne Rücksicht auf einen Wafer-Prozeß immer eine Ausrichtung mit hoher Präzision gewährleistet.

Da das magnetooptische Aufzeichnungsmaterial oder das licht­ empfindliche Material ein solches Aufzeichnungsmaterial ist, das sowohl ein Einschreiben als auch ein Löschen zuläßt, ist der spezielle Vorteil gegeben, daß das Aufzeichnungsmaterial wiederholt verwendet werden kann.

Zusätzlich können auf der Grundlage des Zustandes einer auf eine Aufzeichnungsschicht der Wafer-Aufspannplatte übertrage­ nen Ausrichtmarkenabbildung, d.h. durch Ermittlung der Posi­ tion oder des Kontrasts der Abbildung, jeglicher Fehler in der Vergrößerung eines Projektionslinsensystems (Projektionsop­ tik), jeglicher Fehler in der Drehrichtung (R-Richtung) ei­ ner Gitterplatte oder eines Fadenkreuzes, jeglicher Fehler im Abstand (Standlinie) zwischen den optischen Achsen der Projektionsoptik und eines außeraxialen Mikroskops, jeglicher Fehler in der Position des Wafers mit Bezug zur Richtung der optischen Achse der Projektionsoptik, d.h. ein Fokusfehler, u. dgl. erfaßt werden.

Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Aus­ führungsformen erläutert wurde, so ist sie auf die beschriebe­ nen Einzelheiten nicht begrenzt, vielmehr umfaßt sie Abwand­ lungen und Abänderungen, die dem Fachmann bei Kenntnis der vermittelten Lehre an die Hand gegeben sind.

Claims (30)

1. Belichtungsvorrichtung, gekennzeichnet

• - durch eine ein Wafer (4) haltende Einrichtung (3),
• - durch eine bewegbare Waferbühne (2), die die Halteein­ richtung (3) trägt,
• - durch eine an der Halteeinrichtung (3) ausgebildete Aufzeichnungsschicht (40, 106) und
• - durch eine Einrichtung (C), die ein in einem Teil der Aufzeichnungsschicht (40, 106) aufgezeichnetes Schema erfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht ein magnetooptisches Aufzeich­ nungsmaterial (106) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht ein lichtempfindliches Material umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schema ein einem projizierten Bild einer an einer Maske vorgesehenen Marke entsprechendes Schema ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung zur Ermittlung einer an dem Wafer (4) und dem Schema ausgebildeten Ausrichtmarke betätigbar ist.

6. Belichtungsvorrichtung, gekennzeichnet

• - durch einen Gitterplattenträger (8),
• - durch eine Projektionsoptik (5), die ein Schema der Git­ terplatte (9) auf ein Wafer (4) projiziert,
• - durch eine Wafer-Aufspannplatte (3) mit einer Aufzeich­ nungsschicht (40, 106), die mit Bezug zu einer Richtung der optischen Achse (AX) der Projektionsoptik (5) so an­ geordnet ist, daß die Oberfläche des Wafers (4) und die Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (40, 106) im we­ sentlichen auf derselben Höhe liegen.
• - durch eine Waferbühne (2), die die Aufspannplatte (3) trägt und in einer im wesentlichen zur optischen Achse (AX) der Projektionsoptik (5) rechtwinkligen Ebene bewegbar ist, und
• - durch ein optisches Erfassungssystem (C) mit einer zur optischen Achse (AX) der Projektionsoptik (5) parallelen optischen Achse (AX′) zur Ermittlung eines an der Auf­ zeichnungsschicht aufgezeichneten Schemas.

7. Vorrichtung anch Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein einer Abbildung einer durch die Projektionsoptik (5) projizierten Marke der Gitterplatte (9) entsprechendes Schema in einem Teil der Aufzeichnungsschicht (40, 106) aufgezeichnet wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (106) ein magnetooptisches Auf­ zeichnungsmaterial umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht ein lichtempfindliches Material umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Erfassungssystem (C) zur Ermittlung einer am Wafer (4) und dem Schema vorgesehenen Ausrichtmarke (62, 53) betätigbar ist.

11. Belichtungsvorrichtung, gekennzeichnet

• - durch einen Gitterplattenträger (8),
• - durch eine Projektionsoptik (5), die ein Schema der Gitterplatte (9) auf ein Wafer (4) projiziert,
• - durch eine Wafer-Aufspannplatte (3) mit einer Aufzeich­ nungsschicht (40, 106) , die mit Bezug zu der optischen Achse (AX) der Projektionsoptik (5) so angeordnet ist, daß die Oberfläche des Wafers (4) und die Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (40, 106) im wesentlichen auf der gleichen Höhe liegen,
• - durch eine Waferbühne (2), die die Wafer-Aufspannplat­ te (3) trägt und in einer zur optischen Achse (AX) der Projektionsoptik (5) im wesentlichen rechtwinkligen Ebene bewegbar ist,
• - durch eine die Bewegungsgröße der Waferbühne (2) mes­ sende Einrichtung (6, 7, 70),
• - durch eine Aufzeichnungseinrichtung (A), die eine an der Gitterplatte (9) ausgebildete Marke beleuchtet und durch Projektion einer Abbildung der Marke an der Auf­ zeichnungsschicht im Zusammenwirken mit der Projek­ tionsoptik (5) ein der Abbildung der Marke entspre­ chendes Schema in einem Teil der Aufzeichnungsschicht (40, 106) aufzeichnet,
• - durch ein optisches Ermittlungssystem (C) mit einer zur optischen Achse (AX) der Projektionsoptik (5) im wesentlichen parallelen optischen Achse (AX′), das das in dem Teil der Aufzeichnungsschicht (40, 106) aufge­ zeichnete Schema und eine am Wafer (4) ausgebildete Ausrichtmarke erfaßt,
• - durch eine auf die Erfassung durch das optische Erfas­ sungssystem (C) ansprechende Einrichtung, die ein Si­ gnal für eine Ausrichtung des Wafers (4) mit der Gitter­ platte (9) erzeugt, und
• - durch eine auf das Signal sowie ein Signal von der Meß­ einrichtung (6, 7, 70) ansprechende Einrichtung, die die Waferbühne (2) zur Ausrichtung der Gitterplatte (9) und des Wafers (4) bewegt.

12. Belichtungsvorrichtung, gekennzeichnet

• - durch eine ein Wafer (4) tragende Waferbühne (2), die ein Aufzeichnungsmedium (40, 106) enthält, das an einer anderen Stelle als derjenigen, an der das Wafer (4) zu plazieren ist, vorgesehen ist, wobei das Aufzeich­ nungsmedium für einen einfallenden Lichtstrahl empfind­ lich ist.
• - durch eine ein Schema (62) zur Ausrichtung des Wafers (4) auf dem Aufzeichnungsmedium (40, 106) mit Hilfe des einfallenden Lichtstrahls aufzeichnende Einrichtung (A, 5) und
• - durch eine Ermittlungseinrichtung(C), die das an dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete Schema sowie eine am Wafer (4) ausgebildete Ausrichtmarke ermittelt und ein Signal zur Positionierung des Wafers mit Bezug zu einer Belichtungsstation erzeugt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine das am Aufzeichnungsmedium (40, 106) aufgezeichnete Schema löschende Einrichtung (201).

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmedium (40, 106) eine Oberfläche für den Empfang des einfallenden Lichtstrahls aufweist, welche im wesentlichen auf der gleichen Ebene wie die Oberfläche des Wafers (4) liegt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet

• - durch eine Maskenbühne (8),
• - durch eine Einrichtung (A), die ein Schaltschema der Maske (9) mit einem einfallenden Lichtstrahl einer Wel­ lenlänge beleuchtet, welche im wesentlichen der Wellen­ länge des für die Aufzeichnung verwendeten einfallenden Lichtstrahls gleich ist, und
• - durch eine Projektionsoptik (5), die das durch die Be­ leuchtungseinrichtung (A) beleuchtete Schaltschema auf das Wafer (4) projiziert.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung eine Einrichtung zum Richten eines einfallenden Lichtstrahls auf eine Ausricht­ marke der Maske umfaßt, so daß eine Abbildung der Aus­ richtmarke der Maske durch die Projektionsoptik (5) auf das Aufzeichnungsmedium (40, 106) projiziert und ein der Abbildung der Ausrichtmarke entsprechendes Schema auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die den Strahl richtende Einrichtung für ein Richten von wenigstens einem Teil des einfallenden Lichtstrahls von der Beleuchtungseinrichtung (A) ausgestaltet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der einfallende Lichtstrahl eine Wellenlänge hat, die im wesentlichen zu derjenigen eines einfallenden Lichtstrahls, mit welchem ein Schaltschema einer Maske auf das Wafer (4) zu projizieren ist, gleich ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der einfallende Lichtstrahl einen Laserstrahl von einem Excimer-Laser (91) umfaßt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmedium eine magnetooptische Auf­ zeichnungsmaterialschicht (106) umfaßt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmedium eine lichtempfindliche Mate­ rialschicht umfaßt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung (A) eine einen einfal­ lenden Lichtstrahl liefernde Einrichtung (10, 91) sowie eine eine Lichtstrahlung auf eine Ausrichtmarke einer Maske richtende Einrichtung umfaßt, um auf dem Aufzeich­ nungsmedium ein der Abbildung der Ausrichtmarke der Mas­ ke entsprechendes Schema aufzuzeichnen.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der einfallende Lichtstrahl einen Laserstrahl von einem Excimer-Laser (91) umfaßt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmedium eine magnetooptische Aufzeich­ nungsschicht (106) umfaßt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung eine ein Magnetfeld an die Aufzeichnungsschicht (106) anlegende Einrichtung (107) umfaßt.

26. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmedium eine lichtempfindliche Ma­ terialschicht umfaßt.

27. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Regelung der Position der Waferbühne (2) im Ansprechen auf ein Signal von der Ermittlungsein­ richtung (C).

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine die Bewegungsgröße der Wa­ ferbühne (2) messende Einrichtung (6, 7, 70) umfaßt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Waferbühne (2) eine Wafer-Aufspannplatte (3) um­ faßt, die das Wafer (4) durch Anziehung trägt, wobei das Aufzeichnungsmedium (40, 106) an der Wafer-Aufspannplatte vorgesehen ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung imstande ist, Schemata an unterschiedlichen Stellen auf dem Aufzeichnungsmedium (40, 106) aufzuzeichnen.