DE3428225A1 - Geraet zur herstellung von halbleiterschaltungen - Google Patents

Description

Gerät zur Herstellung von HaIbtei terscha Ltungen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Herstellung von Ha Ib I eite rscha Ltungen , bei dem ein HaIbIeiterp lättchen mit einer Fotomaske bzw. einer Strichplatte ausgerichtet wird, die nachstehend vereinfacht als "Maske" bezeichnet werden.

Als eines der Systeme zum Ausrichten einer Maske und eines Halbleiterplättchens in einem Gerät zur Herstellung von Halbleiterschaltungen durch Fortschalten und wiederholte Belichtung ist eine TTL-Ausrichtsystem zur- aufeinanderfolgenden Ausrichtung durch eine Objektivlinse hindurch bekannt, bei dem für jede der Belichtungen die Maske durch eine Projektionslinse hindurch mit einem jeweiligen Bereich bzw. einer jeweiligen Zone des Halbleiterplättchens ausgerichtet wird. Dieses System ist insofern vorteilhaft, als der Ausrichtungsvorgang für jede der Belichtungen ausgeführt wird, so daß eine hochgenaue Ausrichtung erzielbar ist.

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Herkomm Licherweise werden bei dem System dieser Art mehrere, nämLich zwei oder mehr Meßeinrichtungen an unterschiedLichen SteLLen angeordnet, um eine Lageabweichung zwischen der Maske und dem HaLbLeiterpLattchen in einer X-Richtung, einer Y-Richtung und einer Θ-Richtung (Drehrichtung) zu erfassen. Die Maske und das HaLbLeiterpLattchen werden miteinander durch eine Relativbewegung zwischen ihnen ausgefluchtet, die den Ausgangssignal, en der Meßeinrichtungen entspricht.
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Für die ErmittLung der RelativLage zwischen der Maske und dem HaLbLeiterpLattchen werden diese mit Richtmarkierungen versehen. Zum Sparen des PLatzbedarfs für diese Markierungen wird eine solche Richtmarkierung häufig auf einer SchnittanreißLinie zwischen Bausteinen oder zwischen Zonen ausgebildet, die jeweils mittels einer einzigen Belichtung erfaßt werden (wobei es möglich ist, daß mit einer einzelnen Belichtung mehrere Bausteine erfaßt werden). Diese Anordnung der Rieht mark i e rungen bringt das Problem mit sich, daß in Abhängigkeit von der Anordnung der Zonen oder Belichtungsflächen an mehreren verschiedenen Stellen aufgrund der Markierungserfassungen keine automatische Ausrichtung herbeigeführt werden kann. Das gleiche Problem kann auch dann auftreten, wenn die Richtmarkierung in der Zone liegt, die durch eine einzige Belichtung erfaßt wird. Daher entstand das Problem, daß die Anordnung, die eine automatische Ausrichtung ermöglicht, eine Steigerung der Anzahl unbrauchbarer Zonen und daher eine Verminderung der Anzahl aus einem einzelnen HaLb Leiterplatte hen erzielbarer brauchbarer Bausteine ergibt.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für eine Zonen- oder Belichtungsflächen-Anordnung auf einem Halbleiterplättchen. Eine Zone P ist diejenige Fläche, die mittels einer

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einzigen Belichtung erfaßt wird, nämlich in einem Einzelschritt belichtet wird. Bei diesem Beispiel werden bei einem einzigen Belichtungsschritt, vier Schaltungsbausteine T belichtet. In der Zone P sind orthogonale Schnei de Iinien I und I' vorgesehen, in deren Mitte Richtina rki erungen ausgebildet sind.

Es ist ersichtlich, daß in einer mit P¹ bezeichneten Zone eine durch ein Ί;ί nksge legenes Bildfeld eines optisehen Meßsystems erfaßbare Plättchen-Richtmarkierung fehlt, so daß die Lageabweichung nicht gemessen werden kann. Daher kann zwischen der Maske und dieser Zone P¹ des Halbleiterplättchens keine automatische Ausrichtung vorgenommen werden. Infolgedessen ist diese Zone P' eine unbrauchbare bzw. AbfaLLzone.

Nachdem automatisch die Ausfluchtung zwischen der Maske und dem Ha Ib Leiterplättchen herbeigeführt worden ist, wird das Ha Ib Lei t e rp I ätt chen mit dem Muster der Maske belichtet, so daß das Muster auf das Halbleiterplättchen gedruckt wird, welches dann einem Ätzvorgang und anderen Bearbeitungsvorgängen zum Erzeugen der Ha Ibleiterscha I-tungen unterzogen wird, wobei die Richtmarkierungen beschädigt werden können oder zum Teil entfallen. Der teilweise Wegfall oder die Beschädigung behindert das Erzeugen geeigneter Ausrichtungssignale, so daß eine Zone mit einer solchen Richtmarkierung nicht ausgerichtet werden kann. Wenn dies eintritt, läßt das Gerät diese Belichtung entfallen und schaltet zu der nächsten Belichtung weiter. Dies ist nachteilig, da für den Versuch der Erfassung der Richtmarkierungen Zeit aufgewandt worden ist, und insbesondere die Schaltungsbausteine in einer solchen Zone zu Ausschuß werden. Zusätzlich besteht das Problem eines Teilungsfehlers, der beispielsweise durch eine Zusammenziehung oder Erweiterung des

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HaLbleiterpLättchens verursacht wird. Dies ergibt zwischen dem HaLbLeiterplättchen und der Maske eine Lageabweichung, die durch die Erfassung nur eines TeiLs der mehreren Richtmarkierungen nicht ermittelt werden kann (nämlich einer der Richtmarkierungen oder einer Hälfte jeder der Richtmarkierungen).

Ferner besteht das Problem, daß zwischen dem Halbleiterplättchen und der Maske eine besondere Lageabweichung (wie z.B. eine Drehabweichung) auftreten kann, die durch die Ermittlung nur eines Teils der mehreren Richtmarkierungen, nämlich einer der Richtmarkierungen oder einer Hälfte einer jeden der Richtmarkierungen nicht ermittelt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Herstellung von Halbleiters c.haltungen ein Gerät zu schaffen, in dem eine Maske und ein fotoempfindliches Material auch an einer derartigen Zone ausgerichtet werden können, ^an der die Ausrichtung schwierig war.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Gerät zum Herstellen von HaIb LeiterschaItungen gelöst, in welchem die Maske und das Halbleiterplättchen automatisch gemäß Ausgangssignalen mehrerer Lagemeßeinrichtungen für die Erfassung der Relativlagen zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen ausgerichtet werden und bei der entsprechend einer Information über die Zone des Halbleiterplättchens, die gerade belichtet bzw. bearbeitet werden soll, die Lagemeßeinrichtungen selektiv alle oder nur zu einem Teil in Betrieb gesetzt werden, so daß die Maske und das Halbleiterplättchen nur entsprechend den Ausgangssignalen dieser in Betrieb gesetzten Meßeinrichtung oder Meßeinrichtungen ausgerichtet werden.

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Ferner soLL mit der Erfindung ein Gerät geschaffen werden, bei dem seLbst dann, wenn eine Richtmarkierung ganz oder teilweise ausfällt, die Ausrichtung gemäß den anderen Richtmarkierungen oder gemäß einem brauchbaren Teil der Richtmarkierung vorgenommen werden kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird mit der Erfindung ein Gerät geschaffen, bei welchem Objekte jeweils mehrere Richtmarkierungen haben, von denen ihrerseits jede einen einzigen Richtmarkierungsteil oder mehrere solcher Teile hat und die erfaßt und dann automatisch aufgrund der Erfassungssignale ausgerichtet werden, wobei das Gerät eine Einrichtung zum Ermitteln, ob das jeweilige Erfassungssignal geeignet ist oder nicht, und eine Einrichtung für das Ausrichten gemäß den Erfassungssignalen aufweist, die mittels derjenigen Richtmarkierungsteile gebildet werden, welche den Signalen entsprechen, die mittels der Ermittlurigseinrichtung als geeignet erkannt worden sind.

Ferner soll mit der Erfindung ein Ha Ib Ieiter schaItungs-Herstellungsgerät geschaffen werden, bei dem die Genauigkeit der Ausrichtung in dem Fall gesteigert ist, daß nur ein Teil von Richtmarkierungen benutzt wird bzw. nut zba r ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert .
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Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein HaIb Leiterρ Iättchen und zeigt die Anordnung von zu belichtenden Zonen des HaIbIeiterρIättchens .

Fig. 2A zeigt die allgemeine Gestaltung bei einem Aus-

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führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts
zur Herstellung von HaLbLeiterschaltungen.

Fig. 2 B ist eine perspektivische Ansicht eines in dem
in Fig. 2A gezeigten Gerät benutzten Bestandteils.

Fig. 3A ist eine Draufsicht auf eine Maske und zeigt
an derselben gebildete Richtmarkierungen.

Fig. 3B ist eine Draufsicht auf die Richtmarkierungen.

Fig. 3C zeigt eine Beispiel von Ausgangssignalen, die

bei der Abtastung der in Fig. 3B gezeigten Riehtmarkierungen erzeugt werden.

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf ein Halbleiterplättchen,
das bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts verwendet wird, und zeigt die Anordnung von Zonen.

Fig. 5 ist ein Ab laufdiag ramm, das die automatische

Ausrichtung bei dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts veranschaulicht.

Fig- 6 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts zur Herstellung von HaIb Leiterscha Itungen .

Fig. 7 zeigt Kurvenformen von Signalen.

Fig. 8 ist ein Ab Laufdiagramm, das die Ausrichtung bei

dem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts veranschaulicht.

Fig. 9 zeigt die allgemeine Gestaltung eines dritten

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und vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Geräts zur Herstellung von Halbleitersc ha Ltungen. - .

Fig. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktion des erfindungsgemäßen Geräts gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Fig. 11 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktion des erfindungsgemäßen Geräts gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Fig. 12 ist eine Draufsicht auf ein Halbleiterplättchen und zeigt die Anordnung zu belichtender Zonen.

Die 2A zeigt die optische Anordnung bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts zur Herstellung von Halbleiterschaltungen. Eine Maske 1 ist mit einem Integrationsschaltungsmuster und Richtmarkierungen versehen und an einem Maskentisch 22 gehalten, der verschiebbar und drehbar ist. Das Gerät weist eine Verkleinerungspro jektions Iinse 3 auf. Ein Halbleiterplättchen (Wafer) 4 ist mit einer fotoempfindlichen Schicht und Richtmarkierungen versehen und an einem Plattchentisch 5 gelagert. Der PI ättchentisch 5 ist wie der Maskentisch in einer Ebene (in X-Richtung und Y-Richtung) verschiebbar und in der Ebene (in Θ-Richtung) drehbar. Beispielsweise kann das Fortschalten durch Stellen des Plättchentisches 5 unter der Steuerung durch einen Zonenspeicherungs- und Steuerteil M1 eines Mikroprozessors M herbeigeführt werden, wogegen die richtige Einstellung der Maske 1 in dem Gerät durch das Stellen des Maskentisches 22 in der X-Richtung, der Y-Richtung und der 9rRichtung vorgenommen wird. Die Ausrichtung zwischen der Maske 1 und dem Halbleiterplättchen 4 wird mittels eines Wähl-

Verarbeitungs- und Steuerte ils M2 gesteuert. Ein mögliches Verfahren hierzu ist es, den Maskentisch 22 zu einer Korrektur einer Parallelverschiebungs-Versetzung zwischen der Maske 1 und dem HaLb Lei terρ Lättchen 4 zu verstellen, während der PLättchentisch 5 zu einer Korrektur einer Drehversetzung versteLlt wird. Es ist jedoch möglich, die Versetzungen beider Arten durch das Verstellen des P I ättchentisches 5 zu korrigieren.

Die Maske 1 ist mit Richtmarkierungen 20 und 20' versehen. Das Halbleiterplättchen 4 ist mit Richtmarkierungen 21 und 21" versehen. Normalerweise wird ein Ausrichtungsfehler bzw. eine Versetzung in X-Richtung, Y-Richtung und Θ-Richtung zwischen der Maske 1 und dem HaLb-Ieiterρ Lättchen 4 aus Signalen ermittelt, die sowohl mittels eines rechten als auch mittels eines Linken Meßsystems erfaßt werden. Entsprechend den Erfassungsergebnissen wird der P lätt chent i sch 5 und / oder der Maskentisch 22 verstellt.

Wenn zwischen der Maske 1 und dem HaLb Leiterp I ättchen 4 ein optisches Projektionssystem angebracht wird, das nicht die 1:1 abbildet, werden die Richtmarkierungen 20, 20", 21 und 21" an der Maske 1 bzw. dem HalbLeiterplättchen 4 so bemessen, daß sie bei der Projektion durch ein Projektionsobjektiv zu den jeweils anderem hin bei jeder Richtung der Projektion die gleiche Größe wie die jeweils anderen Markierungen haben. Da bei diesem Ausführungsbeispiel eine Verkleinernngsprojektionslinse verwendet wird, wird ein durch das Teilen der Dimensionen der Masken-Richtmarkierungen durch diejenigen der Plättchen-Richtmarkierungen erzielter Wert gleich der Vergrößerung (Verkleinerung) der VerkLeinerungsprojektions-Ii nse gewäh It.

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Ein PolygonalspiegeL 2 8 ist um eine Drehachse 29 drehbar. Von einer Läserstrah Lenque I Ie 22 erzeugte Laserstrahlen werden mittels einer Linse 23 an einer Stelle 31 auf einer Spiegelfläche des Polygonalspiegels 28 gesammelt. Zur Weiterführung der Laserstrahlen sind' Linsen 32, 33 und 34 vorgesehen. Ein Dreieckprisma 35 ist so angeordnet, daß sein Scheitel genau auf der optischen Achse liegt, so daß eine einzelne Abtastung mittels des Polygonalspiegelsauf die rechte und die linke Seite aufgeteilt: wird. Ein Prisma 39 zur Abtastrichtungsänderung bewirkt, daß eine Abtastablenkung in der Richtung der Zeichnungsebene in eine Abtastablenkung in der zur Zeichnungsebene senkrechten Richtung verändert wird. Die Fig. 2B zeigt ein Beispiel für dieses Prisma 39 zur Abtastrichtungsänderung. Ein Halbspiegel 42 leitet die Strahlen zu einem fotoelektrischen Meßsystem, das einen Spiegel 43, eine Linse 44, ein Raumfrequenzfilter 45, eine Kondensorlinse 46 und einen Fotodetektor 47 hat. Mit 48, 49, 50 und 51 sind Vollspiegel bezeichnet, mit 52 ist ein Prisma bezeichnet und mit 53 ist ein f-θ-Objektiv bezeichnet.

Vorstehend wurde anhand der Fig. 2A nur der linke Teil des optischen Systems beschrieben, da der rechte Teil hierzu symmetrisch ist. Zur Vereinfachung wird eine Erläuterung dadurch erübrigt, daß für die entsprechenden Elemente die gleichen Bezugszeichen, jedoch unter Zusatz eines Apostrophen verwendet werden.

Die Zwi sehen I i nsen 32, 33 und 34 bewirken, daß der Ablenkungsursprung der mittels des umlaufenden Polygonalspiegels 28 abgelenkten Strahlen an einer Pupille 56 in der Lage einer Blende 55 für das Objektiv 53 abgebildet wird. Daher tasten die Laserstrahlen die Maske 1 und das Halbleiterplättchen 4 in Übereinstimmung mit

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dem UmLauf des PoLygonalspiegeLs 28 ab.

Bei dem Objektivsystem sind das Objektiv 53, die BLende 55, der SpiegeL 51 und das Prisma 52 mittels einer nicht gezeigten Bewegungsvorrichtung in der X-Richtung und der Y-Richtung bewegbar, so daß die MeßsteLle für die Maske 1 und das Halbleiterplättchen 4 verändert werden kann. Wenn sich beispielsweise für die Bewegung in der X-Richtung der Spiegel 51 in der durch einen Pfeil A dargestellten Richtung bewegt, bewegen sich das Objektiv 53 und die Blende 55 in der gleichen Richtung, während sich das Prisma 52 auch in der gleichen Richtung, jedoch um eine Strecke bewegt, die gleich der Hälfte derBewegungsstrecke des Spiegels 51 ist, damit die optische Weglänge konstant gehalten wird.

Diese Bewegungen erlauben das Erfassen von MaskeneinsteLImarken, die außerhalb der Richtmarkierungen angebracht sind. Ferner sind diese Bewegungen zweckdienlich, wenn die Versetzung oder Abweichung der Maske so groß ist, daß die Richtmarkierungen gesucht werden müssen. Für einen solchen Zweck wird die Bewegung in der Y-Richtung derart ausgeführt, daß das ganze optische System für die Lagemessung in der Y-Richtung (senkrecht zur Zeichnungsebene) bewegt wird.

Das optische Meßsystem ' ist derart dargestellt, daß zum Abtasten der Richtmarkierungen Punktstrahlen oder Strahlen mit einem blattartigen Querschnitt verwendet werden und das von den Markierungen reflektierte Licht von jeweiligen Fotozellen bzw. Fotodetekoren erfaßt wird. Es können jedoch auch die Richtmarkierungen gleichförmig beleuchtet werden und. die Bilder der Richtmarkterungen mittels jeweiliger Schlitze bzw. Schlitzblenden abgetastet werden. Weiterhin ist es möglich, die Linken

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und rechten Markierungsbilder auf einem einzigen fotoelektrischen Wandler abzubilden und sie in zeitlicher Aufteilung bzw. Zeitmultiplex zu erfassen. Für den Belichtungsvorgang wird der Spiegel 51 aus dem Lichtweg herausgeschwenkt und mittels eines optischen Beleuchtungssystems Be Iichtungs I icht aufgebracht.

Die Fig. 3A zeigt ein Beispiel für (durch ausgezogene Linien dargestellte) Richtmarkierungen, die auf der Maskenebene gebildet sind. Die dargestellte Form der Richtmarkierungen oder eine hierzu analoge Form ist vorteilhaft, da die Lageabweichungen in der X-Richtung und der Y-Richtung mittels einer einzigen Abtastung in einer einzigen Richtung gemessen werden können.

Masken-Richtmarkierungen 75 und 76 sind an einer Stelle ausgebildet, die der mit 20 in Fig. 2A bezeichneten Stelle entspricht. Masken-Richtmarkierungen 75' und 75' sind an einer Stelle ausgebildet, die der mit 20' in Fig. 2A bezeichneten Stelle entspricht.

Die in Fig. 2A gezeigten Richtmarkierungen 21 und 21' an dem HaIbIeiterpIättchen können in Gegenrichtung durch die Projektionslinse auf die Maske 1 projiziert werden. Diese in der Gegenrichtung projizierten Plättchen-Ricntrnarkierungen sind mit 71, 72, 73 und 74 bzw. 71', 72', 73' und 74' bezeichnet.

Gemäß Fig. 3A führen die Laserstrahlen eine Abtastbewegung gemäß der Darstellung durch Pfeile 60 und 60' aus. Im einzelnen bewegen sich die Laserstrahlen bei dem linken Meßsystem in der Y-Richtung von unten nach oben, während sie sich bei dem rechten Meßsystem in der negativen Y-Richtung, nämlich von oben nach unten bewegen, wobei sie die jeweiligen Markierungen überstreichen.

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Die Fig. 3B ist eine vergrößerte Ansicht derjenigen Markierungen, die mitteLs des Linken Meßsystems nach Fig. 3A erfaßt werden.

Wenn die in Fig. 3B gezeigten Markierungen von den Laserstrahlen gemäß dem Pfeil 60 überstrichen werden, gibt der Fotodetektor 47 Signale S71 bis S76 gemäß Fig. 3C ab. Die Signale S71 , S72, S73 usw. entsprechen jeweils den Richtmarkierungen .71, 72, 73 usw.
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Durch das Messen von Abständen W1 , W2, W3 und W4, die jeweils die Abstände zwischen den Signalen S 71 und S75, S75 und S72, S73 und S76 bzw. S76 und S74 sind, kann die Abweichung bzw. Versetzung zwischen der Maske 1 und dem Halbleiterplättchen 4 erfaßt werden. Im einzelnen sind eine Versetzung ^XL in der X-Richtung und eine Versetzung AYL in der Y-Richtung, die mittels des linken Meßsystems erfaßt werden, jeweils

/^XL = (Wi-W2-W3 + W4)/4 ...(D

und

= (-W1+W2+W3-W4)/4 ...(2)

Versetzungen AXR und AYR gemäß Signalen des rechten Meßsystems sind

= (-W1¹+W2"+W3^l-W4^l)/4 ...(3)

und

AYR = (-W1^I+W2^I-W3'+W4^I)/4 ...(4)

Daher ist eine Drehversetzung ΔΘ gleich

ΔΘ = (ÄYR-AYD/CXR-XL) ...(5)

wobei XL und XR die Abstände der linken bzw. der rechten Markierungen von der Mitte der Maske 1 sind und

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(XR-XL) der Abstand zwischen den Linken und den rechten Markierungen ist.

Nach Fig. 2 A wird der Plättchentisch zur Fortschaltbewegung für das wiederholte Belichten mittels einer Stellschaltung D1 entsprechend Befehlssignalen verstellt, die von dem Fortschalt-Steuerteil M1 abgegeben werden. Während dieser Fortschalt- und Wiederholungs-Bewegungen ergibt sich an dem HaIbI eiterpIättchen 4 eine Zone, bei der Richtmarkierungen außerhalb des Halbleiterplättchens liegen. Falls dies eintritt, wird bei dem erfindungsgemäßen Gerät mittels des WähL-Verarbeitungs-Steuerteils M2 die Versetzung bzw. Abweichung nur aus Meßsignalen für diejenigen Richtmarkierungen ermittelt, die brauchbare Erfassungssignale ergeben. Entsprechend den Verarbeitungsergebnissen wird eine Stellschaltung D 2 betrieben. Dadurch wird zur gegenseitigen Ausrichtung der Maske 1 und des HaIb LeiterpIättchens 4 der Maskentisch 22 zur Feineinstellung in der X-Richtung und der Y-Richtung bewegt. Das heißt, wenn die Ausrichtung nur nach den Markierungen an einer Seite vorgenommen wird, wird die Relativlage zwischen der Maske 1 und. dem Halbleiterplättchen 4 nur durch eine Verschiebebewegung ohne eine Korrektur durch eine Drehbewegung verändert, um damit die Abweichungen Δ X und 4 Y zu korrigieren, die durch die Erfassung an der einen Seite ermittelt werden.

Die erwünschte Genauigkeit der Ausrichtung kann ohne eine Korrektur der Drehversetzung erreicht werden, da durch neueste Verbesserungen hinsichtlich der Materialien, der Bearbeitung und des Zusammenbaus die Geradlinigkeit der Plätlrchentischbewegung verbessert ist. Als noch bedeutsamer ist jedoch anzumerken, daß bei dem Gerät mit Fortschaltung und wiederholter Belichtung bei einer

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einzelnen Belichtung nur eine kleine Fläche belichtet wird, so daß der mögliche Einfluß einer Drehversetzung äußerst gering ist.

Die Fig. 4 zeigt eine Anordnung von Zonen auf dem Halbleiterplättchen 4, wobei für die jeweiligen Zonen oder Belichtungsflächen jeweils einen Zonen- oder Belichtungsflächen-Nummer angegeben ist. Von diesen Zonen werden folgende Zonen unter Verwendung sowohl des linken als auch des rechten Meßsystems ausgerichtet:

2, 3, 6 bis 9, 11 bis 22, 24 bis 27, 30 und 31

Die unter Verwendung nur des Linken Meßsystems (nach den rechten Markierungen) ausgerichteten Zonen sind die Zonen 4, 5, 28 und 29.

Die unter Verwendung nur des rechten Meßsystems (nach den linken Markierungen) ausgerichteten Zonen sind die Zonen 1, 10, 23 und 32.

Die in Fig. 4 schraffiert dargestellten Schaltungsbausteine sind unbrauchbare Bausteine, jedoch ist an diesen zu bemerken, daß in der betreffenden einen Zone zwei Bausteine verwendbar sind. Verglichen mit der Anzahl 96 brauchbarer Bausteine bei der in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Anordnung kann die Anzahl bei der Anordnung nach Fig. 4 auf 112 gesteigert werden.

Die Fig. 5 veranschaulicht die Ablauffolge der automat i sehen Ausrichtung bei dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts. Die automatische Ausrichtung beginnt bei einem Schritt 501. Bei einem Schritt 502 werden aus der Zonennummer die Lagen der Richtmarkierungen ermittelt. Gemäß der Erläuterung der in Fig. 4 gezeigten Anordnung sind die Lagen der verwendbaren Richtmarkierun-

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gen durch die Zonen- bzw. BelichtungsfLächen-Nummer vorbestimmt. Diese Übereinstimmungs-Zusammenhänge sind in einem Speicher des Mikroprozessors aLs TabeLLe gespeichert. Der Mikroprozessor ermittelt daher die Markiek rungslage aus der TabeLLe gemäß der Zonennummer und schaltet das Programm zu einem Schritt 503, wenn die auszurichtende BeLichtungsfLäche bzw. Zone nur mittels der rechten Markierungen ausgerichtet werden s ο I L , zu einem Schritt 513, wenn diese Zone nur mittels der linken Markierungen ausgerichtet werden soll, oder zu einem Schritt 523 weiter, wenn beide Markierungen verwendet werden sollen.

Bei den Schritten 503, 513 und 523 werden die Erfassungsvorgänge mittels des linken Meßsystems, mittels des rechten Meßsystems bzw. mittels beider Meßsysteme ausgeführt. Nachdem die Meßvorgänge ausgeführt worden sind, wird bei Schritten 504, 514 bzw. 524 die Lageversetzung zwischen der Maske 1 und dem Halbleiterplättchen 4 e r mittelt. Bei dem Schritt 504 werden aus den von dem linken Meßsystem erhaltenen Daten die Versetzungen AXl und ZUiYl berechnet, bei dem Schritt 514 werden aus den von dem rechten Meßsystem erhaltenen Daten die Versetzungen AXR und AYR berechnet und bei dem Schritt 524 werden aus den von beiden Meßsystemen erhaltenen Daten die Versetzungen AXL, /\YL, AXR und AYR berechnet.

Wenn beide Meßsysteme eingesetzt werden, werden bei einem Schritt 525 aus den Daten beider Systeme Mittelwerte AX und ΔΥ für die Abweichungen in der X-Richtung bzw. in der Y-Richtung berechnet. D.h., es werden die Berechnungen AX = (AXL+AXR)/2 und ΔΥ = (AYL+AYR)/2 ausgeführt. Wenn andererseits nur das linke oder da-s rechte Meßsystem eingesetzt wird, werden bei Schritten 505 und 515 aLs Mittelwert ^X und ΔΥ die an einer Seite

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gemessenen Abweichungen eingesetzt.

Bei einem Schritt 506 wird ermittelt, ob die Mittelwerte /S* und Ay innerhalb zulässiger Toleranzgrenzen liegen, die vorher festgelegt worden sind. Wenn dies der Fall ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 511 weiter, bei dem die automatische Ausrichtung endet.

Wenn es nicht der Fall ist, nämlich die Mittelwerte der Versetzungen nicht innerhalb der Toleranzgrenzen liegen, werden die Relativlagen nur in der X-Richtung und der Y-Richtung verändert, wenn nur ein Meßsystem eingesetzt worden ist. Falls jedoch beide Meßsysteme eingesetzt worden sind, wird für die Ausrichtung die Relativlage in der X-Richtung, der Y-Richtung und der Θ-Richtung verändert. Hierzu wird bei einem Schritt 507 ermittelt, ob beide Markierungen verwendet worden sind oder nicht. Wenn dies der Fall ist, sch reitet das Programm zu einem Schritt 508 weiter. Wenn dies nicht der Fall ist, nämlich nur die Markierungen einer Seite verwendet wurden, schreitet das Programm zu einem Schritt 510 weiter.

Bei dem Schritt 508 (für beide Markierungen) wird auf die vorangehend beschriebene Weise die Drehversetzung ΛΘ ermittelt, wonach bei einem Schritt 509 der Tisch in der Θ-Richtung verstellt wird. Bei dem Schritt 510, der für die Verwendung der Markierungen an beiden Seiten und an einer Seite gemeinsam ist, wird die Relativlage zwischen der Maske 1 und dem Halbleiterplättchen 4 so verändert, daß die Abweichungen in der X-Richtung und der Y-Richtung korrigiert werden. Diese Änderungen in der X-Richtung, der Y-Richtung und der Θ-Richtung können an dem Maskentisch 22 oder an dem Plättchentisch 5 vorgenommen werden.

Nach der Ti schwerst aLLung kehrt das Programm zu dem Schritt 502 zurück, wonach die Messungen der Abstände zwischen den Markierungen wiederholt werden, so daß die Sch.Leifenfolge zwischen den Schritten 502 und 510 wiederholt wird, bis die Abweichungen in den zulässigen Toleranzgrenzen liegen.

Nachdem die automatische Ausrichtung vorgenommen worden ist, werden die Vollspiegel 51 und 51" für das automatis che^% Κ&ψ'γ i chten aus dem optischen Weg für das optische Projektionssystem zurückgezogen. Nach dem Be IichtungsVorgang, nämlich dem Belichten der Zone des Ha Ibleiterplättchens mit dem Muster der Maske wird der PI ätt chent i s ch 5 zur Vorbereitung einer nächsten Belichtung verstellt. Dann werden die Vollspiegel 51 und 51' wieder in den optischen Projektionsweg eingefügt und die automatischen Ausrichtungsvorgänge ausgeführt.

Wenn nur die Richtmarkierungen an einer Seite verwendet werden, braucht nur der den Markierungen entsprechende Vollspiegel in den optischen Weg eingesetzt werden, während der andere Spiegel herausgehalten wird. Bei dem vorstehend beschriebenen AusführungsbeispieL wird die Information über verwendbare Markierungen aus der in dem Mikroprozessor gespeicherten Belichtungsflächenbzw. Zönenanordnung erhalten, jedoch ist es alternativ möglich, eine weitere fotoeLektrisehe Meßeinrichtung zum Ermitteln der Zone des Ha Ib LeiterpIättchens 4 einzusetzen und zu. ermitteln, welche Richtmarkierungen verwendbar sind, um demgemäß das Meßsystem geeignet zu wählen.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist bei diesem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts die Ausrichtung auch dann möglich, wenn abhängig von der Lage

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der Zonen des HaLbLe iterplättchens ein Teil der Richtmarkierungen nicht verwendbar ist; dadurch können auch soLche Zonen aLs brauchbare Zonen oder Scha Ltungsbausteine verwertet werden, bei denen bei dem herkömmLichen

ij Gerät die SchaLtungsbausteine nicht ausgerichtet und belichtet werden können. Damit wird die Anzahl aus einem HaLbLeiterpLättchen erziel barer brauchbarer SchaLtungsbausteine gesteigert, so daß daher die Anzahl der Produkte beispielsweise je Tag beträchtlich erhöht wird.
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ALs nächstes wird ein zweites Ausfuhrungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts für die Herstellung von HaLb-Leiterschaltungen beschrieben.

Zur Erläuterung werden die jeweils in Fig. 3A gezeigten Richtmarkierungen durch eine Symmetrieachse aufgeteilt und folgendermaßen benannt:

Linien 71, 72, 75... erster MarkierungsteiL/
Linien 73, 74, 76... zweiter Markierungsteil..

Linien 72', 73', 76'...dritter Markierungsteil und
Linien 71', 72', 75'...vierter Markierungsteil.

Gemäß der Beschreibung anhand der Fig. 1 enthält eine durch einen einzelnen Belichtungsvorgang erfaßte Zone P vier BausteinfLächen, so daß bei einem BeLichtungsvorgang vier SchaLtungsbausteine (chips) belichtet werden. Die Richtmarkierurigen werden an den Schnitt- bzw. Anreißlinien L und I¹ angebracht, die zwischen den Bell chtungszonen liegen, und zwar im einzelnen so, daß der erste und der zweite Mar k i erungs t e i L an der durch das Bezugszeichen L dargestellten Stelle liegen und der dritte und der vierte Markierungsteil an der durch das Bezugszeichen I¹ dargestellten Stelle Liegen.

SeLbst wenn bei diesem Ausfuhrungsbeispiel des erfin-

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dungsgemäßen Geräts einer der vier Richtmarkierungsteile nicht richtig erfaßt wird oder zwei derselben nicht richtig erfaßt werden, wird in dem Fall, daß mindestens zwei Richtmarkierungsteile richtig erfaßt

b werden, die automatische Ausrichtung gemäß diesen Markierungsteilen vorgenommen.

Die nachstehende Tabelle 1 zeigt Kombinationen der Markierungsteile. In dieser Tabelle sind erfaßbare Markierungsteile mit "JA" angegeben, während nicht erfaßbare Markierungsteile mit "NEIN" angegeben sind.

Tabelle 1

1. Markie-	2. Markie-	3. Markie-	4. Markie-	Kombination der Mai—
rungstei I	rungsteiI	rungsteiI	rungsteiI	kierungstei Le
JA	JA	JA	NEIN	1. und 2.
JA	JA	NEIN	JA	1. und 2.
JA	NEIN	JA	JA	1. und 4.
JA	JA	NEIN	NEIN	1. und 2.
JA	NEIN	NEIN	JA	1. und 4.
NEIN	JA	JA	JA	2. und 3.
NEIN	JA	JA	NEIN	2. und 3.
NEIN	NEIN	JA	JA	3. und 4.

Die Tabelle wurde nach folgenden Regeln aufgestellt:

1 . Wenn von den vier Markierungsteilen drei Markierungsteile erfaßt werden, ist die Ausrichtung möglich.'

2. Wenn von den vier Markierungsteilen folgende beiden

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HarkierungsteiLe erfaßt werden, ist die Ausrichtung möglich: erster' und zweiter, erster und vierter, zweiter und dritter oder dritter und vierter Markierung-steil.

3. Wenn nur die folgenden beiden Markierungsteile erfaßbar sind, ist die Ausrichtung nicht möglich, so daß daher das Halbleiterplättchen für die Belichtung der nächsten Zone fortgeschaltet wird: erster und dritter oder zweiter und vierter Markierung steil.

Wenn die Ausrichtung nur nach zwei Markierungsteilen vorgenommen wird, wird die Relativlage zwischen der Maske 1 und dem Halbleiterplättchen 4 in der X-Richtung und der Y-Richtung verändert, um die Versetzungen Λ Χ und ΔΥ aufzuheben, die aus den vorstehend angeführten Gleichungen erhalten werden. Eine Korrektur der Drehrichtung θ wird nicht vorgenommen. Die Korrektur hinsichtlich der Drehrichtung kann entfallen, da festgestellt wurde, daß die neueren Fortschaltemechanismen für den Tisch so zuverlässig sind, daß durch die geradlinige Fortschal tbewegung in einem Schritt oder in zwei Schritten kaum ein Drehfehler entsteht; daher fällt für die Zonen unmittelbar nach einer Zone, bei der die Korrekturen für alle Richtungen, nämlich die X-Richtung, die Y-Richtung und die Θ-Richtung ausgeführt worden sind, die Abweichung hinsichtlich der Dreh richtung θ in die Toleranzgrenzen, falls die Abweichungen nur in der X-Richtung und der Y-Richtung korrigiert werden.

Wenn die erfaßbaren Markierungsteile kombiniert werden, werden die Abweichungen AX und ÄY folgendermaßen best i mmt:

1. Erster und zweiter Markierungsteil: Gleichungen (1) und (2).

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2. Zweiter und vierter Markierungsteil: Gleichungen (2) und (3).

3. Erster und vierter MarkierungsteiL: Gleichungen AX = (W1-W2 + W3'-W4')/4 ...(6)

und
ΔΥ = (-W1+W2-W3^I+W4¹)/4 ...(7)

4. Zweiter und dritter Markierungsteil: Gleichungen 4X = (-W1 '+W2'-W3-W4)/4 ...(8)

und
4y = (-W1 '+W2'+W3-W4)/4 ...(9)

Die Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Er· mitteln, ob die Erfassungssignale für die vier Markierungsteile geeignet sind oder nicht, und zum Speichern der Ergebnisse. Die Fig. 7 zeigt Kurvenformen von Signalen und dient zur Erläuterung der Betriebsvor gange an verschiedenen Teilen der in Fig. 6 gezeigten Schaltung.

In der Fig. 6 sind die Fotodetektoren 47 und 47' für die Erfassung der Richtmarkierungen die gleichen Bauteile wie die in Fig. 2A mit den gleichen Bezugszeichen b e zeichneten. Der Fotodetektor 47 gibt ein Signal ab, dessen Kurvenform in Fig. 7 bei A) gezeigt ist. Gleichermaßen gibt der Fotodetektor 47' gemäß den Richtmarkierungsteilen ein Signal ab, dessen Kurvenform in Fig. 7 bei CB) gezeigt ist. Die in den Fig. 7(A) und (B) gezeigten Kurvenformen mit den Bezugszeichen G1, G2, G3 und G4 entsprechend jeweils dem ersten, dem zweiten, dem dritten bzw. dem vierten Markierungstell.

Die Fig. 6 zeigt ferner Fotodetektoren 58 und 58' zur Erfassung von Synchronisiersigna len . Diese Fotodetektoren

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geben AusgangssignaLe gemäß der Darstellung in Fig. 7 bei (F) und (6) ab. Das Synchronisiersignal (F) für das linke Meßsystem und das Synchronisiersignal gemäß (6) für das rechte Meßsystem werden in eine Steuer/Zeitgeberschaltung 101 eingegeben. Diese Schaltung 101 wird durch einen (nicht gezeigten) Mikroprozessor gesteuert und steuert ihrerseits alle Meßschaltungen, die nachstehend beschrieben werden.

Die Steuer/ZeitgeberschaItung 101 steuert über eine Steuer Leitung 102 einen AnaLogscha lter 103. Beispielsweise Liegt an der Steuerleitung 102 das SynchronisiersignaL gemäß (F) für das linke System an, wobei der AnaLogschalter 103 die Signale aus dem Linken und / oder rechten Meßsystem derart anwählt, daß eine zusammengesetzte Kurvenform gemäß der Darstellung bei (C) in Fig. 7 entsteht.

Das zusammengesetzte Signal (C) wird mittels eines Video-Verstärkers 104 verstärkt und mittels eines Binärcodierers 105 an einem geeigneten SchnittpegeL abgeschnitten und zu einer digita Lisierten Kurvenform umgesetzt, die in Fig. 7 (D) mit S 71 , S75, S72 usw. bezeichnet ist. Die Abstände W1 , W2 usw. zwischen den Markierungs-Linien werden als Zeitabstände zwischen den Signalen S71 und S75, S75 und S72 usw. dargestellt. Das Signal mit der digitaLisierten Kurvenform gemäß (D) in Fig. 7 wird in einen FLankendetektor 106 eingegeben, der die Flanken der SignaL kurvenformen erfaßt und Kurvenformen gemäß (E) in Fig. 7 formt.

Die 'Vorderflanke des Signals S71 wird in die VorderfLanke eines Signals S71R umgesetzt, während die Ryckflanke des Signals S71 in die Rückflanke eines Signals S71 F umgesetzt wird. Daher ergibt sich der Linienabstand

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W1 zu (S75R + S75F)/2 - (S71R + S71F)/2 . Die FLankenimpuL se gemäß (E) in Fig. 7 werden als TaktimpuLse in Zähler 107, 108, 109 und 110 eingegeben, die die Anzahl der Impulse zählen, die aus jedem der Markierungsteile erhalten werden. Entsprechend den Synchronisiersignalen gemäß (F) und (G) erzeugt die Steuer/ZeitgeberschaItung 101 Markierungsteil-Wählsignale gemäß (H), (I), (J) und (K) .

Die Markierungsteil-Wählsignale (H), (I), (J) und (K) sind Signale zur Wahl des ersten, des zweiten, des dritten bzw. des vierten Markierungsteils und steuern jeweils den Zähler 107, 108, 109 bzw. 110. Im einzelnen wird mit den Zählern 107, 108, 109 und 110 jeweils die Anzahl der Impulse gezählt, die mittels des ersten, des zweiten, des dritten bzw. des vierten Markierungsteils erzeugt werden.

Die Impulsabstände der Impulse S75R, S75F, S71R, S71F usw. werden durch Zählen von Abfrage impulsen gemessen, die eine Impulsperiode haben, die ausreichend kurzer als die ImpuIyjbstände ist.

Die AbfrageimpuLse werden von der Steuer/Zeitgeberschaltung 101 erzeugt und über eine Signalleitung 111 Abstandszählern 112, 113, 114 und 115 als Takteingangssignal zugeführt. Die Abstandszähler 112, 113, 114 und 115 zählen die Abfrageimpu I se jeweils nur während der Markierungsteil-Wählsignale (H), (I), (J) bzw. (K) von den Vorderflanken der Wählsignale an.

Andererseits werden die FLankenimpuLse gemäß (E) einem Schreibzeitgeber 116 zugeführt, der Schreibsignale für Abstandsspeicher 117, 118, 119 und 120 abgibt. 35

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Der Schreibzeitgeber 116 wird durch die Steuer/Zeitgeberschaltung 101 so gesteuert, daß er während des Meßvorgangs Schreibsignale abgibt, jedoch nach dem Abschluß des Heßvorgangs Lesesignale erzeugt. Die Abstandsspeicher 117, 118, 119 und 120 sind Schreib/Lesespeicher mit 16 χ 6 Bits und voneinander gesonderten Eingängen und Ausgängen. Das Lesen und Schreiben der Speicher wird durch den Schreibzeitgeber 116 gesteuert. Von der Steuer/ Zeitgeberschaltung 101 werden Speicherbaustein-Wählsignale angelegt. Adressensignale werden während des Meßvorgangs durch die Ausgangsdaten der Zähler 107, 108, 109 und 110 und nach dem Abschluß des Meßvorgangs über eine Adressensammelleitung 135 des Mikrocomputers gesteuert .

Infolgedessen speichern auf den Abschluß der Messung hin die Abstandsspeicher 117, 118, 119 und 120 jeweils die Impulsdaten gemäß Tabelle 2.

Tabelle 2

•	ADRESSEN	ABSTANDSSPEICHER	117	118	119	120
1	S71R	S73R	S71'R	S73'R
2	S71F	S73F	S71'F	S73'F
3	S75R	S76R	S75'R	S76'R
4	S75F	S76F	S75'F	S76'F
5	S72R	S74R	S72'R	S74'R
6	S72F	S74F	S72'F	S74'F !

Nach dem Abschluß des Meßvorgangs ruft der (nicht gezeigte) Mikroprozessor über die Adressensammelleitung 135.

-28- DE 4155

und Puffer 130, 131, 132 und 133 die Abstands speicher 117, 118, 119 und 120 ab und nimmt deren Daten über Puffer 126, 127, 128 und 129 sowie eine Datensammelleitung 134 auf.
5

Die in den ZähLern 107, 108, 109 und 110 gespeicherten Daten für die jeweiLige ImpuLsanzahL der Markierungstei Le werden über Puffer 122, 123, 124 bzw. 125 gLeichfaLLs in den Mikroprozessor eingegeben. FaLLs die ImpuLsanzahL "6" ist, wirddies aLs Erfassung des betreffenden Markierungstei Ls erkannt (was in der TabeLLe 1 durch "JA" angegeben ist), wogegen bei einer von "6" verschiedenen AnzahL erkannt wird, daß der betreffende MarkierungsteiL nicht erfaßt wird (was in der TabeLLe 1 mit "NEIN" ausgedrückt wird).

Die Fig. 8 ist ein AbLaufdiagramm, das die Betriebsvorgänge für die automatische Ausrichtung bei dem zweiten AusführungsbeispieL des erfindungsgemäßen Geräts veranschauLicht.

Die automatische Ausrichtung beginnt bei einem Schritt 601. Bei einem Schritt 602 werden die MarkierungsteiLe durch die Abtastung mit den LäserstrahLen erfaßt.

Während dieser Erfassung bzw. Messung erfoLgt gemäß der ErLäuterung anhand der Fig. 6 und 7 für einen jeden der MarkierungsteiLe eine Erfassung der ImpuLsanzahL und eine Messung der ImpuLsabstände. Nach der Beendigung des Meßvorgangs werden bei einem Schritt 603 die Zähler 107, 108, 109 und 110 (Fig. 6) abgerufen und es wird geprüft, ob jeder einzelne Zähler den Zählst and "6" enthält. Wenn dies der FaIL ist, nämLich aLle Zähler den Zählstand "6" haben, wird daraus erkannt, daß alle vier Markierungsteile richtig erfaßt werden. Bei einem

-29- DE 4155

Schritt 604 werden daraufhin die Abstandsspeicher 117, 118, 119 und 120 ausgelesen, wonach bei einem nächsten Schritt 605 gemäß den vorangehend angeführten Gleichungen (1) bis (5) die Lageabweichungen berechnet werden. In b diesem Fall werden die Abweichungen Δ Χ und ΔΥ in der X-Richtung bzw. in der Y-Richtung jeweils als Mittelwerte der Abweichungen gemäß den linken Markierungen und der Abweichungen gemäß den rechten Markierungen folgendermaßen ermittelt: ;
ΔΧ = (AXL+AXR)/2

und
Δ Υ = (AYL+AYR)/2

Wenn bei dem Schritt 603 die Zählstände der Zähler 107, 108, 109 und 110 nicht alle "6" sind, nämlich ermittelt wird, daß ein nicht erfaßbarer Markierungsteil vorliegt, schreitet das Programm zu einem Schritt 610 weiter, bei dem eine der Tabelle 1 entsprechende Tabelle abgefragt wird, um aus den erfaßten Markierungsteilen diejenigen Markierungsteile zu wählen, die für die Berechnung der Lageabweichung brauchbar sind. Bei einem Schritt 611 werden die diesen Markierungsteilen entsprechenden Abstandsspeicher gewählt und deren Daten ausgelesen, wonach dann bei einem Schritt 612 die Lageabweichungen nach dem bekannten Verfahren unter Verwendung der vorangehend genannten Gleichungen (6), (7), (8) und (9)
berechnet werden.

Unabhängig von der Erfaßbarkeit aller Markierungsteile werden bei einem Schritt 606 die über die Schritte 604 und 605 oder 610 bis 612 ermittelten Abweichungen ^X und Δ Y mit den vorbestimmten zulässigen Grenzwerten verglichen.

Wenn die Abweichungen innerhalb der Grenzwerte liegen,

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schaltet das Programm zu einem Schritt 613 weiter, bei dem die Ausrichtung endet.

Wenn die Abweichungen nicht innerhalb der Toleranzgrenzen b liegen, wird die Ausrichtung vorgenommen. Falls alle vier Markierungsteile erfaßt worden sind, erfolgen Verstellungen in der X-Richtung, der Y-Richtung und der Θ-Richturig. Falls jedoch nicht alle vier Markierungsteile erfaßt worden sind, erfolgen Verstellungen nur in der X-Richtung und der Y-Richtung. Hierzu wird bei einem Schritt 607 ermittelt, ob eine Θ-Verstellung erforderlich ist oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird bei einem Schritt 608 die Θ-Verstellung vorgenommen. Wenn das nicht der Fall ist, schaltet das Programm zu einem

Ib Schritt 609 weiter. In einem jeden der Fälle werden bei dem Schritt 609 durch eine Relativbewegung zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen 4 die Lagekorrekturen in der X-Richtung und der Y-Richtung ausgeführt. Die Relativbewegungen in der X-Richtung, der Y-Richtung und / oder der Θ-Richtung können durch Verstellen des Maskentisches 2 2 oder des Plättchentisches 5 ausgeführt werden. Nach dem Abschluß der Verstellung kehrt das Programm zu dem Schritt 602 zurück, wonach der Markierungsabstand-Meßvorgang über die Schritte 602 bis 606 wiederholt wird, bis die Lageabweichung als innerhalb der Toleranzgrenzen liegend ermittelt wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Anzahl der erfaßten Markierungslinien gezählt, während z.ugleich die Linienabstände gespeichert werden. Für das Zählen der Markierungslinien und für die Aufnahme der Linienabstands-Informationen nach brauchbaren Markierungsteilen werden jedoch jeweils zwei Betriebsarten angewandt. Die Richtmarkierungen werden mit Punktstrahlen abgetastet und es werden zur Erfassung der Richtmarkie-

-31- DE 4155

rungen die von denselben streuend reflektierten Strahlen herangezogen. Andererseits werden jedoch von den Richtmarkierungen Bilder erzeugt, die mittels einer Schlitzblende oder Bildaufnahmeelementen abgetastet werden.

Diese Ausführungsforrnen bei dem erfindungsgemäßen Gerät können bei der Ausrichtung zwischen der Maske 1 und dem HaIbIeiterρ I ättchen 4 angewandt werden und sind auch bei einem Schaltungsprüfgerät oder dergleichen anwendbar, bei dem das Halbleiterplät. tchen 4 in Bezug auf das Prüfgerät ausgerichtet wird.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei diesem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts selbst dann, wenn die Richtmarkierungen teilweise beschädigt oder weggefallen sind, so daß ihre brauchbare Erfassung nicht möglich ist, die Abweichung zwischen der Maske 1 und dem HalbLeiterpLättchen 4 unter Verwendung der Kombination aus ausgewählten der verbliebenen Richtmarkierungen oder Teilen hiervon korrigiert. Dadurch können automatisch Zonen des HaLb Lei terρ Iättchens 4 ausgerichtet werden, die bei herkömmlichen Geräten aufgegeben bzw. ausgelassen worden sind. Ferner kann die Zeit eingespart werden, die erforderlich ist, zu versuchen, die voLL st andigen Ma rkierungsinformationen zu erhalten, bis schließlich die Entscheidung getroffen wird, die Zone aufzugeben bzw. auszulassen. Darüberhinaus wird der Prozentsatz der Erfolge bei der Ausrichtung beträchtlich gesteigert, so daß bei der Anwendung in einem Gerät mit Fortschaltung und wiederholter Belichtung die Anzahl der aus einem HalbLeiterplättchen erzielbaren brauchbaren Schaltungsbausteine erhöht wird. Auf diese Weise wird die Ausbeute außerordentlich verbessert.

Es wird nun ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts zur Herstellung von HaLb Leiterscha L-

-32- DE 4155

tungen beschrieben. Die Fig. 9 zeigt die Hauptteile eines Fortschaltungs- und Belichtungswiederholungs-Geräts mit R i ch tma rki e rungs-Mefrsy stemen als drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung';. Da die in Fig. 9 gezeigte Anordnung mit Ausnahme der nachstehend beschriebenen Teile zu der in Fig. 2A gezeigten gleichartig ist, erübrigt sich zur Vereinfachung die ausführliche Beschreibung dieser gleichartigen Teile dadurch, daß die entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.

Das Gerät weist für den Plättchentisch 5 und den Maskentisch 22 eine Steuereinrichtung auf, deren Funktion nachstehend ausführlich anhand der Fig. 10 beschrieben wird. Das Gerät enthält ferner eine Steuerschaltung C für das Steuern verschiedener Betriebsvorgänge und eine Speicherschaltung M', die eine vorbestimmte Anordnung von Belichtungsflächen bzw. Zonen sowie die Aufeinanderfolge von Fortschaltvorgängen speichert. Bei einem späteren Programmschritt speichert die Speicherschaltung M" eine Korrekturgröße für das Ausschalten der Lageversetzung. Entsprechend der Zonenan Ordnung und der Fort scha 11vorgang-Aufeinanderfο Ige, die in der Speicherschaltung M¹ gespeichert sind, wählt t-ine Signalwähl, schaltung S mindestens eines der beiden Erfassungssignale aus den Fotodetektoren 47 und 47'. Eine Prozessorschaltung 0 bewirkt-, daß aus zwei Folgen von Erfassungssignalen ein Teilungsfehler und für die Bewegungen in der X-Richtung, der Y-Richtung und der Θ-Richtung Größen ermittelt werden, die für den Ausrichtungsvorgang erforderlich sind. Aufgrund dieser Werte wird mittels einer ersten Stellschaltung D1" der Maskentisch 22 in die Ausrichtungslage versetzt, während zugleich der Teilungsfehler in die Speicherschaltung M¹ eingespeichert wird. Wenn eines der Erfassungssignale gewählt wird.

-.33- DE 4155

wird der in der Speicherschaltung M¹ gespeicherte Teilungsfehler ausgelesen und zum Korrigieren der mittels des einen Erfassungssignals erzielten Ermittlung herangezogen. Eine zweite Stellschaltung D2¹ schaltet den Platt-

B chentische 5 entsprechend der Zonenanordnung und der Aufeinanderfolge des schrittweisen Fortschaltens weiter, die in der Speicherschaltung M¹ gespeichert sind. Falls aus dem Fotodetektor 47 oder 47* kein brauchbares Erfassunggsignal erzieLbar ist, nämlich nur eine der Markierungen oder nur ein Teil der Markierungen erfaßt wird, wird dies von der Signalwählschaltung S erkannt, wobei für die Berechnung die geeigneten Gleichungen gemäß der vorangehenden Beschreibung herangezogen werden.

Gemäß den vorangehend angeführten Gleichungen sollte die Differenz AXR- Δχΐ_, die die Differenz zwischen der Abweichung ^XR in der X-Richtung gemäß der Erfassung durch das rechte Meßsystem und der Abweichung AXL in der gleichen Richtung, jedoch gemäß der Erfassung durch das linke Meßsystem ist, gleich "0" sein, da der Abstand zwischen der linken und der rechten Markierung der Maske gleich dem Abstand zwischen der linken und der rechten Markierung des Halbleiterplättchens 4 (in Projektion) ist. Tatsächlich ist die Differenz jedoch manchmal nicht "0". Die Hälfte der Differenz, nämlich C^XR-ÄXL)/2 wird als "Teilungsfehler" bezeichnet.

Die Hauptgründe für das Auftreten des Teilungsfehlers sind:

(1) Ein Zusammenziehen oder Ausdehnen des Halbleiterplättchens 4 oder der Maske 1,

(2) Eine Formänderung oder Krümmung des Halbleiterplättchens 4,

(3) Die Genauigkeit der Maske 1,

(4) Ein Unterschied hinsichtlich der Vergrößerung bzw.

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£428225

eine Verzeichnung bei der Belichtung gegenüber dem vorangehenden Belichtungsschritt,

(5) Eine Linsenwirkung der Fotplackschicht und dergleichen.

Das Ausmaß des Teilungsfehlers wird berechnet, wenn die Abweichungen nach sowohl dem linken als auch dem rechten Meßsystem ermittelt werden. Danach wird ermit-^: telt, ob die Abweichung innerhalb der Toleranzgrenzen liegt oder nicht, so daß das Vorliegen des Teilungsfeh Lers kein Problem bei der Ausführung des Ausrichtungsvorgangs biIdet.

Die automatische Ausrichtung gemäß den teilweisen Markierungen umfaßt den Fall, daß nur die Markierungen einer Seite nutzbar sind, da die zu belichtende Zone an dem Randbereich des Halbleiterplättchens 4 liegt, und den Fall, daß ein Teil der Richtmarkierungen beschädigt oder weggefallen ist.

In einem jeden der Fälle erfolgt die automatische Ausrichtung mittels der folgenden Kombinationen der Markierungstei Ie:
(1) Erster und zweiter Markierungsteil,

(2) dritter und vierter Markierungsteil.,

(3) erster und vierter Markierungsteil oder

(4) zweiter und dritter· Markierungsteil.

Bei diesen vier jeweiligen Fällen (1) bis (4) werden die Lageabweichungen ΔΧ und ΔΥ aus folgenden Gleichungen ermittelt:

Fall' (1): Gleichungen (1) und (2).
Fall (2): Gleichungen (3) und (4).
Fall (3): Gleichungen

ΔΧ = (Wi-W2+W3'-W4')/4 ...(6)

und
ΔΥ = (-W1+W2-W3'+W4·)/4 ...(7)

de ₄₁₅?428225

FaLL (4): GLeichungen

AX = (-W1'+W2'-W3+W4)/4 ...(8)
und

= (-W1•+W2V-W3+W4)/4 ...(9)

Bei jedem dieser FaLLe kann der TeiLungsfehler (AXR-AXD/2 nicht ermitteLt werden, der gLeich der Hälfte der Differenz zwischen der mit dem Linken Meßsystem gemessenen Abweichung in der X-Richtung und der mit dem rechten Meßsystem gemessenen Abweichung in der gleichen Richtung ist. FaLLs daher die Messung bzw. Erfassung gemäß der TeiLmarkierung bezüglich eines HaLb Leiterp la11-chens 4 vorgenommen wird, das einen TeiLungsfehLer enthält, ergibt sich durch den TeiLungsfehLer ein Ausrichtungsfeh Le r.

Dieser Gesichtspunkt wird bei dem erfindungsgemäßen Gerät besonders in Betracht gezogen. D.h. es ist beabsichtigt, die Ausführung des Ausrichtungsvorgangs unter Berücksichtigung des TeiLungsfehLers auch dann zu ermöglichen, wenn die Erfassung bzw. Messung allein auf den teilweise vorliegenden Markierungen beruht. Das erfindungsgemäße Vorgehen gründet auf den Umstand, daß in benachbarten Zonen das Ausmaß des TeiLungsfehlers nahezu das gLeiche ist, so daß die Abweichung ΔΚ in der X-Richtung um das Ausmaß des TeilungsfehLers korrigiert wird, das bei einer Zone ermittelt wird, die in der Nachbarschaft der infragestehenden Zone Liegt. Für das Ausrichten wird die korrigierte Abweichung herangezogen.

Die Fig. 10 ist ein Ab Lauf di agramm zur ErLäuterung der Betriebsvorgänge des automatischen Ausrichtungssystems, das bei diesem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts zur Herstellung von HaIb Lei terse ha L-

-36- DE 4

₁₅?428225 tungen verwendet wird. Die automatische Ausrichtung beginnt bei einem Schritt 301. Bei einem Schritt 302 wird ermittelt, ob die auszurichtende Zone mittels beider, nämlich sowohl der linken als auch der rechten Markierungen ausgerichtet werden kann oder nicht.

Wenn dies der Fall ist, werden bei einem Schritt 303 die Abstände zwischen zwölf Richtmarkierungselementen gemessen. Nach dem Abschluß der Messung werden nach den Gleichungen (1), (2), (3) und (4) die Abweichungen an der linken und der rechten Seite berechnet. Ferner wird auch der Teilungsfehler EP = (AXR-AXL)/2 berechnet, wonach der Teilungsfehler EP bei einem Schritt 305 in einen Speicher eingespeichert wird. Falls bei dem Schritt 302 das Ermittlungsergebnis "NEIN" ist, schreitet das Programm von dem Schritt 302 zu einem Schritt 306 weiter. Bei dem Schritt 306 erfolgt die Abstandsmessung mit den Markierungen einer Seite. Nach dem Abschluß des Meßvorgangs wird bei einem Schritt 307 die Abweichung nach den Gleichungen (1) und (2), wenn die Markierungen mittels des linken Meßsystems erfaßt werden, oder nach den Gleichungen (3) und (4) berechnet, wenn die Markierungen mittels des rechten Meßsystems erfaßt werden.

Danach werden unabhängig davon, ob die Messung anhand der Markierungen beider Seiten ausgeführt wurde oder nicht, bei einem Schritt 308 die in dem Speicher gespeicherten Daten für den Teilungsfehler ausgelesen. Der ausgelesene Teilungsfehler ist daher bei der Messung an den Markierungen beider Seiten der Teilungsfehler der gerade behandelten Belichtungsfläche bzw. Zone oder aber der bei der letzten Messung mit den Markierungen beider Seiten erzielte Teilungsfehler, wenn die gerade ausgeführte Messung mit den Markierungen einer Seite ausgeführt wird. Die gemessene Abweichung in der X-

_{0E 415}

Richtung wird mittels einer dieser Teilungsfehler korrigiert, so daß die Abweichung für das Linke Meß system zu ^iXL + EP wird und die Abweichung für das rechte Meßsystem zu /I XR +EP wird. Bei der Messung an den Markierungen einer Seite erfolgt die gleiche Korrektur an der Abweichung, die an den Markierungen der linken oder der rechten Seite gemessen wird.

Bei einem Schritt 309 wird ermittelt, ob die korrigierte Abweichung innerhalb der zulässigen Toleranzgrenzen liegt oder nicht.

Falls die Toleranzgrenzen für die Abweichungen in der X-Richtung und der Y-Richtung auf Koordinaten als gleichseitiges Rechteck bzw. Quadrat ausgedrückt werden, sind die Toleranzen folgendermaßen gegeben:

AXL + EP ^ T ...(10)

^XR + EP ^T ...(11)

AYL -^T ' ... (12)

f* T ... (13)

Diese Bedingungen für die Toleranzen bzw. die Zulässigkeit sind auch bei der Messung anhand der Markierungen einer Seite anwendbar, nämlich als Ungleichungen (10) und (12) für die Markierungen der linken Seite oder als Ungleichungen (11)' und (13) für die Markierungen der rechten Seite.

Falls die gemessenen Abweichungen nicht innerhalb der Toleranzgrenzen liegen, nämlich nicht den Ungleichungen (10)', (11), (12) und (13) genügen, schreitet das Programm zu einem Schritt 310 weiter, bei dem ermittelt wird, ob die Messung auf den Markierungen beider S.eiten beruht oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird bei einem

-38- DE 41

₅5 4 2 8 2 2

Schritt 311 das Ausmaß der TischversteL Lung berechnet. Größen DX und DY für die VersteLLung in der X-Richtung bzw. der Y-Richtung werden foLgender.maßen erzieLt:

DX = -(AXL+AXR)/2 ...(14)

DY = -(ÄYL+A/R)/2 ...(15)

FaLLs die Messung mitteLs der Markierung an einer Seite vorgenommen wird, schreitet das Programm zu einem Schritt 312 weiter, bei dem bei diesem AusfuhrungsbeispieL der Erfindung das Ausmaß der TischversteL Lung mit der Tei-Lungsfeh Lerkorrektur berechnet wird. Wenn nur die rechten Markierungen verwendet werden, ergeben sich foLgende VersteL Lungsgrößen:

DX = -(AXR-EP) (16)

DY = -AYR ...(17)

Wenn nur die Linken Markierungen verwendet werden, ergeben sich foLgende VersteL Lungsgrößen:

DX = -(ÄXL+EP) (18)

DY = -ΔΥ L ...(19)

Daher erfoLgt die Korrektur des TeiLungsfehLers auch

dann, wenn die Messung aLLein auf Markierungen einer

Seite beruht; dadurch wird eine genaue Ausrichtung mög-L i ch .

Nachdem die Berechnung der VersteLLungsgrößen abgeschLossen ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 313 weiter, bei dem der Tisch versteLLt wird. Danach kehrt das Programm zu dem Schritt 302 zurück, wonach der Meßvorgang wiederhoLt wird. Diese ProgrammschLei,ie wird wiederhoLt, bis die Abweichung innerhaLb der ToLeranzgrenzen Liegt.

Wenn ermittelt wird, daß die Abweichung innerhalb der Toleranzgrenzen Liegt, schreitet das Programm von dem Schritt 309 zu einem Schritt 314 weiter, so daß daher die automatische Ausrichtung endet.'

Anhand der Fig. 10 wurde der Fall erläutert, daß aufgrund der Lage der Be LichtungsfLäche bzw. Zone nur die Markie-. rungen an einer Seite verwendet wurden; wie bei dem Fall des vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiels

IQ kann aber die Te i Lungsfeh ler kor rektu r auf die gleiche Weise auch dann vorgenommen werden, wenn ein Teil einer Markierung nicht erfaßbar ist. Ferner erfolgt bei dem anhand der Fig. 10 beschriebenen Ausführungsbeispiel die Korrektur des TeilungsfehLers gemäß dem Teilungsfehler, der bei der Letzten Messung mit den Markierungen beider Seiten gemessen wurde; alternativ ist es aber auch möglich, einen Mittelwert aus Daten für einige letzte Entwicklungsflächen bzw. Zonen heranzuziehen. Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Ausrichtung Korrekturen sowohl mittels des Teilungsfehlers als auch mittels der Drehabweichung vorgenommen, wenn die Ausrichtung nur nach Markierungen einer Seite ausgeführt wird; daher ist eine hochgenaue Ausrichtung möglich.

Als nächstes wird ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts zur Herstellung von Halbleiterschaltungen beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird auch der FaIL berücksichtigt, daß sowohl die Abweichung ΔΥΚ. in der Y-Richtung mittels des echten Meßsystems als auch die Abweichung ΔΥΙ- in der Y-Richtung mittels des 'linken Meßsystems nicht erfaßt werden. In diesem Fall kann die Drehversetzung 4-Θ nicht nach der Gleichung (5) ermittelt werden. Daher ist bei der ersten Belichtungsfläche bzw. Zone des Ha Ib Leiterplättchens 4, für

-40- DE 415

5428225

die die Ausrichtung unter Verwendung nur eines Teils der Markierungen ausgeführt werden soLL, die Genauigkeit der Ausrichtung nicht hoch, da jdie Korrektur mittels des TeiLungsfeh le rs und die Korrektur durch Drehversetzung nicht vorgenommen werden können. Die Verringerung der Genauigkeit kann dadurch vermieden werden, daß die Tei Imarkierungs-Ausrichtung gemäß einer vorangehenden Doppe I seitenmarkierungs-Ausrichtung korrigiert wird. In Anbetracht dessen- sollen erfindungsgemäß für die erste Ausrichtung beide Richtmarkierungen bzw. die Richtmarkierungen beider Seiten verwendet werden. Dadurch wird verhindert, daß bei der ersten Belichtung die Ausrichtungsgenauigkeit verringert ist, weil die Ausrichtung nach einem Teil der Richtmarkierungen vorgenommen worden ist. Es werden die wichtigsten Betriebsablauf sehritte bei dem Ausführungsbeispiel erläutert.

(1) Falls die Belichtungsflächen- bzw. Zonenanwandlung durch die Bedienungsperson so bestimmt ist, daß die erste Belichtungsfläche bzw. Zone an einer Stelle liegt, an der nur die Markierungen einer Seite verwendbar sind, wird das HaIb LeiterpIättchen 4 derart fortgeschaltet, daß die erste Belichtung an einer Zone erfolgt, bei der die Markierungen beider Seiten verwendbar sind. Dann wird die automatische Ausrichtung für diese Belichtung ausgeführt. Die von der Bedienungsperson gewählte erste Zone bzw. Belichtungsfläche wird danach oder nach allen anderen Belichtungen belichtet.

(2) Falls bei der gemäß dem vorstehenden Absatz durch das Fortschalten gewählten Aufnahmefläche oder Zone die automatische Ausrichtung nach den Markierungen beider Seiten nicht möglich ist, weil beispielsweise die,Markierungen einige Fehler bzw. Ausfälle haben, wird keine Einseitenmarkierungs-Messung ausgeführt, sondern das

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HaLbLeiterpLättchen weiter fortgeschaLtet, bis eine Zone erreicht ist, bei der die Doppelseitenmarkierung-Messung mögLich ist. Danach wird der Ausrichtungsvorgang ausgeführt.
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Die Figur 11 ist ein AbLaufdiagramm zur ausführLichen ErLäuterung des Betriebsablaufs bei dem vierten AusführungsbeispieL des erfindungsgemäßen Geräts zur Herstellung von HaLb Leiterscha Ltungen.

Zuerst wird das HaLbLeiterpLättchen 4 unter das Projektions L i nsensy stern befördert. Bei einem Schritt 301* beginnt der FortschaLt- und Wiederholungsbelichtungs-Betrieb bzw. Stufenfort se haLtbetrieb . Bei einem Schritt 302¹ wird ermittelt, ob mindestens eine Belichtung ausgeführt worden ist oder nicht. D,i bei dem ersten Belichtungsvorgang zuvor keine Belichtung ausgeführt worden ist, schreitet das Programm zu einem Schritt i Q 3 ' weiter, bei dem aus der Information über die Belichtungsflächen- bzw. Zonenanordnung ermittelt wird, ob die erste Belichtung an einer Zone erfolgen soll, bei der beide Markierungen bzw. die Markierungen beider Seiten verwendbar sind.

Hierzu wird die Belichtungsflächen- bzw. Zonenanordnung anhand der Fig. 12 erläutert, die eine Draufsicht auf das Halbleiterplättchen 4 darstellt. Jede von Flächen P an dem Ha Ib Lei terplät t chen 4 steLlt eine Zone dar, die mittels eines einzigen Be Lichtungsvorgangs erfaßt wird. Eine einzelne Zone enthält vier Schaltungsbausteine, von denen jeder als Fläche T definiert ist. Die im unteren Teil einer jeweiligen Zone angegebenen Zahlen steLlen die BeLichtungsnummer dar. Die Richtmarkierungen für die automatische Ausrichtung bei der zweiten Belichtung bzw. für die zweite Zone liegen beispiels-

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χ weise an einer Stelle A (rechte Markierungen) und an einer Stelle B (linke Markierungen). Aus der Fig. 12 ist ersichtlich, daß eine R i cKtrna r ki erung-Ste I le A¹ für die erste Belichtung bzw. die' erste Zone nicht auf der Fläche des Halbleiterplättchens liegt, so daß die Ausrichtung nur nach den linken Markierungen ausgeführt werden kann.

Daher liegt bei der · Belichtungsflächen-Anordnung nach Fig. 12 die Belichtungsfläche bzw. Zone Nr. 1 so, daß eine Ausrichtung nach Markierungen einer Seite vorgenommen werden muß. Aus den vorstehend beschriebenen Gründen wird für die Zone Nr. 1 das Ausrichten nicht ausgeführt, so daß das Programm von dem Schritt 303¹ direkt zu einem Schritt 315* fortschreitet (Fig. 11). Bei einem Schritt 315' wird ermittelt, ob alle Belichtungen ausgeführt worden sind oder nicht. Da bisher noch keine Belichtung ausgeführt wurde, schreitet das Programm zu einem Schritt 316' weiter, bei dem das Halbleiterplättchen zu der nächsten Belichtungsfläche bzw. Zone fortgeschaltet wird, wonach das Programm zu dem Sch-ritt 302' zurückkehrt. D.h., falls die Belichtungszone Nr. 1 eine Zone zur Ausrichtung nach Markierungen einer Seite ist, wird das Halbleiterplättchen sofort zu der Zone Nr. 2 fortgeschaltet. Bei dem Beispiel nach Fig. 12 ist bei der Zone Nr. 2 eine Ausrichtung nach den Markierungen beider Seiten möglich, so daß das Programm über den Schritt 303' zu einem Schritt 304' fortschreitet. Bei dem Schritt 304' wird die automatische Ausrichtung nach den Markierungen beider Seiten vorgenommen. Nach der richtigen bzw. vollständigen automatischen Ausrichtung schaltet· das Programm von einem Schritt 305 zu einem Schritt 306 weiter, bei dem durch einen vorbest i mmten ^.Be I i chtungsprozeR das Muster der Maske 1 auf das Halbleiterplättchen 4 gedruckt wird.

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Nachdem die Belichtung beendet ist, schaLtet das Programm zu einem Schritt 307¹ weiter, bei dem ermittelt wird, ob vor dieser Belichtung eine Belichtung bzw. Zone ausgelassen oder übersprungen wurde. ^v' Bei diesem Bei .piel wurde die Be Iichtungstlache bzw. Zone Nr. 1 übersprungen, so daß das Programm zu einem Schritt 308¹ fortschreitet, bei dem der PI ät t chent i sch so verstellt wird, daß die Belichtungszone Nr. 1 unter das Objektiv- bzw. Projektionslinsensystem gelangt. Da zu diesem Zeitpunkt vor der Belichtungszone Nr. 1 schon eine Zone belichtet worden ist und jetzt nicht verwendbare Richtmarkierungen an beiden Seiten vorliegen, schreitet das Programm über den Schritt 302¹ und einen Schritt 309" zu einem Schritt 312' weiter. Bei dem Schritt 312' wird die aus den P!arkierungen einer Seite für die Zone Nr. 1 erzielte Infoi— mation über die Lageabweichung mit der bei dem Ausrichten der Zone Nr. 2 erhaltenen Information, nämlich der Information über den Teilungsfehler und die Drehversetzung dieser Zone korrigiert. Danach wird die Ausrichtung für die Be I ichtungsfLache bzw. Zone Nr. 1 ausgeführt.

Falls für die Zone Nr. 1 die Ausrichtung nach den Markierungen beider Seiten möglich ist und diese automatische Ausrichtung ausgeführt worden ist, liegt keine ausgelassene Zone vor, so daß das Programm von dem Schritt 307' zu den Schritten 315' und 316' fortschreitet. Dadurch wird der Tisch in die Stellung für die nächste Belichtung fortgeschaltet. Falls bei dem Schritt 304' die automatische Ausrichtung nach den Markierungen beider Seilen wegen eines Fehlens oder einer Beschädigung von Richtmarkierungen nicht möglich ist, wird für diese Belichtung keine
automatische Ausrichtung nach einem Teil der Markierungen vorgenommen; das Programm schreitet daher von dem Schritt ^, 305' zu

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den Schritten 315' und 316" fort, so daß zu der, nächsten,; Zone fortgeschaltet wird. . .·

Die vorstehend beschriebenen Ablauf vorgänge können fol*- gendermaßen zusammengefaßt werden: \. -v-

(1) Falls die Zone 1 eine Zone zur Ausrichtung nach Γ Markierungen einer Seite ist und die Zone 2 eine. Zone¹:.; zur Ausrichtung nach- Markierungen beider Seiten, ist, '-' ist die Reihenfolge: Zone 2 - Zone 1 *· Zone 3 r Zone ,

(2) Falls die Zone 1 eine Zone zur Ausrichtung nach -f.· Markierungen einer Seite ist und bei der Zone 2 eine Ausrichtung nach Markierungen beider Seiten nicht möglich ; ist, ist die Reihenfolge: Zone 3 - Zone 1 - Zone 2 -. Zone 4...

(3) Falls die Zone 1 eine Zone zur Ausrichtung nach Markierungen beider Seiten ist, ist die Reihenfolge:' Zone 1 - Zone 2 - Zone 3 - Zone 4...

In jedem dieser Fälle hat die zuerst belichtete Zone verwendbare Richtmarkierungen an beiden Seiten. :

■'.; Nachdem mindestens eine Belichtung ausgeführt worden ist, schreitet das Programm von dem Schritt 302' zu ' dem Schritt 309* weiter. Dabei wird aus der vorbestimmten Zonenanordnungs-Införmation ermittelt, ob die gerade zu behandelnde Zone Richtmarkierungen an beiden Seiten · oder an nur einer Seite hat. Danach wird die Ausrichtung bei "einem Schritt 310' nach den Markierungen beider Seiten oder bei dem Schritt 312' nach den Markierungen nur einer Seite ausgeführt.

■ ■

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Falls bei dem Schritt 310' die Ausrichtung nach den Markierungen beider Seiten beispielsweise wegen irgendwelcher Fehler an den Richtmarki,e.rungen nicht möglich ist, schreitet das Programm von einem Schritt 311* zu dem Schritt 312' weiter, bei dem die automatische Ausrichtung nach dem verwendbaren Teil der Markierungen vorgenommen wird. Falls die automatische Ausrichtung nach dem Teil der Markierungen bzw. nach Markierungen einer Seite nicht möglich ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 314¹ weiter, bei dem an einem Anzeigefeld durch Zeichen, Schrift oder dergleichen angezeigt wird, daß das Ausrichten nicht möglich ist. In diesem Fall kann das HaIbIeiterpLättchen 4 zu der nächsten Zone fortgeschaltet werden, ohne daß diejenige Zone d«s Halbleiterplättchens belichtet wird, an der die Ausrichtung nicht möglich ist, oder es kann von der Bedienungsperson eine Ausrichtung von Hand vorgenommen werden.

Wenn die automatische Ausrichtung nach allen Markierungen oder einem Teil der Markierungen möglich ist, schreitet das Programm über die Schritt 310' und 311' oöer die Schritte 312' und 313¹ zu dem Schritt 306' weiter. Bei diesem wird der Belichtungsvorgang ausgeführt. Auf diese Weise werden alle Zonen des Halbleiterplättchens belichtet. Danach schreitet das Programm zu einem Schrott 317' weiter, bei dem der Fortschalt- und Belichtungs-Vorgang endet.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei diesem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts die Anzahl brauchbarer Bausteine aus einem einzelnen HaIblelterplättchen gesteigert. Da ferner die erste .Ausrichtung an einer solchen Zone des Halbleiterplättchens vorgenommen wird, an der mehrere Richtmarkierungen (Mar-

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kierungen an beiden Seiten) verwendbar sind, können nachfolgende Zonen, an denen nur ein Teil der Richtmar- , kierungen verwendbar ist, mit hohler Genauigkeit aus ge- ; richtet werden. ■■'· .

Ein Gerät zur Herstellung von Ha Iblei ter ächa I tungen, j ·, bei der ein Halblei terplättcben eine Vielzahl von Zonen,;;. hat, die nacheinander mit dem Muster einer Maske belich-;'^:; >;■ tet werden, hat eine Meßeinrichtung zum Ermitteln, der >*''_■":ν Relativlage zwischen der Maske und einer zu belichtenden \ Zone und zum Erzeugen von Ausgangssignalen, die die ■ Relativlage darstellen, eine Belichtungseinrichtung "_: · zum Belichten der Zone mit dem Maskenmuster nach deren ·; Ausrichtung, eine Einrichtung zur Abgabe einer Information für das Bestimmen der Zone, die belichtet werden ; soll, einen Wähler, der entsprechend der Information die AusgangssignaIe der Meßeinrichtung alle oder zum Teil wählt, und eine Einrichtung, die aus den gewählten Ausgangssignalen der Meßeinrichtung eine Lageabweichung zwischen dem Maskenmuster und der hiermit zu belichtenden ■; Zoneermittelt. ' ■:

Claims (6)

1. TiEDTKE - Bühling - Kinne - Grupe .- _: . I- >«****beimepa «■

   Π /■% O "Diplr-Ing. H.Tiedtke ST

   ΓΈ1_Ι-ΜΑΝΝ * laRAMS " OTRUIF Diol.-Chem. G. Bühlina

   Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.'lng. R. Kinne
   Dipl.-Ing. R Grupe
   Dipl.-Ing. B. Pellmann 3428225 Dipl.-Ing. K. Grams

   Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

   Bavariaring 4, Postfach 20 24< 6000 München 2

   TeL: 089-5396 53 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: O 89 - 537377 cable: Germaniapatent Münch-

   31. JuLi 1984 DE 4155

   Patentansprüche

   1 .J Gerät zur Herstellung von HaLb Lei terschaItungen,^v~6ei dem ein Ha Lb Lei terp Lätt chen eine Vielzahl von Zonen hat, die nacheinander mit dem Muster einer Maske zu belichten sind, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (43 bis 47) zum Messen der Relativlage zwischen der Maske (1) und der zu belichtenden Zone (P) und zum Erzeugen von Ausgangssigna len, die die Relativlage darstellen, eine Beiichtungseinrichtung zum Belichten der Zone mit dem Maskenmuster nach deren Ausrichtung, eine Informationsgebereinrichtung (M1) zur Abgabe von Informationen für das Feststellen einer gerade zu belichtenden Zone, eine Wähleinrichtung (M2), mit der entsprechend der Informationsgebereinrichtung die AusgangssignaLe der Meßeinrichtung alle oder zum Teil wählbar sind, und eine Ermittlungseinrichtung, mit der gemäß den gewählten Ausgangssignalen der Meßeinrichtung eine Lageabweichung zwischen dem Maskenmuster und der mit diesem zu belichtenden Zone ermittelbar ist.
2. 2. Gerät zur Herstellung von Halbleiterscha.Ltungen, bei dem zwei jeweils mit Richtmarkierungen versehene Objekte automatisch unter Verwendung von MeßsignaLen ausgerichtet werden, die entsprechend den Richtmarkierungen erzeugt werden, gekennzeichnet durch eine Ermittlungseinrichtung (Fig. 6) zum Ermitteln, ob die Meßsig-

   Dresdner Bank (München) KIo. 3939844 Deutsche Bank (München) Kto. 2861060 Postscheckamt (München) Kto. 670-43-804

   A/2.3

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   nale geeignet sind oder nicht, und eine auf die Ermitt-Lungseinrichtung ansprechende Einrichtung zum gegenseitigen Ausrichten der Objekte (1 , 4) aufgrund derjenigen Meßsignale, die von der ErmittLungseinrichtung als geeignet ermittelt worden sind.
3. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Richtmarkierungen (20, 20', 21, 21') zwei Richtmarkierungsberei c.h e aufweist.
4. 4. Ausrichtungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Objekt angebrachte Richtmarkierungen erfaßt werden, daß Richtmarkierungen ermittelt werden, die in einem vorbestimmten Zustand erfaßt werden, und daß

   Objekte nur entsprechend den bei der Ermittlung festgestellten Richtmarkierungen versetzt werden.
5. 5. Gerät zur Herstellung von HaIb LeiterschaItungen, bei dem eine Maske und ein Ha Ibleiterplättchen verwendet werden, die jeweils mehrere Richtmarkierungen haben, gekennzeichnet durch eine Wähleinrichtung (S) zum Wählen aller oder eines Teils der Richtmarkierungen (20, 21), eine Ermittlungseinrichtung zum ErmitteLn der Relativlage zwischen der Maske (1) und dem HaLb LeiterpLättchen (4) aufgrund der mittels der Wähleinrichtung gewählten Richtmarkierungen, eine auf die Ermittlungseinrichtung ansprechende Richteinrichtung (D1) zum gegenseitigen Ausrichten der Maske und des Ha Ib LeiterpLättchens, eine Belichtungseinrichtung zum Belichten des Halbleiterplättchens mit dem Muster der Maske, eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Lageabweichung zwischen der Maske und dem Halbleiterplättchen allein aufgrund der Erfassung aller der mehreren Richtmarkier u-n gen und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren einer Information bezüglich der Relativlage, die mittels eines Teils

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   der mehreren Richtmarkierungen ermittelt ist, entsprechend der Lageabweichung.
6. 6. Gerät zur Herstellung von Halbleiterschaltungen, bei dem die Relativlagen eines Halblei terplättchens und einer Maske erfaßt werden, die jeweils mehrere Richtmarkierungen haben, und das HaLbIeiterpIättchen und die Maske entsprechend der erfaßten Relativlage ausgerichtet werden, wonach das Halbleiterplättchen mit dem Muster der Maske belichtet wird, gekennzeichnet durch eine Wähleinrichtung zum Wählen aller oder eines Teils der mehreren Richtmarkierungen (20, 21) und eine Einrichtung, die alle Richtmarkierungen wählt, wenn das Halbleiterplättchen (4) erstmalig mit dem Buster der Maske

   (1) beli chtet wird.