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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausrichten einer
Maske und eines Substrats relativ zueinander, wobei beide mit Justiermarken in Form
von Beugungsgittern versehen sind, welche Vorrichtung enthalt: eine ein
Justierstrahlenbündel erzeugende Strahlungsquelle, ein erstes Linsensystem zur
Abbildung eines Substratgitters und eines Maskengitters aufeinander, ein
strahlungsempfindliches Detektionssystem im Wege des Justierstrahlenbündels, das sowohl
mit dem Substratgitter als auch dem Maskengitter in Wechselwirkung getreten war, und
eine im Wege des von dem Substratgitter stammenden Justierstrahlenbündels
angeordnete Blende zur Selektion der in bestimmte Beugungsordnungen gebeugten
Strahlung.
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Eine derartige Vorrichtung ist unter anderem aus der US-Patentschrift Nr.
4.251.160 bekannt. Diese Patentschrift beschreibt eine Anordnung zur wiederholten
Abbildung eines Maskenmusters, beispielsweise eines IC-Musters, in verkleinertem
Maßstab auf dasselbe Substrat, wobei das Maskenmuster und das Substrat zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Belichtungen relativ zueinander entlang zweier zueinander
senkrechter Richtungen in einer Ebene parallel zur Substratebene und der Maskenebene
bewegt werden.
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Integrierte Schaltungen oder "ICs" werden mit Hilfe von Diffusions- und
Maskentechniken hergestellt. Eine Anzahl von Masken mit unterschiedlichen
Maskenmustern wird dann nacheinander auf dieselben Stellen auf ein Halbleitersubstrat
abgebildet. Zwischen den aufeinanderfolgenden Abbildungen auf dieselben Stellen muß
das Substrat den gewünschten physikalischen und chemischen Veränderungen
unterzogen werden. Hierzu muß das Substrat, nach Belichtung durch eine erste Maske,
aus der Belichtungseinrichtung entfernt und, nachdem es den gewünschten
Prozeßschritten unterworfen worden ist, wieder auf denselben Platz zurückgesetzt
werden, um es durch eine zweite Maske zu belichten, usw.
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Da die Anzahl elektronischer Elemente pro Flächeneinheit zunimmt und
die Abmessungen dieser Elemente entsprechend abnehmen, werden an die Genauigkeit,
mit der Integrierte Schaltungen gefertigt werden, stets höhere Anforderungen gestellt.
Der Ort, an dem die aufeinanderfolgenden Masken auf das Substrat abgebildet werden,
sollte daher mit zunehmender Genauigkeit definiert werden.
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Diffusions- und Maskentechniken können auch bei der Herstellung
anderer Strukturen mit Detailabmessungen in der Größenordnung einiger Mikrometer
angewendet werden, wie bei Transportmustern und Detektionsmustern von Speichern
mit magnetischen Domänen (oder Magnetblasenspeicher) oder integrierten optischen
Systemen. In diesen Fällen kann das genaue Ausrichten des Substrats relativ zu dem in
den verschiedenen Prozeßschritten verwendeten Maskenmuster ebenfalls ein Problem
darstellen.
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US-Patentschrift 4.251.160 beschreibt ein System zum Ausrichten eines
Substrats relativ zu einer Maske, in dem ein in dem Substrat angebrachtes
Beugungsgitter auf ein in der Maske, außerhalb des Maskenmusters, angebrachtes
Beugungsgitter abgebildet wird. Wenn das Bild des Substratgitters genau mit dem
Maskengitter zusammenfällt, ist das Substrat genau justiert. Das Hauptelement zur
Abbildung des Substratgitters auf das Maskengitter ist das Projektionslinsensystem, mit
dem das Maskenmuster auf das Substrat abgebildet werden soll. In der bekannten
Anordnung wird zwischen dem Substratgitter und dem Maskengitter eine sogenannte
"Ordnungsblende" angebracht. Diese Ordnungsblende ist eine für die Justierstrahlung
undurchsichtige Platte mit einer Anzahl Öffnungen, die nur diejenigen Teilbündel zum
Maskengitter durchlassen, die von dem zweidimensionalen Substratgitter in die ersten
Beugungsordnungen gebeugt werden. Da nur Teilbündel erster Ordnung verwendet
werden, wird der Kontrast, mit dem das Substratgitter auf das Maskengitter abgebildet
wird, verbessert, haben mögliche Unregelmäßigkeiten in dem Substratgitter keinen
Einfluß auf das erhaltene Justiersignal und wird die Genauigkeit, mit der das
Substratgitter und das Maskengitter relativ zueinander ausgerichtet werden, doppelt so
groß im Vergleich zu dem Fall, daß keine Ordnungsblende vorhanden ist und auch das
Teilbündel nullter Ordnung zur Abbildung des Gitters verwendet wird. Allgemein kann
man feststellen, daß durch Verwendung der Ordnungsblende das Signal-Rausch-
Verhältnis des Justiersignals verbessert wird.
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In der Vorrichtung nach der US-Patentschrift 4.251.160 ist die Ordnungsblende
im Projektionslinsensystem selbst angebracht. Diese Vorrichtung hat sich für den
Einsatz bei der Fertigung von Integrierten Schaltungen mit minimalen Details oder
Linienbreiten in der Größenordnung von 1 Mikrometer oder mehr als sehr geeignet
erwiesen. Wegen der zunehmenden Nachfrage nach mehr elektronischen Komponenten
pro Flächeneinheit des Substrats und damit noch kleineren Abmessungen dieser
Elemente, gibt es einen zunehmenden Bedarf nach einem Gerät, das wiederholte
Abbildungen erstellen kann, deren Details oder Linienbreiten Kleiner als 1 Mikrometer
sind.
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Das Projektionslinsensystem für eine solche Einrichtung sollte eine sehr
hohe Auflösung haben, während das Bildfeld vergleichsweise groß sein müßte, in der
Größenordnung von 10·10 mm². Nicht nur die Fertigung, sondern auch der Entwurf
eines solchen Projektionslinsensystems mit einer Vielzahl von Linsenelementen ist für
die spezialisierte optische Industrie eine sehr schwierige Aufgabe. Wenn zusätzlich eine
Ordnungsblende in das Projektionslinsensystem eingebaut werden muß, wird die
Herstellung dieses Projektionslinsensystems mit den gewünschten kleinen Toleranzen für
die Elemente eine nahezu unmögliche Aufgabe.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, dieser Schwierigkeit zu
begegnen und eine Ausrichtvorrichtung zur Verwendung in einer Einrichtung für die
wiederholte Abbildung eines Maskenmusters auf ein Substrat zu verschaffen, die keine
höheren Anforderungen an das Projektionslinsensystem stellt und außerdem ein
verbessertes Justiersignal liefert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, daß ein zweites Linsensystem zur Abbildung der Pupille des ersten
Linsensystems im Strahlungsweg des Justierstrahlenbündels zwischen der Maske und
dem Detektionssystem angeordnet ist, daß die Blende in der Ebene des Bildes der
Pupille angeordnet ist und daß diese Blende Öffnungen an den Stellen enthält, an denen
Strahlenbündelteile einfallen, die diejenigen Anteile der vom Substratgitter kommenden
Teilbündel erster Ordnung enthalten, die von dem Maskengitter in die nullte Ordnung
und die ersten Gitterordnungen gebeugt werden.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine in einem Bild der
Pupille des Projektionslinsensystems angebrachte, geeignet angepaßte Ordnungsblende
nicht nur die Funktion der Blende in dem Projektionslinsensystem der bekannten
Vorrichtung erfüllen kann, sondern diese Funktion sogar noch besser erfüllt.
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Anzumerken ist, daß in dem Beitrag "An Improved Alignment System
for Wafersteppers" in "SPIE, Bd. 470, Optical Microlithography III: Technology for the
Next Decade", 1984, S. 62-69, anhand von Fig. 2 eine Ausrichtvorrichtung
beschrieben wird,in der ein Substratgitter auf ein Maskengitter abgebildet wird, wobei
eine Blende zwischen der Maske und dem strahlungsempfindlichen System angebracht
ist. Diese Blende hat jedoch nur eine zentrale Öffnung, die nur das Teilbündel nullter
Ordnung durchläßt, die Teilbündel erster Ordnung können das Detektionssystem nicht
erreichen. Außerdem gibt dieser Beitrag nicht an, daß die Blende im Bild der Pupille
der Projektionslinse angebracht werden muß.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung, und
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Fig. 2 den Strahlungsweg mit den abbildenden Elementen, um das
Erfindungsprinzip zu erläutern.
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In Fig. 1 enthält eine Maske 1 zwei Justiermarken M&sub1; und M&sub2;in Form
von Beugungsgittern. Zwischen diesen Marken ist schematisch ein IC-Muster 2 als
gestrichelte Kurve dargestellt. Eine Anzahl von Abbildungen dieses Musters muß
nebeneinander auf einem Halbleitersubstrat 3 erzeugt werden, das auch eine Anzahl von
Justiermarken in Form von Beugungsgittern enthält, von denen zwei, P&sub1; und P&sub2;, gezeigt
werden. Die Gitter P&sub1; und P&sub2; liegen außerhalb der Bereiche auf dem Substrat, auf dem
die Abbildungen des Musters 2 erzeugt werden müssen. Die Gitter M&sub1; und M&sub2;sind
z. B. Amplitudengitter und die Gitter P&sub1; und P&sub2; Phasengitter. Bezüglich der Vorteile der
Gittermarken im Vergleich zu anderen Marken, wie z. B. ein Fadenkreuz, wird auf die
erwähnte US-Patentschrift Nr. 4.251.160 verwiesen. Wenn das IC-Muster 2 auf das
Substrat 3 abgebildet wird, beleuchtet das von einer nicht abgebildeten Strahlungsquelle
kommende Projektionsbündel PB nur das Muster 2. Die Gitter M&sub1; und M&sub2; werden nicht
abgebildet.
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Fig. 1 zeigt nur die optischen Elemente, die zur Detektion von
Abweichungen zwischen den gewünschten und den tatsächlichen -gen der Gitter
zueinander verwendet werden. Von den mechanischen Elementen, die dazu dienen, das
Substrat und die Maske genau zueinander zu positionieren, sind nur der Maskentisch
MT und der Substrattisch WT dargestellt. Alle optischen Elemente außer der
Strahlungsquelle 10 sind in einer nicht gezeichneten Projektionssäule untergebracht.
Diese Säule und der Substrattisch können relativ zueinander in zwei zueinander
senkrechten Richtungen X und Y parallel zur Ebene des Substrattisches bewegt werden.
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Bezüglich Einzelheiten zur Reihenfolge, in der die verschiedenen Gitter
relativ zueinander ausgerichtet werden, die Art und Weise, in der der Substrattisch
relativ zur Projektionssäule bewegt wird und die Weise, in der diese Bewegungen
gesteuert werden, wird auf die US-Patentschrift 4.251.160 verwiesen. Die vorliegende
Erfindung betrifft nur eine Vorrichtung, mit deren Hilfe die Substratgitter P&sub1; und P&sub2;
relativ zu den Maskengittern M&sub1; und M&sub2; ausgerichtet werden.
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Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält die vorliegende Vorrichtung eine
Strahlungsquelle 10, beispielsweise einen Helium-Neon-Laser, die ein
Justierstrahlenbündel b aussendet. Ein Strahlteiler 11, vorzugsweise ein
polarisationsempfindliches Prisma, reflektiert dieses Strahlenbündel auf das Substrat 3. Ein
Linsensystem PL, das das Projektionslinsensystem ist, welches das Maskenmuster 2 auf
das Substrat 3 abbildet, fokussiert das Strahlenbündel b auf das Substrat, um einen
kleinen Strahlungsfleck V mit einem Durchmesser von beispielsweise 1 mm zu erhalten.
Dieses Substrat reflektiert das Strahlenbündel als Strahlenbündel b' in Richtung der
Maske 1. Das Strahlenbündel b' durchquert das Projektionslinsensystem erneut, so das
dieses System den Strahlungsfleck V auf die Maske abbildet. Das Substrat wird so
vorjustiert, beispielsweise mittels einer Vorrichtung wie in der offengelegten
europäischen Patentanmeldung Nr. 0.164.165 der Anmelderin beschrieben, daß der
Strahlungsfleck V auf der Gittermarke P&sub2; liegt. Somit wird das Substratgitter P&sub2; auf das
Maskengitter M&sub2; als Gitter P&sub2;' abgebildet.
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In dem Strahlungsweg zwischen dem polarisationsempfindlichen
Teilerprisma 11 und dem Projektionslinsensystem PL ist ein λ/14-Plättchen 18
angeordnet, mit λ gleich der Wellenlänge des Strahlenbündels b, wobei die optische
Achse dieses Plättchens einen Winkel von 45º mit der Polarisationsrichtung des von der
Quelle 10 stammenden Strahlenbündels bildet. Auf seinem Weg zum Substrat und
zurück durchquert das Strahlenbündel das λ/14-Plättchen 18 zweimal, so daß die
Polarisationsrichtung dieses Strahlenbündels insgesamt um 90º gedreht ist und das von
dem Substrat 3 reflektierte Strahlenbündel zur Maske 1 durchgelassen wird. Die
Kombination aus dem polarisationsempfindlichem Prisma 11 und dem λ/14-Plättchen hat
den Vorteil eines minimalen Strahlungsverlustes. Es ist auch möglich, einen
polarisationsneutralen Strahlteiler, beispielsweise einen halbdurchlässigen Spiegel zu
verwenden.
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Weil das Projektionslinsensystem PL für die Wellenlänge des
Projektionsstrahlenbündels PB entworfen worden ist, die im Hinblick auf die
gewünschte hohe Auflösung so klein wie möglich sein sollte, und das Ausrichten mit
einem Strahlenbündel b durchgeführt wird, das eine andere Wellenlänge hat, kann die
Vergrößerung, mit der das System PL das Gitter P&sub2; abbildet, etwas von der
gewünschten Vergrößerung abweichen und außerdem kann das Bild P&sub2;' etwas außerhalb
der Ebene der Maske 1 liegen. Um dies auszugleichen, ist im Lichtweg des
Strahlenbündels b' ein mindestens zwei Elemente enthaltendes System 20 angeordnet.
Dieses System kann zwei Linsen 21 und 22 enthalten, die zusammen mit dem
Projektionslinsensystem PL dafür sorgen, daß das Bild P&sub2;' die richtige Größe hat und
an der richtigen axialen Position erzeugt wird. Statt zweier Linsen kann das
Kompensationssystem eine Kombination aus einer Linse 40 und einer Anzahl von
Spiegeln 41, 42, 43 und 44 enthalten, so wie durch die gestrichelten Linien in dem
linken Teil von Fig. 1 angedeutet.
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Bezüglich einer Beschreibung der Gittergeometrien wird auf die US-
Patentschrift 4.251.160 verwiesen. Anzumerken ist, daß es sich bei den Gittern um
zweidimensionale Gitter handelt, d. h. daß sie Teilgitter mit zueinander senkrechten, sich
in die X-Richtung und die Y-Richtung erstreckenden Gitterlinien enthalten, und daß die
Gitterperiode des Gitters M&sub2; an die des Gitters P&sub2; angepaßt ist.
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Das von dem Gitter M&sub2; durchgelassene Strahlenbündel b' wird von einem
Prisma 12 in Richtung eines strahlungsempfindlichen Detektors 13, beispielsweise einer
Photodiode, reflektiert, wobei das Ausgangssignal des Detektors ein Maß für das
Zusammenfallen des Gitters M&sub2; mit dem Bild des Gitters P&sub2; ist. Ein Strahlteiler 14, der
einen Teil der Strahlung abspaltet, kann zwischen dem Prisma 12 und dem Detektor 13
angeordnet sein. Dieser abgespaltene Teil der Strahlung wird über ein reflektierendes
Prisma 15 und, falls erforderlich, eine Linse 16 auf eine Fernsehkamera 17 gerichtet,
die mit einem nicht abgebildeten Monitor gekoppelt ist, auf dem die Gitter M&sub2; und P&sub2;
für die Bedienperson der Vorrichtung wiedergegeben werden.
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Die Justiergenauigkeit wird durch Modulieren des Ausgangssignals mit
einer festen Frequenz erheblich verbessert. Hierfür kann, wie in dem erwähnten Beitrag
in "SPIE, Bd. 470, Optical Microlithography", 1984, S. 62-69, beschrieben, die Maske
1 und somit das Gitter M&sub2; periodisch bewegt werden. Eine bessere, in US-Patentschrift
4.251.160 beschriebene Alternative, um ein dynamisches Justiersignal zu erhalten, wird
in Fig. 1 erläutert. Vor Erreichen des Gitters M&sub2; durchquert das Strahlenbündel b' erst
das λ/14-Plättchen 18 und das polarisationsempfindliche Prisma 11, so daß das
Strahlenbündel, mit einer bestimmten Polarisationsrichtung, linear polarisiert ist, und
anschließend durchquert es eine doppelbrechende Platte, beispielsweise eine Quarzplatte,
deren optische Achse mit der genannten bestimmten Polarisationsrichtung einen Winkel
von 45º bildet. Zwei zueinander senkrecht polarisierte Strahlenbündel treten aus der
Platte 19 aus, und am Ort des Gitters M&sub2; sind sie voneinander um einen Abstand
entfernt, der gleich der halben Gitterperiode dieses Gitters ist. Vor dem Detektor 13
kann ein Polarisationsmodulator 25, beispielsweise ein elastooptischer Modulator und
ein Analysator 26 angebracht sein. Der Modulator wird von einer Spannung VB
angesteuert, die von einem Generator 27 geliefert wird. Dadurch wird die
Polarisationsrichtung des aus dem Modulator tretenden Strahlenbündels abwechselnd um
90º gedreht. Der Analysator hat dieselbe Hauptrichtung oder Durchlaßrichtung wie das
Prisma 11, so daß ein erstes Strahlenbündel mit einer ersten Polarisationsrichtung, das
ein nicht verschobenes Bild von P&sub2; auf M&sub2; erzeugt hat, und ein zweites Strahlenbündel
mit einer zweiten Polarisationsrichtung, das ein um eine halbe Gitterperiode
verschobenes Bild auf M&sub2; erzeugt hat, abwechselnd zum Detektor durchgelassen
werden. Das Signal des Detektors wird verstärkt und in der phasenempfindlichen
Detektionsschaltung 28, der auch das Signal Vb zugeführt wird, verarbeitet. Das
Ausgangssignal SA der Schaltung 28 ist das gewünschte dynamische Justiersignal.
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Erfindungsgemäß wird die Pupille des Projektionslinsensystems PL auf
einen Ort zwischen der Maske und dem Detektionssystem 13 abgebildet und ist in der
Ebene dieses Bildes eine Blende 32 angebracht. Hierzu sind zwei Linsen 30 und 31 in
dem Strahlungsweg hinter der Maske 1 angebracht. Die Arbeitsweisen dieser Linsen
und der Blende werden am besten anhand von Fig. 2 erläutert, die schematisch die an
der Abbildung beteiligten Elemente wiedergibt.
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In dieser Figur wird das Projektionslinsensystem wieder mit PL
bezeichnet. Dieses System enthält eine Vielzahl von Linsenelementen, die nicht einzeln
wiedergegeben sind. Das System PL hat eine Austrittspupille, die, von der Maske 1 aus
gesehen, in der Ebene 35 liegt. Dies bedeutet, daß die Ebene 35 die Ebene ist, in die
die Austrittspupille von den über dieser Ebene gelegenen Linsenelementen abgebildet
wird.
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Das Substratgitter P&sub2; spaltet das von diesem Gitter reflektierte
Strahlenbündel in ein Teilbündel nullter Ordnung, b'(0), zwei Teilbündel erster
Ordnung, b'(+1) und b'(-1), und eine Anzahl von Teilbündeln höherer Ordnung, die
für das Verständnis der vorliegenden Erfindung unbedeutend und daher nicht dargestellt
sind. All diese Teilbündel zusammen ergeben ein getreues Bild P&sub2;' des Gitters P&sub2; in der
Ebene der Maske 1. Dieses Bild wird von dem Projektionslinsensystem PL erzeugt. Es
wird dafür gesorgt, daß bei genauer Ausrichtung des Substrats und der Maske relativ
zueinander das Bild P&sub2;' mit dem Gitter M&sub2; zusammenfällt. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind
die in die verschiedenen Beugungsordnungen gebeugten Teilbündel b'(0), b'(+1) und
b'(-1) in der Ebene 35 räumlich voneinander getrennt. Daher ist es möglich, eine
Blende in dieser Ebene anzuordnen, die Öffnungen an den Stellen hat, wo die
Teilbündel b'(+1) und b'(-1) einfallen, so daß das Teilbündel nullter Ordnung und die
Teilbündel zweiter und höherer Ordnung unterdrückt werden. Das Teilbündel nullter
Ordnung enthält keinerlei Information über die Lage des Gitters P&sub2;. In Abhängigkeit
von der Geometrie dieses Gitters, insbesondere der Tiefe der Gitterfurchen und des
Verhältnisses zwischen der Breite der Gitterfurchen und der Breite der dazwischen
liegenden Streifen, kann die Intensität dieses Strahlenbündels im Vergleich zu den
Intensitäten der Teilbündel erster Ordnung erheblich sein. Durch Unterdrückung des
Teilbündels nullter Ordnung kann der Kontrast in dem Bild P&sub2;' beträchtlich erhöht
werden. Da die Teilbündel zweiter Ordnung und höherer Ordnungen unterdrückt
werden, beeinflussen Unregelmäßigkeiten in dem Gitter P&sub2; das Justiersignal nicht.
Indem nur die Teilbündel erster Ordnung verwendet werden, wird faktisch die zweite
Harmonische des Gitters P&sub2; abgebildet, mit anderen Worten, wenn man von der
Vergrößerung M des Projektionslinsensystems PL absieht, hat das Bild P&sub2;' eine
Gitterperiode die halb so groß ist wie die des Gitters P&sub2;. Wenn die Gitterperiode des
Gitters M&sub2; gleich der des Bildes P&sub2;' ist, d. h. gleich ½M-mal der Gitterperiode des
Gitters P&sub2;, dann ist die Genauigkeit, mit der die Gitter M&sub2; und P&sub2;ausgerichtet werden,
zweimal so groß wie in dem Fall, daß das gesamte Strahlenbündel b' für die Abbildung
verwendet wird.
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Erfindungsgemäß ist eine die oben erwähnte Funktion erfüllende Blende
außerhalb des Projektionslinsensystems PL angebracht. Diese Blende kann ihre Aufgabe
nur erfüllen, wenn sie in einer Ebene angebracht ist, in der die verschiedenen
Beugungsordnungen gut getrennt sind. Eine solche Ebene wird mit Hilfe der Linse 30
erhalten, die die Ebene 35 in der Projektionslinse, d. h. die Ebene der Pupille dieses
Systems in die Ebene 35, abbildet. Die Blende 32 ist in der letztgenannten Ebene
angebracht. Die zweite Linse 31 zusammen mit der Linse 30 sorgt dafür, daß das Gitter
M&sub2; und, ihm überlagert, das Bild P&sub2;' des Gitters P&sub2; auf den Detektor 13 abgebildet
werden. Die Blende 32 hat Öffnungen 36 und 37.
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Da das Strahlenbündel b' nicht gefiltert wird, bevor es auf das Gitter M&sub2;
fällt, enthält es im Prinzip alle Beugungsordnungen. Die Gitterperiode des Gitters M&sub2;
bestimmt die Winkel, unter denen die Teilbündel der verschiedenen Beugungsordnungen
von diesem Gitter gebeugt werden. Zusammen mit den Positionen der Öffnungen 36
und 37 bestimmt daher dieses Gitter, welche der von dem Substratgitter P&sub2;und dem
Maskengitter stammenden Teilbündel zu dem Detektor 13 durchgelassen werden. Es
wird dafür gesorgt, daß diejenigen Teile der Teilbündel erster Ordnung aus dem Gitter
P&sub2;, die nicht von dem Gitter M&sub2; gebeugt werden, d. h. die Anteile nullter Ordnung der
Strahlenbündel b'(+1) und b'(-1) durchgelassen werden. Die Bündelanteile werden als
b'(+1,0), b'(-1,0) dargestellt, wobei der zweite Index die Beugungsordnung des
Maskengitters M&sub2; angibt.
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Weil die von dem Gitter M&sub2; in die +1. Ordnung gebeugten Anteile des
Strahlenbündels b'(+1), d. h. das Teilbündel b'(+1, +1), mit dem Teilbündel b'(-1,0)
zusammenfallen, wird das Teilbündel b'(+1, +1) auch von der Öffnung 37
durchgelassen. Der Anteil des Teilbündels b'-1), der von dem Gitter M&sub2; in die -1.
Ordnung gebeugt wird, d. h. das Teilbündel b'(-1, -1), fällt mit dem Teilbündel b'(+1,0)
zusammen, so daß das Teilbündel b'(-1, -1) durch die Öffnung 36 zu dem Detektor
durchgelassen wird.
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Alle Strahlung, außer der für die Teilbündel b'(+1) und b'(-1), die auf
das Gitter M&sub2; einfällt und von diesem Gitter in nullter Ordnung durchgelassen wird,
wird von der Blende 32 blockiert. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung des
Kontrastes der Abbildung auf dem Detektor. Die auf das Gitter M&sub2; einfallende
Strahlung, die von diesem Gitter in zweiter Ordnung oder höheren Ordnungen gebeugt
wird, kann diese Blende nicht durchqueren, so daß Unregelmäßigkeiten im Maskengitter
M&sub2; das Justiersignal nicht beeinflussen können. Der Teil des Teilbündels nullter
Ordnung b'(0), der von dem Gitter P&sub2; stammt und der von dem Gitter M&sub2; in die +1.
Ordnung oder die -1. Ordnung gebeugt wird, kann, falls er überhaupt in die Linse 30
eintreten kann, die Öffnungen 36 und 37 nicht erreichen. Es ist gewährleistet, daß die
Anteile der von dem Gitter P&sub2; kommenden Teilbündel erster Ordnung, die von dem
Gitter M&sub2; in die nullte Ordnung und die ersten Ordnungen gebeugt werden, zum
Detektor mit allen entsprechenden Vorteilen durchgelassen werden.
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Anzumerken ist, daß Fig. 2 die Situation nur in einer Ebene wiedergibt.
Da die Gitter P&sub2; und M&sub2; zweidimensionale Gitter sind, tritt Beugung auch in einer
zweiten Ebene senkrecht zu der Zeichenebene von Fig. 2 auf. Zusätzlich zu den
Öffnungen 36 und 37 enthält die Blende 32 zwei weitere Öffnungen 38 und 39, die, in
gleicher Weise wie die Öffnungen 36 und 37 für die erste Dimension, gleichartige
Beugungsordnungen für die zweite Dimension durchlassen.
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Die obigen Betrachtungen für das Ausrichten des Substratgitters P&sub2; relativ
zum Maskengitter M&sub2; gelten natürlich auch für das Ausrichten des Substratgitters P&sub1;
relativ zum Maskengitter M&sub2;.
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Da das vorliegende Ausrichtsystem unabhängig vom Typ des Musters 2
in der Maske 1 arbeitet, kann die Erfindung in allen Fällen verwendet werden, in denen
ein fein detailliertes Muster auf ein Substrat übertragen und relativ zu dem Substrat sehr
genau ausgerichtet werden muß. Beispiele hierfür sind Geräte, die bei der Fertigung von
integrierten optischen Systemen oder von Speichern mit magnetischen Domänen
verwendet werden.