DE68924667T2

DE68924667T2 - Projektionsbelichtungsvorrichtung.

Info

Publication number: DE68924667T2
Application number: DE68924667T
Authority: DE
Inventors: Haruna Kawasaki-Shi Kanagawa-Ken Kawashima; Masato Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Muraki; Akiyoshi Meguro-Ku Tokyo Suzuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2009-05-13
Also published as: US5489966A; EP0342061B1; EP0342061A3; EP0342061A2; DE68924667D1

Description

Gebiet der Erfindung und verwandte Technik

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Projektionsbelichtungsvorrichtung und insbesondere auf eine Projektionsbelichtungsvorrichtung mit einer Funktion zur Erfassung einer Brennpunktlage eines darin verwendeten optischen Projektionssystems.
Jüngste Anforderungen für eine weitere Miniaturisierung und höhere Dichte einer Integration von Mustern für Halbleiter- Mikroschaltungsbauelemente, wie LSI's, Super-LSI's u. dgl., haben die Entwicklung einer Projektionsbelichtungsvorrichtung, die ein optisches Projektionssystem mit einer höheren Auflösung einschließt, erzwungen. Das führt zu einer Vergrößerung der numerischen Apertur (NA) eines optischen Projektionssystems, was naturgemäß in einer verminderten Schärfentiefe des optischen Projektionssystems resultiert.
In einer anderen Hinsicht muß man in Beziehung auf eine maschinelle Oberflächenbearbeitungstechnik gelten lassen, daß ein Halbleiterwafer eine Schwankung in seiner Dicke und eine Flächenwölbung (Nichtebenheit) aufweist. Üblicherweise wird, um die Wölbung eines Wafers zu korrigieren, dieses an einer Wafer-Einspannvorrichtung angeordnet, die so bearbeitet worden ist, um eine Ebenheit in der Größenordnung von Submikron zu gewährleisten, wobei die Ebenheitskorrektur ausgeführt wird, indem die rückseitige Fläche des Wafers durch Unterdruckanziehung angezogen wird. Jedoch ist es selbst mit einer derartigen Ebenheitskorrektur nicht möglich, eine Verformung des Wafers, die aus einer Schwankung in der Dicke des Wafers selbst oder aus dem Unterdruckanziehungsprozeß oder alternativ aus dem Fortschreiten des Wafer-Bearbeitungsprozesses resultiert, zu korrigieren.
Innerhalb eines kleinen Bildfeldes, in dem ein Strichplattengitternetz in einem verkleinerten Maßstab durch Projektionsbelichtung projiziert werden soll, hat demzufolge ein Wafer eine Oberflächenunregelmäßigkeit, die zu einer weiteren Verminderung in der effektiven Schärfentiefe des optischen Systems führt.
In Anbetracht des Obigen ist es eine Angelegenheit von Bedeutung, in einer Reduktionsprojektion-Belichtungsvorrichtung ein Selbstfokussierverfahren zu entwickeln, das wirksam ist, um automatisch eine Waferfläche in Koinzidenz mit der Brennpunktlage (Bildfläche) eines optischen Projektionssystems zu bringen.
Für eine solche Selbstfokussierung sollte zuerst die Brennpunktlage eines optischen Projektionssystems genau erfaßt wird und zweitens sollte die Position der Oberfläche eines Wafers exakt ermittelt werden. Was die Erfassung der Position der Waferfläche angeht, werden zufriedenstellende Ergebnisse unter Nutzung einer Luftfühlereinrichtung oder eines optischen Fokuserfassungssystems zu erlangen sein. Hinsichtlich der Ermittlung der Brennpunktlage eines optischen Projektionssystems werden jedoch einige Probleme bestehenbleiben.
Als ein Beispiel ist bei diesem Typ einer Projektionsbelichtungsvorrichtung die Brennpunktlage (Bildflächenposition) eines optischen Projektionssystems aufgrund einer Änderung in einer Umgebungstemperatur des optischen Projektionssystems, einer Änderung im umgebenden Atmosphärendruck, eines Temperaturanstiegs des optischen Systems, der aus dessen Bestrahlung mit Licht resultiert, oder eines Temperaturanstiegs des optischen Systems, der das Ergebnis einer Wärmeerzeugung innerhalb der Belichtungsvorrichtung ist, variabel. In Anbetracht dessen ist eine Erfassungseinrichtung verwendet worden, um jegliche Änderung in der Temperatur oder im Druck der Umgebung oder jegliche Änderung in der Temperatur oder im Druck an einem Teil im Innern des optischen Projektionssystems zu messen, wobei auf der Grundlage dieser Messung irgendeine Änderung in der Brennpunktlage des optischen Projektionssystems berechnet sowie eine Justierung vorgenommen werden kann, um die Brennpunktposition zu einer vorbestimmten Stelle zu verschieben oder die Waferfläche zur veränderten Fokusposition zu verlagern.
Mit diesem Verfahren kann jedoch die Fokusposition eines optischen Projektionssystems nicht direkt gemessen werden. Deshalb ist es nicht möglich, einen Fehler in der Messung durch die Ermittlungseinrichtung, die die Temperatur oder den Druck feststellt, oder einen Fehler, der in der auf einer Annäherung, die zur Berechnung der Brennpunktlage des optischen Projektionssystems in Übereinstimmung mit einem Ausgang einer solchen Ermittlungseinrichtung verwendet wird, beruhenden Berechnung eingeschlossen ist, auszuschließen. Als Folge ist es mit diesem Verfahren sehr schwierig, die Fokusposition eines optischen Projektionssystems akkurat zu ermitteln.
Es wird auf das US-Patent Nr. 4 650 983 Bezug genommen, das sich auf eine Fokussiervorrichtung für ein optisches Projektionssystem mit einem optischen Projektionssystem sowie einem optischen Bilderzeugungssystem bezieht. Das optische Projektionssystem ist angeordnet, um ein Bild einer an einer Photomaske oder Strichplatte ausgebildeten Ausrichtmarke auf ein Licht reflektierendes Substrat zu projizieren, und auch auf die Photomaske das auf das Substrat projizierte sowie durch dieses reflektierte optische Bild der Ausrichtmarke rückwärts zu projizieren.
Es ist demzufolge ein primäres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Projektionsbelichtungsvorrichtung zu schaffen, um exakt die Brennpunktlage eines darin verwendeten optischen Projektionssystems zu erfassen.
Gemäß der Erfindung wird eine Projektionsbelichtungsvorrichtung nach dem Patentanspruch 1 geschaffen.
In einer bevorzugten Form, die später im einzelnen beschrieben werden wird, enthält die Projektionsbelichtungsvorrichtung ein Projektionssystem, eine an einer mittels Projektion durch das Projektionssystem bestimmten Ebene vorgesehene Reflexionseinrichtung, eine Belichtungseinrichtung, um ein Muster mit einem ausgehenden Strahl so zu beleuchten, daß ein Bild des Musters durch das Projektionssystem hindurch auf die Reflexionseinrichtung gerichtet wird, und eine Ausgabeeinrichtung zum Empfang eines jeden durch die Reflexionseinrichtung reflektierten und mittels des Projektionssystems anlangenden Strahls, um ein einer Lagebeziehung zwischen der Reflexionseinrichtung und einer Brennpunktlage des Projektionssystems entsprechendes Signal zu erzeugen, wobei das Muster so strukturiert ist, um eine Linienbreite l zu besitzen, welche die folgende Beziehung erfüllt, worin NA die numerische Apertur des Projektionssystems, β die Projektionsvergrößerung und λ die- Wellenlänge des ausgehenden Strahls bezeichnen:
0,6(λ/NA·β) ≤ l ≤ 1,0(λ/NA·β)
Vorzugsweise wird die Linienbreite l des Musters so bestimmt, um die folgende Beziehung zu erfüllen:
0,6(λ/NA·β)≤ l ≤ 0,8(λ/NA·β)
Diese und weitere Ziele, die Merkmale sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Würdigung der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gegeben wird, verständlicher.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische und graphische Darstellung einer ersten Ausführungsform mit einer Projektionsbelichtungsvorrichtung, die in die vorliegende Erfindung einbezogen ist.
Fig. 2 und 3 sind Darstellungen zur Erläuterung des Prinzips der Erfassung einer Brennpunktlage bei der ersten Ausführungsform.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die die Art eines Beleuchtens eines anderen Teils einer Strichplatte bei der ersten Ausführungsform zeigt.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das ein Ausgangssignal von einem bei der ersten Ausführungsform verwendeten Fokalfläche-Ermittlungssystem zeigt.
Fig. 6 ist ein Flußplan, der den Ablauf eines an einem Wafer auszuführenden Selbstfokussierungsvorgangs in der Vorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt.
Fig. 7 ist eine teilweise schematische und diagrammatische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer in die vorliegende Erfindung einbezogenen Projektionsbelichtungsvorrichtung. Fig. 8 ist eine teilweise schematische und diagrammatische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsvorrichtung gemäß dieser Erfindung.
Fig. 9A und 9B sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Prinzips einer Ermittlung einer Brennpunktposition bei der dritten Ausführungsform.
Fig. 10A und 10B sind jeweils Draufsichten, von denen jede eine Brennpunktlage-Ermittlungsmarkeneinrichtung zeigt, die bei der dritten Ausführungsform anwendbar ist.
Fig. 11A-11C sind jeweils Draufsichten, von denen jede eine bei der dritten Ausführungsform verwendbare Brennpunktlage-Ermittlungsfeldblende zeigt.
Fig. 12 ist ein Flußplan, der den Ablauf eines an einem Wafer auszuführenden Selbstfokussiervorgangs in der Vorrichtung der dritten Ausführungsform zeigt.
Fig. 13 ist ein Diagramm, das eine idealistische Bildfläche und eine durch ein Projektionsobjektivsystem bestimmte tatsächliche Bildfläche veranschaulicht.
Fig. 14 ist eine teilweise schematische und diagrammatische Ansicht einer Projektionsbelichtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 15 ist ein Flußplan, der den Ablauf eines an einem Wafer auszuführenden Selbstfokussierungsvorgangs in Übereinstimmung mit einem unterschiedlichen Aspekt dieser Erfindung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung, die später beschrieben werden, sind auf der Basis der folgenden vier Grundgedanken konstruiert. Auch wird die Messung der Position einer Bildfläche eines Projektionssystems, d. h. die Fokusposition, dadurch bewirkt, was als "TTL-Prozeß" (Prozeß durch das Objektiv) bezeichnet werden kann, wobei das Projektionssystem selbst verwendet wird.
(1) Die Fokusposition (Bildfläche eines Projektionssystems) wird unter Verwendung eines Strahlungsstrahls ermittelt, der dieselbe Wellenlänge wie eine Belichtungswellenlänge (Photokopier- oder Sensibilisierungswellenlänge) hat.
(2) Die Fokusposition wird unter Verwendung einer Strichplatte erfaßt, die zur Anwendung im Schaltungsschemadruck vorbereitet ist.
(3) Ein nicht auf ein Projektionssystem sich stützendes Ermittlungssystem für eine außeraxiale Waferflächenposition wird zur Feststellung der Waferflächenposition verwendet.
(4) Für die Erfassung der Fokusposition wird eine Bezugsspiegelfläche, die nicht mit einem Decklackmaterial oder auf andere Weise beschichtet ist, auf einer Waferbühne verwendet.
Als ein Beispiel werden die Verwendung von Licht mit einer Wellenlänge, die gleich oder im wesentlichen gleich derjenigen eines tatsächlich für die Belichtung (das Photokopieren) benutzten Lichts ist, wie auch eine Strichplatte mit einem daran ausgebildeten Schaltschema für die Erfassung eines Brennpunkts als das Beste angesehen. Wenn die Wellenlänge des Brennpunkterfassungslichts zu derjenigen des Belichtungslichts (Photokopierlichts) unterschiedlich ist, ändern sich beispielsweise die Druck- gegen Fokuseigenschaften des optischen Projektionssystems (Linsensystems) oder die optische Energieabsorption - gegen Fokuseigenschaft geringfügig, und deshalb ist es notwendig, die Änderung als eine "Abweichung" durch Berechnung zu korrigieren oder zu kompensieren. Eine solche Korrektur ist ein Faktor für einen Ermittlungsfehler. Ferner ist es nicht möglich, alle Erscheinungen allein durch Berechnung zu charakterisieren. Wenn ein mit einem Decklack beschichtetes Wafer direkt verwendet wird und wenn das Fokusposition-Erfassungslicht eine Wellenlänge hat, die im wesentlichen gleich derjenigen des Belichtungslichts (Photokopierlicht) ist, dann treten hier zwei Probleme auf. Das eine ist, daß die Photokopierwellenlänge den Decklack sensibilisiert. Das andere ist, daß, wenn ein Prozeß, z. B. ein mehrschichtiger Decklack oder ein absorbierender Decklack, auf der Waferseite angewendet wird, eine ausreichende Menge an Reflexionslicht vom Wafer nicht zurückkommt. Diese Probleme können bei der vorliegenden Erfindung gelöst werden, indem ein mit einem Decklack beschichtetes Wafer nicht verwendet, sondern eine Bezugsspiegelfläche an einer Waferbühne vorgesehen wird. Die Position einer solchen Bezugsspiegelfläche kann sowohl unter Anwendung einer Flächenposition-Erfassungsvorrichtung vom außeraxialen Typ als auch unter Verwendung eines Fokusposition-Erfassungssystems vom TTL-Typ in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gemessen werden. Auf dieser Grundlage kann die Brennpunktposition eines optischen Projektionssystems exakt erfaßt werden.
Weil ferner das außeraxiale Flächenposition-Erfassungssystem eine nichtsensibilisierende Wellenlänge verwenden kann, kann die Messung von dem dem mehrschichtigen Decklack u. dgl. eigenen Problem frei sein.
Ein repräsentatives Beispiel einer Fokusposition-Erfassungsmethode vom TTL-Typ ist diejenige: eine Abbildung eines Spalts wird durch ein Projektionsobjektiv auf eine Waferfläche projiziert und Reflexionslicht von der Waferfläche wird durch das Projektionsobjektiv sowie den Spalt empfangen, und aus dem Grad der Menge des empfangenen Lichts wird die beste Fokusposition bestimmt. Als ein bekanntes Beispiel wird solch ein Spalt innerhalb eines Beobachtungsmikroskops vorgesehen sowie projiziert, wie beschrieben wurde, und unter Verwendung eines Lichtempfängers wird die Menge des empfangenen Lichts ermittelt.
Hinsichtlich des Abbildens unter Verwendung eines solchen Projektionsobjektivs kann das höchstpräzise Abbilden in bezug auf die Abbildung zwischen einer Strichplatte (Photomaske) und einem Wafer unter Anwendung einer Belichtungswellenlänge ausgeführt werden. Wenn außer einer Strichplatte irgendetwas, z. B. ein Spalt, der innerhalb eines Mikroskops vorgesehen sein kann, wie beschrieben wurde, verwendet wird, tritt ein Fehler auf. Da an einer Strichplatte ein feines Muster zur Herstellung von LSI's od. dgl. ausgebildet wurde, ist es unter Verwendung eines derart feinen Musters der Strichplatte selbst möglich, ein Fokusfehlersignal zu erlangen, ohne im Mikroskopsystem einen speziellen Fokusfehler-Ermittlupgsspalt vorzusehen. Ferner ist es für eine kontinuierliche stabile Erfassung der Fokusposition vorzuziehen, daß unterschiedliche Strichplatten mit jeweiligen Fokusposition-Erfassungsspalten derselben Ausgestaltung vorgesehen werden. In Anbetracht dessen kann eine Fokussiermarke bevorzugterweise an einem anderen Teil einer jeden Strichplatte als einem Schaltschemabereich von dieser vorgesehen werden.
In einer bevorzugten Form der Projektionsbelichtungsvorrichtung wird, nachdem eine Strichplatte (Maske) mit einem Schaltschema auf einer Bühne montiert ist, ein Licht mit derselben Wellenlänge wie das Belichtungslicht von einer Beleuchtungseinrichtung einer an der Strichplatte vorgesehenen Fokussiermarke zugeführt, und das durch die Strichplatte tretende Licht wird zu einem optischen Projektionssystem sowie zu einer an einer Waferbühne ausgebildeten Bezugsspiegelfläche gerichtet. Von der Bezugsspiegelfläche reflektiertes Licht wird dann durch das optische Projektionssystem sowie die Strichplatte über eine Sehzelle empfangen. Ein Ausgangssignal von dieser Sehzelle liefert ein Fokusfehlersignal. Die Waferbühne kann auf- oder abwärts in einer Richtung einer optischen Achse des optischen Projektionssystems verlagert werden, um die Position der Bezugsspiegelfläche zu verändern, und durch Ermitteln derjenigen Position der Bezugsspiegelfläche, in welcher das Ausgangssignal von der Sehzelle zum Maximum wird, kann die ermittelte Position als die die beste Fokusposition (optimale Bildflächenposition) des optischen Projektionssystems bildende diskriminiert werden. Andererseits ist es durch Kontrollieren der Position dieser Bezugsspiegelfläche unter Anwendung einer separat vorgesehenen Waferflächenposition-Erfassungsvorrichtung vom außeraxialen Typ möglich, eine automatische Fokuskontrolle für die Waferfläche im Anschluß an irgendeine Änderung der Fokusposition des optischen Projektionssystems mit der Zeit auszuführen, d. h., es wird das, was als ein "Selbstfokussieren" bezeichnet werden kann, erreichbar. Das heißt mit anderen Worten, daß die beste Fokusposition des optischen Projektionssystems, die unter Anwendung des Brennpunktposition-Erfassungssystems vom TTL-Typ ermittelt worden ist, als eine Bezugsposition für eine Flächenposition-Erfassungsvorrichtung vom außeraxialen Typ verwendet werden kann, wenn das Fokussieren tatsächlich für ein Wafer ausgeführt werden soll, wobei die Flächenposition-Erfassungsvorrichtung vom außeraxialen Typ verwendet werden kann, um irgendeinen Fehler in der Waferflächenposition mit Bezug zu dieser Bezugsposition (oder irgendeinen Fehler in jeder Aufnahmefläche am Wafer) zu ermitteln, und der erfaßte Fehler kann korrigiert werden.
Die Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die ein Hauptteil einer Reduktionsprojektion-Belichtungsvorrichtung mit einer automatischen Fokusregelvorrichtung zeigt.
In Fig. 1 ist mit 7 eine Strichplatte bezeichnet, die von einer Strichplattenbühne 70 festgehalten wird. Ein an der Strichplatte 7 ausgebildetes Schaltschema wird mittels eines Reduktionsprojektionsobjektivs 8 in einem verkleinerten Maßstab von 1/5 auf ein an einer X-Y-Z-Bühne 10 angebrachtes Wafer 9 abgebildet, wodurch eine Belichtung des Wafers 9 ausgeführt wird. In Fig. 1 ist nahe dem auf der X-Y-Z-Bühne 10 angebrachten Wafer 9 ein Bezugsplanspiegel 17 angeordnet, der eine Spiegelfläche hat, deren Höhe im wesentlichen gleich derjenigen der oberen Fläche des Wafers 9 ist. Der Grund für die Verwendung eines solchen Bezugsplanspiegels 17 anstatt eines tatsächlichen, mit einem Decklack beschichteten Wafers ist derjenige, der zuvor beschrieben wurde.
Die X-Y-Z-Bühne 10 ist in einer Richtung (Z-Achsenrichtung) einer optischen Achse des Projektionsobjektivsystems 8 wie auch in einer zu dieser Richtung rechtwinkligen Ebene (X-Y- Ebene) bewegbar. Selbstverständlich kann sie um die optische Achse drehbar gemacht sein. Das Bildfeld der Strichplatte 7, in welchem das Schaltschema ausgebildet ist, kann mittels eines optischen Beleuchtungssystems, das die mit 1-6 in Fig. 1 bezeichneten Bauteile umfaßt, beleuchtet werden.
Die Hg-Lampe 1, die eine Lichtquelle für eine Belichtung ist, hat ein lichtaussendendes Teil, das an einem ersten Brennpunkt eines Ellipsoidspiegels 2 positioniert ist, und ein von der Hg-Lampe 1 ausgehendes Licht wird auf eine zweite Brennpunktposition des Ellipsoidspiegels 2 konzentriert. Ein optischer Integrator 3 ist so angeordnet, daß seine Lichtempfangsfläche in der zweiten Brennpunktposition des Ellipsoidspiegels 2 angebracht ist. Somit bestimmt die Lichtemissionsfläche des optischen Integrators 3 eine Sekundärlichtquelle. Das von dem optischen Integrator 3 austretende Licht, das diese Sekundärlichtquelle bildet, tritt durch eine Kondensorlinse 4, und dann wird mittels eines Spiegels 5 die optische Achse (der optische Weg) unter einem rechten Winkel umgelenkt. Mit 55 ist ein Filter bezeichnet, um selektiv Licht einer exponierenden (sensibilisierenden) Wellenlänge zu extrahieren, und mit 56 ist eine Blende zur Kontrolle der Belichtung bezeichnet. Das durch diesen Spiegel 5 reflektierte Belichtungslicht tritt durch eine Feldlinse 6 und bestrahlt den Bildbereich an der Strichplatte 7, wodurch die Übertragung des Schaltschemas auszuführen ist. Bei der in Rede stehenden Ausführungsform ist der Spiegel 5 so konstruiert, daß er teilweise das Belichtungslicht mit beispielsweise einer Menge von 5-10% übertragen kann. Das durch den Spiegel 5 tretende Licht wird mittels einer Linse 52 und eines Filters 51, welches wirksam ist, um lediglich Licht der sensibilisierenden Wellenlänge zu übertragen, jedoch eine solche Lichtkomponente, die für die lichtelektrische Ermittlung unerwünscht ist, abzufangen, gelenkt, und ein resultierendes Licht erreicht einen Lichtempfänger 50, der imstande ist, eine Änderung in der Intensität des Belichtungslichts, die beispielsweise aus irgendeiner Schwankung in der Lichtquelle resultiert, zu überwachen.
Die mit 11 und 12 in Fig. 1 bezeichneten Elemente bilden ein optisches Flächenposition-Erfassungssystem vom außeraxialen Typ. Im einzelnen ist mit 11 ein optisches Lichtprojektionssystem bezeichnet, wobei das vom optischen Lichtprojektionssystem 11 austretende und aus einem nichtbelichtenden (nichtsensibilisierenden) Licht bestehende Licht auf einen Punkt am Bezugsplanspiegel 17 (oder einen Punkt an der oberen Fläche des Wafers 9) konzentriert wird, welcher sich mit der optischen Achse des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 kreuzt, und es wird dann an diesem Punkt reflektiert. Das durch den Bezugsplanspiegel 17 reflektierte Licht tritt in ein optisches Empfangssystem 12 ein. Obwohl das in der Zeichnung nicht gezeigt ist, ist innerhalb des optischen Empfangssystems 12 eine Positionserfassungssehzelle vorgesehen, und das optische Empfangssystem 12 ist so angeordnet, daß dessen Positionserfassungssehzelle in einer optisch konjugierten Beziehung mit dem Lichtreflexionspunkt am Bezugsplanspiegel 17 positioniert ist. Jegliche Lageabweichung des Bezugsplanspiegels 17 in der Richtung der optischen Achse des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 kann als eine Lageabweichung eines auf die Positionserfassungssehzelle im optischen Empfangssystem 12 einfallenden Lichts gemessen werden.
Ein für die durch das optische Empfangssystem 12 gemessene Lageabweichung des Bezugsplanspiegels 17 mit Bezug zu einer vorbestimmten Bezugsebene kennzeichnendes Signal wird zu einem selbstfokussierenden Steuersystem 19 übertragen. Im Ansprechen hierauf gibt das selbstfokussierende Steuersystem 19 einen Befehl an ein Antriebssystem 20, um die X-Y-Z-Bühne 10, an der der Bezugsplanspiegel 17 fest ist, zu bewegen. Auch ist für die Erfassung der Fokusposition durch das TTL- Ermittlungssystem das selbstfokussierende Steuersystem 19 tätig, um den Bezugsplanspiegel 17 auf- oder abwärts in der Richtung der optischen Achse (Z-Richtung) des Projektionsobjektivsystems 18 und in einen der Position der vorbestimmten Bezugsebene benachbarten Teil zu bewegen. Ferner wird die Lageabweichungskontrolle für das Wafer 9 zur Zeit dessen Belichtung (in diesem Fall wird ein vorbestimmter, zu belichtender Teil des Wafers 9 in der Position des Bezugsplanspiegels 17 angeordnet, wie in Fig. 1 gezeigt ist) unter dem Einfluß des selbstfokussierenden Steuersystems 19 ausgeführt.
Im folgenden wird eine Beschreibung eines optischen fokusposition-Erfassungssystems, um die Brennpunktlage des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 zu ermitteln, gegeben.
Gemäß den Fig. 2 und 3 sind mit 7 eine Strichplatte, mit 21-21 Musterteile, von denen jedes an der Strichplatte 7 ausgebildet ist und jedes ein Lichtsperrvermögen besitzt, und mit 22 ein Lichtleitteil, das zwischen benachbarte Musterteile 21 eingefügt ist, bezeichnet. Zur Ermittlung der Fokusposition (Bildflächenposition) des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 wird die X-Y-Z-Bühne 10 längs der optischen Achse des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 verschoben.
Der Bezugsplanspiegel 17 wird in diesem Fall so positioniert, um die optische Achse des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 zu schneiden, und in diesem Fall wird auch die Strichplatte 7 durch das die Bauelemente 1-6 umfassende optische Beleuchtungssystem beleuchtet.
Zuerst wird in Verbindung mit Fig. 2 eine Erläuterung für einen Fall gegeben, wobei sich der Bezugsplanspiegel 17 exakt in der Brennfläche des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 befindet. Sensibilisierendes Licht, das durch das Lichtleitteil 22 der Strichplatte 7 tritt, wird durch das Reduktionsprojektionsobjektivsystem 8 auf den Bezugsplanspiegel 17 fokussiert, wodurch an diesem eine Abbildung des die Teile 21 und 22 umfassenden Musters ausgebildet wird. Das auf den Spiegel 17 einfallende Licht wird dadurch reflektiert. Das reflektierte sensibilisierende Licht geht längs seines ankommenden Weges und durch das Reduktionsprojektionsobjektivsystem 8 hindurch zurück, es wird auf die Strichplatte 7 fokussiert und tritt durch das Lichtleitteil 22 zwischen den Musterteilen 21 der Strichplatte 7 hindurch. Hierbei wird das sensibilisierende Licht nicht durch die Musterteile 21 der Strichplatte 7 abgedeckt, und alles reflektiertes Licht kann durch das Lichtleitteil des Musters 21 treten.
Anschließend wird eine Erläuterung in Verbindung mit Fig. 3 für einen Fall gegeben, wobei sich der Bezugsplanspiegel 17 in einer Position befindet, die von der Brennebene des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 abwärts verschoben ist. Das durch das Lichtleitteil des Musters 21 der Strichplatte 7 tretende sensibilisierende Licht geht durch das Reduktionsprojektionsobjektivsystem 8 und erreicht den Bezugsplanspiegel 17. Da sich jedoch der Bezugsplanspiegel 17 außerhalb der Brennebene des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 befindet, wird das Bild des die Teile 21 und 22 umfassenden Musters mit Bezug zur Fläche des Spiegels 17 defokussiert.
Als Ergebnis wird das sensibilisierende Licht durch den Bezugsplanspiegel 17 in Form eines erweiterten Lichtstroms reflektiert, d. h., das reflektierte sensibilisierende Licht geht längs einer Bahn, die zu seiner ankommenden Bahn unterschiedlich ist, zurück und erreicht, nachdem es durch das Reduktionsprojektionsobjektivsystem 8 getreten ist, ohne an der Strichplatte 7 fokussiert zu werden, die Fläche der Strichplatte 7 in Form eines Lichtstroms mit einer der Größe der Abweichung des Bezugsplanspiegels 17 von der Brennebene des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 entsprechenden Aufweitung. Hierbei wird ein Teil des reflektierten sensibilisierenden Lichts durch das Muster 21 der Strichplatte 7 so abgedeckt, daß nicht alles Licht durch das Lichtleitteil 22 hindurchtreten kann. Somit tritt ein Unterschied in der Menge des durch die Strichplatte tretenden reflektierten Lichts, wenn der Spiegel 17 nicht mit der Fokalfläche übereinstimmt, im Vergleich mit einem Fall, da eine Koinzidenz hergestellt wird, auf.
Der Weg des sensibilisierenden, vom Bezugsplanspiegel 17 reflektierten Lichts, nachdem es durch die Strichplatte 7 tritt, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben worden ist, wird nun in Verbindung mit der Fig. 1 erläutert.
Das sensibilisierende, durch die Strichplatte 7 tretende Licht geht durch die Feldlinse 6 und erreicht den Spiegel 5. Wie zuvor gesagt wurde, hat der Spiegel 5 einen Durchlaßgrad in einer Größenordnung von 5-10% mit Bezug auf das sensibilisierende Licht. Deshalb tritt ein Teil des auf den Spiegel 5 einfallenden sensibilisierenden Lichts hindurch und wird dann an einer Bildfeldblende 14 durch ein Abbildungsobjektiv 13 fokussiert. In diesem Beispiel werden die Fläche der Strichplatte 7, an der das Muster ausgebildet ist (d. h. die dem Projektionsobjektivsystem 8 gegenüberliegende Fläche der Strichplatte) und die Bildfeldblende 14 in einer optisch konjugierten Lagebeziehung hinsichtlich der Feldlinse 6 und des Abbildungsobjektivs 13 angeordnet.
Das sensibilisierende, durch eine Apertur der Bildfeldblende 14 tretende Licht wird mittels einer Kondensorlinse 15 auf eine Sehzelle 16 gerichtet.
Wenn es notwendig ist, kann ein Filter 51, das wirksam ist, um selektiv lediglich das sensibilisierende Licht zu übertragen, vor der Sehzelle 16 angeordnet werden, und die Sehzelle 16 kann ein elektrisches Signal erzeugen, das der Menge des empfangenen sensibilisierenden Lichts entspricht.
Die Funktion der Bildfeldblende 14 wird nun erläutert. Die Bildfeldblende 14 kann dahingehend wirken, den durch die Sehzelle 16 zu erfassenden Bereich der Strichplatte 7 einzuschränken. Grundsätzlich wird ein solcher Ermittlungsbereich so bestimmt, daß er einer Bildgröße mit Bezug auf das Projektionsobjektivsystem 8 (einschließlich einer Position auf seiner optischen Achse) von einer Stelle entspricht, die durch das die Elemente 11 und 12 einschließende außeraxiale optische Flächenposition-Erfassungssystem festgestellt werden kann. Das heißt mit anderen Worten, er wird so bestimmt, daß die Flächenpositionsermittlung durch die zwei Erfassungssysteme für denselben Bereich des Bezugsspiegels 17 ausgeführt wird. Wenn jedoch ein relativ grobes Muster, wie z. B. eine Anreißlinie, in den Ermittlungsbereich einbezogen ist und wenn dieses einen vorherrschenden Effekt ausübt, um die Erfassungsempfindlichkeit nachteilig zu beeinflussen, kann die Position der Blende 14 verschoben werden, um zu gewährleisten, daß ein Signal von einem feinen Muster der Strichplatte 7 eine Dominanzwirkung hervorbringt. In Anbetracht dessen ist es vorzuziehen, daß, wie in Fig. 4 gezeigt ist, die Position der Bildfeldblende 14 in einer zur optischen Achse rechtwinkligen Richtung und/oder alle oder einige aus der Größe, Gestalt u. dgl. der Apertur der Bildfeldblende justierbar gemacht werden. Obgleich das optische System als Ganzes bis zu den Elementen 15 und 16 mit der Verschiebung der Bildfeldblende 14 verlagerbar gemacht werden kann, werden deren Positionen innerhalb eines Bereichs beschränkt, in dem eine positionelle Wechselbeziehung mit dem Ermittlungsbereich des außeraxialen optischen Flächenposition-Erfassungssystems (11 und 12) gewährleistet ist. Ferner ist, falls der Lichtempfangsteil der Sehzelle 16 klein ist, so daß der Ermittlungsbereich durch die Gestalt des Lichtempfangsteils selbst begrenzt ist, die Verwendung der Bildfeldblende 14 nicht immer notwendig. In diesem
Fall kann der Lichtempfangsteil der Sehzelle 16 in einer mit der Strichplatte 7 optisch konjugierten Position angeordnet sein, beispielsweise in der in Fig. 1 gezeigten Position der Bildfeldblende 14.
Im folgenden wird eine Beschreibung hinsichtlich der Art und Weise der Erfassung der Brennpunktlage (Bildflächenposition) des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 unter Verwendung eines Signalausgangs dieser Sehzelle 16 beschrieben.
Zuerst wird die Antriebseinrichtung 20 benutzt, um die X-Y- Z-Bühne 10, an der der Bezugsplanspiegel 17 angebracht ist, in der Richtung der optischen Achse (Z-Richtung) des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 und um eine Nullpunktposition für die Positionsmessung (d. h. eine Bezugsposition), die durch das optische Empfangssystem 12 vorgegeben worden ist, herum zu bewegen. Zu dieser Zeit ist eine Beziehung, wie sie z. B. in Fig. 5 gezeigt ist, zwischen (i) dem Positionssignal, das für die Position des Bezugsplanspiegels 17 in der Richtung der optischen Achse, gemessen durch das optische Empfangssystem 12 (d. h. ein gemessener Wert Z der Flächenposition), kennzeichnend ist, und (ii) einem Ausgang des Brennebeneerfassungssystems 18, der durch Empfangen des durch den Bezugsplanspiegel 17 reflektierten sensibilisierenden Lichts und durch Umwandeln des empfangenen Lichts in ein elektrisches Signal zu erlangen ist, erhältlich. Bei diesem Beispiel wird das Signal vom Erfassungssystem 18 unter Verwendung eines Signals von einem Bezugslichtmenge-Erfassungssystem 53, z. B. durch Normen des Signals vom Erfassungssystem 18 unter Verwendung des Signals vom Erfassungssystem 53, korrigiert, was beispielsweise vorgenommen wird, um den Effekt irgendeiner Schwankung der Lichtquelle 1 auszuschließen.
Da der Bezugsplanspiegel 17 in der Brennflächenposition des optischen Reduktionsprojektionssystems 8 angeordnet ist, zeigt der Ausgang des Brennebene-Erfassungssystems 18 eine Spitze. Ein gemessener Wert Z&sub0; der Flächenposition zu dieser Zeit wird als die Brennpunktposition des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 bestimmt, da diese für die Belichtung des Wafers 9 verwendet wird. Alternativ können auf der Grundlage des gemessenen Werts Z&sub0; vorgegebene Fokuspositionsangaben korrigiert werden.
Die auf diese Weise bestimmte Fokusposition des Projektionsobjektivsystems 8 kann als eine Bezugsposition für das außeraxiale Flächenposition-Erfassungssystem verwendet werden. Die beste Abbildungsposition für den tatsächlichen Wafer- Druckvorgang befindet sich in einem solchen Abstand von dieser Bezugsposition, der einer "Abweichung" mit einer Größe entspricht, die bestimmt werden kann, während die Dicke einer Decklackschicht am Wafer, die Höhe eines im Verlauf des vorausgehenden Prozesses gebildeten Musters u. dgl. in Betracht gezogen werden. Wenn die Waferbelichtung unter Verwendung eines mehrschichtigen Decklackprozesses ausgeführt werden soll, ist als ein Beispiel lediglich die Sensibilisierung der obersten Schicht der Mehrschichtenstruktur ausreichend. Demzufolge wird die Decklackfläche des Wafers im wesentlichen mit der Bezugsposition übereinstimmen. Wenn dagegen ein einlagiger Decklack verwendet wird, so daß das sensibilisierende Licht in ausreichender Weise zu einer Basis oder einem Substrat hin gelangt, wird der Brennpunkt des Wafers mit der Substratfläche, nicht mit der Decklackfläche übereinstimmen. Deshalb ist es kein seltener Fall, daß eine Abweichung von nicht weniger als 1 Mikron zwischen der Decklackfläche und der Bezugsposition vorhanden ist. Eine derartige Abweichung ist dem Prozeß inhärent und wird separat aus einer der Projektionsbelichtungsvorrichtung eigenen Abweichung bestimmt. Auf der Seite der Belichtungsvorrichtung selbst ist es ausreichend, daß allein schon die Fokusposition des Projektionsobjektivsystems 8 exakt durch die beschriebene Methode der vorliegenden Erfindung ermittelt werden kann. Insofern kann die vorerwähnte Abweichung nach Erfordernis in das selbstfokussierende Steuersystem 19 oder das Antriebssystem 20 durch ein (nicht dargestelltes) Systemsteuergerät der Projektionsbelichtungsvorrichtung eingegeben werden.
Die Erfassung der Fokusposition Z&sub0; kann auf der Basis eines Spitzenwerts im Ausgang des Brennebene-Erfassungssystems 18 bestimmt werden. Auch gibt es verschiedene unterschiedliche Wege. Um die Erfassungsempfindlichkeit zu steigern, kann als ein Beispiel ein Slicelevel eines bestimmten Verhältnisses zum Spitzenwertausgang festgesetzt werden, und durch Ermitteln der gemessenen Autofokuswerte Z&sub1; und Z&sub2; als der Ausgang mit derselben Höhe wie dieser Slicelevel kann die Fokusposition mit Z&sub0; = (Z&sub1; + Z&sub2;)/2 bestimmt werden. Als eine Alternative kann die Spitzenwertposition unter Anwendung einer Differenziermethode bestimmt werden. Als eine weitere Alternative kann sie durch Ermitteln einer Spitze im Gegensatz zu einer Abbildung, die als ein Resultat eines Wiederabbildens des Reflexionslichts vom Bezugsspiegel 17 auf die Strichplatte 7 durch das Projektionsobjektivsystem ausgebildet wird, bestimmt werden.
Um die Auflösung bei der Erfassung der Fokusposition Z&sub0; zu erhöhen, kann die Bildfeldblende 14 (in manchen Fällen zusammen mit der Kondensorlinse 15 und der Sehzelle 16), wie in Fig. 4 gezeigt ist, so verlagert werden, daß das sensibilisierende, auf die Sehzelle 16 einfallende Licht demjenigen entspricht, das durch ein Lichtleitteil 22 mit einer Größe, die einer kritischen auflösbaren Linienbreite des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 nahe ist, übertragen worden ist.
Die Prozedur von der Erfassung der Fokusposition des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 bis zur Belichtung des Wafers 9 im Anschluß an den Fokussiervorgang des Wafers 9 ist im Flußplan der Fig. 6 dargestellt.
Gemäß dem Flußplan der Fig. 6 wird für jedes Wafer die Fokuspositionserfassung des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 ausgeführt. Jedoch kann selbstverständlich die Fokuspositionserfassung für jede Aufnahmefläche eines Wafers, für jede vorbestimmte Anzahl von Aufnahmeflächen oder für jede vorbestimmte Anzahl von Wafern ausgeführt werden.
Auf diese Weise ist es unter Verwendung einer für eine tatsächliche Musterübertragung zum Einsatz zu bringenden Strichplatte, eines Projektionsobjektivsystems, eines sensibilisierenden Lichts, eines Fokusposition-Erfassungssystems und eines außeraxialen Flächenposition-Erfassungssystems möglich, die Fokusposition des verwendeten Projektionsobjektivsystems direkt zu messen und ununterbrochen ein Wafer, auf das Muster übertragen werden sollen, exakt in der Brennebene des Projektionsobjektivsystems zu halten.
Demzufolge liegt hier ein bedeutender Vorteil vor, daß im Prinzip die Musterübertragung nicht durch irgendeine Änderung in der Fokusposition mit der Zeit aufgrund einer Änderung in einer Umgebungstemperatur des Projektionsobjektivsystems, einer Änderung im Atmosphärendruck, eines Temperaturanstiegs im Objektivsystem, der aus einer Bestrahlung mit Licht resultiert, oder eines Temperaturanstiegs, der das Ergebnis einer Wärmeerzeugung innerhalb der Vorrichtung als Ganze, die das Projektionsobjektivsystem einschließt, ist, beeinflußt wird.
Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil in bezug auf die Herstellung, daß ein optisches Fokusposition-Erfassungssystem für das Projektionsobjektivsystem lediglich durch Hinzufügen eines optischen Abbildungssystems, einer Kondensorlinse und einer Sehzelle, die jeweils einfach und billig sind, zu einem herkömmlichen Beleuchtungssystem hergestellt werden kann.
Ferner kann die Messung der Fokusposition gemäß dieser Erfindung jederzeit im Verlauf des Wafer-Belichtungszyklus ausgeführt werden, und aus diesem Grund besteht ein Vorteil darin, daß ein Unterschied in der Zeit zwischen der Messung und der Belichtung zu einem Minimum gemacht werden kann.
Da für unterschiedliche Prozesse einer Übertragung von Schaltschemata auf ein Wafer 9 präparierte Strichplatten 7 hinsichtlich des Belichtungsbereichs, durch den hindurch die Schemaübertragung durchgeführt werden soll, in tatsächlichen Projektionsbelichtungsvorrichtungen unterschiedliche Größen haben können, wird in vielen Fällen ein Belichtungsbereich-Änderungsmechanismus, genannt "Maskenmechanismus", vorgesehen, wie beispielsweise im US-Patent Nr. 4 589 769 beschrieben ist.
Bei der zweiten, in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform hat der Teil außer dem optischen Beleuchtungssystem denselben Aufbau wie derjenige der unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschriebenen ersten Ausführungsform, weshalb die Erläuterung hinsichtlich des optischen Beleuchtungssystems gegeben wird.
Die Hg-Lampe 1, die eine Lichtquelle für eine Belichtung ist, hat ein Lichtemissionsteil, das in einem ersten Brennpunkt eines Ellipsoidspiegels 2 positioniert ist. Das von der Hg- Lampe 1 austretende Licht wird an einer zweiten Brennpunktposition des Ellipsoidspiegels 2 konzentriert. Ein optischer Integrator 3 hat eine Lichtempfangsfläche, die in der zweiten Brennpunktposition des Ellipsoidspiegels 2 angeordnet ist. Somit bestimmt die Lichtemissionsfläche des optischen Integrators 3 eine Sekundärlichtquelle. Das vom optischen Integrator 3 ausgehende Licht tritt durch eine Kondensorlinse 23 sowie einen Strahlenteiler 24 und beleuchtet eine Ebene, in der ein Beleuchtungsbereich-Änderungsmechanismus 25 vorgesehen ist. Mit 56 ist eine Blende, mit 55 ist ein Filter bezeichnet, das wie dasjenige der ersten Ausführungsform von Fig. 1 wirksam ist, um den für eine Belichtung zu verwendenden Wellenlängenbereich zu begrenzen.
Bei dieser Ausführungsform umfaßt der Beleuchtungsbereich- Änderungsmechanismus 25 eine Blende, die eine Apertur von veränderbarer Gestalt hat und so wirkt, um lediglich einen Teil des die Ebene, in der der Beleuchtungsbereich-Änderungsmechanismus 25 vorhanden ist, beleuchtenden Lichts durchzulassen.
Der Strahlenteiler 24 hat ein Vermögen, um annähernd 90-95% des Belichtungslichts zu übertragen.
Das durch diesen Beleuchtungsbereich-Änderungsmechanismus 25 tretende Belichtungslicht geht durch ein Abbildungsobjektiv 26, und danach wird sein Strahlengang unter einem rechten Winkel durch einen Spiegel 27 abgelenkt. Nach Passieren einer Feldlinse 6 erreicht es eine Strichplatte 7. Bei diesem Beispiel sind die Ebene, in der die Apertur des Beleuchtungsbereich-Änderungsmechanismus 25 vorhanden ist, und eine Fläche der Strichplatte 7, an der ein Schaltschema ausgebildet ist, in einer optisch miteinander konjugierten Beziehung hinsichtlich des Abbildungsobjektivs 26 und der Feldlinse 6 angeordnet. Ferner hat ein Reduktionsprojektionsobjektivsystem 8, das sich zwischen der Strichplatte 7 und einem zu belichtenden Wafer 9 befindet, eine Eintrittspupille, die in einer optisch konjugierten Beziehung mit der Lichtemissionsfläche (Sekundärlichtquelle) des optischen -Integrators 3 angeordnet ist. Darüber hinaus kann die Schaltschemafläche der Strichplatte 7 mittels eines optischen Beleuchtungssystems, das die mit 1-3, 23-27 und 6 bezeichneten Elemente einschließt, in einer Köhlerschen Beleuchtungsweise beleuchtet werden.
Die Wirkung des für die Fokuspositionserfassung verwendeten Belichtungslichts, d. h. dessen Übertragung durch ein Muster (21, 22) der Strichplatte 7, dessen Durchgang zum Reduktionsprojektionsobjektivsystem 8, dessen Reflexion an einem Bezugsreflexionsspiegel 17, dessen zweiter Durchgang durch das Reduktionsprojektionsobjektivsystem 8 und dessen Übertragung durch die Strichplatte 7 hindurch, ist dieselbe, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben worden ist.
Das vom Lichtleitteil 22 der Strichplatte 7 zurückkommende Belichtungslicht geht durch die Feldlinse 6 und tritt nach seiner Reflexion durch den Spiegel 27 und seiner Übertragung durch das Abbildungsobjektiv 26 durch die Apertur des Beleuchtungsbereich-Änderungsmechanismus 25 hindurch. Danach wird es durch den Strahlenteiler 24, der 5-10% des Belichtungslichts zurückwirft, reflektiert, und hierauf wird es durch eine Kondensorlinse 28 auf einen lichtelektrischen Empfänger 16 gerichtet.
Die anschließende Art einer Brennflächenerfassung ist im wesentlichen dieselbe, wie sie unter Bezugnahme auf die Ausführungsform der Fig. 1 beschrieben worden ist.
Ein charakteristisches Merkmal der Ausführungsform von Fig. 7 liegt darin, daß anstelle des Spiegels 5 der Ausführungsform von Fig. 1 der Strahlenteiler 24 zum Einsatz kommt. Diese Anordnung bietet einen Vorteil, daß nebst der Zufügung des Beleuchtungsbereich-Änderungsmechanismus die Vorrichtung als Ganze kompakt gemacht werden kann. Ferner wirkt bei dieser Ausführungsform der Strahlenteiler 24 auch dahingehend, das Licht zu einem Lichtempfänger zu leiten, um die Menge des Belichtungslichts zu überwachen. Darüber hinaus ist der Lichtempfänger 50 auch als ein Empfänger für ein Erfassen einer integrierten Lichtmenge während der Schaltschema-Projektionsbelichtung betriebsfähig, und er kann insofern zur Regelung der Belichtungsmenge verwendet werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die X-Y-Z-Bühne 10 bewegbar, und durch Bewegen der X-Y-Z-Bühne 10 längs der optischen Achse des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 werden die Messung der Fokusposition (d. h. der Bildflächenposition) des Projektionsobjektivsystems 8 wie auch das Positionieren des Wafers 9 ausgeführt. Jedoch kann das Projektionsobjektivsystem 8 mit einem Antriebsmechanismus versehen sein, damit das Projektionsobjektivsystem 8 längs seiner optischen Achse verlagerbar zu machen ist, um dadurch das Messen oder Positionieren auszuführen.
In diesem Fall können das Projektionsobjektivsystem 8 und die Strichplatte 7 (wie auch die Strichplattenbühne 70) als eine Einheit verlagert werden.
Anstelle einer Kontrolle der Übertragungsmenge des Reflexionslichts auf den an der X-Y-Z-Bühne 10 vorgesehenen Bezugsreflexionsspiegel 17 durch die Strichplatte 7, um die Brennpunktlage zu erfassen, kann von dem Bezugsreflexionsspiegel in Kombination mit einem unterschiedlichen Typ eines TTL- Selbstfokussierungssystems (z. B. eines im US-Patent Nr. 4 395 117 offenbarten) zur Ermittlung der Brennpunktlage Gebrauch gemacht werden.
Wenngleich bei den vorausgehenden Ausführungsformen ein Teil des Schaltschemas der Strichplatte 7 verwendet wird, um ein vorbestimmtes Licht zum Bezugsreflexionsspiegel 17 zu richten, kann die Strichplatte 7 mit einem separaten Fokusposition- Erfassungsmuster (z. B. einem Fenster) zur Verwendung im Lenken des Lichts versehen sein.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist ein Bezugsreflexionsspiegel (eine Fläche), z. B. 17, getrennt vom Wafer 9 an der X-Y-Z-Bühne 10, um einem speziellen Prozeß, wie einem mehrschichtigen Decklack od. dgl., zu entsprechen, vorgesehen. Wenn jedoch ein solcher spezieller Bezugsreflexionsspiegel 17 nicht verwendet wird, kann ein Attrappenwafer, das nicht mit einem Decklack beschichtet ist, an der X-Y-Z-Bühne 10 angebracht werden, anstatt ein mit einem Decklack beschichtetes Wafer 9 zu verwenden, und die Fokusposition des optischen Projektionssystems kann im wesentlichen auf dieselbe Weise, wie zuvor beschrieben wurde, ermittelt werden.
Die Projektionsbelichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann auf viele Arten neben den vorstehend beschriebenen Beispielen verwirklicht werden. Als ein Beispiel ist die vorliegende Erfindung auch auf eine Vorrichtung anwendbar, die als eine Lichtquelle einen Laser, wie z. B. einen KrF- Exzimerlaser, verwendet, oder auf eine Vorrichtung anwendbar, die ein optisches Projektionssystem besitzt, das einen Reflexionsspiegel einschließt.
Hinsichtlich der Mittel zur Feststellung der Position einer Waferfläche mit Bezug auf die Richtung einer optischen Achse eines optischen Projektionssystems können nicht nur ein optischer Erfassungsprozeß, wie er im Vorstehenden veranschaulicht worden ist, sondern auch ein Prozeß zur Anwendung kommen, der eine allgemein bekannte Luftfühlereinrichtung oder eine akustische Fühleinrichtung, die akustische Wellen ausnutzt, verwendet.
Die Fig. 8 ist eine schematische Darstellung, die ein Hauptteil einer Reduktionsprojektionsbelichtungsvorrichtung zeigt, welche ein automatisches Scharfeinstellungssystem enthält.
In Fig. 8 ist mit 7 eine Strichplatte (Photomaske) bezeichnet, die durch eine Strichplattenbühne 20 gehalten wird. An der Strichplatte 7 ist ein Schaltschema ausgestaltet, das durch ein Reduktionsprojektionsobjektivsystem 8 und mit einem verminderten Maßstab von 1/5 auf ein an einer X-Y-Z-Bühne 10 angebrachtes Wafer 9 abgebildet werden kann, wodurch die Belichtung des Wafers 9 ausgeführt wird. Bei der Ausführungsform der Fig. 8 ist in einer dem Wafer 9 nahen Position ein Bezugsplanspiegel 17 mit einer Spiegelfläche gehalten, deren Höhe im wesentlichen mit derjenigen der oberen Fläche des Wafers 9 übereinstimmt. Die Spiegelfläche des Bezugsplanspiegels 7 wird durch einen Metallfilm, der beispielsweise aus Cr oder Al gefertigt ist, gebildet. Der Grund für die Anwendung des Bezugsplanspiegels 17 anstelle eines tatsächlichen, mit einem Decklackmaterial beschichteten Wafers ist ein solcher, wie vorstehend beschrieben worden ist.
Die X-Y-Z-Bühne 10 ist in einer Richtung (Z-Richtung) der optischen Achse des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 wie auch in einer zu dieser Richtung rechtwinkligen Ebene (X-Y-Ebene) bewegbar. Selbstverständlich kann sie um die optische Achse herum drehbar gemacht werden.
Zur Übertragung des Schaltschemas der Strichplatte auf das Wafer 9 wird der Bildbereich der Strichplatte 7, in dem das Schaltschema ausgebildet ist, mittels eines optischen Beleuchtungssystems beleuchtet.
In Fig. 8 bezeichnen die Bezugszahlen 11 und 12 Bauelemente eines optischen außeraxialen Flächenposition-Erfassungssystems. Mit 11 ist ein optisches Lichtprojektionssystem bezeichnet, um eine Mehrzahl von Lichtstrahlen (Lichtströmen) zu projizieren. Jeder durch das optische Lichtprojektionssystem 11 projizierte Lichtstrahl umfaßt ein nichtdruckendes Licht, bezüglich welchem der Decklack am Wafer 9 eine Sensibilität nicht besitzt. Jedes dieser Lichter wird am Bezugsplanspiegel 17 (oder der oberen Fläche des Wafers 9) fokussiert und dadurch reflektiert.
Jeder durch den Bezugsplanspiegel 17 reflektierte Lichtstrahl tritt in das optische Empfangssystem 12 ein. Wenngleich das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, so enthält das optische Empfangssystem 12 eine Mehrzahl von Positionserfassungssehzellen, die darin jeweils angeordnet sind, um mit den reflektierten Strahlen in Wechselbeziehung zu stehen. Jede Positionserfassungssehzelle besitzt eine Lichtempfangsfläche, die mit Bezug zum optischen Abbildungssystem im wesentlichen in einer optisch konjugierten Beziehung mit dem Reflexionspunkt eines zugeordneten Strahls an dem Bezugsplanspiegel 17 angeordnet ist. Jegliche Lageabweichung des Reflexionspunkts eines jeden Strahls am Bezugsplanspiegel 17 in der Richtung der optischen Achse des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 kann als eine Lageabweichung eines in eine entsprechende Positionserfassungssehzelle im optischen Empfangssystem 12 eingetretenen Lichtstrahls gemessen werden.
Die Lageabweichung des Bezugsplanspiegels 17 von einer vorbestimmten Bezugsebene, die durch dieses optische Empfangssystem 12 gemessen wird, kann als eine Flächenposition durch eine Flächenposition-Erfassungsvorrichtung 100 auf der Grundlage von Ausgangssignalen von den Positionserfassungssehzellen berechnet werden, wobei das einem berechneten Wert entsprechende Signal über eine Signalleitung an ein Steuersystem 110 gelegt wird.
Im Ansprechen hierauf führt das Steuersystem 110 mittels einer Signalleitung einer Bühnenantriebseinrichtung 20 ein Befehlssignal zu, um die X-Y-Z-Bühne 10, an der der Bezugsplanspiegel 17 angebracht ist, zu bewegen. Wenn andererseits die Fokusposition des Projektionsobjektivsystems 8 durch einen TTL- Prozeß ermittelt werden soll, erzeugt das Steuersystem 110 einen Befehl und gibt diesen an die Bühnenantriebseinrichtung 20, um die X-Y-Z-Bühne 10 so zu bewegen, daß der Bezugsplanspiegel 17 auf- oder abwärts in der Richtung (Z-Richtung) der optischen Achse des Projektionsobjektivsystems 8 und um eine vorbestimmte Bezugsposition herum verlagert wird. Auch wird bei dieser Ausführungsform die Position des Wafers 9 innerhalb der X-Y-Ebene zur Zeit einer Belichtung unter dem Einfluß des Steuersystems 110 und der Bühnenantriebseinrichtung 20 kontrolliert.
Im folgenden wird eine Beschreibung eines optischen Fokusposition-Erfassungssystems für das Reduktionsprojektionsobjektivsystem 8 gegeben, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
In den Fig. 9A und 9B sind mit 7 eine Strichplatte und mit 31-31 an der Strichplatte 7 ausgebildete Musterteile mit einem Lichtsperrvermögen bezeichnet. Ein Lichtleitteil, das zwischen die Musterteile 31 eingefügt ist, ist mit 32 bezeichnet. Die Musterteile 31 und das Lichtleitteil 32 bilden bei dieser Ausführungsform eine Fokusposition-Erfassungsmarke. Zur Ermittlung der Fokusposition (Bildflächenposition) des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 wird, wie beschrieben wurde, die X-Y-Z-Bühne 10 längs der optischen Achse des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 verlagert. Hierbei wird der Bezugsplanspiegel 17 genau unter dem Reduktionsprojektionsobjektivsystem 8 angeordnet, und die Musterteile 31 sowie das Lichtleitteil 32 der Strichplatte 7 werden mittels eines optischen Fokuserfassungsbeleuchtungssystems, das später beschrieben werden wird, beleuchtet.
Zuerst wird eine Erläuterung in Verbindung mit Fig. 9A für einen Fall gegeben, wobei sich die Spiegelfläche des Bezugsplanspiegels 17 exakt in der Brennflächenposition des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 befindet. Durch das Lichtleitteil 32 der Strichplatte 7 tretendes Licht wird mittels des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 auf den Bezugsplanspiegel 17 fokussiert, um an der Spiegelfläche ein Bild der Marke der Strichplatte auszubilden, und es wird dadurch reflektiert. Das reflektierte Licht geht längs seiner ankommenden Bahn zurück und wird durch das Reduktionsprojektionsobjektivsystem an der Strichplatte 7 fokussiert, und es tritt durch das Lichtleitteil 32 zwischen den Musterteilen 31 der Strichplatte 7 hindurch. Hierbei wird Licht durch die Musterteile 31 der Strichplatte 7 nicht abgedeckt, und alles Licht kann durch das Lichtleitteil 32 zwischen den Musterteilen 31 durchtreten.
Im folgenden wird eine Erläuterung in Verbindung mit Fig. 9B für einen Fall gegeben, wobei sich die Spiegelfläche des Bezugsplanspiegels 17 in einer Position befindet, die nach unten von der Brennebene des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 verschoben ist. Durch das Lichtleitteil 32 zwischen den Musterteilen 31 der Strichplatte 7 tretendes Licht geht durch das Reduktionsprojektionsobjektivsystem 8 und erreicht den Bezugsplanspiegel 17. Da sich die Spiegelfläche des Bezugsplanspiegels 17 nicht in der Brennflächenposition des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8, sondern in einer unter der Brennfläche liegenden Position befindet, wird das Bild der Marke mit Bezug zur Spiegelfläche defokussiert, so daß das Licht durch den Bezugsplanspiegel 17 in Form eines erweiterten Lichtstroms reflektiert wird. Das reflektierte Licht geht nämlich längs einer Bahn zurück, die zu seiner ankommenden Bahn unterschiedlich ist, es tritt dann durch das Reduktionsprojektionsobjektivsystem 8 und erreicht, ohne auf die Strichplatte fokussiert zu werden, die Strichplatte 7 in Form eines Lichtstroms mit einer der Lageabweichung des Bezugsplanspiegels 17 mit Bezug zur Brennebene des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 entsprechenden Ausdehnung. Hierbei wird ein Teil des reflektierten Lichts durch die Musterteile 31 der Strichplatte 7 abgedeckt, und alles Licht kann nicht durch das Lichtleitteil 32 hindurchtreten. Somit tritt im Vergleich mit einem Fall, da die Koinzidenz erlangt wird, hier eine Differenz in der Menge des reflektierten Lichts, das durch die Strichplatte 7 tritt, auf, da die Bezugsspiegelfläche nicht mit der Brennfläche übereinstimmt.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Fig. 8 wird eine Beschreibung eines Beleuchtungs- sowie eines Lichtempfangssystems des optischen Fokusposition-Ermittlungssystems gegeben. Das Beleuchtungssystem verwendet ein Licht, das aus dem Aufnahmebeleuchtungssystem A über ein Lichtleitfaserorgan 130 empfangen wird und somit die gleiche Wellenlänge wie diejenige des Belichtungslichts hat. Das Beleuchtungssystem A hat denselben Aufbau wie das in Fig. 1 gezeigte. Von einem Ende des Faserorgans 130 austretendes Licht wird intermittierend als ein gepulstes Licht durch einen Chopper (eine Blende) 140 einer Übertragungslinse 150 zugeführt. Dann tritt es durch eine Blende 160 und in einen Polarisationsstrahlenteiler 170 ein, in dem eine S-Polarisationskomponente des Lichts zu einem λ/4-Plättchen 180 reflektiert wird, von welchem sie zu einer Objektivlinse 190 sowie einem Drehspiegel 220 geht, und letztlich beleuchtet sie einen der Fokusposition-Meßmarke 30 nahen Teil der Strichplatte 7. Die Blende 160 ist in einer Position einer Pupille des Beleuchtungssystems angeordnet und wirkt, um die Gestalt sowie Größe einer effektiven Lichtquelle dieses Beleuchtungssystems zu bestimmen. Auch ist die Position der Blende 160 mit einer Pupille des Projektionsobjektivsystems 8 in einer optisch konjugierten Beziehung.
Das Lichtempfangssystem wird nun erläutert. Wie unter Bezugnahme auf die Fig. 9A und 9B gesagt wurde, geht das reflektierte, vom Bezugsplanspiegel 17 zurückkommende Licht durch die Strichplatte 7, dann längs des Drehspiegels 200 sowie der Objektivlinse 190 und trifft schließlich auf das λ/4- Plättchen. Bei Durchgang durch dieses λ/4-Plättchen 180 wird das reflektierte Licht in ein P-Polarisationslicht umgeformt, so daß es durch den Polarisationsstrahlenteiler 170 tritt. Dann geht es durch eine Übertragungslinse 210 und tritt in eine Sehzelle 220 ein, die in einer mit der Pupille des Projektionsobjektivsystems 8 optisch konjugierten Position vorgesehen ist, wodurch die Lichtmenge auf der Grundlage eines von der Sehzelle 220 erzeugten Signals ermittelt werden kann. Bei diesem Beispiel können der Polarisationsstrahlenteiler 170 und das λ/4-Plättchen 180 tätig sein, um eine gesteigerte Effizienz in der Lichtausnutzung zu gewährleisten.
Wenn hierbei die Sehzelle 220 ein direktes Reflexionslicht (kein Signallicht) von der Strichplatte 7 zusätzlich zum Reflexionslicht vom Bezugsplanspiegel 17 empfängt, wirkt das von der Strichplatte 7 reflektierte Licht als ein Streulicht, um das Verhältnis Stör- zu Nutzsignal des empfangenen Signals herabzusetzen. Falls das Projektionsobjektivsystem 8 dieser Ausführungsform lediglich auf der Seite des Wafers, nicht jedoch auf der Seite der Strichplatte telezentrisch ist, weil der Einfallswinkel des Beleuchtungslichts auf die Strichplatte 7 nicht in einem rechten Winkel eingestellt ist, kommt ein solches direktes Reflexionslicht von der Strichplatte 7 nicht zum Lichtempfangssystem zurück und wird es folglich nicht durch die Sehzelle 220 empfangen. Wenn andererseits das Projektivsystem 8 sowohl auf der Seite der Strichplatte als auch der Seite Wafers telezentrisch ist, kann das λ/4-Plättchen 180 aus der gezeigten Position herausgenommen und zwischen der Strichplatte 7 sowie der X-Y-Z-Bühne 10 angeordnet werden (beispielsweise innerhalb des Projektionsobjektivsystems 8). Wenn so vorgegangen wird, kann das direkte Reflexionslicht von der Strichplatte 7 am Polarisationsstrahlenteiler 170 blokkiert (reflektiert) werden, so daß es an einem Einfallen auf die Sehzelle 220 gehindert werden kann. Somit kann durch das Projektionsobjektiv 8 lediglich das reflektierte Licht vom Bezugsplanspiegel 17 zur Sehzelle 220 geleitet und von dieser empfangen werden, wodurch das Verhältnis Stör- zu Nutzsignal erhöht werden kann.
Die Bezugszahlen 240 und 250 in Fig. 8 bezeichnen Bauelemente eines Lichtmengenmonitors des optischen Fokusposition-Erfassungssystems, wobei mit 240 eine Kondensorlinse und mit 250 eine Sehzelle bezeichnet sind.
Wie zuvor beschrieben wurde, wird die S-Polarisationslichtkomponente des vom Lichtleitfaserorgan 130 austretenden Lichts durch den Polarisationsstrahlenteiler 170 reflektiert und beleuchtet es die Brennpunktposition-Meßmarke 30. Die verbleibende P-Polarisationslichtkomponente geht durch den Strahlenteiler 170. Das auf diese Weise übertragene Licht wird durch die Kondensorlinse 240 an der Sehzelle 250 konzentriert. Die Sehzelle 250 erzeugt ein der Intensität des empfangenen Lichts entsprechendes Signal und führt dieses längs einer Signalleitung zu einem Bezugslichtmenge-Erfassungssystem 260.
Wenn das Licht vom Faserorgan 130 eine willkürliche Polarisationscharakteristik hat, so ist folglich dann das Signal von der Sehzelle 250 im Verhältnis zur Änderung in der Lichtmenge vom Faserorgan 130 veränderlich.
Anschließend wird eine Beschreibung eines Verfahrens zur Erfassung der Fokusposition (Bildflächenposition) des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 unter Verwendung eines Signalausgangs von der Sehzelle 220 beschrieben.
Die Bühnenantriebseinrichtung 20 ist betätigbar, um die X-Y- Z-Bühne 10, an der der Bezugsplanspiegel 17 angebracht ist, in einer Richtung der optischen Achse des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 und um einen Nullpunkt herum, der durch das optische außeraxiale Flächenposition-Erfassungssystem 12 vorgegeben ist, zu bewegen. Bei Bewegung der Bühne 10 werden die Positionen des Bezugsplanspiegels 17, die mit Bezug zur Richtung der optischen Achse unterschiedlich sind, durch die Flächenposition-Erfassungsvorrichtung 100 auf der Grundlage von Signalen vom optischen Positionserfassungssystem 12 überwacht. Von diesen gemessenen Positionen wird ein gemessener Wert, der der Position nahe ist, in der eine Abbildung der Fokus-Erfassungsmarke 30 durch das Fokusposition-Erfassungssystem projiziert wird, als ein Repräsentant Z verwendet, der die Position des Bezugsplanspiegels 17 darstellt. Die zwischen diesem Repräsentanten Z und einem durch das Lichtmenge-Erfassungssystem 230 zu erzeugenden Signalausgang, wenn das durch den Bezugsplanspiegel 17 reflektierte Licht durch die Sehzelle 220 empfangen wird, zu erlangende Beziehung ist im wesentlichen dieselbe wie diejenige, die in Fig. 5 dargestellt ist.
Bei dieser Ausführungsform wird, um den Schwankungseffekt (Änderung in der Lichtmenge) einer Lichtquelle, z. B. einer Hg-Lampe, des Aufnahmebeleuchtungssystems A zu vermeiden, das Signal von dem Lichtmenge-Erfassungssystem 230 unter Verwendung eines Signals vom Bezugslichtmenge-Erfassungssystem 260, wie beschrieben wurde, normiert. Die Normierung wird im Steuersystem 110 vorgenommen. Ferner wird zur Verminderung des Effekts eines Aufnahmerauschens der Sehzelle 220 das Licht vom Faserorgan 130 in vorbestimmten Intervallen mittels des Choppers 140 abgesperrt, um zu ermöglichen, daß die Marke 30 intermittierend beleuchtet wird, und durch das Erfassungssystem 230 werden die Signale in zeitlich festgelegter Beziehung mit der intermittierenden Beleuchtung erfaßt. Um diese Betriebsweise zu gewährleisten, ist der Chopper 140 mit dem Steuersystem 110 über eine (nicht dargestellte) Signalleitung verbunden, so daß das Steuersystem 110 arbeiten kann, um eine synchrone Regelung des Choppers 140 und des Erfassungssystems 230 auszuführen. Zu diesem Zweck enthält das Steuersystem 110 eine Zeitgeberschaltung, von der Treibertakte einer vorbestimmten Frequenz an ein (nicht dargestelltes) Betätigungselement des Choppers 140 und des Erfassungssystems 230 gelegt werden.
Da der Bezugsplanspiegel 17 in der Brennebene (Bildfläche) des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 positioniert ist, zeigt das Ausgangssignal des Erfassungssystems 230 eine Spitze. Ein gemessener Wert Z&sub0;, der in diesem Moment durch die Flächenposition-Erfassungsvorrichtung 100 geliefert wird, wird als die Fokusposition des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 bei Belichtung des Wafers 9 bestimmt.
Die auf diese Weise bestimmte Fokusposition des Projektionsobjektivsystems 8 kann als eine Bezugsposition für das außer axiale Flächenposition-Erfassungssystem 12 und die Vorrichtung 100 verwendet werden. Die beste Abbildungsposition für den tatsächlichen Wafer-Druckvorgang befindet sich,wie zuvor beschrieben wurde, in einem solchen Abstand von dieser Bezugsposition, welcher einer "Abweichung" mit einem Wert entspricht, der bestimmt werden kann, indem die Dicke einer Decklackschicht am Wafer, die Höhe eines im Verlauf des vorausgehenden Prozesses gebildeten Musters u. dgl. in Betracht gezogen werden. Wenn als ein Beispiel die Waferbelichtung unter Verwendung eines mehrschichtigen Decklackprozesses ausgeführt werden soll, ist lediglich die Sensibilisierung der obersten Schicht der Mehrschichtenstruktur ausreichend. Demzufolge wird die Decklackfläche des Wafers im wesentlichen mit der Bezugsposition übereinstimmen. Wenn dagegen ein einlagiger Decklack verwendet wird, so daß das sensibilisierende Licht in ausreichender Weise zu einer Basis oder einem Substrat gelangt, wird der Brennpunkt des Wafers mit der Substratfläche, nicht mit der Decklackfläche übereinstimmen. Deshalb ist es kein seltener Fall, daß eine Abweichung von nicht weniger als 1 Mikron zwischen der Decklackfläche und der Bezugsposition vorhanden ist. Eine solche Abweichung ist dem Prozeß inhärent und wird separat aus einer der Projektionsbelichtungsvorrichtung eigenen Abweichung bestimmt. Auf der Seite der Belichtungsvorrichtung selbst ist es schon ausreichend, daß die Fokusposition des Projektionsobjektivsystems 8 exakt durch die beschriebene Methode der vorliegenden Erfindung ermittelt werden kann. Somit kann die vorerwähnte Abweichung nach Erfordernis in das Steuersystem 110 oder das Antriebssystem 20 durch ein (nicht dargestelltes) Systemsteuergerät der Projektionsbelichtungsvorrichtung eingegeben werden.
Die Erfassung der Fokusposition Z&sub0; kann auf der Basis eines Spitzenwerts im Ausgang des Erfassungssystems 230 bestimmt werden. Auch gibt es hier verschiedene Wege. Um die Erfassungsempfindlichkeit zu steigern, kann als ein Beispiel ein Slicelevel eines bestimmten Verhältnisses zum Spitzenwertausgang festgesetzt werden, und durch Ermitteln der gemessenen Autofokuswerte Z&sub1; sowie Z&sub2; als der Ausgang mit derselben Höhe wie dieser Slicelevel kann die Fokusposition mit Z&sub0; = (Z&sub1; + Z&sub2;)/2 bestimmt werden. Als eine Alternative kann die Spitzenwertposition unter Anwendung einer Differenziermethode festgesetzt werden. Als eine weitere Alternative kann sie durch Ermitteln einer Spitze im Gegensatz zu einer Abbildung der Marke 30, die als Ergebnis eines Wiederabbildens des Reflexionslichts vom Bezugsspiegel 17 an der Strichplatte 7 durch das Projektionsobjektivsystem 8 ausgebildet wird, bestimmt werden.
Hinsichtlich der an der Strichplatte 7 vorgesehenen Marke 30 ist, je kleiner die Linienbreite des Lichtleitteils 32 (des Musters) ist, die Änderung im Ausgangssignal von der Sehzelle 220 (mit der Änderung in der Position des Bezugsplanspiegels 17 in der Richtung der optischen Achse) desto größer, und somit ist die Erfassungsempfindlichkeit der Bildflächenposition desto besser. In Anbetracht dessen wird bei der in Rede stehenden Ausführungsform die Linienbreite l der Marke 30 so festgesetzt, um l = 0,8(λ/NA·β)zu erfüllen, damit eine gesteigerte Erfassungsempfindlichkeit der Bildflächenposition gewährleistet wird, wobei in diesem Ausdruck λ die Wellenlänge des die Marke 30 beleuchtenden Lichts, NA die numerische Apertur des Projektionsobjektivsystems auf der Seite des Wafers und β die Vergrößerung des Projektionsobjektivsystems sind.
Aus Versuchen heraus wurde festgestellt, daß zur Gewährleistung einer guten Erfassung der Brennpunktlage (Bildflächenposition) die Linienbreite l der Marke 30 die folgende Bedingung erfüllen sollte:
0,6(λ/NA·β)≤ l ≤ 1,0(λ/NA·β) (1)
Darüber hinaus sollte, um die Erfassung der Bildflächenposition mit höherer Genauigkeit zu gewährleisten, die Linienbreite l vorzugsweise so bestimmt werden, um die folgende Beziehung zu erfüllen:
0,6(λ/NA·β) ≤ l ≤ 0,8(λ/NA·β) (2)
Mit einer Verminderung der Linienbreite des Lichtleitteils 32 der Marke 30 nimmt die Intensität des auf die Sehzelle einfallenden Lichts mit dein Ergebnis einer Tendenz zu einem schlechteren Verhältnis Stör- zu Nutzsignal ab. Um diese Tendenz zu kompensieren, wird bei dieser Ausführungsform eine Brennpunktlage-Meßmarke, wie sie in Fig. 10A oder 10B gezeigt ist, verwendet. Gemäß der Fig. 10A oder 10B ist die Marke mit einer Anzahl von geordneten Ausschnitten, von denen jeder eine Linienbreite l hat, versehen. Diese Anordnung kann die Intensität des der Sehzelle einzugebenden Lichts erhöhen.
Ferner wird bei dieser Ausführungsform für eine gesteigerte Erfassungsempfindlichkeit der Bildflächenposition eine spezielle Anordnung im Beleuchtungssystem zur Beleuchtung der Fokusposition-Ermittlungsmarke 30 der Strichplatte 7 angewendet. Die Fig. 11A in eine Draufsicht, die die Gestalt einer Blende 160 zeigt, welche bei dieser Ausführungsform verwendet wird. Die Blende 160 kann dahingehend wirken, die Gestalt einer wirksamen Lichtquelle zur Beleuchtung der Strichplatte 7 zu bestimmen, und in Fig. 11A ist der durch Schraffur dargestellte Bereich ein Lichtsperrteil, während ein freier Bereich ein Lichtleitteil darstellt.
Wie in Fig. 11A gezeigt ist, besitzt die Blende 160 dieses Beispiels ein eine effektive Lichtquelle definierendes Lichtleitteil, das mit Bezug zu einer optischen Achse (einer optischen Achse des Beleuchtungssystems) exzentrisch ist. Als Ergebnis wird jegliche Änderung in der Position des Bezugsplanspiegels 17 in der Richtung der optischen Achse (der Richtung der optischen Achse des Projektionsobjektivsystems) eine Unschärfe der Abbildung der Marke wie auch eine Verschiebung der Abbildung in einer zur optischen Achse rechtwinkligen Ebene hervorrufen. Folglich wird die Änderung im Ausgangssignal von der Sehzelle 220 groß, was in einer gesteigerten Erfassungsempfindlichkeit der Bildflächenposition resultiert.
Die Fig. 11B und 11C sind jeweils Draufsichten, von denen jede ein weiteres Beispiel einer in der Projektionsbelichtungsvorrichtung dieser Erfindung verwendbaren Blende zeigt. Das Beispiel der Fig. 11B besitzt ein Lichtleitteil vom ringförmiger Gestalt, und die Intensität des der Sehzelle 220 einzuführenden Lichts kann im Vergleich mit dem Beispiel der Fig. 11A erhöht werden. Auch können die Präzision und Empfindlichkeit der Erfassung verbessert werden.
Andererseits zeigt die Fig. 11C ein Beispiel einer Blende, wobei deren Lichtleitteil nicht mit Bezug zur optischen Achse exzentrisch ist. Somit kann die wirksame Lichtquelle zur Beleuchtung der Fokusposition-Meßmarke 30 im wesentlichen dieselbe wie die effektive Lichtquelle für eine Belichtung sein. Mit einer solchen Blende kann die Defokussierungscharakteristik des Projektionsobjektivsystems 8 zur Zeit einer tatsächlichen Belichtung reproduziert werden, und deshalb ist es möglich, daß die durch das Bildflächenerfassungssystem ermittelte Bildfläche und die Bildfläche zur Zeit einer Belichtung in strikte Koinzidenz miteinander gebracht werden.
Die Prozedur von der Erfassung der Bildflächenposition des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 zur Belichtung des Wafers im Anschluß an den Fokussiervorgang des Wafers 9 ist im Flußplan der Fig. 12 dargestellt.
Gemäß diesem Flußplan der Fig. 12 wird für jedes Wafer die Fokuspositionserfassung des Reduktionsprojektionsobjektivsystems 8 ausgeführt. Jedoch kann selbstverständlich die Fokuspositionserfassung für jede Aufnahmefläche eines Wafers, für jede vorbestimmte Anzahl von Aufnahmeflächen oder für jede vorbestimmte Anzahl von Wafern durchgeführt werden.
Auf diese Weise ist es unter Verwendung einer für eine tatsächliche Musterübertragung zum Einsatz zu bringenden Strichplatte und eines Lichts (Ermittlungslichts), das durch ein Projektionsobjektivsystem hindurchgeführt wird, möglich, direkt eine Fokusposition des Objektivsystems zu messen. Ferner ist es unter Verwendung eines außeraxialen Flächenposition-Erfassungssystems möglich, getrennt die Flächenposition eines Wafers, auf das Muster übertragen werden sollen, zu messen. Indem diese in Wechselbeziehung gebracht werden, besteht somit die Möglichkeit, die Waferfläche exakt in der Brennebene des Projektionsobjektivsystems zu positionieren.
Demzufolge liegt hier ein bedeutender Vorteil vor, daß im Prinzip die Musterübertragung nicht durch irgendeine Änderung in der Fokusposition mit der Zeit aufgrund einer Änderung in einer Umgebungstemperatur des Projektionsobjektivsystems, einer Änderung im Atmosphärendruck, eines Temperaturanstiegs im Objektivsystem, der aus einer Bestrahlung mit Licht resultiert, oder eines Temperaturanstiegs, der das Ergebnis einer Wärmeerzeugung innerhalb der Vorrichtung als Ganze, die das Projektionsobjektivsystem einschließt, ist, beeinflußt wird.
Darüber hinaus kann die Messung der Fokusposition gemäß dieser Erfindung jederzeit im Verlauf des Wafer-Belichtungszyklus ausgeführt werden, und aus diesem Grund besteht ein Vorteil darin, daß ein Unterschied in der Zeit zwischen der Messung und der Belichtung zu einem Minimum gemacht werden kann.
Bei der in Rede stehenden Ausführungsform sind das optische Fokusposition-Erfassungssystem und die Fokusposition-Meßmarke in einer festen Lagebeziehung angeordnet. Wenn die Fokusposition-Meßmarke jederzeit an einer gleichbleibenden Stelle auf einer Strichplatte angebracht werden kann, kann die Erfassung unter Verwendung des optischen Fokusposition-Ermittlungssystems an einer festen Position ausgeführt werden. Jedoch kann es manche Fälle geben, wobei ein exponierbarer Bereich durch das Vorhandensein der Marke begrenzt ist. Falls deshalb eine exklusive Marke für die Fokuspositionserfassung vorzusehen ist, ist es erwünscht, daß eine solche Marke an einer gewünschten Stelle in Übereinstimmung mit der Größe eines zu druckenden Schaltschemas fixiert werden kann. Zu diesem Zweck kann vorzugsweise mindestens die die Objektivlinse 190 und den Spiegel 200 einschließende Erfassungseinheit längs der Fläche der Strichplatte 7 bewegbar gemacht werden, so daß die Positionen dieser Bauelemente relativ zur Strichplatte in Übereinstimmung mit der Änderung in der Lage der Fokusposition-Ermittlungsmarke an der Strichplatte 7 veränderbar sind.
Die Fig. 13 ist ein Diagramm, das einen Unterschied zwischen einer idealistischen Bildfläche und einer tatsächlich durch ein Projektionsobjektivsystem 8 definierten Bildfläche darstellt. Wenngleich ein Projektionsobjektivsystem 8 üblicherweise strikt hinsichtlich einer Aberration für eine akkurate Projektion eines Schaltschemas einer Strichplatte 7 auf ein Wafer 9 korrigiert ist, ist es nicht möglich, die Bildfeldwölbung beispielsweise völlig zu berichtigen. Wenn das Projektionsobjektivsystem 8 eine große Schärfentiefe hat oder wenn die geforderte auflösbare Linienbreite groß ist, kann die Bildfeldwölbung eines gewissen Grades ignoriert werden. Werden jedoch die numerische Apertur des Projektionsobjektivsystems für eine gesteigerte Auflösung oder der Bildwinkel groß gemacht, so kann das Vorhandensein der Bildfeldwölbung nicht außer Betracht gelassen werden.
Im Hinblick hierauf wird es nötig werden, wenn die Fläche eines Wafers 9 in der Bildflächenposition eines Projektionsobjektivsystems 8 angeordnet werden soll, auf die Bildfeldwölbung des Projektionsobjektivsystems bezogene Daten in Betracht zu ziehen.
Als ein Beispiel wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Fokusposition-Meßmarke 30 außerhalb der Achse des Projektionsobjektivsystems 8 vorgesehen, und das optische Fokusposition-Erfassungssystem arbeitet, um die Bildflächenposition lediglich mit Bezug auf einen bestimmten einzelnen Punkt (B) von dieser, der außerhalb der Achse des Projektionsobjektivsystems 8 ist, zu ermitteln. Wenn in diesem Fall die tatsächliche Bildfläche gekrümmt ist, wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 13 angegeben ist, wird die wahre Bildflächenposition an einer unterschiedlichen Stelle in der Bildfläche nicht erfaßt.
Demzufolge ist es erwünscht, aus einer gemessenen Bildflächenposition in einem speziellen Punkt B und auf der Grundlage von Bildfeldwölbungsdaten des Projektionsobjektivsystems 8, die durch eine vorbereitende Untersuchung ausgearbeitet worden sind, die Bildflächenposition an jeder unterschiedlichen Stelle zu ermitteln. Die Bildfeldwölbungsdaten können in einem Speicher innerhalb des in Fig. 8 gezeigten Steuersystems 110 gespeichert werden.
In der Projektionsbelichtungsvorrichtung der Ausführungsform von Fig. 8 kann die Flächenposition an jeder der unterschiedlichen Stellen am Wafer 9 (der zu belichtende Bereich oder Aufnahmeflächen von diesem) kurz vor der Belichtung unter Verwendung der Flächenposition-Erfassungsvorrichtung 100 ermittelt werden. Auf der Grundlage von auf die erhaltenen Flächenpositionen an unterschiedlichen Stellen bezogenen Daten können die Position des Wafers 9 mit Bezug zur Richtung der optischen Achse wie auch jegliche Neigung des Wafers korrigiert werden. Durch Bewegung der X-Y-Z-Bühne 10, um so zwischen die justierte Flächenposition Z des Wafers 9 und die tatsächlichen Bildflächenpositionen Z0i (i = 1, 2, 3, und m) des Projektionsobjektivsystems 8 die diesen unterschiedlichen Stellen entsprechen, die folgende Beziehung einzuführen:
kann in diesem Fall die Fläche des Wafers 9 in einer besten Bildflächenposition des Projektionsobjektivsystems 8 positioniert werden.
Das führt dazu, daß die beste Bildflächenposition des Projektionsobjektivsystems 8 auf der Grundlage der Bildfeldwölbungsdaten und der durch die Flächenposition-Erfassungseinrichtung 100 sowie die Erfassungssysteme 230 sowie 260 erhaltenen Brennpunktlage (Bildflächenposition) bestimmt und daß die Flächenpositionsjustierung für das Wafer, während diese beste Bildflächenposition angestrebt wird, durchgeführt wird. Bei diesem Beispiel wird die beste Bildfläche (Bezugsbildfläche) aus aktuellen Positionen von unterschiedlichen Bildpunkten an der Bildfläche und unter Anwendung einer Methode der kleinsten Fehler bestimmt.
Die Fig. 14 ist eine bruchstückhafte und schematische Darstellung, die eine weitere Ausführungsform eines optischen Fokusposition-Erfassungssystems zeigt. Der in der Zeichnung nicht dargestellte Teil dieser Ausführungsform besitzt denselben Aufbau wie der entsprechende Teil der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform.
Bei dieser Ausführungsform ist das dargestellte optische TTL-Fokusposition-Erfassungssystem nicht in eine Projektionsbelichtungsvorrichtung als eine unabhängige Einheit eingegliedert, vielmehr ist es so vorgesehen, daß seine optische Anordnung gemeinsam als ein Teil eines optischen Ausrichtmarken- Erfassungssystems, das zur Ausrichtung einer Strichplatte 7 und eines Wafers 9 vorgesehen ist, verwendet werden kann, wodurch der Aufbau der Vorrichtung kompakt ausgebildet werden kann. Insbesondere sind mit 450 und 460 in Fig. 14 bezeichnete Drehspiegel angeordnet, um selektiv in den Strahlengang zur Zeit einer Fokuspositionerfassung und zur Zeit einer Ausrichtmarkenerfassung eingeführt oder aus diesem genommen zu werden. Ein charakteristisches Merkmal dieser Erfindung im Vergleich mit der Vorrichtung der Fig. 8 ist, daß ein rückziehfähig einsetzbarer Spiegel 450 zwischen einer Blende 160 sowie einem Polarisationsstrahlenteiler 170 angeordnet ist und daß Belichtungslicht von einem Aufnahmebeleuchtungssystem A her unter Verwendung eines gegabelten Lichtleitfaserorgans 130 empfangen wird, wobei geführte Lichter mit einem Beleuchtungssystem des optischen TTL-Brennpunktlage-Erfassungssystem unter Verwendung einer Übertragungslinse 410 sowie des Halbspiegels 450 gekoppelt werden, so daß eine Ausrichtmarke der Strichplatte 7 beleuchtet werden kann. Obgleich das in der Zeichnung nicht gezeigt ist, ist ein ein Bildfeld beschränkender Spalt in einer mit einer eine Marke tragenden Fläche der Strichplatte 7 optisch konjugierten Position vorgesehen, und unter Anwendung dieses Spalts wird lediglich der der Ausrichtmarke nahe Teil der Strichplatte beleuchtet. Das die Ausrichtmarke der Strichplatte 7 beleuchtende Licht geht durch das Projektionsobjektivsystem 8 und beleuchtet auch eine am Wafer 9 vorhandene Ausrichtmarke. Im Ansprechen hierauf kommt Licht von der Strichplattenausrichtmarke und der Waferausrichtmarke mittels eines Spiegels 200 sowie einer Objektivlinse 190 zurück und tritt in ein λ/4-Plättchen 180 ein. Danach geht das Licht durch den Polarisationsstrahlenteiler 170 sowie eine Übertragungslinse 210, und dann wird es im Vergleich mit dem in Fig. 8 gezeigten System durch den zurückziehbaren Spiegel 460 so reflektiert, daß es mittels einer Übertragungslinse 420 an einem Ladungsverschiebeelement (CCD) abgebildet wird. Durch Erfassen jeglicher Abweichung zwischen einer Abbildung der Wafer-Ausrichtmarke und einer Abbildung der Strichplatten-Ausrichtmarke, die am CCD ausgebildet werden, kann dann unter Verwendung eines Ausfluchtungserfassungssystems 440 die Strichplatte-zu-Wafer-Ausrichtung bewirkt werden. Durch Zurückführen der Spiegel 450 und 460 aus ihren gezeigten Positionen im Strahlengang ist es möglich, die Fokuspositionserfassung, wie zuvor beschrieben wurde, auszuführen.
Wenn das Bildfeld des optischen Systems geteilt und durch das optische TTL-Fokusposition-Erfassungssystem sowie das optische Ausrichtmarken-Erfassungssystem verwendet wird, kann die Sehzelle gemeinsam zur Anwendung kommen. Auch kann die Strichplatten-Ausrichtmarke als eine Fokus-Meßmarke verwendet werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform arbeitet das außeraxiale optische Flächenposition-Erfassungssystem 12, um die Positionen an unterschiedlichen Stellen in der Richtung der optischen Achse des Bezugsplanspiegels 17 und der Fläche des Wafers 9 zu ermitteln. Jedoch kann das System verwendet werden, um die Position einer jeden Fläche in einem speziellen einzelnen Punkt wie auch jegliche Neigung dieser Fläche zu erfassen. Wenn die Flächenneigung klein ist oder alternativ das außeraxiale optische Flächenposition-Erfassungssystem verwendet wird, um die Flächenposition an derselben Stelle wie der Ermittlungspunkt durch das optische TTL-Fokusposition-Erfassungssystem zu ermitteln, so kann es ferner dazu herangezogen werden, die Flächenposition lediglich in einem einzelnen Punkt festzustellen. Das heißt mit anderen Worten, es ist ausreichend, daß das außeraxiale optische Flächenposition-Erfassungssystem die Position eines solchen Teils der Spiegelfläche mit Bezug zur Richtung der optischen Achse, der dem Ermittlungspunkt durch das optische TTL-Fokusposition- Erfassungssystem nahe ist, messen kann. Deshalb können die Messungen durch diese optischen Erfassungssysteme gleichzeitig oder alternativ in Aufeinanderfolge, wie in Fig. 15 dargestellt ist, vorgenommen werden. In Fig. 15 ist ein Flußplan gezeigt, der auf die Fokuspositionserfassung bezogen ist, wobei das außeraxiale optische Flächenposition-Erfassungssystem tätig ist, um lediglich die Position an einem einzelnen Punkt des Bezugsplanspiegels zu ermitteln.
Bei der in Rede stehenden Ausführungsform wird, wie vorher beschrieben wurde, ein mit einem Decklack beschichtetes Wafer nicht verwendet, vielmehr wird eine vorbestimmte Bezugsreflexionsfläche an einer Waferbühne vorgesehen, und unter Verwendung dieser Reflexionsfläche sowie eines TTL-Fokusposition- Erfassungssystems wird die Brennpunktlage (Bildflächenposition) eines optischen Projektionssystems ermittelt. Indem die ermittelte Position als ein Bezug genommen wird, wird eine Justierung zur Positionierung der Waferfläche in der Bildflächenposition ausgeführt. Als Ergebnis kann die Fokusposition des optischen Projektionssystems, die mit der Zeit veränderlich ist, mit hoher Präzision ermittelt werden, und aus diesem Grund ist ein Fokussieren mit hoher Präzision zu erzielen. Das bietet einen bemerkenswerten Vorteil, daß an einem Wafer Muster einer hohen Auflösung ausgebildet werden können und somit Mikroschaltungsbauelemente mit einem höheren Integrationsgrad gefertigt werden können.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf die hier offenbarten Konstruktionen beschrieben worden ist, so ist sie auf die dargelegten Einzelheiten nicht beschränkt, und diese Erfindung soll solche Abwandlungen oder Änderungen, die in den Rahmen der folgenden Patentansprüche fallen, abdecken.

Claims

1. Projektionsbelichtungsvorrichtung mit:

einer Beleuchtungsoptik (1-4; 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200) zum Beleuchten eines Musters (21, 22, 23; 31, 32, 33) eines ersten Objekts (7) mit in einer ersten Richtung abgestrahltem Licht;

einer Projektionsoptik (8) zum Projizieren eines aufgrund der Beleuchtung des Musters des ersten Objekts erzeugten Bildes des Musters auf ein zweites Objekt (17);

einem photoelektrischen Detektor (16), der derart angeordnet ist, daß er das von dem zweiten Objekt entgegengesetzt zu der ersten Richtung durch die Projektionsoptik und durch das Muster des ersten Objekts hindurch reflektierte Bildmuster empfängt, wobei das von dem Detektor gelieferte Signal von der durch den Detektor empfangenen Lichtmenge bestimmt wird und der relativen Lagebeziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Objekt entspricht; und

einer Brennpunktsebenen-Erfassungseinrichtung (18) zum Empfangen des bestimmten Signals und zum Erfassen der Brennpunktlageänderung der Projektionsoptik entsprechend einer Lichtmengenänderung, dadurch gekennzeichnet, daß

eine Speichereinrichtung (110) vorhanden ist zur Speicherung einer von der Bildfeldwölbung der Projektionsoptik (8) abhängigen Information, wobei durch die Brennpunktsebenen-Erfassungseinrichtung ein Ausgangssignal auf Grundlage des Ausgangssignals des photoelektrischen Detektors (16) und der in der Speichereinrichtung gespeicherten Information bereitgestellt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Intensitätsdetektor (50) vorhanden ist zum Erfassen der von der Beleuchtungsoptik abgegebenen Lichtmenge vor der Beleuchtung des ersten Objekts und zum Abgeben eines Signals an die Brennpunktsebenen-Erfassungseinrichtung zur Kompensation von Lichtschwankungen in der Beleuchtungsoptik.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Objekttisch (10) als Auflage für das zweite Objekt vorhanden ist, der eine Tischantriebseinrichtung (20) aufweist, und eine Positionserfassungseinrichtung (11, 12) zum Erfassen der Position des zweiten Objekts (17) in Richtung der optischen Achse der Projektionsoptik, wobei der Ausgang der Positionserfassungseinrichtung (11, 12) und der Ausgang der Brennpunktsebenen-Erfassungseinrichtung (18) mit dem Eingang des Tischantriebs zur Positionseinstellung des Objekttisches (10) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der Projektionsoptik jede von verschiedenen Stellen des zweiten Objekts belichtet, und daß der Detektor zum Empfangen von an den verschiedenen Stellen reflektierten Lichtstrahlen Signale erzeugt, die den Positionen an den verschiedenen Stellen entsprechen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster des ersten Objekts an einer gegenüber der optischen Achse der Projektionsoptik versetzten Stelle angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsoptik eine numerische Apertur NA und eine Projektionsvergrößerung kund der Lichtstrahl eine Wellenlänge x aufweist, wobei eine Linienbreite 1 des Muster nachstehende Gleichung erfüllt:

0.6(λ/NA·β) ≤ l ≤ 1.0 (λ/NA·β).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nachstehende Gleichung erfüllt ist:

0.6(λ/NA·β) ≤ l ≤ 0.8 (λ/NA·β).

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Brennpunkts der Projektionsoptik auf Grundlage des Verhältnisses zwischen dem Signalpegel des Photodetektors (16) und dem Signalpegel der Intensitätserfassungseinrichtung (50) ermittelt wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsoptik ferner eine Einrichtung (56) zum Verändern der Form der effektiven Lichtquelle aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Objekt ein mit einem Schutzlack beschichteter Wafer ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Objekt eine Reflexionsoberfläche zum Reflektieren des Lichtmusters aufweist, die nicht mit einem lichtempfindlichen Stoff beschichtet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Objekt eine gemusterte Maske und das zweite Objekt ein Substrat ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Objekt eine Strichplatte mit beabstandeten Lichtblockiereinrichtungen (21) ist, die auf jeder Seite der optischen Achse angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Objekt eine Reflexionseinrichtung (17) ist, die an einer von der Auflagestelle des zweiten Objekts (9) verschiedenen Stelle befestigt ist, wobei sich die Reflexionseinrichtung und die Belichtungsoberfläche des zweiten Objekts in derselben Höhe befinden.