DE69627584T2 - Abtastbelichtungsapparat und Belichtungsverfahren unter Verwendung desselben - Google Patents

Abtastbelichtungsapparat und Belichtungsverfahren unter Verwendung desselben Download PDF

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Shigeyuki Ohta-ku Uzawa
Shigeki Ohta-ku Ogawa
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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Belichtungsgerät zum Gebrauch bei einem Herstellungsprozess für eine Halbleitervorrichtung, und insbesondere auf ein Projektionsbelichtungsgerät zum Projizieren eines Fotomaskenmusters auf einen Wafer. Die Erfindung ist zum Beispiel besonders auf ein Abtastbelichtungsgerät oder -verfahren anwendbar, wobei während einer Projektion eines Fotomaskenmusters auf einen Wafer für dessen Belichtung die Maske und der Wafer in einer zeitlichen Beziehung relativ zu einem optischen Projektionssystem abtastend bewegt werden.
  • Die Halbleitertechnologie hat sich bemerkenswert weiterentwickelt und die Mikrotechnologie hat sich auch merklich weiterentwickelt. Insbesondere wurden in der Fotoverarbeitungstechnik Reduktions-Projektionsbelichtungsgeräte, nämlich sogenannte „Stepper" mit einer Auflösung in der Größenordnung von Submikrons häufig verwendet. Für eine weitere Verbesserung der Auflösung wurde eine Vergrößerung der numerischen Apertur eines optischen Systems oder eine Reduzierung der Wellenlänge des Belichtungslichtes versucht.
  • Andererseits wurde versucht, ein herkömmliches Einheitsverstärkungs-Abtastbelichtungsgerät mit einem optischen Reflektionsprojektionssystem so abzuwandeln, dass ein Brechelement in ein optisches Projektionssystem eingebaut wird, so dass Reflektionselemente und Brechelemente in Kombination verwendet werden. Andere Versuche wurden gemacht, um ein optisches Reduktionsprojektionssystem zu verwenden, das nur Brechelemente aufweist, wobei sowohl eine Maskenplattform als auch eine Plattform (Waferplattform) für ein fotosensitives Substrat bei einem Geschwindigkeitsverhältnis entsprechend der Reduktionsvergrößerung bewegt werden.
  • 1 zeigt ein Beispiel eines derartigen Abtastbelichtungsgerätes. Eine Maske 1 mit einem Ursprungsmuster ist durch eine Maskenplattform 4 gestützt, und ein Wafer (fotosensitives Substrat) 3 ist durch eine Waferplattform 5 gestützt. Die Maske 1 und der Wafer 3 sind an jenen Positionen angeordnet, die in einer optisch konjugierenden Beziehung miteinander hinsichtlich eines optischen Projektionssystems 2 sind. Schlitzartiges Belichtungslicht 6 von einem optischen Beleuchtungssystem (nicht gezeigt), das sich in der dargestellten Y-Richtung erstreckt, beleuchtet die Maske 6 derart, dass es an dem Wafer 3 in einer Größe entsprechend der Projektionsvergrößerung des Projektionsbelichtungssystems 2 abgebildet wird. Eine Abtastbelichtung wird dadurch bewirkt, dass sowohl die Maskenplattform 4 als auch die Waferplattform 5 relativ zu dem schlitzartigen Belichtungslicht 6 bewegt werden, und zwar zu dem optischen Projektionssystem 2 bei einem Geschwindigkeitsverhältnis entsprechend der optischen Vergrößerung. Dadurch werden die Maske 1 und der Wafer 3 abgetastet, so dass das ganze Vorrichtungsmuster 21 auf der Maske 1 zu einem Transferbereich auf dem Wafer 3 transferiert wird.
  • Diese Systemart ist aus der europäischen Patentanmeldung Nr. EP-0 613 051 bekannt, die ein Belichtungsverfahren und -gerät zum Transfer offenbart, die ein optisches System zum Beleuchten einer Maske mit Mustern verwenden, das auf einem Substrat zu kopieren ist, und mit einem optischen Projektionssystem zum Projizieren von Bildern des Musters zu dem Substrat, indem die Maske und das Substrat relativ zu dem optischen Projektionssystem synchron abgetastet werden. Das Verfahren hat einen Schritt zum Vorsehen einer Vielzahl Messmarkierungen an der Maske entlang einer relativen Abtastrichtung, einen Schritt zum Vorsehen einer Vielzahl von Referenzmarkierungen an einer Plattform für das Substrat entsprechend den Messmarkierungen, einen Schritt zum Bewegen der Maske und des Substrats synchron in der relativen Abtastrichtung, um einen Versetzungsbetrag zwischen den Messmarkierungen und den Referenzmarkierungen sukzessiv zu messen, und einen Schritt zum Erhalten einer Wechselwirkung zwischen den jeweiligen Koordinatensystemen an der Maske und an der Plattform gemäß dem Versetzungsbetrag.
  • Für eine Abtastbelichtung muss der Abtastvorgang während einer genauen und kontinuierlichen Registrierung und des Wafers durchgeführt werden. Schließlich müssen die folgenden Punkte erfüllt werden:
    • 1) Axiale Ausrichtung und Registrierung (Positionsausrichtung) zwischen der Maskenplattform und der Waferplattform; und
    • 2) Erfassung eines Abstands (Grundlinienkorrektur) zwischen der Ausrichtungsposition und der Musterzeichnungsposition.
  • Üblicherweise wird die folgende Prozedur durchgeführt. Und zwar sind gemäß der 1 mehrere Ausrichtungsmarkierungen 41 an der Maske 1 ausgebildet, und mehrere Ausrichtungsmarkierungen 42 sind an entsprechenden Positionen an der Waferplattform ausgebildet. Die Plattformen werden bewegt und an verschiedenen Positionen werden Ausrichtungsmarkierungen der Maske und des Wafers durch ein Beobachtungsmikroskop 7 beobachtet, um so einen Positionsfehler zwischen der Maske und der Waferplattform zu messen. Auf der Grundlage dieser Messung wird eine Korrektur derart durchgeführt, dass eine Ausrichtung des Fahrwegs der Waferplattform zu dem Fahrweg der Maske gewährleistet wird.
  • Nach der Ausrichtung der Maske an der Waferplattform wird der Abstand zwischen der Musterzeichnungsmittenposition und der Erfassungsposition eines Ausrichtungserfassungssystems eingestellt, auf der Grundlage dessen die Grundlinienkorrektur durchgeführt wird.
  • Hinsichtlich der Maske ist es hierbei wünschenswert, dass angesichts der Genauigkeit ein und dieselbe Referenzmaske vorbereitet und verwendet wird, um Musterfehler zwischen verschiedenen Masken zu vermeiden. Jedoch bringt die Verwendung einer derartigen Referenzmaske folgende Probleme mit sich:
    • a) Eine Referenzmaske muss periodisch in das Gerät eingebaut werden, auch wenn viele geändert werden. Dieses beeinträchtigt den Durchsatz; und
    • b) Die Handhabung der Masken ist umständlich.
  • Angesichts der vorstehend genannten Umstände können die Ausrichtungsmarkierungen auf einer Produktmaske ausgebildet werden. Jedoch treten dabei folgende Probleme auf:
    • a) Ein ausschließlicher Bereich für viele Markierungen ist erforderlich; und
    • b) jedes Mal wenn eine Maske in das Gerät eingebaut wird, dann müssen die unter den Punkten 1) und 2) beschriebenen Korrekturen durchgeführt werden. Dies beeinträchtigt den Durchsatz.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Abtastbelichtungsgerät zum Gebrauch bei einem Halbleiterherstellungsprozess vorgesehen, das folgendes aufweist:
    Eine erste bewegbare Plattform, die bewegbar ist, während sie ein daran angeordnetes erstes Objekt in einer Anordnungsposition trägt;
    und
    eine zweite bewegbare Plattform, die bewegbar ist, während sie ein zweites Objekt daran trägt bzw. befördert;
    ein optisches Projektionssystem zum Projizieren eines Musters; eine Steuereinrichtung, die zum Abtasten der ersten und der zweiten bewegbaren Plattform in einer zeitlichen Beziehung und relativ zu dem optischen Projektionssystem sowie zum Projizieren eines Musters des ersten Objekts auf das zweite Objekt mittels des optischen Projektionssystems betreibbar ist;
    eine erste Referenzplatte, die fest an der ersten bewegbaren Plattform an einer anderen Position als die Anordnungsposition angebracht ist;
    eine zweite Referenzplatte, die fest an der zweiten bewegbaren Plattform angebracht ist; und
    eine Erfassungseinrichtung, die zum Abtasten von zumindest einer der ersten oder der zweiten bewegbaren Plattform betreibbar ist, um so eine relative Positionsbeziehung zwischen Ausrichtungsmarkierungen der ersten und der zweiten Referenzplatte zu erfassen, und um dadurch eine Abtastrichtung der ersten oder der zweiten bewegbaren Plattform zu bestimmen.
  • Zumindest die erste oder die zweite Referenzplatte kann eine Vielzahl Ausrichtungsmarkierungen aufweisen, die entlang der Abtastrichtung angeordnet sind.
  • Die Erfassungseinrichtung kann eine Beobachtungseinrichtung zum Beobachten von einer der Ausrichtungsmarkierungen durch das optische Projektionssystem aufweisen.
  • Das erste Objekt kann eine Ausrichtungsmarkierung aufweisen, die daran ausgebildet ist, und das Gerät kann des weiteren eine Einrichtung zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen der Ausrichtungsmarkierung des ersten Objekts und der Ausrichtungsmarkierung der Referenzplatte aufweisen.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Abtastbelichtungsverfahren zum Gebrauch bei einem Halbleiterherstellungsprozess vorgesehen, wobei eine erste bewegbare Plattform bewegbar ist, die ein erstes Objekt an einer Anordnungsposition daran trägt, und wobei eine zweite bewegbare Plattform bewegbar ist, die ein zweites Objekt daran trägt, während sie in einer zeitlichen Beziehung und relativ zu einem optischen Projektionssystem abgetastet werden, und wobei ein Muster des ersten oder des zweiten Objektes auf das andere durch das optische Projektionssystem projiziert wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    Einen ersten Erfassungsschritt zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen einer ersten Ausrichtungsmarkierung einer ersten Referenzplatte, die fest an der ersten bewegbaren Plattform an einer anderen Position als die Anordnungsposition angebracht ist, und einer vorbestimmten festen Ausrichtungsmarkierung; einen zweiten Erfassungsschritt, wobei die erste bewegbare Plattform in eine Abtastbelichtungsrichtung bewegt wird und eine relative Positionsbeziehung zwischen der festen Ausrichtungsmarkierung und einer zweiten Ausrichtungsmarkierung der ersten Referenzplatte erfasst wird, deren zweite Ausrichtungsmarkierung in der Abtastbelichtungsrichtung hinsichtlich der ersten Ausrichtungsmarkierung angeordnet ist; und
    einen Bestimmungsschritt zum Bestimmen einer Abtastrichtung der ersten bewegbaren Plattform auf der Grundlage der Erfassung der ersten und der zweiten Erfassungsschritte.
  • Das erste Objekt kann das daran ausgebildete Muster aufweisen, und das Verfahren kann des weiteren einen dritten Erfassungsschritt zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen der Ausrichtungsmarkierung des ersten Objekt und zumindest der ersten oder der zweiten Ausrichtungsmarkierung der ersten Referenzplatte aufweisen.
  • Das Verfahren kann des weiteren einen Ausrichtungsschritt zum Ausrichten einer Abtastrichtung des ersten Objekts zu einer Abtastrichtung der ersten bewegbaren Plattform auf der Grundlage der Erfassung des ersten, des zweiten und des dritten Erfassungsschritts aufweisen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Halbleiterherstellungsprozess vorgesehen, bei dem ein Muster einer Maske zu einem Wafer unter Verwendung des Belichtungsverfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung transferiert wird, und es weist des weiteren einen Schritt zum Herstellen einer Mikrovorrichtung auf dem belichteten Wafer auf.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines bekannten Abtastbelichtungsgerätes.
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptabschnitts eines Abtastbelichtungsgerätes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt eine Flusskarte zum Erläutern eines Betriebs des Abtastbelichtungsgerätes des ersten Ausführungsbeispiels.
  • 4 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern der Einzelheiten des Betriebs gemäß der Flusskarte der 3.
  • 5 zeigt eine schematische Ansicht einer Maskenreferenzplatte, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
  • 6 zeigt eine schematische Ansicht einer Waferreferenzplatte, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
  • 7 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptabschnitts eines Abtastbelichtungsgerätes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 8 zeigt eine Flusskarte zum Erläutern eines Betriebs des Abtastbelichtungsgerätes des zweiten Ausführungsbeispiels.
  • 9 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern der Einzelheiten des Betriebs der Flusskarte gemäß der B.
  • 10 zeigt eine schematische Ansicht einer Maskenreferenzplatte, die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
  • 11 zeigt eine schematische Ansicht einer Waferreferenzplatte, die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
  • 12 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptabschnitts eines Abtastbelichtungsgerätes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 13 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptabschnitts eines Abtastbelichtungsgerätes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 14 zeigt eine schematische Ansicht einer Referenzplatte, die bei dem vierten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
  • 15 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptabschnitts eines Abtastbelichtungsgerätes gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 16 zeigt eine Flusskarte zum Erläutern eines Betriebs des Abtastbelichtungsgerätes gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
  • 17 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern der Einzelheiten des Betriebs der Flusskarte gemäß der 16.
  • 18 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern der Einzelheiten des Betriebs der Flusskarte gemäß der 16.
  • 19 zeigt eine schematische Ansicht einer Maskenreferenzplatte, die bei dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 20 zeigt eine schematische Ansicht einer Waferreferenzplatte, die bei dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 21 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptabschnitts eines Abtastbelichtungsgerätes gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 22 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptabschnitts eines Abtastbelichtungsgerätes gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 23A bis 23C zeigen jeweils schematische Ansichten zum Erläutern einer Maskenreferenzplatte und einer Waferreferenzplatte, die bei dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • 24 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptabschnitts eines Abtastbelichtungsgerätes gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 25 zeigt eine Flusskarte eines Halbleiterherstellprozesses.
  • 26 zeigt eine Flusskarte eines Waferprozesses.
  • [Ausführungsbeispiel 1]
  • Die 2 zeigt ein Abtastbelichtungsgerät gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 3 zeigt eine Flusskarte für dieses Ausführungsbeispiel, und die 4 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern der Einzelheiten der Flusskarte.
  • Gemäß der 2 ist eine Maske 1 mit einem daran ausgebildeten Original an einer Maskenplattform 4 angeordnet, die in X- und Y-Richtungen durch einen Laserinterferrometer 80 und eine Antriebssteuereinrichtung 103 gesteuert angetrieben werden. Die Maskenplattform 4 ist durch einen Hauptrahmen (nicht gezeigt) des Gerätes nicht gestützt. Ein Wafer (fotosensitives Substrat) 3 ist an einer Waferplattform 5 angeordnet, die durch einen Laserinterferrometer 81 und die Antriebssteuereinrichtung 103 gesteuert angetrieben wird. Die Waferplattform 5 ist durch den Hauptrahmen (nicht gezeigt) des Gerätes gestützt. Die Maske 1 und der Wafer 3 sind an jenen Positionen angeordnet, die hinsichtlich eines optischen Projektionssystems 2 miteinander optisch konjugieren. Ein schlitzartiges Belichtungslicht 6 von einem Beleuchtungssystem (nicht gezeigt) erstreckt sich in der Y-Richtung gemäß der Zeichnung und beleuchtet die Maske 1 derart, dass sie an dem Wafer 3 in einer Größe entsprechend der Projektionsvergrößerung des Projektionsbelichtungssystems 2 abgebildet wird. Eine Abtastbelichtung wird dadurch bewirkt, dass sowohl die Maskenplattform 4 als auch die Waferplattform 5 relativ zu dem schlitzartigen Belichtungslicht 6 bei einem Geschwindigkeitsverhältnis entsprechend der optischen Vergrößerung in der X-Richtung bewegt werden, um so die Maske 1 und den Wafer 3 abzutasten, wodurch das ganze Vorrichtungsmuster 21 der Maske 3 zu einem Transferbereich (Musterbereich) an dem Wafer 3 transferiert wird.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Referenzkoordinatensystem für die Maskenplattform 4 und die Waferplattform 5 am Anfang folgendermaßen festgelegt.
  • An der Maskenplattform 4 sind Platten 10 und 11 (Maskenreferenzplatten) fest angebracht, wie dies in der 5 gezeigt ist. Andererseits ist an der Waferplattform 5 eine Platte 12 (Waferreferenzplatte) fest angebracht, wie dies in der 6 gezeigt ist.
  • An den Maskenreferenzplatten 10 und 11 sind Markierungen 50 und 51 ausgebildet. Die Waferreferenzplatte 12 hat Markierungen 60 und 61 an Positionen entsprechend den Markierungen 50 und 51.
  • Die Markierungen 50 und 51 sind an demselben Niveau (Höhe) wie die Musterträgerfläche der Maske 1 angeordnet.
  • Nun wird die Markierung 60 oder 61 an der Waferreferenzplatte 12 zu der Beobachtungsposition (Belichtungsposition) unter dem optischen Projektionssystem 2 bewegt, und sie wird hier angehalten. Die Maskenplattform 4 wird in der gleichen Art und Weise während des Abtastbelichtungsprozesses abtastend bewegt. Irgendeine relative Positionsabweichung der Markierungen 50 und 51 hinsichtlich der Markierung 60 oder 61 an der Waferreferenzplatte 12 wird durch ein Beobachtungsmikroskop 7 fotoelektrisch beobachtet. Daraus resultierende Signale werden durch eine Markierungserfassungseinrichtung 101 verarbeitet, und Informationen über die relative Positionsbeziehung wird zu einer Verarbeitungsschaltung 102 geführt.
  • Aus den Informationen wird irgendeine Abweichung zwischen der durch die Referenzplatten 10 und 11 bestimmten Richtung (die Richtung einer geraden Linie, die die Markierungen 50(a) und 51(a) oder die Markierungen 50(b) und 51(b) verbindet) und dem Fahrweg der X-Achse (Abtastrichtung) der Maskenplattform 4 erfasst. Die so erfasste Abweichung wird in der Verarbeitungsschaltung 102 gespeichert. Während der Abtastbewegung der Maskenplattform wird ein Signal entsprechend der gespeicherten Abweichung erzeugt, durch das die Antriebssteuereinrichtung 103 betrieben wird, um die durch die Maskenreferenzplatten 10 und 11 bestimmte Richtung zu der Richtung des Fahrwegs der X-Achse der Maskenplattform 4 auszurichten (bei (a) in der 3 und (a) in der 4).
  • Nachfolgend werden sowohl eine Einstellung des Fahrwegs der X-Achse der Maskenplattform 4 und der Waferplattform 5 als auch eine senkrechte Einstellung des Fahrwegs der X-Achse und des Fahrwegs der Y-Achse der Waferplattform 5 durchgeführt. Ein Bereich liegt frei, der an der Maskenreferenzplatte ausgebildete Feineinstellungsmarkierungen 70 und 71 enthält, und die Maskenplattform 4 und die Waferplattform 5 werden so angetrieben, dass diese Markierungen in X- und Y-Schritten übereinander gelagert gedruckt werden.
  • Ein dadurch erzeugter Schrittfehler wird gemessen, und auf der Grundlage der Messung werden sowohl eine Abweichung des Fahrwegs der X-Achse der Maskenplattform 4 und der Waferplattform 5 als auch ein Fehler der lotrechten Stellung zwischen dem Fahrweg der X-Achse und dem Fahrweg der Y-Achse der Waferplattform 5 berechnet. Die Ergebnisse werden in der Verarbeitungsschaltung 102 gespeichert. Unter Verwendung eines Signals entsprechen der gespeicherten Abweichung und dem Fehler wird die Antriebssteuereinrichtung 103 dazu betrieben, eine Ausrichtung der Fahrwegrichtung während der Abtastbelichtung zwischen der Maskenplattform 4 und der Waferplattform 5 vorzusehen. Außerdem wird sie dazu betrieben, die lotrechte Stellung zwischen dem Fahrweg der Y-Achse und dem Fahrweg der X-Achse der Waferplattform 5 einzustellen. Somit wird ein Referenzkoordinatensystem für die Maskenplattform 4 und die Waferplattform 5 festgelegt (bei (b) in der 3 und (b) in der 4).
  • Das auf diese Art und Weise bestimmte Referenzkoordinatensystem wird korrigiert, um irgendeine Änderung des Referenzkoordinatensystems im Laufe der Zeit zu korrigieren, zum Beispiel durch eine Temperaturänderung oder durch irgend einen anderen äußeren Faktor.
  • Zunächst wird die Markierung 60 oder 61 der Waferreferenzplatte 12 in ähnlicher Weise, wie dies vorstehend beschrieben ist, zu der Beobachtungsposition (Belichtungsposition) unter dem optischen Projektionssystem 2 bewegt, und sie wird dann hier gestoppt. Die Maskenplattform 4 wird abtastend bewegt, und relative Positionsabweichungen der Markierungen 50 beziehungsweise 51 hinsichtlich den Markierungen 60 oder 61 der Waferreferenzplatte 12 werden durch das Beobachtungsmikroskop 7 fotoelektrisch beobachtet. Daraus resultierende Signale werden durch die Markierungserfassungseinrichtung 101 bearbeitet, und Informationen, die sich auf die relative Positionsbeziehung von diesen Markierungen beziehen, werden der Verarbeitungsschaltung 102 zugeführt.
  • Aus den Informationen wird irgendeine Abweichung zwischen der durch die Referenzplatten 10 und 11 bestimmten Richtung (die Richtung einer geraden Linie, die die Markierungen 50(a) und 51(a) oder die Markierungen 50(b) und 51(b) verbindet) und dem Fahrweg der X-Achse der Maskenplattform 4 erfasst. Die so erfasste Abweichung wird in die Verarbeitungsschaltung 102 gespeichert. Während einer Abtastbewegung der Maskenplattform wird ein Signal entsprechend der gespeicherten Abweichung erzeugt, durch das die Antriebssteuereinrichtung 103 betrieben wird, um die durch die Referenzplatten 10 und 11 bestimmte Richtung an der Richtung der Fahrwegs der X-Achse der Maskenplattform 4 auszurichten (bei (c) in der 3 und (c) in der 4).
  • Nachfolgend wird die Maskenplattform 4 angetrieben und die Referenzplatte 10 oder 11 wird fest an der Belichtungsposition gehalten. Die Waferplattform 5 wird um einen vorbestimmten Betrag angetrieben, und die Markierungen 60 und 61 der Waferreferenzplatte werden hinsichtlich den Markierungen 50 oder 51 mittels des Beobachtungsmikroskops beobachtet und Informationen, die sich auf die relative Positionsbeziehung zwischen den Markierungen der Maskenreferenzplatte und den Markierungen der Waferreferenzplatte beziehen, werden erfasst (d. h. eine Positionsabweichung).
  • Aus den Informationen wird eine Abweichung zwischen der durch die Waferreferenzplatte 12 bestimmten Richtung (die Richtung einer geraden Linie, die die Markierungen 60(a) und 61(a) oder die Markierungen 60(b) und 61(b) verbindet) und dem Fahrweg der X-Achse der Waferplattform 5 gemessen (bei (d) in der 3 und (d) in der 4).
  • Des weiteren werden die Maskenplattform 4 und die Waferplattform 5 bewegt und die Markierung 50 der Maskenreferenzplatte 10 und die Markierung 60 der Waferreferenzplatte 12 werden beobachtet, so dass eine relative Positionsbeziehung (Positionsabweichung) von ihnen erfasst wird. Beide Plattformen werden angetrieben und in ähnlicher Weise werden die Markierung 51 der Maskenreferenzplatte 11 und die Markierung 61 der Waferreferenzplatte 12 beobachtet, und die relative Positionsbeziehung (Positionsabweichung) von innen wird erfasst.
  • Sowohl aus der so erfassten Abweichung zwischen dem Fahrweg der X-Achse der Maskenplattform 4 und der durch die Laferreferenzplatte 12 bestimmten Richtung als auch von der Abweichung, die gemäß der vorstehenden Beschreibung bestimmt wird, zwischen dem Fahrweg der X-Achse der Waferplattform 5 (entspricht der durch die Maskenreferenzplatten 10 und 11 bestimmten Richtung) und der durch die Waferreferenzplatte 12 bestimmten Richtung, wird eine Abweichung des Fahrwegs der X-Achse der Waferplattform 5 bezüglich des Fahrwegs der X-Achse der Maskenplattform 4 berechnet. Auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses wird die Antriebssteuereinrichtung 103 so betrieben, dass sie die Bewegung der X-Achse der Waferplattform 5 so korrigiert, dass sie zu dem Fahrweg der X-Achse der Maskenplattform 4 ausgerichtet ist. Wenn sich die Bewegung der X-Achse der Waferplattform 5 ändert, dann ändert sich selbstverständlich dessen Fahrweg der Y-Achse senkrecht dazu, um die lotrechte Einstellung zu korrigieren. Somit wird irgendeine Änderung des Referenzkoordinatensystems hinsichtlich der Zeit korrigiert.
  • Bei diesem Beispiel wird die durch die Referenzplatten 10 und 11 bestimmte Richtung zu der Richtung der Bewegung der X-Achse der Maskenplattform 4 ausgerichtet. Jedoch kann als Alternative (1) eine Abweichung zwischen der durch die Referenzplatten 10 und 11 bestimmten Richtung und dem Fahrweg der X-Achse der Maskenplattform 4, (2) eine Abweichung zwischen dem Fahrweg der X-Achse der Maskenplattform 4 und der durch die Waferreferenzplatte 12 bestimmten Richtung und (3) eine Abweichung zwischen der durch die Maskenreferenzplatten 10 und 11 bestimmten Richtung und der durch die Waferreferenzplatte 12 bestimmten Richtung verwendet werden, um eine Abweichung des Fahrwegs der X-Achse der Waferplattform 5 hinsichtlich des Fahrwegs der X-Achse der Maskenplattform 4 zu berechnen (bei (e) in der 3 und (e) in der 4).
  • Bei den vorstehend beschriebenen Prozeduren wird eine Ausrichtung der Maskenplattform 4 und der Waferplattform 5 bei dem Abtastprozess unter Verwendung der Referenzplatten durchgeführt.
  • Als nächstes wird die Maske 1 mit der Maskenplattform 4 ausgerichtet.
  • Zunächst werden Maskenausrichtungsmarkierungen 40(a) und 41(b) an der Maskenreferenzplatte 10 durch ein Beobachtungsmikroskop 8 beobachtet, und ihre Positionen werden erfasst. Dann wird die Maskenplattform 4 bewegt, und an der Maske 1 ausgebildete Maskenausrichtungsmarkierungen 42(a) und 42(b) werden durch das Beobachtungsmikroskop 8 beobachtet, wodurch ihre Positionen erfasst werden.
  • Der Antriebsbetrag der Maskenplattform 4 wird unter Verwendung des Laserinterferrometers 80 bestimmt. Er wird zusammen mit dem Markierungspositionsinformationen der Verarbeitungsschaltung 102 zugeführt, so dass eine relative Positionsbeziehung (Betrag der Positionsbeziehung) zwischen der Maske 1 und der Referenzplatte 10 berechnet wird. Die Abtastrichtung der Maske 1 und der Fahrweg der Maskenplattform 6 werden hinsichtlich des Berechnungsergebnisses eingestellt. Und zwar wird die Maske 1 relativ zu der Maskenplattform 6 drehend bewegt. Außerdem kann die Antriebssteuereinrichtung 103 dazu verwendet werden, dass sie den Fahrweg der Maskenplattform 6 zu jener Richtung ausrichtet, entlang der die Maske 1 abtasten soll. Bei dieser Gelegenheit muss der Fahrweg der Waferplattform 5 entsprechend geändert werden.
  • Nachfolgend wird der Wafer 3 hinsichtlich der Waferplattform 5 ausgerichtet.
  • Um die Distanz von der Mitte der Belichtungsmusterzeichnung und der Erfassungsposition des Waferausrichtungserfassungssystems zu erfassen (die sogenannte "Grundlinie"), wird eine Markierung 55 an der Plattformreferenzplatte 12 zu der Mitte der Belichtungsmusterzeichnung bewegt. Dann wird dieselbe Markierung 55 von dieser Position zu einer Position unter einem Zielmikroskop 31 bewegt, und ihre Position wird erfasst.
  • Dadurch wird die Position des Zielmikroskops 31 hinsichtlich der Mitte der Musterzeichnung erfasst. Dann wird die Ausrichtung des Wafers 3 entsprechend dem Verfahren der globalen Ausrichtung durchgeführt.
  • Genauer gesagt werden von den Chips auf dem Wafer 3 die zu messenden Chips ausgewählt. Ausrichtungsmarkierungen von diesen ausgewählten Chips werden beobachtet und mittels des Zielmikroskops 31 erfasst. Von den erfassten Positionen von diesen Ausrichtungsmarkierungen und von den Antriebsbeträgen der Waferplattform, die mittels des Laserinterferometers 81 gemessen werden, wird die Position des Wafers 3 durch die Verarbeitungsschaltung 102 berechnet.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, werden die Maskenplattform 4 und die Waferplattform 5 hinsichtlich der Referenzplatten 10 und 11 ausgerichtet, und die Maske 1 und der Wafer 3 werden hinsichtlich den Plattformen ausgerichtet. Dann beginnt der Belichtungsprozess.
  • [Ausführungsbeispiel 2]
  • Die 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 8 zeigt eine dazugehörige Flusskarte, und die 9 erläutert den Fluss.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel haben Referenzplatten 10 und 11 sowie eine Plattformreferenzplatte 12 daran ausgebildete Ausrichtungsmarkierungen, wie dies in den 10 und 11 gezeigt ist. Außerdem ist das Beobachtungsmikroskop 7 außerhalb des Belichtungsstrahlungsbereiches angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht die gleichzeitige Ausführung der Waferplattformenkorrekturen bei (d) und (e) gemäß der 3 des ersten Ausführungsbeispiels.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Beobachtungsmikroskop 7 nicht bewegt, und nur durch das Bewegen der Maskenplattform 4 können sowohl die Markierung 40 der Maskenreferenzplatte und die Markierung 60 der Waferreferenzplatte als auch die Ausrichtungsmarkierungen 40 und 42 erfasst werden.
  • Das Auslassen der Bewegung des Beobachtungsmikroskops bewirkt eine Verbesserung des Durchsatzes und der Genauigkeit.
  • Während außerdem bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Wafer durch das Zielmikroskop 31 beobachtet wird, wird er bei diesem Ausführungsbeispiel mittels eines TTL-Mikroskops 32 erfasst, wobei die Beobachtung durch das optische Projektionssystem 2 durchgeführt wird. Dies ermöglicht eine Wafererfassung ohne eine Beeinträchtigung durch irgendeine Änderung der Umgebung wie zum Beispiel der Temperatur oder der Luftfeuchtigkeit.
  • Des weiteren können bei diesem Ausführungsbeispiel mehrere Plattformreferenzplatten 12 an verschiedenen Orten an der Waferplattform vorgesehen sein, und dies ermöglicht eine Korrektur des Fahrwegs der Waferplattform 4 über die gesamte Fläche.
  • [Ausführungsbeispiel 3]
  • Die 12 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Referenzplatte fest an einem Behälter (Haltelement) zum Halten des optischen Projektionssystems 2 angebracht und die Messung des Fahrwegs der Maskenplattform 4 wird unter Verwendung von Markierungen 75 durchgeführt, die an der Referenzplatte ausgebildet sind.
  • Eine Markierung 75 des Behälters und eine Markierung 50 der Maskenreferenzplatte 10 werden durch das Beobachtungsmikroskop 9 beobachtet, und deren Positionen werden erfasst. In ähnlicher Weise wird die Maskenplattform 4 bewegt, und Positionen der Markierung 75 an dem Behälter und eine Markierung 51 der Maskenreferenzplatte 11 werden erfasst. Auf der Grundlage der Erfassung werden der Fahrweg der X-Achse und der Fahrweg der Y-Achse der Maskenplattform 4 korrigiert. Die Fahrwegkorrektur für die Waferplattform und die Ausrichtung der Maske werden im wesentlichen in der gleichen Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt.
  • Da die Referenzmarkierung 75 an dem Behälter des optischen Projektionssystems 2 ausgebildet ist, ist es nicht notwendig, die Waferplattform 5 zur Korrektur des Fahrwegs der Maskenplattform 4 zu bewegen. Außerdem kann die Messung durchgeführt werden, während das Beobachtungsmikroskop fest gehalten wird. Somit ist eine verbesserte Genauigkeit erzielbar.
  • [Ausführungsbeispiel 4]
  • Die 13 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht einer abgewandelten Form des dritten Ausführungsbeispiels, wobei die Maskenausrichtung außerdem unter Verwendung einer Markierung durchgeführt wird, die an dem Behälter des optischen Projektionssystems 2 ausgebildet ist.
  • Genauer gesagt, wird nach der Korrektur des Fahrwegs der Maskenplattform 4 das Beobachtungsmikroskop 9 zum Beobachten der Markierung 75 des Behälters und der Maskenausrichtungsmarkierungen 42(a) und 42(b) verwendet, und deren Positionen werden erfasst. Auf der Grundlage dessen wird die Maske 1 mit der Maskenplattform 4 ausgerichtet. Somit benötigt dieses Ausführungsbeispiel keine Markierung für die Maskenausrichtung, wie dies in der 14 gezeigt ist.
  • Da die Maskenplattform 4 und die Maske 1 hinsichtlich einer gemeinsamen Markierung beobachtet werden, Markierung 75, unter Verwendung des Beobachtungsmikroskops, das fest gehalten ist, wird eine weitere Verbesserung der Genauigkeit gewährleistet. Da außerdem die Korrektur des Fahrwegs der Maskenplattform 4 ohne Bewegen der Waferplattform 5 durchgeführt wird, ist ein früherer Durchsatz erzielbar.
  • [Ausführungsbeispiel 5]
  • Die 15 zeigt ein Abtastbelichtungsgerät gemäß einem 5. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 16 zeigt eine Flusskarte und die 17 und 18 erläutern den Betriebsfluss.
  • Gemäß der 15 ist eine Maske 1 mit einem daran ausgebildeten Original an einer Maskenplattform 4 angeordnet, die in X- und Y-Richtung durch einen Laserinterferometer 80 und eine Antriebssteuereinrichtung 103 gesteuert angetrieben wird. Die Maskenplattform 4 ist durch einen Hauptrahmen (nicht gezeigt) des Gerätes gestützt. Ein Wafer (photosensitives Substrat) 3 ist an einer Waferplattform 5 angeordnet, die in der X- und der Y-Richtung durch einen Laserinterferometer 81 und die Antriebssteuereinrichtung 103 gesteuert angetrieben wird. Die Waferplattform 5 ist durch den Hauptrahmen (nicht gezeigt) des Gerätes gestützt. Die Maske 1 und der Wafer 3 sind an Positionen angeordnet, die hinsichtlich eines optischen Projektionssystems 2 einander optisch konjugieren. Schlitzartiges Belichtungslicht 6 von einem Beleuchtungssystem (nicht gezeigt), das sich gemäß der Zeichnung in der Y-Richtung erstreckt, beleuchtet die Maske 1, so dass diese an dem Wafer 3 in eine Größe entsprechend der Projektionsvergrößerung des optischen Projektionssystems 2 abgebildet wird. Eine Abtastbelichtung wird durchgeführt, indem sowohl die Maskenplattform 4 als auch die Waferplattform 5 relativ zu dem schlitzartigen Belichtungslicht 6 bei einem Geschwindigkeitsverhältnis entsprechend der optischen Vergrößerung in der X-Richtung bewegt werden, um so die Maske 1 und den Wafer 3 abzutasten, wodurch das gesamte Vorrichtungsmuster 21 der Maske 3 zu einen Transferbereich (Musterbereich) auf dem Wafer 3 transferiert wird.
  • Nun wird die Art und Weise der Ausrichtung der Abtastrichtung der Maskenplattform 4 und der Abtastrichtung der Waferplattform beschrieben und zwar die Art und Weise beim Erfassen der Beziehung zwischen einem Koordinatensystem, das durch die tatsächliche Abtastrichtung der Maskenplattform definiert ist und einem Koordinatensystem, das durch die tatsächliche Abtastrichtung der Waferplattform definiert ist, und zum Ausrichten der Abtastrichtungen der Maskenplattform und der Waferplattform.
  • Eine Maskenreferenzplatte 10 (oder 11) ist fest an der Maskenplattform angebracht, wie dies in der 19 gezeigt ist. Andererseits ist eine Waferreferenzplatte 12 fest an der Waferplattform angebracht, wie dies in der 20 gezeigt ist.
  • Die Maskenreferenzplatte 10 (oder 11) hat Markierungen 50(a), 50(b), 51(a) und 51(b), die auf demselben Niveau (Höhe) der Musterträgerfläche der Maske 1 ausgebildet sind. Die Waferreferenzplatte 12 hat Markierungen 60(a), 60(b), 61(a) und 61(b) an Positionen entsprechend den Markierungen der Maskenreferenzplatte. Diese Markierungen sind an verschiedenen Referenzplatten gemäß Design, Koordinatensystems ausgebildet, und somit ist deren relative Positionsbeziehung bekannt.
  • Schritt 1
  • Nun werden die Markierungen 60(a) und 60(b) (oder die Markierungen 61(a) und 61(b)) an der Waferreferenzplatte 12 zu der Beobachtungsposition (Belichtungsposition) unter dem optischen Projektionssystem 2 bewegt, und sie werden hier angehalten. Außerdem werden die Markierungen 50(a) und 50(b) (oder die Markierungen 51(a) und 51(b)) der Maskenreferenzplatte 10 (oder 11) auf der Maskenplattform 4 zu der Belichtungsposition bewegt und sie werden hier angehalten. Die relative Positionsbeziehung von diesen Markierungen 60(a), 60(b), 50(a) und 50(b) wird unter Verwendung eines Beobachtungsmikroskops 7 gemessen. Der zu diesem Zeitpunkt gemessene Wert entspricht einer relativen X-Y-Ausrichtung (X-Y-Ursprung) zwischen der Waferreferenzplatte 12 und der Maskenreferenzplatte 10. Und zwar wird die relative Positionsbeziehung zwischen Ausrichtungsmarkierungen der Maskenreferenzplatte 10 und Ausrichtungsmarkierungen der Waferreferenzplatte 12 durch das optische Projektionssystem 2 erfasst, und die Beziehung zwischen einem Koordinatensystem, das durch die Ausrichtungsmarkierungen der Maskenreferenzplatte 10 bestimmt ist, und dem Koordinatensystem, das durch die Ausrichtungsmarkierungen der Waferreferenzplatte 12 bestimmt ist, wird erfasst.
  • Schritt 2-1
  • Wie dies in der 17(a) gezeigt ist, werden die Markierungen 60(a) und 60(b) der Waferreferenzplatte 12 fest gehalten und die Positionen der Markierungen 50(a) und 50(b) der Maskenreferenzplatte 10 hinsichtlich den Markierungen 60(a) und 60(b) werden unter Verwendung des Mikroskops 7 gemessen. Nur die Maskenplattform 4 wird abtastend bewegt, und die Positionen der Markierungen 51(a) und 51(b) der Maskenreferenzplatte 10 hinsichtlich den Markierungen 60(a) und 60 (b) werden unter Verwendung des Mikroskops 7 gemessen. Dadurch wird die Parallelität einer Achse, die durch die Markierungen 50(a) und 51(a) (oder die Markierungen 50(b) und 51(b)) der Maskenreferenzplatte 10 definiert ist, hinsichtlich der Abtastrichtung (X-Richtung) der Maskenplattform 4 erfasst. Und zwar wird die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der Maskenreferenzplatte bestimmt ist und dem Koordinatensystem, das durch eine tatsächliche Abtastrichtung (X-Richtung) der Maskenplattform bestimmt ist, erfasst.
  • Schritt 2-2
  • Wie dies in der 17(b) gezeigt ist, werden die Markierungen 50(a) und 50(b) der Maskenreferenzplatte 10 fest gehalten, und die Positionen der Markierungen 60(a) und 60(b) der Waferreferenzplatte 12 hinsichtlich den Markierungen 50(a) und 50(b) werden unter Verwendung des Mikroskops 7 gemessen. Nur die Waferplattform 5 wird abtastend bewegt, und Positionen der Markierungen 61(a) und 61(b) der Waferreferenzplatte 12 hinsichtlich den Markierungen 50(a) und 50(b) werden gemessen. Dadurch wird die Parallelität der Achse, die durch die Markierungen 60(a) und 61(a) (oder die Markierungen 60(b) und 61(b)) der Waferreferenzplatte 12 definiert ist, hinsichtlich der Abtastrichtung (X-Richtung) der Waferplattform 5 erfasst. Und zwar wird die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der Waferreferenzplatte bestimmt ist, und dem Koordinatensystem bestimmt, das durch eine tatsächliche Abtastrichtung (X-Richtung) der Waferplattform bestimmt ist.
  • Schritt 3-1
  • Wie dies in der 18 gezeigt ist, werden die Markierungen 50(a) und 50(b) der Maskenreferenzplatte 10 fest gehalten, und die Positionen der Markierung 60(a) der Waferreferenzplatte 12 hinsichtlich der Markierung 50(a) werden unter Verwendung des Mikroskops 7 gemessen. Nur die Waferplattform 5 wird abtastend bewegt, und die Position der Markierung 60(a) der Waferreferenzplatte hinsichtlich der Markierung 50(b) wird unter Verwendung des Mikroskops 7 gemessen. Dadurch wird die Parallelität der Achse, die durch die Markierungen 50(a) und 50(b) der Maskenreferenzplatte definiert ist, hinsichtlich der Plattformrichtung (Y-Richtung) der Waferplattform 5 erfasst. Und zwar wird die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der Maskenreferenzplatte bestimmt ist, und dem Koordinatensystem erfasst, das durch die tatsächliche Abtastrichtung (Y-Richtung) der Waferplattform bestimmt ist.
  • Schritt 3-2
  • In ähnlicher Art und Weise gemäß der vorstehenden Beschreibung werden die Markierungen 60(a) und 60(b) der Waferreferenzplatte 12 fest gehalten, und die Position der Markierung 50(a) der Maskenreferenzplatte hinsichtlich der Markierung 60(a) wird unter Verwendung des Mikroskops 7 gemessen. Nur die Maskenplattform 4 wird abtastend bewegt, und die Position der Markierung 50(a) der Maskenreferenzplatte hinsichtlich der Markierung 60(b) wird unter Verwendung des Mikroskops 7 gemessen. Dadurch wird die Parallelität der Achse die durch die Markierungen 60(a) und 60(b) der Waferreferenzplatte 10 definiert ist, hinsichtlich der Plattformrichtung (Y-Richtung) der Maskenplattform 4 erfasst. Und zwar wird die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der Waferreferenzplatte bestimmt ist und dem Koordinatensystem erfasst, das durch eine tatsächliche Abtastrichtung (Y-Richtung) der Maskenplattform bestimmt ist.
  • Aus der vorstehend beschriebenen Prozedur werden die folgenden Punkte erfasst:
    • 1) Die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der Maskenreferenzplatte 10 bestimmt ist, und dem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der Waferreferenzplatte 12 bestimmt ist;
    • 2) Die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der Maskenreferenzplatte bestimmt ist und dem Koordinatensystem, das durch eine tatsächliche Abtastrichtung (X-Richtung) der Maskenplattform bestimmt ist;
    • 3) Die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der Waferreferenzplatte bestimmt ist, und dem Koordinatensystem, das durch eine tatsächliche Abtastrichtung (X-Richtung) der Waferplattform bestimmt ist;
    • 4) Die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der Maskenreferenzplatte bestimmt ist, und dem Koordinatensystem, das durch eine tatsächliche Abtastrichtung (Y-Richtung) der Waferplattform bestimmt ist; und
    • 5) Die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der Waferreferenzplatte bestimmt ist, und dem Koordinatensystem, das durch eine tatsächliche Abtastrichtung (Y-Richtung) der Maskenplattform bestimmt ist.
  • Aus diesen vorstehend genannten Punkten 1), 2) und 3) wird die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem, das durch die tatsächliche Abtastrichtung (X-Richtung) der Maskenplattform bestimmt ist, und dem Koordinatensystem erfasst, das durch die tatsächliche Abtastrichtung (X-Richtung) bestimmt ist, und zumindest eine der Abtastrichtungen von der Waferplattform und von der Maskenplattform wird so korrigiert, dass die tatsächliche Abtastrichtung (X-Richtung) der Maskenplattform und die tatsächliche Abtastrichtung (X-Richtung) der Waferplattform aneinander ausgerichtet werden.
  • Des Weiteren wird aus den Punkten 4) und 5) ein Fehler der lotrechten Stellung der tatsächlichen Abtastrichtung der Waferplattform entlang der Y-Richtung relativ zu der tatsächlichen Abtastrichtung entlang der X-Richtung erfasst. Dann wird die Abtastrichtung der Waferplattform entlang der Y-Richtung korrigiert, um den Fehler zu beseitigen.
  • In der Praxis wird bei einem Abtastbelichtungsgerät der Belichtungsprozess durchgeführt, nachdem die relative Ausrichtung der Maske 1 und des Wafers 3 durchgeführt wurden. Somit muss ein Koordinatensystem einer Maske und eines Wafers berücksichtigt werden.
  • Um das Koordinatensystem der Maske 1 zu berücksichtigen, wird eine relative Position der Maske 1 und der Maskenreferenzplatte 10 gemessen.
  • Zunächst werden Maskenausrichtungsmarkierungen 40(a) und 40(b) der Maskenreferenzplatte 10 mittels des Beobachtungsmikroskops 7 beobachtet, und Positionen von diesen Markierungen werden erfasst. Die Maskenplattform 4 wird bewegt, und Maskenausrichtungsmarkierungen 42(a) und 42(b), die an der Maske 1 ausgebildet sind, werden durch das Beobachtungsmikroskop 7 beobachtet, und deren Positionen werden erfasst.
  • Der Antriebsbetrag der Maskenplattform 4 wird unter Verwendung des Laserinterferrometers 80 bestimmt. Er wird zusammen mit den Markierungspositionsinformationen in die Verarbeitungsschaltung 102 eingegeben, sodass eine relative Positionsbeziehung (Betrag einer Positionsabweichung) zwischen der Maske 1 und der Referenzplatte 10 berechnet wird. Die Abtastrichtung der Maske 1 und der Fahrweg der Maskenplattform 6 werden angesichts des Berechnungsergebnisses eingestellt. Und zwar wird die Maske 1 relativ zu der Maskenplattform 6 drehend bewegt. Außerdem kann die Antriebssteuereinrichtung 103 so verwendet werden, dass der Fahrweg der Maskenplattform 4 zu jener Richtung ausgerichtet wird, entlang der die Maske abtasten soll. Bei dieser Gelegenheit muss der Fahrweg der Waferplattform 5 entsprechend geändert werden.
  • Nachfolgend wird der Wafer 3 hinsichtlich der Waferplattform 5 ausgerichtet.
  • Um die Distanz von der Mitte der Belichtungsmusterzeichnung und der Erfassungsposition des Waferausrichtungserfassungssystems zu erfassen (die sogenannte "Grundlinie"), wird eine Markierung 55 an der Plattformreferenzplatte 12 zu der Mitte der Belichtungsmusterzeichnung bewegt. Dann wird die selbe Markierung 55 aus dieser Position zu der Position unter einem Zielmikroskop 31 bewegt, und deren Position wird erfasst.
  • Dadurch wird die Erfassungsposition des Zielmikroskops 31 hinsichtlich der Mitte der Musterzeichnung erfasst. Dann wird die Waferausrichtung gemäß dem Verfahren der globalen Ausrichtung durchgeführt.
  • Genauer gesagt werden von den Chips an dem Wafer 3 jene Chips ausgewählt, die zu messen sind. Ausrichtungsmarkierungen von diesen ausgewählten Chips werden mittels des Zielmikroskops 31 beobachtet und erfasst. Aus den erfassten Positionen von diesen Ausrichtungsmarkierungen und aus den Antriebsbeträgen der Waferplattform, die mittels des Laserinterferrometers 81 gemessen werden, wird die Position des Wafers 3 durch die Verarbeitungsschaltung 102 berechnet.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, werden die durch die Abtastrichtungen der Waferplattform 5 und der Maskenplattform 4 bestimmten Koordinatensysteme aneinander ausgerichtet, und zusätzlich werden die Abtastrichtungen der Plattformen an den Richtungen ausgerichtet, entlang denen die Maske 1 und der Wafer 3 abtasten sollen. Danach startet der Belichtungsprozess. Die vorstehend beschriebene Prozedur ist in der 16 dargestellt.
  • [Ausführungsbeispiel 6]
  • Die 21 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine ortsfeste Referenzplatte fest an einem Halteelement zum Halten des optischen Projektionssystems 2 angebracht, und die Maskenausrichtung wird unter Verwendung von Markierungen 75(a) und 75(b) durchgeführt, die an der Referenzplatte ausgebildet sind.
  • Die Maskenplattform 4 wird im Voraus bewegt, um so die Markierungen 50(a) und 50(b) der Maskenreferenzplatte 10 zu den Positionen über den Markierungen 75(a) und 75(b) der Referenzplatte zu bewegen. Die relative Positionsbeziehung von diesen Markierungen 50(a), 50(b), 75(a) und 75(b) wird unter Verwendung eines Fadenkreuz-Mikroskops 8 gemessen. Dann wird die relative Positionsbeziehung zwischen Ausrichtungsmarkierungen der Maskenreferenzplatte 10 und Ausrichtungsmarkierungen der ortsfesten Platte erfasst, und die Beziehung zwischen einem Koordinatensystem, das durch die Ausrichtungsmarkierungen der Maskenreferenzplatte 10 bestimmt ist, und einem Koordinatensystem, das durch die Ausrichtungsmarkierungen der ortsfesten Referenzplatte bestimmt ist, wird erfasst. Es ist zu beachten, dass die Ausführung einer Messung der Positionsbeziehung zwischen den Markierungen 75(a) und 75(b) der ortsfesten Referenzplatte und den Markierungen 50(a) und 50(b) der Maskenreferenzplatte 10 (oder 11) nicht erforderlich ist, wenn die Maske ausgetauscht wird, sofern die Positionen der Markierungen 75(a) und 75(b) der ortsfesten Referenzplatte stabil sind.
  • Die Maskenplattform wird so bewegt, dass die Maskenausrichtungsmarkierungen 42(a) und 42(b) der Maske an Positionen über den Markierungen 75(a) und 75(b) angeordnet sind. In der Nähe von dieser Position wird ein Maskenaustausch durchgeführt.
  • Dann wird die relative Positionsbeziehung zwischen den Markierungen 42(a), 42(b), 75(a) und 75(b) unter Verwendung des Fadenkreuz-Mikroskops 8 gemessen. Dann wird eine relative Positionsbeziehung zwischen Ausrichtungsmarkierungen der Maske und Ausrichtungsmarkierungen der ortsfesten Referenzplatte erfasst, und die Beziehung eines Koordinatensystems, das durch Ausrichtungsmarkierungen der Maske 4 bestimmt ist, und einem Koordinatensystem wird erfasst, das durch Ausrichtungsmarkierungen der ortsfesten Referenzplatte bestimmt ist. Angesichts des Erfassungsergebnisses und der Beziehung zwischen dem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der Maskenreferenzplatte 10 bestimmt ist, und dem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der ortsfesten Referenzplatte bestimmt ist, wird die Maske 1 relativ zu der Maskenplattform 4 drehend bewegt. Alternativ kann die Antriebssteuereinrichtung 103 zum Steuern der Abtastrichtung der Maskenplattform 6 so verwendet werden, dass die Abtastrichtung der Maskenplattform 4 zu jener Abtastrichtung ausgerichtet ist, entlang der die Maske 1 abtasten soll.
  • Des weiteren können die Markierungen 75(a) und 75(b) der Referenzplatte an Positionen unter der Maskenausrichtungsmarkierung 42(a) und 42(b) der Maskenplattform vorgesehen sein, wenn angenommen wird, dass die Maske an der Belichtungsposition angeordnet ist. Und zwar kann die Maskenplattform so bewegt werden, dass die Markierungen 42(a) und 42(b) (oder die Markierungen 75(a) und 75(b)) an der Beobachtungsposition des Fadenkreuz-Mikroskops 8 angeordnet werden, und die Maskenausrichtung kann durchgeführt werden. Die Positionsbeziehung zwischen den Markierungen 75(a) und 75(b) und den Markierungen 50(a) und 50(b) kann unter Verwendung des Fadenkreuz-Mikroskops 8 oder unter Verwendung des Mikroskops 7 gemessen werden, während die Maske eingesetzt ist. Falls die Positionen der Markierungen 75(a) und 75(b) der ortsfesten Referenzplatte stabil sind, dann muss die Messung der Positionsbeziehung bei dieser Gelegenheit nicht jedes Mal dann durchgeführt werden, wenn eine Maske ausgetauscht wird.
  • Der übrige Abschnitt von diesem Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen gleich wie bei dem fünften Ausführungsbeispiel.
  • [Ausführungsbeispiel 7]
  • sDie 22 zeigt ein Projektionsbelichtungsgerät gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Maske 1 mit einem daran ausgebildeten Original ist durch einen Hauptrahmen des Gerätes über eine Maskenplattform 4 gestützt, die in der X- und in der Y-Richtung durch einen Laserinterferometer (nicht gezeigt) und eine Antriebssteuereinrichtung 103 gesteuert angetrieben wird. Ein Wafer (fotosensitives Substrat) 3 ist durch den Hauptrahmen des Gerätes über eine Waferplattform 5 gestützt, die durch einen Laserinterferometer (nicht gezeigt) und der Antriebssteuereinrichtung 103 gesteuert angetrieben wird. Die Maske 1 und der Wafer 3 sind an jenen Positionen angeordnet, die hinsichtlich eines optischen Projektionssystems 2 optisch einander konjugieren. Für eine Projektionsbelichtung beleuchtet schlitzartiges Belichtungslicht von einem Beleuchtungssystem (nicht gezeigt) die Maske 1 derart, dass eine optische Abbildung an dem Wafer 4 in einer Größe entsprechend der optischen Vergrößerung des Projektionsbelichtungssystems 2 projiziert wird.
  • Dieses Ausführungsbeispiel wird auf ein Abtastbelichtungsgerät angewendet, und eine Abtastbelichtung wird dadurch bewirkt, dass sowohl die Maskenplattform 4 als auch die Waferplattform 5 relativ zu dem schlitzartigen Belichtungslicht 6 bei einem Geschwindigkeitsverhältnis entsprechend der optischen Vergrößerung des optischen Projektionssystems 2 in der X-Richtung bewegt werden, um so die Maske 1 und den Wafer 3 abzutasten. Dadurch wird das gesamte Vorrichtungsmuster 21 der Maske 3 zu einem Transferbereich (Musterbereich) auf den Wafer 3 transferiert.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das optische Projektionssystem 2 nur aus Brechungselementen. Jedoch kann ein optisches Projektionssystem mit einer Kombination aus Reflektionselementen und Brechelementen verwendet werden. Außerdem kann ein optisches Reduktionsprojektionssystem bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel oder ein optisches Einheitsvergrößerungs-System verwendet werden, woraus die gleichen Vorteile resultieren.
  • An der Maskenplattform 4 sind Maskenreferenzplatten 10 und 11 fest angebracht, die an der Seite der X-Richtung (Abtastrichtung) der Maske 1 angeordnet sind. Andererseits ist an der Waferplattform 5 eine Waferreferenzplatte 12 fest angebracht.
  • Die Maskenreferenzplatten 10 und 11 haben Markierungen 50 und 51, wie dies in der 23A gezeigt ist. Die Waferreferenzplatte 12 hat Markierungen 60 und 61, wie dies in der 23B gezeigt ist, und zwar an Positionen (Transferposition, die durch das optische Projektionssystem 25 zu definieren ist) entsprechend den Markierungen der Maskenreferenzplatte. Hierbei sind die Markierungen 50 und 51 der Maskenreferenzplatten 10 und 11 an dem selben Niveau wie die Musterträgerfläche der Maske 1 angeordnet, und die Markierungen 60 und 61 der Waferreferenzplatte 12 sind im Wesentlichen auf dem selben Niveau wie die Fläche des zu belichtenden Wafers 3 angeordnet.
  • Beobachtungsmikroskope 9L und 9R sind dazu angeordnet, dass sie eine gleichzeitige Beobachtung sowohl der Markierungen 50 und 51 der Maskenreferenzplatte 10 und 11 sowie eines Objektes (Markierung) an der Musterfläche der Maske 1 als auch der Markierungen 60 und 61 der Waferreferenzplatte 12 und eines Objektes (Markierung) an dem Wafer 3 durchführen. Ein fotoelektrisch beobachtetes Bildsignal wird durch eine Markierungserfassungseinrichtung 101 verarbeitet, und Informationen der relativen Positionsbeziehung werden der Verarbeitungsschaltung 102 zugeführt.
  • Für eine gleichzeitige Beobachtung kann Licht mit der selben Wellenlänge wie das Belichtungslicht, das für die Projektionsbelichtung zu verwenden ist, als das Beleuchtungslicht verwendet werden, wobei dies besonders wünschenswert ist, da es den Zwang beseitigt, ein zusätzliches optisches System zum Korrigieren einer chromatischen Abberation zu verwenden, die durch das optische Projektionssystem 2 erzeugt wird.
  • Ein TTL-Beobachtungsmikroskop 33 für Nicht-Belichtungslicht zur Beobachtung des Wafers 3 ist über der Maske 1 angeordnet. Ausrichtungslicht, das von einer Ausrichtungslichtquelle (nicht gezeigt) projiziert wird, die Nicht-Belichtungslicht oder Licht mit einer nicht erfassbaren Wellenlänge erzeugt (sie kann auch eine optische Faser zum Führen des Lichtes aus einer Lichtquelle sein), wird durch einen Spiegel 80 zu der Maskenreferenzplatte 11 reflektiert. Ein mittlerer Abschnitt der Maskenreferenzplatte 11 ist durch ein Glas ausgebildet, das aus einem hinsichtlich Nicht-Belichten der Wellenlänge transparenten Material besteht. Somit dient sowohl die Referenzplatte als auch eine in der Maskenplattform ausgebildete Öffnung dazu, das Ausrichtungslicht zu übertragen.
  • Das die Maskenreferenzplatte 11 passierende Ausrichtungslicht durchwandert das optische Projektionssystem 2 und beleuchtet den Wafer 3. Das Licht wird reflektiert und durch eine Ausrichtungsmarkierung oder an dem Wafer 3 ausgebildete Markierungen gestreut. Reflektiertes und gestreutes Licht wandert erneut durch das optische Projektionssystem 2 und die Maskenreferenzplatte 11 und wird dann durch den Spiegel 80 zu dem TTL-Beobachtungsmikroskop 33 für Nicht-Belichtungslicht reflektiert. Auf diese Art und Weise wird eine Markierungsabbildung einer Ausrichtungsmarkierung des Wafers 3 durch eine Bildaufnahmevorrichtung wie z. B. ein CCD bei einer geeigneten Vergrößerung beobachtet. Aus der Position der Markierungsabbildung der Ausrichtungsmarkierung des Wafers 3, die durch die Bildaufnahmevorrichtung erfasst ist, und einem gemessenen Wert des Laserinterferrometers, der die Waferplattform 5 steuernd antreibt, wird die Position des Wafers 4 hinsichtlich des Hauptrahmens des Gerätes gemessen. Ein fotoelektrisch beobachtetes Bildsignal wird durch die Markierungserfassungseinrichtung 101 verarbeitet, und die Informationen der Positionsbeziehung werden der Verarbeitungsschaltung 102 zugeführt, wobei die Informationen in Kombination mit den von der Antriebssteuereinrichtung 103 zu der Verarbeitungsschaltung 102 zugeführten Informationen verwendet werden, als effektive Positionsinformationen. Eine Beobachtung der Markierung 55 der Waferreferenzplatte unter Verwendung des TTL-Beobachtungsmikroskops 33 für Nicht-Belichtungslicht wird in der gleichen Prozedur wie bei der Beobachtung einer Ausrichtungsmarkierung des Wafers 3 durchgeführt.
  • Nun wird die Waferplattform 5 angetrieben und anschließend gestoppt, sodass die Markierungen 60 und 61 der Waferreferenzplatte 12 an der Beobachtungsposition (Belichtungsposition) der Beobachtungsmikroskope 9L und 9R unter dem optischen Projektionssystem 2 angeordnet sind. In ähnlicher Weise wird die Maskenplattform 4 bei dem Abtastbelichtungsprozess abtastend bewegt und anschließend gestoppt, sodass die Markierungen 50 und 51 der Maskenreferenzplatte 11 innerhalb des Beobachtungsfelds des Beobachtungsmikroskops 9L und 9R angeordnet ist.
  • In diesem Zustand wird die relative Positionsabweichung zwischen den Markierungen 50 und 60 sowie zwischen den Markierungen 51 und 61 durch die Beobachtungsmikroskope 9L und 9R beobachtet, wie dies in der 23C gezeigt ist. Die beobachtete relative Positionsbeziehung stellt den Ort an der Waferplattform 3 dar, an der das projizierte und belichtete Maskenbild projiziert wird.
  • Nachfolgend wird die Waferplattform 5 bewegt und anschließend so gestoppt, das die Markierung 55 der Waferreferenzplatte 12 an der Beobachtungsposition des TTL-Beobachtungsmikroskops 31 für Nicht-Belichtungslicht unter dem optischen Projektionssystem 2 angeordnet ist. Die Maskenplattform 4 wird zu einer Position (normale Position zur Beobachtung eines Wafers bewegt, an der sie nicht mit dem Ausrichtungslicht des TTL-Beobachtungsmikroskops 33 für Nicht-Belichtungslicht überlagert ist. Aus der Position der Markierung 55 der Waferreferenzplatte 12, die dort erfasst wurde, und aus einem gemessenen Wert des Laserinterferrometers, der die Waferplattform 5 gesteuert antreibt, wird die Position des Wafers 4 hinsichtlich des Hauptrahmens des Gerätes gemessen. Ein fotoelektrisch beobachtetes Bildsignal wird durch die Markierungserfassungseinrichtung 101 verarbeitet, und Informationen der Positionsbeziehung werden der Verarbeitungsschaltung 102 zugeführt. Diese Informationen werden in Kombination mit den von der Antriebssteuereinrichtung 103 zu der Verarbeitungsschaltung 102 zugeführten Informationen als endgültige Positionsinformationen verwendet. Die endgültigen Positionsinformationen sollen zum Korrigieren der Positionsbeziehung zwischen der Waferplattform 5 und dem Erfassungssystem des TTL-Beobachtungsmikroskops 33 für Nicht-Belichtungslicht unter Einbeziehung der Markierung 55 der Waferreferenzplatte 12 verwendet werden.
  • Die Dispositionskoordinatenbeziehung zwischen der Markierung 55 und den Markierungen 60 und 61 der Waferreferenzplatte 12 wird zu dem gemessenen Wert der Markierung 55 der Waferreferenzplatte 12 hinzuaddiert, der durch das Beobachtungsmikroskop 31 gehalten ist, und zu dem gemessenen Wert der Relativposition der Markierungen 60 und 61 der Waferreferenzplatte 12 und den Markierungen 50 und 51 der Maskenreferenzplatte 11, die durch die Beobachtungsmikroskope 9L und 9R erhalten sind. Dadurch wird der Ort, an dem der Wafer 3 anzuordnen ist, und zwar die Grundlinie, gemessen und korrigiert.
  • Es ist zu beachten, dass die Messung der Ausrichtungsposition entweder durch eine Hellfeldbild-Beobachtung oder durch eine Dunkelfeldbild-Beobachtung oder entweder durch einen Gitterinterferenzprozess unter Verwendung eines Heterodynenoder FFT-Phasenerfassungsprozesses. Vorteilhafte Ergebnisse der Erfindung sind durch irgendeines der Verfahren erzielbar.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die Grundlinienkorrekturmessung für das TTL-Beobachtungsmikroskop 33 für Nicht-Belichtungslicht für eine hochgenaue Messung der Position der Maske und des Wafers hinsichtlich des Hauptrahmens des Gerätes unter Verwendung der Maskenreferenzplatte 11 und der Waferreferenzplatte 12 durchgeführt. Dies beseitigt den Zwang zur Verwendung einer Referenzmaske, und es gewährleistet hohe Genauigkeit und eine schnelle Korrekturmessung.
  • [Ausführungsbeispiel 8]
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel werden eine Messung der Markierung 55 der Waferreferenzplatte 12 durch das Beobachtungsmikroskop 33 und eine Messung einer relativen Position der Markierungen 60 und 61 der Waferreferenzplatte 12 und der Markierungen 50 und 51 der Maskenreferenzplatte 11 gleichzeitig ohne Bewegen der Waferreferenzplatte 12 durchgeführt.
  • Bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel wird die Messung durch das Beobachtungsmikroskop 33 durchgeführt, nachdem die Messung durch die Beobachtungsmikroskope 9L und 9R bewirkt wurde. Somit ist ein Antriebsfehler der Waferplattform 5 in dem Grundlinienmessfehler enthalten. Außerdem verringert sich der Durchsatz durch die Antriebszeit der Waferplattform 5. Falls des weiteren die Waferreferenzplatte 12 eine Positionsabweichung hinsichtlich der Waferplattform 5 erzeugt, dann kann dies zu einem Grundlinienmessfehler führen.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Markierungen 55, 60 und 61 der Waferreferenzplatte 12 so angeordnet, dass die Messung durch die Beobachtungsmikroskope 9L und 9R sowie eine Messung durch das Beobachtungsmikroskop 33 gleichzeitig durchgeführt werden können. Genauer gesagt können die Markierungen 55, 60 und 61 exakt in der gleichen Art und Weise wie die Beobachtungspunkte der Mikroskope 9L und 9R und des Mikroskops 33 angeordnet sein. Insbesondere kann die Markierung 55 an einem Zwischenabschnitt zwischen den Markierungen 60 und 61 angeordnet sein, das effektiv ist, da der Fehler bei einer Positionsabweichung der Waferreferenzplatte 12 kleiner ist.
  • [Ausführungsbeispiel 9]
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Referenzplatte 11 mit einem Spiegelelement 81 zum Führen des Lichtes zu dem Beobachtungsmikroskop 33 versehen.
  • Bei dem siebten Ausführungsbeispiel wird der Spiegel 80 als eine Führungseinrichtung zum Führen des Lichtes zu dem Beobachtungsmikroskop 33 verwendet, und dieser Spiegel 80 ist zwischen dem Beleuchtungssystem für die Abtastprojektionsbelichtung und dem Abtastprojektionsbelichtungsschlitz angeordnet. Somit kann er mit der Abtastprojektionsbelichtung überlagert werden. Somit muss der Spiegel während des Belichtungsprozesses zurückgezogen und für den Ausrichtungsvorgang eingefügt werden. Alternativ muss ein Spiegelelement mit einer Charakteristik zum Durchlassen der Belichtungswellenlänge aber zum Reflektieren der Ausrichtungswellenlänge vorgesehen werden.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel wird anstelle der Verwendung des Spiegels 80 ein Spiegel 81 an der Maskenreferenzplatte 11 vorgesehen, wie dies in der 24 gezeigt ist. Dieser Spiegel 81 hat einen prismenförmigen Spiegel, und er ist an der Maskenreferenzplatte 11 und außerdem an der Maskenplattform 4 angebracht. Somit überlagert er sich nicht mit dem Abtastprojektionsbelichtungsschlitz während des Abtastprojektionsbelichtungsprozesses. Des weiteren ist entlang des durch den Spiegel 81 geführten Lichtpfads ein Spiegel 82, der nachfolgend zu fixieren ist, so angeordnet, dass er sich nicht mit dem Abtastprojektionsbelichtungsschlitz überlagert.
  • Dieses Ausführungsbeispiel beseitigt den Zwang einer Verwendung eines speziellen Spiegels eines komplizierten Mechanismus zum Wechseln von Spiegeln. Somit ist der Aufbau einfach.
  • Während in diesem Ausführungsbeispiel der Spiegel 81 an der Maskenreferenzplatte 11 vorgesehen ist, ist die Anordnung nicht darauf beschränkt. Sofern der Spiegel 81 in der Maskenplattform 4 eingebaut ist und sich nicht mit dem Abtastprojektionsbelichtungsschlitz während des Abtastbelichtungsprozesses überlagert, kann der Spiegel 81 an irgendeiner anderen Position angeordnet sein, zum Beispiel unter der Maskenreferenzplatte 11 und zwischen dieser und dem optischen Projektionssystem 2. Bei dieser Gelegenheit kann der Spiegel 81 einen ähnlichen Aufbau wie das Beobachtungsmikroskop 33 aufweisen. Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung wirkt auch dann, wenn der Spiegel nicht über der Maske 1 aber zwischen der Maske 1 und dem optischen Projektionssystem 2 vorgesehen ist.
  • [Ausführungsbeispiel 10]
  • Als nächstes wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer Vorrichtung beschrieben, das ein Belichtungsgerät oder ein Belichtungsverfahren verwendet, die vorstehend beschrieben sind.
  • Die 25 zeigt eine Flusskarte der Sequenz beim Herstellen einer Halbleitervorrichtung wie zum Beispiel ein Halbleiterchip (zum Beispiel IC oder LSI), eine Flüssigkristalltafel, ein CCD, ein Dünnfilm-Magnetkopf oder eine Mikrovorrichtung, zum Beispiel. Der Schritt 1 ist ein Designprozess zum Designen der Schaltung einer Halbleitervorrichtung. Der Schritt 2 ist ein Prozess zum Herstellen einer Maske auf der Grundlage des Schaltungsmusterdesigns. Der Schritt 3 ist ein Prozess zum Herstellen eines Wafers unter Verwendung eines Materials wie zum Beispiel Silizium.
  • Der Schritt 4 ist ein Waferprozess, der hierbei als ein Vorprozess bezeichnet wird, wobei unter Verwendung der so vorbereiteten Maske und des Wafers Schaltungen an dem Wafer mittels Lithografie in der Praxis ausgebildet werden. Der Schritt 5 hiernach ist ein Montageschritt, der als ein Nachprozess bezeichnet wird, wobei der bei dem Schritt 4 verarbeitete Wafer zu Halbleiterchips ausgebildet wird. Dieser Schritt hat einen Montagevorgang (Würfel- und Fügevorgang) und einen Verpackungsvorgang (Chipabdichtung). Der Schritt 6 ist ein Überprüfungsschritt, wobei eine Betriebsüberprüfung, eine Haltbarkeitsüberprüfung und so weiter der Halbleitervorrichtungen durchgeführt werden, welche bei dem Schritt 5 erzeugt wurden. Bei diesen Prozessen werden Halbleitervorrichtungen hergestellt und versandt (Schritt 7).
  • Die 26 zeigt eine Flusskarte von Einzelheiten des Waferprozesses. Der Schritt 11 ist ein Oxidationsprozess zum Oxidieren der Oberfläche eines Wafers. Der Schritt 12 ist ein CVD-Prozess zum Ausbilden eines Isolierfilms auf der Waferoberfläche. Der Schritt 14 ist ein Elektrodenausbildungsprozess zum Ausbilden von Elektroden an dem Wafer durch Dampfabscheidung. Der Schritt 14 ist ein Ionenimplantationsprozess zum Implantieren von Ionen in den Wafer. Der Schritt 15 ist ein Resistprozess zum Aufbringen eines Resists (fotosensitives Material) auf dem Wafer. Der Schritt 16 ist ein Belichtungsprozess zum Drucken des Schaltungsmusters der Maske auf den Wafer mittels einer Belichtung durch das vorstehend beschriebene Belichtungsgerät. Der Schritt 17 ist ein Entwicklungsprozess zum Entwickeln des belichteten Wafers. Der Schritt 18 ist ein Ätzprozess zum Beseitigen von Abschnitten außer dem entwickelten Resistbild. Der Schritt 19 ist ein Resisttrennprozess zum Trennen des Resistmaterials, das an dem Wafer verblieben ist, nachdem es dem Ätzprozess ausgesetzt wurde. Durch Wiederholen von diesen Prozessen werden Schaltungsmuster übereinandergelagert an dem Wafer ausgebildet.
  • Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die hierbei offenbarten Aufbauten beschrieben ist, soll sie nicht auf die dargelegten Einzelheiten beschränkt werden, und diese Anmeldung soll derartige Abwandlungen oder Änderungen abdecken, die innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche sind.

Claims (29)

  1. Abtastbelichtungsverfahren zum Gebrauch bei einem Halbleiterherstellprozess, wobei eine erste bewegbare Plattform (4), die bewegbar ist, während sie ein erstes Objekt (1) in einer Anordnungsposition trägt, und eine zweite bewegbare Plattform (5), die bewegbar ist, während sie ein zweites Objekt (3) daran trägt, in einer zeitlichen Beziehung und relativ zu einem optischen Projektionssystem (2) abgetastet werden und wobei ein Muster von einem des ersten und des zweiten Objekts (1, 3) auf das andere Objekt durch das optische Projektionssystem (2) projiziert wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: einen ersten Erfassungsschritt zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen einer ersten Ausrichtungsmarkierung (50) einer ersten Referenzplatte (10, 11), die an der ersten bewegbaren Plattform (4) an einer anderen Position als die Anordnungsposition ortsfest angebracht ist, und einer vorbestimmten festen Ausrichtungsmarkierung (60, 61, 75a, 75b); einen zweiten Erfassungsschritt, wobei die erste bewegbare Plattform (4) in einer Abtastbelichtungsrichtung bewegt wird und eine relative Positionsbeziehung zwischen der festen Ausrichtungsmarkierung (60 ,61, 75a, 75b) und einer zweiten Ausrichtungsmarkierung (51) der ersten Referenzplatte (10, 11) erfasst wird, wobei die zweite Ausrichtungsmarkierung (51) in der Abtastbelichtungsrichtung hinsichtlich der ersten Ausrichtungsmarkierung (50) angeordnet ist; und einen Bestimmungsschritt zum Bestimmen einer Abtastrichtung der ersten bewegbaren Plattform (4) auf der Grundlage der Erfassung bei dem ersten und dem zweiten Erfassungsschritt.
  2. Abtastbelichtungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die feste Ausrichtungsmarkierung eine Ausrichtungsmarkierung (60, 61) einer zweiten Referenzplatte (12) ist, die an der zweiten bewegbaren Plattform (5) ortsfest angebracht ist.
  3. Abtastbelichtungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die feste Ausrichtungsmarkierung (75a, 75b) eine Ausrichtungsmarkierung einer dritten Referenzplatte ist, die an einer Halteplatte zum Halten des optischen Projektionssystems (2) ortsfest angebracht ist.
  4. Abtastbelichtungsverfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Muster an dem ersten Objekt (1) ausgebildet ist, und wobei das Verfahren des weiteren einen dritten Erfassungsschritt zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen einer Ausrichtungsmarkierung (42) des ersten Objekts (1) und zumindest einer der ersten und der zweiten Ausrichtungsmarkierung (50, 51) der ersten Referenzplatte (10, 11) aufweist.
  5. Abtastbelichtungsverfahren gemäß Anspruch 4, das des weiteren einen Ausrichtungsschritt zum Ausrichten einer Abtastrichtung des ersten Objekts (1) an eine Abtastrichtung der ersten bewegbaren Plattform (4) auf der Grundlage der Erfassung bei dem ersten, dem zweiten und dem dritten Erfassungsschritt aufweist.
  6. Abtastbelichtungsverfahren gemäß Anspruch 3, wobei das erst Objekt (1) eine daran ausgebildete Ausrichtungsmarkierung (42) aufweist, und wobei das Verfahren des weiteren einen Erfassungsschritt zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen der Ausrichtungsmarkierung (42) des ersten Objekts (1) und zumindest einer der ersten und der zweiten Ausrichtungsmarkierung (50, 51) der ersten Referenzplatte (10, 11) und der festen Ausrichtungsmarkierung (75a, 75b) der dritten Referenzplatte aufweist.
  7. Abtastbelichtungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die an der ersten bewegbaren Plattform (4) angebrachte erste Referenzplatte eine Vielzahl daran ausgebildete Ausrichtungsmarkierungen aufweist, und wobei die an der zweiten bewegbaren Plattform (5) angebrachte zweite Referenzplatte eine Vielzahl daran ausgebildete Ausrichtungsmarkierungen aufweist, und das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: einen vierten Erfassungsschritt zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen Ausrichtungsmarkierungen der ersten Referenzplatte und Ausrichtungsmarkierungen der zweiten Referenzplatte durch das optische Projektionssystem, um so eine Beziehung zwischen einem ersten Koordinatensystem, das durch eine Vielzahl Ausrichtungsmarkierungen der ersten Referenzplatte (10, 11) bestimmt ist, und einem zweiten Koordinatensystem zu erfassen, das durch eine Vielzahl Ausrichtungsmarkierungen der zweiten Referenzplatte (12) bestimmt ist; einen fünften Erfassungsschritt zum Bewegen der ersten bewegbaren Plattform in eine Abtastbelichtungsrichtung, um so Positionen von Ausrichtungsmarkierungen der ersten Referenzplatte zu erfassen und um eine Beziehung zwischen dem zweiten Koordinatensystem und einem dritten Koordinatensystem zu erfassen, das durch eine tatsächliche Abtastrichtung der ersten bewegbaren Plattform bestimmt ist; einen sechsten Erfassungsschritt zum Bewegen der zweiten bewegbaren Plattform in eine Abtastbelichtungsrichtung, um Positionen von Ausrichtungsmarkierungen der zweiten Referenzplatte zu erfassen und um eine Beziehung zwischen dem zweiten Koordinatensystem und einem vierten Koordinatensystem zu erfassen, das durch eine tatsächliche Abtastrichtung der zweiten bewegbaren Plattform bestimmt ist; und einen zweiten Bestimmungsschritt zum Bestimmen einer Beziehung zwischen der tatsächlichen Abtastrichtung der ersten bewegbaren Plattform und der tatsächlichen Abtastrichtung der zweiten bewegbaren Plattform auf der Grundlage der Erfassung bei dem vierten, dem fünften und dem sechsten Erfassungsschritt.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, das des weiteren einen siebten Erfassungsschritt zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen Ausrichtungsmarkierungen des ersten Objekts und Ausrichtungsmarkierungen der ersten Referenzplatte und zum Erfassen einer Beziehung zwischen dem ersten Koordinatensystem und einem Koordinatensystem aufweist, das durch Ausrichtungsmarkierungen des ersten Objekts bestimmt ist.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, das des weiteren einen Korrekturschritt zum Korrigieren der Abtastrichtung der ersten bewegbaren Plattform auf der Grundlage der Erfassung bei dem siebten Erfassungsschritt aufweist.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 7, das des weiteren folgende Schritte aufweist: einen achten Erfassungsschritt zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen Ausrichtungsmarkierungen der ersten Referenzplatte und Ausrichtungsmarkierungen einer dritten Referenzplatte, die an einem Haltelement zum Halten des optischen Projektionssystems ortsfest angebracht ist, und zum Erfassen einer Beziehung zwischen dem ersten Koordinatensystem und Ausrichtungsmarkierungen der dritten Referenzplatte; und einen neunten Erfassungsschritt zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen Ausrichtungsmarkierungen des ersten Objekts und Ausrichtungsmarkierungen der dritten Referenzplatte und zum Erfassen einer Beziehung zwischen einem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen des ersten Objekts bestimmt ist, und einem Koordinatensystem, das durch Ausrichtungsmarkierungen der dritten Referenzplatte bestimmt ist.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, das des weiteren einen Korrekturschritt zum Korrigieren der Abtastrichtung der ersten bewegbaren Plattform auf der Grundlage der Erfassung bei dem neunten Erfassungsschritt aufweist.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 7, das des weiteren einen Korrekturschritt zum Korrigieren der Abtastrichtung von zumindest einer der ersten und der zweiten bewegbaren Plattform auf der Grundlage der Beziehung zwischen der tatsächlichen Bewegungsrichtung der ersten bewegbaren Plattform und der tatsächlichen Bewegungsrichtung der zweiten bewegbaren Plattform aufweist.
  13. Abtastbelichtungsverfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, das des weiteren Folgendes aufweist: einen zehnten Erfassungsschritt zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen einer Ausrichtungsmarkierung einer ersten Referenzplatte (10, 11), die an der ersten bewegbaren Plattform (4) ortsfest angebracht ist, und einer Ausrichtungsmarkierung (60) einer zweiten Referenzplatte (12), die an der zweiten bewegbaren Plattform ortsfest angebracht ist (5); einen elften Erfassungsschritt unter Verwendung einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position der zweiten Referenzplatte (12) durch das optische Projektionssystem (2); und einen zwölften Erfassungsschritt zum Erfassen eines Messfehlers bei der Erfassung der Position des zweiten Objekts (3) durch die Erfassungseinrichtung auf der Grundlage der Erfassung bei dem zehnten und dem elften Erfassungsschritt.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Schritt zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen einer Ausrichtungsmarkierung einer ersten Referenzplatte (10, 11) und einer Ausrichtungsmarkierung einer zweiten Referenzplatte (12) ein Messlicht mit einer Wellenlänge verwendet, die im Wesentlichen gleich ist wie jene des Belichtungslichtes.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Schritt zum Erfassen einer Position der zweiten Referenzplatte (12) durch das optische Projektionssystem (2) Messlicht mit einer Wellenlänge verwendet, die im Wesentlichen gleich ist wie jene des Belichtungslichts.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die Position der zweiten Referenzplatte (12) ohne Bewegen der ersten und der zweiten bewegbaren Plattform (4, 5) gemessen wird.
  17. Abtastbelichtungsgerät zum Gebrauch bei einem Halbleiterherstellprozess mit: einer ersten bewegbaren Plattform (4), die bewegbar ist, während sie ein erstes Objekt (1) trägt, das daran in einer Anordnungsposition angeordnet ist; und einer zweiten bewegbaren Plattform (5), die bewegbar ist, während sie daran ein zweites Objekt (3) trägt; einem optischen Projektionssystem (2) zum Projizieren eines Musters; einer Steuereinrichtung, die zum Abtasten der ersten bewegbaren Plattform (4) und der zweiten bewegbaren Plattform (5) in einer zeitlichen Beziehung und relativ zu dem optischen Projektionssystem (2) und zum Projizieren eines Musters des ersten Objekts (1) auf das zweite Objekt (3) durch das optische Projektionssystem (2) betreibbar ist; einer ersten Referenzplatte (10, 11), die an der ersten bewegbaren Plattform (4) an einer anderen Position als die Anordnungsposition ortsfest angebracht ist; einer zweiten Referenzplatte (12), die an der zweiten bewegbaren Plattform (5) ortsfest angebracht ist; und einer Erfassungseinrichtung (7), die zum Abtasten von zumindest einer der ersten bewegbaren Plattform (4) und der zweiten bewegbaren Plattform (5) betreibbar ist, um eine relative Positionsbeziehung zwischen Ausrichtungsmarkierungen (50, 51; 60, 61) der ersten Referenzplatte (10, 11) und der zweiten Referenzplatte (12) zu erfassen und um dadurch eine Abtastrichtung von einer der ersten bewegbaren Plattform (4) und der zweiten bewegbaren Plattform (5) zu bestimmen.
  18. Gerät gemäß Anspruch 17, wobei zumindest eine der ersten Referenzplatte (10, 11) und der zweiten Referenzplatte (12) eine Vielzahl Ausrichtungsmarkierungen (60a, 61a) aufweist, die entlang der Abtastrichtung aufgereiht sind.
  19. Gerät gemäß Anspruch 17, wobei die Erfassungseinrichtung (7) eine Beobachtungseinrichtung zum Beobachten von einer der Ausrichtungsmarkierungen durch das optische Projektionssystem (2) aufweist.
  20. Gerät gemäß Anspruch 17, wobei das erste Objekt (1) eine daran ausgebildete Ausrichtungsmarkierung (42) ausweist, und wobei das Gerät des weiteren eine Einrichtung zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen der Ausrichtungsmarkierung (42) des ersten Objekts (1) und der Ausrichtungsmarkierung der Referenzplatte (10, 11) aufweist.
  21. Gerät gemäß Anspruch 17, das des weiteren eine dritte Referenzplatte aufweist, die an einem Halteelement zum Halten des optischen Projektionssystems (2) ortsfest angebracht ist, wobei die Erfassungseinrichtung (7) zum Abtasten der ersten bewegbaren Plattform (4) betreibbar ist, um eine relative Positionsbeziehung zwischen Ausrichtungsmarkierungen der ersten Referenzplatte (50a, 50b) und der dritten Referenzplatte (75a, 75b) zu erfassen und um dadurch eine Abtastrichtung der ersten bewegbaren Plattform (4) zu bestimmen.
  22. Gerät gemäß Anspruch 21, wobei die erste Referenzplatte (10, 11) eine Vielzahl Ausrichtungsmarkierungen (50a, 51a; 40a, 41a) aufweist, die entlang der Abtastrichtung aufgereiht sind.
  23. Gerät gemäß Anspruch 17, das des weiteren Folgendes aufweist: ein optisches Beleuchtungssystem zum Beleuchten des ersten Objekts (1) durch Belichtungslicht, und wobei das optische Projektionssystem (2) daran angepasst ist, ein Muster des ersten Objekts (1) zu projizieren, das durch das optische Beleuchtungssystem beleuchtet ist; eine zweite Erfassungseinrichtung (33) zum Erfassen einer Position der zweiten Referenzplatte (12) in Zusammenwirkung mit dem optischen Projektionssystem (2); und eine dritte Erfassungseinrichtung (101, 102) zum Erfassen eines Messfehlers bei der Erfassung einer Position des zweiten Objekts (5) durch die zweite Erfassungseinrichtung (33) auf der Grundlage der Erfassung durch die erste Erfassungseinrichtung (7) und die zweite Erfassungseinrichtung (33).
  24. Gerät gemäß Anspruch 23, wobei die erste Erfassungseinrichtung (7) Messlicht mit einer Wellenlänge verwendet, die im Wesentliche gleich ist wie jene des Belichtungslichts.
  25. Gerät gemäß Anspruch 23, wobei die zweite Erfassungseinrichtung (33) Messlicht mit einer Wellenlänge verwendet, die im Wesentlichen gleich ist wie jene des Belichtungslichts.
  26. Gerät gemäß Anspruch 23, wobei die Erfassungseinrichtung (7, 33) und die Ausrichtungsmarkierungen so angeordnet sind, dass die zweite Erfassungseinrichtung (33) eine Position der zweiten Referenzplatte (12) ohne eine Bewegung der ersten und der zweiten bewegbaren Plattform (4, 5) misst, wenn die erste Erfassungseinrichtung (7) die relative Positionsbeziehung zwischen der ersten Referenzplatte (10, 11) und der zweiten Referenzplatte (12) erfasst.
  27. Verfahren zum Hersteller einer Vorrichtung, wobei ein Maskenmuster auf einen Wafer unter Verwendung eines Belichtungsverfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 transferiert wird, das des weiteren einen Schritt zum Herstellen einer Mikrovorrichtung aus dem belichteten Wafer aufweist.
  28. Abtastbelichtungsverfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Durchführen des ersten und des zweiten Erfassungsschritts und des Bestimmungsschritts, während eine Maske (1) als das erste Objekt dient, ein Wafer (3) als das zweite Objekt dient, eine Maskenplattform (4) als die erste bewegbare Plattform dient und eine Waferplattform (5) als die zweite bewegbare Plattform dient, wobei die Abtastrichtung der Maske bei dem Bestimmungsschritt bestimmt wird; und Durchführen des ersten und des zweiten Erfassungsschritts und des Bestimmungsschritts, während ein Wafer (2) als das erste Objekt dient, eine Maske (1) als das zweite Objekt dient, eine Waferplattform (5) als die erste bewegbare Plattform dient und eine Maskenplattform (4) als die zweite bewegbare Plattform dient, und die Abtastrichtung der Waferplattform wird bei dem Bestimmungsschritt bestimmt.
  29. Abtastbelichtungsgerät gemäß Anspruch 17, wobei die Erfassungseinrichtung zum Erfassen der relativen Positionsbeziehung durch Abtasten der ersten bewegbaren Plattform betreibbar ist, während die zweite bewegbare Plattform ortsfest gehalten ist, um dadurch die Abtastrichtung der ersten bewegbaren Plattform zu bestimmen, und wobei die Erfassungseinrichtung nachfolgend zum Erfassen der relativen Positionsbeziehung durch Abtasten der zweiten bewegbaren Plattform betreibbar ist, während die erste bewegbare Plattform ortsfest gehalten wird, um dadurch die Abtastrichtung der zweiten bewegbaren Plattform zu bestimmen.
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