DE68928860T2

DE68928860T2 - Belichtungsverfahren

Info

Publication number: DE68928860T2
Application number: DE68928860T
Authority: DE
Inventors: Eigo Ebina-Shi Kanagawa-Ken Kawakami; Hirohisa Sagamihara-Shi Kanagawa-Ken Ohta; Kunitaka Isehara-Shi Kanagawa-Ken Ozawa; Shunichi Setagaya-Ku Tokyo Uzawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2009-09-29
Also published as: JPH0294515A; DE68928860D1; EP0361934A3; EP0361934A2; JP2799575B2; US5443932A; EP0361934B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Belichtungsverfahren, bei dem ein Werkstück wie beispielsweise ein Wafer sowie eine Vorlage wie beispielsweise eine Maske gegenüberliegend und nahe zueinander angeordnet sind und ein Muster der Vorlage auf einen Teil des Werkstücks gedruckt wird und bei dem das Werkstück relativ zu der Vorlage entlang einer auf der gegenüberliegenden Richtung senkrecht stehenden Ebene derart angeordnet ist, daß die Ausrichtung derselben und das Musterdrucken wiederholt erfolgen.
Die japanische Patentschrift JP-A-61 084 018 offenbart ein Belichtungsverfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bisher wurden sehr schnelle Fortschritte bei integrierten Halbleiterschaltungen insbesondere hinsichtlich der Verbesserung der Integrationsdichte gemacht, und eine aktive Entwicklung erfolgte unter Verwendung von submikroskopische Mustern hinsichtlich sehr hochintegrierten Schaltungen (VLSI). Zur Verwirklichung des Druckens derartiger submikroskopischer Muster auf Halbleiterwafer bietet die Röntgenstrahllithographie ein interessantes Verfahren.
Wegen der Tatsache, daß für Röntgenstrahlen keine passende Reduktionslinse zur Verfügung steht, wird bei der Röntgenstrahllithographie unter Verwendung von Röntgenstrahlen als Belichtungsquelle gewöhnlicherweise eine Maske und ein Wafer sich gegenüberliegend in einer geringen Entfernungsbeziehung derart angeordnet, daß die Belichtung bei einer Einheitsvergrößerung erfolgt. Bei der Röntgenstrahllithographie ist es deshalb erforderlich, ein submikroskopisches Muster auf einer Maske auszubilden. Weiterhin ist unter Berücksichtigung der Tendenz zur Vergrößerung des Waferdurchmessers und einer sich daraus ergebenden Schwierigkeit bei der Herstellung einer derartigen Maske, durch welche die gesamte Oberfläche eines großen Waferdurchmessers mit einem Belichtungsvorgang belichtet werden kann, bei der Röntgenstrahllithographie ein Schritt-und-Wiederholungs-Verarbeitungsvorgang erforderlich, bei dem die Waferoberfläche in Zonen unterteilt wird und die Ausrichtung der Maske auf den Wafer sowie die Belichtung für jede Zone erfolgt.
Jedoch wird unter Berücksichtigung des vorherrschenden Flachheitsgrades eines Wafers (wellig, konisch und dergleichen), falls die Beabstandung von Maske und Wafer in der bei der Belichtungszeit übernommenen sehr geringen Entfernungsbeziehung beibehalten wird und die Ausrichtung derselben (einschließlich der Parallelausrichtung) wie die Verschiebung der dazwischenliegenden relativen Position während der Aufrechterhaltung einer derartigen Beabstandung ausgeführt wird, ergibt sich die Möglichkeit des Kontakts zwischen den Beiden und der sich daraus ergebende Schaden des Maskenmusters.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, mögliche Kontakte zwischen der Vorlage und dem Werkstück während der Ausrichtung derselben oder der Verschiebung der dazwischenliegenden relativen Position bei einem Belichtungsverfahren auf der Grundlage der Röntgenstrahllithographie oder einem anderen zu verhindern, bei dem eine Vorlage und ein Werkstück sich gegenüberliegend und mit einer geringen Entfernung zueinander angeordnet sind.
Erfindungsgemäß ist ein Belichtungsverfahren zur Belichtung eines Werkstücks mit einem Strahlungsmuster mit den nachfolgenden Schritten geschaffen:
a) einander gegenüberliegendes Anordnen eines Werkstücks und einer Vorlage mit einem auf eine Oberfläche des Werkstücks zu druckenden Muster, wobei diese beabstandet und relativ zueinander in enger Nähe sind,
b) Bewirken einer relativen Bewegung des Werkstücks und der Vorlage in einer zur dem Werkstück und der Vorlage gegenüberliegenden Richtung senkrechten Ebene,
c) Bewirken einer Verkleinerung des relativen Abstands auf einen zur Belichtung geeigneten ersten vorbestimmten relativen Abstand,
d) Drucken des Musters durch Belichtung des Werkstücks mit Strahlung durch die Vorlage auf einen Teil des Werkstücks, und
e) Bewirken einer Vergrößerung des relativen Abstands zwischen dem Werkstück und der Vorlage, um einen zweiten vorbestimmten relativen Abstand zu erhalten,
f) Wiederholen der Schritte b), c), d) und e), dadurch gekennzeichnet, daß
nach jeder Wiederholung von Schritt b) und vor jeder Wiederholung von Schritt c) die Schritte
g) Erfassen des relativen Abstands und des Neigungswinkels der Oberfläche des Werkstücks relativ zu der Vorlage, und
h) Bewirken einer Korrektur des relativen Abstands, falls der erfaßte relative Abstand sich nicht innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des zweiten vorbestimmten relativen Abstands befindet, und Korrigieren des Neigungswinkels erfolgen, um das Werkstück und die Vorlage im wesentlichen zu parallelisieren, falls die Oberfläche des Werkstücks innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs als im wesentlichen nicht parallel zu der Vorlage bestimmt ist.
Auf diese Weise wird unter Ausschluß der Gefahr des Kontakts zwischen der Vorlage und dem Werkstück die Parallelisierung derselben durchgeführt. Wenn nach der Parallelisierung der Spalt auf den Belichtungsspalt verringert wird, weisen die Vorlage und das Werkstück infolgedessen (bei einer gegenüber liegenden Beziehung) keinen Kontakt zueinander auf. Weiterhin wird die Beabstandung zu der Zeit der Parallelisierung an einer derartigen Position eingestellt, bei der die Vorlage und das Werkstück selbst dann nicht miteinander in Kontakt stehen, wenn sie entlang einer X-Y-Ebene relativ angeordnet sind. Dies vollendet die Verhinderung des Kontakts während einer Bewegung von einem Aufnahmebereich zu einem anderen. Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
Fig. 1A und Fig. 1B stellen einen Hauptteil einer Belichtungsvorrichtung dar, auf die ein Belichtungsverfahren gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel angewandt wird.
Fig. 2a bis Fig. 2C zeigen schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der Abfolge einer bei diesem Ausführungsbeispiel durchgeführten Parallelisierung der Maske auf den Wafer.
Fig. 3 stellt ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der bei der Belichtungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel durchgeführten Belichtungsabfolge bei einem Wafer dar.
Fig. 4 stellt ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der bei der Belichtungsvorrichtung gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel durchgeführten Belichtungsabfolge bei einem Wafer dar.
Fig. 1A und Fig. 1B stellen einen Hauptabschnitt einer Belichtungsvorrichtung dar, auf die ein Belichtungsverfahren gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel angewandt wird. Fig. 1A zeigt eine seitliche Schnittansicht und Fig. 1B ist eine obere Draufsicht eines Teilstücks mit einer Maske und einem optischen Erfassungssystem.
In Fig. 1A und Fig. 1B bezeichnet 1 einen Wafer und 2 eine Waferklemme zum Halten des Wafers 1. Die Waferklemme 2 zieht durch Vakuumanziehung die untere Oberfläche des Wafers 1 über nicht gezeigte Furchen an. Das Halteverfahren ist nicht auf die Vakuumanziehung beschränkt und praktisch wird eine Anziehungskraft verwendet, die als "elektrostatische Anziehung" bezeichnet werden kann. Mit 3-3 sind Waferklemmenträgerstücke bezeichnet, von denen jedes auf einen punktartigen Träger der Waferklemme 2 wirksam ist. Jedes Waferklemmenträgerstück 3 umfaßt angehäufte blattartige elektrische Ladungselemente und wird zur Veränderung in der vertikalen Richtung (Z-Achsenrichtung) der Ladungselemente auf die Höhe jedes Trägerpunkts (die Position in der Richtung der Z-Achse) für die Waferklemme 2 ausgerichtet, wobei diese Veränderung im Ansprechen auf das Anlegen einer elektrischen Spannung daran verursacht wird. Durch die Veränderung der Höhe jedes Waferklemmenträgerstücks 3 ist es möglich, die Z-Achsenposition sowie die Neigungen Wx (eine Rotationskomponente um die X- Achse) und Wy (eine Rotationskomponente um die Y-Achse) der Waferklemme 2 auszurichten, und auf diese Weise wird der Wafer 1 auf der Waferklemme 2 gehalten. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Waferklemmenträgerstücke 3 vorgesehen und mit gleichem Abstand um die Waferklemme 2 herum in der O-Richtung angeordnet, um dadurch dem Wafer jegliche gewünschte Neigung zu ermöglichen.
Mit 4 ist eine O-Stufe bezeichnet, die in der O-Richtung (eine Rotationskomponente um die Z-Achse herum) um das Zentrum der Waferklemme 2 herum rotieren kann. Die O-Stufe 4 wird auf einer X-Achsenstufe 5 getragen, die entlang der X- Achse (wie in Fig. 1A und 1B dargestellt der Horizontalen) beweglich ist. Die X-Achsenstufe 5 wird auf einer Y-Achsenstufe 6 getragen. Die Y-Achsenstufe 6 ist entlang der Y-Achse (gemäß den Zeichnungen der Vertikalen) beweglich und wird auf einer Grundfläche 7 gehalten. Mit 9 ist eine Maskenklemme bezeichnet, auf deren unterer Endoberfläche eine Maske 8 magnetisch angezogen wird. Die Anziehung ist nicht auf die Magnetanziehung beschränkt und kann beispielsweise von einer Vakuumanziehung übernommen werden. Mit 10 ist eine Maskenstufe bezeichnet, an der die Maskenklemme 9 befestigt ist. Die Maskenstufe 10 wird durch ein Vollbildstück 11 gehalten.
Mit 12-12 sind optische Erfassungssysteme bezeichnet, die zur jeweiligen Erfassung von auf dem Wafer 1 und der Maske 8 ausgebildeten Ausrichtungsmarkierungen in Verbindung mit den optischen Erfassungssystemen 12 angepaßt sind, um dadurch eine Messung des Spalts (Beabstandung) zwischen der Maske und dem Wafer in der Z-Achsenrichtung sowie eine Messung jeglicher Ausrichtungsfehler zwischen der Maske und dem Wafer hinsichtlich der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung durchzuführen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind, wie am besten in der oberen Draufsicht von Fig. 1B zu sehen ist, vier optische Erfassungssysteme 12 vorgesehen. Auf der Grundlage der Spaltmessung an diesen vier Punkten wird eine diese vier Punkte durchlaufende Annäherungsoberfläche berechnet und ein Z-Fehler, ein Wx-Fehler und ein Wy-Fehler aus einer parallelen Ebene erfaßt. Ebenso wird auf der Grundlage der Ausrichtungsfehlermessung an den vier Punkten unter Berücksichtigung der Maske der X-Fehler, der Y-Fehler und der O-Fehler eines bestimmten Aufnahmebereichs auf dem Wafer erfaßt, der unmittelbar belichtet wird.
Sind alle Messungen an den vier Punkten (aufgrund von Meßfehlern oder einer Ursache, bei der sich in Abhängigkeit von dem Aufnahmelayout eine Ecke außerhalb des Wafers befindet) nicht möglich, wird unter Verwendung von verbleibenden Informationen die Berechnung zum Erhalt von Z, Wx und Wy; sowie X, Y und O durchgeführt. Weiterhin führt bei diesem Ausführungsbeispiel jede Einheit der optischen Erfassungssysteme 12 die Spaltmessung und die Ausrichtungsfehlermessung an einer Stelle durch. Jedoch ist dies nicht wesentlich, so daß diese Messungen ebenso von getrennten Einheiten durchgeführt werden können.
Mit 15-15 sind Erfassungslichtstrahlen aus den optischen Erfassungssystemen 12-12 bezeichnet. Jedes Erfassungslicht 15 wird mit einer Neigung projiziert, und deshalb wird während der Belichtungszeit des optischen Erfassungssystems 12 das Belichtungslicht 16 nicht blockiert. Dementsprechend besteht keine Notwendigkeit, die optischen Erfassungssysteme 12 während der Belichtungszeit zurückzuziehen.
Mit 16 ist das Belichtungslicht bezeichnet, mittels dem ein auf der Maske 8 ausgebildetes Einrichtungsmuster 14 auf ein Muster 13 gedruckt werden kann, das über den vorausgehenden Schichtverarbeitungsvorgang oder -vorgänge auf den Wafer 1 übertragen wurde. Mit 17 ist ein Wirbelstromsensor bezeichnet, der auf der θ-Stufe 4 angebracht ist und der jeweils zur Messung der Position der unteren Oberfläche der Waferklemme 2 dient.
Fig. 2A bis 2C zeigen schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der Abfolge einer bei dem Beispiel aus Fig. 1 mit der Belichtungsvorrichtung durchgeführten Parallelisierung der Maske auf den Wafer zur Positionierung des Wafers auf den Ausrichtungsspalt. In Fig. 2A bis 2C sind dieselben Bezugszeichen wie jene aus Fig. 1 entsprechenden Elementen zugeordnet. Unter Bezugnahme auf Fig. 2A bis 2C wird nachstehend die Art und Weise der Parallelisierung bei der Vorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
In Fig. 2A bis 2C stellt eine aus einem Strich und einem einzelnen Punkt bestehende Kettenlinie 201 die Position dar, an der die Parallelisierung der Maske und des Wafers erfolgen muß. Auf die Beabstandung in der Z-Achsenrichtung zwischen dieser Position 201 und der Maske 8 wird unter "Parallelisierungsspalt" Bezug genommen. Selbst wenn ein an die Waferklemme 2 angezogener Wafer 1 in der Dicke nicht gleichförmig ist sondern unter der Voraussetzung, daß eine derartige Ungleichförmigkeit innerhalb eines voreingestellten tolerierbaren Bereichs auftritt, konisch oder wellig ist, handelt es sich bei dem Parallelisierungsspalt 201 um einen derartiger Spalt, daß keinerlei Möglichkeit eines Kontakts zwischen der Maske 8 und dem Wafer 1 besteht, selbst wenn jeglicher Teil des Wafers 1 der Maske 8 gegenüberliegend angeordnet ist. Bei diesem Beispiel wird der Parallelisierungsspalt 201 auf 70 Mikrometer von der unteren Oberfläche der Maske 8 eingestellt. Eine aus einem Strich und zwei Punkten bestehende Kettenlinie 202 stellt die Position dar, bei der die Ausrichtung der Maske auf den Wafer hinsichtlich der X-Y-Ebene auszuführen ist. Auf die Beabstandung zwischen dieser Position 202 und der unteren Oberfläche der Maske 8 wird unter einem "Ausrichtungsspalt" Bezug genommen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Ausrichtungsspalt 202 derart eingestellt, daß er gleich ist wie der Belichtungsspalt (die Beabstandung zwischen dem Wafer und der Maske während der Belichtungszeit). Infolgedessen ist es nach Beendigung der Ausrichtung möglich, die Belichtung direkt zu beginnen ohne die Waferklemme 2 zu bewegen. Der Ausrichtungsspalt 202 kann entsprechend der Belichtungsbedingung oder dem Musterzustand jeder Schicht variabel eingestellt werden. Bei diesem Beispiel ist der Spalt 202 auf einen Bereich von 50-10 Mikrometer von der unteren Oberfläche der Maske 8 eingestellt.
Fig. 2A stellt den Zustand dar, bei dem ein Wafer 1 mit einer konischen Komponente durch die Waferklemme 2 gehalten wird. Unter der Annahme, daß die Waferklemmenträgerstücke 3 in einem Parallelisierungszustand angebracht wurden, welcher einen Zustand darstellt, bei dem die Höhe jedes Waferklemmenträgerstücks 3 derart eingestellt wurde, daß die Oberfläche eines gehaltenen Standardwafers (einem Wafer mit bezeichneter Dicke ohne konischer oder welliger Oberflächenform) mit dem Parallelisierungsspalt 201 übereinstimmt. Bei diesem Zustand wird durch die optischen Erfassungssysteme 12 die Entfernung zwischen Maske und Wafer bei jedem Meßpunkt gemessen und die Oberfläche des Wafers 1, insbesondere die durch einen bestimmten Aufnahmebereich ausgebildete unmittelbar zu belichtende Oberfläche, wird berechnet, und zusätzlich werden die Fehler Z, Wx und Wy aus der Parallelisierungsoberfläche (einer zu der X-Y-Ebene parallelen Ebene mit der Position 201) erfaßt.
Fig. 2B stellt einen Zustand dar, bei dem die durch jedes Waferklemmenträgerstück 3 zur Korrektur der Fehler Z, Wx und Wy erforderliche Verschiebung bestimmt ist und die Korrekturverschiebung entsprechend der bestimmten Menge vervollständigt ist. Nach der Korrekturverschiebung werden die optischen Erfassungssysteme 12 nochmals zur Messung der Entfernung von der Maske zum Wafer verwendet, und jegliche übriggebliebenen Fehler werden aus der Parallelisierungsoberfläche erfaßt. Befinden sich diese Fehler innerhalb eines voreingestellten tolerierbaren Bereichs, so wird die Abfolge an dem nachfolgenden Verarbeitungsvorgang fortgesetzt. Befinden sie sich außerhalb des tolerierbaren Bereichs, so wird die Korrekturverschiebung nochmals wiederholt, und jegliche übriggebliebenen Fehler werden überprüft.
Fig. 2C stellt einen Zustand dar, bei dem die Waferklemmenträgerstücke 3 derart eingestellt sind, daß eine bestimmte Aufnahme 13 des Wafers 1 bei der Position des Parallelisierungsspalts 201 unter Beibehaltung dessen Oberflächenneigung an die Position des Ausrichtungsspalts 202 gebracht ist. Die Menge einer derartigen Bewegung ist durch eine festgelegte Menge gegeben, die in der Form eines Unterschieds zwischen dem Parallelisierungsspalt 201 und dem Ausrichtungsspalt 202 (der Beabstandung zwischen den Positionen 201 und 202) vor liegt. Die Bewegungsmenge bei jeder Korrekturverschiebung kann durch Messung der Position der unteren Oberfläche der Waferklemme 2 über den an der Waferstufe 4 vorgesehenen Wirbelstromsensor 17 überprüft werden.
Bei dieser vorstehend beschriebenen Vorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird für einen bestimmten Aufnahmebereich 13 eines Wafers 1, dessen Oberflächenbedingung nicht untersucht wurde, die Parallelisierung zwischen demselben und der Maske 8 an einer Position (der Position des Parallelisierungsspalts 201) durchgeführt, bei welcher der Wafer nicht mit der Maske 8 in Kontakt steht, und anschließend wird der Wafer 1 unter Beibehaltung des parallelisierten Zustands an die Position (die Position des Ausrichtungsspalts 202) bewegt, an der die Ausrichtung der Maske auf den Wafer hinsichtlich der X-Y-Ebene durchzuführen ist, und anschließend erfolgt die Durchführung von Ausrichtung und Belichtung.
Bezugnehmend auf das Flußdiagramm aus Fig. 3 wird die Belichtungsabfolge eines Wafers bei der Belichtungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Zuerst sei angenommen, daß die X-Achsenstufe 5 und die Y-Achsenstufe 6 derart angesteuert wurden, daß sich ein erster Aufnahmebereich auf einem Wafer 1 gegenüber einer Maske 8 befindet und daß die Waferklemmenträgerstücke 3 (wie in Fig. 2A dargestellt) in dem Parallelisierungszustand angebracht wurden.
Zu Beginn wird bei Schritt 301 über die optischen Erfassungssysteme 12 bei jedem Meßpunkt die Entfernung von der Maske zum Wafer gemessen. Bei Schritt 302 wird auf der Grundlage der durch die beim vorhergehenden Schritt durchgeführte Messung erhaltenen Daten die Oberfläche des Aufnahmebereichs auf dem unmittelbar zu belichtenden Wafer 1 berechnet und die Fehler Z, Wx und Wy aus der Parallelisierungsoberfläche er faßt. Wenn diese Fehler hier aus den sich auf die vier Punkte beziehenden Daten erfaßt werden sollen, wird ein Verfahren der kleinsten Quadrate zur Berechnung einer Oberfläche angewandt, die annähernd die vier Punkte durchläuft. Werden Daten dreier Punkte verwendet, so wird die Oberfläche definitiv berechnet. Die erhaltenen Fehler werden (bei Schritt 303) mit einer voreingestellten Toleranz verglichen. Befinden sich die Fehler außerhalb des tolerierbaren Bereichs, so geht die Abfolge bei Schritt 304 weiter, bei welchem die Waferklemmenträgerstücke 3 zur Korrektur der Fehler eingestellt werden, und anschließend kehrt die Abfolge zu Schritt 301 zurück, bei dem die Messung wiederholt wird.
Wird andererseits bei Schritt 303 bestimmt, daß sich die Fehler innerhalb des tolerierbaren Bereichs befinden, geht die Abfolge bei Schritt 305 weiter, bei dem alle Waferklemmenträgerstücke 3 einer Bewegung um dieselbe Menge unterworfen werden und der Wafer 1 unter Beibehaltung der Neigung in der Z- Richtung zu der Position des Ausrichtungsspalts 202 verschoben wird. Anschließend wird bei Schritt 306 durch die optischen Erfassungssysteme 12 der Ausrichtungsfehler von der Maske auf den Wafer bei jedem Meßpunkt gemessen. Danach werden bei Schritt 307 aus den gemessenen Werten die Ausrichtungsfehler X und Y sowie der Rotationsfehler θ in der X-Y- Ebene erfaßt. Anschließend wird bei Schritt 308 auf eine ähnliche Art und Weise wie bei dem Parallelisierungsvorgang bestimmt, ob sich die erfaßten Fehler innerhalb eines Toleranzbereichs befinden oder nicht. Befinden sie sich nicht innerhalb des tolerierbaren Bereichs, geht die Abfolge bei Schritt 309 weiter, bei dem die θ-Stufe 4, die X-Achsenstufe 5 sowie die Y-Achsenstufe 6 der Korrekturansteuerung unterworfen werden, und anschließend kehrt die Abfolge zu Schritt 306 zurück, bei dem die Messung erneut vollzogen wird.
Befinden sich die Ausrichtungsfehler bei Schritt 308 innerhalb des Toleranzbereichs, geht die Abfolge zu Schritt 310, bei dem das Muster der Maske 8 auf den Wafer 1 gedruckt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Ausrichtungsspalt gleich groß gemacht wie der Belichtungsspalt, weshalb der Beendigung der Ausrichtung direkt der Belichtungsvorgang folgen kann, ohne daß die Notwendigkeit besteht, die Waferklemme 2 in der Z-Achsenrichtung mittels der Trägerstücke 3 anzusteuern. Wenn die Bewegung der Waferklemme 2 nach Beendigung der Ausrichtung jedoch keinerlei Störungen verursacht, kann der Ausrichtungsspalt derart eingestellt werden, daß er gleich groß ist wie der Parallelisierungsspalt.
Nach Beendigung der Belichtung des gegenwärtigen Aufnahmebereichs werden bei Schritt 311 die Waferklemmenträgerstücke 3 zurück in den in Fig. 2A dargestellten Parallelisierungszustand gebracht und die Entfernung von der Maske zum Wafer wird vergrößert. Anschließend wird bei Schritt 312 bestimmt, ob irgendein unbelichteter Aufnahmebereich auf dem Wafer verblieben ist. Wurden alle Aufnahmebereiche belichtet, ist die Belichtungsabfolge aufgrund der Vervollständigung der Belichtung eines Wafers beendet.
Ist dort andererseits irgendein unbelichteter Aufnahmebereich verblieben, werden bei Schritt 313 die X-Stufe 5 und die Y- Stufe 6 derart angesteuert, daß sich der nachfolgende Aufnahmebereich gegenüber der Maske befindet, und die Abfolge kehrt zu Schritt 301 zurück. Anschließend wird die Parallelisierung, die Ausrichtung sowie die Belichtungsabfolge auf eine ähnliche Art und Weise wiederholt. Es sei zu bemerken, daß bei Schritt 313 die Beabstandung zwischen der Maske und dem Wafer derart ausgestaltet ist, daß die relative Bewegung der Maske und des Wafers in der X-Richtung und der Y-Richtung die Möglichkeit des gegenseitigen Kontakts unterbinden, und ebenso ist dies eine derartige Position, daß die Spaltmessung für die Parallelisierung unverzüglich nach der Bewegung ausgeführt werden kann.
Fig. 4 zeigt eine Flußdiagramm zur Darstellung der Belichtungsabfolge bei einem Wafer gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Es sei zu bemerken, daß die Abfolge nach dieser Figur auf die in Fig. 1 dargestellte Belichtungsvorrichtung angewandt werden kann.
Die Abfolge gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der Abfolge gemäß Fig. 3 in dem Punkt eines Verarbeitungsvorgangs (Schritt 310) zur Spaltvergrößerung zwischen der Maske und dem Wafer nach Beendigung der Belichtung eines Aufnahmebereichs. Insbesondere wurde bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Schritt 311 (in Fig. 3) beschrieben, daß alle Waferklemmenträgerstücke 3 zurück in den Parallelisierungszustand gebracht werden und die Neigung des Wafers 1 freigegeben wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden andererseits, wie in Schritt 311' in Fig. 4 dargestellt, die Waferklemmenträgerstücke 3 durch dieselbe Menge derart eingestellt, daß das Zentrum des Belichtungsaufnahmebereichs unter Beibehaltung der Neigung zu der Position des Parallelisierungsspalts kommt. Bei diesem Beispiel wird bei Schritt 311' nämlich der in Fig. 2B dargestellte Zustand wiedereingenommen. Es ist zu erwarten, daß sich die Oberflächenform eines Wafers aufgrund einer Verzerrungs- oder Verjüngungskomponente kontinuierlich verändert. Deshalb wird wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die Beibehaltung der Neigung zu der Zeit, bei der die Bewegung des Parallelisierungsspalts erfolgt, eine Verkürzung der Belichtungszeit der Parallelisierungsabfolge aufgrund einer Ursache ermöglicht, bei der sich der nachfolgende Aufnahmebereich neben oder in der Nachbarschaft des gegenwärtigen Belichtungsbereichs befindet, wodurch eine Durchsatzverbesserung ermöglicht wird.
Wie vorstehend beschrieben, kann die vorliegende Erfindung folgende vorteilhaften Auswirkungen schaffen:
(1) Da der Parallelisierungsspalt zwischen einer Vorlage wie einer Maske und einem Werkstück wie einem Wafer größer gemacht wird als der Belichtungsspalt, ist es möglich, die Gefahr eines Kontakts zwischen diesen während der Zeit der Ausrichtung derselben auszuschließen.
(2) Durch die Auswahl, daß der Parallelisierungsspalt eine derartige Beabstandung aufweist, bei der die Vorlage und das Werkstück während der Zeit der zueinander relativen Bewegung keinen Kontakt zueinander aufweisen, ist es möglich, die relative Bewegungsgeschwindigkeit zu erhöhen und auf diese Weise den Durchsatz zu erhöhen. Ebenso kann, da die Parallelisierungsabfolge unverzüglich nach der relativen Bewegung begonnen werden kann, der Durchsatz vorteilhaft verbessert werden.
(3) Durch eine derartige Einstellung der Beabstandung zwischen der Vorlage und dem Werkstück zu der Zeit der X-Y- Ausrichtung, daß diese entweder gleich dem Belichtungsspalt oder dem Parallelisierungsspalt ist, kann die Abfolge mit dem Ergebnis eines verbesserten Durchsatzes vereinfacht werden.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die hier enthaltenen Strukturen beschrieben wurde, ist sie nicht auf die ausgeführten Einzelheiten begrenzt, und diese Patentanmeldung deckt derartige Modifikationen oder Veränderungen innerhalb des Rahmens der beiliegenden Patentansprüche ab.

Claims

1. Verfahren zur Belichtung eines Werkstücks mit einem Strahlenmuster mit den Schritten

a) einander gegenüberliegendes Anordnen eines Werkstücks (1) und einer Vorlage (8) mit einem auf einer Oberfläche des Werkstücks (1) zu druckenden Muster, wobei diese beabstandet und relativ zueinander in enger Nähe sind,

b) Bewirken einer relativen Bewegung des Werkstücks (1) und der Vorlage (8) in einer zur dem Werkstück (1) und der Vorlage (8) gegenüberliegenden Richtung (Z) senkrechten Ebene (X- Y) ,

c) Bewirken einer Verkleinerung des relativen Abstands auf einen zur Belichtung geeigneten ersten vorbestimmten relativen Abstand (202),

d) Drucken des Musters (13) durch Belichtung des Werkstücks (1) mit Strahlung durch die Vorlage (8) auf einen Teil des Werkstücks (1), und

e) Bewirken einer Vergrößerung des relativen Abstands zwischen dem Werkstück (1) und der Vorlage (8), um einen zweiten vorbestimmten relativen Abstand (201) zu erhalten,

f) Wiederholen der Schritte b), c), d) und e), dadurch gekennzeichnet, daß nach jeder Wiederholung von Schritt b) und vor jeder Wiederholung von Schritt c) die Schritte

g) Erfassen des relativen Abstands und des Neigungswinkels der Oberfläche des Werkstücks (1) relativ zu der Vorlage (8), und

h) Bewirken einer Korrektur des relativen Abstands, falls der erfaßte relative Abstand sich nicht innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des zweiten vorbestimmten relati ven Abstands (201) befindet, und Korrigieren des Neigungswinkels erfolgen, um das Werkstück (1) und die Vorlage (8) im wesentlichen zu parallelisieren, falls die Oberfläche des Werkstücks (1) innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs als im wesentlichen nicht parallel zu der Vorlage (8) bestimmt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt des Erfassens der Ausrichtung des Werkstücks (1) und der Vorlage (8) in der Ebene (X-Y), wenn der relative Abstand zwischen der Vorlage (8) und dem Werkstück (1) dem ersten vorbestimmten relativen Abstand (202) oder dem zweiten vorbestimmten relativen Abstand (201) entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite vorbestimmte relative Abstand (201) auf eine Entfernung eingestellt ist, bei der die Vorlage (8) und das Werkstück (1) einander nicht berühren, wenn diese entlang der Ebene (X-Y) relativ bewegt werden.

4. Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung mit den Schritten des Belichtungsverfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkstück einen Halbleiterwafer aufweist und die Vorlage eine Maske aufweist, und dem Schritt des Druckens des Musters, der das Drucken eines Schaltungsmusters auf den Halbleiterwafer umfaßt.