DE2334325C3 - Beleuchtungs- und Betrachtungseinrichtung einer Vorrichtung zum Kopieren eines Maskenmusters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungs- und Betrachtungseinrichtung gemäßOberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen muß man verschiedene Masken haben, deren Muster einander überlappend auf die gleiche Scheibe, auch Wafer genannt, kopien werden. In diesem Fall müssen das bereits auf den Wafer kopierte Muster und das Zusatzmuster der danach zu kopierenden Maske eine feste Lagebeziehung zueinander haben. Für diesen Zweck müssen Maske und Wafer vor dem Kopieren gleichzeitig betrachtet werden, und die Maske oder der Wafer muß bewegt werden, um die äußerst genaue Einstellung auszuführen, mit der beide in eine vorbestimmte feste Lagebeziehung zueinander gebracht werden. Dieses Verfahren wird fluchtendes Ausrichten genannt. Andererseits wird zum Kopieren der Maske auf den Wafer herkömmlicherweise ein Kontaktkopierverfahren verwendet. In jüngster Zeit hat man ein Projektionskopierverfahren durch ein Objektiv benutzt, und zwar wegen des Vorteils, daß die Maske und der Wafer nicht verkratzt werden.

Im allgemeinen wird bei einer Maskenkopiereinrichtung für das Kopieren das Koehlersche Beleuchtungsverfahren verwendet, um für die ganze Oberfläche der Photomaske eine gleichförmige Beleuchtungsintensität zu erzielen. Bei diesem Beleuchtungsverfahren wird das Bild einer Lichtquelle zur Eintrittsöffnung eines Objektivs gemacht. Um ein klares Photoresistbild zu erzielen, wird die numerische Apertur der Beleuchtungsoptik gegenüber derjenigen einer Projektionslinse klein gemacht, so daß man sich der sogenannten kohärenten Beleuchtung nähert, was zu einer Vergrößerung des Kontrasts des projizierten Bildes führt. Die numerische Apertur wird ausgedrückt durch μ · sina, wenn ein Objektpunkt auf einer optischen Achse in einem Medium mit dem Brechungsindex η einen Winkel ο mit dem Radius der Eintrittsöffnung bildet. Verwendet man bei der Betrachtung dieses Beleuchtungsvcrfahren, erscheint jedoch infolge der ungleichförmigen Dicke einer den Wafer bedeckenden Photolackschicht ein Phasenbild, so daß das Bild des Waferumfangsrandes unscharf wird.

Um diese Nachteile zu beseitigen, muß man die numerische Apertur der Beleuchtungsoptik für die Betrachtung ausreichend groß machen, um einen Beleuchtungszustand zu erzielen, dessen Zustand nahe der sogenannten inkohärenten Ausleuchtung liegt. Das einfachste Verfahren, um dies zu erreichen, besteht darin, eine Streuplatte in die Beleuchtungsoptik einzusetzen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß sich durch die Streuplatte ein Lichtverlust

ίο ergibt, wodurch das Bild dunkel wird. Ein weiterer Nachteil ist folgender: Wenn sich der Betrachtungspunkt auf der Maske und dem Wafer verschiebt, weil die zur fluchtenden Ausrichtung verwendete Betrachtungseinrichtung verschoben wird, muß das Beleuchtungsbild immer auf den neuen Betrachtungspunkt konzentriert werden. Zu diesem Zweck hat man bisher eine Betrachtungslichtquelle an der Betrachtungseinrichtung angebracht oder Licht mit Hilfe eines Lichtleiters von der Kopierlichtquelle zur Betrachtungseinrichtung geführt, was eine Zusatzausrüstung erforderlich macht.

Auch bei einer Vorrichtung, bei der das Licht für die Betrachtung aus der hinteren Ebene der Maske projiziert wird und das Maskenmuster von der hinteren Ebene der Maske betrachtet wird, kann manchmal das von der gläsernen Maskenträgerplatte reflektierte Licht den Kontrast des zu betrachtenden Bildes verschlechtern. Insbesondere bei einer Projektionskopiervorrichtung wird, wenn die spezifische Durchlässigkeit einer Projektionslinse gering ist, die Leuchtkraft des Waferbildes unzureichend, und dann ist auch ein geringes Reflexionslicht von der gläsernen Maskenträgerplatte für den Ausrichtvorgang sehr störend. Obwohl dieses nachteilige Reflexionslicht beseitigt werden kann, indem eine die Reflexion verhindernde Schicht auf das Glas der Maskenträgerplatte aufgedampft wird, ist dies nicht erwünscht, da dadurch die Maskenherstellung aufwendiger wird.

Ein Projektionskopierverfahren ist aus der DE-OS 20 09 284 bekannt. Bei diesem Verfahren wird Beleuchtungslicht durch eine Beleuchtungsoptik durch die zu kopierende Maske geschickt, der eine Abbildungsmaske nachgeordnet ist, mit deren Hilfe das Maskenmuster auf den zu belichtenden Wafer projiziert wird. Bevor das Maskenmuster auf den Wafer kopien wird, muß unter Beobachtung durch eine Betrachtungseinrichtung die relative Lage zwischen Maske und Wafer so lange verändert werden, bis das auf dem Wafer bereits befindliche Muster und das auf

to der Maske befindliche Zusatzmuster in der gewünschten Lagebeziehung zueinander stehen. Daher wird vom Wafer reflektiertes Licht mit Hilfe eines Strahlenteilers in die Beobachtungseinrichtung abgelenkt. Zur Beobachtung während des Ausrichtens von Maske und Wafer, der auf seiner Oberfläche eine lichtempfindliche Photolackschicht trägt, wird die für den Kopiervorgang vorgesehene Lichtquelle verwendet, deren belichtende Wirkung durch einen entsprechenden Filter, beispielsweise einen Rotfilter, ausgeschaltet wird. Bei der bekannten Einrichtung befindet sich der Strahlenteiler, der vom Wafer reflektiertes Licht in die Betrachtungseinrichtung ablenkt, zwischen Abbildungslinse und Wafer. Wenn der Strahlenteiler nicht allerhöchsten optischen Anforderungen

„5 entspricht, kann er geringfügige Verzeichnungen oder Verschmierungen des auf den Wafer projizierten Maskenbildes verursachen, was besonders bei der Herstellung von Hochfrequenz-Bauelementen oder

hochintegrierten Logikschaltungen, bei denen Toleranzen im Bereich von Bruchteilen von Mikrometern eingehalten werden müssen, zu einer Verschlechterung der Ausbeute der fertigen Bauelemente führen kann. Deshalb ist es besser, den Strahlenteiler außerhalb des optischen Weges zwischen Maske und Wafer anzuordnen, also zwischen Beleuchtungsoptik und Maske. Zusätzlich zu dem Umstand, daß der genannte Filter nur einen geringen Teil der Lichtmenge zum Beobachten zur Verfügung stellt und somit den Beobachtungsvoi'gang von vornherein erschwert, wird aber in diesem Falle zusätzlich von der Oberfläche der Maske reflektiertes Licht in die Betrachtungseinrichtung gespiegelt, das wesentlich heller ist als das durch die Maske kommende, vom Wafer reflektierte Licht. Da das vom Wafer reflektierte Licht auf Grund der filterbedingten geringen Lichtstärke nur verhältnismäßig schwer wahrnehmbar ist, wird es von dem von der Maskenoberfläche reflektierten Licht derart überstrahlt, daß eine sorgfältige Beobachtung von Wafer- und von Maskenmuster beim Ausrichten zwischen Maske und Wafer stark erschwert wird.

Aus der DE-OS 20 49 328 ist eine Kopiervorrichtung bekannt, mit der solche Negative kopiert werden sollen, die Bereiche stark unterschiedlicher Dichte aufweisen. Beim Kopieren solcher Vorlagen muß das Kopierlicht in verschiedenen Flächenbereichen zurückgehalten werden. Zu diesem Zweck wird bei der bekannten Kopiervorrichtung ein Teil der zu kopierenden Vorlage mit einem Polarisationsfilter abgedeckt. Zwischen diesem Polarisationsfilter und der auf ein Bildempfangsmaterial abbildenden Optik ist ein zweites, drehbares Polarisationsfilter angeordnet. Durch Drehen der Polarisationsebene des zweiten Polarisationsfilters gegenüber der Polarisationsebene des ersten Polarisationsfilters kann der vom ersten Polarisationsfilter abgedeckte Flächenbereich der zu kopierenden Vorlage bezüglich seiner Lichtintensität eingestellt werden.

Aus der DE-AS 11 01 955 ist eine Anordnung zum gemeinsamen Photographieren einer großen Anzahl von Fernsprechgebührenzählern bekannt, bei der die Zähleranordnung beim Photographieren mit Hilfe einer Blitzlichtanordnung beleuchtet wird. Um zu vermeiden, daß ein Teil des Zählerfeldes durch direkt reflektierte Anteile des Blitzlichtes auf der Photographic nicht ablesbar ist, wird vor dem Blitzlichtgerät ein erstes und vor dem Aufnahmekameracbjektiv ein zweites Polarisationsfilter angeordnet, deren Polarisationsebenen senkrecht zueinander stehen. Dadurch wird erreicht, daß vom Blitzlicht stammende störende Reflexe auf einen vorbestimmten Teil des Zählerfeldes, in dem man vorsorglich keine Zähler anordnet, begrenzt werden.

Aus der DE-PS 10 83 065 ist eine Einrichtung bekannt, mit der sich ein Objekt wahlweise bei Durchlichtbelichtung oder bei Auflichtbelichtung betrachten läßt. Die Auswahl, ob die Betrachtung bei Durchlichtbelichtung oder bei Auflichtbelichtung erfolgen soll, geschieht durch Drehung einer /ί/4-Platte, die mit einem polarisierenden Strahlteiler und mit einem entpolarisierenden Reflektor zusammenwirkt. Je nachdem, ob die /ί/4-Plaite in eine Stellung gedreht wird, in der sie keine Polarisationswirkung aufweist, oder in eine Stellung, in der sie polarisierend wirkt, erscheint das reflektierende Objekt im Okular als dunkel (Durchlichtbetrachtung) oder hell (Auflichtbetrachtung). Diese bekannte Einrichtung ist jedoch nur zur Betrachtung eines einzigen Objektes vorgesehen, eignet sich daher nicht als Beleuchtungs- und Betracbtungseinrichtung, mit der man zwischen einem auf einer Halbleiterscheibe befindlichen Muster und dem Muster einer Maske, das zusätzlich auf die Halbleiterscheibe kopien werden soll, eine Ausrichtung herstellen kann.

Aus der DE-OS 20 51 174 ist ein Doppelmikroskop bekannt, mit dessen Hilfe sich sowohl eine Halbleiterscheibe als auch eine darüber befindliche Maske

to betrachten lassen und das bei der Halbleiterherstellung eingesetzt werden kann. Dabei dienen ein Polarisator, ein polarisierender Strahlteiler und eine M4-P\aue jedoch lediglich dazu, eine Auswahl treffen zu können, ob unter dem einen Mikroskopteil, unter dem anderen Mikroskopteil oder unter beiden Mikroskopteilen liegende Objektbereiche betrachtet werden sollen. Da die yi/4-Platten zwischen den einzelnen Mikroskopteilen und der auf die Halbleiterscheibe abzubildenden Maske liegen, bleibt unabhängig davon, ob man durch Drehen

des Polarisators und durch Einstellen des Analysators das durch den einen Mikroskopteil abgebildete Objektfeld, das durch den anderen Mikroskopteil abgebildete Objektfeld oder beide Objektfelder betrachtet, das Problem vorhanden, daß in das Okular des Mikroskops Reflexionslicht gelangt, zu dem vom Maskenmusterteil reflektiertes Licht, von der musterfreien Glasoberfläche der Maske reflektiertes Licht, von der Maskenunterseite reflektiertes Licht und von der Halbleiterscheibenoberfläche reflektiertes Licht gehört.

Diese vielen Reflexionsanteile verhindern den Erhalt eines kontrastreichen, reflexionsarmen Bildes sowohl der Halbleiterscheibe als auch der Maske.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei der eingangs angegebenen Beleuchtungs- und Betrachtungseinrich-

J5 tung störende Abbildungserscheinungen (wie: »zu dunkles Bild«, »Störlicht«, »Phasenbild«) zu beseitigen bzw. zu verringern und zusätzlich den Kontrast zu verbessern, so daß der Beobachtungsvorgang für das Ausrichten von Maske und Wafer erleichtert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch gekennzeichnet.

Meist wird man eine indirekte Lichtquelle für polarisiertes Licht verwenden, d. h. eine Lichtquelle, deren Licht erst durch Vorschalten eines Polarisators polarisiert wird. Man kann jedoch auch eine direkte Lichtquelle für polarisiertes Licht benutzen, beispielsweise einen Laser, in welchem Fall ein Polarisator nicht erforderlich ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Aus-

führungsformen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform einer Maske nm usterkopiervorrichtung,

Fig. 2 schematisch eine weitere Ausführungsform einer solchen Vorrichtung,

Fig. 3 schematisch den Zustand der Vorrichtung in Fig. 2 beim Kopieren.

Fig. 1 zeigt eine Maskenkopiervorrichtung in einem Zustand, in welchem eine Betrachtung eines Projektionsbildes möglich ist. Einrichtungen, wie optische Anordnungen und dergleichen, die innerhalb der gestrichelten Linien gezeichnet sind, werden für den Kopiervorgang aus dem Kopierstrahlengang entfernt. Eine Lichtquelle 1 dient sowohl für das Kopieren als auch für das Betrachten, wobei das von der Lichtquelle kommende Licht auf der Eintrittsseite eines Lichtmischrohres 15 durch eine erste Kondensorlinse 3 konzentriert wird. Dieses Lichtmischrohr 15 weist eine reflektierende Innenwand auf, an der das

in das Lichtmischrohr 15 eintretende Licht wiederholt total reflektiert wird, so daß die Austrittsseite des Lichtmischrohres auch dann eine Sekundärlichtquelle mit gleichförmiger Helligkeit bildet, wenn die Helligkeit der Beleuchtungslichtquelle 1 nicht gleichförmig ist.

Der Strahlengang des aus der sekundären Lichtquelle kommenden Lichtes wird durch einen Spiegel 16. der gegenüber der optischen Achse um 45° geneigt ist, um 90° abgelenkt. Eine zweite Kondensorlinse 3' konzentriert das vom Spiegel 16 kommende Licht.

Die Anordnung umfaßt eine Maske 4 mit dem gewünschten Muster und eine Abbildungslinse 5 mit einer speziellen Abbildungscharakteristik, deren zum Wafer weisende Bildseite »telezentrisch« ist, d. h. ihre Austrittspupille liegt im Unendlichen. Eine lichtempfindliche reflektierende Scheibe 6, wie ein Wafer, ist auf der Austrittssseite der Abbildungslinse 5 in einer zur Maske 4 konjugierten Lage angeordnet.

Um nach einem noch zu beschreibenden Ausrichtvorgang das Muster der Maske 4 mittels Projektion auf die Scheibe 6 zu kopieren, wird die Maske 4 durch die Projektion des von der Lichtquelle 1 kommenden Lichtes gleichförmig ausgeleuchtet. Das die Abbildungslinse 5 passierende Licht durchläuft zum Kopieren einen optischen Weg 22 und wird auf die reflektierende, lichtempfindliche Platte projiziert, und zwar nach dem sogenannten Koehler-Ausleuchtverfahren, wodurch das Licht in der Einfallsöffnung der Abbildungslinse 5 konzentriert wird.

Zusätzlich zu der zum Kopieren erforderlichen Anordnung ist eine Einrichtung vorgesehen, die dann zum Einsatz kommt, wenn das projizierte Bild betrachtet werden soll. Für die Betrachtung wird ein Filter 2 an irgendeiner Stelle in den Strahlengang zwischen Lichtquelle 1 und Maske 4 gebracht, vorzugsweise zwischen die erste Kondensorlinse 3 und das Lichtmischrohr 15.

Dieses Filter verhindert, daß die reflektierende, lichtempfindliche Scheibe 6 beim Betrachten belichtet wird. Es kann auch ais Verschluß für das Kopierlicht dienen. Hinter der zweiten Kondensorlinse 3 ist ein Polarisator 17 angeordnet, der das ihn durchlaufende Lichtstrahlenbündel linear polarisiert. Zur Betrachtung wird in den Projektionsstrahlengang eine Kondensorlinse 18 eingefügt, die das vom Polarisator kommende Lichtstrahlenbündel auf der Maske 4 in einem Betrachtungspunkt konzentriert. Diese Ausleuchtung bildet die sogenannte kritische Ausleuchtung, bei der das Bild der Lichtquelle auf einer Objektebenc erzeugt wird. Die numerische Apertur der Beleuchtungsoptik für die Betrachtung nimmt zu, und gleichzeitig steigt die Beleuchtungsintensität an der Betrachtungsstelle. Zwischen der Kondensorlinse 18 und der Maske 4 befindet sich ein Strahlenteiler 12, durch den ein Teil des Beleuchtungslichtes einer Betrachtungseinrichtung 13 für die Masken/Scheiben-Ausrichtung zugeführt wird. Diese Betrachtungseinrichtung 13 hat eine Objektivlinse 13 c, zwei total reflektierende Spiegel 13a und 13b sowie einen Analysator 21, der zwischen den Spiegeln oder im Betrachtungsstrahlengang angeordnet ist. Der Analysator ist mit Hilfe einer Einrichtung 21a in einer vertikalen Ebene zur optischen Achse der Beobachtungseinrichtung frei drehbar.

Durch ein Okularteil 25 kann der Zustand der Ausrichtung zwischen der Betrachtungsstelle auf der Maske 4 und einer Betrachtungsstelle auf der reflektierenden, lichtempfindlichen Scheibe 6 betrachtet werden. Die Betrachtungseinrichtung für die Beobachtung der Ausrichtung ist verschiebbar ausgebildet, so daß es so eingestellt werden kann, daß jede Betrachtungsstelle auf der Maske betrachtet werden kann. Da die Kondensorlinse 18 verschiebbar ist, und zwar gekoppelt mit der Verschiebung der Objektivlinse 13 c in der Betrachtungseinrichtung, wird die

ίο Linse 18, wenn die Betrachtungseinrichtung zur Einstellung verschoben wird, um die Betrachtungsstelle auf der Maske 4 zu bewegen, in gekoppelter Weise ebenfalls verschoben, so daß das Licht immer auf die Betrachtungsstelle konzentriert ist. Das nicht erforderliche Licht wird von einer Blende 19 abgeschirmt. Die Ausrichtbetrachtungseinrichtung besteht somit aus den Elementen 2,12" 13, 17, 18~ 19, 21 und 25. Zum Kopieren kann sie aus dem Kopierstrahlengang entfernt werden, was durch die gestrichelten Linien in der Zeichnung angedeutet ist.

Im Strahlengang zwischen der Maske 4 und der reflektierenden, lichtempfindlichen Scheibe 6 ist eine Viertelwellenlängenplatte 20 angeordnet, so daß das polarisierte Licht in Wirklichkeit nach einer Verzögerung um eine viertel Wellenlänge auf der Scheibe 6 auftrifft, wodurch der Polarisierungszustand geändert wird. Die Platte muß zum Zeitpunkt der Betrachtung eingesetzt werden; sie kann aber auch während des Kopierens eingesetzt bleiben.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Das von der Lichtquelle 1 erzeugte Licht wird von der ersten Kondensorlinse 3 durch das Betrachtungsfilter 2 hindurch auf die Lichteintrittsebene des Licht- mischrohres 15 konzentriert.

Das einfallende Licht wird an der Innenwand des Lichtmischrohres 15 wiederholt total reflektiert, so daß dessen Lichtaustrittsseite eine sekundäre Lichtquelle mit gleichförmiger Helligkeit bildet. Der Strahlengang des aus dieser sekundären Lichtquelle kommenden Lichtes wird durch den Spiegel 16 um 90° abgelenkt und durch die zweite Kondensorlinse 3' konzentriert. Die Lichtstrahlen werden dann vom Polarisator 17 linear polarisiert. Das linear polarisierte Licht wird durch die Kondensorlinse 18 weiter auf die Betrachtungsstelle 4a auf der Maske 4 konzentriert, was durch den Pfeil 23 angedeutet ist.

Danach wird das Licht durch die Abbildungslinse 5 dem Pfeil 23 entsprechend auf die Betrachtungsstelle

so 6a auf der reflektierenden, lichtempfindlichen Scheibe 6 konzentriert. Da das Licht die Viertelwellenlängenplatte 20 zwischen der Maske 4 und der reflektierenden, lichtempfindlichen Platte 6 passiert hat, ist die lineare Polarisierung in eine Kreispolarisierung übergegangen. Das an der Scheibe 6 reflektierte, kreisförmig polarisierte Licht wird beim erneuten Passieren der Abbildungslinse 5 auf die Betrachtungsstelle auf der Maske 4 konzentriert. Während das kreisförmig polarisierte Licht auf seinem Rückweg zur Maske 4 durch die Viertelwellenlängenplatte 20 hindurchgeht, geht es in linear polarisiertes Licht über, dessen Polarisierungsebene senkrecht zur Polarisierungsebene des linear polarisierten Lichtes vor dem ersten Durchgang durch die Viertelwellenlängen-

platte 20 ist. Dieses erneut linear polarisierte Licht beleuchtet die Rückseite der Maske 4. Über den Strahlenteiler 12 gelangt dieses Licht in die Betrachtungseinrichtung 13 und wird nach dem Durchgang

durch den drehbaren Analysator 21 im Ausrichtbetrachtungsstrahlengang dem Okularteil 25 zugeführt. Die Polarisationsebene des in einer Basisdrehlage befindlichen Analysators 21 kreuzt sich senkrecht mit der des Polarisators 17. Das von der reflektierenden, lichtempfindlichen Scheibe 6 reflektierte Licht kann den Analysator 21 passieren. Das direkt von der Oberfläche der Maske 4 reflektierte Licht, das nur vom Polarisator 17 linear polarisiert ist und über den Strahlenteiler 12 in die Betrachtungseinrichtung gelangt, wird vom Analysator 21 völlig abgeschirmt.

Dadurch ist an der Maskenträgerplatte 4 reflektiertes störendes Licht, das den Kontrast des betrachteten Bildes verringern würde, abgeschirmt, so daß man ein Bild erhält, mit dem die Ausrichtung einfach durchführbar ist.

Wenn es sich um eine Metallmaske, beispielsweise aus Chrom, handelt, passiert nur solches Maskenbeleuchtungslicht den Analysator, welches die Maske durchdringt und beleuchtet, während Licht, das für die Ausleuchtung reflektiert wird, abgeschirmt ist, so daß ein lichtundurchlässiger Teil der Maske dunkel und ein transparenter Teil hell aussieht, wie bei einer Emulsionsmaske. Je nach dem Muster auf der Scheibe 6, die zu der Maske auszurichten ist, gibt es jedoch auch den Fall, daß die Ausrichtung leichter vorgenommen werden kann, wenn der lichtundurchlässige Teil hell und der transparente Teil dunkel aussieht. Wenn das Reflexionsvermögen der Metallmaske sehr hoch ist und der Analysator 21 etwas aus seiner Basisdrehlage gedreht wird, kann in diesem Fall der Kontrast des Maskenmusters umgekehrt werden, d. h. der lichtundurchlässige Teil wird hell und der durchlässige dunkel, wobei eine Zunahme von der gläsernen Maskenträgerplatte kommenden störenden Lichtes kaum feststellbar ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird für den Polarisator (Analysator) eine linear polarisierende Platte verwendet. Selbst wenn hierfür jedoch eine kreisförmig polarisierende Platte verwendet wird, kann störendes Reflexionslicht beseitigt werden, und es wird nur das von der reflektierenden, lichtempfindlichen Scheibe kommende Reflexionslicht betrachtet, so daß man beim Polarisator (Analysator) nicht auf eine linear polarisierende Platte begrenzt ist.

Wenn als Lichtquelle eine polarisiertes Licht emittierende Quelle, beispielsweise ein Laserstrahl, verwendet wird, ist ein Polarisator 17 nicht erforderlich.

Das beschriebene Prinzip ist nicht nur bei einer Betrachtungsvorrichtung für ein projiziertes Bild anwendbar, sondern auch für eine Betrachtungsvorrichtiing. die keine Projektionslinse aufweist, also dem Kontaktkopierprinzip entspricht.

Fig. 2 und 3 zeigen eine derartige Ausführung ohne Projektionslinse, wobei sich die Maske 4' und die lichtempfindliche Scheibe 6' berühren oder mit geringem Abstand voneinander angeordnet sind. Fig. 2 zeigt dabei den Zustand für das Betrachten, Fig. 3 den Zustand für das Kopieren.

Die Anordnung kann in diesem Fall wie die zuvor beschriebene Ausführungsform aufgebaut sein, jedoch ohne Projketionslinse zwischen der Maske 4' und der reflektierenden, lichtempfindlichen Scheibe 6'. An Hand von Fig. 2 wird jedoch ein Beispiel für eine Maskenmuster-Kopiervorrichtung nach einem Zweipunkt-Betrachtungsverfahren erläutert.

Die Vorrichtung umfaßt eine reflektierende, lichtempfindliche Scheibe 6', eine Maske 4' mit einem Muster sowie eine Viertelwellenlängenplatte 20', die das polarisierte Licht um eine viertel Wellenlänge verzögert und zwischen der Maske 4' und der lichtempfindlichen Scheibe 6' angeordnet ist. Wird die Viertelwellenlängenplatte beim Kopieren wie erläutert angeordnet, ist zwischen der Maske und der lichtempfindlichen Scheibe ein Spalt erforderlich.

Ein Betrachtungsmikroskop weist eine Objektivlinse 30 auf, und es sind eine Betrachtungslichtquelle

ίο 1', eine Betrachtungskondensorlinse 31, ein Polarisator 17', ein Betrachtungsfilter 2', Spiegel 32a, b, c zur Änderung des Strahlenganges, ein halbdurchlässiger Spiegel 32d und eine Kondensorlinse 18' vorgesehen. Zur Durchführung der Zweipunktbetrachtung ist jedes dieser Bauteile zweimal vorhanden. Wenn es sich bei dem Licht einer Projektionsüchtqueüe um polarisiertes Licht handelt, ist der Polarisator 17' nicht erforderlich. Die Vorrichtung umfaßt ein das Lichtfeld teilendes Prisma 33 sowie ein Paar Sammellinsen 34e und 34b, zwischen denen ein Analysator 36 angeordnet ist.

Das von der Lichtquelle 1' abgegebene Licht wird durch die Kondensorlichtquelle 31 zu einem nahezu parallelen Lichtstrom geformt. Das nach Durchlaufen des Betrachtungsfilters 2' und des Polarisators 17' polarisierte Licht wird vom halbdurchlässigen Spiegel 32d um 90° abgelenkt und durch die Objektivlinse 4'a und 4'b auf der Maske konzentriert. Das durch die Maske 4' hindurchgegangene Licht geht in der Viertelwellenlängenplatte 20' von linearer zu kreisförmiger Polarisierung oder von kreisförmiger zu linearer Polarisierung über. Dieses Licht wird dann an der reflektierenden, lichtempfindlichen Scheibe 6' reflektiert und passiert wieder die Viertelwellenlängenplatte 20'. Dadurch wird beispielsweise das kreisförmig polarisierte Licht in linear polarisiertes Licht übergeführt, dessen Polarisationsebene senkrecht zur Polarisationsebene desjenigen linear polarisierten Lichtes verläuft, welches beim ersten Durchgang auf die Viertelwellenlängenplatte 20' auftrifft. Dieses Licht beleuchtet die Maske 4' von der Rückseite her. Es wird durch die Linse 30 in paralleles Licht umgewandelt, das den halbdurchlässigen Spiegel 32d und die Ablenkspiegel 32c, 32b passiert, durch die Kondensorlinse 18' konzentriert und vom Spiegel 32a wieder abgelenkt. Auf Grund des Feldteilprismas 33 können im selben .Sichtfeld sowohl das linke als auch das rechte Lichtstrahlenbündel betrachtet werden.

Dieses Licht gelangt, nachdem es durch die erste Sammellinse 34a zu einem parallelen Lichtstrahl umgeformt worden ist, nach Passieren des Analysators 36 auf die zweite Sammellinse 34b, so daß durch die Okularlinse 35 zwei Betrachtungspunkte betrachtet werden können. Wenn sich der Analysator 36 in einer Grunddrehstellung befindet, verläuft seine Polarisationsebene senkrecht zu der des Polarisators 17'. Dadurch kann das von der reflektierenden, lichtempfindlichen Scheibe 6' reflektierte Licht den Analysator passieren, während direkt von der Oberfläche der Maske 4' reflektiertes, nur vom Polarisator 17' polarisiertes Licht vom Analysator 36 völlig abgeschirmt wird. Dadurch wird störendes Licht, das von der Maskenträgerplatte 4' reflektiert wird und den Kontrast bei der Bildbetrachhing erniedrigen würde, abgedeckt, so daß man ein Bild erhält, dessen Ausrichtung leicht vorgenommen werden kann. Ein Einpunkt-Betrachtungsverfahren kann durch Vereinfachung dieser Anordnung realisiert werden.

ti F i g. 3 zeigt den Zustand zum Zeitpunkt des Kopie-

ki rens. in dem die Betrachtungseinrichtung gemäß

ij Fig. 2 aus dem Strahlengang für das Kopieren des

Maskenmusters entfernt ist. Von einer Kopierlichtquelle 40 geliefertes Licht wird über eine Projektionsoptik 41 auf die Maske 4' und die lichtempfindliche Scheibe 6' projiziert. Wenn man auch unter der Bedingung kopieren möchte, daß sich die Maske 4' und die lichtempfindliche Scheibe 6' berühren, kann das Kopieren auch durchgeführt werden, wenn beide einen geringen Abstand voneinander aufweisen, der das Kopieren nicht beeinflußt. Dadurch wird eine Verschlechterung der lichtempfindlichen Scheibe 6' durch eine Berührung mit der Maske 4' vermieden.

Wenn in der Vorrichtung nach Fig. 2 eine Metailmaske, beispielsweise eine Chrommaske, verwendet wird, geht nur der Teil des Lichtes für die Maskenbeleuchtung durch den Analysator hindurch, der die Maske durchdringt und beleuchtet. Das Licht für die Reflexionsbeleuchtung wird abgeschirmt. Deshalb erscheint der lichtundurchlässige Teil dunkel und der lichtdurchlässige Teil hell, wie bei einer Emulsionsmaske. Abhängig von den Mustern auf der reflektierenden, lichtempfindlichen Scheibe, die mit der Maske auszurichten sind, ist es für das Ausrichten einfacher, wenn der lichtundurchlässige Teil hell und der lichtdurchlässige Teil dunkel aussieht. Wenn die Analysatoren 21,36 durch Drehen der Einrichtungen 21a und 37 aus der Grunddrehstellung etwas verdreht werden, kann wegen der sehr hohen Reflexion der Metallmaske der Kontrast des Maskenmusters umgekehrt werden, d. h. der lichtundurchlässige Teil sieht hell und der lichtdurchlässige Teil sieht dunkel aus, wobei nahezu keine Zunahme an Störlicht von der gläsernen Maskenträgerplatte feststellbar ist.

Bei dem vorstehenden Beispiel wird eine linear polarisierende Platte als Polarisator (Analysator) verwendet. Jedoch auch bei Verwendung einer kreisförmig polarisierenden Platte als Polarisator (Analysator) kann störendes Reflexionslicht beseitigt und nur das Reflexionslicht von der reflektierenden, lichtempfindlichen Platte betrachtet werden. Daher ist man für den Polarisator (Analysator) nicht auf eine linear polarisierende Platte beschränkt. Wenn eine Lichtquelle verwendet wird, die polarisiertes Licht, beispielsweise einen Laser-Strahl, aussendet, ist der Polarisator 17 bzw. 17' nicht erforderlich.

Die Erfindung führt zu folgenden Vorteilen:

Da die numerische Apertur der Beleuchtungsanordnung zum Zeitpunkt der Betrachtung gegenüber derjenigen zum Zeitpunkt des Kopierens erhöht ist, wird das Phasenbild, das durch einen ungleichmäßig dicken Photoresistüberzug auf dem Wafer erzeugt wird, abgeschwächt, und das •Bild auf dem Wafer wird klar.

2. Die kritische Ausleuchtung erfolgt auf den Betrachtungspunkt. Das Maskenbild und das Waferbild werden hell.

3. Da die Kondensorlinse in der Ausrichtbetrachtungseinrichtung in Verschiebungskoppelung mit der Objektivlinse in der Ausrichtbetrachtungseinrichtung steht, ist das Projektionslicht selbst bei einer Verschiebung des Betrachtungspunktes immer auf diesen konzentriert. Dies kann ferner verwirklicht werden, indem nur eine Lichtquelle für die Ausrichtung und für das Kopieren verwendet wird. Eine besondere Lichtquelle für die Betrachtung, die bei der herkömmlichen Vorrichtung unerläßlich ist, und ein Lichtleiter, der den Lichtstrom von der Kopierlichtquelle zur Ausrichtbeobachtungsvorrichtung führt, sind nicht mehr erforderlich.

4. Da das Störlicht, welches direkt von der Maske reflektiert wird, entfernt ist, ist der Kontrast des Maskenbildes und des Waferbildes verbessert.

5. Da der Analysator frei drehbar ist, kann der Kontrast des Maskenbildes je nach dem Muster des Wafers verändert oder umgekehrt werden, so daß man ein Bild erhält, das leicht auszurichten ist.

6. Während bei einer herkömmlichen Projketions kopiervorrichtung eine Entladungspumpe, wk eine Quecksilberlampe, verwendet wird, die im allgemeinen mit ungleichmäßiger Helligkeitsverteilung abstrahlt, ist mit der hier beschriebenen Vorrichtung, da ein Lichtmischrohr zum Beseitigen von Helligkeitsungleichförmigkeiten der Lichtquelle vorgesehen ist, eine effektive Kopierlichtquelle für eine Abbildungslinse geschaffen, die einer idealen Lichtquelle mit Rundstrahlcharakteristik nahekommt. Gleichzeitig kann zum Zeitpunkt der Betrachtung die Intensität der Ausleuchtung im Sichtfeld gleichförmig gemacht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Beleuchtungs- und Betrachtungseinrichtung einer Vorrichtung zum Aufkopieren eines Zusatzmusters auf eine ein Muster aufweisende, lichtempfindliche Scheibe, zur Herstellung von integrierten Schaltungen, mit einer Lichtquelle für polarisiertes Licht mit einer zwischen der Lichtquelle und der Scheibe angeordneten, gegenüber dem Muster ausrichtbaren Maske für Zusatzmuster, mit einer im Strahlengang zwischen Lichtquelle und Maske zum Oberwachen der relativen Lage von Scheibt und Maske vor dem Kopieren vorgesehenen Betrachtungseinrichtung, in deren Strahlengang ein Polarisationsanalysator angeordnet ist und mit einer im Strahlengang zwischen Lichtquelle und Scheibe angeordneten Viertelwellenlängenplatte zum Ändern der Polarisation, dadurch gekennzeichnet, daß die Viertelwellenlängenplatte (20; 20') im Strahlengang zwischen der Maske (4; 4') und der lichtempfindlichen Scheibe (6; 6') angeordnet ist.