DE19712281A1

DE19712281A1 - Projektionsbelichtungsvorrichtung und Projektionsbelichtungsverfahren unter Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske

Info

Publication number: DE19712281A1
Application number: DE19712281A
Authority: DE
Inventors: Shuji Nakao
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 1998-04-23
Also published as: KR19980032147A; JPH10115932A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Belichtungsver fahren, das zum Unterdrücken der Wirkung von Maskenfehlern, die in einer Maske, die ein Levenson-Phasenverschiebungsmasken muster ausweist, erzeugt wurden, wenn dieselbe hergestellt wird, und zum Erreichen einer akkuraten Belichtung (Über tragung) in einem Belichtungsprozeß unter Verwendung der Maske zur Ausbildung eines feinen Musters in einem Prozeß zur Her stellung einer integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung in der Lage ist.

Das Vorantreiben der Integration von Halbleitervorrichtungen in den vergangenen Jahren hat das schnelle Fortschreiten der Miniaturisierung von Schaltungsmustern, die auf Halbleiterwa fern ausgebildet werden, vorwärts getrieben. Die Photolithogra phie, welche eine wohlbekannte grundlegende Musterausbildungs technik ist, ist eine der Schlüsseltechniken zum Erzielen einer Integration auf hohem Niveau.

Die Photolithographie überträgt ein Bild eines Musters, das auf einer Maske ausgebildet ist, auf eine Photoresistschicht, die über einer funktionalen Schicht ausgebildet ist, die auf einem Halbleiterwafer ausgebildet ist, entwickelt die Photoresist schicht in das Muster und ätzt die funktionale Schicht unter Verwendung der gemusterten Photoresistschicht als eine Ätzmas ke.

Die Photoresistschicht wird einem Entwicklungsprozeß unterwor fen nachdem das Bild der Maske auf diese übertragen worden ist. Wenn die Photoresistschicht eine negative Photoresistschicht ist, bilden die Abschnitte der Photoresistschicht, die mit dem Belichtungslicht belichtet worden sind, das Muster, wenn die belichtete Photoresistschicht einem Entwicklungsprozeß unter worfen wird. Wenn die Photoresistschicht eine positive Photore sistschicht ist, bilden Teile der Photoresistschicht, die nicht mit Belichtungslicht belichtet sind, das Muster, wenn die be lichtete Photoresistschicht einem Entwicklungsprozeß unterwor fen wird.

Ein Belichtungsverfahren, das in der Photolithographie verwen det wird, wird erläutert. Fig. 14 ist eine schematische per spektivische Ansicht, eines Belichtungssystems. In Fig. 14 ge zeigt sind eine Lichtquelle 101 (in Fig. 14 eine sekundäre Lichtquelle, die durch Formen von Lichtstrahlen, die durch eine lichtemittierende Vorrichtung emittiert werden, durch eine vor bestimmte Blende (Diaphragma) gebildet wird), eine Kondensor linse 102, eine Maske 103, die ein optisches Muster trägt, ein Verkleinerungsprojektionslinsensystem 104, eine Pupillenebene 105, die in dem Verkleinerungsprojektionslinsensystem 104 ge bildet ist, und einen Halbleiterwafer 106, der eine Oberfläche aufweist, die mit einer Photoresistschicht beschichtet ist.

Ein Belichtungsverfahren unter Verwendung des Belichtungssy stems aus Fig. 14 wird im folgenden beschrieben. Belichtungs licht, das durch die Lichtquelle 101 emittiert wird, läuft durch die Kondensorlinse 102 und fällt auf die Maske 103. Das Belichtungslicht, das durch die Maske 103 hindurchgeht, läuft durch das Verkleinerungsprojektionslinsensystem 104 und wird durch dieses geformt. Ein Bild der Maske 103 wird mit einer vorbestimmten Verkleinerung auf der Pupillenebene durch das Be lichtungslicht gebildet, und eine Photoresistschicht, die auf einem Halbleiterwafer 106 ausgebildet ist, wird dem Belich tungslicht zur Ausbildung des reduzierten Bildes der Maske 103 auf der Photoresistschicht ausgesetzt bzw. mit diesem belich tet.

Wenn ein Muster einer Linienbreite in der Größenordnung von 0,5 µm in der Photoresistschicht ausgebildet wird, ist es üblich, i-Strahlen mit einer Wellenlänge von 365 nm, die durch eine Hochdruckquecksilberlampe emittiert werden, als das Belich tungslicht zu verwenden. Allgemein werden die Auflösungsgrenze R und die Fokustiefe eines optischen Belichtungssystems ausge drückt durch:

R = k₁ . λ/(NA)
DOF = k₂ . λ/(NA)²,

wobei λ die Wellenlänge des Belichtungslichts, NA die numeri sche Apertur der Projektionslinse und k₁ und k₂ Konstanten, die spezifisch für den Prozeß sind, sind. Im Allgemeinen ist k₁ un gefähr gleich 0,6 und k₂ ungefähr gleich 0,5.

Es ist aus diesen Ausdrücken bekannt, daß die Auflösungsgrenze R durch Reduzierung von k₁ und λ und durch Erhöhen der numeri schen Apertur NA verbessert werden kann. Es gibt jedoch eine Schwierigkeit dahingehend, daß die Verwendung einer Lichtquel le, die Licht einer kurzen Wellenlänge emittiert, als die Lichtquelle 101 und die Erhöhung der numerischen Apertur NA zur Reduzierung der Fokustiefe DOF und zum Stören der Auflösung in der Lage sind.

Die Auflösung kann durch die Verbesserung der Struktur der Mas ke anstelle einer Verbesserung der Auflösungsgrenze R durch Verbessern der Lichtquelle und der Linse verbessert werden.

Eine Phasenverschiebungsmaske hat in den vergangenen Jahren große Aufmerksamkeit erregt. Eine Levenson-Phasenverschiebungs maske, d. h. ein Typ von Phasenverschiebungsmasken, wird im Ge gensatz zu einer herkömmlichen Maske (Binärmaske) erläutert.

Die Fig. 15(a), 15(b) und 15(c) sind eine Schnittansicht einer herkömmlichen Maske 103a, eine Darstellung einer Feldintensi tätsverteilung auf der Maske 103a bzw. eine Darstellung einer Lichtintensitätsverteilung auf einem Halbleiterwafer 1, wenn der Halbleiterwafer 1 durch die Maske 103a beleuchtet wird. Die Maske 103a aus Fig. 15(a) weist ein Glassubstrat 107 und ein metallisches Maskenmuster 108, das auf der unteren Oberfläche des Glassubstrates 107 ausgebildet ist, auf. Ein elektrisches Feld, das auf der Maske 103a erzeugt wird, weist eine räumlich pulsmodulierte Verteilung auf, die den Bereichen, in denen das metallische Maskenmuster 108 ausgebildet ist, und den Berei chen, in denen kein Muster ausgebildet ist, entspricht.

Wenn jedoch das metallische Maskenmuster 108 fein ist, unter liegt das Belichtungslicht der Beugung und erreicht Nicht- Belichtungsbereiche hinter dem metallischen Maskenmuster 108 und das Belichtungslicht wird in einer gleichförmigen Intensi tätsverteilung in den Belichtungsbereichen und den Nicht- Belichtungsbereichen verteilt, wie in Fig. 15(c) gezeigt ist. Als Folge ist die Auflösung gestört und daher ist es schwierig, ein feines (d. h. hoch aufgelöstes) Muster auf der Photoresist schicht auszubilden bzw. auf diese zu drucken.

Falls die gewöhnliche Maske (Binärmaske) 103a zur Belichtung verwendet wird, bilden drei Lichtstrahlen, d. h. Lichtstrahlen der ± ersten Beugungsordnung (im folgenden einfach als "±Erste- Ordnung-Lichtstrahlen" bezeichnet), die unter einem Beugungs winkel θ auf der Maske 103a gebeugt werden, und ein Lichtstrahl Nullter-Beugungsordnung (im folgenden einfach als "Nullte- Ordnung-Lichtstrahl" bezeichnet) ein Bild. Falls die Strahlen defokussiert werden, steigt die Verschwommenheit des Bildes mit dem Anstieg der Abweichung des Fokuspunktes von der Fokusebene an und daher wird eine genaue Belichtung schwierig.

Ein Levenson-Phasenverschiebungsmaske, d. h. ein Typ von Phasen verschiebungsmaske, wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 16(a), 16(b) und 16(c) erläutert, die eine Schnittansicht einer Levenson-Phasenverschiebungsmaske 103b, eine Darstellung einer Feldintensitätsverteilung auf der Maske 103b bzw. eine Darstellung einer Lichtintensitätsverteilung sind. Die Leven son-Phasenverschiebungsmaske 103b, die in Fig. 16(a) gezeigt ist, wird durch Hinzufügen eines Phasenverschiebers 109 zu der gewöhnlichen Maske, die in Fig. 15(a) gezeigt ist, gebildet. Die Levenson-Phasenverschiebungsmaske 103b weist eine alternie rende Anordnung von Musterkomponenten mit dem Phasenverschieber 109 und von Musterkomponenten ohne irgendeinen Phasenverschie ber auf.

Der Phasenverschieber 109 ändert die Phase der Lichtstrahlung um 180°. Die Phasen eines elektrischen Feldes in alternierenden Bereichen zwischen den benachbarten Belichtungsbereichen auf der Levenson-Phasenverschiebungsmaske 103b sind einander entge gengesetzt. Darum löschen sich die Lichtstrahlen in Bereichen, in denen die Lichtstrahlen miteinander überlappen bzw. sich überlagern, aufgrund von Interferenz aus, d. h. in Bereichen, die Zwischenräumen zwischen den Musterkomponenten entsprechen.

Dementsprechend weist die Verteilung der Lichtintensität auf einem Wafer scharfe Spitzen auf, die akkurat den Bereichen zwi schen den benachbarten Musterkomponenten auf der Levenson- Phasenverschiebungsmaske 103b entsprechen, und die Differenz in der Lichtintensität zwischen den Belichtungsbereichen und den Nicht-Belichtungsbereichen ist ausreichend groß, und daher kann ein feines Muster in einer hohen Auflösung auf dem Wafer aus gebildet bzw. gedruckt werden.

Wenn die gewöhnliche Maske 103a verwendet wird, wird ein Bild durch drei Lichtstrahlen gebildet, d. h. den Nullter-Ordnung- Lichtstrahl und die ±Erste-Ordnung-Lichtstrahlen. Wenn die Levenson-Phasenverschiebungsmaske 103b verwendet wird, wird der Lichtstrahl bei einem Winkel gebeugt, der kleiner als der Beu gungswinkel θ ist, bei dem das Licht durch die gewöhnliche Maske 103a gebeugt wird, und ein Bild wird durch zwei Licht strahlen ausgebildet, d. h. die ±Erste-Ordnung-Lichtstrahlen. Theoretisch erscheint kein Licht Nullter-Ordnung, falls die Le venson-Phasenverschiebungsmaske akkurat ausgebildet wird. Darum ändert sich ein Bild, das unter Verwendung der Levenson- Phasenverschiebungsmaske 103b ausgebildet wird, selbst dann nicht, falls der Fokuspunkt sich in der Richtung der Höhe rela tiv zu der Fokusebene ändert, und eine akkurate Belichtung wird erzielt. Derart ist es zu verstehen, daß die Wichtigkeit der Levenson-Phasenverschiebungsmaske mit dem Fortschreiten der Miniaturisierung von Halbleitervorrichtungen ansteigt.

Im Prinzip ist eine sehr feine Bearbeitung bzw. ein sehr feiner Prozeß möglich, wenn die Levenson-Phasenverschiebungsmaske zur Belichtung verwendet wird. Jedoch treten die folgenden Probleme aufgrund von Prozeßfehlern bzw. Bearbeitungsfehlern auf, die erzeugt werden, wenn die Maske hergestellt wird.

Fehler in der Levenson-Phasenverschiebungsmaske umfassen einen Phasenfehler dahingehend, daß die Phasendifferenz zwischen Lichtstrahlen, die durch benachbarte Öffnungen der Maske durch gelassen werden, nicht akkurat gleich 180° ist, und einen In tensitätsfehler dahingehend, daß die entsprechenden Intensitä ten von Lichtstrahlen, die durch die benachbarten Öffnungen der Maske durchgelassen werden, nicht akkurat gleich zueinander sind. Diese Fehler in der Maske verursachen Probleme, wenn das Maskenmuster auf eine Resistschicht, die auf eine Oberfläche des Halbleiterwafers 106 beschichtet ist, übertragen bzw. ge druckt wird, dahingehend, daß die Größe eines Musters, das durch einen Lichtstrahl, der durch den Phasenverschieber hin durchgegangen ist, und diejenige eines Musters, die durch einen Lichtstrahl ausgebildet wird, der nicht durch einen gewöhnli chen Phasenverschieber hindurchgegangen ist, welche akkurat gleich zueinander sein müssen, nicht gleich zueinander sind und ein akkurates Drucken bzw. Übertragen nicht erreicht werden kann.

Die Ernsthaftigkeit der Störung der Genauigkeit in der Ausbil dung von Mustern aufgrund von Fehlern in der Phase und in der Intensität von durchgelassenen Lichtstrahlen wird noch akuter mit dem Fortschreiten der Miniaturisierung der Vorrichtungen. Solche Maskenfehler sind erwähnt in J.J.A.P., Vol. 33, S. 6816-6822, Proc. SPIE, Vol. 1674, S. 264, J.J.A.P., Vol. 34, S. 6578-6583 und Proc. SPIE, Vol. 1927, S. 28.

Wie oben erwähnt worden ist, kann in einigen Fällen eine akku rate Belichtung selbst durch einen feinen Prozeß unter Verwen dung einer Levenson-Phasenverschiebungsmaske aufgrund von Mas kenfehlern nicht erreicht werden.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Muster in einer idealen Form auf einem Halbleiterwafer durch einen Be lichtungsprozeß unter Verwendung einer Levenson-Phasenver schiebungsmaske selbst dann auszubilden, falls die Levenson- Phasenverschiebungsmaske Fehler aufweist, die erzeugt werden, wenn die Levenson-Phasenverschiebungsmaske hergestellt wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Projektionsbelichtungsvor richtung nach Anspruch 1 oder ein Projektionsbelichtungsverfah ren nach Anspruch 6.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Entsprechend eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Projektionsbelichtungsvorrichtung zum Übertragen eines Masken musters einer Maske, die ein Levenson-Phasenverschiebungs maskenmuster aufweist, über ein Verkleinerungsprojektionsmittel auf ein belichtetes Objekt vorgesehen. Die Projektionsbelich tungsvorrichtung weist ein Bestrahlungsmittel zum Bestrahlen der Maske mit Belichtungslicht auf. Ein Filtermittel ist auf einer Pupillenebene in dem Verkleinerungsprojektionsmittel zum Abfangen von Beugungslicht Nullter-Ordnung von der Maske vorge sehen. Ein Fokusierungsmittel fokussiert das Belichtungslicht von der Pupillenebene zur Ausbildung eines reduzierten Bildes des Maskenmusters auf das belichtete Objekt.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Filtermittel in der Projektionsbelichtungsvorrichtung einen zentralen Abschattungsabschnitt zum vollständigen Abfangen des Beugungslichts Nullter-Ordnung auf.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Filtermittel in der Projektionsbelichtungsvorrichtung einen zentralen Abschattungsabschnitt, der in der Größe reduziert ist, zum teilweisen Abfangen des Beugungslichtes Nullter- Ordnung auf.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Filtermittel in der Projektionsbelichtungsvorrichtung einen halbtransparenten Abschattungsabschnitt zum teilweisen Abfangen des Beugungslichtes Nullter-Ordnung auf.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Filtermittel in der Projektionsbelichtungsvorrichtung weiter einen peripheren Abschattungsabschnitt zum Abfangen von Beu gungslicht ±Zweiter-Ordnung und Höherer-Ordnung von der Maske auf.

Entsprechend eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Projektionsbelichtungsverfahren zum Übertragen eines Maskenmusters einer Maske, die ein Levenson-Phasenverschie bungsmaskenmuster aufweist, über ein Verkleinerungsprojektion system auf ein belichtetes Objekt vorgesehen. Bei dem Projekti onsbelichtungsverfahren wird die Maske mit Belichtungslicht be strahlt. Dann wird das Beugungslicht Nullter-Ordnung von der Maske durch einen Pupillenfilter auf einer Pupillenebene in dem Verkleinerungsprojektionssystem abgefangen. Des weiteren wird das Belichtungslicht von der Pupillenebene zur Ausbildung eines reduzierten Bildes des Maskenmusters auf das belichtete Objekt fokussiert.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei dem Projektionsbelichtungsverfahren das Beugungslicht Erster- Ordnung vollständig durch einen Abschattungsabschnitt des Pu pillenfilters abgefangen.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist bei dem Projektionsbelichtungsverfahren die Maske nur ein Levenson- Phasenverschiebungsmaskenmuster auf.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei dem Projektionsbelichtungsverfahren das Beugungslicht Nullter- Ordnung teilweise durch einen Abschattungsabschnitt des Pupil lenfilters abgefangen.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist bei dem Projektionsbelichtungsverfahren die Maske ein Levenson- Phasenverschiebungsmaskenmuster und ein gewöhnliches Binärmas kenmuster auf.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei dem Projektionsbelichtungsverfahren das Beugungslicht Nullter- Ordnung teilweise durch einen Abschattungsabschnitt reduzierter Größe des Pupillenfilters abgefangen.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei dem Projektionsbelichtungsverfahren das Beugungslicht Nullter- Ordnung teilweise durch einen halbtransparenten Abschattungsab schnitt des Pupillenfilters abgefangen.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei dem Belichtungsverfahren Beugungslicht ±Zweiter- und Höherer- Ordnung von der Maske des weiteren durch den Pupillenfilter auf der Pupillenebene in dem Verkleinerungsprojektionssystem abge fangen.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei dem Projektionsbelichtungsverfahren das Beugungslicht ±Zweiter- und Höherer-Ordnung des weiteren durch einen peripheren Ab schattungsabschnitt des Pupillenfilters abgefangen.

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen der Er findung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figu ren zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines Ver kleinerungsprojektionsbelichtungssystems zum Herstellen einer Halbleitervorrich tung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht von Masken und In tensitätsverteilungen von durchgelasse nen Lichtstrahlen auf einer Pupillen ebene;

Fig. 3 übertragene Bilder einer Levenson- Phasenverschiebungsmaske mit oder ohne einem Pupillenfilter;

Fig. 4(a) und 4(b) die Variation der Mustergröße mit einer Fokusverschiebung für ein Levenson- Phasenverschiebungsmaskenmuster;

Fig. 5 die Abhängigkeit der Mustergröße CD von Fokusverschiebung für Levenson-Phasen verschiebungsmaskenmuster;

Fig. 6(a) bis 6(f) übertragene Bilder eines normalen Binär maskenmusters mit einer Variation eines Filterdurchmessers;

Fig. 7 eine Beziehung eines Filterdurchmessers und des Filterdurchmesserverhältnisses zu dem optischen Nicht-Beugungs-Bild durchmesser, der zur Berechnung der in den Fig. 6(a) bis (6f) und in den Fig. 8(a) bis 8(f) gezeigten Daten verwendet wird;

Fig. 8(a) bis 8(f) optische Bilder eines Levenson- Phasenverschiebungsmaskenmusters, das ein sehr feines Muster aufweist, mit einer Variation eines Filterdurchmes sers;

Fig. 9(a) bis 9(f) optische Bilder eines gewöhnlichen Bi närmaskenmusters mit einer Variation der Durchlässigkeit von Pupillenfil tern;

Fig. 10 die Durchlässigkeit der Pupillenfilter, die zur Ausbildung der Bilder in den Fig. 9(a) bis 9(f) verwendet werden;

Fig. 11(a) bis 11(f) optische Bilder eines Levenson- Phasenverschiebungsmusters mit einer Variation der Durchlässigkeit der Pu pillenfilter;

Fig. 12(a) ein Beugungsmuster eines gewöhnlichen Binärmaskenmusters auf einer Pupillene bene durch ideale Belichtung;

Fig. 12(b) ein Beugungsmuster eines Levenson- Phasenverschiebungsmaskenmusters auf einer Pupillenebene durch ideale Be lichtung;

Fig. 13(a) bis 13(d) optische Bilder einer Levenson- Phasenverschiebungsmaske mit einer Va riation der Pupillendurchmesser;

Fig. 14 eine schematische perspektivische Ansicht eines Verkleinerungspro jektionsbelichtungssystems;

Fig. 15(a), 15(b) und 15(c) eine Schnittansicht einer gewöhn lichen Binärmaske, einer Intensi tätsverteilung eines elektrischen Feldes an der Maske bzw. einer In tensitätsverteilung des Lichtes auf einem Halbleiterwafer; und

Fig. 16(a), 16(b) und 16(c) eine Schnittansicht einer Leven son-Phasenverschiebungsmaske, ei ner Intensitätsverteilung eines elektrischen Feldes an der Maske bzw. einer Intensitätsverteilung von Licht auf einem Halbleiterwa fer.

Die Erfindung wird im folgenden im Detail im Wege des Beispiels unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.

Erste Ausführungsform

Zuerst wird das Prinzip einer ersten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung beschrieben. Fig. 1 zeigt schematisch ein Verkleinerungsprojektionsbelichtungssystem (im folgenden ein fach als "Belichtungssystem" bezeichnet), das bei der Herstel lung einer Halbleitervorrichtung verwendet wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist das Belichtungssystem eine Lichtquelle 1 (in dieser Beschreibung eine sekundäre Lichtquel le, die durch Formen eines Lichtstrahles, der durch eine licht emittierende Vorrichtung emittiert wird, durch eine vorbestimm te Blende (Diaphragma) gebildet wird), die einen KrF-Excimer laser verwendet, der Lichtstrahlung bei einer Wellenlänge von λ = 248 nm emittiert, auf. Eine Kondensorlinse 2 formt den durch die Lichtquelle 1 emittierten Lichtstrahl. Eine Maske 3, die mit einem feinen Muster vorgesehen ist, das die 0,3 µm-Regel nicht überschreitet, wird mit dem durch die Kondensorlinse 2 kondensierten Lichtstrahl beleuchtet. Ein Verkleinerungsprojek tionslinsensystem 4 ist unterhalb der Maske 3 zum Empfangen des durch die Maske 3 hindurchgelassenen Lichtstrahls vorgesehen bzw. angeordnet. Eine Pupillenebene 5 ist in dem Verkleine rungsprojektionslinsensystem 4 ausgebildet. Ein Halbleiterwafer 6, der eine Oberfläche aufweist, die mit einer Resistschicht beschichtet ist, ist unterhalb des Verkleinerungsprojektions linsensystem 4 plaziert. Die Pupillenebene 5 weist ein Abschat tungsteil (Schattierungsteil) 5a zum Herausfiltern eines nicht gebeugten Lichtstrahls Nullter-Ordnung, der durch die Maske 3 hindurchgegangen ist, auf.

Der Belichtungslichtstrahl, der durch die Lichtquelle 1 emit tiert wird, wird mit einer vorbestimmten Vergrößerung durch die Maske 3 vergrößert und fällt auf den Halbleiterwafer 6. Derart wird die Resistschicht, die auf eine Hauptoberfläche des Halb leiterwafers 6 beschichtet ist, mit dem Lichtstrahl belichtet bzw. diesem ausgesetzt.

Fig. 2 zeigt Zeichnungen zur Darstellung des folgenden Prin zips. Es wird angenommen, daß ein Fehler in der Maske 3 während des Herstellungsverfahrens der Maske 3 produziert worden ist, und daß die Maske 3 in dem Belichtungssystem, das in Fig. 1 ge zeigt ist, aufgenommen ist. Eine Verteilung der Intensität des durchgelassenen Lichtstrahls einer Maske, die einen Fehler auf weist, auf der Pupillenebene 5 ist die Summe einer Verteilung der Intensität eines Lichtstrahls, der durch eine ideale Maske, die keinen Fehler aufweist, hindurchgegangen ist, und einer Verteilung der Intensität eines Lichtstrahles, der durch eine gewöhnliche Binärmaske, die ein Muster mit dem doppelten Ab stand der idealen Maske aufweist aber nicht mit irgendeinem Phasenverschieber vorgesehen ist, hindurchgegangen ist. Des weiteren kann ein Bild, das ähnlich zu demjenigen, das durch Verwendung einer idealen Maske ausgebildet wird, ist, ausgebil det werden, wenn ein Abschnitt der Pupillenebene durch einen Pupillenfilter abgeschattet ist, selbst wenn eine Maske, die einen Fehler aufweist, zur Belichtung verwendet wird.

In Fig. 2 sind Masken zur Belichtung in einem oberen Abschnitt und eine Intensität von Licht auf der Pupillenebene, die jeder Maske entspricht, in dem mittleren Abschnitt gezeigt. Die In tensität von Licht auf der Pupillenebene nach einer Korrektur ist in einem Abschnitt auf der linken unteren Seite gezeigt. Ein Pupillenfilter 10 zur Fehlerkorrektur ist in einem Ab schnitt auf einer rechten unteren Seite gezeigt.

In Fig. 2 sind die Masken von links nach rechts in dem oberen Abschnitt eine Levenson-Phasenverschiebungsmaske 3a (im folgen den als "Fehlermaske 3a" bezeichnet), eine ideale Levenson- Phasenverschiebungsmaske 3b, die keine Fehler aufweist, und ei ne gewöhnliche Maske (Binärmaske) 3c, die nicht mit irgendwel chen Phasenverschiebern vorgesehen ist und einen doppelten Ab stand aufweist.

Jede dieser Masken ist durch Ausbildung eines metallischen Mas kenmusters 8 wie eines Chrommaskenmusters auf einem Glassub strat 7 ausgebildet. Ein Levenson-Phasenverschiebungsmasken muster ist mit zusätzlichen Phasenverschiebern 9 vorgesehen, die auf alternierenden Öffnungen des Maskenmusters ausgebildet sind.

Die Abstände der Öffnungen der metallischen Maskenmuster 8 der Fehlermaske 3a und der idealen Maske 3b sind miteinander gleich. Der Abstand der Öffnungen des metallischen Maskenmu sters der gewöhnlichen Maske 3c ist der doppelte derjenigen der Fehlermaske 3a oder der idealen Maske 3b.

Die Nummern, die unter einer gestrichelten Linie in dem oberen Abschnitt der Fig. 2 gezeigt sind, sind relative Intensitäten des durch die Öffnungen der Masken durchgegangenen Lichts. An genommen, daß die Intensität des durch die Öffnungen der idea len Maske 3b hindurchgegangenen Lichts gleich 1,0 ist. Dann sind bei der Fehlermaske 3a, die einen Intensitätsfehler des durchgegangenen Lichtes von 10% aufweist, die Intensität des durch eine Öffnung mit dem Phasenverschieber 9 hindurchgegange nen Lichtes gleich 1,0 und die Intensität des durch eine Öff nung ohne einen Phasenverschieber hindurchgegangenen Lichtes gleich 1,1. Es ist aus der Differenz der Intensitätsverteilung des Lichtes auf der Pupillenebene zwischen der idealen Maske 3b und der Fehlermaske 3a bekannt, daß die Intensitätsverteilung des durch die Fehlermaske 3a hindurchgegangenen Lichtes im we sentlichen die Kombination der Intensitätsverteilung des durch die ideale Maske 3b hindurchgegangenen Lichtes und der Intensi tätsverteilung des durch die gewöhnliche Maske 3c, die Öffnun gen aufweist, die Licht mit einer Intensität von 0,1 durchlas sen, hindurchgegangenen Lichts ist.

Aufgrund der Linearität des Belichtungssystems ist ein Bild, das durch das Licht gebildet wird, das durch die Fehlermaske 3a hindurchgeht, im wesentlichen die Summe eines Bildes des Lich tes, das durch die ideale Maske 3b hindurchgegangen ist, und eines Bildes des Lichtes, das durch die gewöhnliche Maske 3c mit einem doppelten Abstand hindurchgegangen ist. Ein solcher Mechanismus wird durch Lichtintensitätsverteilungen (Fourier- Spektrum) auf der Pupillenebene dargestellt, die in dem Mit telabschnitt von Fig. 2 gezeigt sind. Wie allgemein bekannt ist, wird die Lichtintensitätsverteilung auf der Pupillenebene, die durch die ideale Maske 3b gebildet wird, wie in der Mitte des Mittelabschnittes von Fig. 2 gezeigt ist, nur durch die ±Erste-Ordnung-Lichtstrahlen ohne den Nullte-Ordnung-Licht strahl gebildet. Die Lichtintensitätsverteilung, die durch die gewöhnliche Maske 3c gebildet wird, welche mit einem Musterab stand, der der doppelte der idealen Maske 3b ist, vorgesehen ist, ist auf der rechten Seite in dem Mittelabschnitt der Fig. 2 gezeigt, und sie wird durch den Nullte-Ordnung-Lichtstrahl und die ±Erste-Ordnung-Lichtstrahlen gebildet.

Falls angenommen wird, daß der Einfluß der ±Erste-Ordnung- Lichtstrahlen auf die Lichtintensitätsverteilung, die auf der Pupillenebene durch die gewöhnliche Maske 3c, die mit dem Mu ster mit dem doppelten Abstand der idealen Maske 3b vorgesehen ist, geringfügig ist und ignoriert wird, kann die Lichtintensi tätsverteilung, die durch die Fehlermaske 3a auf der Pupillene bene gebildet wird, durch die Kombination der Lichtintensitäts verteilung, die auf der Pupillenebene durch die ideale Maske 3b gebildet wird, und die Intensität des Nullte-Ordnung-Licht strahls in der Lichtintensitätsverteilung, die durch die ge wöhnliche Maske 3c gebildet wird, genähert bzw. abgeschätzt werden. Dementsprechend kann geschlossen werden, daß die Stö rung der Bildausbildungseigenschaften, die der Fehlermaske 3a zugeschrieben werden können, aufgrund der Wirkung des Nullte- Ordnung-Lichtstrahls, der in der Lichtintensitätsverteilung, die durch die gewöhnliche Maske 3c gebildet wird, die mit dem Muster des doppelten Abstandes der idealen Maske 3b vorgesehen ist, vorhanden ist. Falls der Nullte-Ordnung-Lichtstrahl, der die Lichtintensitätsverteilung auf der Pupillenebene durch die gewöhnliche Maske 3c, die mit dem Muster des doppelten Abstan des der idealen Maske 3b vorgesehen ist, bildet, durch irgend ein Mittel abgefangen bzw. aufgefangen wird, kann eine Lichtin tensitätsverteilung, die ähnlich zu derjenigen ist, die durch die ideale Maske 3b auf der Pupillenebene ausgebildet wird, auf der Pupillenebene ausgebildet werden, und dadurch kann die Stö rung der Bildausbildungseigenschaften vermieden werden.

Der Nullte-Ordnung-Lichtstrahl, der auf der Pupillenebene er scheint, ist ein Problem bei einem Belichtungsprozeß, der die Fehlermaske 3a verwendet. Ein Pupillenfilter 10 zum Abschatten des Nullte-Ordnung-Lichtstrahls wird im folgenden beschrieben. In dem Abschnitt auf der unteren rechten Seite der Fig. 2 ist der Pupillenfilter 10 zum Abschatten des Nullte-Ordnung-Licht strahls gezeigt. Der Pupillenfilter 10 weist einen zentralen Abschattungsteil 5a, der der Position des Nullte-Ordnung-Licht strahls entspricht, und einen transparenten Teil, der den ab schattenden Teil 5a umgibt, auf.

Wenn der Pupillenfilter 10 in Kombination mit der Fehlermaske 3a verwendet wird, kann der Nullte-Ordnung-Lichtstrahl, d. h. eine Fehlerkomponente, perfekt herausgefiltert werden und ein ideales Bild, das eine Lichtintensitätsverteilung aufweist, die nur durch die ±Erste-Ordnung-Lichtstrahlen gebildet wird, wie sie in dem unteren Abschnitt auf der linken Seite der Fig. 2 gezeigt ist, kann ausgebildet werden, selbst falls die Fehler maske 3a verwendet wird.

Die Maske, die ein Intensitätsfehler in durchgelassenem Licht aufweist, ist oben beschrieben worden. In demselben Kontext, wenn die Levenson-Phasenverschiebungsmaske (Fehlermaske) einen Phasenfehler, der durch den Verschieber verursacht wird, auf weist, kann ein Bild, das auf der Pupillenebene erscheint, durch die Analyse des Beugungslichtflusses ähnlich wie bei dem Lichtintensitätsfehler betrachtet werden. Derart ist es mög lich, eine Fehlermaske so zu betrachten, als ob die gewöhnliche Maske (Phasendifferenz ist gleich 90°), die einen halben Ab stand 1/2L aufweist, zu der idealen Maske addiert ist. Der Ab stand ist als der Abstand zwischen dem jeweiligen Zentrum der benachbarten Muster auf der Maske definiert. Die Wirkung des Reduzierens des Maskenfehlers kann ähnlich von dem Pupillenfil ter 10 erwartet werden.

Verbesserungen in einem optischen Bild durch die Wirkung des Pupillenfilters 10 ist durch optische Bildberechnung gesucht worden und wird gezeigt. Die Parameter, die für diese Berech nung benutzt wurden, sind eine numerische Apertur NA = 0,55, ein Kohärenzfaktor des Belichtungslichtes σ = 0,2 und eine Wellenlänge des Belichtungslichtes λ = 248 nm.

Fig. 3 zeigt ein übertragenes Bild einer Maske, die einen Pha senfehler von 10° und ein 1 : 1-Linien-und-Abstands-Muster (L/S-Muster) aufweist. In Fig. 3 zeigen das obere, das mittlere und das untere Diagramm entsprechend einen Fall, in dem die Positi on des Fokus um eine Fokusverschiebung ΔF = 1,0 µm verschoben ist, einen Fall, in dem die Position des Fokus um eine Fokus verschiebung ΔF = 0 µm verschoben ist, bzw. einen Fall, in dem die Position des Fokus um eine Fokusverschiebung ΔF = -1,0 µm verschoben ist. In Fig. 3 zeigt die linke Spalte ein optisches Bild, das ohne Verwendung des Pupillenfilters 10 ausgebildet ist, und die rechte Spalte zeigt ein optisches Bild, das unter Verwendung des Pupillenfilters 10 ausgebildet ist.

In einem idealen Fall, in dem die Fokusverschiebung ΔF = 0 µm (das mittlere Diagramm) ist, kann ein ideales optischen Bild ausgebildet werden, ob der Pupillenfilter 10 verwendet wird oder nicht. Wenn die Fokusverschiebung ΔF = ± 1,0 µm (das obe re und das untere Diagramm) ist, ist das optische Bild, das un ter Verwendung des Pupillenfilters 10 gebildet wird, ein idea les optisches Bild, das eine fixierte Periode und eine fixierte Amplitude aufweist und im wesentlichen dasselbe wie dasjenige, das ausgebildet wird, wenn die Fokusverschiebung ΔF = 0 µm ist.

Falls jedoch der Pupillenfilter nicht verwendet wird und die Fokusverschiebung ΔF = ± 1,0 µm ist, variiert die Amplitude des optischen Bildes in einem weiten Bereich durch die Wirkung des Phasenfehlers und die entsprechenden Lichtintensitäten der benachbarten hellen Abschnitte sind stark unterschiedlich von einander. Daher ist der Pupillenfilter 10 sehr wirksam beim Verbessern der Qualität des Bildes.

Die Fig. 4(a) und 4(b) sind Graphen, die die kritische Größe (CD) eines Musters zeigen, die als eine Funktion der Fokusver schiebung des Fokusversatzes (ΔF) durch ein Scheibenniveau- Verfahren (Slice-Level-Verfahren), d. h. ein Verfahren, daß die Breite eines optischen Bildes einer Lichtintensität, die höher als eine fixierte Lichtintensität ist, als eine Musterbreite verwendet, bestimmt ist. In einem normalen Zustand ist die Mu stergröße CD = 0,2 µm. Fig. 4(a) zeigt die Variation der Mu stergröße (CD) mit einer Fokusverschiebung F, wenn die Maske einen Phasenfehler von 10° aufweist, und Fig. 4(b) zeigt die Variation der Mustergröße CD mit einer Fokusverschiebung F, wenn die Maske einen Intensitätsfehler des durchgehenden Lichts von 10% aufweist.

In den Fig. 4(a) und 4(b) zeigen die Kurven, die mit weißen Markierungen ○ und angezeigt sind, Daten einer Mustergröße CD, wenn der Pupillenfilter verwendet wird, und die Kurven, die mit schwarzen Markierungen ⚫ und ∎ angezeigt sind, zeigen Da ten einer Mustergröße CD, wenn der Pupillenfilter nicht verwen det wird. Die Kurven, die mit großen Markierungen angezeigt sind, stellen Daten einer Mustergröße CD dar, wenn Verschieber an den Positionen, die den Öffnungen des Musters entsprechen, die auf der Maske ausgebildet sind, ausgebildet sind, und die Kurven, die mit kleinen Markierungen angezeigt sind, stellen Daten einer Mustergröße CD dar, wenn Verschieber an Positionen, die den Öffnungen des Muster entsprechen, die auf der Maske ausgebildet sind, nicht ausgebildet sind. Die Kurven, die durch runde Markierungen ○ und ⚫ angezeigt sind, stellen die Größe von hellen Teilen des optischen Bildes dar, und rechteckige Markierungen und ∎ stellen die Größe von dunklen Teilen des optischen Bildes dar.

In Fig. 4(a) und 4(b) liegen die weißen rechteckigen Markierun gen und die schwarzen rechteckigen Markierungen ∎, die die Größe der dunklen Teile anzeigen, im wesentlichen übereinander, und die Werte, die durch die Kurven dargestellt werden, die durch die Markierungen und ∎ angezeigt sind, sind im wesent lichen gleich. Es ist aus den Fig. 4(a) und 4(b) bekannt, daß die Kurven, die durch die Markierungen ⚫, und ∎ (Markie rungen, die den Gebrauch des Filters und die Größe von dunklen Teilen anzeigen), angezeigt sind, sich voneinander in der Mu stergröße CD in dem Fokusverschiebungsbereich von 0 µm bis ± 1,0 µm unterscheiden, und ein maximaler CD-Unterschied aufgrund der Fokusverschiebung ungefähr 0,04 µm ist. Es ist zu verste hen, daß die Verwendung des Pupillenfilter 10 wirksam zum Brin gen der Mustergröße CD zum Annähern an die ideale Mustergröße, wenn die Fokusverschiebung ΔF = 0 (Belichtung unter Verwendung der idealen Maske) ist, für entweder einen Fall, in dem es ei nen Phasenfehler gibt, oder einen Fall, in dem es einen Licht intensitätsfehler gibt, ist.

Im Wege des Beispiels ist in den Fig. 4(a) und 4(b) ein 1 : 1 L/S mit 0,2 µm gezeigt. Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit der Muster größe CD von der Fokusverschiebung für Masken ohne Maskenfeh ler, mit einem Phasenfehler (10°) und mit einem Intensitätsfeh ler (10%) im durchgelassenen Licht, wenn die L/S-Mustergröße von 0,16 bis 0,24 µm variiert wird. In Fig. 5 sind in der lin ken Spalte, der mittleren Spalte und der rechten Spalte ent sprechend Mustergrößen für einen Fall, in dem es keinen Masken fehler gibt, einen Fall, in dem es einen Phasenfehler gibt, bzw. einen Fall, in dem es einen Lichtintensitätsfehler gibt, gezeigt.

Die Kurven stellen Fälle dar, in denen die L/S-Muster von 0,16 bis 0,24 µm, die Phasen- und Lichtintensitätsfehler aufweisen, ungefähr gleich den idealen Kurven, die in der linken Spalte gezeigt sind, werden, wenn der Pupillenfilter 10 verwendet wird. Es ist zu verstehen, daß der Übertragungsfehler reduziert wird, und die Wirkung des Pupillenfilter 10 ändert sich nicht abhängig von der Mustergröße, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Wenn der Pupillenfilter in Kombination mit der idealen Maske verwendet wird, gibt es überhaupt keinen Einfluß, und natürlich ist eine normale Übertragung möglich. Wie aus der vorhergehen den Beschreibung zu verstehen ist, kann die Genauigkeit der Be lichtung durch Verwendung des Pupillenfilters, der den Nullte- Ordnung-Lichtstrahl, der durch die Maske hindurchgeht, wenn die Fehlermaske für die Belichtung verwendet wird, herausfiltert, sehr stark verbessert werden.

Falls der Pupillenfilter 10 auf der Pupillenebene 5 angeordnet ist und der abschattende Teil 5a in einem Bereich zum Heraus filtern des Nullte-Ordnung-Lichtstrahles, der durch die Maske 3 hindurchgeht, ausgebildet ist, kann, wenn das Belichtungssy stem, das in Fig. 1 gezeigt ist, praktisch zur Belichtung ver wendet wird, eine im wesentlichen reguläre Übertragung selbst dann erreicht werden, falls eine Maske 3, die einen Phasenfeh ler und einen Lichtintensitätsfehler (Fehlermaske) aufweist, verwendet wird. Die Levenson-Phasenverschiebungsmaske kann wirksam verwendet werden und eine feine Bearbeitung der 0,3 µm-Regel kann akkurat verwirklicht werden, wenn die Fehlerkompo nente durch den Pupillenfilter 10 entfernt wird.

Wenn ein Belichtungsverfahren, das das Scheibenniveau-Verfahren (Slice-Level-Verfahren) verwendet, verwendet wird, tritt kein Problem auf, selbst falls der Nullte-Ordnung-Lichtstrahl, d. h. eine Fehlerkomponente, nicht vollständig herausgefiltert wird, solange die Lichtintensität nicht höher als ein vorbestimmter Wert ist. Daher kann der Pupillenfilter 10, auf welchen der Nullte-Ordnung-Lichtstrahl fällt, so ausgebildet sein, daß er den Nullte-Ordnung-Lichtstrahl hauptsächlich bzw. im wesentli chen herausfiltert, aber den Nullte-Ordnung-Lichtstrahl teil weise durchläßt. Alternativ kann der Pupillenfilter 10 halb transparent in dem Abschattungsabschnitt ausgebildet sein. Der art kann durch Ausbilden des Pupillenfilter 10 derart, daß er den Einfluß des Nullte-Ordnung-Lichtstrahls reduziert, eine idealere bzw. bessere Belichtung als bei der Belichtung ohne den Pupillenfilter 10 erreicht werden.

Zweite Ausführungsform

Das Belichtungsverfahren bei der ersten Ausführungsform unter Verwendung der Levenson-Phasenverschiebungsmaske ist wirksam beim Übertragen eines sehr feinen Musters wie eines Musters ei ner Designregel in der Größenordnung von 0,2 µm und es ist dazu gedacht, eine ideale Belichtung durch Herausfiltern des Nullte- Ordnung-Lichtstrahls, der durch die Maske hindurchgegangen ist, insgesamt oder des Hauptteils des Nullte-Ordnung-Lichtstrahls, der durch die Maske hindurchgegangen ist, d. h. einer Fehlerkom ponente, zu erreichen.

Das Belichtungsverfahren bei der zweiten Ausführungsform ver wendet eine Maske, die mit einer Kombination eines sehr feinen Musters des Levenson-Typs von 0,2 µm 1 : 1-L/S mit einem Muster großen Abstands eines gewöhnlichen Maskentyps für z. B. Kontakte und Anschlußflächen vorgesehen ist, die durch Bearbeiten einer Chromschicht oder von ähnlichem ausgebildet wird. Das Belich tungsverfahren wird im folgenden zusammen mit einer Korrektur für Maskenfehler beschrieben.

Wenn eine Binärmaske 3c eines gewöhnlichen Typs, der ein ande rer als der Levenson-Typ ist, die mit einem Muster aus einer Metallschicht wie einer Chromschicht vorgesehen ist, verwendet wird, werden ein Nullte-Ordnung-Lichtstrahl und ±Erste-Ordnung- Lichtstrahlen durch die Maske 3c übertragen bzw. gehen durch diese hindurch. Wie in der Beschreibung der ersten Ausführungs form erläutert worden ist, wird der Nullte-Ordnung-Lichtstrahl entfernt, wenn der Pupillenfilter 10, der zum Herausfiltern des Nullte-Ordnung-Lichtstrahles in der Lage ist, verwendet wird, und daher ist eine normale Bildausbildung unmöglich.

Falls der Nullte-Ordnung-Lichtstrahl aus einem optischen Bild entfernt wird, welches durch die Interferenz von drei Licht strahlen, d. h. dem Nullte-Ordnung-Lichtstrahl und den ±Erste- Ordnung-Lichtstrahlen ausgebildet wird, weist das optische Bild einen Abstand, der das Doppelte des Maskenabstandes ist, auf. Darum bringt, falls ein Levenson-Phasenverschiebungsmasken muster und ein gewöhnliches Maskenmuster (ein binäres Maskenmu ster, das keine Phasenverschiebung aufweist) auf einer Maske ausgebildet werden, die Verwendung des Pupillenfilters unab wendbar einen nachteiligen bzw. einen gegenteiligen Effekt.

Jedoch können, durch einen Kompromiß, Bilder des sehr feinen Musters und des Musters mit großem Abstand im wesentlichen nor mal durch Verwendung einer Maske ausgebildet werden, die mit sowohl dem sehr feinen Muster als auch dem Muster großen Ab stands vorgesehen ist. Eine im wesentlichen normale Belichtung kann durch Abfangen eines Teils des Nullte-Ordnung-Lichtstrahls anstelle des kompletten Abfangen desselben zur Reduzierung der Nullte-Ordnung-Lichtkomponente, die in dem Muster großen Ab standes enthalten ist, das in dem Levenson-Phasenverschiebungs muster ausgebildet ist, und durch Sichern der notwendigen In tensität der Nullte-Ordnung-Lichtkomponente des Musters großen Abstandes, das in dem die gewöhnlichen Maskenmuster ausgebildet ist, die zur Ausbildung eines normalen Bildes notwendig ist, erhalten bzw. gesichert werden.

Ein Teil der Nullte-Ordnung-Lichtkomponente kann durch Reduzie ren des Durchmessers des Pupillenfilters 10 zum Erreichen einer im wesentlichen normalen Belichtung herausgefiltert werden. Die Erläuterung wird im folgenden gegeben.

Die Fig. 6(a) bis 6(f) sind berechnete Daten eines optischen Bildes einer gewöhnlichen Maske (Binärmaske) von 0,60 µm L/S unter Verwendung einer numerischen Apertur NA = 0,55, eines Ko härenzfaktors der Lichtquelle von σ = 0,2 und der Wellenlänge des Belichtungslichtes λ = 248 nm.

Die Fig. 6(a) bis 6(f) sind optische Bilder für unterschiedli che Filterdurchmesser (Wellenzahlen). In Fig. 7 sind Filter durchmesser (Wellenzahlen) für die optischen Bilder, die in den Fig. 6(a) bis 6(f) gezeigt sind, und das Verhältnis der Filter durchmesser zu dem Nicht-Beugung-Licht-Bilddurchmesser gezeigt. Wenn das Verhältnis des Filterdurchmessers zu dem Nicht- Beugung-Licht-Bilddurchmesser gleich 1,0 ist, erscheinen Spit zen in dem optischen Bild, von denen erwartet wird, daß sie in Intervallen von 1,2 µm unter einer normalen Bedingung auftre ten, bei Intervallen von 0,6 µm, welches die Hälfte der Periode des Maskenmusters ist, und eine normale Belichtung ist unmög lich.

Fig. 6(b) über die Fig. 6(c), 6(d) und 6(e) bis Fig. 6(f) zei gen das Ergebnis der Berechnung bei einer Änderung des Filter durchmessers von 0,08/λ über 0,06/λ, 0,04/λ und 0,02/λ bis 0 und eine Änderung des Verhältnisses des Filterdurchmessers zu dem Nicht-Beugung-Licht-Bilddurchmesser von 0,73 über 0,55, 0,36 und 0,18 bis 0. Es ist zu verstehen, daß ein Bild, das un gefähr gleich zu einem originalem Bild normaler Periode, d. h. einem idealen optischen Bild, das durch ein gewöhnliches Mas kenmuster ausgebildet ist, ist, durch graduelles Vermindern des Filterverhältnisses des Nullte-Ordnung-Lichtes ausgebildet wer den kann.

Es ist daraus zu schließen, daß, falls der Filterdurchmesser gleich 0,08/λ oder darunter und das Verhältnis des Filterdurch messers zu dem Nicht-Beugung-Licht-Bilddurchmesser gleich 0,73 oder darunter ist und der Nullte-Ordnung-Lichtstrahl nicht vollständig herausgefiltert wird, dann ein Bild zufriedenstel lend durch das Slice-Level-Verfahren ausgebildet werden kann.

Andererseits kann, wenn das Levenson-Phasenverschiebungsmasken muster, das Fehler aufweist, verwendet wird, ein normales Bild durch Entfernen der Nullte-Ordnung-Lichtkomponente durch den Pupillenfilter 10 ausgebildet werden. Darum ist, wenn die Fil terwirkung nicht verwendet wird, wie zum Beispiel in Fig. 6(f) gezeigt ist, der Einfluß des Maskenfehlers offensichtlich, und eine normale Bildausbildung ist unmöglich.

Die Fig. 8(a) bis 8(f) zeigen berechnete Ergebnisse der opti schen Bilder einer Levenson-Phasenverschiebungsmaske, die mit einem sehr feinen Muster von 0,16 µm-L/S vorgesehen ist. Von einem Maskenfehler wird angenommen, daß er 10% in einer Durch lässigkeitsdifferenz (Durchlässigkeitsdifferenz zwischen 0° und 180°) ist. Die Berechnung wurde unter denselben Bedingungen wie denjenigen ausgeführt, die zur Berechnung der in Fig. 6(a) bis 6(f) gezeigten Daten verwendet wurden, und der Durchmesser des Filters wurde als ein Parameter verwendet. Der Filterdurchmes ser und das Verhältnis des Filterdurchmessers zu dem Nicht- Beugung-optisches-Bilddurchmesser, die zur Berechnung der in den Fig. 8(a) bis 8(f) gezeigten Daten verwendet wurden, sind ebenfalls in Fig. 7 gezeigt.

In Fig. 8(a) sind die Werte der benachbarten Spitzen im wesent lichen gleich zueinander, da der Pupillenfilter das Licht Null ter-Ordnung, d. h. eine wesentliche Fehlerkomponente, vollstän dig herausfiltert und eine ideale Bildausbildung erreicht wird. In den Fig. 8(b), . . . und 8(f) nimmt die Wirkung der Lichtkompo nente Nullter-Ordnung graduell in dieser Reihenfolge zu und der Unterschied zwischen den Werten der benachbarten Spitzen neigt zum Ansteigen.

Es ist aus der synthetischen Untersuchung der vorhergehenden Fakten bekannt, daß, wenn eine Maske mit einem L/S-Muster (gewöhnliches Muster) von ungefähr 0,6 µm, d. h. einem Muster großen Abstandes, und einem L/S-Muster (Levenson-Phasen verschiebungsmuster) von ungefähr 0,16 µm, d. h. einem sehr fei nen Muster, vorgesehen ist, zur Belichtung verwendet wird, eine optimale Belichtung durch Anordnen eines Pupillenfilters mit einem abschattenden Teil eines Durchmessers von 0,73 mal dem Durchmesser eines Nicht-Beugung-Bildes der Lichtquelle 1 (des Bilds des Lichtes Nullter-Ordnung) auf der Pupillenebene 5 des Belichtungssystems, das in Fig. 1 gezeigt ist, erreicht werden kann.

Der Pupillenfilter, der einen abschattenden Teil aufweist, der einen Durchmesser aufweist, der 0,73 mal so groß wie der Nicht- Beugung-Licht-Bilddurchmesser ist, ist bloß ein Beispiel, und eine optimale Größe des abschattenden Teils ist abhängig von der Größe eines Musters, das zu belichten ist, und den Belich tungsbedingungen.

Zusammenfassend, ein im wesentlichen normales Bild kann selbst dann ausgebildet werden, falls eine Maske verwendet wird, die sowohl mit einem gewöhnlichen Maskenmuster als auch einem Le venson-Phasenverschiebungsmaskenmuster vorgesehen ist, indem ein Pupillenfilter 10a zur Belichtung verwendet wird, bei dem der abschattende Teil des Pupillenfilter 10 so ausgebildet ist, daß ein Teil des Lichtes Nullter-Ordnung, das durch die Maske übertragen wird bzw. durch diese hindurchgeht, abgeschattet wird. Derart kann eine Mehrzahl von Mustern unterschiedlicher Größe akkurat durch einen einzelnen Belichtungszyklus ausgebil det werden.

Dritte Ausführungsform

Bei der zweiten Ausführungsform ist ein Belichtungsverfahren beschrieben worden, bei welchem eine Maske, die sowohl mit ei nem gewöhnlichen Binärmaskenmuster als auch einem Levenson- Phasenverschiebungsmaskenmuster vorgesehen ist, verwendet wird, und ein Teil des Lichtes Nullter-Ordnung wird durch einen ab schattenden Teil einer angemessenen Größe des Pupillenfilters abgeschattet, um die Fehlerkomponente des Levenson-Phasen verschiebungsmaskenmusters zu reduzieren, und zur selben Zeit wird das gewöhnliche Maskenmuster in einer akkuraten Größe übertragen.

Bei der dritten Ausführungsform wird ein anderes Verfahren der Belichtung erläutert, bei dem eine Maske, die sowohl mit einem gewöhnlichen Binärmaskenmuster als auch einem Levenson-Phasen verschiebungsmaskenmuster vorgesehen ist, ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform verwendet wird, und bei dem sowohl das gewöhnliche Binärmaskenmuster als auch das Levenson-Phasen verschiebungsmaskenmuster im wesentlichen in akkuraten Größen übertragen werden.

Bei der zweiten Ausführungsform ist der Durchmesser des ab schattenden Teils 5a, d. h. der Filterdurchmesser, des Pupillen filters 10 so bestimmt, daß ein Teil des Belichtungslichtes in einem Kreis mit einem Radius, der sein Zentrum an dem Zentrum eines Lichtpunktes des Lichtes Nullter-Ordnung hat, der auf der Pupillenebene 5 ausgebildet ist, herausgefiltert und der andere Teil der Lichtkomponente Nullter-Ordnung um den Kreis durchge lassen bzw. übertragen wird. Bei der dritten Ausführungsform ist der Pupillenfilter 10 mit einem trüben (opak) Abschattungs teil 5a zur Reduzierung der allgemeinen Durchlässigkeit zur Re duzierung der Fehlerkomponente des Levenson-Phasenverschie bungsmaskenmusters und zum gleichzeitigen akkuraten Übertragen des normalen Maskenmusters vorgesehen.

Optische Bilder, die durch Verwendung eines gewöhnlichen Mas kenmusters von 0,6 µm-1 : 1-L/S und durch Variieren der Durchläs sigkeit des Pupillenfilters ausgebildet werden, werden unter Bezugnahme auf die Fig. 9(a) bis 9(f) erläutert. Die Durchläs sigkeiten der Filter, die zur Ausbildung der Bilder aus den Fig. 9(a) bis 9(f) verwendet wurden, sind in der Tabelle aus Fig. 10 gezeigt, welche ebenso auf die optischen Bilder eines Levenson-Phasenverschiebungsmaskenmusters, die in den Fig. 11(a) bis 11(f) gezeigt sind, anwendbar ist. Andere Parameter, die zur Berechnung der optischen Bilder verwendet wurden, sind NA = 0,55, Lichtquellenkohärenzfaktor σ = 0,2 und Wellenlänge des Beleuchtungslichtes λ = 248 nm.

Die Filterdurchlässigkeit ist 0% für das Bild, das in Fig. 9(a) gezeigt ist, und das Licht Nullter-Ordnung wird vollständig herausgefiltert. Darum erscheinen Spitzen, von denen natürli cherweise erwartet wird, daß sie bei Intervallen von 1,2 µm er scheinen, bei Intervallen von 0,6 µm, und der Fehler ist zu groß zum Erreichen einer normalen Belichtung.

Die Durchlässigkeiten der abschattenden Teile der Filter für die in den Fig. 9(b) bis 9(f) gezeigten Bilder sind 20%, 40%, 60%, 80% bzw. 100% und die Spitzen erscheinen in Intervallen von 1,2 µm und Spitzen, die Fehlerkomponenten entsprechen, sind reduziert. Derart steigt die Möglichkeit einer normalen Über tragung dieser Bilder in dieser Reihenfolge an.

Die Fig. 11(a) bis 11(f) zeigen die Wirkung der Durchlässigkeit des Pupillenfilters zum Herausfiltern des Lichter Nullter- Ordnung für das Levenson-Phasenverschiebungsmaskenmuster. Das Maskenmuster bei der dritten Ausführungsform ist, ähnlich zu demjenigen bei der zweiten Ausführungsform, ein 0,16 µm-1 : 1-L/S-Muster, und Parameter, die dieselben wie diejenigen sind, die oben bei der Berechnung der Bilder des gewöhnlichen Musters verwendet wurden, wurden zur Berechnung der optischen Bilder verwendet. Die Durchlässigkeiten für die optischen Bilder aus den Fig. 11(a) bis 11(f) sind, wie in Fig. 7 gezeigt ist, 0%, 20%, 40%, 60%, 80% und 100%.

Wie bei der Beschreibung der ersten und der zweiten Ausfüh rungsform erwähnt wurde, kann, im Fall der Verwendung der Le venson-Phasenverschiebungsmaske, eine ideale Belichtung er reicht werden, falls die Lichtkomponente Nullter-Ordnung voll ständig herausgefiltert wird. Wie aus Fig. 11 offensichtlich ist, ist, je näher die Durchlässigkeit an 0% ist, der Unter schied im Wert zwischen benachbarten Spitzen um so geringer und das Bild ist um so näher an dem akkuraten optischen Bild. Je näher die Durchlässigkeit an 100% ist, um so größer ist die Wirkung der Maskenfehler inklusive des Phasenfehlers in der Le venson-Phasenverschiebungsmaske und des Durchlässigkeitsfeh lers, und um so größer ist die Störung des optischen Bildes.

Es ist aus der synthetischen Untersuchung der vorhergehenden Fakten bekannt, daß, wenn die Maske, die mit sowohl dem Leven son-Phasenverschiebungsmaskenmuster als auch dem herkömmlichen Binärmaskenmuster vorgesehen ist, beide Maskenmuster akkurat durch das Slice-Level-Verfahren übertragen werden können, falls die Komponente Nullter-Ordnung des Lichtes, das durch die Maske hindurchgeht, durch einen halbtransparenten Pupillenfilter ge filtert wird, zum Beispiel mit einer Transparenz von 60%.

Dementsprechend kann ein Bild des Maskenmusters normal auf die Resistschicht, die auf dem Halbleiterwafer 6 ausgebildet ist, durch Ausbilden eines Pupillenfilters, der eine Durchlässigkeit von 60% in einem Bereich aufweist, der mit dem Licht Nullter- Ordnung in der Pupillenebene 5 des Belichtungssystems, das in Fig. 1 gezeigt ist, zu bestrahlen ist, übertragen werden, und ein gewöhnlicher Belichtungsprozeß unter Verwendung der Maske, die mit sowohl dem Levenson-Phasenverschiebungsmaskenmuster als auch dem gewöhnlichen Binärmaskenmuster vorgesehen ist, kann ausgeführt werden.

Der Pupillenfilter 10, der den abschattenden Teil 5a mit 60% Durchlässigkeit aufweist, ist wirksam, wenn die Maske, die mit einem gewöhnlichen Maskenmuster von 0,6 µm-1 : 1-L/S und einem Levenson-Phasenverschiebungsmaskenmuster von 0,16 µm-1 : 1-L/S vorgesehen ist, verwendet wird. Jedoch ist es notwendig, die Durchlässigkeit entsprechend der Änderung in der Größe der Mu ster zu ändern.

Zusammenfassend, wenn eine Maske, die sowohl mit einem Leven son-Phasenverschiebungsmaskenmuster als auch einem gewöhnlichen Maskenmuster vorgesehen ist, zur Belichtung verwendet wird, können Bilder von beiden Maskenmustern unterschiedlicher Typen akkurat übertragen werden, wenn das Licht Nullter-Ordnung, das durch die Maske hindurchgelassen wird, durch einen semitranspa renten Filter, der eine vorbestimmte Durchlässigkeit aufweist, zur Reduzierung des Einflusses des Lichtes Nullter-Ordnung auf das übertragende Bild in einem solchen Ausmaß herausgefiltert wird, daß die Übertragung des Bildes des gewöhnlichen Maskenmu sters nicht nachteilig beeinflußt wird.

Vierte Ausführungsform

Bei den ersten bis dritten Ausführungsformen sind Verfahren zur Belichtung beschrieben, bei denen alles oder ein Teil des Lich tes Nullter-Ordnung, das durch die Maske hindurchgeht, durch den Pupillenfilter herausgefiltert wird, der auf der Pupillene bene des Belichtungssystems angeordnet ist, um die nachteilige Wirkung des Maskenfehlers zu reduzieren.

Bei der vierten Ausführungsform wird ein anderes Verfahren zur Belichtung erläutert, welches die Wirkung der Lichtstrahlen der zweiten Beugungsordnung eliminiert, welche als eine Fehlerkom ponente wirken, wenn ein Bild eines Levenson-Phasenverschie bungsmaskenmusters, das einen Fehler aufweist, übertragen wird, und das ebenso die Wirkung des Lichtes Nullter-Ordnung auf ein übertragenes Bild eliminiert.

Fig. 12(a) zeigt ein Pupillenebenenbeugungsmuster, das durch ideale Belichtung unter Verwendung einer gewöhnlichen Maske ausgebildet ist, und Fig. 12(b) zeigt ein Pupillenebenenbeu gungsmuster, das durch ideale Belichtung unter Verwendung einer Levenson-Phasenverschiebungsmaske ausgebildet ist. Wie aus Fig. 12(a) offensichtlich ist, werden, wenn die gewöhnliche Maske verwendet wird, ein Muster des Lichtes Nullter-Ordnung in dem Zentrum, Muster der Strahlen des Lichtes ±Erste-Ordnung an den entsprechenden äußeren Seiten des Musters des Lichtes Nullter- Ordnung und Muster der Strahlen des Beugungslichtes ±Zweiter- Ordnung (im folgenden einfach als "Strahlen des ±Zweiter- Ordnung-Lichts" bezeichnet) an den entsprechenden äußeren Sei ten der Muster der Strahlen des Lichtes ±Erster-Ordnung aus ge bildet. Das Licht Nullter-Ordnung weist die höchste Intensität auf, und der Einfluß der Strahlen des Lichtes einer höheren Ordnung auf eine Bildausbildung ist geringer.

Bei der ersten Ausführungsform, die die Levenson-Phasenver schiebungsmaske verwendet, die einen Fehler aufweist, und wenn ein Muster, das zu übertragen ist, einen schmalen Abstand wie das 0,16 µm-1 : 1-L/S-Muster aufweist, ist die numerische Apertur NA, d. h. der Durchmesser der Pupillenapertur, so eingestellt, daß er einem Bereich entspricht, der in Fig. 12(a) durch die gestrichelte Linie 11 umschlossen ist, so daß die Strahlen des Lichtes ±Erster-Ordnung durchgelassen und die Strahlen des Lichtes ±Zweiten- und höheren Ordnung eliminiert werden. Daher werden Fehler, die den Strahlen des Lichtes ±Zweiter-Ordnung zuzurechnen sind, nicht erzeugt.

Wenn ein Bild eines Musters, das einen großen Abstand aufweist, unter Verwendung einer Levenson-Phasenverschiebungsmaske über tragen wird, oder wenn der Durchmesser der Pupille so bestimmt ist, daß er einen Bereich enthält, der Strahlen des Lichtes ±Zweiter-Ordnung durchläßt, d. h. einen Bereich, der in Fig. 12(a) durch Linie 12 mit alternierenden kurzen und langen Stri chen umschlossen ist, fallen Fehlerkomponenten, d. h. Strahlen des Lichtes Nullter-Ordnung und des Lichtes ±Zweiter-Ordnung, in einigen Fällen auf die Pupille, obwohl es wünschenswert ist, daß nur die Strahlen des Lichtes ±Erster-Ordnung erscheinen.

Obwohl das Licht Nullter-Ordnung durch den Pupillenfilter 10 herausgefiltert werden kann, ist es schwierig, die Strahlen des Lichtes ±Erster-Ordnung durchzulassen und die Strahlen des Lichtes der ±Zweiten-Ordnung und Höherer-Ordnung durch den Pu pillenfilter 10 herauszufiltern. Falls die Strahlen des Lichtes der ±Zweiten-Ordnung auf die Pupille fallen, wird ein Bild mit 1/2-Abstand durch Interferenz zwischen dem Licht ±Erster- Ordnung und dem Licht ±Zweiter-Ordnung ausgebildet und die Wir kung auf die Reduzierung des Einflusses des Maskenfehlers wird vermindert.

Als ein Mittel zur Reduzierung des Einflusses des Lichtes ±Zweiter-Ordnung in Fehlerkomponenten wird hier ein Verfahren zum Herausfiltern des Lichtes ±Zweiter-Ordnung eingeführt, bei dem die Größe der Pupille, d. h. der Pupillenapertur, so be stimmt ist, daß die Pupille einem Bereich entspricht oder enger als dieser ist, der in Fig. 12(a) durch eine Linie 13 mit al ternierend einem langen und zwei kurzen Strichen umschlossen ist, der das Licht Nullter-Ordnung und das Licht ±Erster- Ordnung enthält, das Licht ±Zweiter-Ordnung nicht enthält, aber in Kontakt mit den Grenzen der Strahlen des Lichtes ±Zweiter- Ordnung ist.

Der Bereich, der durch die Linie 13 mit alternierend einem lan gen und zwei kurzen Strichen in Fig. 12(a) umschlossen ist, wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

NA ≦ λ/(L (1+σ)).

Wie in Fig. 12(a) gezeigt ist, liegen die Zentren der Strahlen des Lichtes ±Erster-Ordnung bei ±(1/2L), und die Zentren der Strahlen des Lichtes ±Zweiter-Ordnung liegen bei ±(1/L). Die Radien dieser Strahlen sind NA . σ. Eine Grenze NA = λ/2L ent spricht einer Pupille, die die Zentren der Strahlen des Lichtes ±Erster-Ordnung enthält, und eine Grenze NA = λ/L entspricht einer Pupille, die die Zentren der Strahlen des Lichtes ±Zweiter-Ordnung enthält. Dementsprechend wird die NA, die dem Bereich entspricht, der durch die Linie 13 mit alternierend ei nem langen und zwei kurzen Strichen in Fig. 12(A) umschlossen ist, durch Subtrahieren des Radius NA . σ von der Grenze NA, die der Pupille entspricht, die die Zentren der Strahlen des Lich tes ±Zweiter-Ordnung enthält, bestimmt.

Fig. 13(a) bis 13(d) zeigen optische Bilder eines Musters gro ßen Abstandes mit 0,40 µm-1 : 1-L/S einer Levenson-Phasenver schiebungsmaske, die mit unterschiedlichen Durchmessern der Pu pille (Blendenzahlen NA) ausgebildet sind. Die Pupillen durchmesser NA sind 0,25, 0,30, 0,35 bzw. 0,40 für die opti schen Bilder, die in den Fig. 13(a) bis 13(d) gezeigt sind. Be züglich der anderen Parameter, der Kohärenzfaktor ist σ = 0,2, die Größe des Pupillenfilters ist gleich derjenigen der Licht quelle, und die Durchlässigkeit des abschattenden Teils des Pu pillenfilters ist 0%.

Die Werte der Spitzen des optischen Bildes, das in Fig. 13(a) gezeigt ist, das durch Verwendung der Pille des kleinsten Durchmessers ausgebildet worden ist, sind gleichförmig und das optische Bild ist ideal. Wie aus den Fig. 13(b), 13(c) und 13(d) offensichtlich ist, steigt der Unterschied im Wert zwi schen benachbarten Spitzen mit dem Anstieg des Pupillendurch messers an.

Durch Einsetzen von λ = 0,248, L = 0,8 µm und σ = 0,2 in dem Ausdruck NA ≦ λ/{L(1+σ)} wird die Beziehung NA ≦ 0,258 erhal ten. Es ist bekannt, wenn Bezug auf die Daten genommen wird, die in Fig. 13 gezeigt sind, die durch Verwendung von Na = 0,25 berechnet wurden, welches die Bedingung NA ≦ 0,258 erfüllt, daß ein optimales Bild, das unbeeinflußt durch den nachteiligen Einfluß des Lichts ±Zweiter-Ordnung ist, durch Verwendung einer Pupille der Größe, die die vorhergehende Bedingung erfüllt, ausgebildet werden kann.

Dementsprechend durch Ausbildung eines Pupillenfilters zum Her ausfiltern des Lichtes Nullter-Ordnung, das durch die Maske auf die Pupillenebene des Belichtungssystems, das in Fig. 1 gezeigt ist, gebeugt ist, und durch Einstellen des Durchmessers der Pu pille, d. h. des Pupillendurchmessers, derart, daß die Bedingung NA ≦ λ/{L(1+σ)} erfüllt wird, um die Lichtstrahlen des Lich tes ±Zweiter-Ordnung und des Lichtes höherer Ordnung heraus zu filtern, werden die Strahlen des Lichtes ±Erster-Ordnung dazu gebracht, exklusiv in einer Pupillenebene zu erscheinen, wie in Fig. 12(b) gezeigt ist. Dadurch kann eine ideale Belichtung des Musters mit einem großen Abstand unter Verwendung einer Leven son-Phasenverschiebungsmaske erreicht werden.

Das Belichtungsverfahren entsprechend den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist die nachfolgenden vorteilhaften Wirkungen auf.

Das Licht Nullter-Ordnung in dem Belichtungslicht, das durch die Maske hindurchgeht bzw. übertragen wird, die ein Levenson- Phasenverschiebungsmaskenmuster aufweist, wird durch den Pupil lenfilter herausgefiltert, wenn das Verkleinerungsprojektions belichtungsverfahren ausgeführt wird. Darum kann die Störung der Belichtungseigenschaften aufgrund von Fehlern in der Maske unterdrückt und eine akkurate Übertragung erreicht werden.

Das Licht Nullter-Ordnung in dem Belichtungslicht, das durch die Maske übertragen wird bzw. durch diese hindurchgeht, die ein Levenson-Phasenverschiebungsmaskenmuster enthält, wird vollständig herausgefiltert, wenn das Verkleinerungsprojekti onsbelichtungsverfahren ausgeführt wird. Dadurch kann die nach teilige Wirkung von Maskenfehlern eliminiert und eine akkurate Belichtung erreicht werden.

Das Licht Nullter-Ordnung in dem Belichtungslicht, das durch die Maske übertragen wird bzw. durch diese hindurchgeht, die mit sowohl einem Levenson-Phasenverschiebungsmaskenmuster als auch einem gewöhnlichen Binärmaskenmuster vorgesehen ist, wird teilweise herausgefiltert, wenn das Verkleinerungsprojektions belichtungsverfahren ausgeführt wird. Dadurch kann eine akkura te Belichtung von beiden Maskenmustern erreicht werden.

Die Intensität des Lichtes Nullter-Ordnung in dem Belichtungs licht, das durch die Maske übertragen wird bzw. durch diese hindurchgeht, die mit sowohl einem Levenson-Phasenverschie bungsmaskenmuster als auch einem gewöhnlichen Binärmaskenmuster vorgesehen ist, wird durch den Pupillenfilter, der ein semi transparentes Abschattungsteil aufweist, reduziert, wenn das Verkleinerungsprojektionsbelichtungsverfahren ausgeführt wird. Dadurch kann eine akkurate Belichtung von beiden Maskenmustern erreicht werden.

Das Licht Nullter-Ordnung in dem Belichtungslicht, das durch die Maske hindurchgeht bzw. von dieser durchgelassen wird, die nur mit einem Levenson-Phasenverschiebungsmaskenmuster vorgese hen ist und Maskenfehler aufweist, wird herausgefiltert, wenn das Verkleinerungsprojektionsbelichtungsverfahren ausgeführt wird. Dadurch kann die nachteilige Wirkung der Maskenfehler eliminiert und eine akkurate Belichtung erreicht werden.

Das Licht Nullter-Ordnung in dem Belichtungslicht, das durch die Maske hindurchgeht bzw. durch diese durchgelassen wird, die mit sowohl einem Levenson-Phasenverschiebungsmaskenmuster als auch einem gewöhnlichen Binärmaskenmuster vorgesehen ist und Maskenfehler aufweist, wird teilweise herausgefiltert, wenn das Verkleinerungsprojektionsbelichtungsverfahren ausgeführt wird. Dadurch kann die nachteilige Wirkung der Maskenfehler elimi niert und eine akkurate Belichtung erreicht werden.

Die Größe der Pupille wird so eingestellt, daß das Licht ±Zweiter-Ordnung und das Licht höherer Ordnung in dem Licht, das durch die Maske gebeugt wird, abgeschattet wird, wenn das Verkleinerungsprojektionsbelichtungsverfahren unter Verwendung einer Levenson-Phasenverschiebungsmaske, die Maskenfehler auf weist, ausgeführt wird. Dadurch kann die nachteilige Wirkung der Maskenfehler unterdrückt und eine akkurate Belichtung er reicht werden.

Offensichtlich können zahlreiche zusätzliche Modifikationen und Variationen im Licht der obigen Lehren vorgenommen werden.

Claims

1. Projektionsbelichtungsvorrichtung zum Übertragen eines Maskenmusters einer Maske (3), die ein Levenson- Phasenverschiebungsmaskenmuster aufweist, über ein Verkleine rungsprojektionsmittel auf ein belichtetes Objekt (6), die ein Belichtungsmittel (1, 2) zum Belichten der Maske (3) mit Belichtungslicht,
ein Filtermittel (10), das in einer Pupillenebene (5) in dem Verkleinerungsprojektionsmittel zum Abfangen von Beugungslicht Nullter-Ordnung von der Maske (3) angeordnet ist, und
ein Fokusierungsmittel (4) zum Fokussieren des Belichtungs lichts von der Pupillenebene (5) zum Ausbilden eines reduzier ten Bildes des Maskenmusters auf dem belichteten Objekt (6) aufweist.

2. Projektionsbelichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Filtermittel (10) einen zentralen Abschattungsabschnitt (5a) zum vollständigen Abfangen des Beugungslichts Nullter- Ordnung aufweist.

3. Projektionsbelichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Filtermittel (10) einen zentralen Abschattungsabschnitt (5a), der in der Größe reduziert ist, zum teilweisen Abfangen des Beugungslichts Nullter-Ordnung aufweist.

4. Projektionsbelichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Filtermittel (10) einen halbtransparenten Abschattungsab schnitt zum teilweisen Abfangen des Beugungslichtes Nullter- Ordnung aufweist.

5. Projektionsbelichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Filtermittel (10) des weiteren einen peripheren Abschat tungsabschnitt zum Abfangen von Beugungslicht der ±Zweiten- Ordnung und höherer Ordnung von der Maske aufweist.

6. Projektionsbelichtungsverfahren zum Übertragen eines Mas kenmusters einer Maske (3), die ein Levenson-Phasenverschie bungsmaskenmuster aufweist, über ein Verkleinerungsprojektionsy stem auf ein belichtetes Objekt (6), das durch
Belichten der Maske (3) mit Belichtungslicht,
Abfangen von Beugungslicht Nullter-Ordnung von der Maske (3) durch einen Pupillenfilter (10) auf einer Pupillenebene (5) in dem Verkleinerungsprojektionssystem und
Fokussieren des Belichtungslichtes von der Pupillenebene (5) zur Ausbildung eines reduzierten Bildes des Maskenmusters auf dem belichteten Objekt (6) durchgeführt wird.

7. Projektionsbelichtungsverfahren nach Anspruch 6, welches durch vollständiges Abfangen des Beugungslichtes Nullter- Ordnung durch einen Abschattungsabschnitt (5a) des Pupillenfil ters (10) ausgeführt wird.

8. Projektionsbelichtungsverfahren nach Anspruch 7, bei dem die Maske (3) nur ein Levenson-Phasenverschiebungsmaskenmuster aufweist.

9. Projektionsbelichtungsverfahren nach Anspruch 6, welches durch teilweises Abfangen des Beugungslichtes Nullter-Ordnung durch einen Abschattungsabschnitt (5a) des Pupillenfilters (10) ausgeführt wird.

10. Projektionsbelichtungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem die Maske (3) ein Levenson-Phasenverschiebungsmaskenmuster und ein gewöhnliches Binärmaskenmuster aufweist.

11. Projektionsbelichtungsverfahren nach Anspruch 9 oder 10, welches durch teilweises Abfangen des Beugungslichtes Nullter-Ordnung durch einen reduzierten Abschattungsabschnitt des Pupillenfil ters (10) ausgeführt wird.

12. Projektionsbelichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, welches durch teilweises Abfangen des Beugungslichtes Nullter-Ordnung durch einen halbtransparenten Abschattungsabschnitt des Pupil lenfilters (10) ausgeführt wird.

13. Projektionsbelichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, welches des weiteren durch Abfangen von Beugungslicht der ±Zweiten- Ordnung und höherer Ordnung von der Maske (3) durch den Pupil lenfilter (10) auf der Pupillenebene (5) in dem Verkleinerungs projektionssystem ausgeführt wird.

14. Projektionsbelichtungsverfahren nach Anspruch 13, welches des weiteren durch Abfangen des Beugungslichtes der ±Zweiten- Ordnung und höherer Ordnung durch einen peripheren Abschat tungsabschnitt des Pupillenfilters (10) ausgeführt wird.