DE19748503A1 - Projektionsbelichtungsgerät, Projektionsbelichtungsverfahren, Maskenmuster zum Bestimmen von Amplituden-Aberrationen, Verfahren des Bestimmens der Größe einer Amplituden-Aberration und Amplituden-Aberrationsbestimmungsfilter - Google Patents

Projektionsbelichtungsgerät, Projektionsbelichtungsverfahren, Maskenmuster zum Bestimmen von Amplituden-Aberrationen, Verfahren des Bestimmens der Größe einer Amplituden-Aberration und Amplituden-Aberrationsbestimmungsfilter

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Projektionsbelichtungs­ gerät, ein Projektionsbelichtungsverfahren, ein Maskenmuster zum Bestimmen einer Amplituden-Aberrationen, ein Verfahren des Bestimmens der Größe einer Amplituden-Aberration und einen Filter zum Beseitigen von Amplituden-Aberrationen, die in einem LSI-Herstellungsprozeß (Großintegration) verwendet werden.
Ein der Anmelderin bekanntes Projektionsbelichtungsgerät wird im folgenden beschrieben.
Fig. 22 ist eine schematische Darstellung, die eine Anordnung des der Anmelderin bekannten Projektionsbelichtungsgerätes zeigt. In einem Projektionsbelichtungsgerät 110 ist eine Facet­ tenlinse 13 vor einem Lampengehäuse 11 mit einem dazwischen vorgesehenen Spiegel 12 angeordnet und eine Blende 14 ist vor der Facettenlinse 13 positioniert. Eine Blende 16 ist vor der Blende 14 mit einer dazwischen vorgesehenen Kondensorlinse 15 angeordnet und wird gefolgt von einer Kondensorlinse 17, einem Spiegel 18, einer Kondensorlinse 19 und einer Photomaske 20, die ein darauf gebildetes gewünschtes Schaltungsmuster auf­ weist. Ein Wafer 21 ist vor der Photomaske 20 mit einem dazwi­ schen vorgesehenen optischen Projektionssystem angeordnet.
Das optische Projektionssystem 106 weist eine Kondensorlinse 101, eine Lichtlochebene oder eine Lichtlochoberfläche 105 und eine Kondensorlinse 102 auf, die vor der Photomaske angeordnet sind.
Im allgemeinen wird die Grenze der Auflösung R einer Photoli­ thographie, die ein Projektionsbelichten des Verkleinerungstyps verwendet, durch die folgende Gleichung dargestellt:
R = k1.λ/(NA)
wobei λ die Wellenlänge in nm des verwendeten Lichtes dar­ stellt, NA die numerische Apertur der verwendeten Linse dar­ stellt und k1 eine Konstante darstellt, die von einem Re­ sistprozeß abhängt.
Durch Reduzieren der Werte von k1 und λ sowie durch Erhöhen des Wertes von NA, d. h. durch Reduzieren einer Konstante, die von dem Resistprozeß abhängt, sowie durch Reduzieren der Wellenlän­ ge des verwendeten Lichtes und Erhöhen des Wertes von NA, kann die Grenze der Auflösung R verbessert werden oder kann ein Mi­ kromuster erhalten werden, wie aus der obigen Gleichung er­ sichtlich ist.
Dieses Verfahren weist jedoch seine Begrenzung auf, da, wenn die Wellenlänge reduziert wird und der Wert von NA erhöht wird, die Schärfentiefe δ (δ = K2.λ/(NA)2) des Lichtes reduziert wird und somit die Auflösung verschlechtert wird. Weiterhin benötigt die Reduzierung der Wellenlänge des Belichtungslichtes eine ausführliche Modifikation des Übertragungsprozesses. Speziell für eine Wellenlänge des Belichtungslichtes von nicht mehr als 170 nm verursacht ferne Ultraviolettstrahlung einen Punktgit­ terfehler, wie zum Beispiel ein Farbzentrum, in dem Material der verwendeten Linse. Da die Erzeugung eines Farbzentrums Un­ gleichheit in der spezifischen Durchlässigkeit und des Bre­ chungsindexes der Linse verursacht und somit die Lebenszeit des Linsensystems im wesentlichen bestimmt ist, ist es ansteigend schwierig, eine hohe Auflösung mit optischen Systemen, die Lin­ sen verwenden, zu erreichen.
Es gibt einen Versuch, diese Schwierigkeit unter Verwendung ei­ nes Spiegels in einem Abschnitt von optischen Projektionssyste­ men zu lösen. Solche Beispiele sind im Detail zum Beispiel in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen 6-181162, 6- 181163 und ähnlichem beschrieben.
Ein optisches Projektionssystem, das in der offengelegten japa­ nischen Patentanmeldung 6-181162 beschrieben ist, wird im fol­ genden beschrieben. Fig. 23 ist eine schematische Ansicht des optischen Projektionssystems des in der offengelegten japani­ schen Patentanmeldung 6-181162 beschriebenen Projektionsbelich­ tungsgerätes. Das Projektionsbelichtungsgerät weist eine erste Gruppe von Linsen 201 und 202 mit einem positiven Brechungsin­ dex, einen Lichtstrahlteiler 203, eine zweite Gruppe 204 von Linsen mit negativem Brechungsindex, einen konkaven Spiegel 205 und eine dritte Gruppe 206 von Linsen mit einem positiven Bre­ chungsindex vor einer Photomaske 20 auf.
Bei dem Projektionsbelichtungsgerät wird das von der Photomaske 20 gebeugte Licht durch die erste Gruppe von Linsen 201 und 202, den Lichtstrahlteiler 203 und die zweite Gruppe 204 von Linsen durchgelassen und von dem konvexen Spiegel 205 reflek­ tiert. Das gebeugte Licht, das von dem konvexen Spiegel 205 re­ flektiert ist, wird wiederum durch die zweite Gruppe 204 von Linsen durchgelassen, von dem Lichtstrahlteiler 203 reflek­ tiert, durch die dritte Gruppe 206 von Linsen durchgelassen und bildet somit ein Bild auf der freigelegten Oberfläche eines Wa­ fers 21.
Obwohl das oben erwähnte Projektionsbelichtungsgerät einen Spiegel an einem Abschnitt des optischen Projektionssystems verwendet, verwendet es noch viele Linsen 201, 202, 204 und 206. Somit kann das Projektionsbelichtungsgerät nicht vollstän­ dig die Ungleichheit in der spezifischen Durchlässigkeit, die mit der Verschlechterung des Materials der Linse, die durch die Reduzierung der Wellenlänge des Belichtungslichtes verursacht ist, zusammenhängt, lösen. Wenn die Wellenlänge des Belich­ tungslichtes nicht größer als 170 nm ist, wird weiterhin ein Farbzentrum ebenfalls in einem halbdurchlässigen Spiegel, wie zum Beispiel ein Lichtstrahlteiler 203, so wie in den oben er­ wähnten Linsen verursacht und somit wird die mit der Erzeugung eines Farbzentrums verbundene Verschlechterung des Materiales eine ungleichmäßige Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit verursachen (eine Ungleichheit in ihrer spezifischen Durchläs­ sigkeit).
Dagegen wird ein Beispiel, bei dem Linsen vollständig entfernt sind, in einem optischen System, das in der offengelegten japa­ nischen Patentanmeldung Nr. 8-54738 beschrieben ist, gefunden.
Fig. 24 ist eine schematische Ansicht einer Anordnung des opti­ schen Projektionssystems des in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 8-54738 beschriebenen Projektionsbelich­ tungsgerätes. Das Projektionsbelichtungsgerät weist eine Blende 301, einen konvexen Spiegel 302 und einen konkaven Spiegel 303 auf.
Bei diesem Projektionsbelichtungsgerät wird das von der Photo­ maske 20 gebeugte Licht durch die Blende 301 durchgelassen und dann von dem konvexen Spiegel 302 und dann durch den konkaven Spiegel 303 reflektiert und bildet dann ein Bild auf dem frei­ gelegten Substrat 21.
Da das Projektionsbelichtungsgerät keine Linse verwendet, wird eine ungleichmäßige spezifische Durchlässigkeit aufgrund der Verschlechterung des Linsenmateriales nicht verursacht. Das Licht, das auf den konvexen Spiegel 302 exakt von oberhalb in der Figur einfällt, wie zum Beispiel gebeugtes Licht nullter Ordnung, wird jedoch direkt reflektiert und kann das freigeleg­ te Substrat 21 nicht beleuchten, d. h. eine sogenannte räumliche Behinderung wird nachteilig verursacht.
Sogar wenn der gebeugte Lichtstrahl nullter Ordnung das freige­ legte Substrat 21 beleuchten sollte, verhalten sich die gebeug­ ten Lichtstrahlen auf der rechten und linken Seite von dem ge­ beugten Lichtstrahl nullter Ordnung verschieden und somit kön­ nen zufriedenstellende Bildeigenschaften nicht erhalten werden. Wenn gebeugte Lichtstrahlen positiver und negativer erster Ord­ nung an dem rechten bzw. linken Abschnitt des konkaven Spiegels 303 in der Figur reflektiert werden und das freigelegte Substrat 21 beleuchten, dann werden unter der Annahme zum Bei­ spiel, daß der gebeugte Lichtstrahl nullter Ordnung von dem konvexen Spiegel 302 und dann durch den rechten Abschnitt des konkaven Spiegels 303 in der Figur reflektiert wird und das freigelegte Substrat 21 beleuchtet, der Einfallwinkel der ge­ beugten Lichtstrahlen positiver und negativer erster Ordnung voneinander in Bezug zu dem gebeugten Lichtstrahl nullter Ord­ nung unterschiedlich sein und somit können zufriedenstellende Bildeigenschaften nicht erhalten werden.
Weiterhin sind aufgrund des oben erwähnten Verhaltens der ge­ beugten Lichtstrahlen die Bedingungen zum Abbilden der longitu­ dinalen Muster der Photomaske 20 auf dem freigelegten Substrat 21 verschieden von denen zum Abbilden des lateralen Musters der Photomaske 20 auf dem freigelegten Substrat 21 und somit können zufriedenstellende Bildeigenschaften des longitudinalen und la­ teralen Musters nicht erhalten werden.
Weiterhin ist es im allgemeinen schwierig, Wellenfront- Aberrationen in Spiegelsystemen zu beseitigen, und somit sollte ein Abschnitt mit geringerer Wellenfront-Aberration zur Verwen­ dung ausgewählt werden.
Typische Aberrationen sind eine sphärische Aberration, eine Astigmatismus-Aberration, eine Feldkrümmung, eine Deformations- Aberration und eine Koma-Aberration. Es ist bekannt, daß diese Aberrationen durch Umwandlung in Wellenfront-Aberrationen auf der Lichtlochoberfläche bzw. Pupillenoberfläche dargestellt werden können, wie in Fig. 25A bis 25E gezeigt ist. Fig. 25A, 25B, 25C, 25D und 25E stellen eine sphärische Aberration, eine Astigmatismus-Aberration, eine Feldkrümmung, eine Deformations- Aberration bzw. eine Koma-Aberration dar. In den Figuren stellt Φ die Größe der Verschiebung einer Wellenfront an einer Licht­ lochebene, ρ den Radius auf der Lichtlochebene (ηξ-Ebene), θ den Drehwinkel in Bezug zu der η-Achse, y0 Koordinaten auf ei­ ner Waferoberfläche und B bis F Konstanten dar. Die Details dieser Aberrationen sind beispielsweise in "Principle of Optics I-III" (veröffentlicht von Tokai University Press) beschrie­ ben.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Projektionsbe­ lichtungsgerät und Projektionsbelichtungsverfahren vorzusehen, bei denen eine ungleichmäßige Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit in einem optischen Projektionssystem kompen­ siert werden kann und keine räumliche Behinderung oder Ver­ schlechterung der Bildeigenschaften verursacht werden, ein Amplituden-Aberrationsbestimmungsmaskenmuster zum Bestimmen ei­ ner Amplituden-Aberration, die mit einem optischen System ver­ bunden ist, und ein Verfahren des Bestimmens der Größe der Amplituden-Aberration unter Verwendung des Amlituden- Aberrationsbestimmungsmaskenmusters vorzusehen und einen Ampli­ tuden-Aberrationbeseitigungsfilter zum Kompensieren einer mit einem optischen System verbundenen Amplituden-Aberration vorzu­ sehen.
Die Aufgabe wird durch das Projektionsbelichtungsgerät des An­ spruches 1, das Projektionsbelichtungsverfahren des Anspruches 9, das Maskenmuster des Anspruches 12, das Verfahren des Be­ stimmens einer Größe einer Amplituden-Aberration des Anspruches 13 oder durch den Amplituden-Aberrationbeseitigungsfilter des Anspruches 19 gelöst.
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
Bei einem Projektionsbelichtungsgerät beleuchtet das Beleuch­ tungslicht von einer Lichtquelle einer Photomaske und das ge­ beugte bzw. abgelenkte Licht von der beleuchteten Photomaske wird auf ein freigelegtes Substrat durch ein optisches Projek­ tionssystem derart fokussiert, daß ein Schaltungsmuster proji­ ziert wird, wobei das optische Projektionssystem einen ersten halbdurchlässigen Spiegel oder Strahlteil, einen ersten konka­ ven Spiegel zum Reflektieren des von dem ersten halbdurchlässi­ gen Spiegels reflektierten oder übertragenen Lichtes, einen zweiten halbdurchlässigen Spiegel oder Strahlteiler, der ge­ trennt von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel vorgesehen ist, und einen zweiten konkaven Spiegel zum Reflektieren des von dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel reflektierten oder übertrage­ nen Lichtes aufweist.
Mit den zwei Sätzen von einem halbdurchlässigen Spiegel und ei­ nem konkaven Spiegel kann ein Spiegel auf eine Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit und eine Verschiebung der Wellen­ front, die an dem anderen halbdurchlässigen Spiegel verursacht sind, eine Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit und eine Verschiebung der Wellenfront, die entgegengesetzte Eigenschaf­ ten aufweisen, anwenden. Folglich werden ungleichmäßigen Ver­ teilungen der spezifischen Durchlässigkeit in dem optischen Projektionssystem gegeneinander aufgehoben, wie auch die Ver­ schiebungen der Wellenfronten, und jede ungleichmäßige Vertei­ lung der spezifischen Durchlässigkeit, die mit der Erzeugung eines Farbzentrums verbunden ist, kann ausgeglichen werden und jede Verschiebung der Wellenfront kann beseitigt werden.
Weiterhin kann im Gegensatz zu den der Anmelderin bekannten Beispielen von Spiegelsystemen, die keine Linsen aufweisen, ei­ ne räumliche Behinderung verhindert werden, gibt es keinen Un­ terschied im Verhalten zwischen einem gebeugten Lichtstrahl auf der rechten Seite und einem gebeugten Lichtstrahl auf der lin­ ken Seite eines gebeugten Lichtstrahles nullter Ordnung, gibt es keinen Unterschied bei den Abbildungsbedingungen zwischen einer longitudinalen Linie und einer lateralen Linie und können überragende Bildeigenschaften erhalten werden.
Bei dem obigen Aspekt sind der erste und zweite halbdurchlässi­ ge Spiegel bevorzugt symmetrisch oder ähnlich symmetrisch be­ züglich einer Normalen zu einer optischen Achse eines gebeugten Lichtstrahles, der von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel zu dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel gerichtet ist, angeord­ net.
Eine solche Anordnung erlaubt, daß eine Verteilung der spezifi­ schen Durchlässigkeit und eine Verschiebung der Wellenfront, die in einem halbdurchlässigen Spiegel verursacht werden, in den Eigenschaften entgegengesetzt zu denen sind, die in dem an­ deren halbdurchlässigen Spiegel verursacht werden. Somit kann jede ungleichmäßige Verteilung der spezifischen Durchlässig­ keit, die mit der Erzeugung eines Farbzentrums verbunden ist, ausgeglichen werden und jede Verschiebung der Wellenfront kann ausgeglichen werden.
Bei dem obigen Aspekt sind jede der Reflexionsebenen des ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegels bevorzugt entlang ent­ sprechenden gedachten Linien angeordnet, die symmetrisch bezüg­ lich einer Normalen zu einer optischen Achse eines gebeugten Lichtstrahles, der von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel zu dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel gerichtet ist, sind. Der erste und zweite konkave Spiegel sind derart angeordnet, daß die Anordnungsrichtung des ersten konkaven Spiegels bezüglich des ersten halbdurchlässigen Spiegels und die Anordnungsrich­ tung des zweiten konkaven Spiegels bezüglich des zweiten halb­ durchlässigen Spiegels symmetrisch zu einer Normalen sind.
Eine solche Anordnung ermöglicht, daß eine Verteilung der spe­ zifischen Durchlässigkeit und einer Verschiebung der Wellen­ front, die einem halbdurchlässigen Spiegel verursacht werden, in den Eigenschaften entgegengesetzt zu denen sind, die in dem anderen halbdurchlässigen Spiegel verursacht werden. Somit kann jede ungleichmäßige Verteilung der spezifischen Durchlässig­ keit, die mit der Erzeugung eines Farbzentrums verbunden ist, ausgeglichen werden und jede Verschiebung der Wellenfront kann ausgeglichen werden.
Bei dem obigen Aspekt beleuchtet ein gebeugter Lichtstrahl von einer Photomaske bevorzugt den ersten konkaven Spiegel über den ersten halbdurchlässigen Spiegel. Dann wird er von dem ersten konkaven Spiegel reflektiert und beleuchtet dann den zweiten konkaven Spiegel über den ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegel. Dann wird er von dem zweiten konkaven Spiegel reflek­ tiert und bildet dann über den zweiten halbdurchlässigen Spie­ gel ein Bild auf dem freigelegten Substrat. Der erste und der zweite halbdurchlässige Spiegel und der erste und zweite konka­ ve Spiegel sind derart angeordnet, daß ein gebeugter Licht­ strahl von der Photomaske einen solchen Pfad derart folgt, daß ein Bild auf dem freigelegten Substrat gebildet wird.
Eine solche Anordnung erlaubt, daß eine Verteilung der spezifi­ schen Durchlässigkeit und eine Verschiebung der Wellenfront, die in einem halbdurchlässigen Spiegel verursacht werden, in den Eigenschaften entgegengesetzt zu denen sind, die in dem an­ deren halbdurchlässigen Spiegel verursacht werden. Somit kann jede ungleichmäßige Verteilung der spezifischen Durchlässig­ keit, die mit der Erzeugung eines Farbzentrums verbunden ist, ausgeglichen werden und jede Verschiebung kann ausgeglichen werden.
Bei dem obigen Aspekt wird ein gebeugter Lichtstrahl von einer Photomaske bevorzugt durch den ersten halbdurchlässigen Spiegel durchgelassen. Dann wird er nacheinander von dem ersten konka­ ven Spiegel, dem ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegel und dann durch den zweiten konkaven Spiegel reflektiert und wird dann durch den zweiten halbdurchlässigen Spiegel derart durchgelassen, daß ein Bild auf dem freigelegten Substrat ge­ bildet wird. Der erste und der zweite halbdurchlässige Spiegel und der erste und zweite konkave Spiegel sind derart angeord­ net, daß ein gebeugter Lichtstrahl einem solchen Pfad derart folgt, daß ein Bild auf dem freigelegten Substrat gebildet wird. Da jedes Teil derart angeordnet ist, daß ein gebeugter Lichtstrahl einem solchen Pfad folgt, können eine Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit und eine Verschiebung der Wel­ lenfront, die einem halbdurchlässigen Spiegel verursacht wer­ den, in den Eigenschaften entgegengesetzt zu denen sein, die in dem anderen halbdurchlässigen Spiegel verursacht werden. Somit kann jede ungleichmäßige Verteilung der spezifischen Durchläs­ sigkeit, die mit der Erzeugung eines Farbzentrums verbunden ist, ausgeglichen werden und jede Verschiebung der Wellenfront kann beseitigt werden.
Bei dem obigen Aspekt wird bevorzugt ein gebeugter Lichtstrahl von einer Photomaske von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel reflektiert. Dann wird er von dem erste konkaven Spiegel re­ flektiert und nacheinander durch den ersten und zweiten halb­ durchlässigen Spiegel durchgelassen. Dann wird er von dem zwei­ ten konkaven Spiegel reflektiert und dann von dem zweiten halb­ durchlässigen Spiegel derart reflektiert, daß ein Bild auf dem freigelegten Substrat gebildet wird. Der erste und der zweite halbdurchlässige Spiegel und der erste und zweite konkave Spie­ gel sind derart angeordnet, daß ein gebeugter Lichtstrahl von einer Photomaske einem solchen Pfad folgt und ein Bild auf dem freigelegten Substrat bildet. Da jedes Teil derart angeordnet ist, daß ein gebeugter Lichtstrahl einem solchen Pfad folgt, können eine Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit und ei­ ne Verschiebung der Wellenfront, die in einem halbdurchlässigen Spiegel verursacht werden, in den Eigenschaften entgegengesetzt zu denen sein, die in dem anderen halbdurchlässigen Spiegel verursacht werden. Somit kann jede ungleichmäßige Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit, die mit der Erzeugung eines Farbzentrums verbunden ist, ausgeglichen werden und jede Ver­ schiebung der Wellenfront kann beseitigt werden.
Bei dem obigen Aspekt ist bevorzugt einer von dem ersten halb­ durchlässigen Spiegel, dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel und einer Lichtlochebene, die zwischen dem ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegel angeordnet ist, ebenfalls mit einem Filter zum Beseitigen einer Wellenfront-Aberration vorgesehen. Dies erlaubt die Beseitigung einer Wellenfront-Aberration.
Bei dem obigen Aspekt ist bevorzugt zumindest einer von dem er­ sten halbdurchlässigen Spiegel, dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel und einer Lichtlochebene, die zwischen dem ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegel angeordnet ist, ebenfalls mit einem Filter zum Beseitigen einer Amplituden-Aberration vorge­ sehen. Dies erlaubt die Beseitigung einer Amplituden- Aberration.
Ein Projektionsbelichtungsverfahren weist die folgenden Schrit­ te auf: Zuerst beleuchtet Belichtungslicht von einer Lichtquel­ le eine Photomaske. Dann erreicht das gebeugte Licht von der Photomaske den ersten konkaven Spiegel über den ersten halb­ durchlässigen Spiegel und wird von dem ersten konkaven Spiegel reflektiert. Dann erreicht das von dem ersten konkaven Spiegel reflektierte gebeugte Licht den zweiten konkaven Spiegel über den ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegel und wird dann von dem zweiten konkaven Spiegel reflektiert. Dann bildet das von dem zweiten konkaven Spiegel reflektierte gebeugte Licht über den zweiten halbdurchlässigen Spiegel ein Bild auf dem freigelegten Substrat.
Da ein gebeugtes Licht einem solchen Pfad zur Belichtung folgt, kann ein halbdurchlässiger Spiegel zu einer ungleichmäßigen Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit und einer Verschie­ bung der Wellenfront, die in dem anderen halbdurchlässigen Spiegel verursacht sind, eine ungleichmäßige Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit und eine Verschiebung der Wellen­ front vorsehen, die entgegengesetzte Eigenschaften aufweisen. Somit können die ungleichmäßige Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit und die Verschiebung der Wellenfront, die in dem einen halbdurchlässigen Spiegel verursacht werden, durch die, die in dem anderen Spiegel verursacht werden, aufgehoben werden. Folglich kann jede ungleichmäßige Verteilung der spezi­ fischen Durchlässigkeit, die mit der Erzeugung eines Farbzen­ trums zusammenhängt, ausgeglichen werden und jede Verschiebung der Wellenfront kann beseitigt werden.
Weiterhin kann im Gegensatz zu den der Anmelderin bekannten Beispielen von Spiegelsystemen oder ähnlichem, von denen Linsen vollständig entfernt sind, eine räumliche Behinderung verhin­ dert werden, gibt es keinen Unterschied im Verhalten zwischen einem gebeugten Lichtstrahl auf der rechten Seite und einem ge­ beugten Lichtstrahl auf der linken Seite eines gebeugten Licht­ strahls nullter Ordnung, gibt es keinen Unterschied bei den Ab­ bildungsbedingungen zwischen einer longitudinalen Linie und ei­ ner lateralen Linie und können überragende Bildeigenschaften somit erhalten werden.
Bei dem obigen Aspekt kann ein gebeugter Lichtstrahl bevorzugt durch einen Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter, der zu­ mindest bei einem von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel, dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel und einer Lichtlochebene, die zwischen dem ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegel ange­ ordnet ist, derart durchgelassen werden, daß die Amplituden- Aberration des gebeugten Lichtstrahles kompensiert wird. Somit kann die Amplituden-Aberration beseitigt werden.
Ein Maskenmuster zum Bestimmen der Amplituden-Aberrationen weist ein transparentes Substrat, ein Mikromuster und einer größeres Muster auf. Das Mikromuster wird selektiv auf dem transparenten Substrat gebildet und weist im wesentlichen eine Größe bzw. Abmessung der Grenzauflösung auf. Das größere Muster wird selektiv auf dem transparenten Substrat gebildet und weist eine Größe auf, die nicht kleiner ist als das Fünffache der Wellenlänge des Belichtungslichtes. Eine Mehrzahl von Sätzen von Mikromustern und größeren Mustern werden auf dem transpa­ renten Substrat angeordnet.
Die Größen von verschiedenen Typen von Amplituden-Aberrationen können unter Verwendung der Amplituden-Aberrationsbestimmungs­ maske derart, daß ein Übertragungsmuster auf dem freigelegten Substrat gebildet wird, und durch Beobachten des Übertragungs­ musters bestimmt werden. Die Verteilung der Lichtmenge auf der Lichtlochebene bzw. der Pupille ist überwältigend hoch an der Position des gebeugten Lichtes nullter Ordnung des Quellenbil­ des (d. h. nahe dem Zentrum) und die Bestimmung der Amplituden- Aberration benötigt daher ein Muster, das einen gebeugten Lichtstrahl nahe dem Mittelpunkt der Lichtlochebene verursacht.
Das entspricht einem Maskenmuster einer Größe von nicht weniger als dem Fünffachen einer Wellenlänge λ des Belichtungslichtes. In anderen Worten erlaubt ein größeres Muster mit einer Größe von nicht weniger als dem Fünffachen der Wellenlänge λ des Be­ lichtungslichtes die Bestimmung der Amplituden-Aberration.
Ein Verfahren des Bestimmens der Größe der Amplituden- Aberration weist folgende Schritte auf: Belichten des oben er­ wähnten Amplituden-Aberrationsbestimmungsmaskenmusters mit Licht derart, daß ein Übertragungsmuster gebildet wird, Beob­ achten des Übertragungsmusters derart, daß eine Variation von zumindest dem optischen Kontrast oder der optimalen Dosis des Mikromusters und eine Variation von zumindest dem optischen Kontrast oder der optimalen Dosis des großen Musters erfaßt wird, und Bestimmen der Größe einer Amplituden-Aberration von den Größen der bestimmten Variationen von zumindest einem der optischen Kontraste oder der optimalen Dosen des Mikromusters und des größeren Musters.
Das Verfahren des Bestimmens der Größe der Amplituden- Aberration ermöglicht eine präzise Bestimmung der Größen der verschiedenen Amplituden-Aberrationen.
Bei dem obigen Aspekt wird die Größe der sphärischen Amplitu­ den-Aberration bevorzugt von der Größe einer bestimmten Varia­ tion in dem optischen Kontrast zwischen dem Mikromuster und dem größeren Muster bestimmt. Dies ermöglicht die Bestimmung der Größe der sphärischen Amplituden-Aberration.
Bei dem obigen Aspekt wird die Größe der Astigmatismusamplitu­ den-Aberration bevorzugt von der Größe der bestimmten Variation des Kontrastes zwischen einem longitudinalen Musterelement und einem lateralen Musterelement des Mikromusters und des größeren Musters bestimmt. Dies ermöglicht die Bestimmung der Größe der Astigmatismusamplituden-Aberration.
Bei dem obigen Aspekt wie die Größe der Amplitudenfeldkrümmung bevorzugt von der Größe der bestimmten Variation des optischen Kontrastes von der Mehrzahl von größeren Mustern bestimmt. Dies erlaubt die Bestimmung der Größen der Amplitudenfeldkrümmung.
Bei dem obigen Aspekt wird die Größe der Komaamplituden- Aberration bevorzugt von einer Größe einer bestimmten Variation der optimalen Dosis zwischen dem Mikromuster und dem größeren Muster bestimmt. Dies erlaubt die Bestimmung der Größe der Ko­ maamplituden-Aberration.
Bei dem obigen Aspekt wird die Größe der Deformationsamplitu­ den-Aberration bevorzugt von der Größe einer bestimmten Varia­ tion der optimalen Dosis des Mikromusters und des größeren Mu­ sters in Abhängigkeit der belichteten Position bestimmt. Dies er­ laubt die Bestimmung der Größe der Deformationsamplituden-Aber­ ration.
Ein Amplituden-Aberrationbeseitigungsfilter weist ein transpa­ rentes Substrat und einen auf dem transparenten Substrat gebil­ deten lichtdurchlässigen Mehrschichtfilm, der eine Form auf­ weist, die geeignet ist, eine Amplituden-Aberration zu beseiti­ gen. Eine Dicke von jedem Film bzw. jeder Schicht, die den lichtdurchlässigen Mehrschichtfilm bilden, wird durch n.λ dar­ gestellt, wobei λ eine Wellenlänge des gebeugten Lichtstrahles und n eine ganze Zahl darstellt.
Bei dem Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter kann der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm in Abhängigkeit von verschie­ denen Amplituden-Aberrationen derart geformt sein, daß die ver­ schiedenen Amplituden-Aberration beseitigt werden.
Bei dem obigen Aspekt weist der lichtdurchlässige Mehrschicht­ film bevorzugt eine konzentrische gebogene Form, von der ein Querschnitt durch eine negative Funktion vierter Ordnung darge­ stellt ist, derart auf, daß eine positive sphärische Amplitu­ den-Aberration beseitigt wird. Dies ermöglicht die Beseitigung einer positiven sphärischen Amplituden-Aberration.
Bei dem obigen Aspekt weist der lichtdurchlässige Mehrschicht­ film bevorzugt eine konzentrische schalenförmige Form, von der ein Querschnitt durch eine positive Funktion vierter Ordnung dargestellt ist, derart auf, daß eine negative sphärische Amplituden-Aberration beseitigt wird. Dies ermöglicht die Be­ seitigung einer negativen sphärischen Amplituden-Aberration.
Bei dem obigen Aspekt weist lichtdurchlässige Mehrschichtfilm bevorzugt die Form, die nur in eine Richtung gebogen ist, von der ein Querschnitt durch eine negative Funktion vierter Ord­ nung dargestellt wird, derart auf, daß eine positive Astigma­ tismusamplituden-Aberration beseitigt wird. Dies ermöglicht die Beseitigung der positive Astigmatismusamplituden-Aberration.
Bei dem obigen Aspekt weist der lichtdurchlässige Mehrschicht­ film bevorzugt die schalenförmige Form nur in einer Richtung, von der ein Querschnitt durch eine positive Funktion vierter Ordnung dargestellt ist, derart auf, daß eine negative Astigma­ tismusamplituden-Aberration beseitigt wird. Dies ermöglicht die Beseitigung der negativen Astigmatismusamplituden-Aberration.
Bei dem obigen Aspekt weist der lichtdurchlässige Mehrschicht­ film bevorzugt eine konzentrische gebogene Form, von der ein Querschnitt durch eine negative Funktion vierter Ordnung darge­ stellt ist, derart auf, daß eine positive Amplitudenfeldkrüm­ mung beseitigt wird. Dies ermöglicht die Beseitigung einer po­ sitiven Amplitudenfeldkrümmung.
Bei dem obigen Aspekt weist der lichtdurchlässige Mehrschicht­ film bevorzugt eine konzentrische schalenförmige Form, von der ein Querschnitt durch eine positive Funktion vierter Ordnung dargestellt ist, derart auf, daß eine negative Amplitudenfeld­ krümmung beseitigt wird. Dies ermöglicht die Beseitigung einer negativen Amplitudenfeldkrümmung.
Bei dem obigen Aspekt weist der lichtdurchlässige Mehrschicht­ film bevorzugt die in einer Richtung geneigte Ebene, von der ein Querschnitt durch eine lineare Funktion dargestellt wird, auf. Dies ermöglicht die Beseitigung einer Deformationsamplitu­ den-Aberration.
Bei dem obigen Aspekt weist der lichtdurchlässige Mehrschicht­ film bevorzugt die in einer Richtung geneigte Steigung, von der ein Querschnitt durch eine quadratische Funktion dargestellt ist, derart auf, daß eine Komaamplituden-Aberration beseitigt wird. Dies erlaubt die Beseitigung der Komaamplituden-Aberrat­ ion.
Bei dem obigen Aspekt weist der lichtdurchlässige Mehrschicht­ film bevorzugt eine Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit auf, die eine Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit kom­ pensiert, die durch Zusammenfügen von Verteilungen der spezifi­ schen Durchlässigkeit, die von Amplituden-Aberrationen resul­ tiert, die durch das obige Verfahren des Bestimmens der Größe der Amplituden-Aberration erfaßt sind. Dies erlaubt die Besei­ tigung von allen der verschiedenen Amplituden-Aberrationen und verbessert somit die Bildqualität.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen an­ hand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung eines Projektionsbelichtungsgerätes ent­ sprechend einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 eine ungleichmäßige Verteilung der spezi­ fischen Durchlässigkeit und eine Verschie­ bung der Wellenfront in dem Projektionsbe­ lichtungsgerät entsprechend der ersten Ausführungsform, die kompensiert sind,
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer anderen Anordnung der halbdurchlässigen Spiegel und der konkaven Spiegel,
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Anordnung des Projektionsbelichtungsgerätes, das in Fig. 1 gezeigt ist, und eines Ortsfre­ quenzfilters,
Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Projektionsbelich­ tungsverfahrens entsprechend einer achten Ausführungsform,
Fig. 6A eine Draufsicht eines Maskenmusters zum Bestimmen von Amplituden-Aberrationen ent­ sprechend einer neunten Ausführungsform,
Fig. 6B ein Übertragungsmuster, das durch Belich­ ten des in Fig. 6A gezeigten Maskenmusters erhalten wurde,
Fig. 7A und 7B einen optischen Kontrast eines Mikromu­ sters bzw. einen optischen Kontrast eines größeren Musters bei einem Verfahren des Bestimmens einer sphärischen Amplituden- Aberration entsprechend einer zehnten Aus­ führungsform,
Fig. 8A und 8B eine Größe der Variation des optischen Kontrastes eines lateralen Musterelementes bzw. eine Größe einer Variation des opti­ schen Kontrastes eines longitudinalen Mu­ sterelementes in einem Verfahren des Be­ stimmens einer Astigmatismusamplituden- Aberration entsprechend einer elften Aus­ führungsform,
Fig. 9 eine Größe der Variation eines optischen Kontrastes eines größeren Musters entspre­ chend einer zwölften Ausführungsform,
Fig. 10A und 10B eine Größe der Variation der optimalen Do­ sis für ein Mikromuster bzw. eine Größe der Variation der Variation der optimalen Dosis für ein größeres Muster in einem Verfahren des Bestimmens einer Komaampli­ tuden-Aberration entsprechend einer drei­ zehnten Ausführungsform,
Fig. 11 ein Verfahren des Bestimmens einer Defor­ mationsamplituden-Aberration entsprechend einer vierzehnten Ausführungsform und eine Größe der Variation der optimalen Dosis für ein größeres Muster,
Fig. 12A und 12B eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Amplituden- Aberrationsbeseitigungsfilters, der eine positive sphärische Amplituden-Aberration entsprechend einer fünfzehnten Ausfüh­ rungsform beseitigt,
Fig. 13A und 13B eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Amplituden- Aberrationsbeseitigungsfilters, der eine negative sphärische Amplituden- Aberration entsprechend einer sechzehn­ ten Ausführungsform beseitigt,
Fig. 14A und 14B eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Amplituden- Aberrationsbeseitigungsfilters, der eine positive Astigmatismusamplituden- Aberration entsprechend einer siebzehn­ ten Ausführungsform beseitigt,
Fig. 15A und 15B eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Amplituden- Aberrationsbeseitigungsfilters, der eine negative Astigmatismusamplituden- Aberration entsprechend einer acht zehn­ ten Ausführungsform beseitigt,
Fig. 16A und 16B eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Amplituden- Aberrationsbeseitigungsfilters, der eine positive Feldkrümmung entsprechend einer neunzehnten Ausführungsform beseitigt,
Fig. 17A und 17B eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Amplituden- Aberrationsbeseitigungsfilters, der eine negative Amplitudenfeldkrümmung entspre­ chend einer zwanzigsten Ausführungsform beseitigt,
Fig. 18A und 18B eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Amplituden- Aberrationsbeseitigungsfilters, der eine Deformationsamplituden-Aberration ent­ sprechend einer einundzwanzigsten Aus­ führungsform beseitigt,
Fig. 19A und 19B eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Amplituden- Aberrationsbeseitigungsfilters, der eine Komaamplituden-Aberration entsprechend einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform beseitigt,
Fig. 20A und 20B eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Amplituden- Aberrationsbeseitigungsfilters entspre­ chend einer dreiundzwanzigsten Ausfüh­ rungsform,
Fig. 21 eine perspektivische Ansicht, die eine Verschiebung einer Wellenfront zeigt, wenn verschiedene Typen von Amplituden- Aberrationen in einer vierundzwanzigsten Ausführungsform zusammengefügt werden,
Fig. 22 eine schematische Ansicht einer Anord­ nung eines der Anmelderin bekannten Pro­ jektionsbelichtungsgerätes,
Fig. 23 eine schematische Ansicht einer Anord­ nung eines der Anmelderin bekannten Pro­ jektionsbelichtungsgerätes,
Fig. 24 eine schematische Ansicht einer Anord­ nung eines der Anmelderin bekannten Pro­ jektionsbelichtungsgerätes und
Fig. 25A-25E typische Wellenfront-Aberrationen auf einer Lichtlochebene, nämlich eine sphä­ rische Aberration, eine Astigmatismus- Aberration, eine Feldkrümmung, eine De­ formations-Aberration bzw. eine Koma- Aberration.
Erste Ausführungsform
Bei einem Projektionsbelichtungsgerät 10 entsprechend der vor­ liegenden Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine Facettenlinse 13 vor einem Lampengehäuse 11 mit einem dazwi­ schen vorgesehenen Spiegel 12 angeordnet und eine Blende 14 ist vor der Facettenlinse 13 angeordnet. Eine Blende 16 ist vor der Blende 14 mit einer dazwischen vorgesehenen Kondensorlinse 15 angeordnet und eine Photomaske 20 mit einem darauf gebildeten gewünschten Schaltungsmuster ist ebenfalls vor der Blende 16 mit einer Kondensorlinse 17, einem Spiegel 18 und einer Konden­ sorlinse 19, die dazwischen vorgesehen sind, angeordnet.
Ein Wafer 21 als ein freigelegtes Substrat ist vor einer Photo­ maske 20 mit einem dazwischen vorgesehenen optischen Projekti­ onssystem 6 angeordnet.
Das optische Projektionssystem 6 weist einen ersten halbdurch­ lässigen Spiegel oder Strahlteiler 1, einen ersten konkaven Spiegel 2, eine Lichtlochebene 5, einen zweiten halbdurchlässi­ gen Spiegel oder Strahlteiler 3 und einen zweiten konkaven Spiegel 4 auf. Der erste halbdurchlässige Spiegel 1 ist vor der Photomaske 20 angeordnet und der erste konkave Spiegel 1 ist derart angeordnet, daß von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 durchgelassenes bzw. übertragenes Licht zu dem halbdurchläs­ sigen Spiegel 1 reflektiert werden kann. Die Lichtlochebene 5 ist derart angeordnet, daß von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 reflektiertes Licht durch die Lichtlochebene 5 hin­ durchgehen kann, und der zweite halbdurchlässige Spiegel 3 ist derart angeordnet, daß das Licht, das durch die Lichtlochebene 5 hindurchgeht, in den zweiten halbdurchlässigen Spiegel 3 ein­ dringen kann. Der zweite konkave Spiegel 4 ist derart angeord­ net, daß von dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel 3 reflek­ tiertes Licht zu dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel 3 re­ flektiert werden kann. Das abgelenkte Licht, das von dem zwei­ ten konkaven Spiegel 3 reflektiert ist, wird durch den zweiten halbdurchlässigen Spiegel 3 hindurchgelassen und bildet ein Bild auf einem freigelegten Substrat 21.
Wie speziell in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Reflektionsebene des ersten halbdurchlässigen Spiegels 1 und die Reflektionsebe­ ne des zweiten halbdurchlässigen Spiegels 3 entlang der gedach­ ten Linien A-A bzw. A'-A' angeordnet, die symmetrisch (d. h. Li­ niensymmetrie) bezüglich einer Normalen P-P zu einer optischen Achse OA des abgelenkten bzw. gebeugten Lichtes, das von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 zu dem zweiten halbdurchläs­ sigen Spiegel 3 gerichtet ist, sind. Ein Winkel θ1 zwischen der gedachten Linie A-A und der Normalen P-P ist im wesentlichen gleich zu einem Winkel θ2 zwischen der gedachten Linie A'-A' und der Normalen P-P. Weiterhin sind der erste und der zweite konkave Spiegel 2 und 4 derart angeordnet, daß die Anordnungs­ richtung (D1) des ersten konkaven Spiegels 2 bezüglich des er­ sten halbdurchlässigen Spiegels 1 und die Anordnungsrichtung (D2) des zweiten konkaven Spiegels 4 bezüglich des zweiten halbdurchlässigen Spiegels 3 symmetrisch bezüglich der Normalen P-P sind.
Der erste und zweite halbdurchlässige Spiegel 1 und 3 sind sym­ metrisch oder ähnlich bzw. nahezu symmetrisch bezüglich einer Normalen Q-Q zu der optischen Achse OA, wobei die Normale Q-Q durch den Punkt auf der Lichtlochebene 5 hindurchgeht, bei dem ein Lichtquellenbild gebildet wird, angeordnet. Weiterhin sind der erste und der zweite halbdurchlässige Spiegel 1 und 3 und der erste und der zweite konkave Spiegel 2 und 4 derart ange­ ordnet, daß der optische Pfad eines gebeugten Lichtstrahles symmetrisch oder "ähnlich symmetrisch" bezüglich der Normalen Q-Q ist. "Ahnlich symmetrisch bedeutet, daß der halbdurchläs­ sige Spiegel oder der Ort eines optischen Pfades auf der linken Seite der Normalen Q-Q in der Figur eine ähnliche Figur der li­ niensymmetrischen Figur des halbdurchlässigen Spiegels oder des Ortes des optischen Pfades auf der rechten Seite der Normalen Q-Q in der Figur aufweist.
Es sollte angemerkt werden, daß der erste und zweite halbdurch­ lässige Spiegel 1 und 3 identische oder ähnliche Formen bzw. Abmessungen aufweisen und daß der erste und zweite konkave Spiegel 2 und 4 ebenfalls identische oder ähnliche Formen bzw. Abmessungen aufweisen.
Ein Projektionsbelichtungsverfahren, das dieses Projektionsbe­ lichtungsgerät verwendet, wird im folgenden beschrieben. Mit Bezug zu Fig. 1 werden ultraviolette Strahlen von einer Queck­ silberdampflampe oder einem Excimerlaser 11 von dem Spiegel 12 reflektiert und dann in einzelne Punktlichtquellen durch die Facettenlinse 13 aufgeteilt und durch die Blende 14 derart ge­ formt, daß die sekundäre Lichtquellenebene gebildet wird. Nach­ dem sie durch die Kondensorlinse durchgelassen sind, erstellt die Blende 16 eine Belichtungsfläche ein und die Photomaske 20 wird über die Kondensorlinse 17, den Spiegel 18 und die Konden­ sorlinse 19 beleuchtet. Das Licht, das durch die Photomaske 20 durchgelassen wird, wird durch ein Maskenmuster derart gebeugt, daß gebeugtes Licht erzeugt wird. In Fig. 1 sind nur gebeugte Lichtstrahlen positiver und negativer erster Ordnung stellver­ tretend gezeigt, obwohl gebeugte Lichtstrahlen höherer Ordnung ebenfalls vorhanden sind.
Das von der Photomaske 20 gebeugte Licht wird durch den ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 in durchgelassenes Licht und re­ flektiertes Licht aufgeteilt und dann wird das durchgelassene Licht von dem ersten konkaven Spiegel 2 reflektiert und dann von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 in einer Ebene der­ art reflektiert, daß ein Lichtquellenbild auf der Lichtlochebe­ ne 5 gebildet wird. Dann wird das gebeugte Licht, das durch die Lichtlochebene 5 durchgelassen werden kann, von dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel 3 an einer Ebene reflektiert und dann von dem zweiten konkaven Spiegel 4 reflektiert. Das gebeugte Licht, das von dem zweiten konkaven Spiegel 4 reflektiert wird, wird durch den zweiten halbdurchlässigen Spiegel 3 derart durchgelassen, daß ein Bild auf dem freigelegten Substrat 21 gebildet wird. Das freigelegte Substrat 21 wird dann entspre­ chend dem so erhaltenen optischen Bild bearbeitet.
Mit dem Projektionsbelichtungsgerät und dem Projektionsbelich­ tungsverfahren entsprechend der vorliegenden Ausführungsform können eine ungleichmäßige Verteilung der spezifischen Durch­ lässigkeit in optischen Projektionssystemen kompensiert werden und eine räumliche Behinderung oder Verschlechterung der Bild­ eigenschaften wird nicht verursacht, wenn die Wellenlänge des Belichtungslichtes kleiner als 170 nm beträgt. Dies wird im fol­ genden im Detail beschrieben.
Mit Bezug zu Fig. 2 ist ein schraffierter Bereich R1 in dem er­ sten halbdurchlässigen Spiegel 1 ein Bereich, bei dem das durch den ersten halbdurchlässigen Spiegel durchgelassene Licht, das von dem konkaven Spiegel 2 reflektierte Licht und das von der Reflektionsebene des ersten halbdurchlässigen Spiegels 1 re­ flektierte Licht einander überlappen bzw. überlagern. Ein schraffierter Bereich R2 in dem zweiten halbdurchlässigen Spie­ gel 3 ist ebenfalls ein Bereich, bei dem sich das auf den zwei­ ten halbdurchlässigen Spiegel 3 von dem ersten halbdurchlässi­ gen Spiegel 1 einfallende Licht, das von der Reflektionsebene des zweiten halbdurchlässigen Spiegels 3 reflektierte Licht und das von dem konkaven Spiegel 4 reflektierte Licht überlagern. Die Anzahl der Farbzentren, die in dem Spiegelmaterial verur­ sacht werden, wenn die Wellenlänge des Belichtungslichtes klei­ ner als 170 nm ist, wird erhöht so wie die Intensität des Lich­ tes erhöht wird. Somit werden viele Farbzentren erzeugt und die spezifische Durchlässigkeit wird speziell in den schraffierten Bereichen R1 und R2 verringert. Der erste und zweite halbdurch­ lässige Spiegel 1 und 3 weisen somit einen Bereich mit geringer spezifischer Durchlässigkeit und einen Bereich mit hoher spezi­ fischer Durchlässigkeit auf und dies resultiert in einer un­ gleichmäßigen Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit.
Unter der Annahme, daß die Lichtstrahlen, die durch die durch­ gezogenen Linien in der Figur bezeichnet sind, gebeugte Licht­ strahlen positiver und negativer erster Ordnung sind, gehen die gebeugten Lichtstrahlen positiver und negativer erster Ordnung in den halbdurchlässigen Spiegel 1 durch den schraffierten Be­ reich R1 entlang der optischen Pfade P11 bzw. P12 hindurch. Wenn die optische Pfadlänge des optischen Pfades P11 verschieden von der des optischen Pfades P12 ist, ist die Menge des gebeugten Lichtstrahles positiver erster Ordnung, der durchgelassen ist, verschieden von der des durchgelassenen gebeugten Lichtstrahles negativer erster Ordnung. Genauer ist, wenn der optische Pfad P11 länger ist als der optische Pfad P12, die Menge des durchge­ lassenen gebeugten Lichtstrahles positiver erster Ordnung klei­ ner als die des durchgelassenen gebeugten Lichtstrahles negati­ ver erster Ordnung.
In dem halbdurchlässigen Spiegel 3 gehen jedoch die gebeugten Lichtstrahlen positiver und negativer erster Ordnung durch den schraffierten Bereich R2 entlang der optischen Pfade P21 bzw. P22. Es sollte angemerkt werden, daß die optischen Pfade P21 und P22 in dem schraffierten Bereich R2 den optischen Pfaden P11 bzw. P12 in dem schraffierten Bereich R1 entsprechen. Somit ist, wenn der optische Pfad P11 länger ist als der optische Pfad P12, der optische Pfad P21 länger als der optische Pfad P22 und die verringerte Menge des durchgelassenen gebeugten Lichtstrahles positiver erster Ordnung, wenn er entlang dem optischen Pfad P22 hindurchgeht, kleiner als die beim Durchgang des gebeugten Lichtstrahles negativer erster Ordnung, wenn er entlang dem op­ tischen Pfad P21 hindurchgeht.
Somit wendet der zweite halbdurchlässigen Spiegel 3 die Vertei­ lung der spezifischen Durchlässigkeit an, die entgegengesetzt in den Eigenschaften zu der der spezifischen Durchlässigkeit ist, die in dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 auf das ge­ beugte Licht wirkt. Die Verteilungen der spezifischen Durchläs­ sigkeiten des ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegels 1 und 3 kompensieren sich und die Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit des ersten und zweiten halbdurchlässigen Spie­ gels 1 und 3 sind insgesamt gleichmäßig und dies verhindert, daß die Lebenszeit des Linsensystems aufgrund einer Ungleichmä­ ßigkeit in der spezifischen Durchlässigkeit reduziert wird.
Neben der Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit wendet der halbdurchlässigen Spiegel 3 ebenfalls die Verschiebung der Wellenfront, die entgegengesetzt in den Eigenschaften zu einer Verschiebung einer an dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 verursachten Wellenfront ist, an eine Verschiebung an einer Wellenfront, die an dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 ver­ ursacht ist, an und somit sind die Verschiebungen der Wellen­ fronten, die an den halbdurchlässigen Spiegeln 1 und 3 verur­ sacht sind, insgesamt zueinander entgegengesetzt.
Weiterhin wird, da das System nicht ein Spiegelsystem ist, von dem Linsen vollkommen entfernt sind, wie in den der Anmelderin bekannten Beispielen, eine räumliche Behinderung nicht verur­ sacht, gibt es keinen Unterschied im Verhalten zwischen gebeug­ te Lichtstrahlen auf der rechten und linken Seite eines gebeug­ ten Lichtstrahles nullter Ordnung, gibt es keinen Unterschied in den Abbildungsbedingungen zwischen einer longitudinalen Li­ nie und einer lateralen Linie und können somit gute Bildeigen­ schaften erhalten werden.
Während eine Aberration allgemein eine Wellenfront-Aberration bedeutet, definiert die vorliegende Anmeldung Aberration allge­ mein als einen Grund der Verschlechterung der Bildqualität von optischen Bildern. Ein Grund der Verschlechterung der Bildqua­ lität, der ein anderer ist als eine Wellenfront, ist eine un­ gleichmäßige Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit in dem Material der Linsen und der Spiegel in einem System. Beispiels­ weise kann für ein System, in dem ein Bild mit einer Interfe­ renz gebildet wird, die durch einen gebeugten Lichtstrahl null­ ter Ordnung mit einer Amplitude von 0,5 und einem gebeugten Lichtstrahl erster Ordnung mit einer Amplitude von 0,6 erzeugt ist, die Bilderzeugung mit der Interferenz, die durch die zwei gebeugten Lichtstrahlen verursacht ist, solange durchgeführt werden, wie die Amplituden-Aberration null ist.
Wenn jedoch die spezifischen Durchlässigkeiten der gebeugten Lichtstrahlen nullter und erster Ordnung 1,0 bzw. 0,9 aufgrund einer ungleichmäßigen Verteilung der spezifischen Durchlässig­ keit, die durch ein Farbzentrum in einem Abschnitt des Linsen­ materials verursacht ist, oder aufgrund einer Ungleichmäßigkeit in der Effizienz der Antireflektionsbeschichtung der Linsen­ oberfläche beträgt, wird ein Bild mit einer Interferenz durch eine Amplitude von 0,5 (=0,5.1,0) des gebeugten Lichtstrahles nullter Ordnung und einer Amplitude von 0,54 (=0,6.0, 9) des ge­ beugten Lichtstrahles erster Ordnung gebildet. Da die Intensi­ tät des Lichtes dem Quadrat der Amplitude entspricht, ändert sich der optische Kontrast eines optischen Bildes (im allgemei­ nen wird er verschlechtert), wenn die Amplitude von dem optima­ len Wert versetzt wird.
Während die Verschlechterung der Bildqualität, die durch eine Unordnung bzw. Störung in der Wellenfrontverteilung verursacht ist, als Wellenfront-Aberration bezeichnet wird, wird die Ver­ schlechterung der Bildqualität, die durch eine Störung der Amplitudenverteilung verursacht ist, als "Amplituden- Aberration" in der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Wenn zum Beispiel eine Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit einer Linse konzentrisch ist und durch eine quadratische Funktion dargestellt wird, wird sie als eine "sphärische Amplituden- Aberration" nach der sphärischen Aberration der Wellenfront- Aberration bezeichnet. Wenn eine Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit einer Linse unterschiedlich bezüglich zu xy ist, wird sie als "Astigmatismusamplituden-Aberration" oder "Komaamplituden-Aberration" nach Astigmatismus-Aberration oder Koma-Aberration bezeichnet. Wenn eine ungleichmäßige Verteilung der optimalen Dosis innerhalb der Bildebene beobachtet wird, wird sie als "Amplitudenfeldkrümmung" oder "Deformieramplituden-Aberration" nach Feldkrümmung oder Defor­ mier-Aberration bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform wendet der zweite halb­ durchlässigen Spiegel 3 die Amplitudenverteilung, die entgegen­ gesetzt in den Eigenschaften zu der ist, die an dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 verursacht wird, an die Amplituden­ verteilung, die an dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 ver­ ursacht ist, an und die an dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 verursachte Amplitudenverteilung wird somit aufgehoben.
Während der erste und zweite halbdurchlässige Spiegel 1 und 3 und der erste und zweite konkave Spiegel 2 und 4 in der vorlie­ genden Ausführungsform derart angeordnet sind, daß Licht durch­ gelassen und reflektiert wird, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, können sie so angeordnet sein, daß Licht so durchgelassen und reflektiert wird, wie in Fig. 3 gezeigt ist.
Genauer ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist, der erste halbdurchläs­ sige Spiegel 1 vor der Photomaske 2 angeordnet und ist der er­ ste konkave Spiegel 2 derart angeordnet, daß das von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 reflektierte Licht zu dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 reflektiert werden kann. Die Licht­ lochebene 5 ist derart angeordnet, daß das von dem ersten halb­ durchlässigen Spiegel 1 durchgelassene Licht durch die Licht­ lochebene 5 hindurch kann, und der zweite halbdurchlässige Spiegel 3 ist derart angeordnet, daß das Licht, das durch die Lichtlochebene 5 hindurchgeht, in den zweiten halbdurchlässigen Spiegel 3 eindringen kann. Der zweite konkave Spiegel 4 ist derart angeordnet, daß das durch den zweiten halbdurchlässigen Spiegel 3 durchgelassene Licht zu dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel 3 reflektiert werden kann. Das gebeugte Licht, das von dem zweiten konkaven Spiegel 4 reflektiert ist, wird vom dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel 3 reflektiert und bildet ein Bild auf dem freigelegten Substrat 21.
Eine solche Anordnung der Teile ermöglicht ebenfalls dem zwei­ ten halbdurchlässigen Spiegel 3, eine Verteilung der spezifi­ schen Durchlässigkeit, deren Eigenschaften entgegengesetzt zu der Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit, die in dem er­ sten halbdurchlässigen Spiegel verursacht wird, ist, anzuwen­ den, wie oben beschrieben wurde, und somit kann jede ungleich­ mäßige Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit insgesamt ausgeglichen werden.
Weiterhin kann der zweite halbdurchlässige Spiegel 3 eine Ver­ schiebung der Wellenfront, die entgegengesetzt in den Eigen­ schaften zu der der Wellenfront, die in dem ersten halbdurch­ lässigen Spiegel 1 verursacht wird, ist, anwenden und somit he­ ben sich die Verschiebungen der Wellenfronten gegeneinander auf.
Weiterhin wendet der zweite halbdurchlässige Spiegel 3 ähnlich die Amplitudenverteilung, die entgegengesetzt in den Eigen­ schaften zu der ist, die in dem ersten halbdurchlässigen Spie­ gel 1 verursacht ist, auf die in dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 verursachte Amplitudenverteilung an und somit heben sich die Amplitudenverteilungen gegeneinander auf.
Zweite Ausführungsform
Wenn ein Ortsfrequenzfilter 24 zum Beseitigen der Wellenfront- Aberration an der Lichtlochebene 5 in dem optischen Projekti­ onssystem 6 des Projektionsbelichtungsgerätes entsprechend der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, können an die sphärische Aberration, die Astigmatismus- Aberration und die Koma-Aberration hauptsächlich beseitigt wer­ den und eine gute Bildqualität kann erhalten werden.
Dritte Ausführungsform
Wenn ein Ortsfrequenzfilter 22 zum Beseitigen der Wellenform- Aberration an dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 in dem op­ tischen Projektionssystem 6 des Projektionsbelichtungsgerätes entsprechend der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, können hauptsächlich die Feldkrümmung und die Deformierungs-Aberration beseitigt werden und eine gute Bildqualität kann erhalten werden.
Vierte Ausführungsform
Wenn ein Ortsfrequenzfilter 23 zum Beseitigen der Wellenfront- Aberration an dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel 3 in dem optischen Projektionssystem 6 des Projektionsbelichtungsgerätes entsprechend der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, können hauptsächlich die Feldkrümmung und die Deformierungs-Aberration beseitigt werden und eine gute Bildqualität kann erhalten werden.
Es sollte angemerkt werden, daß die Ortsfrequenzfilter 24, 22 und 23 zum Beseitigen der Wellenfront-Aberration, die in der zweiten, dritten bzw. vierten Ausführungsform beschrieben wur­ den, beispielsweise ein transparentes Substrat und einen trans­ parenten Mehrschichtfilm, der darauf gebildet ist, aufweisen können.
Fünfte Ausführungsform
Wenn ein Ortsfrequenzfilter 24 zum Beseitigen der Amplituden- Aberration an der Lichtlochebene 5 in dem optischen Projekti­ onssystem 6 des Projektionsbelichtungsgerätes entsprechend der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, können die sphärische Amplituden-Aberration, die Astigma­ tismusamplituden-Aberration und die Komaamplituden-Aberration hauptsächlich beseitigt werden und eine gute Bildqualität kann erzielt werden.
Sechste Ausführungsform
Wenn ein Ortsfrequenzfilter 22 zum Beseitigen der Amplituden- Aberration an dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 1 in dem op­ tischen Projektionssystem 6 des Projektionsbelichtungsgerätes entsprechend der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, können die Amplitudenfeldkrümmung und die Deformierungsamplituden-Aberration hauptsächlich beseitigt wer­ den und eine gute Bildqualität kann erzielt werden.
Siebte Ausführungsform
Wenn ein Ortsfrequenzfilter 23 zum Beseitigen der Amplituden- Aberration an dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel 3 in dem optischen Projektionssystem 6 des Projektionsbelichtungsgerätes entsprechend der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, können die Amplitudenfeldkrümmung und die Deformierungsamplituden-Aberration hauptsächlich beseitigt wer­ den und eine gute Bildqualität kann erzielt werden.
Achte Ausführungsform
Mit Bezug zu Fig. 5 wird ein Maskenmuster zum Bestimmen der Amplituden-Aberration zuerst mit Licht belichtet (Schritt 31) und dann wird ein durch die Belichtung erhaltenes entwickeltes Muster durch ein SEM (Rasterelektronenmikroskop) betrachtet (Schritt 32). Entsprechend dem Ergebnis der Beobachtung werden die kombinierten Typen der Amplituden-Aberrationen klassifi­ ziert (Schritt 33). Weiterhin wird die Amplituden-Aberration, die in einer einzelnen Linse dominant ist, bestimmt (Schritt 34) und dann wird ein Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter, der die dominante Amplituden-Aberration kompensiert, ausgewählt (Schritt 35). Der Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter (ein Pupillenfilter), der so ausgewählt ist, wird zum Beispiel auf die Lichtlochebene zum Belichten eines Schaltungsmusters gelegt (Schritt 36).
Die Anwendung eines solchen Belichtungsverfahrens erlaubt die selektive Beseitigung der Amplituden-Aberration, die in einer einzelnen Linse dominant ist, und somit werden gute Bildeigen­ schaften erzielt.
Neunte Ausführungsform
Mit Bezug zu Fig. 6A sind insgesamt 25 rechteckige größere Mu­ ster 31 in einer Matrix aus fünf Spalten und Zeilen auf einem transparenten Substrat 33 gebildet und insgesamt neun Mikromu­ ster 32 sind in einer Matrix aus drei Zeilen und drei Spalten in jedem größeren Muster 31 gebildet. Die größeren Muster 31 weisen eine Größe von nicht weniger als fünf Mal, z. B. ungefähr zehn Mal, der Wellenlänge des Belichtungslichtes aus. Die Mi­ kromuster 32 weisen im wesentlichen die gleiche Größe wie die Grenzauflösung des verwendeten Projektionsbelichtungsgerätes auf.
Wenn das Maskenmuster 30 zum Bestimmen der Amplituden- Aberration mit Licht mittels einer aplanatischen bzw. fehler­ freien Linse belichtet wird, sind die Ecken der größeren Muster und der Mikromuster aufgrund der Beugung abgerundet und ein Übertragungsmuster, das größere Muster 31a und Mikromuster 32a, wie in Fig. 6B gezeigt ist, enthält, wird erhalten. Im allge­ meinen sind Mikromuster empfindlich bezüglich Aberrationen, wo­ hingegen die größeren Muster weniger empfindlich bezüglich Aberrationen sind. Somit können die Amplituden-Aberrationen schnell und deutlich in fünf Typen von Amplituden-Aberrationen durch Beobachten der größeren Muster 31a und der Mikromuster 32a in dem Übertragungsmuster klassifiziert werden.
Die Verteilung der Lichtmenge auf der Pupille ist überwältigend hoch an der Position des gebeugten Lichtquellenbildes nullter Ordnung (d. h. nahe dem Zentrum) und somit benötigt die Bestim­ mung der Amplituden-Aberration ein Muster, das gebeugtes Licht um das Zentrum der Pupille erzeugt. Es entspricht einem Masken­ muster, das eine Größe aufweist, die nicht kleiner ist als fünf Mal einer Wellenlänge λ des Belichtungslichtes. In anderen Wor­ ten, ermöglichen die größeren Muster 31 mit einer Größe von nicht weniger als fünf Mal der Wellenlänge λ des Belichtungs­ lichtes die Bestimmung der Amplituden-Aberration. Daher ermög­ licht die Verwendung des Maskenmusters entsprechend der vorlie­ genden Ausführungsform die Bestimmung der Amplituden- Aberration.
Zehnte Ausführungsform
Ein Verfahren des Bestimmens der sphärischen Amplituden- Aberration, das ein Maskenmuster 30 zum Bestimmen der Amplitu­ den-Aberration, das in Fig. 6A gezeigt ist, verwendet, wird im folgenden beschrieben. Zuerst wird ein Maskenmuster 30 zum Be­ stimmen der Amplituden-Aberration, das in Fig. 6A gezeigt ist, mit Licht belichtet und fünfundzwanzig Sätze von Übertragungs­ mustern, die fertiggestellt sind, wie in Fig. 6B gezeigt ist, werden durch ein SEM oder ähnlichem beobachtet. Somit wird der optische Kontrast des Mikromusters 32 an jedem der fünfundzwan­ zig Punkte, wie in Fig. 7A gezeigt ist, erhalten, während der optische Kontrast des größeren Musters an jedem der fünfund­ zwanzig Punkte, wie in Fig. 7B gezeigt ist, erhalten wird.
Es sollte angemerkt werden, daß in Fig. 7A und 7B die Länge ei­ nes Pfeiles das Niveau eines optischen Kontraste anzeigt.
Wie in Fig. 7A und 7B gezeigt ist, wird nachgewiesen, daß eine sphärische Amplituden-Aberration in dem verwendeten optischen System vorhanden ist, wenn ein Unterschied im Kontrast in einer Funktion vierten Grades zwischen dem idealen optischen Bild und den optischen Bildern des Mikromusters 32 und des größeren Mu­ sters 31 beobachtet wird. Die Größe der sphärischen Amplituden- Aberration kann von der Variation des Kontrastes zwischen dem Mikromuster 32 und dem größeren Muster 31 bestimmt werden.
Elfte Ausführungsform
Ein Verfahren des Bestimmens der Astigmatismusamplituden- Aberration mit der Verwendung des Maskenmusters 30, das in Fig. 6A gezeigt ist, zum Bestimmen der Amplituden-Aberration wird im folgenden beschrieben. Zuerst wird das Maskenmuster 30 zum Be­ stimmen der Amplituden-Aberration, das in Fig. 6A gezeigt ist, mit Licht belichtet und fünfundzwanzig Sätze von Übertragungs­ mustern, die, wie in Fig. 6B gezeigt sind, fertiggestellt sind, werden durch ein SEM oder ähnlichem beobachtet. Somit wird der optische Kontrast eines lateralen Musterelementes (x-Richtung) oder einer Seite von jedem Muster an jedem der fünfundzwanzig Punkte erhalten, wie in Fig. 8A gezeigt ist, wohingegen der op­ tische Kontrast eines longitudinalen Musterelementes (y- Richtung) oder einer Seite von jedem Muster an jedem der fün­ fundzwanzig Punkte erhalten wird, wie in Fig. 8B gezeigt ist.
Wie in Fig. 8A und 8B gezeigt ist, wird nachgewiesen, daß eine Astigmatismusamplituden-Aberration in dem verwendeten optischen Belichtungssystem vorhanden ist, wenn eine Kontrastvariation zwischen dem lateralen Musterelement und dem longitudinalen Mu­ sterelement beobachtet wird. Die Größe der Astigmatismusampli­ tuden-Aberration kann von der Größe der Kontrastvariation zwi­ schen dem lateralen Musterelement und dem longitudinalen Muste­ relement bestimmt werden.
Zwölfte Ausführungsform
Ein Verfahren des Bestimmens der Amplitudenfeldkrümmung mit der Verwendung eines Maskenmusters 30, das in Fig. 6A gezeigt ist, zum Bestimmen der Amplituden-Aberration wird im folgenden be­ schrieben. Zuerst wird ein Maskenmuster 30 zum Bestimmen der Amplituden-Aberration, das in Fig. 6A gezeigt ist, mit Licht belichtet und dann werden fünfundzwanzig fertiggestellte Sätze von Übertragungsmustern, wie in Fig. 6B gezeigt ist, durch ein SEM oder ähnliches beobachtet. Der optische Kontrast des größe­ ren Musters 31 wird somit an jedem der fünfundzwanzig Punkte erhalten, wie in Fig. 9 gezeigt ist.
Wenn der optische Kontrast des größeren Musters 31 in einer Funktion vierten Grades beobachtet wird, wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist nachgewiesen, daß eine Amplitudenfeldkrümmung in dem verwendeten optischen Belichtungssystem vorhanden ist. Die Grö­ ße der Amplitudenfeldkrümmung kann von der Größe der Kontrast­ variation des größeren Musters 31 bestimmt werden.
Dreizehnte Ausführungsform
Ein Verfahren des Bestimmens der Komaamplituden-Aberration mit der Verwendung eines Maskenmusters 30, das in Fig. 6A gezeigt ist, zum Bestimmen der Amplituden-Aberration wird nun beschrie­ ben. Zuerst wird das Maskenmuster 30 zum Bestimmen der Amplitu­ den-Aberration, das in Fig. 6A gezeigt ist, mit Licht belich­ tet, während die Bedingungen der Belichtung geändert werden, und fünfundzwanzig Sätze von Übertragungsmustern, die, wie in Fig. 6B gezeigt ist, fertiggestellt sind, werden durch ein SEM oder ähnlichem beobachtet. Somit wird der optimale Dosis für ein Mikromuster 32 an jedem der fünfundzwanzig Punkte er­ halten, wie in Fig. 10A gezeigt ist, wohingegen die optimale Dosis für das größere Muster 31 an jedem der fünfundzwanzig Punkte erhalten wird, wie in Fig. 10B gezeigt ist.
Es sollte angemerkt werden, daß die Länge eines Pfeiles, der in Fig. 10A und 10B gezeigt ist, das Niveau eine optimalen Dosis anzeigt.
Wenn eine relative Variation der optimalen Dosis zwischen dem Mikromuster 32 und dem größeren Muster 31 beobachtet wird, wie in 10A und 10B gezeigt ist, ist nachgewiesen, daß eine Ko­ maamplituden-Aberration in dem verwendeten optischen Belich­ tungssystem vorhanden ist. Die Größe der Komaamplituden- Aberration kann von der Größe der relativen Variation in der optimalen Dosis bestimmt werden, wenn das Mikromuster 32 und das größere Muster 31 miteinander verglichen werden.
Vierzehnte Ausführungsform
Ein Verfahren des Bestimmens der Deformierungsamplituden- Aberration mit der Verwendung des in Fig. 6A gezeigt Maskenmu­ sters 30 zum Bestimmen der Amplituden-Aberration wird nun be­ schrieben. Zuerst wird das in Fig. 6A gezeigte Maskenmuster 30 zum Bestimmen der Amplituden-Aberration mit Licht belichtet und fünfundzwanzig Sätze von Übertragungsmustern, die wie in Fig. 6B gezeigt sind, fertiggestellt sind, werden durch ein SEM oder ähnlichem beobachtet. Somit wird die optimale Dosis für ein Mi­ kromuster 32 an jedem der fünfundzwanzig Punkte erhalten, wie in Fig. 11 gezeigt ist, wohingegen die optimale Dosis für das größere Muster 31 an jedem der fünfundzwanzig Punkte erhalten wird, wie in Fig. 11 gezeigt ist.
Wenn beobachtet wird, daß die optimale Dosis in Abhängigkeit der belichteten Position variiert, während die optimale Dosis für das Mikromuster 32 relativ die gleiche ist wie die für das größere Muster 31, ist nachgewiesen, daß eine Deformie­ rungsamplituden-Aberration in dem verwendeten optischen Belich­ tungssystem vorhanden ist. Die Größe der Deformierungsamplitu­ den-Aberration kann von der Größe der Variation der optimalen Dosis in Abhängigkeit von der belichteten Position des Mikromu­ sters 32 und des größeren Musters 31 bestimmt werden.
Fünfzehnte Ausführungsform
Fig. 12A und 12B zeigen eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Filters zum Beseitigen einer positi­ ven sphärischen Amplituden-Aberration entsprechend einer fünf­ zehnten Ausführungsform. Ein Filter 40 zum Beseitigen der posi­ tiven sphärischen Amplituden-Aberration weist ein transparentes Substrat 41 und einen auf einer Oberfläche des transparenten Substrates 41 gebildeten lichtdurchlässigen Mehrschichtfilm 42 auf. Die Dicke von jeder Schicht des lichtdurchlässigen Mehr­ schichtfilmes 42 wird durch n.λ dargestellt, wobei n eine ganze Zahl darstellt und λ eine Wellenlänge des Belichtungslichtes darstellt.
Wenn eine sphärische Aberration in eine Wellenfront-Aberration an einer Lichtlochebene bzw. Pupillenebene umgewandelt wird, wie in Fig. 25A dargestellt wurde, wird die Größe einer Ver­ schiebung der Wellenfront als Φ=-Bρ4/4 dargestellt. Wenn eine dominante Amplituden-Aberration in einem optischen System eine positive sphärische Amplituden-Aberration ist, dann weist der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm 42 zum Kompensieren der posi­ tiven sphärischen Amplituden-Aberration eine konzentrische ge­ wölbte Form auf, von der ein Querschnitt durch eine negative Funktion vierter Ordnung dargestellt ist. Durch Vorsehen dieses Filters 40 zum Beseitigen der Amplituden-Aberration auf der Lichtlochebene des optischen Projektionssystemes kann die posi­ tive sphärische Amplituden-Aberration beseitigt werden und die Bildqualität kann verbessert werden.
Sechzehnte Ausführungsform
Fig. 13A und 13B sind eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Filters zum Beseitigen einer negati­ ven sphärischen Amplituden-Aberration entsprechend einer sech­ zehnten Ausführungsform. Ein Filter 40 zum Beseitigen der nega­ tiven sphärischen Amplituden-Aberration weist ein transparentes Substrat 41 und einen lichtdurchlässigen Mehrschichtfilm 42 auf, der auf einer Oberfläche des transparenten Substrates 41 gebildet ist. Die Dicke von jeder Schicht des lichtdurchlässi­ gen Multischichtfilmes 42 ist dieselbe wie die, die in der fünfzehnten Ausführungsform beschrieben wurde, d. h. n.λ.
Wenn eine sphärische Aberration in eine Wellenfront-Aberration auf einer Lichtlochebene umgewandelt wird, wird, wie in Fig. 25A dargestellt wurde, die Größe Φ einer Verschiebung der Wel­ lenfront als Φ=-Bρ4/4 dargestellt. Wenn eine dominante Amplitu­ den-Aberration in einem optischen System eine negative sphäri­ sche Amplituden-Aberration ist, dann weist der lichtdurchlässi­ ge Mehrschichtfilm 42 zum Kompensieren der negativen sphäri­ schen Amplituden-Aberration eine schalenähnliche oder konische Form auf, von der ein Querschnitt durch eine positive Funktion vierter Ordnung bzw. vierten Grades dargestellt wird. Durch Vorsehen dieses Filters 40 zum Beseitigen der Amplituden- Aberration auf der Lichtlochebene des optischen Projektionssy­ stemes kann die negative sphärische Amplituden-Aberration be­ seitigt werden und die Bildqualität kann verbessert werden.
Siebzehnte Ausführungsform
Fig. 14A und 14B sind eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Filters zum Beseitigen einer positi­ ven Astigmatismusamplituden-Aberration entsprechend einer sieb­ zehnten Ausführungsform. Ein Filter 40 zum Beseitigen der posi­ tiven Astigmatismusamplituden-Aberration weist ein transparen­ tes Substrat 41 und einen auf einer Oberfläche des transparen­ ten Substrates 41 gebildeten lichtdurchlässigen Multischicht­ film 42 auf. Die Dicke von jeder Schicht des lichtdurchlässigen Multischichtfilmes 42 ist dieselbe wie die, die in der fünf­ zehnten Ausführungsform beschrieben wurde, d. h. n.λ.
Wenn eine Astigmatismus-Aberration in eine Wellenfront- Aberration auf einer Lichtlochebene umgewandelt wird, wird, wie in Fig. 25B dargestellt wurde, die Größe Φ einer Verschiebung der Wellenfront als Φ=-Cy0 2ρ2cos2θ dargestellt. Wenn eine domi­ nante Amplituden-Aberration in einem optischen Belichtungssy­ stem eine positive Astigmatismusamplituden-Aberration ist, dann weist der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm 42 zum Kompensieren der positiven Astigmatismusamplituden-Aberration die gewölbte Form nur in einer Richtung auf und ein Querschnitt davon wird durch eine negative Funktion vierter Ordnung dargestellt, d. h. er weist die Form eines Sattels auf. Durch Vorsehen dieses Fil­ ters 40 zum Beseitigen der Amplituden-Aberration auf der Licht­ lochebene des optischen Projektionssystemes kann die positive Astigmatismusamplituden-Aberration beseitigt werden und die Bildqualität kann verbessert werden.
Achtzehnte Ausführungsform
Fig. 15A und 15B sind eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Filters zum Beseitigen einer negati­ ven Astigmatismusamplituden-Aberration entsprechend einer acht­ zehnten Ausführungsform. Ein Filter 40 zum Beseitigen der nega­ tiven Astigmatismusamplituden-Aberration weist ein transparen­ tes Substrat 41 und einen auf einer Oberfläche des transparen­ ten Substrates 41 gebildeten lichtdurchlässigen Mehrschichtfilm 42 auf. Die Dicke von jeder Schicht des lichtdurchlässigen Mehrschichtfilmes 42 ist dieselbe wie die, die in der fünfzehn­ ten Ausführungsform beschrieben wurde, d. h. n.λ.
Wenn eine Astigmatismus-Aberration in eine Wellenfront- Aberration auf der Lichtlochebene umgewandelt wird, wird, wie in Fig. 25B dargestellt wurde, die Größe Φ einer Verschiebung der Wellenfront als Φ=-Cy0 2ρ2cos2θ dargestellt. Wenn eine domi­ nante Amplituden-Aberration in einem optischen Belichtungssy­ stem eine negative Astigmatismusamplituden-Aberration ist, dann weist der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm 42 zum Kompensieren der negativen Astigmatismusamplituden-Aberration die scha­ lenähnliche oder konische Form in einer Richtung auf und ein Querschnitt davon wird durch eine positive Funktion vierter Ordnung dargestellt. Durch Vorsehen dieses Filters 40 zum Be­ seitigen der Amplituden-Aberration an bzw. in der Lichtlochebe­ ne des optischen Projektionssystemes kann die negative Astigma­ tismusamplituden-Aberration beseitigt werden und die Bildquali­ tät kann verbessert werden.
Neunzehnte Ausführungsform
Fig. 16A und 16B sind eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Filters zum Beseitigen einer positi­ ven Amplitudenfeldkrümmung entsprechend einer neunzehnten Aus­ führungsform. Ein Filter 40 zum Beseitigen einer positiven Amplitudenfeldkrümmung weist ein transparentes Substrat 41 und einen auf einer Oberfläche des transparenten Substrates 41 ge­ bildeten lichtdurchlässigen Mehrschichtfilm 42 auf. Die Dicke von jeder Schicht des lichtdurchlässigen Mehrschichtfilmes 42 ist die gleiche wie die, die in der fünfzehnten Ausführungsform beschrieben wurde, d. h. n.λ.
Wenn eine Feldkrümmung in eine Wellenfront-Aberration an einer Lichtlochebene umgewandelt wird, wird, wie in Fig. 25C gezeigt ist, die Größe Φ der Verschiebung der Wellenfront als Φ=-Dy0 2ρ2/2 dargestellt. Wenn eine dominante Amplituden- Aberration in einem optischen Belichtungssystem eine positive Amplitudenfeldkrümmung ist, dann weist der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm 42 zum Kompensieren der positiven Amplituden­ feldkrümmung eine konzentrische gekrümmte Form auf, von der ein Querschnitt durch eine negative Funktion vierter Ordnung darge­ stellt. Durch Vorsehen dieses Filters 40 zum Beseitigen der Amplituden-Aberration auf der Lichtlochebene des optischen Pro­ jektionssystemes kann die positive Amplitudenfeldkrümmung be­ seitigt werden und die Bildqualität kann verbessert werden.
Zwanzigste Ausführungsform
Fig. 17A und 17B sind eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Filters zum Beseitigen einer negati­ ven Amplitudenfeldkrümmung entsprechend einer zwanzigsten Aus­ führungsform. Ein Filter 40 zum Beseitigen einer negativen Amplitudenfeldkrümmung weist ein transparentes Substrat 41 und einen auf einer Oberfläche des transparenten Substrates 41 ge­ bildeten lichtdurchlässigen Mehrschichtfilm 42 auf. Die Dicke von jeder Schicht des lichtdurchlässigen Mehrschichtfilmes 42 ist die gleiche wie die, die in der fünfzehnten Ausführungsform beschrieben wurde, d. h. n.λ.
Wenn eine Feldkrümmung in eine Wellenfront-Aberration in einer Lichtlochebene umgewandelt wird, wie in Fig. 25C dargestellt wurde, wird die Größe Φ einer Verschiebung der Wellenfront als Φ=-Dy0 2ρ2/2 dargestellt. Wenn eine dominante Amplituden- Aberration in einem optischen Belichtungssystem eine negative Amplitudenfeldkrümmung ist, dann weist der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm 42 zum Kompensieren der negativen Amplituden­ feldkrümmung eine konzentrische schalenähnliche Form auf, von der ein Querschnitt durch eine positive Funktion vierter Ord­ nung dargestellt wird. Durch Vorsehen dieses Filters 40 zum Be­ seitigen der Amplituden-Aberration auf der Lichtlochebene des optischen Projektionssystemes kann die negative Amplitudenfeld­ krümmung beseitigt werden und die Bildqualität kann verbessert werden.
Einundzwanzigste Ausführungsform
Fig. 18A und 18B sind eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Filters zum Beseitigen einer Defor­ mationsamplituden-Aberration entsprechend einer einundzwanzig­ sten Ausführungsform. Ein Filter 40 zum Beseitigen der Deforma­ tionsamplituden-Aberration weist ein transparentes Substrat 41 und einen auf einer Oberfläche des transparenten Substrates 41 gebildeten lichtdurchlässigen Mehrschichtfilm 42 auf. Die Dicke von jeder Schicht des lichtdurchlässigen Mehrschichtfilmes 42 ist die gleiche wie die, die in der fünfzehnten Ausführungsform beschrieben wurde, d. h. n.λ.
Wenn eine Deformierungs-Aberration in eine Wellenfront- Aberration auf einer Lichtlochebene umgewandelt wird, wie in Fig. 25D dargestellt wurde, wird die Größe Φ einer Verschiebung der Wellenfront als Φ=Ey0 3ρcosθ dargestellt. Wenn eine dominante Aberration in einem optischen Belichtungssystem eine positive Deformationsamplituden-Aberration ist, dann weist der licht­ durchlässige Mehrschichtfilm 42 zum Beseitigen der Deformati­ onsamplituden-Aberration eine in eine Richtung geneigte Ebene auf, von der ein Querschnitt durch eine lineare Funktion darge­ stellt wird. Durch Vorsehen dieses Filters 40 zum Beseitigen der Amplituden-Aberration auf der Lichtlochebene des optischen Projektionssystemes kann die Deformationsamplituden-Aberration beseitigt werden und die Bildqualität kann verbessert werden.
Zweiundzwanzigste Ausführungsform
Fig. 19A und l9B sind eine Querschnittsansicht bzw. eine per­ spektivische Ansicht eines Filters zum Beseitigen einer Ko­ maamplituden-Aberration entsprechend einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform. Ein Filter 40 zum Beseitigen der Komaamplitu­ den-Aberration weist ein transparentes Substrat 41 und einen au 03684 00070 552 001000280000000200012000285910357300040 0002019748503 00004 03565f einer Oberfläche des transparenten Substrates 41 gebildeten lichtdurchlässigen Mehrschichtfilm 42 auf. Die Dicke von jeder Schicht des lichtdurchlässigen Mehrschichtfilmes 42 ist die gleiche wie die, die in der fünfzehnten Ausführungsform be­ schrieben wurde, d. h. n.λ.
Wenn eine Koma-Aberration in eine Wellenfront-Aberration auf einer Lichtlochebene umgewandelt wird, wie in Fig. 25E darge­ stellt wurde, wird die Größe Φ einer Verschiebung der Wellen­ front als Φ=Fy0ρ3 dargestellt. Wenn eine dominante Aberration in einem optischen Belichtungssystem eine Komaamplituden- Aberration ist, weist daher der lichtdurchlässige Mehrschicht­ film 42 zum Kompensieren der Komaamplituden-Aberration die in eine Richtung geneigte Steigung bzw. Flanke auf, von der ein Querschnitt durch eine quadratische Funktion dargestellt wird.
Durch Vorsehen dieses Filters 40 zum Beseitigen der Amplituden- Aberration auf der Lichtlochebene des optischen Projektionssy­ stemes kann die Komaamplituden-Aberration beseitigt werden und die Bildqualität kann verbessert werden.
Dreiundzwanzigste Ausführungsform
In dem Fall, bei dem eine Mehrzahl von Aberrationstypen neben­ einander vorhanden sind, können geeignete Kombinationen der Filter zum Beseitigen der Amplituden-Aberration, die in der fünfzehnten bis zweiundzwanzigsten Ausführungsform beschrieben wurden, verwendet werden. So können beispielsweise der Amplitu­ den-Aberrationsbeseitigungsfilter zum Kompensieren der negati­ ven Amplitudenfeldkrümmung entsprechend der neunzehnten Ausfüh­ rungsform (Fig. 16) und der Amplituden- Aberrationsbeseitigungsfilter zum Kompensieren der Komaamplitu­ den-Aberration, der in der zweiundzwanzigsten Ausführungsform (Fig. 19) beschrieben wurde, derart kombiniert werden, daß sie gleichzeitig die positive Amplitudenfeldkrümmung und die Ko­ mamplituden-Aberration kompensieren. Allgemein existieren ver­ schiedene Typen von Amplituden-Aberrationen in praktischen op­ tischen System nebeneinander und daher ermöglichen geeignete Kombinationen der Filter zum Beseitigen der Amplituden- Aberrationen, die in der fünfzehnten bis zweiundzwanzigsten Ausführungsform beschrieben wurden, eine komplette Beseitigung von verschiedenen Typen von Amplituden-Aberrationen und verbes­ sern somit die Bildqualität.
Vierundzwanzigste Ausführungsform
Die Größen der verschiedenen Amplituden-Aberrationen, die durch die Verfahren des Bestimmens der Größe der Amplituden- Aberration entsprechend der zehnten bis vierzehnten Ausfüh­ rungsform bestimmt sind, können, wie in Fig. 21 gezeigt ist, derart miteinander kombiniert werden, daß ein zusammengesetzter Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter, der die Eigenschaften bzw. Merkmale aufweist, die die zusammengesetzten Amplituden- Aberrationen kompensieren, hergestellt wird. Es wird beispiels­ weise ein Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter durch Bilden eines lichtdurchlässigen Mehrschichtfilmes, der die Quer­ schnittsform aufweist, die den so kombinierten Amplituden- Aberrationen entspricht, wie in Fig. 21 gezeigt ist, auf einem transparenten Substrat hergestellt.
Das Einführen eines solchen kombinierten Filters zum Beseitigen von Amplituden-Aberrationen ermöglicht die komplette Beseiti­ gung von verschiedenen Typen von Amplituden-Aberrationen und verbessert somit die Bildqualität.

Claims (28)

1. Projektionsbelichtungsgerät, das eine Photomaske (20) mit Beleuchtungslicht von einer Lichtquelle (11) beleuchtet und ei­ nen gebeugten Lichtstrahl von der beleuchteten Photomaske auf ein freigelegtes Substrat (21) durch ein optisches Projektions­ system (6) derart fokussiert, daß ein Schaltungsmuster proji­ ziert wird,
bei dem das optische Projektionssystem (6)
einen ersten halbdurchlässigen Spiegel (1), einen ersten konka­ ven Spiegel (2) zum Reflektieren eines von dem ersten halb­ durchlässigen Spiegel (1) reflektierten Lichtstrahles oder durchgelassenen Lichtstrahles,
einen zweiten halbdurchlässigen Spiegel (3), der separat von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel (1) vorgesehen ist, und einen zweiten konkaven Spiegel (4) zum Reflektieren eines von dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel (3) reflektierten Licht­ strahles oder durchgelassenen Lichtstrahles aufweist.
2. Projektionsbelichtungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der erste und zweite halbdurchlässige Spiegel (1, 3) bezüglich einer Normalen (Q-Q) zu einer optischen Achse (OA) des gebeug­ ten Lichtstrahles, der von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel (1) zu dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel (3) gerichtet ist, symmetrisch oder ähnlich symmetrisch angeordnet sind.
3. Projektionsbelichtungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem Reflektionsebenen des ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegels (1, 3) entlang von gedachten Linien (A-A') angeordnet sind, die symmetrisch bezüglich einer Normalen (P-P) zu der op­ tischen Achse (OA) des gebeugten Lichtstrahles, der von dem er­ sten halbdurchlässigen Spiegel (1) zu dem zweiten halbdurchläs­ sigen Spiegel (3) gerichtet ist, angeordnet sind, und der erste und zweite konkave Spiegel (2, 4) derart angeordnet sind, daß eine Anordnungsrichtung (D1) des ersten konkaven Spiegels (2) bezüglich des ersten halbdurchlässigen Spiegels (1) und eine Anordnungsrichtung (D2) des zweiten konkaven Spie­ gels (4) bezüglich des zweiten halbdurchlässigen Spiegels (4) symmetrisch bezüglich der Normalen (P-P) angeordnet sind.
4. Projektionsbelichtungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der erste und zweite halbdurchlässige Spiegel (1, 3) und der erste und zweite konkave Spiegel (2, 4) derart angeordnet sind, daß der gebeugte Lichtstrahl von der Photomaske (20) den ersten konkaven Spiegel (2) über den ersten halbdurchlässigen Spiegel (1) beleuchtet, dann von dem ersten konkaven Spiegel (2) re­ flektiert wird und dann den zweiten konkaven Spiegel (4) über den ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegel (1, 3) be­ leuchtet und dann von dem zweiten konkaven Spiegel (4) reflek­ tiert wird und dann über den zweiten halbdurchlässigen Spiegel (3) ein Bild auf dem freigelegten Substrat (21) bildet.
5. Projektionsbelichtungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem
der erste und zweite halbdurchlässige Spiegel (1, 3) und der erste und zweite konkave Spiegel (2, 4) derart angeordnet sind, daß
der gebeugte Lichtstrahl von der Photomaske (20) durch den er­ sten halbdurchlässigen Spiegel (1) durchgelassen wird und dann von dem ersten konkaven Spiegel (2) reflektiert wird, der gebeugte Lichtstrahl, der von dem ersten konkaven Spiegel reflektiert ist, nacheinander von dem ersten und zweiten halb­ durchlässigen Spiegel (1, 3) reflektiert wird und dann von dem zweiten konkaven Spiegel (4) reflektiert wird und
der gebeugte Lichtstrahl, der von dem zweiten konkaven Spiegel (4) reflektiert ist, durch den zweiten halbdurchlässigen Spie­ gel (3) durchgelassen wird und ein Bild auf dem freigelegten Substrat (21) bildet.
6. Projektionsbelichtungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem
der erste und zweite halbdurchlässige Spiegel (1, 3) und der erste und zweite konkave Spiegel (2, 4) derart angeordnet sind, daß
der gebeugte Lichtstrahl von der Photomaske (20) von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel (1) reflektiert wird und dann von dem ersten konkaven Spiegel (2) reflektiert wird,
der gebeugte Lichtstrahl, der von dem ersten konkaven Spiegel (2) reflektiert ist, nacheinander durch den ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegel (1, 3) durchgelassen wird und dann von dem zweiten konkaven Spiegel (4) reflektiert wird und
der gebeugte Lichtstrahl, der von dem zweiten konkaven Spiegel reflektiert ist, von dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel (3) reflektiert wird und ein Bild auf dem freigelegten Substrat (21) bildet.
7. Projektionsbelichtungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter mit einem Wellenfront-Aberrationsbeseitigungsfilter (24, 22, 23) zum Beseitigen einer Wellenfront-Aberration, der zumindest an einem von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel (1), dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel (3) und einer Lichtlochebene (5), die zwischen dem ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegel (1, 3) angeordnet ist, vorgesehen ist.
8. Projektionsbelichtungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter mit einem Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter (24, 22, 23) zum Beseitigen einer Amplituden-Aberration, der zumindest an einem von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel (1), dem zweiten halb­ durchlässigen Spiegel (3) und einer Lichtlochebene (5), die zwischen dem ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegel (1, 3) angeordnet ist, vorgesehen ist.
9. Projektionsbelichtungsverfahren mit den Schritten:
Beleuchten einer Photomaske (20) mit Belichtungslicht von einer Lichtquelle (11),
Richten eines gebeugten Lichtstrahles von der Photomaske (20) auf einen ersten konkaven Spiegel (2) über einen ersten halb­ durchlässigen Spiegel (1) und Reflektieren des gebeugten Licht­ strahles an dem ersten konkaven Spiegel (2),
Richten des gebeugten Lichtstrahles, der von dem ersten konka­ ven Spiegel (2) reflektiert ist, auf einen zweiten konkaven Spiegel (4) über den ersten und einen zweiten halbdurchlässigen Spiegel (1, 3) und Reflektieren des gebeugten Lichtstrahles an dem zweiten konkaven Spiegel (4) und
Fokussieren des gebeugten Lichtstrahles, der von dem zweiten konkaven Spiegel (4) reflektiert ist, auf ein freigelegtes Substrat (21) derart, daß über den zweiten halbdurchlässigen Spiegel (3) ein Bild auf dem freigelegten Substrat (21) gebil­ det wird.
10. Projektionsbelichtungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem der gebeugte Lichtstrahl durch einen Wellenfront- Aberrationsbeseitigungsfilter (24, 22, 23), der zumindest an einem von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel (1), dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel (3) und einer Lichtlochebene (5), die zwischen dem ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegel (1, 3) angeordnet ist, angeordnet ist, derart durchgelassen wird, daß eine Wellenfront-Aberration des gebeugten Lichtstrahles kompensiert wird.
11. Projektionsbelichtungsverfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem der gebeugte Lichtstrahl durch einen Amplituden- Aberrationsbeseitigungsfilter (24, 22, 23), der zumindest an einem von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel (1), dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel (3) und einer Lichtlochebene (5), die zwischen dem ersten und zweiten halbdurchlässigen Spiegel (1, 3) angeordnet ist, angeordnet ist, derart durchgelassen wird, daß eine Amplituden-Aberration des gebeugten Lichtstrahles kom­ pensiert wird.
12. Maskenmuster zum Bestimmen einer Amplituden-Aberrationen mit
einem transparenten Substrat (33),
einem Mikromuster (32), das selektiv auf dem transparenten Substrat gebildet ist und im wesentlichen eine Größe einer Grenzauflösung aufweist, und
einem größeren Muster (31), das selektiv auf dem transparenten Substrat (33) angeordnet ist und eine Größe von nicht weniger als das Fünffache der Wellenlänge des Belichtungslichtes auf­ weist,
wobei eine Mehrzahl von Sätzen von dem Mikromuster (32) und dem größeren Mustern (31) auf dem transparenten Substrat (33) ange­ ordnet sind.
13. Verfahren des Bestimmens einer Größe einer Amplituden- Aberration mit den Schritten:
das Maskenmuster (30) zum Bestimmen einer Amplituden-Aberration entsprechend Anspruch 12 derart Licht aussetzen, daß ein Über­ tragungsmuster gebildet wird,
Beobachten des Übertragungsmusters derart, daß eine Variation von zumindest dem optischen Kontrast oder der optimalen Dosis des Mikromusters (32) und eine Variation von zumindest dem op­ tischen Kontrast oder der optimalen Dosis des größeren Musters (31) herausgezogen wird, und
Bestimmen einer Größe einer Amplituden-Aberration von den Grö- ßen der herausgezogenen Variationen von zumindest einem von dem optischen Kontrast und der optimalen Dosis des Mikromusters (32) und des größeren Musters (31).
14. Verfahren des Bestimmens einer Größe einer Amplituden- Aberration nach Anspruch 13, bei dem eine Größe einer herausge­ zogenen Variation des Kontrastes zwischen dem Mikromuster (32) und dem größeren Muster (31) derart verwendet wird, daß eine Größe einer sphärischen Amplituden-Aberration bestimmt wird.
15. Verfahren des Bestimmens einer Größe einer Amplituden- Aberration nach Anspruch 13 oder 14, bei dem eine Größe einer herausgezogenen Variation des Kontrastes zwischen einem longi­ tudinalen Musterelement und einem lateralen Musterelement des Mikromusters (32) und des größeren Musters (31) derart verwen­ det wird, daß eine Größe einer Astigmatismusamplituden-Aberrat­ ion bestimmt wird.
16. Verfahren des Bestimmens einer Größe einer Amplituden- Aberration nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem eine Größe einer herausgezogenen Variation des Kontrastes von einer Mehrzahl der größeren Muster (31) derart verwendet wird, daß eine Größe einer Amplitudenfeldkrümmung bestimmt wird.
17. Verfahren des Bestimmens einer Größe der Amplituden- Aberration nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem eine Größe einer herausgezogenen Variation der optimalen Dosis zwi­ schen dem Mikromuster (32) und dem größeren Muster (31) derart verwendet wird, daß eine Größe einer Komaamplituden-Aberration bestimmt wird.
18. Verfahren des Bestimmens einer Größe der Amplituden- Aberration nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem eine Größe einer herausgezogenen Variation der optimalen Dosis des Mikromusters (32) und des größeren Musters (31) in Abhängigkeit ei­ ner belichteten Position derart verwendet wird, daß eine Defor­ mationsamplituden-Aberration bestimmt wird.
19. Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter (40), der in ei­ nem optischen Projektionssystem (6) zum Fokussieren eines ge­ beugten Lichtes von einer Photomaske (20) auf ein freigelegtes Substrat (21) angeordnet ist, mit
einem transparenten Substrat (41) mit einer Hauptoberfläche und einem auf der Hauptoberfläche des transparenten Substrates (41) gebildeten lichtdurchlässigen Mehrschichtfilm (42), der eine Form aufweist, die geeignet ist, eine Amplituden-Aberration zu beseitigen,
bei dem eine Dicke von jeder Schicht, die den lichtdurchlässi­ gen Mehrschichtfilm (42) bilden, durch n.λ dargestellt ist, wo­ bei λ eine Wellenlänge des gebeugten Lichtes darstellt und n eine ganze Zahl darstellt.
20. Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter (40) nach An­ spruch 19, bei dem der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm (42) eine konzentrische gewölbte Form, von der ein Querschnitt durch eine negative Funktion vierter Ordnung dargestellt ist, derart aufweist, daß eine positive sphärische Amplituden-Aberration beseitigt wird.
21. Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter (40) nach An­ spruch 19 oder 20, bei dem der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm (42) eine konzentrische schalenähnliche Form, von der ein Querschnitt durch eine posi­ tive Funktion vierter Ordnung dargestellt ist, derart aufweist, daß eine negative sphärische Amplituden-Aberration beseitigt wird.
22. Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter (40) nach einem der Ansprüche 19 bis 21, bei dem der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm (42) eine gewölbte Form nur in eine Richtung, von der ein Querschnitt durch eine nega­ tive Funktion vierter Ordnung dargestellt ist, derart aufweist, daß eine positive Astigmatismusamplituden-Aberration beseitigt wird.
23. Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter (40) nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei dem der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm (42) eine schalenähnliche Form nur in eine Richtung, von der ein Querschnitt durch eine positive Funktion vierter Ordnung dargestellt ist, derart auf­ weist, daß eine negative Astigmatismusamplituden-Aberration be­ seitigt wird.
24. Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter (40) nach einem der Ansprüche 19 bis 23, bei dem der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm (42) eine konzentrische gewölbte Form, von der ein Querschnitt durch eine negative Funktion vierter Ordnung dargestellt ist, derart aufweist, daß eine positive Amplitudenfeldkrümmung beseitigt wird.
25. Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter (40) nach einem der Ansprüche 19 bis 24, bei dem der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm (42) eine konzentrische schalenähnliche Form, von der ein Querschnitt durch eine posi­ tive Funktion vierter Ordnung dargestellt ist, derart aufweist, daß eine negative Amplitudenfeldkrümmung beseitigt wird.
26. Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter (40) nach einem der Ansprüche 19 bis 25, bei dem der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm (42) die Ebene in eine Richtung derart geneigt, von der ein Querschnitt durch eine li­ neare Funktion dargestellt ist, aufweist, daß eine Deformati­ onsamplituden-Aberration beseitigt wird.
27. Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter (40) nach einem der Ansprüche 19 bis 26, bei dem der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm (42) die Steigung in ei­ ner Richtung derart geneigt, von der ein Querschnitt durch eine quadratische Funktion dargestellt ist, aufweist, daß eine Ko­ maamplituden-Aberration beseitigt wird.
28. Amplituden-Aberrationsbeseitigungsfilter (40) nach einem der Ansprüche 19 bis 27, bei dem der lichtdurchlässige Mehrschichtfilm (42) eine Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit aufweist, die eine Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit, die durch Zusammenfügen von Ver­ teilungen der spezifischen Durchlässigkeit, die von den ent­ sprechend einem der Ansprüche 13 bis 18 erfaßten Amplituden- Aberrationen resultieren, erhalten ist, kompensiert, und eine Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit aufweist, die die zusammengefügte Verteilung der spezifischen Durchlässigkeit kompensiert.
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