DE2253492A1

DE2253492A1 - Projektionsverfahren zum erzeugen einer kopie einer photomaske

Info

Publication number: DE2253492A1
Application number: DE2253492A
Authority: DE
Inventors: Edward Curtis Douglas
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1971-11-01
Filing date: 1972-10-31
Publication date: 1973-05-03
Also published as: US3697178A; FR2158339A1; GB1388167A; AU4778872A; CA963981A; JPS5147573B2; IT969625B; FR2158339B1; SE391988B; AU476473B2; NL7214721A; JPS4853255A

Description

Projektionsverfahren zum Erzeugen einer Kopie einer Photomaske.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Projektionsverfahren zum Erzeugen einer Kopie einer Photomaske auf einer Oberfläche eines Substrats, bei welchem die im wesentlichen ebene, mit einer Photolackschicht überzogene Substratoberfläche in einem vorgegebenen Abstand parallel zu der im wesentlichen ebenen Photomaske angeordnet wird, die Photolackschicht mit einem Beugungsbild der Photomaske, das ein dem Bildmuster der Photomaske entsprechendes Primärbild und ein störendes, beugungsbedingtes Sekundärbild umfaßt, belichtet wird, indem sie durch die Photomaske hindurch mit einem kollimierten Bündel im wesentlichen monochromatischen Lichts beleuchtet wird und der Photolack zur Erzeugung der endgültigen Kopie dann entwickelt wird.

Es sind photographische Bearbeitungsverfahren bekannt, bei denen selektiv zu bearbeitende Bereiche einer Oberfläche, wie der Oberfläche eines HalbleiterSubstrats, mittels eines Lichtmusters definiert werden. Bei der selektiven Bearbeitung kann es sich um Ätzen, Diffundieren oder Aufbringen von Niederschlägen auf den ausgewählten Bereichen der Oberfläche handeln. Eine selektive Bearbeitung findet z.B» bei der Herstellung einer Speicherplattenelektrode statt, wie sie in der US-PS 3 433 996 beschrieben ist. Eine solche Speicherplattenelektrode

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enthält eine Photoleiterschicht auf deren Oberfläche sich ein Mosaik von isolierenden Bereichen flnseln") befindet. Die Speicherplattenelektrode kann aus einer Siliciumscheibe hergestellt werden, die auf der einen Seite mit einer Siliciumdioxidschicht überzogen wird, in die ein Strichmuster hoher Liniendichte aus parallelen Siliciumdioxidstreifen eingeätzt wird, die sich jeweils vom einen Rand der Scheibe zum andern erstrecken. Solche Speicherplattenelektroden werden z.B. in Vidicon-Bildaufnahmeröhren verwendet, wie es in der oben erwähnten Veröffentlichung erläutert ist. Bei der Herstellung einer solchen Speicherplattenelektrode bereitet das überziehen der Siliciumdioxidschicht mit der Ätzmaske aus Photolack wegen der angestrebten hohen Streifendichte besondere Schwierigkeiten. Auf Grund der hohen Streifendichte ist es wünschenswert, die Ätzmaske durch Aufprojizleren eines Beugungsbildes herzustellen.

IAn die feinen Einzelheiten einer detailreichen Photomaske nicht zu beschädigen, darf die Photomaske die Photolackschicht nicht berühren. Bei Verwendung monochromatischen kollimierten Lichtes ist es unter bestimmten Umständen nicht erforderlich, zwischen der Photomaske und der Photolackschicht eine Optik anzuordnen um das zur Belichtung erforderliche Bild auf der Photolackschicht zu erzeugen, selbst wenn die Photomaske aus einer Anordnung sehr kleiner Elemente besteht, von deren Schatten man im allgemeinen annehmen sollte, daß sie sich selbst dann überlappen, wenn der Abstand von der Photomaske nur klein ist. In einem solchen Falle wird das Bild vielmehr durch Beugung erzeugt. Eine linsenlose Abbildung der Photomaske, also ihre Abbildung durch Beugung, ist zweckmäßig, wenn eine hohe Auflösung gefordert wird, da das Auflösungsvermögen jeder Linse wegen ihrer endlichen öffnung von Natur aus begrenzt ist und auf diese Welse ein Teil der im Licht verfügbaren Information verlorengeht. Kopierverfahren, bei denen die Abbildung durch Beugung erfolgt, sind aus der US-PS 3 615 447 bekannt und dort genauer erläutert.

Eine Schwierigkeit, die bei der Beugungsabbildung auftritt, besteht jedoch darin, daß die Lichtverteilung störende, beu-

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_ "ί m.

gungsbedingte Sekundärbilder enthält. Diese störenden Sekundärbilder beruhen im allgemeinen auf der Wechselwirkung von unregelmäßigkeit in den Abmessungen der Oberfläche der Photomaske oder des Photolackes mit der monochromatischen, kollimierten Strahlung, mit der die Photomaske beleuchtet wird. Durch solche Sekundärbilder entstehen unter umständen recht störende Fehler in der entwickelten Photolackschicht, die diese unter Umständen sogar völlig unbrauchbar machen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die-Aufgäbe zugrunde, den störenden Einfluß solcher Sekundärbilder weitestgehend auszuschalten.

Gemäß der Erfindung wird dies durch ein Projektionsverfahren der eingangs genannten Art erreicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Orientierung der Ebene der Photomaske bezüglicherer Richtung des auf die Photomaske fallenden Lichts während der Belichtung der Photolackschicht sukzessive derart geändert wird, daß praktisch keine wirksame Belichtung der Photolackschicht durch Sekundärbilder stattfinden kann.

Während die Sekundärbilder bei den bekannten Kopierverfahren Fehler in der entwickelten Photolack- oder Maskenschicht zur EÖLge haben, wird bei dem vorliegenden Verfahren durch die Änderung der Winkelorientierung während der Belichtung und die Verringerung der optischen Dichte des Sekundärbildes verhindert, daß das störende Sekundärbild den Photolack genügend zu belichten vermag. Diejenigen Bereiche des Photolacks, die durch das Primärbild der Photomaske belichtet werden sollen, bleiben dagegen im wesentlichen unbeeinflußt. Das Sekundärbild-muster erscheint also im Gegensatz zum Primärbildmuster nicht in der entwickelten Maskierschicht.

Der Erfindungsgedanke sowie Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Schnittansicht einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung und

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Fig. 2 eine geschnittene perspektivische Ansicht eines Teiles der Einrichtung gemäß Fig. 1.

Beispiel 1; Als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll das Aufkopieren eines großflächigen Streifenmusters hoher Dichte zur Festlegung von Isolierenden Bereichen einer Speicherplatte durch ein mit Fresnel¹scher Beugung arbeitendes Projektionsverfahren erläutert werden.

Eine Photomaske 10 wird hierfür in nahem Abstand von uni parallel zu einer Siliciumscheibe 12 angeordnet. Die Photomaske 10 enthält eine etwa 5 qcm große Glasplatte 16, auf deren einer Seite sich eine Anordnung von opaken Streifen 18 aus Silberhalogenidemulsion befinden, die 5,1 /um breit und durch Zwischenräume der gleichen Breite voneinander getrennt sind, so daß auf den Zentimeter etwa 1000 Streifen kommen. Die Siliciumscheibe 12 hat einen Durchmesser von etwa 2,0 cm und eine Dicke von 375yum, sie ist auf ihrer einen Seite mit einer etwa 600 nm dicken Substratschicht 19 bedeckt. Die Substratschicht 19 ist mit einer Photolackschicht 20 aus einem positiv arbeitenden Photolack hohen Auflösungsvermögen überzogen.

Die Siliciumscheibe 12 wird durch einen Abstandshalter 21 in einem vorgegebenen Abstand von der Photomaske 10 gehalten, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wobei die Streifen 18 der Photolackschicht 20 gegenüberliegen. Die auf diese Weise gebildete Photomaskenanordnung ist auf einem nicht dargestellten Drehtisch derart drehbar gelagert, daß sie durch Drehung um eine zur Ebene der Photomaske 10 normale Achse sukzessive bewegt werden kann.

Zur Exposition der Photomaske 10 dient eine in Fig. 1 dargestellte Beleuchtungseinrichtung, die eine 100-W-Quecksilberhochdrucklampe 22 enthält. Das von der Quecksilberhochdrucklampe 22 erzeugte Lichtbündel 23 fällt durch Beleuchtungs- oder Schaltlinsen 24, eine enge Blende 26, eine Kollimatorlinse 28 und ein Prisma 30 auf die Photomaske 10. Da die Linsen 24 und 28 sowie das Prisma 30 den größten Teil des Lichtes, dessen Wellenlänge unter etwa 400 nm liegt, absorbieren und da die Photolackschicht

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14 für Licht mit einer Wellenlänge über etwa 500 nm unempfindlich ist, besteht das für die Belichtung wirksame Licht aus demjenigen Teil der typischen Strahlung eines Quecksilberhochdruckbogens , die sich in dem verhältnismäßig schmalen Spektralband zwischen 400 nm und 500 nm befindet. Es kann daher als im wesentlichen monochromatisches blaues Licht angesehen werden.

Die Kohärenzlänge des für die Belichtung wirksamen Lichtes beträgt etwa 300yUm und die Richtung der Kollimation ist durch einen dicken Pfeil 34 angegeben. Das exponierende Licht fällt unter einem Einfallswinkel θ von etwa 0,0Ol Radian auf die Oberfläche der Glasplatte 16. In den Fig. 1 und 2 ist der Einfallswinkel θ durch die dem Pfeil 34 entsprechende Kollimationsrichtung und die gestrichelt gezeichnete Normale 36 zur Ebene der Oberseite der Glasplatte 16 der Photomaske 10 begrenzt. Die Winkelorientierung des Lichts wird bei diesem Ausführungsbeispiel während der Exposition dadurch geändert, daß die Lage der Photomaske bezüglich der Richtung, unter der das kollimierte Licht auf die Photomaske 10 geworfen wird, geändert wird, während der Einfallswinkel θ konstant gehalten wird. Dies kann z.B. einfach dadurch erreicht werden, daß man den Drehtisch, auf dem die Anordnung mit der Photomaske 10 montiert ist, während der Belichtung der Photolackschicht 20 eine oder mehrere volle Umdrehungen ausführen läßt. Die Photomaskenanordnung kann z.B. um eine mit der Normalen 36 zusammenfallende Achse gedreht werden. Durch die Drehung ändert sich die Orientierung der Photomaske bezüglich der durch den Pfeil 34 dargestellten Einfallsrichtung des Lichtes. Die Orientierung oder der Rotationswinkel des Lichts ist durch einen Winkel φ zwischen einer durch die Drehachse (Normale 36) gehende Bezugslinie 38 in der Ebene der Oberseite der Glasplatte 16 der Photomaske und eine Linie 40 bestimmt, in der sich die Oberseite der Glasplatte 16 mit einer Ebene schneiden, welche die mit der Normalen 36 zusammenfallende Drehachse und einen diese schneidenden Lichtstrahl (der in Richtung des Pfeiles 34 verläuft) enthält.

In Fig. 2 ist zur Erläuterung der untere Rand einer der Streifen 18 der Photomaske, der durch die mit der Normalen 36

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zusammenfallende Drehachse geht, als Bezugslinie 38 für den Drehwinkel φ verwendet worden.

Nach der Belichtung wird die Photolackschicht 20 entwickelt um die gewünschte Kopie in Form eines Musters aus Streifen, die lediglich dem Primärbild der Photomaske 10 entsprechen, zu erzeugen. Die entwickelte Photolackschicht wird dann als Ätzmaske verwendet, um in die aus Siliciumdioxid bestehende Substratschicht 19 Streifen einzuätzen, anschließend wird der Rest des Photolacks im Zuge der Fertigstellung der Speicherplatte entfernt.

Beispiel 2; Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Muster der beim Beispiel 1 erwähnten Photomaske 10 auf die mit Photolack überzogene Substratschicht 19 bzw. Siliciumscheibe 12 nicht durch Fresnel-Beugungs-Projektion wie beim Beispiel 1 sondern durch Beugungs-Selbstabbildungs-Projektion kopiert.

Die hierfür verwendete Einrichtung entspricht im wesentlichen der, die anhand des Beispiels 1 beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß der Abstand zwischen der Photomaske 10 und der Photolackschicht 20 nun 180 »um beträgt, so daß sich diese nun in der ersten Selbstabbildungsebene der Photomaske 10 befindet.

Man läßt das Licht wieder unter einem Winkel von etwa

0,001 Radian auffallen. Während der Exposition wird die Photomaskenanordnung wie beim Beispiel 1 gedreht um die Orientierung, d.h. den Drehwinkel φ zu ändern.

Beim Projektionskopieren mit Fresnel'scher Beugung, wie beim Beispiel 1, wird ein Teil des während der Exposition auf die Photolackschicht fallenden Lichtes von deren Oberfläche zur Photomaske reflektiert und dieses Licht interferiert mit dem einfallenden Licht. Es läßt sich nie vermeiden, daß die Dicke der Photolackschicht und der Substratschicht gewissen Schwankungen unterworfen ist, und daß die Oberfläche der Siliciumscheibe nicht ganz genau eben ist. Die Oberfläche der Photolackschicht kann in manchen Bereichen bis zu 3 ,um oder

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mehr von einer idealen Ebene abweichen* so daß also erhöhte und vertiefte Bereiche vorhanden sind. Diese erhöhten und vertieften Bereiche ergeben Abstandsschwankungen zwischen der Photomaske und der Photolackschicht, die ein störendes Sekundärbild aus konzentrischen Ringen auf der Photolackschicht entstehen lassen. Diese Ringe sind die bekannten Newton'sehen Ringe _B die man bei brechenden Linsen und anderswo unter gewissen Bedingungen beobachten kann. Durch die erfindungsgemäße fortlaufende Änderung der Winkelorientierung des Lichtes bezüglich der Photomaske während der Exposition wird die optische Dichte der störenden Ringmuster, also ihre Beleuchtungsstärke derart verringert, daß diese Ringe in dem durch den entwickelten Photolack gebildeten Muster nicht f.%br in Erscheinung treten. Das gewünschte Maskierungsschicht-Hiuster der Photomaske entsprechend dem Primärbild wird dagegen durch die während der Exposition durchgeführte Änderung der Winkelorientierung praktisch nicht beeinflußt.

Die beim Projektionskopieren mit Beugungs-Selbstabbildung auftretenden störenden Sekundärbilder dürften auf Unvollkommenheiten der Photomaske beruhen. Photomasken mit sehr dicht angeordneten Elementen, wie mehreren hundert Linien pro Zentimeter und mehr werden im allgemeinen mit mechanisch hergestellten Vorlagen (Gittern) erzeugt, bei denen sich periodische Fehler kaum vermeiden lassen, z.B. in Folge von periodischen Korrekturen des Strichabstandes bei der Gitterherstellung mittels einer Teilmaschine. Diese periodischen Unregelmäßigkeiten haben ein störendes Sekundärbild in Form von Geisterlinien in der Selbstabbildung sebene zur Folge, in der sich die Photolackschicht befindet. Durch Änderung der Winkelorientierung des Lichtes während der Exposition wird die optische Dichte der störenden Geisterlinien verringert, so daß sie in der Ätzmaske aus der entwickelten Photolackschicht praktisch nicht erscheinen.

Die Expositionszeit wird so gewählt, daß der Phqtolack durch das Primärbild ausreichend belichtet wird während die Belichtung des Photolacks durch das Sekundärbild nicht genügt. Für einen vorgegebenen Photolack wird für eine volle Exposition im allgemeinen eine gewisse optische Mindest-Schwellwert-

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dichte des exponierenden Lichts benötigt. Die optische Dichte an einem Elementarbereich des Photolacks kann als das Produkt aus der Intensität des exponierenden Lichts und der Zeit, während der der betreffende Elementarbereich dem Licht ausgesetzt ist, angesehen werden. Bei dem vorliegenden Verfahren bewegt sich das störende Sekundärbild während der Exposition fortlaufend über den Photolack, so daß die optische Dichte unter den Schwellwert abgesenkt wird, während die optische Dichte des Primärbildes einen oberhalb des Schwellwerts liegenden Wert im wesentlichen unverändert beibehält. Durch geeignete Wahl der Expositionszeit wird also verhindert, daß das Sekundärbild den Photolack vollständig durchexponiert. Für ein spezielles optisches System und einen speziellen Photolack läßt sich die erforderliche Belichtungszeit einfach durch eine Versuchsreihe ermitteln.

Das Aufprojizieren des exponierenden Lichtes mit schräger oder schiefer Orientierung und die sukzessive Änderung dieser schrägen Orientierung während der Exposition sind kritische Gesichtspunkte des Verfahrens gemäß der Erfindung. Die schräge Orientierung läßt sich durch Veränderung des Einfallswinkels und/oder des Drehwinkels des Lichts während der Exposition ändern. Die Änderung der Orientierung des Lichts hat von Natur aus einen wesentlich größeren Einfluß auf die störenden Sekundärbildmuster als auf das primäre Beugungsbild des Photomaskenmusters. Die störenden Sekundärbildmuster sind das Ergebnis von Interferenzen höherer Ordnung als diejenigen, die das primäre Beugungsbild der Photomaske entstehen lassen und sie hängen daher auch wesentlich stärker von der Orientierungsrichtung des Lichtes bezüglich der Photomaske ab. Eine geringe Änderung der Orientierung hat eine relativ große zeitliche Verschiebung der störenden Sekundärbildmuster über die Oberfläche des Photolacks zur Folge, während das primäre Beugungsbild der Photomaske relativ fest bleibt. Da ein gewisser Mindest-Schwellwert der optischen Dichte oder Gesamtlichtfluß pro Flächeneinheit während der gesamten Expositionszeit erforderlich ist, um den Photolack vollständig durchzubelichten, kann man die störenden Sekundärbildmuster ausreichend über die Oberfläche des Photolacks bewegen,

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um ihre optische Dichte unter den Schwellwert des Photolacks für eine vorgegebene Zeit zu verringern, so daß diese störenden Sekundärbilder selektiv von dem durch den entwickelten Photolack gebildeten Muster eliminiert werden, während das primäre Photomaskenmuster im entwickelten Photolack ohne wesentliche Beeinträchtigung erscheint. In manchen Fällen kann die optische Dichte der störenden Sekundärbildmuster noch ausreichen, um den Photolaek teilweise, jedoch nicht vollständig, zu belichten. In diesen Fällen erscheinen die störenden Sekundärbildmuster dann als Rippen im entwickelten Photolaek, sie beeinträchtigen jedoch die Verwendung des Photolacks als Ätzmaske nicht, da die Belichtung des Sekundärbilds nicht ausreicht, um unerwünschte Bereiche des Substrats ganz freizulegen.

Für die meisten Zwecke ist es das Einfachste, die sukzessive Änderung der Winkelorientierung des exponierenden Lichtes durch Drehen der Photomaskenanordnung zu bewirken, wie es oben bei den Beispielen 1 und 2 erläutert wurde, da für diese Bewegung nur ein Drehtisch erforderlich ist, auf dem die Photomaskenanordnung angebracht werden kann. Die Belichtungsanordnung kann dagegen stationär bleiben.

Bei den oben beschriebenen Beispielen 1 und 2 verläuft die Drehachse (entsprechend der Normalen 36) senkrecht zur Ebene der Photomaske, es ist jedoch auch möglich, den Winkel, den die Drehachse mit der Ebene der Photomaske bildet, um einen kleinen Betrag zu ändern. Man kann den Winkel zwischen der Drehachse und der Ebene der Photomaske auch während der Belichtung kontinuierlich ändern und wieder bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann dieser Winkel gleichzeitig mit dem Winkel θ geändert werden. Man kann jeden dieser beiden Winkel für sich allein ändern, solange der Einfallswinkel Θ nicht während der ganzen Belichtungsdauer gleich null ist.

Der Maximalwert des schrägen Winkels oder Einfallswinkels θ des Lichtes sowie die Änderung des Winkels zwischen der Drehachse und der Ebene der Photomaske hängen u.a. von dem Beugungsmuster der Photomaske und den störenden Sekundärbildern ab. Der nutzbare Winkelbereich liegt im allgemeinen unter etwa

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0,01 Radian, da bei größeren Winkeln eine Übermäßige Verzerrung des gewünschten Beugungsbildes der Photomaske auftritt. Der Winkel soll gerade so groß gewählt werden, daß die unerwünschten störenden Sekundärbildmuster unterdrückt werden, nicht jedoch größer. Für Photomasken mit hoher Liniendichte, wie sie bei den obigen bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, liegen die brauchbarsten Winkel im Bereich von 0,005 bis 0,001 Radian.

Das vorliegende Verfahren läßt sich bei allen Projektionskopierverfahren anwenden, bei denen das Primärbild der Photomaske, mit dem der Photolack belichtet werden soll, durch Beugung und nicht durch eine brechende Linse erzeugt wird, und bei denen das Bild störende, beugungsbedingte Sekundärbilder enthält.

Das mit Photolack überzogene Substrat soll im wesentlichen eben sein und die Abweichungen von einer idealen Ebene sollen vorzugsweise weniger als etwa 2,5 bis 3/um betragen, so daß sich die ganze Fläche innerhalb des Tiefenbereiches des Beugungsbildes befindet.

Das exponierende Licht soll im wesentlichen monochromatisch sein, d.h. innerhalb eines Wellenbereiches von etwa 100 nm liegen, so daß sich ein scharfes Beugungsbild ergibt. Die Kohärenzlänge sollte etwa 300.um oder mehr betragen. Anstelle der Quecksilberdampflampe 22 kann man bei den oben beschriebenen Beispielen selbstverständlich auch einen Laser als Lichtquelle verwenden.

Bei einem Projektionsverfahren, das mit Fresnel'scher Beugung arbeitet, wie das Verfahren gemäß dem obigen Beispiel 1, wird die Photolackschicht in einem verhältnismäßig kleinen Abstand von der Photomaske angeordnet. Der optimale Abstand hängt von der Wellenlänge des beleuchtenden Lichtes sowie von der Liniendichte der Elemente des Musters der Photomaske ab.

Im allgemeinen soll der Abstand so klein wie möglich sein, ohne daß sich Photomaske und Photolackschicht berühren, er soll jedoch nicht größer sein als die Abmessung der kleinsten öffnungen der Photomaske.

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Für ein Beugungsbild-Projektionsverfahren mit Photomasken einer Liniendichte von etwa 1000 Linien pro Zentimeter und Licht einer Wellenlänge zwischen 400 ram und 500 ran zur Beleuchtung, beträgt der optimale Abstand zwischen dem Photolack und der Photomaske etwa 6 ,um. Die Schärfentiefe beträgt etwa 6 ,um; die Angabe "etwa 6 ,um¹* bedeutet also für diese Anwendung der Fresnel-Beugungsprojektion zwischen 3,um und 9»um.

Die Photomaske kann bei der Fresnel-Beugungsprojektion irgendein beliebiges Muster aufweisen. In der Praxis wird die Fresnel-Beugungsprojektion jedoch in erster Linie bei Mustern verwendet, deren Detaildichte so groß ist, daß die Verwendung einer Abbildungsoptik oder Linse unzweckmäßig wird.

Beim Projektionskopieren mit Beugungs-Selbstabbildung beträgt der Abstand einer Photomaske mit etwa 1000 Linien pro Zentimeter von der Photolackschicht etwa l8Q,um. Die Feld- oder Schärfentiefe beträgt etwa 15/Wn, "etwa 180,Um" bedeutet also einen Abstand zwischen 165»um und 195»um» Der Abstand hängt von der Wellenlänge des zur Beleuchtung verwendeten Lichtes und dem Abstand zwischen den periodischen Elementen des Photomaskenmusters ab. Nur Photomasken mit einem periodischen Muster liefern ein geeignetes Beugungsbild. Das erzeugte Beugungsbild entspricht in seiner Periodizität dem Photomaskenmuster, es kann sich jedoch von diesem im Elementdetail bei Abständen zwischen den Bildebenen unterscheiden. Unter dem Primärbild soll also das gewünschte Muster verstanden werden, gleichgültig ob es dem Muster der Photomaske im Elementdetail entspricht oder nicht. Die hier angegebenen AbStandsbereiche haben sich für Anwendungen der Beugungsbildprojektion entsprechend den bevorzugten Beispielen 1 und 2 als besonders brauchbar erwiesen. Das vorliegende Verfahren ist jedoch selbstverständlich nicht auf diese Abstände beschränkt sondern läßt sich bei jeder Beugungsbildprojektion anwenden, gleichgültig ob mit Fresnel'scher Beugung oder Beugungsabbildung gearbeitet wird, wenn das Bild störende beugungsbedingte Sekundärbilder enthält.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung wurde die Orientierung des zur Exposition verwendeten Lichtes

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bezüglich der Ebene der Photomaske auf verschiedene Weise geändert. Diese Ausführungsbeispiele sind ebenfalls nicht einschränkend auszulegen, da man die Orientierung des Lichts während der Exposition auch auf andere Weise ändern kann. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgte eine relative Verschiebung zwischen der Richtung des exponierenden Lichts und der Lage der Photomaske. Die gleichen oder ähnliche Änderungen hinsichtlich der Orientierung zwischen dem zur Exposition dienenden Licht in der Photomaske lassen sich selbstverständlich auch dadurch erreichen, daß man die Lichtquelle bewegt und die Photomaske stationär hält. Bei der Einrichtung gemäß Fig. 1 kann man z.B. die Lichtquelle 22 mit der zugehörigen Optik um die Richtung des Pfeils 34 als Achse rotieren lassen, um die gewünschte Änderung der Orientierung zu erhalten. Es ist erforderlich, daß das Licht an der Ebene der Photomaske während der sukzessiven Variationen der Orientierungsänderung unter dem kleinen Winkel θ eintrifft. Der Winkel θ kann momentan durch null gehen, wenn sowohl die Lichtquelle als auch die Photomaske gleichzeitig relativ zueinander bewegt werden, z.B. wenn die Winkel θ υηαφ während der Exposition gleichzeitig und fortlaufend geändert werden. Anstelle einer Drehbewegung kann auch eine Kombination von Bewegungen durchgeführt werden, die die erforderliche Änderung der Orientierung des Lichts ergibt.

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Claims

- 13 ■ Patentansprüche

Projektionsverfahren zum Erzeugen einer Kopie einer Photomaske auf einer Oberfläche eines Substrats, bei welchem die im wesentlichen ebene, mit einer Photolackschicht überzogene Substratoberfläche in einem vorgegebenen Abstand parallel zu der im wesentlichen ebenen Photomaske angeordnet wird, die Photolackschicht mit einem Beugungsbild der Photomaske, das ein dem Bildmuster der Photomaske entsprechendes Primärbild und ein störendes, beugungsbedingtes Sekundärbild umfaßt, belichtet wird, indem sie durch die Photomaske hindurch mit einem kollimierten Bündel im wesentlichen monochromatischen Lichts beleuchtet wird und der Photolack zur Erzeugung der endgültigen Kopie dann entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung der Ebene der Photomaske (10) bezüglich der Richtung (34) des auf die Photomaske fallenden Lichtes während der Exposition der Photolackschicht (20) sukzessive derart geändert wird, daß das Sekundärbild keine endgültige Kopie in der Photolackschicht liefert.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Orientierung der Richtung (34) des kollimierten Lichts relativ zur Photomaske (10) durch Änderung der Lage der Photomaske bezüglich der Richtung des kollimierten Lichts geändert wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Orientierung der Richtung des Lichts relativ zur Photomaske durch Änderung der gegenseitigen Winkel- · Orientierung sukzessive geändert wird.
4.) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Winkelorientierung durch Drehen der Photomaske (10) um eine Drehachse (36) mit einem kleinen Winkel (e) bezüglich der Richtung (34) des kollimierten Lichts geändert wird.
5.) Verfahren nach Anspruch 4, /dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse senkrecht auf der Ebene

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der Photomaske steht oder einen kleinen Winkel mit einer Normalen zur Ebene der Photomaske (10) bildet.
6.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der kleine Winkel zwischen der Drehachse und der Richtung des kollimierten Lichts während der Exposition des Photolacks sukzessive geändert wird.
7.) Verfahren nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet , daß der kleine Winkel zwischen der Drehachse und der Normalen zur Ebene der Photomaske während der Exposition des Photolacks sukzessive geändert wird.
8.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der kleine Winkel während der Änderung des Drehwinkels auf einen Wert zwischen 0,01 und etwa 0,001 Radian fixiert ist.
9.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Anbrüche, dadurch gekennzeichnet, daß Licht mit einer Kohärenzlänge von mindestens etwa 300yUm und einer Wellenlänge zwischen etwa 400 ran und etwa 500 nm verwendet wird.
10.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als primäres Beugungsbild ein Fresnel* sches Beugungsbild verwendet wird.
11.) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Photolackschicht (20) mit einem Abstand von etwa 6 Aim bis etwa 180,um von der Photomaske angeordnet wird.
12.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als primäres Beugungsbild ein Beugungs-Selbstbild verwendet wird.
13.) Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die mit Photolack überzogene Oberfläche in einem Abstand zwischen etwa 6 ,um und etwa 180,um von der Photomaske angeordnet wird.

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14.) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch ge kenn zeichnet , daß die Photolackschicht in einem Abstand zwischen etwa 3 und 9 ,um von der Photomaske angeordnet wird.

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