NL1003809C2

NL1003809C2 - Patroonvormingsproces en belichtingsinrichting.

Info

Publication number: NL1003809C2
Application number: NL1003809A
Authority: NL
Inventors: Masaya Uematsu
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-08-14
Filing date: 1996-08-14
Publication date: 1997-04-11
Also published as: FR2738670B1; NL1003809A1; JPH0955349A; US5982476A; FR2738670A1

Description

PATROONVORMINGSPROCES EN BELICHTINGSINRICHTING

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

1. Gebied van de uitvinding

Deze uitvinding heeft betrekking op een proces voor vorming van een patroon waardoor een patroon kan 5 worden gevormd onder optimale lichtbroncondities die weinig nadeel van de secundaire piek opleveren, zelfs wanneer bijvoorbeeld een faseverschuivingsmasker wordt gebruikt en op een belicntingsinrichting.

2. Beschrijving van de gerelateerde techniek 10 Momenteel worden, bij het speurwerk en de ontwikkeling van de geïntegreerde halfgeleiderschakelin-gen, elementen met een ontwerpnorm van een sub-halve micron oppervlak onderzocht en ontwikkeld. Bij de ontwikkeling van deze elementen, is fotolitografiscne technolo-15 gie onmisbaar. Zonder overdrijving kan worden gesteld dat het oplossend vermogen van de belichtingsapparatuur gebruikt in deze fotolitografische technologie, dat wil zeggen, de zogenaamde "projectie-uitlijners" (reductie-, projectie- en belichtingsinrichtingen), het succes be-20 paalt van het speurwerk en de ontwikkeling naar halfgeleiderelementen en de mogelijkheid deze in massa te produceren.

Het oplossend vermogen van de projectie-uitlij -ners is verbeterd door de NA van de reductie- en projec-25 tielens groter te maken of door de belichtingsgolfvorm korter te maken op basis van de vergelijking van Reyl-eigh. Bij de fabricage van een halfgeleiderelement echter, doen zich stapverschillen voor veroorzaakt door de topografie, wafelvlakheid, enz. van het halfgeleiderele-30 ment, waardoor niet alleen het oplossend vermogen, maar ook de verzekering van de dieptescherpte belangrijke 1003809 2 parameters zijn. De afmetingsprecisie van het resistpa-troon in het fotolitografische proces in de fabricage van een halfgeleiderelement is in het algemeen plus of min 15%. In een feitelijk element, zoals wordt getoond in 5 fig. 1, treedt altijd oneffenheid op het oppervlak van het halfgeleidersubstraat S. Neem het voorbeeld waarbij een uitstekend gedeelte In van polykristallijn silicium aanwezig is. Als gevolg daarvan wordt het patroon van de resist PR niet gevormd op hetzelfde brandpuntsvlak. Om 10 deze reden worden de afmetingen van het patroon van resist PR verschillend tussen het bovenste gedeelte en het onderste gedeelte van het stapverschil. Natuurlijk wordt dit opvallend naarmate het patroon fijner wordt terwijl stapverschillen met dezelfde golfvorm en dezelfde 15 lensopening worden gebruikt. Deze tendens wordt gewoonlijk waargenomen bij alle types resists.

De dieptescherpte wordt kleiner, hoofdzakelijk evenredig met de belichtingsgolfvorm en omgekeerd evenredig met het kwadraat van het lensopeningsgetal (NA) . In 2 0 een massaproductieproces, is een dieptescherpte van circa 1,5 μη noodzakelijk. Hierdoor is er een grens waarbij zowel aan het oplossend vermogen als aan de dieptescherpte welke worden vereist, kan worden voldaan.

De figuren 2A en 2B zijn aanzichten betreffende 25 de NA-afhankelijkheid wanneer het oplossend vermogen van de dieptescherpte (DOF) bij KrF excimeer laser litogra-fie, wat het nieuwste belichtingsproces is, als parameter wordt gebruikt. Zoals ook blijkt uit de figuren, bedraagt het hoogste te verkrijgen oplossend vermogen nadat vol-30 daan is aan de vereiste dieptescherpte van 1,5 μιη, circa 0,35 Mm. Bijgevolg is het extreem moeilijk een lijnbreedte van 0,35 Mm of minder op te lossen met een scherptediepte van 1,5 Mm of meer. Er zijn bepaalde technologische oplossingen ter vergroting van de dieptescherpte 35 nodig.

Om op deze vereisten te reageren, is een fase-verschuivingswerkwijze van het halftoontype voorgesteld in de afgelopen jaren. Dit belichtingsproces is een 1003809 3 extreem bruikbaar proces om de mate van resolutie en dieptescherpte van een geïsoleerd patroon, zoals contact-gaten te verbeteren. In het faseverschuivingsproces van het halftoontype, zoals wordt getoond in fig. 3, worden 5 half transparante Cr O , Si.N , SiON , Mo Si films enz. die een transmittantie bezitten van ongeveer enkele tot circa 20% ten opzichte van het licht voor de belichting, dat wil zeggen, die een zeer kleine hoeveelheid belichtings-licht doorlaten, gebruikt bij wijze van halftoonfilm 2 10 corresponderend met een donker gedeelte 1. In een licht gedeelte 3, worden zowel film 2 als het transparante substraat (waarop het uitgespaarde gedeelte 5 gevormd is) danwel alleen film 2 geëtst en als masker gebruikt. Op dit tijdstip kan, door het faseverschil tussen helder 15 gedeelte 3 en donker gedeelte 1 gevormd door de half-transparante film in te stellen op 180°, zoals wordt getoond in figuur 4B, de gradiënt van de lichtintensi-teitsverdeling in het geïsoleerde patroon (bijvoorbeeld een gatpatroon van 0,6γ/ΝΑ) scherp worden gemaakt. Merk 20 op dat figuur 4A een aanzicht is van de lichtverdelings-intensiteit in een geïsoleerd patroon waarvoor in verwante technieken een chroommasker wordt gebruikt.

Figuur 5 is een aanzicht van het resultaat van experimenten bedoeld om te tonen dat de dieptescherpte 25 (DOF) in hoge mate wordt verbeterd bij gebruik van een faseverschuivingsmasker ter vorming van een geïsoleerd contactgat. De zwarte punten in figuur 5 vormen een aanzicht van het geval waarbij het faseverschuivingsmasker gebruikt is, en de witte punten tonen het geval 30 waarbij een chroommasker volgens verwante technieken gebruikt is.

Bij het ontwerp van dit faseverschuivingsmasker, is de transmittantie van halftoonfilm 2 getoond in figuur 3 een belangrijk element. Dat wil zeggen dat, om 35 de gradiënt van de lichtintensiteitsverdeling in het geïsoleerde patroon scherper te maken, het volstaat de transmittantie van halftoonfilm 2, te verhogen. Door de transmittantie te verhogen, wordt echter het lichtblokke- 1003809 4 rende effect van halftoonfilm 2 verzwakt en wordt het gehele oppervlak van de resist blootgesteld.

Ook wordt gewoonlijk, bij de vorming van het patroon, aan weerszijden van de positie van het gewenste 5 patroon in de lichtintensiteitsverdeling, ongeacht de lichtblokkeringspositie, zoals wordt getoond in figuur 6, een secundaire piek, zij lob genaamd, veroorzaakt als gevolg van het nabijheidseffect. De secundaire piek wordt versterkt door verhoging van de halftoontransmittantie.

10 Zoals wordt getoond in figuur 7, eindigen zelfs bij zogenaamde compleet geïsoleerde contactgaten waarin de aangrenzende patronen van elkaar gespatieerd zijn met 3W of meer, waarbij de ontwerpdimensie van bijvoorbeeld het gatpatroon 6 W bedraagt, de perifere gedeeltes met een 15 "gegutste" vorm (zie verwijsnummer 8). In de in fig. 7 getoonde vorm, is er reden tot bezorgdheid dat de diameter van de contacten in de etsingsstap vergroot zal worden.

Voorts wordt, wanneer het de bedoeling is het 20 halftoonfaseverschuivingsmaskeringsproces toe te passen op een zogenaamd herhaald patroongedeelte met een hoge patroondichtheid, de secundaire piek benadrukt door de wederzijdse verstoring van aangrenzende patronen, dat wil zeggen, het onderlinge nabijheidseffect in een zogenaamd 25 herhaald patroongedeelte met een hoge patroondichtheid, waardoor dit opvallender wordt".

Bijgevolg moeten, wanneer het de bedoeling is het elementpatroon te vormen met gebruikmaking van het halftoonfaseverschuivingsmaskeringsproces een ontwerp- en 30 CAD-stap worden uitgevoerd waarbij in voldoende mate rekening wordt gehouden met de afstand tussen patronen.

Er wordt een enorme last gelegd op het ontwerp en de CAD-stap, en praktisch gebruik wordt belemmerd.

Om de resolutie van de secundaire piek te 35 onderdrukken, volstaat het wanneer de lichtintensiteit van de secundaire piek wordt verlaagd in een mate waardoor de resolutie niet optreedt. De lichtintensiteit van de secundaire piek hangt af van de lichtintensiteit van 1003809 5 het centrale gedeelte van de lichtbron. Daarom wordt een proces ter onderdrukking van de resolutie van de secundaire piek door verlaging van de lichtintensiteit van het centrale gedeelte van de lichtbron voorgesteld.

5 Op deze wijze werd door experimenten bevestigd dat, met het belichtingsproces waarbij de lichtintensiteit van het centrale gedeelte van de lichtbron wordt verlaagd en met gebruikmaking van een faseverschuivings-masker, de secundaire piek niet wordt opgelost door een 10 lichtbron met een lichtintensiteitsverdeling met een gebruikelijke Gausse verdeling zelfs wanneer het patroon-interval van de contactgaten smaller is dan dat van het belichtingsproces.

Zo is figuur 8B een aanzicht van een voorbeeld 15 waarin een patroon van contactgaten met een binnendiame-ter van 0,3 0 μιη gevormd is op het substraat door een Kr F excimeer laser stepper met een NA van 0,45 met gebruikmaking van een effectieve lichtbron met een lage lichtintensiteit ter plaatse van het centrale gedeelte en een 20 halftoonfaseverschuivingsmasker. In dit experiment werd positieve resist van het chemische versterkingstype (WKR-PT2) gebruikt als resist. Er werden contactgatpatronen gevormd voor patronen waarin de verhouding van de binnen-diameter van de contactgaten en het interval ertussenin 25 (werkverhouding) veranderd werd in 1:3, 1:1,5 en 1:1. De resultaten van aftastelektronehmicroscoop SEM (foto's) worden getoond in fig. 8B.

Ook werden, ter vergelijking, contactgatpatronen gevormd onder drie types condities op dezelfde wijze 30 behoudens dat de lichtintensiteitsverdeling uitgestraald op de vliegenooglens Gaussisch verdeeld gemaakt werd als getoond in fig. 8A. Voorts werden, ter vergelijking, contactgatpatronen gevormd onder drie types condities op dezelfde wijze behoudens dat de lichtintensiteitsverde-35 ling uitgestraald op de effectieve lichtbron werd gemaakt tot de ringgordelverlichting (de lichtintensiteit van het centrale gedeelte werd ingesteld op 0). De resultaten van waarneming met SEM foto's worden getoond in fig. 8C. Uit 1003809 6 de resultaten van deze experimenten werd bevestigd dat de secundaire piek bijna niet werd geïsoleerd door de belichting met een lichtbron met een verdeling waarbij de lichtintensiteit zwak was ter plaatse van het centrale 5 gedeelte (fig. 8B en 8C) zelfs wanneer het interval tussen de contactgaten nauw werd.

Ingeval het echter de bedoeling is een patroon van geïsoleerde contacgaten als getoond in fig. 9 te vormen, in de combinatie (o in de figuur) van de ringgor-10 delbelichting en het halftoonfaseverschuivingsmasker, werd de DOF verlaagd (de focusbreedte wordt smal in de figuur) in vergelijking met de combinatie van de gebruikelijke belichting en het halftoonfaseverschuivingsmasker (□ in de figuur).

15 Om precies te zijn, kan de resolutie van de secundaire piek worden onderdrukt door de lichtintensiteit te verlagen van het centrale gedeelte van de lichtbron, maar wanneer deze te ver wordt verlaagd, wordt het effect van het halftoonfaseverschuivingsmasker geredu-20 ceerd. Ook blijkt dat, zoals wordt getoond in de figuren 8A t/m 8C, dat de mate van resolutie van de secundaire piek verschilt afhankelijk van het interval van de patronen. Bijgevolg is het nodig de condities zoals de licht-verdelingsintensiteit van de lichtbron te optimaliseren 25 om de resolutie van de secundaire piek te onderdrukken, zonder het effect van het faseverschuivingsmasker te reduceren.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

30 Het is een doel van deze uitvinding te voorzien in een proces voor het vormen van een patroon waarmee het patroon gevormd kan worden onder de optimale lichtbron-condities met weinig last van een secundaire piek zelfs wanneer bijvoorbeeld een faseverschuivingsmasker wordt 35 gebruikt en te voorzien in een belichtingsinrichting die hiervan gebruik maakt.

Volgens de uitvinding, wordt voorzien in een proces voor het vormen van een patroon op een substraat, 1003809 7 door het licht uitgezonden door een lichtbron te onderwerpen aan een masker zodat het patroon van het masker wordt overgebracht naar het substraat waardoor een uiteindelijk patroon wordt gevormd op het substraat, welk 5 proces bestaat uit de stappen: definiëren van een gebied in het substraat waarop het patroon niet wordt gevormd als diagnostisch gebied en overbrengen van een inspectie-patroon op het diagnostisch gebied door belichting; opzoeken van de intensiteitsverdeling van het belich-10 tingslicht overgebracht naar het diagnostische gebied en waarnemen van ten minste de secundaire piek van de licht-intensiteitsverdeling; optimaliseren van de werkconditie van de lichtbron zodat de lichtintensiteitsverdeling van de secundaire piek wordt gereduceerd; vormen van een 15 fotoresistlaag op het substraat; gebruiken van het licht uitgezonden door de lichtbron die werkt onder de geoptimaliseerde conditie waarbij belichting wordt uitgevoerd op de fotoresistlaag om daar een uiteindelijk patroon op over te brengen; en ontwikkelen van de fotoresistlaag 20 waarop het uiteindelijke patroon is overgebracht.

Bij voorkeur wordt het inspectiepatroon gevormd in een masker dat verschilt van het masker voor vorming van het uiteindelijke patroon.

Bij voorkeur wordt het inspectiepatroon gevormd 25 op hetzelfde masker als het masker voor vorming van het uiteindelijke patroon en aan dë periferie van het patroon.

Bij voorkeur bestaat het inspectiepatroon uit hetzelfde patroon als het uiteindelijke patroon.

30 Bij voorkeur is het masker een faseverschui- vingsmasker.

Voorts wordt bij voorkeur het diagnostische gebied vervaardigd van een fotochromisch materiaal, wordt de kleurverandering van het oppervlak van het materiaal 35 veroorzaakt door de intensiteitsverdeling van het belich-tingslicht uitgestraald op het fotochromische materiaal gefotografeerd, en wordt de lichtintensiteit van de 1003809 8 secundaire piek gedetecteerd op basis van het resultaat van het fotograferen.

Bij voorkeur wordt het diagnostisch gebied gevormd als fotografisch middel dat de tweedimensionale 5 verdeling van de lichtintensiteit kan detecteren en wordt het beeld gefotografeerd door het fotografische middel gebruikt om de lichtintensiteit van de secundaire piek te detecteren.

Voorts is bij voorkeur het diagnostisch gebied 10 de periferie van het substraat waarop het uiteindelijke patroon moet worden gevormd en wordt het gereflecteerde licht van het inspectiepatroon uitgestraald op het diagnostisch gebied gefotografeerd om de lichtintensiteit van de secundaire piek te detecteren.

15 Volgens deze uitvinding, wordt voorzien in een werkwijze voor het vormen van een patroon waarbij de optimaliseringsstap van de operationele conditie van de lichtbron verder de stappen bevat van: verandering van de lichtintensiteitsverdeling uit de lichtbron zodat de 20 lichtintensiteit van de secundaire piek een voorafbepaalde waarde of minder krijgt en bepalen van condities van een lichtbron met een optimale verdeling van de lichtintensiteit welke niet meer dan de voorafbepaalde waarde geeft; en kiezen van de lichtbron met de optimale licht-25 intensiteitsverdeling als lichtbron voor het belichtings-licht.

Bij voorkeur bevat de optimaliseringsstap van de operationele conditie van de lichtbron voorts de stappen: veranderen van de verdeling van de lichtintensi-30 teit uit de lichtbron zodat de primaire piek van de intensiteitsverdeling van het belichtingslicht uitgestraald op het diagnostisch gebied een voorafbepaalde waarde of meer krijgt en bepalen van condities van een lichtbron met een optimale verdeling van de lichtintensi-35 teit die niet meer dan de voorafbepaalde waarde geeft; en kiezen van deze lichtbron met optimale lichtintensiteitsverdeling als lichtbron voor het belichtingslicht.

1003809 9

Bij voorkeur omvat de optimaliseringsstap van de operationele conditie van de lichtbron voorts de stappen: instellen van het belichtingslicht onder een 5 aantal focuseringscondities, bij uitstraling van het belichtingslicht op het diagnostisch gebied; veranderen van de lichtintensiteitsverdeling uit de lichtbron zo dat de lichtintensiteiten van de secundaire pieken gedetecteerd onder de verschillende condities over het geheel 10 genomen niet meer worden dan een voorafbepaalde waarde, bij uitstraling van het belichtingslicht onder deze verschillende focuseringscondities; en kiezen van de lichtintensiteitsverdeling van de lichtbron welke een totaalwaarde oplevert van de lichtintensiteitsverdeling 15 van de secundaire pieken van ten hoogste de voorafbepaalde waarde als optimale lichtintensiteitsverdeling van de lichtbron.

Voorts bevat bij voorkeur het proces ter vorming van een patroon volgens deze uitvinding de stappen: 20 uitstralen van het belichtingslicht met ge bruikmaking van een aantal inspectiepatronen, bij de uitstraling van het belichtingslicht op het diagnostisch gebied; veranderen van de lichtintensiteitsverdeling vanuit de lichtbron zodat de lichtintensiteiten van de 25 secundaire pieken gedetecteerd onder de verschillende condities in totaliteit ten hoogste de voorafbepaalde waarde krijgen; en kiezen van de lichtintensiteitsverdeling van de lichtbron welke een waarde in totaliteit van de lichtintensiteitsverdeling van de secundaire pieken 30 oplevert van ten hoogste een voorafbepaalde waarde als optimale lichtintensiteitsverdeling van de lichtbron.

Volgens de uitvinding wordt voorzien in een belichtingsinrichting bestaande uit: een lichtbron die belichtingslicht uitzendt; 35 een lichtbron veranderingsorgaan om de lichtintensiteitsverdeling uitgezonden door de lichtbron te veranderen; een secundaire piekdetectieorgaanter detectie van de secundaire piek van het belichtingslicht uitgestraald op 1003809 10 een diagnostisch gebied, welke niet tot een patroon gevormd is en waarop het belichtingslicht vanuit de lichtbron wordt uitgestraald door een masker om de licht-intensiteitsverdeling van dit belichtingslicht te dia-5 gnostiseren.

Bij voorkeur bestaat de lichtbron uit een effectieve lichtbron.

Bij voorkeur bestaat het masker uit een fase-verschuivingsmasker.

10 Bij voorkeur is het diagnostisch gebied gemaakt van een fotochromisch materiaal en bevat de inrichting verder en fotografisch orgaan om de kleurverandering te fotograferen van het oppervlak van het materiaal op basis van de intensiteitsverdeling van het belichtingslicht 15 uitgestraald op het fotochromische materiaal en een secundaire piekdetectie-orgaan ter detectie van de lichtintensiteit van de secundaire piek gebaseerd op het resultaat van het fotograferen door het fotografisch orgaan.

20 Bij voorkeur wordt het diagnostisch gebied gevormd door een fotografisch middel dat de tweedimensionale verdeling kan detecteren van de lichtintensiteit en bestaat de inrichting verder uit een secundaire piekdetectie-orgaan ter detectie van de lichtintensiteit van de 25 secundaire piek gebaseerd op het beeld gefotografeerd door het fotografisch orgaan.

Bij voorkeur wordt het diagnostisch gebied van de belichtingsinrichting gevormd op de periferie van het substraat waarop het uiteindelijke patroon moet worden 30 gevormd en bestaat de inrichting verder uit een secundaire piekdetectie-orgaan ter detectie van de lichtintensiteit van de secundaire piek door het gereflecteerde licht van het inspectiepatroon uitgestraald op het diagnostisch gebied, te fotograferen.

35 Bij voorkeur bevat de belichtingsinrichting voorts een besturingsorgaan ter verandering van de licht-intensiteitsverdeling vanuit de lichtbron door de licht-bronveranderingsmiddelen zo dat de lichtintensiteit van 1003809 11 de secundaire piek ten hoogste de voorafbepaalde waarde krijgt.

Bij voorkeur bevat de belichtingsinrichting voorts een besturingsorgaan ter verandering van de licht-5 intensiteitsverdeling vanuit de lichtbron door het licht-bronveranderingsorgaan zodat de primaire piek van de intensiteitsverdeling van het belichtingslicht uitgestraald op het diagnostisch gebied ten hoogste de voorafbepaalde waarde krijgt.

10 Bij voorkeur bevat het lichtbronveranderingsor- gaan van de belichtingsinrichting de middelen ter verlaging van de hoeveelheid licht uitgezonden uit het centrale gedeelte van de effectieve lichtbron zodat dit gelijk wordt aan of lager dan de lichthoeveelheid uitgezonden 15 vanuit het perifere gedeelte van de effectieve lichtbron met een voorafbepaald bedrag.

Bij voorkeur omvat het lichtbronveranderingsor-gaan van de belichtingsinrichting een orgaan om de hoeveelheid licht uitgezonden vanuit het centrale gedeelte 20 van de effectieve lichtbron lager te maken dan de piekwaarde van de hoeveelheid licht uitgezonden door het perifere gedeelte van de effectieve lichtbron met 0 tot 90 %.

Bij voorkeur bevat de effectieve lichtbron van 25 de belichtingsinrichting een vliegenooglens, bestaande uit een samenstel van een groot aantal lenzen en wordt het licht uitgezonden door de lichtbron door de vliegenooglens gelaten waardoor het effectieve licht wordt uitgestraald.

30 Bij voorkeur heeft het lichtbronveranderingsor- gaan van de belichtingsinrichting een optisch element en optische componenten die zo zijn gerangschikt dat ze bewogen kunnen worden naar of van het optische element in de axiale richting van de lichtweg.

35 Bij voorkeur omvat het optische element van de belichtingsinrichting een prisma.

Bij voorkeur bezit het lichtbronveranderingsor-gaan van de belichtingsinrichting een orgaan om de licht- 1003809 12 straal die invalt op de effectieve lichtbron te verdelen in twee of meer stralen, een beweegbare spiegel om de twee of meer verdeelde stralen uit te stralen op de effectieve lichtbron, en een aftastorgaan om de hoeveel-5 heid licht uitgezonden vanuit het centrale gedeelte van de effectieve lichtbron te verlagen ten opzichte van de piekwaarde van de hoeveelheid licht uitgezonden vanuit het perifere gedeelte van de effectieve lichtbron door gebruik te maken van het verschil van de aftastsnelheid 10 op verschillende punten van het oppervlak van de effectieve lichtbron veroorzaakt door de oppervlaksvorm van de beweegbare spiegel.

Bij voorkeur bezit het lichtbronveranderingsor-gaan van de belichtingsinrichting een eerste filter met 15 een hogere transmittantie ter plaatse van het perifere gedeelte dan ter plaatse van het centrale gedeelte en een omschakelorgaan om te schakelen tussen een toestand waarbij het licht wordt doorgelaten door het eerste filter en een toestand waarbij de belichting wordt uitge-20 voerd zonder het licht door dit eerste filter te doen gaan binnen een enkele belichtingstijd.

Bij voorkeur omvat de belichtingsinrichting voorts een tweede filter met een transmittantieverdeling die afwijkt van die van het eerste filter en waarin in 25 een toestand waarbij de belichting uitgevoerd wordt zonder het licht door het eerste filter te laten passeren, het schakelorgaan zo bestuurd wordt dat het licht door het tweede filter passeert.

Bij voorkeur heeft het schakelorgaan van de 30 belichtingsinrichting ten minste een verdraaibare disk waarop het eerste filter gemonteerd is en een aandrijfor-gaan om de verdraaibare disk zo aan te drijven dat deze roteert.

Bij voorkeur heeft het schakelorgaan van de 35 belichtingsinrichting ten minste en glijmechanisme waardoor het eerste filter op een glijdende wijze bewegen kan.

1003809 13

Bij voorkeur wordt het schakelorgaan van de belichtingsinrichting gevormd door een optisch materiaal van het lichtafsluitertype met een lichttransmittantie die verandert door het aanleggen van een spanning.

5

KORTE BESCHRIJVING DER TEKENINGEN

De bovenstaande en andere doelen en kenmerken van deze uitvinding zullen gedetailleerder worden beschreven met verwijzing naar de begeleidende tekeningen 10 waarin:

Fig. 1 een aanzicht is van een oneffenheid die zich altijd voordoet op het oppervlak van een substraat van een feitelijk element;

Fig. 2A een grafiek is die de NA afhankelijk-15 heid toont bij gebruik van het oplossend vermogen van de diepte-scherpte bij KrF excimeer laser fotolitografie als parameter;

Fig. 2B een aanzicht is dat de gegevens van fig. 2A toont; 20 Fig. 3 een aanzicht in doorsnede is van een faseverschuivingsmasker bestemd voor gebruik in een faseverschuivingswerkwijze van het halftoontype;

Fig. 4A een grafiek is die de verdeling toont van de lichtintensiteit op een wafeloppervlak volgens de 25 chroommaskerwerkwijze;

Fig. 4B een grafiek "is die de lichtintensi-teitsverdeling toont op het wafeloppervlak volgens de half toonf aseverschuivingswerkwi j ze;

Fig. 5 een grafiek is die een voorbeeld toont 30 van een experiment waarin de diepte-scherpte wordt verbeterd door gebruikmaking van het faseverschuivingsmasker;

Fig. 6 een grafiek is die de aanwezigheid van een secundaire piek met de halftoonfaseverschuivingswerkwi jze toont; 35 Fig. 7 een aanzicht in doorsnede is dat toont dat de perifere gedeeltes een "gegutste" vorm tonen door de secundaire piek ook in het geïsoleerde contactgat; 1003809 14

Fig. 8A tot en met 8C grafische voorstellingen zijn van een gatenpatroon welke de invloed tonen op het secundaire patroon van de lichtintensiteitsverdeling van de lichtbron; 5 Fig. 9 een grafiek is die het resultaat toont waarbij de diepte-scherpte smal wordt waar het halftoon-faseverschuivingsmasker wordt gebruikt;

Fig. 10 een conceptueel aanzicht is van de voornaamste delen van een belichtingsinrichting volgens 10 een uitvoering van deze uitvinding;

Fig. 11 een gedeeltelijk bovenaanzicht is van fig. 10;

Fig. 12 een conceptueel aanzicht is van de configuratie in totaliteit van de belichtingsinrichting; 15 Fig. 13A een aanzicht is van de lichtintensi teitsverdeling op het vliegenooglensoppervlak met numerieke waarden;

Fig. 13B een aanzicht is dat driedimensionaal de lichtintensiteitsverdeling op het vliegenooglensopper-20 vlak toont;

Fig. 14A een aanzicht is van een straaltoestand op het prisma;

Fig. 14B een aanzicht is van de superpositie van de straal op de vliegenooglens; 25 Fig. 14C een aanzicht is van de Gausse verde ling van de lichthoeveelheid;

Fig. 15A en 15B aanzichten zijn van de werkwijze om de straal te superponeren; waarbij fig. 15A een aanzicht is van de toestand voordat deze wordt gesuperpo-30 neerd en fig. 15B een aanzicht is van de toestand na superpositie ervan;

Fig. 16 een grafiek is die de contrastcurve toont verkregen voor iedere vorm van de lichtbron;

Fig. 17 een grafiek is die toont dat de diepte-35 scherpte ook wordt verbeterd in het geval van de licht-bronvorm verkregen door het proces volgens de uitvoering van deze uitvinding; 1003809 15

Fig. 18A tot en met 18C aanzichten zijn van voorbeelden van de lichtbronveranderingsmiddelen;

Fig. 19A en 19B aanzichten zijn van voorbeelden van het filter gebruikt in die uitvoeringen; 5 Fig. 20 een aanzicht is van de lichtintensi- teitsverdeling gebruikt in de uitvoeringen;

Fig. 21 een conceptueel aanzicht is van de optelling van de lichtintensiteitsverdeling; en

Fig. 22 een conceptueel aanzicht is dat de 10 optelling toont van de lichtintensiteitsverdeling.

BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURSUITVOERINGEN

Onderstaand zullen voorkeursuitvoeringen van een belichtingsinrichting en een werkwijze voor het 15 vormen van een patroon volgens de uitvinding gedetailleerd worden verklaard met verwijzing naar de tekeningen.

EERSTE UITVOERING

Een eerste uitvoering is een voorbeeld waarin 20 de optimalisering van de lichtbron wordt bereikt door de belichtingsinrichting getoond in de figuren 10 tot en met 12 zo te gebruiken dat op stabiele wijze een halfgelei-derelementpatroon wordt overgebracht met gebruikmaking van een halftoonfaseverschuivingsmasker.

25 Eerst zal de configuratie in totaliteit van de belichtingsinrichting worden uitgelegd op basis van fig.

12.

Zoals wordt getoond in fig. 12, bestaat deze belichtingsinrichting uit een laserelement en een stap-30 perelement. Het laserelement wordt gevormd door een excimeerlaser 30, een doseringsregeleenheid 31, een verschuivingseenheid 33, en een optisch zendsysteem 34.

Het stapperorgaan wordt gevormd door een straalsplitser 35, een prisma-eenheid 36, een vliegenoog-35 lens 37, een maskeringsblad 38, een draadkruis 39 en een projectielens 40. Het belichtingslicht uitgezonden door excimeerlaser 30 doet men invallen op vliegenooglens 37 via de verschillende optische systemen. Vliegenooglens 37 1003809 16 wordt de secundaire lichtbron (effectieve lichtbron). Dit belichtingslicht bereikt de bovenzijde van het oppervlak van wafel 41 door dradenkruis 39 waarop het maskeringspa-troon gevormd is, waardoor het patroon van dradenkruis 39 5 wordt overgebracht op het wafeloppervlak. In de onderhavige uitvoering, wordt een faseverschuivingsmasker gebruikt als dradenkruis 39.

Vliegenooglens 37 is een samenstel van een aantal (bijvoorbeeld 100) lenzen en heeft een buitendia-10 meter in totaliteit van gewoonlijk 5 tot 20 cm.

In deze uitvoering kan de verdeling van de lichtintensiteit getoond in fig. 12 worden gerealiseerd ter plaatse van het invalsoppervlak op vliegenooglens 37. Wanneer de in fig. 12 getoonde lichtintensiteitsverdeling 15 gerealiseerd kan worden ter plaatse van het invalsoppervlak op vliegenooglens 37, vertoont de intensiteitsverde-ling van het door de vliegenooglens die dienst doet als effectieve lichtbron uitgezonden licht een soortgelijke verdeling. Merk op dat fig. 13A een aanzicht is van de 20 intensiteitsverdeling van het licht dat invalt op de vliegenooglens met numerieke getallen. De met een asterix gemerkte gedeeltes geven de piekgedeeltes van de lichtintensiteit aan, terwijl de cijfers van 0 tot en met 9 de verhouding aangeven van de lichtintensiteit waarbij het 25 piekgedeelte 10 is. De vertoonde lichtintensiteitsverdeling is er een die laag is ter' plaatse van het centrale gedeelte en hoog ter plaatse van het perifere gedeelte.

Zo is fig. 13B een driedimensionaal aanzicht van de lichtintensiteitsverdeling getoond in fig. 13A.

30 In deze uitvoering wordt de lichtintensiteits verdeling getoond in fig. 13B gerealiseerd, en is het lichtbronveranderingsorgaan dat hieronder getoond wordt zo gekozen dat de lichtintensiteitsverdeling ervan variabel gemaakt is.

35 De verdeling van de lichthoeveelheid ter plaat se van het oppervlak van de vliegenooglens van een stapper volgens verwante technieken is een Gausse verdeling van de lichthoeveelheid waarin het centrale gedeelte hoog 1003809 17 is en de perifere gedeeltes laag zijn, zoals wordt getoond in fig. 14C. Dit komt doordat, zoals getoond wordt in fig. 14A, het licht dat gesplitst is door straalsplit-ser 35 door het prisma wordt gecombineerd zoals wordt 5 getoond in fig. 14B. Daar de verdeling van de lichthoe-veelheid getoond in fig. 14C optrad, deed zich het nadeel voor dat het voor een ruw patroon effectieve licht sterk was en dat, gelijktijdig, het licht voor het vormen van de secundaire piek op het oppervlak van wafel 41 dat 10 effectief is voor een fijn patroon, zwak was.

Om dit nadeel op te lossen, werd de lichtintensiteit ter plaatse van het centrale gedeelte van de vliegenooglens geleidelijk gereduceerd en werd de schuin invallende component benadrukt zodat de secundaire piek, 15 die het gebrek van het halftoonfaseverschuivingsmasker was, niet werd gevormd. Om precies te zijn werd straal-splitser 35 getoond in fig. 12 gebruikt, zoals getoond wordt in fig. 15A, om straal 42 te splitsen en werden deze resultante stralen gesuperponeerd op elkaar met 20 gebruikmaking van prisma-eenheid 36 getoond in fig. 12 (zie fig. 15B) om de gewenste lichtintensiteitsverdeling in de onderhavige uitvoering op het oppervlak van de vliegenooglens te reproduceren.

In fig. 15A kan de vorm van de lichtbron na de 25 superpositie worden veranderd overeenkomstig de hoeveelheid binnenwaartse verschuiving van de stralen 42 voorafgaand aan de superpositie en de afmetingen van de stralen in de korte lengterichting. In fig. 15B, zijn de vier hoekgedeeltes 43 gedeeltes waar het licht gesuperponeerd 30 is, reden waarom dit gedeeltes zijn die de piekgedeeltes van de lichthoeveelheid worden. In centraal gedeelte 44 treedt licht op ten gevolge van het lekken van de stralen, maar de hoeveelheid van dat licht is laag.

In deze uitvoering, werd het element getoond in 35 de fig. 10 en 11 toegevoegd aan de belichtingsinrichting om de optimalisering te bereiken van de intensiteitsver-deling van het belichtingslicht uitgezonden door vliegen- 1003809 18 ooglens 37 die dienst doet als effectieve lichtbron getoond in fig. 12.

Zoals wordt getoond in de fig. 10 en 11, is op wafelvlak 50, een diagnostisch gebied 54 aanwezig buiten 5 wafelklem 52 die wafel 41 vasthoudt. In deze uitvoering wordt diagnostisch gebied 54 gevormd door een fotochro-misch materiaal. Een fotochromisch materiaal is een materiaal waarvan het oppervlak van kleur verandert nagenoeg proportioneel met de hoeveelheid uitgestraald 10 licht in de gebruikte belichtingsgolfvorm. Bijgevolg wordt, door dit oppervlak te belichten, het patroon overgebracht van dradenkruis 39 getoond in fig. 12. Voor dradenkruis 39 wordt een faseverschuivingsmasker gebruikt. Het is ook mogelijk voor dradenkruis 39 het 15 masker te gebruiken voor het feitelijke element waarop het bedoelde uiteindelijke patroon moet worden gevormd en het is ook mogelijk om een masker te gebruiken waarop alleen het inspectiepatroon gevormd is of een masker te gebruiken waarop het inspectiepatroon gevormd is op de 20 periferie van het uiteindelijke patroon. Het inspectiepatroon is niet beperkt tot één type en bevat bij voorkeur een aantal types patronen inclusief ten minste geïsoleerde patronen en dicht opeen gepakte patronen. Dit met het oog op de detectie en vergelijking van de secundaire 25 pieken van een aantal types patronen. Wafelobjecttafel 50 getoond in de figuren 10 en ir is zo uitgerust dat deze bewogen kan worden in zijn vlakke richting. In de positie waarbij wafelklem 52 gelegen is beneden projectielens 40 is een naast-de-as scoop 56 die dienst als fotografisch 30 apparaat opgesteld op diagnostisch gebied 54. Scoop 56 heeft een objectieflens 58 en een ladingsgekoppelde (CCD) camera 60 fotografeert het patroon gevormd in diagnostisch gebied 54 en zet dit om in een videosignaal. Het gefotografeerde videosignaal wordt overgebracht naar een 35 computer 62, onderworpen aan signaalbewerking, en opgeslagen in het geheugen corresponderend met de gegevens in de vorm van de lichtbron op dit tijdstip.

1003809 19

Vervolgens zal een verklaring worden gegeven van de werkwijze voor het gebruik van de belichtingsin-richting volgens deze uitvinding.

Voorafgaand aan de belichting van het bedoelde 5 uiteindelijke patroon, wordt de lichtintensiteitsverde-ling van de effectieve lichtbron geoptimaliseerd met de in het vervolg getoonde procedure.

(1) Eerst wordt wafelobjecttafel 50 zo bewogen dat diagnostisch gebied 54 gevormd door het fotochromi- 10 sche materiaal getoond in fig. 10 gelegen is beneden de projectielens. Vervolgens wordt de belichting uitgevoerd met de beste focusering met gebruikmaking van dradenkruis 39 gevormd door het halftoonfaseverschuivingsmasker getoond in fig. 12 zodat het inspectiepatroon wordt 15 overgebracht op diagnostisch gebied 54.

(2) Vervolgens wordt wafelobjecttafel 50 getoond in fig. 10 zo bewogen dat diagnostisch gebied 54 komt te liggen beneden objectieflens 58. Dan wordt het inspectiepatroon gevormd op diagnostisch gebied 54 gefo- 20 tografeerd en omgezet in een videosignaal. Het gefotografeerde videosignaal wordt overgebracht naar computer 62, onderworpen aan signaalbewerking en opgeslagen in het geheugen corresponderend met de gegevens in de vorm van de lichtbron op dit tijdstip.

25 (3) Vervolgens wordt het optische element zoals straalsplitser 35 getoond in fig. 12 zo geregeld dat de afstand tussen de gesplitste stralen 42 getoond in fig.

15 wordt veranderd of de afmetingen van de stralen 42 in de korte richting wordt veranderd waardoor de vorm van de 30 intensiteitsverdeling van het belichtingslicht uitgezonden vanuit vliegenooglens 37 die dienst als effectieve lichtbron, wordt veranderd. De bewerkingen (1) en (2) die hierboven beschreven zijn, worden herhaald op dezelfde wijze als tevoren beschreven is, behoudens dat gebruik 35 wordt gemaakt van belichtingslicht met die veranderde verdeling.

Vervolgens worden de contrastcurves (a) tot en met (c) getoond in fig. 16 getekend voor elke vorm van de 1003809 20 lichtbron, en worden die gegevens opgeslagen in het geheugen van computer 62 getoond in fig. 10 voor iedere lichtbron. In computer 62, wordt vooraf een sliceniveau I2nd getoond in fig. 16 opgeslagen. Dit sliceniveau I2nd is 5 het niveau van de lichtintensiteit waarbij de secundaire piek op de resist wordt opgelost. Dit niveau verschilt afhankelijk van het gebruikte type resist enz.

De computer selecteert uit een aantal contrast-curves (a) tot en met (c) die opgeslagen zijn een con-10 trastcurve (b) waarbij de secundaire piek sliceniveau I2nd niet te boven gaat en de primaire piek maximaal wordt en beslist dat de lichtintensiteitsverdeling van de effectieve lichtbron in dat geval de optimale waarde heeft.

In deze uitvoering was de lichtintensiteitsver-15 deling van de effectieve lichtbron die correspondeerde met de contrastcurve (a) getoond in fig. 16 de verdeling van de lichtintensiteit van de normale verlichting getoond in fig. 14C. Ook was de lichtintensiteitsverdeling van de effectieve lichtbron corresponderend met contrast-20 curve (b) getoond in fig. 6 de lichtintensiteitsverdeling verkregen door de lichtintensiteit van het centrale gedeelte te verlagen met 2 tot 90% ten opzichte van de piekwaarde van de lichtintensiteit van het perifere gedeelte als getoond in fig. 13. Voorts was de lichtin-25 tensiteitsverdeling van de effectieve lichtbron corresponderend met contrastcurve (cj getoond in fig. 16 de lichtintensiteitsverdeling van de ringgordelverlichting verkregen door instelling op 0 van de lichtintensiteit van het centrale gedeelte en versterking van de lichtin-30 tensiteit van het perifere gedeelte zoals getoond in fig. 8C.

In deze uitvoering werd, daar contrastcurve (b) getoond in fig. 16 werd geselecteerd, beslist dat de vorm van de lichtbron getoond in fig. 13 de optimale was.

35 Vervolgens werd belichting uitgevoerd door combinatie van de lichtbron met de verdeling getoond in fig. 13 met het halftoonfaseverschuivingsmasker om het patroon feitelijk op de wafel te vormen. De resultaten 1003809 21 worden getoond in fig. 8B. Ook wordt, ter vergelijking, het resultaat van vorming van een patroon door combinatie van de gebruikelijke verlichting met het halftoonfasever-schuivingsmasker getoond in fig. 4A. Voorts wordt ter 5 vergelijking het resultaat van vorming van een patroon door combinatie van de ringgordelverlichting met het halftoonfaseverschuivingsmasker getoond in fig. 8C. Zoals wordt getoond in fig. 8B, waar de vorm van de lichtbron verkregen met deze uitvoering gebruikt werd, werd bijna 10 geen resolutie ten gevolge van de secundaire piek waargenomen zelfs wanneer het patrooninterval dicht werd.

Ook werd bevestigd, zoals is aangegeven met een curve b in fig. 17, dat, in geval de vorm van de lichtbron verkregen met deze uitvoering gebruikt werd en 15 geïsoleerde patronen werden gevormd, hoewel niet in de mate van het geval van de gebruikelijke verlichting (curve a) de diepte-scherpte verhoogd werd in vergelijking met het geval van de ringgordel verlichting (curve c) .

20 In het bijzonder werd bevestigd dat door ge bruik te maken van de vorm van de lichtbron verkregen met deze uitvoering, de resolutie van de secundaire piek onderdrukt kon worden zonder het effect van het halftoon-faseverschuivingsmasker te reduceren.

25 TWEEDE UITVOERING

In deze uitvoering, werd een tweedimensionale vaste stof camera-element zoals een CCD direkt opgesteld zonder het fotochromische materiaal op te stellen ter plaatse van het diagnostisch gebied 54 getoond in de 30 figuren 10 en 11 gebruikt in de eerste uitvoering.

In deze uitvoering, wordt de naast-de-as scoop 56 overbodig, wordt het licht uitgestraald op diagnostisch gebied 54 direkt omgezet in een videosignaal en opgeslagen in de computer enzovoort. De rest van de 35 configuratie is gelijk aan die van de eerste uitvoering.

In deze uitvoering werd eveneens, net als bij de eerste uitvoering, bevestigd dat de optimale vorm van de lichtbron vastgesteld kon worden en dat, bij de vor- 1003809 22 ming van het patroon, de resolutie van de secundaire piek onderdrukt kon worden zonder het effect van het halftoon-faseverschuivingsmasker te reduceren.

DERDE UITVOERING

5 Deze uitvoering is gelijk is aan de eerste uitvoering behoudens dat het diagnostisch gebied op de periferie van de siliciumwafel (het substraat) ligt waarop het uiteindelijke patroon moet worden aevormd, en het gereflecteerde licht van het inspectiepatroon uitge-10 straald op dit diagnostisch gebied wordt gefotografeerd om de lichtintensiteit van de secundaire piek te detecteren.

In deze uitvoering kon eveneens, net als bij de eerste uitvoering, de optimale vorm van de lichtbron 15 worden vastgesteld en kon, bij de vorming van het patroon, de resolutie van de secundaire piek worden onderdrukt zonder het effect van het halftoonfaseverschui-vingsmasker te reduceren.

VIERDE UITVOERING

20 In deze uitvoering werd, bij uitstraling van het belichtingslicht op diagnostisch gebied 54 net als in de eerste uitvoering, het belichtingslicht uitgestraald onder een aantal focuseringscondities. Bij uitstraling van het belichtingslicht onder deze verschillende focuse-25 ringscondities, werd de intensiteitsverdeling van het licht uit de lichtbron veranderd, zodat de lichtintensiteiten van de secundaire pieken gedetecteerd onder de verschillende condities alle ten hoogste een voorafbepaalde waarde kregen. De distributie van de lichtintensi-30 teit van de lichtbron die niet meer dan de voorafbepaalde waarde opleverde, werd gekozen als de optimale lichtin-tensiteitsverdeling van de lichtbron. De rest van de configuratie is soortgelijk aan die van de eerste uitvoering. In deze uitvoering werd eveneens de lichtbron met 35 de verdeling getoond in fig. 13 geselecteerd.

In deze uitvoering kon eveneens, op dezelfde wijze als in de eerste uitvoering, de optimale vorm van de lichtbron worden vastgesteld, en kon bij de vorming 1003809 23 van het patroon de resolutie van de secundaire piek worden onderdrukt zonder het effect van het halftoonfase-verschuivingsmasker te reduceren.

VIJFDE UITVOERING

5 In deze uitvoering werd de optimale vorm van de lichtbron vastgesteld op dezelfde wijze als bij de eerste uitvoering behoudens dat er een faseverschuivingsmasker van het randtype, een faseverschuivingstype van het vlerktype, of een ander masker dan het halftoonfasever-10 schuivingsmasker gebruikt.

De rest van de configuratie was soortgelijk aan die van de eerste uitvoering.

In deze uitvoering werd eveneens de lichtbron met een verdeling getoond in fig. 13 geselecteerd.

15 In deze uitvoering kon eveneens, net als bij de eerste uitvoering, de optimale vorm van de lichtbron worden vastgesteld, en kon bij de vorming van het patroon de resolutie van de secundaire piek onderdrukt worden zonder het effect van het faseverschuivingsmasker te 20 reduceren.

ZESDE UITVOERING

In deze uitvoering werd de optimale vorm van de lichtbron vastgesteld op dezelfde wijze als bij de eerste uitvoering behoudens dat gebruik werd gemaakt van een 25 optisch element zoals een prisma en een optische component zo gerangschikt dat deze bewogen kan worden naar en van dit optische element in de axiale richting van de lichtweg als orgaan om de vorm van de lichtbron variabel te maken.

30 De rest van de configuratie is soortgelijk aan die van de eerste uitvoering.

In deze uitvoering werd eveneens een lichtbron met een verdeling getoond in fig. 13 geselecteerd.

In deze uitvoering kon eveneens, net als bij de 35 eerste uitvoering, de optimale vorm van de lichtbron worden vastgesteld en kon bij de vorming van het patroon de resolutie van de secundaire piek worden onderdrukt 1003809 24 zonder het effect van het faseverschuivingsmasker te reduceren.

ZEVENDE UITVOERING

In deze uitvoering werd de optimale vorm van de 5 lichtbron vastgesteld op dezelfde wijze als bij de eerste uitvoering behoudens dat, als orgaan om de vorm van de lichtbron variabel te maken, gebruik werd gemaakt van een element met een orgaan ter verdeling van de lichtstraal die invalt op de effectieve lichtbron in twee of meer 10 stralen, een beweegbare spiegel om de ten minste twee verdeelde stralen uit te stralen op de effectieve lichtbron, en een aftastorgaan om de hoeveelheid licht uitgezonden vanuit het centrale gedeelte van de effectieve lichtbron te verlagen ten opzichte van de piekwaarde van 15 de lichthoeveelheid uitgezonden vanuit het perifere gedeelte van de effectieve lichtbron door gebruik te maken van het verschil in af tastsnelheid op de verschillende punten van het oppervlak van de effectieve lichtbron veroorzaakt door de vorm van het oppervlak van de 20 beweegbare spiegel.

De rest van de configuratie is soortgelijk aan die van de eerste uitvoering.

25 In deze uitvoering kon eveneens, net als bij de

eerste uitvoering, de optimale" vorm van de lichtbron worden vastgesteld, en kon bij de vorming van het patroon resolutie van de secundaire piek worden onderdrukt zonder het effect van het f aseverschuivingsmasker te reduceren. 30 ACHTSTE UITVOERING

In deze uitvoering werd de optimale vorm van de lichtbron vastgesteld op dezelfde wijze als bij de eerste uitvoering behoudens dat gebruik gemaakt werd van het element getoond in fig. 18A als orgaan om de lichtinten-35 siteitsverdeling uit de lichtbron verkregen als resultaat te veranderen. De rest van de configuratie is soortgelijk aan die van de eerste uitvoering.

1003809 25

In deze uitvoering is een filteromschakelele-ment 90 van een draaibaar disksysteem getoond in fig. 18A opgesteld op de lichtinvalszijde of de lichtuitzendzijde van vliegenooglens 37 getoond in fig. 12. Dit filterom-5 schakelelement 90 heeft een draaibare disk 92 en een rotatie-aandrijfas 94 welke deze aandrijft. In draaibare disk 92 zijn een openingsgedeelte 95 voor het overbrengen van het licht, een filter 96 en een ander filter gevormd in de omtreksrichting. Filter 96 blokkeert het licht in 10 het bereik van 0,5 van het centrale gedeelte ervan waarbij de buitendiameter gesteld is op bijvoorbeeld 1,0 als getoond in fig. 19A.

Ingeval een totale belichtingstijd werd ingesteld op 1 seconde, werd in de eerste 0,2 seconde het 15 belichtingslicht (licht met een verdeling getoond in fig. 20) door openingsgedeelte 95 getoond in fig. 18A gelaten, en werd vervolgens draaibare disk 92 zeer snel geroteerd. In de resterende 0,8 seconde wordt belichting uitgevoerd door het belichtingslicht te doen passeren door filter 20 96. Als gevolg daarvan wordt, zoals getoond in fig. 20, de lichtintensiteitsverdeling vanuit de effectieve lichtbron per belichtingstijd gelijk aan de lichtintensiteitsverdeling van de som van het produkt van de lichtintensiteitsverdeling en de tijd getoond in fig. 20 en het 25 produkt van de lichtintensiteitverdeling doorgelaten door het filter en de tijd getoond In fig. 19A. In deze uitvoering, is het, door de balans te justeren tussen de doorlaattijd van het licht door openingsgedeelte 95 getoond in fig. 18A en de doorlaattijd van het licht door 30 filter 96, mogelijk de verdeling te veranderen van de als gevolg daarvan uitgestraalde hoeveelheid licht (equivalent aan de lichtintensiteitsverdeling).

In deze uitvoering werd een lichtbron met de ringgordelbelichtingsvorm geselecteerd.

35 In deze uitvoering kon eveneens, net als bij de eerste uitvoering, de optimale vorm van de lichtbron worden vastgesteld, en kon bij de vorming van het patroon de resolutie van de secundaire piek worden onderdrukt 1003809 26 zonder het effect van het faseverschuivingsmasker te reduceren.

NEGENDE UITVOERING

In deze uitvoering werd de optimale vorm van de 5 lichtbron vastgesteld op dezelfde wijze als bij de eerste uitvoering behoudens dat gebruik werd gemaakt van het element getoond in fig. 18B als orgaan om de lichtinten-siteitsverdeling uit de als resultaat verkregen lichtbron te veranderen. De rest van de configuratie is soortgelijk 10 aan die van de eerste uitvoering.

In deze uitvoering is aangenomen dat, in een toestand waarbij het licht niet door het filter wordt gelaten, de intensiteitsverdeling van het licht dat invalt op vliegenooglens 37 welke dienst doet als effec-15 tieve lichtbron, de vlakke verdeling van de lichtintensiteit is zoals wordt getoond in fig. 20.

In deze uitvoering wordt bijvoorbeeld een omschakelelement van het schuivend filtertype 97 getoond in fig. 18B gerangschikt op de lichtinvalszijde of de 20 lichtuitzendzijde van de vliegenooglens getoond in fig. 12B. Dit filteromschakelelement 97 biedt plaats aan een aantal types filters 96a tot en met 96d en heeft een filterhouder 98 die deze met hoge snelheid kan verschuiven. Filter 96a blokkeert het licht in het bereik van 0,5 25 ter plaatse van het centrale gedeelte ervan waarbij de buitendiameter ingesteld is op- 1,0 zoals bijvoorbeeld wordt getoond in fig. 19A. Eveneens blokkeert zoals wordt getoond in fig. 19B, waar de buitendiameter op 1,0 is ingesteld, filter 96b het licht in het bereik in de vorm 30 van een kruis met een breedte van 0,35.

Daar waar een totale belichtingstijd ingesteld is op 1 seconde, wordt in de eerste 0,2 seconde, een toestand waarbij alle filters 96a tot en met 96d teruggetrokken zijn in houder 98 getoond in fig. 18B, vertoont 35 en wordt het belichtingslicht niet door het filter gelaten. Daarna wordt filter 96a zeer snel voorgeschoven en wordt in 0,3 seconde de belichting uitgevoerd door het belichtingslicht te doen passeren door filter 96a. Ver- 1003809 27 volgens wordt filter 96a getoond in fig. 1SB zeer snel verschoven en teruggetrokken in houder 98, en wordt gelijktijdig filter 96b verschoven en naar buiten bewogen. In de resterende 0,5 seconde wordt de belichting 5 uitgevoerd door het belichtingslicht te doen passeren door filter 96b. Als gevolg daarvan zoals getoond in fig. 22, wordt de lichtintensiteitsverdeling vanuit de effectieve lichtbron per gehele belichtingstijd gelijk aan de lichtintensiteitsverdeling van de som van het produkt van 10 de lichtintensiteitsverdeling en de tijd getoond in fig 20, het produkt van de lichtintensiteitsverdeling doorgelaten door het filter en de tijd getoond in fig. 19A, en het produkt van de lichtintensiteitsverdeling doorgelaten door het filter getoond in fig. 19B en de tijd.

15 In deze uitvoering is het, door de doorlaattijd van het licht door de filters 96a tot en met 96d getoond in fig. 18B en het omschakeltijdstip te justeren, mogelijk de verdeling te veranderen van de hoeveelheid uitgestraald licht als resultaat (equivalent aan de lichtin-20 tensiteitsverdeling).

In deze uitvoering, werd, net als bij de eerste uitvoering, een lichtbron met een vorm getoond in fig. 13 geselecteerd.

In deze uitvoering kon eveneens, net als bij de 25 eerste uitvoering, de optimale vorm van de lichtbron worden vastgesteld en kon bij de vorming van het patroon de resolutie van de secundaire piek worden onderdrukt zonder het effect van het faseverschuivingsmasker te reduceren.

30 TIENDE UITVOERING

In deze uitvoering werd de optimale vorm van de lichtbron vastgesteld op dezelfde wijze als bij de eerste uitvoering behoudens dat gebruik gemaakt werd van het element getoond in fig. 18C als orgaan om de lichtinten-35 siteitsverdeling vanuit de lichtbron verkregen als resultaat te veranderen. De rest van de configuratie is soortgelijk aan die van de eerste uitvoering.

1003809 28

In deze uitvoering wordt aangenomen dat, in een toestand waarbij het licht niet door het filter wordt gelaten, de lichtintensiteitsverdeling die invalt op vliegenooglens 37 die dienst doet als effectieve licht-5 bron de vlakke verdeling van de lichtintensiteit is zoals die getoond wordt in fig. 20.

In deze uitvoering wordt bijvoorbeeld een optisch materiaal van het lichtsluitertype 1CJ getoond in fig. 18C opgesteld aan de lichtinvalszijde of de licht-10 uitzendzijde van vliegenooglens 37 getoond in fig. 12.

Dit optisch materiaal van het lichtafsluitertype is vervaardigd van bijvoorbeeld PLZT (lood zirconaat tit-anaat gedoteerd met La) en is een materiaal dat wat zijn lichtdoorlatendheid kan worden veranderd door aanbrenging 15 van een aantal fijne elektrodes op ten minste een oppervlak van het substraat en aanlegging van spanning. Door de vorm van de elektrodes op het oppervlak van optisch materiaal 100 op geschikte wijze te kiezen, kunnen het centrale gebied 102 en het perifere gebied 104 separaat 20 worden bestuurd en is het, door spanning aan te leggen, mogelijk uitsluitend centraal gedeelte 102 zeer snel in de lichtblokkerende toestand te plaatsen.

In een geval waarbij een totale belichtingstijd ingesteld is op 1 seconde, worden in de eerste 0,2 secon-25 de, centraal gedeelte 102 en perifeer gedeelte 104 getoond in fig. 18C in de licht doorlatende toestand geplaatst, en wordt het belichtingslicht door deze gebieden heen gelaten. Daarna wordt zeer snel spanning aangelegd aan alleen de elektrodes van het centrale gedeelte 102 om 30 centraal gedeelte 102 in de lichtblokkerende toestand te plaatsen, en wordt het belichtingslicht in deze toestand doorgelaten. Als resultaat daarvan, kan een resultaat soortgelijk aan dat van de zevende uitvoering worden verkregen.

35 In deze uitvoering, kunnen, door het geschikt kiezen van de vorm van de elektrodes gevormd op het oppervlak van optisch materiaal 100, het opstellingsin-terval, de condities waaronder spanning wordt aangelegd, 1003809 29 enz. verschillende lichtintensiteitsverdelingen als resultaat worden verkregen.

In deze uitvoering werd een lichtbron met een vorm getoond in fig. 13 geselecteerd net als bij de 5 eerste uitvoering.

In deze uitvoering kon eveneens op dezelfde wijze als bij de eerste uitvoering, de optimale vorm van de lichtbron worden vastgesteld en kon, bij de vorming van een patroon, de resolutie van de secundaire piek 10 worden onderdrukt zonder het effect van het faseverschui-vingsmasker te reduceren.

Merk op dat deze uitvinding niet beperkt is tot de bovenstaande uitvoeringen en op verschillende wijzen kan worden gemodificeerd binnen het werkingsgebied van de 15 uitvinding.

Zo kan als lichtbron een effectieve lichtbron niet zijnde een vliegenooglens of andere lichtbronnen worden gebruikt.

Zoals hierboven verklaard is, kan, volgens de 20 uitvinding, zelfs wanneer bijvoorbeeld een faseverschui-vingsmasker wordt gebruikt, het patroon worden gevormd onder optimale lichtbroncondities met geringe last van een secundaire piek.

1003809

Claims

1. Werkwijze voor het vormen van een patroon op een substraat door blootstelling van een licht uitgezonden vanaf een lichtbron naar een masker, teneinde een patroon van dat masker over te brengen op het substraat, 5 zodat daardoor een uiteindelijk patroon op het substraat wordt gevormd, waarbij het proces de volgende stappen omvat: definiëren van een gebied in het substraat waarop het patroon niet wordt gevormd als diagnostisch 10 gebied en overbrengen van een inspectiepatroon op het diagnostisch gebied door belichting; vaststelling van de intensiteitsverdeling van het belichtingslicht overgebracht naar het diagnostische gebied en waarnemen van ten minste een secundaire piek 15 van de lichtintensiteitsverdeling; optimaliseren van de werkconditie van de lichtbron zodat de lichtintensiteitsverdeling van de secundaire piek wordt gereduceerd; vormen van een fotoresistlaag op het substraat; 20 gebruiken van het licht uitgezonden door de lichtbron die werkt onder de geoptimaliseerde conditie waarbij belichting wordt uitgevoerd op de fotoresistlaag om daar een uiteindelijk patroon op over te brengen; en ontwikkelen van de fotoresistlaag waarop het 25 uiteindelijke patroon is overgebracht.

2. Werkwijze voor het vormen van een patroon volgens conclusie 1, waarin het inspectiepatroon wordt gevormd in een masker dat verschilt van het masker voor vorming van het uiteindelijke patroon.

3. Werkwijze voor het vormen van een patroon volgens conclusie 1, waarin het inspectiepatroon wordt gevormd op hetzelfde masker als het masker voor vorming van het uiteindelijke patroon en aan de periferie van het patroon. 1003809

4. Werkwijze voor het vormen van een patroon volgens conclusie 1, waarin het inspectiepatroon bestaat uit hetzelfde patroon als het uiteindelijke patroon.

5. Werkwijze voor het vormen van een patroon 5 volgens conclusie 1, waarin het masker bestaat uit een faseverschuivingsmasker.

6. Werkwijze voor het vormen van een patroon volgens conclusie 1, waarin het diagnostische gebied vervaardigd van een fotochromisch materiaal, de kleurver- 10 andering van het oppervlak van het materiaal veroorzaakt door de intensiteitsverdeling van het belichtingslicht uitgestraald op het fotochromische materiaal wordt gefotografeerd, en de lichtintensiteit van de secundaire piek wordt gedetecteerd op basis van het resultaat van het 15 fotograferen.

7. Werkwijze voor het vormen van een patroon volgens conclusie 1, waarin het diagnostisch gebied gevormd is als fotografisch orgaan dat de tweedimensionale verdeling van de lichtintensiteit kan detecteren en 20 het beeld gefotografeerd door het fotografische middel wordt gebruikt om de lichtintensiteit van de secundaire piek te detecteren.

8. Werkwijze voor het vormen van een patroon volgens conclusie 3, waarin het diagnostisch gebied de 25 periferie van het substraat waarop het uiteindelijke patroon moet worden gevormd en-het gereflecteerde licht van het inspectiepatroon uitgestraald op het diagnostisch gebied wordt gefotografeerd om de lichtintensiteit van de secundaire piek te detecteren.

9. Werkwijze voor het vormen van een patroon volgens conclusie 1, waarin de stap waarbij de operationele conditie van de lichtbron wordt geoptimaliseerd verder bestaat uit de stappen: verandering van de lichtintensiteitsverdeling 35 vanuit de lichtbron zodat de lichtintensiteit van de secundaire piek een voorafbepaalde waarde of minder krijgt en bepalen van condities van een lichtbron met de 1003809 optimale verdeling van de lichtintensiteit welke niet meer dan de voorafbepaalde waarde geeft; en kiezen van de lichtbron met de optimale licht-intensiteitsverdeling als lichtbron voor het belichtings-5 licht.

10. Werkwijze voor het vormen van een patroon volgens conclusie 1, waarin de stap waarbij de operationele conditie van de lichtbron wordt geoptimaliseerd voorts de stappen bevat: 10 veranderen van de verdeling van de lichtinten siteit vanuit de lichtbron zodat de primaire piek van de intensiteitsverdeling van het belichtingslicht uitgestraald op het diagnostisch gebied een voorafbepaalde waarde of meer krijgt en bepalen van condities van de 15 lichtbron met een optimale verdeling van de lichtintensiteit die niet meer dan de voorafbepaalde waarde geeft; en kiezen van deze lichtbron met optimale lichtin-tensiteitsverdeling als lichtbron voor het belichtingslicht .

11. Werkwijze voor het vormen van een patroon volgens conclusie 1, waarin de stap waarbij de operationele conditie van de lichtbron wordt geoptimaliseerd verder bestaat uit de stappen: blootstelling van het belichtingslicht onder 25 een aantal focuseringscondities, bij uitstraling van het belichtingslicht op het diagnostisch gebied; veranderen van de lichtintensiteitsverdeling vanuit de lichtbron zo dat de lichtintensiteiten van de secundaire pieken gedetecteerd onder de verschillende 30 condities over het geheel genomen niet meer worden dan een voorafbepaalde waarde, bij uitstraling van het belichtingslicht onder deze verschillende focuseringscondities; en kiezen van een lichtintensiteitsverdeling van 35 de lichtbron welke een totaalwaarde oplevert van de lichtintensiteitsverdeling van de secundaire pieken van ten hoogste de voorafbepaalde waarde als optimale lichtintensiteitsverdeling van de lichtbron. 1003809

12. Werkwijze voor het vormen van een patroon volgens conclusie 1, voorts bestaande uit de stappen: uitstralen van het belichtingslicht met gebruikmaking van een aantal inspectiepatronen, bij de 5 uitstraling van het belichtingslicht op het diagnostisch gebied; veranderen van de lichtintensiteitsverdeling vanuit de lichtbron zodat de lichtintensiteiten van de secundaire pieken gedetecteerd onder de verschillende 10 condities in totaliteit ten hoogste de voorafbepaalde waarde krijgen; en kiezen van de lichtintensiteitsverdeling van de lichtbron welke een waarde in totaliteit van de lichtintensiteitsverdeling van de secundaire pieken oplevert van 15 ten hoogste een voorafbepaalde waarde als optimale lichtintensiteitsverdeling van de lichtbron.

13. Belichtingsinrichting bestaande uit: een lichtbron voor het uitzenden van belichtingslicht ; 20 een lichtbron veranderingsorgaan om de lichtin tensiteitsverdeling uitgezonden door de lichtbron te veranderen; en een secundaire piekdetectieorgaan ter detectie van de secundaire piek van het belichtingslicht uitge-25 straald op een diagnostisch gebied, welke niet tot een patroon gevormd is en waarop het belichtingslicht vanuit de lichtbron wordt uitgestraald door een masker om de lichtintensiteitsverdeling van dit belichtingslicht te diagnostiseren.

14. Belichtingsinrichting volgens conclusie 13, waarin de lichtbron bestaat uit een effetieve lichtbron.

15. Belichtingsinrichting volgens conclusie 13, waarin het masker bestaat uit een faseverschuivingsmas-ker.

16. Belichtingsinrichting volgens conclusie 13, waarin het diagnostisch gebied gemaakt van een fotochro-misch materiaal en waarbij de inrichting voorts bestaat uit een fotografisch orgaan om de kleurverandering te 1003809 fotograferen van het oppervlak van het materiaal op basis van de intensiteitsverdeling van het belichtingslicht uitgestraald op het fotochromische materiaal en uit een secundaire piekdetectie-orgaan ter detectie van de licht-5 intensiteit van de secundaire piek gebaseerd op het resultaat van het fotograferen door het fotografisch orgaan.

17. Belichtingsinrichting volgens conclusie 13, waarin het diagnostisch gebied wordt gevormd door een 10 fotografisch middel dat de tweedimensionale verdeling kan detecteren van de lichtintensiteit en de inrichting voorts een tweede piekdetectie-orgaan bevat ter detectie van de lichtintensiteit van de tweede piek gebaseerd op het beeld gefotografeerd door het fotografisch orgaan.

18. Belichtingsinrichting volgens conclusie 13, waarin het diagnostisch gebied gevormd is op de periferie van het substraat waarop het uiteindelijke patroon moet worden gevormd en de inrichting verder bestaat uit een secundaire piekdetectie-orgaan ter detectie van de licht-20 intensiteit van de secundaire piek door het fotograferen van het gereflecteerde licht van het inspectiepatroon uitgestraald op het diagnostisch gebied.

19. Belichtingsinrichting volgens conclusie 13, die voorts bevat een regelorgaan om de lichtintensiteits- 25 verdeling uit de lichtbron te veranderen door de licht-bronveranderingsmiddelen zo dat de lichtintensiteit van de secundaire piek niet hoger wordt dan de voorafbepaalde waarde.

20. Belichtingsinrichting volgens conclusie 19, 30 die voorts een regelorgaan bevat om de lichtintensiteits- verdeling vanuit de lichtbron te veranderen door het lichtbronveranderingsmiddelen zodat de primaire piek van de intensiteitsverdeling van het belichtingslicht uitgestraald op het diagnostisch gebied ten hoogste een voor-35 afbepaalde waarde krijgt.

21. Belichtingsinrichting volgens conclusie 13, waarin het lichtbronveranderingsorgaan bestaat uit een orgaan ter verlaging van de hoeveelheid licht uitgezonden .10 3 8 0 9 uit het centrale gedeelte van de effectieve lichtbron zodat deze gelijk is aan of lager dan de lichthoeveelheid uitgezonden vanuit het perifere gedeelte van de effectieve lichtbron in een voorafbepaalde mate.

22. Belichtingsinrichting volgens conclusie 21, waarin het lichtbronveranderingsorgaan een orgaan bevat om de hoeveelheid licht uitgezonden uit het centrale gedeelte van de effectieve lichtbron te verlagen met 0 tot 90% ten opzichte van de piekwaarde van de hoeveelheid 10 licht uitgezonden vanuit het perifere gedeelte van de effectieve lichtbron.

23. Belichtingsinrichting volgens conclusie 21, waarin de effectieve lichtbron een vliegenooglens bevat, bestaande uit een samenstel van een aantal lenzen en het 15 licht uitgezonden vanuit de lichtbron wordt doorgelaten door de vliegenooglens zodat het effectieve licht wordt uitgestraald.

24. Belichtingsinrichting volgens conclusie 13, waarin het lichtbronveranderingsorgaan een optisch ele- 20 ment en optische componenten bezit, die zo zijn gerangschikt dat ze bewogen kunnen worden naar en van het optische element in een axiale richting van de lichtweg.

25. Belichtingsinrichting volgens conclusie 24, waarin het optische element een prisma omvat.

26. Belichtingsinrichting volgens conclusie 21, waarin het lichtbronveranderingsorgaan een orgaan bezit ter verdeling van de lichtstraal die invalt op de effectieve lichtbron in twee of meer stralen, benevens een beweegbare spiegel om de twee of meer verdeelde stralen 30 uit te stralen op de effectieve lichtbron, en een aftast-orgaan ter verlaging van de hoeveelheid licht uitgezonden vanuit het centrale gedeelte van de effectieve lichtbron ten opzichte van de piekwaarde van de hoeveelheid licht uitgezonden door het perifere gedeelte van de effectieve 35 lichtbron door gebruik te maken van het verschil van de af tastsnelheid op verschillende punten van het oppervlak van de effectieve lichtbron veroorzaakt door de opper-vlaksvorm van de beweegbare spiegel. 1003809

27. Belichtingsinrichting volgens conclusie 21, waarin het lichtbronveranderingsorgaan een eerste filter heeft met een hogere transmittantie aan het perifere gedeelte dan aan het centrale gedeelte en een schakelor-S gaan bestemd om om te schakelen tussen een toestand waarbij het licht wordt doorgelaten door het eerste filter en een toestand waarbij de belichting wordt uitgevoerd zonder het licht door te laten door dit eerste filter binnen een enkele belichtingstijd.

28. Belichtingsinrichting volgens conclusie 27, voorts omvattende een tweede filter met een transmittan-tieverdeling die afwijkt van die van het eerste filter en waarin in een toestand waarbij de belichting uitgevoerd wordt zonder het licht door het eerste filter te laten 15 passeren, de schakelmiddelen zo worden bestuurd dat ze het licht door het tweede filter doen passeren.

29. Belichtingsinrichting volgens conclusie 27, waarin het schakelorgaan ten minste een verdraaibare disk heeft waarop het eerste filter is gemonteerd en een 20 aandrijforgaan om de verdraaibare disk in rotatie aan te drijven.

30. Belichtingsinrichting volgens conclusie 27, waarin het schakelorgaan ten minste een schuifmechanisme bezit waarmee het eerste filter op schuivende wijze 25 bewegen kan.

31. Belichtingsinrichting volgens conclusie 27, waarin het schakelorgaan wordt gevormd door een optisch materiaal van het lichtafsluitertype met een lichttrans-mittantie die verandert door het aanleggen van een span- 30 ning. 1003809