DE69230443T2

DE69230443T2 - Bildprojektionsverfahren und Herstellungsverfahren von Halbleiterbauteilen unter Verwendung desselben

Info

Publication number: DE69230443T2
Application number: DE69230443T
Authority: DE
Inventors: Shigeru Hayata
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2012-08-01
Also published as: DE69207106D1; DE69207106T2; KR960008501B1; JPH0536586A; EP0526242B1; KR930005116A; EP0526242A1; EP0614097A1; EP0614097B1; US5631773A; DE69230443D1; US5608575A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft ein Bildprojektionsverfahren und ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen unter Anwendung desselben. Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes Bildprojektionsverfahren, das für die Herstellung eines Schaltungsmusters mit einer Linienbreite nicht größer als 0,5 um auf einem Wafer geeignet ist, und auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, das auf einem solchen Bildprojektionsverfahren basiert.
Der Integrationsgrad jedes Halbleiterbauelementes, wie z. B. einer integrierten Schaltung (IC), einer Hochintegrationsschaltung (LSI) oder eines ähnlichen Elementes, erhöht sich immer weiter und entsprechend dazu ist die Fertigungstechnologie wesentlich verbessert worden. Besonders die Belichtungstechnik als Haupttechnologie bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen ist mit der Fertigung eines 1 Mega- DRAMs bis in den Submikrometerbereich vorgedrungen. Eine repräsentative Belichtungsvorrichtung dafür ist eine Projektionsbelichtungsvorrichtung, die als Repeater bezeichnet wird. Es ist keine Überschätzung zu sagen, daß das Auflösungsvermögen eines solchen Repeaters die Zukunft der Halbleiterbauelemente bestimmt.
Herkömmliche Verfahren zur Verbesserung des Auflösungsvermögens des Repeaters bestehen hauptsächlich in der Vergrößerung der numerischen Apertur (NA) eines optischen Projektionssystems (Linsenverkleinerungssystem). Da die Schärfentiefe eines optischen Projektionssystems jedoch im umgekehrten Verhältnis zum Quadrat der numerischen Apertur steht, resul tiert aus einer Vergrößerung der NA eine Verringerung der Schärfentiefe, und das führt zu Schwierigkeiten bei der Erzeugung eines Bildes mit gutem Kontrast auf einem Wafer. Unter Beachtung dieses Problems wird bei einem kürzlich angewendeten Verfahren zur Verstärkung des Auflösungsvermögens mit einer kürzeren Wellenlänge des Belichtungslichtes gearbeitet, z. B. durch Verwendung des Lichtes der i-Linie (365 nm) oder des Lichtes eines KrF-Excimerlasers (248 nm) anstelle des Lichtes der g-Linie (436 nm). Das basiert darauf, daß sowohl die Schärfentiefe als auch das Auflösungsvermögen eines optischen Systems sich im umgekehrten Verhältnis zur Wellenlänge vergrößern.
Andererseits gibt es, unabhängig von der Vergrößerung der NA eines optischen Projektionssystems oder der Verwendung kürzerer Wellenlängen des Belichtungslichtes, ein Verfahren zur Verbesserung des Auflösungsvermögens eines Repeaters durch Belichten eines Retikels auf eine ganz spezifische Weise. Ein Beispiel für dieses Verfahren ist das Belichten eines Retikels mit dem Licht, das an der Pupille eines optischen Projektionssystems eine ringförmige, effektive Lichtquelle (eine von einem Licht nullter Ordnung erzeugte, virtuelle Lichtquelle) erzeugt. Bei diesem Verfahren kann ein durch ein Schaltungsmuster eines Retikels erzeugtes Beugungslicht (nullter und erster Ordnung) auf die Pupille des optischen Projektionssystems projiziert werden.
Ein weiteres Verfahren zur Verbesserung des Auflösungsvermögens, das als bevorzugtes Verfahren angesehen worden ist, besteht in der Verwendung eines Phasenschieberretikels (Maske). Gemäß diesem verfahren wird eine herkömmliche Maske örtlich partiell mit einem dünnen Film beschichtet, der dem einfallenden Licht eine Phasenverschiebung von 180 Grad in Bezug auf den Lichteinfall auf den restlichen Bereich verleiht. Wie in einem Artikel von Fukuda und Mitarbeitern ("Nikkei Microdevices" Juli 1990) erwähnt, sind viele Arten solcher Phasenschieberretikel vorgeschlagen worden. Ein spezielles Phasenschieberretikel, wie es von Levenson von der IBM Corporation vorgeschlagen und von Fukuda und Mitarbei tern als "Type mit räumlichem Frequenzmodulationseffekt" bezeichnet wurde, kann eine Verstärkung der Schärfentiefe von 50-100% und eine Verstärkung der Auflösung von 40-50% bewirken. Beim Phasenschieberretikel der Type mit räumlichem Frequenzmodulationseffekt sind jedoch folgende Probleme zu verzeichnen:
(1) Unausgereifte Technologie zur Erzeugung eines Phasenschieberfilms.
(2) Unausgereifte CAD-Technologie, optimiert auf einen Phasenschieberfilm.
(3) Vorhandensein eines Musters, auf das kein Phasenschieberfilm aufgebracht werden kann.
(4) Unausgereifte Technologie für Prüfung und Korrektur. Unter diesen Umständen kann das Phasenschieberretikel- Verfahren bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen nicht ganz einfach angewandt werden.
Es gibt aber auch noch eine andere Type eines Phasenschieberretikels, die in dem genannten Artikel als "Type mit hervorgehobenen Kanten" bezeichnet wurde. Diese Type eines Phasenschieberretikels weist gegenüber dem Phasenschieberretikel der Type mit räumlichem Frequenzmodulationseffekt hinsichtlich Einfachheit der Herstellung und Verwendungsbreite einige Vorteile auf. 5o erfordert sie z. B. keine komplizierten Herstellungsverfahren und es gibt kein Muster, auf das ein Phasenschieberfilm nicht aufgebracht werden kann (im Gegensatz zum Falle einer Type mit räumlichem Frequenzmodulationseffekt), so daß sich dieses Verfahren auch bei komplizierten peripheren Bereichen der Schaltung anwenden läßt.
Das USA-Patent Nr. 4589769 beschreibt eine Belichtungs- und Projektionsvorrichtung, wobei eine Blende in einer mit dem Retikel konjugierten Position angeordnet ist, um einen Belichtungsbereich des Lichts auf dem Retikel zu definieren.
Die Blende dient zur Verhinderung der unerwünschten Belichtung peripherer Bereiche des Retikels.
Die JP-A-59149317 beschreibt eine Öffnungsblende für ein optisches Justiersystem, welche eine längsschlitzförmige Öffnung zum Durchtritt von Licht ausbildet. Die EP-A-0500393 beschreibt ein Belichtungs- und Projektionssystem, wobei eine wirksame Lichtquelle so ausgebildet ist, daß sie eine geringe Lichtstärke in der Mitte und Bereiche geringer Lichtstärke aufweist, die sich entlang einem Achsenpaar erstrecken, das sich in der Mitte schneidet.
Wie bereits erwähnt, gibt es bei den herkömmlichen Bildprojektionsverfahren entsprechende Probleme bei der praktischen Anwendung, so daß ein verbessertes Bildprojektionsverfahren mit höherem Auflösungsvermögen erforderlich wird.
Es ist demgemäß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildprojektionsverfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, wobei ein Feinmuster eines Originals beleuchtet wird und das durch das Muster verursachte Beugungslicht auf eine Pupille eines optischen Projektionssystems projiziert wird, um ein Bild des Feinmusters zu projizieren, und wobei ein Phasenschieberretikel mit hervorgehobenen Kanten als das Original verwendet wird und das Retikel beleuchtet wird. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gelöst, die jeweils im Anspruch 1 und im Anspruch 6 definiert sind.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Halbleitereinrichtung-Fertigungsverfahren zu schaffen, wobei ein Schaltungsmuster eines Originals beleuchtet wird und das durch das Muster verursachte Beugungslicht auf eine Pupille eines optischen Projektionssystems projiziert wird, um ein Bild des Schaltungsmusters auf einen Wafer zu projizieren und zu übertragen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 5 definierten Merkmale gelöst.
Der in dieser Spezifikation verwendete Begriff "Phasenschieberretikel mit hervorgehobenen Kanten" bezieht sich auf ein Original, auf dem ein Phasenschieberfilm so aufgebracht wurde, daß das von einem Muster mit bestimmter Linienbreite ausgehende Beugungslicht nullter Ordnung und Beugungslicht erster Ordnung im wesentlichen die gleiche Intensität (Amplitude) aufweisen.
Diese und weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen erfolgt, deutlicher.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Abbildens eines Feingittermusters.
Fig. 2A - 2C sind schematische Darstellungen der Lichtmengenverteilung von Beugungslicht an der Pupille eines Linsenprojektionssystems bei senkrechter Belichtung eines spezifischen Retikels, wobei Fig. 2A sich auf einen Fall bezieht, bei dem ein herkömmliches Retikel verwendet wird, Fig. 2B auf einen Fall, bei dem ein Phasenschieberretikel der Type mit räumlichem Frequenzmodulationseffekt verwendet wird, und Fig. 2C auf einen Fall, bei dem ein Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten verwendet wird.
Fig. 3A - 3C sind schematische Darstellungen der Lichtmengenverteilung von Beugungslicht an der Pupille eines Linsenprojektionssystems, bei dem ein besonderes Retikel schräg belichtet wird, wobei Fig. 3A sich auf einen Fall bezieht, bei dem ein herkömmliches Retikel verwendet wird, Fig. 3B auf einen Fall, bei dem ein Phasenschieberretikel der Type mit räumlichem Frequenzmodulationseffekt (zum Vergleich) verwendet und senkrecht belichtet wird, und Fig. 3C auf einen Fall, bei dem ein Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten verwendet wird.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Projektionsbelichtungsgerätes für die Herstellung von Halbleiterbauelementen, auf dem ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
Fig. 5A und 5B sind schematische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 5A Lichtpaare nullter und erster Ordnung an einer Pupille zeigt, wenn ein Längsmuster eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten abgebildet wird, während in Fig. 5B der Aufbau eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten gezeigt wird.
Fig. 6A und 6B sind schematische Darstellungen zur Erläuterung eines Bildprojektionsverfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 6A die Lichtmengenverteilung einer effektiven Lichtquelle an einer Pupille zeigt, während in Fig. 6B in einem Diagramm die Beziehung zwischen der Schärfentiefe und der Auflösung eines Abbildungssystems, die mit dieser Ausführungsform erreicht werden können, gezeigt wird.
Fig. 7A und 7B sind schematische Darstellungen zur Erläuterung eines Bildprojektionsverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 7A die Lichtmengenverteilung einer effektiven Lichtquelle an einer Pupille zeigt, während in Fig. 7B in einem Diagramm die Beziehung zwischen der Schärfentiefe und der Auflösung eines Abbildungssytems, die mit dieser Ausführungsform erreicht werden können, gezeigt wird.
Fig. 8A und 8B sind schematische Darstellungen einer effektiven Lichtquelle, die in der Umgebung der Lichtaustrittsfläche eines optischen Integrators erzeugt wird, wobei Fig. 8A einem Fall entspricht, bei dem eine, wie in Fig. 6A gezeigte, effektive Lichtquelle, erzeugt wird, und Fig. 8B einem Fall entspricht, bei dem eine, wie in Fig. 7B gezeigte, effektive Lichtquelle erzeugt wird.
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung einer modifizierten Form des in Fig. 4 gezeigten Gerätes.
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung einer weiteren modifizierten Form des in Fig. 4 gezeigten Gerätes.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ein integriertes Schaltungsmuster für die Verwendung bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen weist hauptsächlich sich längs und quer erstreckende lineare Grundmuster auf. Der Grund ist darin zu suchen, daß die Konstruktion einer integrierten Schaltung auf Längs- und Querrichtungen, d. h. auf der x- und y-Richtung basiert, und daraus resultierend wird das Muster einer integrierten Schaltung hauptsächlich durch Muster gebildet, die sich in x- und y-Richtung erstrecken. Unter Beachtung dieses Aspektes werden bei einer nachfolgend beschriebenen Ausführungsform dieses Merkmal eines integrierten Schaltungsmusters und die Charakteristik eines von einem Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten erzeugten Beugungsmusters miteinander "kombiniert", wobei die Belichtung so angeordnet ist, daß ein Beugungsmuster, das von einem integrierten Schaltungsmuster eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten erzeugt werden soll, einem Beugungsmuster entspricht, das von einem integrierten Schaltungsmuster eines Phasenschieberretikels der Type mit Frequenzmodulationseffekt erzeugt werden soll, wodurch eine wesentliche Verbesserung der Frequenzcharakteristik bei der Bildprojektion erreicht wird.
Bevor auf einige Ausführungsformen näher eingegangen wird, soll zunächst eine Beschreibung des Abbildungsvorganges für die Fälle erfolgen, bei denen ein herkömmliches Retikel, ein Phasenschieberretikel der Type mit Frequenzmodulationseffekt bzw. ein Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten verwendet wird.
Fig. 1 zeigt die Art des Abbildens eines Gittermusters 6 mit Gitterteilung 2d bei Belichtung in senkrechter Richtung.
Das Beugungslicht nullter Ordnung und positiver und negativer erster Ordnung trifft auf die Pupille (Aperturblende) 1 eines optischen Projektionssystems 7, wobei das Beugungslicht dieser Ordnungen aus dem optischen Projektionssystem 7 ein Bild des Musters auf eine Bildebene projiziert. Wenn die Teilung des Gittermusters 6 klein ist, bestimmt die Lichtmengenverteilung des Beugungslichtes an der Pupille 1 das Auflösungsvermögen des optischen Projektionssystems 7.
Fig. 2A - 2C zeigen jeweils die Lichtmengenverteilung des Beugungslichtes verschiedener Ordnungen auf der Pupille 1 (Fig. 1), wobei die Verteilung durch Lage und Größe jedes schraffierten Kreises angezeigt ist. Fig. 2A bezieht sich auf einen Fall, bei dem das Gittermuster auf einem herkömmlichen Retikel erzeugt wurde, Fig. 2B auf einen Fall, bei dem es auf einem Phasenschieberretikel der Type mit Frequenzmodulationseffekt erzeugt wurde, und Fig. 2C auf einen Fall, bei dem es auf einem Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten erzeugt wurde. In den Fig. 2A - 2C weisen die Bezugszeichen 3a, 4a und 5a auf die Verteilung des Lichtes nullter Ordnung, die Bezugszeichen 3b, 4b und 5b auf die Verteilung des Lichtes positiver erster Ordnung und die Bezugszeichen 3c, 4c und 5c auf die Verteilung des Lichtes negativer erster Ordnung hin. Aus diesen Zeichnungen ist ersichtlich, daß bei Verwendung eines Phasenschieberretikels der Type mit Frequenzmodulationseffekt im Vergleich zum herkömmlichen Retikel das Licht nullter Ordnung 4a erloschen und nur Licht positiver und negativer erster Ordnung 4b bzw. 4c vorhanden ist. Im Falle eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten und bei gleichen Positionen des Beugungslichtes dieser Ordnungen wie im Falle eines herkömmlichen Retikels ist das Intensitätsverhältnis beim Beugungslicht nullter Ordnung und beim Beugungslicht positiver und negativer erster Ordnung im wesentlichen gleich, ganz im Gegensatz zum Fall eines herkömmlichen Retikels. Das in den Zeichnungen verwendete Symbol "a" bezeichnet den Abstand zwischen benachbarten Beugungslichtern. Um exakt zu sein, im Fall eines Phasenschieberretikels der Type mit Frequenzmodulationseffekt erlöscht das Licht nullter Ordnung nur dann, wenn der Phasenschieberfilm so genau aufgebracht wurde, daß der Bereich des Gittermusters mit Phasenschieberfilm und der ohne Phasenschieberfilm die gleiche Übertragungsfläche haben. Um die Erläuterung zu vereinfachen, wird hier jedoch ein idealisierter Fall angenommen.
Bei einem Phasenschieberretikel der Type mit Frequenzmodulationseffekt hat die Verteilung des Beugungslichtes auf der räumlichen Frequenzebene (d. h. Pupillenebene) die charakteristischen Merkmale, daß (1) die Frequenz auf die Hälfte reduziert und (2) kein Licht nullter Ordnung vorhanden ist. Die Anmelder haben jedoch, im Gegensatz zu anderen, folgenden Dingen besondere Aufmerksamkeit geschenkt, und zwar, daß der Abstand "a" auf der Pupillenebene zwischen den beiden Beugungslichtern 4c und 4b des Phasenschieberretikels der Type mit Frequenzmodulationseffekt im wesentlichen dem Abstand "a" zwischen dem Licht nullter Ordnung 5a und dem Beugungslicht positiver (negativer) erster Ordnung 5b (5c) des Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten gleicht, daß die beiden Beugungslichter 4c und 4b des Phasenschieberretikels der Type mit Frequenzmodulationseffekt ein Amplitudenverhältnis (Lichtmengenverhältnis) von 1 : 1 haben und andererseits das Beugungslicht nullter Ordnung 5a und das positive (negative) Beugungslicht erster Ordnung 5b (5c) des Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten gleichermaßen ein Amplitudenverhältnis von 1 : 1 haben. Hierzu muß bemerkt werden, daß das Amplitudenverhältnis eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten durch die Linienbreite des betreffenden Musters und die Breite eines betreffenden Phasenschieberfilms bestimmt wird, und daß die Breite des Phasenschieberfilms in Bezug auf die Linienbreite optimiert ist, um ein Amplitudenverhältnis von 1 : 1 zwischen dem Licht nullter Ordnung und dem positiven (negativen) Licht erster Ordnung zu erhalten. Außerdem haben die Anmelder noch folgendes herausgefunden: Wenn die Belichtung so geregelt wird, daß bei einer räumlichen Frequenz der betreffenden Linienbreite RP, z. B. einer Linienbreite mit k&sub1;- Faktor von etwa 0,5 (RP = kl·λ/NA, wobei λ die verwendete Wellenlänge und NA die numerische Apertur des optischen Projektionssystems sind) das Beugungslicht von einem Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten, das durch die Pupille 1 des optischen Projektionssystems 7 strömt, sich aus Licht nullter Ordnung und nur einem der Lichter positiver und negativer erster Ordnung zusammensetzt, dann befinden sich die auf der Pupille 1 verteilten Beugungslichter an den gleichen Stellen wie die im Falle eines Phasenschieberretikels der Type mit räumlichem Frequenzmodulationseffekt. Demzufolge wird bei einer nachfolgend beschriebenen Ausführungsform das Belichtungslicht schräg auf das Retikel gerichtet und daraus resultiert, daß bei Verwendung eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten eine Beugungslichtverteilung (räumliche Frequenzverteilung) ähnlich der bei Verwendung eines Phasenschieberretikels der Type mit räumlichem Frequenzmodulationseffekt auf der Pupille zu verzeichnen ist.
Wenn das Belichtungslicht schräg auf ein Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten 41 gerichtet (Fig. 5B) und dieses durch das optische Projektionssystem 7 (Fig. 1) abgebildet wird, ist auf der Pupille 1 eine räumliche Frequenzverteilung zu verzeichnen, wie sie Fig. 3C zeigt. Das auf diesem Retikel 41 erzeugte Muster weist sich wiederholende Längsmuster (Linien und Zwischenräume) in gleichmäßigen Intervallen auf, von denen sich jedes in Längsrichtung erstreckt, wie es Fig. 3 zeigt. Durch das schräg einfallende Belichtungslicht trifft das Licht nullter Ordnung 5'a auf eine bestimmte Stelle innerhalb der Pupille, aber von deren Mittelpunkt entfernt, das Beugungslicht erster Ordnung 5b auf eine Stelle außerhalb der Pupille 1 und das Beugungslicht negativer erster Ordnung 5c auf eine bestimmte Stelle innerhalb der Pupille. Wenn der Pupillenradius auf 1 standardisiert ist und die Linienbreite des sich wiederholenden linearen Musters RP = k&sub1;·λ/NA beträgt, ergibt sich der Abstand "a" zwischen dem Licht nullter Ordnung und dem positiven (negativen) Licht erster Ordnung auf der Pupille aus der Gleichung a = 1/2k&sub1;. Wenn k&sub1; = 0,5 ist, wird a = 1 und das Licht nullter Ordnung und das positive (negative) Licht er ster Ordnung liegen um einen Abstand voneinander entfernt, der dem Radius 1 der Pupille entspricht. Die in den Fig. 3A - 3C dargestellten Längs- und Querlinien entsprechen jeweils der x- bzw. y-Achse eines x-y-Koordinatensystems, dessen Nullpunkt mit dem Pupillenmittelpunkt Übereinstimmt, und die x- und y-Achse des x-y-Koordinatensystems sind auf die Längs- bzw. Querrichtung, in die sich ein integriertes Schaltungsmuster erstreckt, ausgerichtet.
Fig. 3A zeigt eine räumliche Frequenzverteilung auf der Pupille 1 in dem Fall, bei dem das Belichtungslicht schräg auf ein herkömmliches Retikel gerichtet ist und dieses durch das optische Projektionssystem 7 (Fig. 1) abgebildet wird. Fig. 3B zeigt eine räumliche Frequenzverteilung auf der Pupille 1 in einem Fall, bei dem das Belichtungslicht senkrecht auf ein Phasenschieberretikel der Type mit Frequenzmodulationseffekt, das gleiche, wie in Fig. 2B gezeigt, gerichtet ist und dieses durch das optische Projektionssystem 7 (Fig. 1) abgebildet wird. Diese beiden Figuren dienen Vergleichszwecken.
Eine symmetrische Anordnung der Beugungslichter auf der Pupille 1 in Bezug auf die y-Achse, wie in Fig. 3C gezeigt, gewährleistet eine Optimierung der Defokussierungscharakteristik des Längsmusters mit einer Linienbreite RP, die einem beliebigen Wert k1 entspricht. Wenn daher, wie aus den Fig. 3B und 3C zu erkennen ist, ein Beugungslichtpaar der gleichen Intensität (Amplitude) durch die Pupille 1 gelangt, sind der Fall gemäß Fig. 3B, bei dem ein Phasenschieberretikel der Type mit Frequenzmodulationseffekt senkrecht belichtet wird, und der Fall gemäß Fig. 3C, bei dem ein Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten unter einem bestimmten Winkel schräg belichtet wird, vollkommen identisch miteinander. Wenn das Belichtungslicht schräg auf das in Fig. 5B gezeigte Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten gerichtet wird, so daß die in Fig. 3C gezeigte räumliche Frequenzverteilung auf der Pupille entsteht, kann deshalb bei einem linearen Längsmuster mit einer Linienbreite RP, die einem beliebigen Wert k&sub1; (z. B. k&sub1; = 0.5), entspricht, das Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten im wesentlichen die gleiche Leistung bringen wie das Phasenschieberretikel der Type mit Frequenzmodulationseffekt. Das ist auch beim Abbilden des entlang der x-Achse verlaufenden, sich wiederholenden Quermusters auf der Pupille 1 der Fall. Da das Licht nullter Ordnung und das Licht erster Ordnung unterschiedliche Intensitäten haben, bringt eine schräge Lichtprojektion bei Verwendung eines herkömmlichen Retikels ein Ergebnis, das dem bei Verwendung eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten nicht entspricht. Weil das Intensitätsverhältnis der durch die Pupille 1 tretenden Beugungslichter sich voneinander unterscheiden, würde der Kontrast eines Bildes im Falle eines herkömmlichen Retikels im Vergleich zu dem bei Verwendung eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten um etwa 10% reduziert werden.
Was das Abbilden des mit Bezug auf Fig. 3 beschriebenen Längsmusters betrifft, so funktionieren das Beugungslicht nullter Ordnung und das Beugungslicht erster Ordnung, die gepaart auf die Pupille 1 auftreffen, gleich, wie das bei den in Fig. 5A gezeigten Paaren 5p und 5p', 5q und 5q' und 5 s und 5s' der Fall ist. In Fig. 5A weist jedes Bezugszeichen ohne Strich auf Licht nullter Ordnung hin, während jedes Bezugszeichen mit Strich auf Beugungslicht erster Ordnung hinweist. Wenn in Fig. 5A ein x-y-Koordinatensystem ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten definiert ist, bewirken Lichtpaare nullter und erster Ordnung, die auf jene Stellen treffen, die im x-y-Koordinatensystem die gleiche x- Achsenkoordinate haben, während das Licht erster Ordnung ebenfalls durch die Pupille gelangt, hinsichtlich des Abbildens des Längsmusters den gleichen Effekt. Eine ähnliche Beziehung gilt für das Abbilden des Quermusters, denn auch hier bewirken Lichtpaare nullter und erster Ordnung, die auf jene Stellen treffen, die im x-y-Koordinatensystem die gleiche y-Achsenkoordinate haben, während das Licht erster Ordnung ebenfalls durch die Pupille gelangt, hinsichtlich des Abbildens des Längsmusters den gleichen Effekt. Wenn, wie mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben, das Licht nullter Ordnung und das Licht erster Ordnung an jenen Stellen auf der Pupille 1 des optischen Projektionssystems 7 (Fig. 1) auftreffen, die bezüglich der y-Achse des x-y-Koordinatensystems (im Fall des Längsmusters) oder der x-Achse des x-y- Koordinatensystems (im Fall des Quermusters) symmetrisch sind, ist eine optimale Belichtung und optimales Abbilden von Längs- und Quermustern mit einer bestimmten Linienbreite RP gewährleistet. Da dies auch auf Längs- und Quermuster mit Linienbreiten nahe der optimierten Linienbreite RP zutrifft, ist es möglich, die Defokussierungscharakteristik in dem Linienbreitenbereich, in dem die Auflösung erfolgen soll, durch Abgleichen der räumlichen Frequenz auf die Linienbreite mit einer räumlichen Frequenz nahe k&sub1; = 0,5 z. B. zu verbessern.
Die Anmelder schlagen deshalb vor, das Schrägbelichtungsverfahren bei einem Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten 41, wie Fig. 5B gezeigt, anzuwenden, wodurch Licht nullter Ordnung und Licht erster Ordnung mit im wesentlichen gleicher Intensität auf der Pupille 1 erzeugt wird und außerdem das Licht nullter Ordnung und das Licht erster Ordnung bezüglich der y-Achse des x-y-Koordinatensystems (bei einem Längsmuster) oder der x-Achse des x-y- Koordinatensystems (bei einem Quermuster) symmetrisch verteilt werden, so daß eine weitere Verbesserung der Defokussierungscharakteristik beim Abbilden von Längs- und Quermustern mit einer Linienbreite RP erreicht wird. Hier bedeutet die Schrägbelichtung jene Belichtung, deren Licht eine effektive Lichtquelle (Licht nullter Ordnung) mit wesentlich größerer Intensität im peripheren Bereich der Pupille 1 (von der optischen Achse entfernt) als im Zentralbereich der Pupille erzeugt. Noch spezieller, bei dieser Belichtung wird das Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten 41 mit solchem Licht belichtet, das eine Primärlichtquelle oder eine Sekundärlichtquelle mit Schwerpunkt der Intensitätsverteilung von der Achse des Abbildungssystems entfernt liefert.
Wenn ein Abbildungssystem auf eine durch ein bestimmtes k1 definierte Linienbreite RP optimiert ist, kann das Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten 41 eine solche Form haben, daß, wie in Fig. 5B gezeigt, die Breite a eines Phasenschieberfilms 41c, die über den auf einem Glassubstrat 41a aufgebrachten Lichtsperrbereich 41b aus Chrom ragt, etwa 0,1· k&sub1;λ/NA beträgt, umgewandelt in Bezug auf die Bildebene (Waferoberfläche). Dieser Effekt trifft auch zu auf ein Muster mit einer Linienbreite nahe dieser optimierten Linienbreite RP, wenn ein Phasenschieberfilm aufgebracht wird, dessen Überstehende Breite a 0,1·k&sub1;λ/NA beträgt, wodurch eine weitere Verbesserung der Defokussierungscharakteristik zu verzeichnen ist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 5B und auf der Grundlage von Fig. 6 wird nachfolgend eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird das in Fig. 5B gezeigte Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten 41 mit einem Licht belichtet, das eine, wie in Fig. 6A gezeigte, effektive Lichtquelle erzeugt und ein Bild von den auf dem Retikel 41 vorhandenen feinen Längs- und Quermustern durch das in Fig. 1 gezeigte, optische Projektionssystem 7 projiziert. Das optische Projektionssystem 7 weist ein Linsenverkleinerungssystem mit einer erzeugten Wellenlänge des i-Linien-Lichtes (365 nm) und einer NA von 0,5 auf und das Retikel 41 wird mit dem Licht belichtet, das eine sekundäre Lichtquelle mit einem Schwerpunkt der Intensitätsverteilung entfernt von der Achse des optischen Projektionssystems 7 liefert. Bei dieser Ausführungsform beträgt die Größe α des über die Kante des Lichtsperrbereiches 41b ragenden Phasenschieberfilms 41c (Fig. 5B) 0,044 um, umgewandelt auf die Bildebene (Waferoberfläche). Da die Sekundärlichtquelle an einer Stelle erzeugt wird, die der Pupille 1 des in Fig. 1 gezeigten optischen Projektionssystems 7 optisch zugeordnet ist, ist die Form der Sekundärlichtquelle analog der der effektiven Lichtquelle.
Fig. 6A zeigt die effektive Lichtquelle, die durch das Licht, das auf das Retikel 41 der Fig. 5B gerichtet ist, auf der Pupille des in Fig. 1 gezeigten optischen Projektionssystem erzeugt wird. In dieser Fig. 6A ist ein x-y- Koordinatensystem, wie bereits beschrieben, so eingestellt, daß sein Nullpunkt mit der Pupillenmitte Übereinstimmt. Die y-Achse des x-y-Koordinatensystems entspricht der (oder verläuft parallel zur) Ausbreitungsrichtung eines auf dem Retikel 41 befindlichen Längsmusters, während die x-Achse des xy-Koordinatensystems der Ausbreitungsrichtung des auf dem Retikel 41 befindlichen Quermusters entspricht (oder parallel zu dieser verläuft). Die in Fig. 6A gezeigte, effektive Lichtquelle 41 setzt sich bei makroskopischer Betrachtung aus vier Regionen (Lichtquellenbereichen) zusammen, die in positiven und negativen 45º-Richtungen vom Pupillenmittelpunkt aus angeordnet sind, wobei jede Region in einem der vier Quadranten des x-y-Koordinatensystems liegt. Wenn der Pupillenradius mit 1 angenommen wird, definiert jede der Regionen im ersten bis vierten Quadranten einen Kreis mit Radius 0,2 und die Mittelpunkte dieser Kreise entsprechen den Koordinaten (0,35, 0,35), (-0,35, 0,35), (-0,35, -0,35) und (0,35, -0,35). Der Grund, weshalb dieses als makroskopisch angesehen wird, besteht darin, daß in einem praktischen System jede Region der effektiven Lichtquelle makroskopisch betrachtet als Einzelregion angesehen werden kann, wird diese jedoch mikroskopisch betrachtet, können z. B. Formen kleiner Linsen eines optischen Integrators erscheinen, von denen die Sekundärlichtquelle erzeugt wird.
Das Ergebnis der für die Frequenzcharakteristik des Abbildungssystems dieser Ausführungsform durchgeführten Computersimulation zeigt Fig. 6B. Die volle Linie A in dieser Zeichnung stellt die Frequenzcharakteristik beim Abbilden eines herkömmlichen Retikels mit Licht, das die in Fig. 6A gezeigte effektive Lichtquelle bildet, dar, während die gestrichelte Linie B die Frequenzcharakteristik dieser Ausführungsform darstellt. Die volle Linie C stellt die Frequenzcharakteristik beim senkrechten Belichten eines herkömmlichen Retikels unter der Bedingung σ = 0,5 dar. Aus Fig. 6B ist zu erkennen, daß, wenn die praktische Auflösungsgrenze so angenommen wird, als erzeuge sie eine Schärfentiefe des Linsenprojektionssystems von nicht weniger als 1,5 um, die Auflösungsgrenze von 0,52 um (volle Linie C) durch Belichten eines herkömmlichen Retikels mit einem Licht, das eine, wie in Fig. 6A gezeigte, effektive Lichtquelle erzeugt, auf 0,37 um (volle Linie A) verbessert werden kann. Weiterhin ist daraus zu erkennen, daß bei Kombination eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten mit einer Belichtung, deren Licht die in Fig. 6A gezeigte, effektive Lichtquelle erzeugt (wie bei der vorliegenden Ausführungsform), die Auflösungsgrenze auf 0,33 um (gestrichelte Linie B) verbessert werden kann. Andererseits kann, wenn ein Vergleich der Schärfentiefe des Linsenprojektionssystems unter Beachtung einer Linienbreite von 0,35 um vorgenommen wird, durch Belichten eines herkömmlichen Retikels mit einem Licht, das die in Fig. 6A gezeigte, effektive Lichtquelle erzeugt, die Schärfentiefe von 0,5 um (herkömmlich) auf 1,1 um verbessert werden. Auch bei Kombination eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten mit einer Belichtung, deren Licht die in Fig. 6A gezeigte, effektive Lichtquelle erzeugt (wie bei der vorliegenden Ausführungsform), kann sie auf 1,6 um merklich verbessert werden. Besonders eine Auflösung von 0,35 um ermöglicht die Herstellung des 64 M DRAMs, und ob nun eine solche Auflösung erreicht werden kann oder nicht, ist von großer Bedeutung. Die Möglichkeit der Herstellung eines Musters von 0,35 um durch ein Linsenprojektionssystem mit NA von 0,5 und bei Verwendung der i-Linie, wie das bei der vorliegenden Ausführungsform der Fall ist, führt direkt zu der Möglichkeit, ein Linsenprojektionssystems, das in einem kommerziell ständig verfügbaren Projektionsbelichtungsgerät (Repeater) für die Herstellung von Halbleiterbauelementen zum Einsatz kommt, für die Herstellung von DRAMs mit 64 Megabit oder mehr zu verwenden.
Wenn die effektive Lichtquelle so erzeugt werden soll, daß der Mittelpunkt (Lichtmengenschwerpunkt) jeder Region der effektiven Lichtquelle in der positiven oder negativen 45º- Richtung vom Pupillenmittelpunkt in Bezug auf das x-y-Koordinatensystem der Pupille angeordnet ist, wird erwartet, daß bei Annahme eines Pupillenradius von 1 der Abstand des Mittelpunktes jeder Region vom Pupillenmittelpunkt im Bereich 0,35 - 0,8 liegt. Es ist nicht immer erforderlich, daß diese Regionen getrennt und isoliert sind. Sie können auch kontinuierlich verlaufen. Vorzugsweise sollte bei einer effektiven Lichtquelle mit rechteckiger (quadratischer) Form, deren Mittelpunkt mit dem der Pupille übereinstimmt, eine Region der effektiven Lichtquelle über deren Ecke mit einer Nachbarregion verbunden werden. Auch der über den Lichtsperrbereich 41b ragende Abschnitt α des auf dem Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten vorhandenen Phasenschieberfilms 41c sollte vom Gesichtspunkt der Linienbreite, auf die hingezielt wird, nicht größer als etwa 0,2·λ/NA sein < umgewandelt in Bezug auf die Bildebene (Waferoberfläche)> .
Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird das Licht, das eine effektive Lichtquelle wie die in Fig. 8A abgebildete erzeugt, zur Belichtung des in Fig. 5B gezeigten Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten 41 verwendet und ein Bild des auf dem Retikel 41 vorhandenen feinen Längs- und Quermuster durch das in Fig. 1 gezeigte optische Projektionssystem 7 projiziert. Das optische Projektionssystem 7 weist ein Linsenverkleinerungssystem mit NA von 0,5 und einer Konstruktionswellenlänge der i-Linie (365 nm) auf, und das Retikel 41 wird mit dem Licht belichtet, das eine Sekundärlichtquelle mit Schwerpunkt der Intensitätsverteilung abseits von der Achse des optischen Projektionssystems 7 liefert. Bei dieser Ausführungsform hat der Abschnitt a des in Fig. 5B gezeigten Phasenschieberfilms 41c, der Über die Kante der Lichtsperrbereiches 41b ragt, eine Größe von 0,044 um, umgewandelt auf die Bildebene (Waferoberfläche).
Die in Fig. 8B gezeigte, effektive Lichtquelle hat eine rechteckige (quadratische) Form mit einer "Hohlraum"- Intensitätsverteilung, wobei die Intensität im Zentrum niedrig ist. Wenn in Fig. 8B der Pupillenradius mit 1 angenommen wird, liegt die Länge jeder Seite der inneren rechteckigen Peripherie im Bereich 0,3 - 0,9, die Länge jeder Seite der äußeren rechteckigen Peripherie im Bereich 0,6-1,8. Die Zentren des inneren und äußeren Rechtecks stimmen mit der Pupillenmitte (Nullpunkt des x-y-Koordinatensystems) überein. Die Richtung jeder Seite der inneren und äußeren, rechteckigen Peripherie verläuft parallel zur x-Achse (Richtung eines Quermusters) oder zur y-Achse (Richtung eines Längsmusters) des x-y-Koordinatensystems, das mit den Hauptrichtungen des auf dem Retikel 41 aufgebrachten, integrierten Schaltungsmusters in Übereinstimmung gebracht wurde. Makroskopisch betrachtet hat die effektive Lichtquelle bei dieser Ausführungsform dieses Aussehen.
Das Ergebnis der Computersimulation, das für die Frequenzcharakteristik des Abbildungssystems dieser Ausführungsform durchgeführt wurde, wird in Fig. 7B gezeigt. Die volle Linie A in der Zeichnung stellt die Frequenzcharakteristik in einem Fall dar, bei dem ein herkömmliches Retikel mit Licht abgebildet wurde, das die in Fig. 7A gezeigte effektive Lichtquelle erzeugt, und die gestrichelte Linie B die Frequenzcharakteristik dieser Ausführungsform. Die volle Linie C stellt die Frequenzcharakteristik in einem Fall dar, bei dem ein herkömmliches Retikel senkrecht belichtet wird, unter der Bedingung σ = 0,5. Aus Fig. 7B ist ersichtlich, besonders wenn die Linien A, B und C verglichen werden, daß durch Kombination eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten mit einer Belichtung, deren Licht die in Fig. 7A gezeigte, effektive Lichtquelle erzeugt, die Auflösungsgrenze bei dieser Ausführungsform wie bei der ersten Ausführungsform auf nahezu 0,33 um verbessert werden kann, wenn angenommen wird, daß die praktische Auflösungsgrenze eine Schärfentiefe des Linsenprojektionssystems von nicht weniger als 1,5 um bringt. Außerdem kann, wenn ein Vergleich der Schärfentiefe des Linsenprojektionssystems bei Beachtung einer Linienbreite von 0,35 um vorgenommen wird, bei Kombination des Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten mit einer Belichtung, deren Licht die in Fig. 7A gezeigte, effektive Lichtquelle erzeugt, die Schärfentiefe bei der vorliegenden Ausführungsform wie bei der ersten Ausführungsform auf 1,6 um wesentlich verbessert werden. Demzufolge kann auch bei dieser Ausführungsform sowohl die Schärfentiefe als auch die Auflösung im Hochfrequenzbereich merklich verbessert werden. Daraus resultierend wird durch Kombination eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten mit einer Belichtung, deren Licht eine, wie in Fig. 7A gezeigte, effektive Lichtquelle erzeugt, die Erzeugung eines Musters von 0,35 um durch ein Linsenprojektionssystem mit NA von 0,5 bei Verwendung der i-Linie möglich.
Was die Form der effektiven Lichtquelle dieser Ausführungsform betrifft, so sollte, wenn in Fig. 7A die Länge jeder Seite der äußeren rechteckigen Peripherie mit 2a, die Länge jeder Seite der inneren rechteckigen Peripherie mit 2b und der Pupillenradius mit 1 angenommen werden, (a+b)/2 vorzugsweise im Bereich 0,25 - 0,6 liegen. Auch der Abschnitt α des auf dem Retikel 41 vorhandenen Phasenschieberfilms 41c, der über den Lichtsperrbereich 41b ragt, sollte vom Gesichtspunkt der Linienbreite, auf die hingezielt wird, nicht mehr als 0,2 λ/NA betragen < umgewandelt in Bezug auf die Bildebene (Waferoberfläche)> .
Was die Gestalt der bei der vorliegenden Erfindung verwendbaren, effektiven Lichtquelle betrifft, kann es eine große Vielfalt geben, die sich von den bei der ersten und zweiten Ausführungsform verwendeten jedoch unterscheiden. Es kann z. B. eine ringförmige, effektive Lichtquelle sein, deren Mittelpunkt mit dem Pupillenmittelpunkt übereinstimmt.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des bei der Halbleiterbauelementeherstellung verwendeten Projektionsbelichtungsgerätes, bei dem das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
Bei der Quecksilberultrahochdrucklampe 11 ist der Lichtbogen an einem ersten Brennpunkt eines elliptischen Spiegels 12 angeordnet. Das von der Hg-Lampe ausgesendete Licht wird von einem elliptischen Spiegel 12 und anschließend von einem Ablenkspiegel 13 reflektiert und in der Nähe eines zweiten Brennpunktes des elliptischen Spiegels 12 gebündelt. Das Lichteintrittsende eines Faserbündels 15 liegt nahe am zweiten Brennpunkt, und unmittelbar vor dem Faserbündel 15 befindet sich ein Verschluß 14. Das Faserbündel 15 hat ein Lichtaustrittsende, in dessen Nähe sich das Lichteintrittsende eines optischen Stabes 16 befindet. Der optische Stab 16 dient zur Übertragung (Diffusion) des Lichtes vom Faserbündel 15, um ungleichmäßige Lichtintensitätsverteilung am Lichtaustrittsende des Faserbündels 15 in eine gleichmäßige Lichtintensitätsverteilung am Lichtaustrittsende des Stabes umzuwandeln. Hinter dem Lichtaustrittsende des optischen Stabes 16 befindet sich ein Intensitätsabgleichglied 17 und hinter diesem ein Wellenlängenselektionsfilter 18. Während das Faserbündel 15 eine einzelne Lichteintrittsfläche aufweist, ist seine Lichtaustrittsfläche in vier Sektionen geteilt. Der optische Stab 16 setzt sich aus den vier Stäben 16a - 16d zusammen, die den vier Sektionen des Faserbündels 15 entsprechen. Die Stäbe 16c und 16d sind in Fig. 4 nicht dargestellt. Auch das Intensitätsabgleichglied 17 weist vier Elemente auf, die den vier Stäben 16a - 16d entsprechen, doch auch hier sind nur zwei davon abgebildet.
Bei dem Gerät dieser Ausführungsform wird das in Fig. 5B gezeigte Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten 41 mit dem Licht belichtet, das auf der Pupille des Linsenprojektionssystems 42 eine, wie in Fig. 6A gezeigte, effektive Lichtquelle erzeugt, und ein Bild des auf dem Retikel vorhandenen Schaltungsmusters projiziert. Das heißt, es wird das mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebene Bildprojektionsverfahren angewendet. Wichtig ist, daß die in den vier Quadranten (siehe Fig. 6A) der Pupille des Linsenprojektionssystems 42 definierten Regionen der effektiven Lichtquelle ein im wesentlichen gleiches Intensi tätsverhältnis aufweisen. Wenn die vier Regionen der effektiven Lichtquelle in Bezug auf das Intensitätsverhältnis eine Ungleichmäßigkeit von 5% oder mehr zeigen, ist im defokussierten zustand ein Verdrehen des Bildes zu verzeichnen. Das Intensitätsabgleichglied 17 dient dem Abgleichen des Intensitätsverhältnisses der Regionen der effektiven Lichtquelle und deren vier Elemente können ND-Filter veränderlicher Dichte, Interferenzfilter mit veränderlichem Neigungswinkel oder ähnliche Bauteile aufweisen. Sie dienen dazu, das relative Intensitätsverhältnis des aus den vier Stäben austretenden Lichtes abzugleichen und dabei die Instabilität des Intensitätsverhältnisses der vier Bereiche der effektiven Lichtquelle auf einen Wert nicht größer als 5% zu drücken. Das Licht von jedem Element des Intensitätsabgleichgliedes 17 geht durch den Wellenlängenselektionsfilter 18 und tritt in einen optischen Integrator 19 ein. Der Wellenlängenselektionsfilter 18 dient der selektiven Übertragung der i-Linie (365 nm) des Lichtes von der Hg-Lampe 11, so daß ein Belichtungslicht mit enger Bandbreite zur Verfügung steht.
Der optische Integrator 19 weist eine Kombination kleiner Linsen auf und er dient dazu, aus den vier, auf seine Lichteintrittsfläche gerichteten Lichtquellen, eine Sekundärlichtquelle zu erzeugen, deren Form der in Fig. 6A gezeigten, effektiven Lichtquelle entspricht, wobei die Sekundärlichtquelle in der Nähe der Lichtaustrittsfläche des Integrators erzeugt wird. Die Stelle, an der die Sekundärlichtquelle erzeugt wird, ist der Pupille des Linsenprojektionssystems 42 optisch zugeordnet, und durch die Wirkung des optischen Stabes 16 hat jede der vier Regionen der Sekundärlichtquelle eine im wesentlichen gleiche Intensitätsverteilung. Die Aperturblende 20a hat vier Öffnungen, die der Form der vom optischen Integrator 19 erzeugten Sekundärlichtquelle entsprechen, und sie dient dazu, die Form der vom optischen Integrator 19 erzeugten Sekundärlichtquelle weiter zu entzerren. Die Blende 20a kann vor dem Integrator 19 oder an einer Stelle, die sich der gezeigten Stelle optisch zuordnen läßt, angeordnet werden.
Ein Linsenübertragungssystem 35 und eine Aperturblende 20b sind in der Nähe des optischen Integrators 19 zwecks Veränderung der Belichtungsart in Übereinstimmung mit dem Typ des in das Gerät einzusetzenden Retikels angeordnet. Das ist deshalb erfolgt, weil die Halbleiterbauelementeherstellungsverfahren, die eine hohe Auflösung erfordern, praktisch etwa ein Drittel der Gesamtverfahren ausmachen und bei den restlichen Verfahren durch Anwendung des herkömmlichen Belichtungsverfahrens und Verwendung herkömmlicher Retikel ein ausreichend scharfes Musterbild projiziert werden kann. Wenn ein herkömmliches Retikel in das Gerät eingesetzt werden soll, wird das optische System vom Faserbündel 15 bis zum Abgleichglied 17 demontiert und dafür das Linsenübertragungssystem 35 montiert. Außerdem wird die Aperturblende 20a durch die Aperturblende 20b ersetzt. Ein solcher Austausch kann automatisch oder manuell erfolgen. Das Linsenübertragungssystem 35 ist dafür vorgesehen, das am zweiten Brennpunkt des Spiegels 12 geformte Lichtbogenbild des elliptischen Spiegels 12 auf der Lichteintrittsfläche des optischen Integrators 19 durch den Wellenlängenselektionsfilter 15 so zu refokussieren, daß auf der Lichteintrittsfläche des Integrators 19 ein einziger Lichtstrahl mit Gaußscher Intensitätsverteilung bei höherer Intensität in der Mitte (optische Achse) als im peripheren Bereich (von der Achse entfernt) einfällt. Deshalb ist die über der optischen Achse definierte Öffnung der Blende 20b in Kreisform ausgeführt. Das Linsenübertragungssystem 35 kann so gestaltet werden, daß die Lichtaustrittsfläche (Öffnung) des elliptischen Spiegels 12 und die Lichteintrittsfläche des optischen Integrators 19 in optisch zugeordneter Beziehung stehen.
Mit 21 ist ein Spiegel gekennzeichnet, der die Richtung des durch die Öffnung der Blende 20a tretenden Lichtes ablenkt, und mit 22 ein Linsensystem, das das vom Spiegel 21 reflektierte Licht auf einen halbdurchlässigen Spiegel projiziert. Dieses Linsensystem 22 spielt bei der Gleichförmigkeitsregelung der Belichtungsstärke auf dem Retikel 41 eine wichtige Rolle. Ein Teil des aus dem Linsensystem 22 austretenden Lichtes wird durch den Halbspiegel 23 reflektiert und dieser Teil durch eine Linse 29 auf einen weiteren halbdurchlässigen Spiegel 30 gerichtet. Von diesem halbdurchlässigen Spiegel 30 wird das Licht weiter halbiert und die gespaltenen Lichtstrahlen werden separat auf zwei entsprechende, fotoelektrische Detektoren 31 und 32 gerichtet. Der fotoelektrische Detektor 31 ist z. B. ein von einer CCD gespeister Intensitätsverteilungsdetektor zur Überwachung der Intensitätsverteilung oder der Form der Sekundärlichtquelle. Auf der Grundlage eines Ausgangssignals vom Detektor 31 wird von den Elementen des Intensitätsabgleichgliedes 17 das Abgleichen der Sekundärlichtquellenregionen vorgenommen. Dagegen ist der fotoelektrische Detektor 32 ein Glied, das als Integrationsbelichtungsmeßgerät zur Überwachung der Belichtungsmenge während des Belichtungsvorganges bezeichnet werden kann. Auf der Grundlage eines Ausgangssignals vom Detektor 32 erfolgt das Öffnen und Schließen des Verschlusses 14 zur Regelung der Belichtungsmenge. Der Halbspiegel 30 kann durch einen gewöhnlichen Spiegel ersetzt und die Richtung des aus dem Linsensystem 22 austretenden Lichtes zwischen dem Abgleichen der Sekundärlichtquelle und dem Belichtungsvorgang zum Detektor 31 oder Detektor 32 selektiv verändert werden.
Der Teil des aus dem Linsensystem 22 austretenden Lichtes, der den Halbspiegel 23 passiert, belichtet eine als Leuchtfeldblende ausgeführte Lamelle 24. Die Lamelle 24 ist eine Verdeckungslamelle mit einer Öffnung, deren Form durch ein mechanisches Stellglied eingestellt werden kann, und sie hat die Aufgabe, eine gewünschte Lichtmenge vom Linsensystem 22 in Richtung Retikel 41 zu sperren. Die Öffnung der Lamelle 24 befindet sich mit der Oberfläche des Retikels, auf dem das Schaltungsmuster vorhanden ist, in einer optisch zugeordneten Beziehung. Die Stellung des Öffnungsrandes dieser Lamelle 24 wird in Übereinstimmung mit der Größe der zu belichtenden Fläche des auf dem Retikel 41 vorhandenen Integrationsschaltungsmusters von einem Antriebssystem (nicht dargestellt) verändert. Gekennzeichnet mit 25 ist ein Spiegel, mit 26 ein Linsensystem, mit 27 ein weiterer Spiegel und mit 28 ein weiteres Linsensystem. Durch diese Elemente (25-28) strömt das von der Sekundärlichtquelle erzeugte und vom optischen Integrator geformte Licht, trifft auf das auf einem Untersatz ruhende Retikel 41 und belichtet dieses. Diese Elemente (25-28) dienen auch dazu, ein Bild von der Öffnung der Lamelle 24 auf das Retikel 41 und außerdem durch Zusammenwirken mit einer oder mehreren Linsen des Linsenprojektionssystems 42 ein Bild von der Sekundärlichtquelle (Aperturblende 20a) auf die Pupille des Linsenprojektionssystens 42 zu projizieren. Das auf die Pupille projizierte Bild der Sekundärlichtquelle ist das, was als "effektive Lichtquelle" bezeichnet worden ist, und diese hat die in Fig. 6A gezeigte Lichtmengenverteilung.
Das Linsenprojektionssystem 42 weist eine Linsengruppe auf, die hauptsächlich auf das Licht der i-Linie zugeschnitten wurde. Sie dient dazu, ein verkleinerten Bild des auf dem Retikel 41 vorhandenen Schaltungsmusters auf einen Wafer 43 zu projizieren und dadurch das Schaltungsmuster auf einen auf dem Wafer 43 aufgebrachten fotoempfindlichen Lack zu übertragen. Aus dem Wafer 43 mit den auf diese Weise übertragenen Schaltungsmustern können Halbleiterchips hergestellt werden. Der Wafer 43 wird zu einer Spannvorrichtung 44 gezogen und diese auf ein Gestell 45 gelegt, dessen Position in Bezug auf das x-y-Koordinatensystem mittels eines Laserinterferenzmeßgerätes (nicht gezeigt) und eines Antriebssystems (nicht gezeigt) gesteuert werden kann. Das Gestell 45 kann die Waferspannvorrichtung 44 in Richtung optische Achse des Linsenprojektionssystems 42 bewegen und auch die Waferspannvorrichtung 44 kippen, um die Oberfläche des Wafers 43 auf die Bildebene des Linsenprojektionssystems 42 zu fokussieren. Gekennzeichnet mit 49 ist ein Ablenkspiegel für ein fest auf dem Wafergestell 45 installierten Laserinterferenzmeßgerät.
Gekennzeichnet mit 46 ist eine auf dem Gestell befestigte fotoelektrische Meßeinheit. Diese Einheit 46 ist mit Bohrungen 46a und 46b versehen und mit fotoelektrischen Detektoren 47, entsprechend diesen Bohrungen, ausgestattet. Der Fotodetektor 47 dient zum Messen der durch die Bohrung 46a treten den Lichtmenge, z. B. zum Messen der Ungleichmäßigkeit auf der Bildebene des Linsenprojektionssystems 42. Dagegen ist der Fotodetektor 47 wegen des fotoelektrischen Detektors 31 vorgesehen worden, und er weist einen Intensitätsverteilungsdetektor auf, z. B. eine CCD, zum Messen der Lichtmengenverteilung der effektiven Lichtquelle auf der Pupille, die nach dem dazwischen liegenden Linsenprojektionssystem 42 tatsächlich vorhanden ist. Deshalb kann das Abgleichen der Regionen der effektiven Lichtquelle (Sekundärlichtquelle) mit den Elementen des Intensitätsabgleichgliedes 17 durch Nutzung des Ausgangssignals am fotoelektrischen Detektor 47 am Gestell 45 erfolgen. Das Ausgangssignal des fotoelektrischen Detektors 47 kann auch zum Eichen der Intensitätsabgleichung der Regionen der effektiven Lichtquelle durch den fotoelektrischen Detektor 31 auf der Belichtungssystemseite verwendet werden. Fig. 8A zeigt die Sekundärlichtquelle so, wie der optische Integrator 19 durch die Aperturblende 20a gesehen wird. Die schraffierten Abschnitte in Fig. 8A stellen die durch die Blende 20a gesperrten Abschnitte dar, und die rechteckigen, leeren Abschnitte entsprechen den Öffnungen der Blende 20a. Jedes der kleinen, leeren Quadrate entspricht einer der kleinen Linsen (deren Querschnitte), die den optischen Integrator 19 bilden. Der Integrator 19 kann durch eine Kombination kleiner Linsen, von denen jede Sechseck- oder Kreisform hat, gebildet werden. Wie bei der vorangegangenen Ausführungsform entspricht auch die Längsrichtung in Fig. 8A der y-Achse des x-y-Koordinatensystems und die Querrichtung der x-Achse des x-y-Koordinatensystems. Der Nullpunkt des x-y-Koordinatensystems stimmt mit dem Mittelpunkt der Zeichnung überein, und das ist der Mittelpunkt (optische Achse) des optischen Integrators 19. Die x- und y- Achse des x-y-Koordinatensystems sind auf die Achsen der bei der Konstruktion des Schaltungsmusters auf dem Retikel 41 verwendeten, rechtwinkligen Koordinaten ausgerichtet. Diese Richtungen entsprechen den Ausbreitungsrichtungen des linearen Längs- bzw. Quermusters, durch die das Schaltungsmuster des Retikels 41 hauptsächlich definiert ist. Es kann gesagt werden, daß diese Richtungen der Längs- bzw. Querrichtung der Außenperipherie des Retikels 41 mit Rechteckform ent sprechen. Wie aus Fig. 8A ebenfalls zu erkennen ist, stellt der Außenkreis einen Kreis dar, der der Pupille des Linsenprojektionssystems entspricht. Wenn, wie in Fig. 8A gezeigt, tatsächlich eine effektive Lichtquelle mit einer bestimmten Lichtmengenverteilung erzeugt werden soll, wird diese durch die Querschnittsform jeder kleinen Linse des optischen Integrators 19 und/oder durch dessen allgemeine Außenform begrenzt. Wenn der optische Integrator 19, wie in Fig. 10 gezeigt, durch vier kleine Linsengruppen gebildet wird, machen sich einige Maßnahmen erforderlich, die das Durchlassen des Lichtes durch die in Fig. 8A gezeigten, gestrichelten Abschnitte verhindern, um eine solche effektive Lichtquelle wie bei der ersten Ausführungsform zu erhalten. Aus diesem Grund wird bei dieser Ausführungsform die in Fig. 8A gezeigte Anordnung zur Erzeugung der in Fig. 6A gezeigten, effektiven Lichtquelle herangezogen. Im allgemeinen kann bei einem Belichtungssystem, das eine hohe Auflösung gewährleistet, die Größe des optischen Integrators 19 größer sein als die bei einem herkömmlichen Belichtungssystem geforderte, und als vorteilhafter kann es sich erweisen, wenn der äußere periphere Abschnitt des Belichtungssystems, der einen größeren Bildwinkel hat, nutzbar ist. Wenn z. B. der größte Bildwinkel des Belichtungssystems mit 1 angenommen wird, dürfte bei einem herkömmlichen Belichtungssystem die Verwendung eines optischen Integrators mit einem Radius nicht größer als 0,5 vorzuziehen sein, während bei einem Belichtungssystem für eine hohe Auflösung der Verwendung eines optischen Integrators 19, dessen kleine Linsen in einem Kreis mit einem Radius von maximal 0,8 verteilt sind, der Vorzug gegeben werden sollte, obwohl jene, im Zentralbereich gelegenen, kleinen Linsen nicht benutzt werden. Demzufolge werden bei der vorliegenden Ausführungsform Größe des optischen Integrators und effektiver Durchmesser des anderen Bereiches des Belichtungssystems so gewählt, als kämen ein herkömmliches Belichtungssystem und auch ein solches, das hohe Auflösung gewährleistet, zum Einsatz (d. h., wie sie in beiden Fällen ausgewählt werden würden).
Für das Gerät gemäß dieser Ausführungsform kann in Übereinstimmung mit dem zu verwendenden Retikel ein entsprechendes Belichtungssystem ausgewählt werden. Dadurch wird die Bereitstellung eines optischen Belichtungssystems, das den Parametern (wie z. B. minimale Linienbreite) des Schaltungsmusters bestens angepaßt ist, möglich. Die Auswahl des Belichtungssystem kann z. B. durch Lesen der in Form eines Balkencodes auf dem Retikel aufgezeichneten Linienbreite bei Verwendung eines Balkencodelesers oder einer ähnlichen Einheit und durch Eingabe der Information in den Regelcomputer des Gerätes automatisch erfolgen.
Beim Verändern des Belichtungssystems kann jedoch ein Problem dahingehend auftreten, daß die Verteilung der Belichtungsstärke auf dem Retikel sich mit der Veränderung möglicherweise verschiebt. Sollte dies der Fall sein, kann die Verteilung der Belichtungsstärke durch Abgleichen des Linsensystems 22 fein abgeglichen werden. Eine solche Feinabgleichung der Verteilung der Belichtungsstärke kann durch Veränderung des Abstandes oder der Abstände der das Linsensystem 22 bildenden Linsen entlang der optischen Achse der Linsen erfolgen. Alternativ kann das Linsensystem 22 durch ein anderes, vorher vorbereitetes Linsensystem ersetzt werden. In diesem Fall können Mehrfachlinsensysteme ähnlich dem Linsensystem 22 vorbereitet und in Übereinstimmung mit dem verwendeten Retikel austauschbar verwendet werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird auf der Pupille des Linsenprojektionssystems 42 eine, wie in Fig. 6A gezeigte, effektive Lichtquelle erzeugt und in Übereinstimmung mit dem unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform beschriebenen Verfahren ein Bild des auf dem Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten vorhandenen Schaltungsmusters projiziert. Es ist jedoch einfach, den Aufbau so zu modifizieren, daß eine, wie in Fig. 7A gezeigte, effektive Lichtquelle auf der Pupille des Linsenprojektionssystems 42 erzeugt und das Bild des auf dem Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten vorhandenen Schaltungsmusters in Übereinstimmung mit dem unter Bezugnahme auf die zweite Ausführungsform beschriebenen Verfahren projiziert wird. Um das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform zu realisieren, kann z. B. ein Licht (umgekehrte Gaußsche Verteilung) mit höherer Intensität im peripheren Bereich als im Zentralbereich auf den optischen Integrator 19 projiziert werden, während andererseits eine Aperturblende, die zur Erzeugung der in Fig. 8B gezeigten Sekundärlichtquelle in der Lage ist, unmittelbar hinter dem optischen Integrator 19 angeordnet werden kann.
Die Fig. 9 und 10 zeigen im Schema und fragmentarisch modifizierte Formen des in Fig. 4 gezeigten Gerätes. In diesen Zeichnungen sind die Elemente, die denen der Fig. 4 gleichen, auch mit deren Bezugszeichen gekennzeichnet. Da die hinter dem Retikel 41 angeordneten Elemente denen der Fig. 4 gleichen, sind sie in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Ein wichtiges Merkmal des in Fig. 9 gezeigten Gerätes besteht darin, daß auf Grund der Veränderung der Belichtungsbedingungen in Übereinstimmung mit dem zu verwendenden Retikel der optische Integrator 19 selbst verändert wird. Das kann den Umfang des Austauschs kleiner, den optischen Integrator 19 bildender Linsen erweitern. Dieser erweiterte Umfang des Austauschs der kleinen Linsen ist in Fig. 9 durch separate Gruppen kleiner Linsen des optischen Integrators 19 dargestellt. Wie bei dem in Fig. 4 gezeigten Gerät entsprechen die Elemente des optischen Stabes 16 den Linsengruppen des optischen Integrators 19. Unter den kleinen Linsen jeder Linsengruppe, die einem Stab entspricht, wird eine gleichmäßige Belichtungsstärke erreicht. Das führt zu einer Gleichmäßigkeit in der Intensitätsverteilung einer durch diese Linsengruppe definierten, partiellen Sekundärlichtquelle (effektive Lichtquelle). Gekennzeichnet mit 18' in Fig. 9 ist ein für den Austausch vorbereiteter Wellenlängenselektionsfilter des Belichtungssystems und mit 19' ein für den Austausch vorbereiteter optischer Integrator des Belichtungssystems. Der optische Integrator 19' hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der in Fig. 4 gezeigte.
Ein wichtiges Merkmal des in Fig. 10 gezeigten Gerätes besteht darin, daß im Belichtungssystem zwei Lichtwege partiell definiert sind und diese beiden Lichtwege in Übereinstimmung mit dem verwendeten Retikel und durch Einsetzen oder Entfernen der Spiegel 13 und 21 wechselseitig genutzt werden. Der obere, von den Spiegeln 13 und 21 abgelenkte Lichtweg in Fig. 10 entspricht dem Belichtungssystem mit hoher Auflösung, das bei einem Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten 41 zum Einsatz kommen soll, während der untere, von den Spiegeln 13' und 21' abgelenkte Lichtweg einem gewöhnlichen Belichtungssystem entspricht, das bei einem Verfahren, bei dem nur eine Auflösung von z. B. nicht unter 1,0 (k&sub1;) gefordert wird, zum Einsatz kommen soll. Gekennzeichnet mit 36 in Fig. 10 ist ein optisches Übertragungssystem.
Bei den in den Fig. 4, 9 und 10 gezeigten Geräten wird nur eine Hg-Lampe 11 verwendet. Es können jedoch auch Mehrfachlichtquellen verwendet werden. 5o können z. B. bei dem Gerät gemäß Fig. 9 separate Hg-Lampen in Bezug auf das Lichtwegpaar verwendet werden. Außerdem kann bei den in den Fig. 4, 9 und 10 gezeigten Geräten das Faserbündel 15 eine Lichtaustrittsfläche mit Rechteckform haben, während dagegen eine, die Sekundärlichtquelle der Fig. 8B definierende Aperturblende unmittelbar hinter dem optischen Integrator 19 angeordnet werden kann. Folglich kann die Form des Faserbündels 15 modifiziert werden, um eine Verbesserung in der Effektivität der Lichtausnutzung zu erreichen.
Da für ein Licht mit einer Wellenlänge von 190-250 nm ein Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten eingesetzt werden kann, ist es möglich, ein Gerät mit einem KrF- oder ArF-Excimerlaser als Lichtquelle herzustellen. Wenn ein Excimerlaser verwendet wird, kann das Belichtungssystem z. B. mit einem Scanningsystem für das zeitliche Scannen des optischen Integrators mit einem erweiterten Laserlicht ausgestattet werden. Wenn bei einer Scannbelichtung mit Laserlicht dieses schräg auf ein Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten gerichtet wird, um auf der Pupille des optischen Projektionssystems eine effektive Lichtquelle gemäß Fig. 6A oder 7A zu erzeugen, wird das in Bezug auf die erste oder zweite Ausführungsform beschriebene Bildprojektionsverfahren realisiert.
Außerdem wird bei den in den Fig. 4, 9 und 10 gezeigten Geräten ein Bild des auf einem Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten vorhandenen Musters durch das Linsenprojektionssystem 42 projiziert. Es ist jedoch auch möglich, anstelle eines Linsensystems ein Spiegelprojektionssystem zu verwenden, um ein Bild des auf dem Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten vorhandenen Musters zu projizieren.
Wie bereits beschrieben, wird bei der vorliegenden Erfindung ein Phasenschieberretikel der Type mit hervorgehobenen Kanten mit Licht beleuchtet, das auf der Pupille eines optischen Projektionssystems eine effektive Lichtquelle mit höherer Intensität im peripheren Bereich als im Zentralbereich erzeugt, wodurch sowohl die Auflösungsgrenze des optischen Projektionssystems als auch die Schärfentiefe nahe der Auflösungsgrenze wesentlich verbessert werden können. Das heißt, die vorliegende Erfindung gewährleistet bei Verwendung eines Phasenschieberretikels der Type mit hervorgehobenen Kanten (das leicht herzustellen ist) und bei Durchführung geringfügiger Veränderungen an einem Belichtungsgerät, das mit einem optischen Projektionssystem mit NA = 0,5 und einer Wellenlänge der i-Linie (technisch ständig verfügbar) ausgestattet ist, die Herstellung von 64 M DRAMs.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf die darin dargelegten Konstruktionen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf die angeführten Details beschränkt, und diese Anmeldung ist mit der Absicht erfolgt, solche Modifikationen oder Veränderungen, die im Zuge weiterer Verbesserungen oder im Geltungsbereich der nachfolgend genannten Ansprüche möglich sind, mit einzuschließen.

Claims

1. Bildprojektionsverfahren, das die Schritte aufweist:

- Beleuchten eines Feinmusters (6, 41) mit sich in Längs- und Querrichtung erstreckenden Grundlinienmustern, und

- Projizieren von Beugungslicht, welches durch das Feinmuster (6, 41) erzeugt ist, durch ein optisches Projektionssystem (7, 42) auf eine Bildebene, dadurch gekennzeichnet, daß

das Feinmuster (6, 41) mit solchem Licht beleuchtet wird, das auf der Pupille (1) des optischen Projektionssystems einer wirksamen Lichtquelle von im wesentlichen Rechteck-Ringform definiert wird, mit Seiten, die sich in die Richtungen der längs- und quergerichteten Grundmuster erstrecken.

2. Bildprojektionsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine Blende (24) mit einer rechteckig-ringförmigen Öffnung in einem optischen Beleuchtungssystem angeordnet ist und durch die Funktion dieser Blende die rechteckig-ringförmige wirksame Lichtquelle auf der Pupille (1) des optischen Projektionssystems (7, 42) definiert wird.

3. Bildprojektionsverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein durch das Muster verursachtes Beugungslicht nullter Ordnung und erster Ordnung auf die Pupille (1) einfällt und verteilt wird, um darauf eine rechteckförmige Ausbildung um den Mittelpunkt der Pupille zu definieren, und die längs- und quergerichteten Grundmuster mit dem Beugungslicht abgebildet werden.

4. Bildprojektionsverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Seiten der inneren Randausbildung der wirksamen Lichtquelle ein erstes Paar von Seiten aufweisen, welche in bezug auf eine Achse zueinander symmetrisch sind, die sich durch den Mittelpunkt der Pupille und parallel zu dem quergerichteten Grundmuster erstreckt, und ein zweites Paar von Seiten, welche in bezug auf eine Achse zueinander symmetrisch sind, die sich durch den Mittelpunkt der Pupille und parallel zu dem längsgerichteten Grundmuster erstreckt, wobei die äußere Randausbildung der wirksamen Lichtquelle im wesentlichen aus Seiten ausgebildet wird, die sich jeweils in die Richtungen erstrecken, und wobei die Seiten der äußeren Randausbildung ein drittes Paar von Seiten aufweisen, welche in bezug auf eine Achse symmetrisch sind, die sich durch den Mittelpunkt der Pupille und parallel zu dem quergerichteten Grundmuster erstreckt, und ein viertes Paar von Seiten, welche in bezug auf eine Achse zueinander symmetrisch sind, die sich durch den Mittelpunkt der Pupille und parallel zu dem längsgerichteten Grundmuster erstreckt.

5. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung, welches das Bildprojektionsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist, um einen Arbeitsgegenstand mit dem Feinmuster zu belichten, und den Schritt des Herstellens der Einrichtung unter Verwendung des belichteten Arbeitsgegenstands.

6. Bildprojektionsvorrichtung, die aufweist:

- eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten eines Feinmusters (6, 41) mit sich längs- und quergerichtet erstreckenden Grundlinienmustern und

- ein optisches Projektionssystem (7, 42) zum Projizieren von Beugungslicht von dem Feinmuster auf eine Bildebene,

dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist, um eine im wesentlichen rechteckig-ringförmige Beleuchtungsquelle auszubilden, deren Seiten sich bei Verwendung in die Richtungen der längs- und quergerichteten Grundmuster erstrecken.

7. Bildprojektionsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine optische Integrationseinrichtung (19, 19') aufweist.

8. Bildprojektionsvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine optische Blende (20a) mit einer im wesentlichen rechteckig-ringförmigen Öffnung zum Ausbilden der im wesentlichen rechteckigringförmigen Beleuchtungsquelle aufweist.

9. Bildprojektionsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die optische Blende (20a) um eine Achse der Beleuchtungseinrichtung symmetrisch angeordnet ist.