專利名稱：投影曝光裝置及方法、振幅象差評價方法及象差消除濾光器的制作方法
投影曝光裝置及方法、振幅象差評價方法及象差消除濾光器本發(fā)明涉及LSI(Laege Scale Integrated Circuit)制造工序中使用的投影曝光裝置、投影曝光方法、振幅象差評價用掩模圖形、振幅象差評價方法及振幅象差消除濾光器。
首先，說明現(xiàn)有的投影曝光裝置。
圖22是現(xiàn)有的投影曝光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖22，在該投影曝光裝置110中，在光源11的前方，使反射鏡12介于中間，配置復(fù)眼透鏡13，光圈14位于復(fù)眼透鏡13的前方。在光圈14的前方，使聚光透鏡15介于中間，配置擋板16，再經(jīng)過聚光透鏡17、反射鏡18及聚光透鏡19，配置形成了所希望的電路圖形的光掩模20。在光掩模20的前方，經(jīng)過投影光學(xué)系統(tǒng)106，配置干膠片21。
在投影光學(xué)系統(tǒng)106中，在光掩模20的前方，配置著聚光透鏡101、光瞳面105和聚光透鏡102。
一般情況下，采用縮小曝光方法的光刻技術(shù)中的分辨極限R(nm)可如下表示R=k1·λ／(NA)這里，λ是所使用的光的波長(nm)，NA是透鏡的孔徑數(shù)值，k1是與抗蝕工藝有關(guān)的常數(shù)。
由上式可知，為了提高分辨極限R，即為了獲得精細(xì)圖形，可考慮減小k1和λ的值、增大NA的值的方法。就是說，在減小與抗蝕工藝有關(guān)的常數(shù)的同時，進(jìn)行短波長化或高NA化即可。
可是，由于進(jìn)行短波長化和高NA化，光的焦點深度δ(δ=k2·λ／(NA)2)變淺，反而導(dǎo)致分辨率下降，所以該方法是有限的。另外，為了減小曝光波長，需要大幅度地改變復(fù)制工藝。特別是曝光波長在170nm以下時，由于長時間照射紫外線，玻璃材料內(nèi)部出現(xiàn)色心樣點狀晶格缺陷。由于出現(xiàn)該色心，使得透鏡的透射率和折射率不均勻，實際上由此決定著透鏡系統(tǒng)的壽命，因此在利用透鏡的光學(xué)系統(tǒng)中，逐漸地難以實現(xiàn)高分辨率。
因此，在投影光學(xué)系統(tǒng)的一部分中使用反射鏡，試圖緩和這一困難。例如在特開平6-181162號公報、特開平6-181163號公報等中詳細(xì)說明了投影光學(xué)系統(tǒng)的一部分中使用反射鏡的例。以下，說明特開平6-181162號公報中所示的投影光學(xué)系統(tǒng)。
圖23是上述公報中公開的投影曝光裝置的投影光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。參照圖23，該投影曝光裝置在光掩模20的前方備有有正折射率的第1透鏡組201、202；分光鏡203；有負(fù)折射率的第2透鏡組204；凹面鏡205；以及有正折射率的第3透鏡組206。
在該曝光裝置中，來自光掩模20的衍射光透過第1透鏡組201、202后，透過分光鏡203，再透過第2透鏡組204，被凹面鏡205反射。被凹面鏡205反射的衍射光再次透過第2透鏡組204后，被分光鏡203反射，透過第3透鏡組206，在干膠片21的被曝光面上成象。
在上述的投影曝光裝置中，雖然說在投影光學(xué)系統(tǒng)的一部分中使用反射鏡，但還是使用了許多透鏡201、202、204、206。因此，該曝光裝置完全不能說能消除與上述的曝光波長的減小造成的玻璃材料的劣化相伴隨的透射率的不均勻。另外，即使在分光鏡203這樣的半反射鏡中，如果曝光波長達(dá)到170nm以下，與上述的透鏡一樣，會產(chǎn)生色心，由于與此相伴隨的玻璃材料的劣化，而發(fā)生透射率分布(透射率不均勻)現(xiàn)象。
另一方面，作為完全沒有透鏡的例子，有在特開平8-54738號公報中所看到光學(xué)系統(tǒng)。以下，說明該公報中所示的投影光學(xué)系統(tǒng)。
圖24是上述公報中公開的投影曝光裝置的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖24，該投影曝光裝置有光圈301、凸面鏡302和凹面鏡303。
在該曝光裝置中，來自光掩模20的衍射光透過光圈301后，被凸面鏡302反射，再被凹面鏡303反射后，在被曝光底片21上成象。
在該投影曝光裝置中，由于不使用透鏡，所以不會產(chǎn)生由透鏡的玻璃材料的劣化造成的透射率不均勻現(xiàn)象。可是，例如象0級衍射光那樣，從圖中正上方入射到凸面鏡302上的光被直接向正上方反射，所以不能照射到被曝光底片21上，存在產(chǎn)生所謂立體障礙的問題。
另外，假定即使0級衍射光能照射到被曝光底片21上，但0級衍射光的特性在0級衍射光的左右不同，存在不能獲得良好的成象特性的問題。例如，0級衍射光被凸面鏡302反射后，再被圖中凹面鏡303的右側(cè)部分反射，照射在被曝光底片21上。這時，由于+1級衍射光被圖中凹面鏡303的右側(cè)部分反射，另外-1級衍射光被圖中凹面鏡303的左側(cè)部分反射，則+1級衍射光和-1級衍射光相對于0級衍射光的入射角不同，不能獲得良好的成象特性。
另外，由于上述的衍射光的特性等，使得光掩模20的縱向圖形和橫向圖形在被曝光底片21上的成象條件不同，因此，還存在不能獲得縱向圖形和橫向圖形的良好的成象特性的問題。
另外，一般情況下由于反射鏡系統(tǒng)難以除去波象差，所以還存在有必要選擇波象差少的地方使用的問題。
另外，作為具有代表性的波象差，有球差、象散、象面彎曲、翹曲象差、慧差。已知這些象差如果換算成光瞳面上的波象差，則能分別表示為圖25(a)～(e)所示的情況。這里，在圖25中，(a)表示球差、(b)表示象散、(c)表示象面彎曲、(d)表示翹曲象差、(e)表示慧差。圖中φ表示光瞳面上的波陣面偏差量，ρ表示光瞳面(ηξ面)上的半徑，θ表示相對于η軸的旋轉(zhuǎn)角，y0表示干膠片表面上的坐標(biāo)，B～F分別表示常數(shù)。關(guān)于這些象差的論述，例如在文獻(xiàn)“光學(xué)原理I～I(xiàn)II”(東海大學(xué)出版)中進(jìn)行了詳細(xì)說明。
本發(fā)明就是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種在投影光學(xué)系統(tǒng)中能補償透射率分布、且沒有立體障礙和成象特性劣化的投影曝光裝置及投影曝光方法。
另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種評價伴隨光學(xué)系統(tǒng)的振幅象差用的振幅象差評價用掩模圖形及利用該振幅象差評價用掩模圖形評價振幅象差的方法。
另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種補償伴隨光學(xué)系統(tǒng)的振幅象差用的振幅象差消除濾光器。
本發(fā)明的投影曝光裝置是利用來自光源的照明光照亮光掩模，利用投影光學(xué)系統(tǒng)使來自被照亮的光掩模的衍射光在被曝光底片上成象，對電路圖形進(jìn)行投影的投影曝光裝置，其投影光學(xué)系統(tǒng)具有第1半反射鏡；反射第1半反射鏡的反射光或透射光用的第1凹面鏡；與第1半反射鏡分開獨立設(shè)置的第2半反射鏡；以及反射第2半反射鏡的反射光或透射光用的第2凹面鏡。
在上述情況下，第1及第2半反射鏡最好相對于從第1半反射鏡射向第2半反射鏡的衍射光的光軸的垂線對稱或相似對稱地配置。
在上述情況下，第1及第2半反射鏡的反射面最好分別沿相對于從第1半反射鏡射向第2半反射鏡的衍射光的光軸的垂線對稱的假想線配置。這樣配置第1及第2凹面鏡，即，使得第1凹面鏡相對于第1半反射鏡射的配置方向和第2凹面鏡相對于第2半反射鏡的配置方向相對于該垂線對稱。
在上述情況下，第1及第2半反射鏡和第1及第2凹面鏡最好這樣配置，即，使來自光掩模的衍射光經(jīng)過第1半反射鏡，照射在第1凹面鏡上，在第1凹面鏡上反射后，經(jīng)過第1及第2半反射鏡，照射在第2凹面鏡上，在第2凹面鏡上反射后，經(jīng)過第2半反射鏡，在被曝光底片上成象。
在上述情況下，第1及第2半反射鏡和第1及第2凹面鏡最好這樣配置，即，使來自光掩模的衍射光透過第1半反射鏡后，在第1凹面鏡上反射，在第1凹面鏡上反射后的衍射光依次在第1及第2半反射鏡上反射后，在第2凹面鏡上反射，在第2凹面鏡上反射后的衍射光透過第2半反射鏡，在被曝光底片上成象。
在上述情況下，第1及第2半反射鏡和第1及第2凹面鏡最好這樣配置，即，使來自光掩模的衍射光在第1半反射鏡上反射后，在第1凹面鏡上反射，在第1凹面鏡上反射后的衍射光依次透過第1及第2半反射鏡后，在第2凹面鏡上反射，在第2凹面鏡上反射后的衍射光在第2半反射鏡上反射，在被曝光底片上成象。
在上述情況下，最好還備有消除第1半反射鏡、第2半反射鏡、以及位于第1及第2半反射鏡之間的光瞳面上的至少一個波象差的波象差消除濾光器。
在上述情況下，最好還備有消除第1半反射鏡、第2半反射鏡、以及位于第1及第2半反射鏡之間的光瞳面上的至少一個振幅象差的振幅象差消除濾光器。
本發(fā)明的透影曝光方法包括以下程序。
首先利用來自光源的照明光照亮光掩模。然后來自光掩模的衍射光通過第1半反射鏡，在第1凹面鏡上反射。然后在第1凹面鏡上反射后的衍射光通過第1及第2半反射鏡，在第2凹面鏡上反射。然后在第2凹面鏡上反射后的衍射光通過第2半反射鏡，在被曝光底片上成象。
在上述情況下，最好通過使衍射光透過配置在第1半反射鏡、第2半反射鏡、以及位于第1及第2半反射鏡之間的光瞳面的至少一個上的波象差消除濾光器，補償衍射光的波象差。
在上述情況下，最好通過使衍射光透過配置在第1半反射鏡、第2半反射鏡、以及位于第1及第2半反射鏡之間的光瞳面的至少一個上的振幅象差消除濾光器，補償衍射光的振幅象差。
本發(fā)明的振幅象差評價用掩模圖形備有透明基板、精細(xì)圖形、以及大圖形。在透明基板上有選擇地形成精細(xì)圖形，該精細(xì)圖形實際上具有分辨極限尺寸。在透明基板上有選擇地形成大圖形，該大圖形具有曝光波長的5倍以上的尺寸。各精細(xì)圖形和大圖形互相構(gòu)成組，在透明基板上配置多組。
本發(fā)明的振幅象差評價方法包括以下程序。
首先，使上述振幅象差評價用掩模圖形曝光，形成復(fù)制圖形。然后觀察復(fù)制圖形，分別取出精細(xì)圖形的對比度及正常曝光量兩者中至少一者的變化量，以及大圖形的對比度及正常曝光量兩者中至少一者的變化量。然后根據(jù)取出的精細(xì)圖形及大圖形的對比度及正常曝光量兩者中至少一者的變化量，估計振幅象差量。
本發(fā)明的振幅象差消除濾光器是配置在將來自光掩模的衍射光成象在被曝光基板上用的投影光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的振幅象差消除濾光器，它備有具有主表面的透明基板和具有可將在透明基板的主表面上形成的振幅象差除去的形狀的半透明多層膜。構(gòu)成半透明多層膜的各層的厚度為n×λ，這里λ為衍射光的波長，n為整數(shù)。
圖1是表示本發(fā)明的實施例1的投影曝光裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是說明補償本發(fā)明的實施例1的投影曝光裝置的透射率分布及波陣面偏移用的說明圖。
圖3是表示半反射鏡和凹面鏡的另一種配置方法的示意圖。
圖4是表示圖1所示的投影曝光裝置備有了空間濾波器后的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖5是表示本發(fā)明的實施例8中的投影曝光方法的流程圖。
圖6表示本發(fā)明的實施例9中的振幅象差評價用掩模圖形，(a)是掩模圖形的平面圖，(b)是使(a)所示的掩模圖形曝光后復(fù)制圖形的圖。
圖7表示本發(fā)明的實施例10中的球面振幅象差的評價方法，(a)是表示精細(xì)圖形的對比度的圖，(b)是表示大圖形的對比度的圖。
圖8表示本發(fā)明的實施例11中的象散振幅象差的評價方法，(a)是表示橫向的圖形要素的對比度的變化量的圖，(b)是表示縱向的圖形要素的對比度的變化量的圖。
圖9是表示本發(fā)明的實施例12中的大圖形的對比度的變化量的圖。
圖10表示本發(fā)明的實施例13中的慧形振幅象差的評價方法，(a)是表示精細(xì)圖形的正常曝光量的變化量的圖，(b)是表示大圖形的正常曝光量的變化量的圖。
圖11表示本發(fā)明的實施例14中的翹曲振幅象差的評價方法，是表示大圖形的正常曝光量的變化量的圖。
圖12表示本發(fā)明的實施例15中的補償正的球面振幅象差的振幅象差消除濾光器，(a)是剖面圖，(b)是斜視圖。
圖13表示本發(fā)明的實施例16中的補償負(fù)的球面振幅象差的振幅象差消除濾光器，(a)是剖面圖，(b)是斜視圖。
圖14表示本發(fā)明的實施例17中的補償正的象散振幅象差的振幅象差消除濾光器，(a)是剖面圖，(b)是斜視圖。
圖15表示本發(fā)明的實施例18中的補償負(fù)的象散振幅象差的振幅象差消除濾光器，(a)是剖面圖，(b)是斜視圖。
圖16表示本發(fā)明的實施例19中的補償正的振幅象面彎曲的振幅象差消除濾光器，(a)是剖面圖，(b)是斜視圖。
圖17表示本發(fā)明的實施例20中的補償負(fù)的振幅象面彎曲的振幅象差消除濾光器，(a)是剖面圖，(b)是斜視圖。
圖18表示本發(fā)明的實施例21中的補償翹曲振幅象差的振幅象差消除濾光器，(a)是剖面圖，(b)是斜視圖。
圖19表示本發(fā)明的實施例22中的補償慧形振幅象差的振幅象差消除濾光器，(a)是剖面圖，(b)是斜視圖。
圖20表示本發(fā)明的實施例23中的振幅象差消除濾光器，(a)是剖面圖，(b)是斜視圖。
圖21是表示在本發(fā)明的實施例24中將各種振幅象差合成后的波陣面偏移的斜視圖。
圖22是表示現(xiàn)有的投影曝光裝置結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖23是表示現(xiàn)有的投影曝光裝置結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖24是表示現(xiàn)有的投影曝光裝置結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖25是表示具有代表性的瞳孔上波象差的圖，(a)是球差，(b)是象散，(c)是象面彎曲，(d)是翹曲象差，(e)慧差。
以下，根據(jù)


本發(fā)明的實施例。
實施例1圖1是表示本發(fā)明的實施例1的投影曝光裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
參照圖1，在本實施例的投影曝光裝置10中，復(fù)眼透鏡13通過反射鏡12，配置在光源11的前方，光圈14位于復(fù)眼透鏡13的前方。在光圈14的前方，使聚光透鏡15介于中間，配置擋板16，再經(jīng)過聚光透鏡17、反射鏡18及聚光透鏡19，配置形成了所希望的電路圖形的光掩模20。
在光掩模20的前方，經(jīng)過投影光學(xué)系統(tǒng)6，配置構(gòu)成被曝光底片的干膠片21。
投影光學(xué)系統(tǒng)6具有第1半反射鏡1、第1凹面鏡2、光瞳面5、第2半反射鏡3和第2凹面鏡4。第1半反射鏡1位于光掩模20的前方，第1凹面鏡2配置成能將第1半反射鏡1的透射光反射到第1半反射鏡1一側(cè)。光瞳面5配置得能使第1半反射鏡1上的反射光通過，第2半反射鏡3配置得能使光瞳面5的通過光入射。第2凹面鏡4配置得能將第2半反射鏡3上的反射光反射到第2半反射鏡3一側(cè)。而且在第2凹面鏡4上反射的衍射光透過第2半反射鏡3后，在被曝光底片21上成象。
特別是如圖2所示，第1半反射鏡1的反射面和第2半反射鏡3的反射面分別沿著假想線A-A和A’-A’配置，而假想線A-A和A’-A’相對于從第1半反射鏡1射向第2半反射鏡3的衍射光的光軸OA的垂線P-P呈對稱(即線對稱)狀態(tài)。假想線A-A與垂線P-P構(gòu)成的角度θ1實際上等于假想線A’-A’和垂線P-P構(gòu)成的角度θ2。另外，這樣配置第1及第2凹面鏡2、4，使第1凹面鏡2相對于第1半反射鏡1的配置方向(D1)和第2凹面鏡4相對于第2半反射鏡3的配置方向(D2)相對于垂線P-P呈對稱狀態(tài)。
另外，第1及第2半反射鏡1、3相對于通過在光瞳面5上形成光源象的點的光軸OA的垂線Q-Q對稱地或相似對稱地配置。另外這樣配置第1及第2半反射鏡1、3和第1及第2凹面鏡2、4，使得衍射光的光路相對于垂線Q-Q對稱或相似對稱。這里所謂相似對稱，意思是使圖中垂線Q-Q左側(cè)的反射鏡或光路軌跡與圖中右側(cè)的反射鏡或光路軌跡的線對稱形狀呈相似形狀。
另外，第1及第2半反射鏡1、3具有彼此相同或相似的形狀，而且第1及第2凹面鏡2、4具有相同或相似的形狀。
其次，說明使用該投影曝光裝置的曝光方法。
參照圖1，首先來自水銀燈或受激準(zhǔn)分子激光器11的紫外線在反射鏡12上反射后，由復(fù)眼透鏡13分割成獨立的點光源，再通過光圈14調(diào)整后形成2次光源面。然后，通過聚光鏡15后，用擋板16設(shè)定曝光區(qū)域，通過聚光鏡17、反射鏡18及聚光鏡19后，照亮光掩模20。通過光掩模20的光被掩模圖形衍射而發(fā)生衍射光。在圖1中，作為其代表，只示出了±1級衍射光，實際上當(dāng)然還存在高級衍射光。
來自光掩模20的衍射光由第1半反射鏡1分割成透射光和反射光后，其透射光被第1凹面鏡2反射，再被第1半反射鏡1進(jìn)行平面反射，在光瞳面5上形成光源象。此后，能透過光瞳面5的衍射光被第2半反射鏡3進(jìn)行平面反射，并被第2凹面鏡4反射。被第2凹面鏡4反射的衍射光透過第2半反射鏡3，在被曝光底片21上成象。然后根據(jù)所得到的光學(xué)象來加工被曝光底片21。
采用本實施例的投影曝光裝置及投影曝光方法，即使在曝光波長比170nm短的情況下，也能補償投影光學(xué)系統(tǒng)中的透射率分布，而且不會產(chǎn)生立體障礙或成象特性劣化現(xiàn)象。以下對此進(jìn)行詳細(xì)說明。
參照圖2，第1半反射鏡1內(nèi)的帶陰影線的區(qū)R1是透過第1半反射鏡1的光、被第2凹面鏡4反射的光及被第1半反射鏡1的反射面反射的光這三種光重疊的區(qū)域。另外第2半反射鏡3內(nèi)的帶陰影線的區(qū)R2是從第1半反射鏡1入射到第2半反射鏡3的光、被第2半反射鏡3的反射面反射的光以及被第2凹面鏡4反射的光這三種光重疊的區(qū)域。在曝光波長比170nm小的情況下，光的強度越高，在玻璃材料中產(chǎn)生的色心數(shù)越多。因此，該帶陰影線的區(qū)R1及R2中產(chǎn)生的色心數(shù)特別多，是透射率低的區(qū)域。這樣在第1及第2半反射鏡1、3內(nèi)存在著透射率相對低的區(qū)域和相對高的區(qū)域，因此透射率分布不均勻。
這里，在將圖中用實線表示的各光線作為+1級衍射光及-1級衍射光的情況下，在半反射鏡1內(nèi)+1級衍射光沿光路P11、-1級衍射光沿光路P12分別通過帶陰影線的區(qū)R1。這里，在光路P11和P12的光路長度不同的情況下，+1級衍射光及-1級衍射光的透過量不同。具體地說，光路P11比光路P12長時，+1級衍射光的透過量比-1級衍射光的透過量低。
可是，在半反射鏡3內(nèi)，-1級衍射光沿光路P21、+1級衍射光沿光路P22分別通過帶陰影線的區(qū)R2。這里，帶陰影線的區(qū)R2內(nèi)的光路P21對應(yīng)于帶陰影線的區(qū)R1內(nèi)的光路P11，光路P22對應(yīng)于光路P12。因此，當(dāng)光路P11比光路P12長時，光路P21也比光路P22長，使得+1級衍射光通過光路P22造成的透射量的降低比-1級衍射光通過光路P21造成的透射量的降低小。
這樣，衍射光由第2半反射鏡3給出與由第1半反射鏡1給出的透射率分布特性相反特性的透射率分布。因此，第1及第2半反射鏡1、3的透射率分布互相補償，能使第1及第2半反射鏡1、3總體上的透射率分布均勻，能防止由于透射率的不均勻造成的透鏡系統(tǒng)的壽命的縮短。
另外，不僅透射率分布，而且對于由半反射鏡1給出的波陣面偏移來說，也能由半反射鏡3給出與由半反射鏡1給出的波陣面偏移特性相反特性的波陣面偏移，因此從半反射鏡1及3的總體上看，波陣面偏移能互相抵消。
另外，由于不是象現(xiàn)有例那樣完全沒有透鏡的反射鏡系統(tǒng)，所以不產(chǎn)生立體障礙，另外在0級衍射光的左和右，衍射光的特性并非不同，再者，縱線和橫線的成象條件也并非不同，所以能獲得良好的成象特性。
其次，所謂象差一般是指波陣面象差，但在本申請中將其更廣地定義為導(dǎo)致光學(xué)象的質(zhì)量劣化的原因的象差。在特愿平7-325988號中詳細(xì)地說明了波陣面象差及其評價方法和消除方法。除了波陣面以外，作為使象的質(zhì)量劣化的原因在于玻璃材料的透射率分布不均勻。例如，假定在有利用振幅為0．5的0級衍射光和振幅為0．6的1級衍射光產(chǎn)生的干涉成象的系統(tǒng)的情況下，如果振幅象差為0，就可以直接通過這2個衍射光的干涉成象。
可是，由于在玻璃材料的一部分中產(chǎn)生色心，發(fā)生透射率的分布不均勻，或者透鏡表面的防反射膜的效率分布不均勻，所以假設(shè)0級衍射光的透射率為1．0，1級衍射光的透射率為0．9，則變成通過0級衍射光的振幅0．5(=0．5×1．0)和1級衍射光的振幅0．54(=0．6×0．9)進(jìn)行的干涉而成象。這時由于光的強度與振幅的2次方對應(yīng)，所以振幅偏離正常值，光學(xué)象的對比度變化(一般情況下劣化)。
將引起波陣面分布紊亂的象質(zhì)的劣化稱為波陣面象差，與此不同，在本申請中將這樣引起陣幅分布紊亂的象質(zhì)的劣化稱為振幅象差。例如，當(dāng)透鏡的透射率的分布為同心圓狀的四次函數(shù)時，仿照波陣面象差的球差，稱為球面振幅象差。另外，當(dāng)透鏡的透射率的分布在xy上不同時，仿照象散或慧差，稱為象散振幅象差或慧形振幅象差。另外，在成象面內(nèi)看到正常曝光量的分布的情況下，仿照象面彎曲或翹曲象差，稱為振幅象面彎曲或翹曲振幅象差。
在本實施例中，在第1半反射鏡1上發(fā)生的振幅分布與上述一樣，由第2半反射鏡3給出相反特性的振幅分布，所以互相抵消。
另外，在本實施例中，按照圖1、2所示的透射及反射的關(guān)系，配置第1及第2半反射鏡1、3和第1及第2凹面鏡2、4，但也可以按照圖3所示的透射及反射的關(guān)系進(jìn)行配置。
即參照圖3，第1半反射鏡1位于光掩模20的前方，第1凹面鏡2配置得能將第1半反射鏡1的反射光反射到第1半反射鏡1一側(cè)。光瞳面5配置得能使第1半反射鏡1的透射光通過，第2半反射鏡3配置得能使通過光瞳面5的光入射。第2凹面鏡4配置得能將第2半反射鏡3的透射光反射到第2半反射鏡3一側(cè)。而且在第2凹面鏡4上反射的衍射光被第2半反射鏡3反射后，在被曝光底片21上成象。
即使在這樣配置各構(gòu)件的情況下，與上述說明的一樣，能由第2半反射鏡3給出與由第1半反射鏡1給出的透射率分布特性相反特性的透射率分布，所以在總體上能使透射率分布均勻。
另外，對于波陣面偏移來說，也能由第2半反射鏡3給出與由第1半反射鏡1給出的波陣面偏移特性相反特性的波陣面偏移，因此波陣面偏移能互相抵消。
另外，由第1半反射鏡1發(fā)生的振幅分布也與上述一樣，能由第2半反射鏡3給出相反特性的振幅分布，所以能互相抵消。
實施例2圖4是表示圖1所示的投影曝光裝置備有了空間濾波器后的狀態(tài)的示意圖。參照圖4，在實施例1中的投影曝光裝置中，如果在投影光學(xué)系統(tǒng)6中的光瞳面5上備有除去波陣面象差的空間濾光器21，則主要能將球差、象散、慧差除去，能獲得良好的象質(zhì)。
實施例3參照圖4，在實施例1中的投影曝光裝置中，如果還在投影光學(xué)系統(tǒng)6中的第1半反射鏡1上備有除去波陣面象差的空間濾光器22，則主要能將象面彎曲、翹曲象差除去，能獲得良好的象質(zhì)。
實施例4參照圖4，在實施例1中的投影曝光裝置中，如果還在投影光學(xué)系統(tǒng)6中的第2半反射鏡3上備有除去波陣面象差的空間濾光器23，則主要能將象面彎曲、翹曲象差除去，能獲得良好的象質(zhì)。
另外，在實施例2～4中所述的將波陣面象差除去的空間濾光器21、22、23具有例如透明基板和在該透明基板上形成的透明多層膜，在上述的特愿平7-325988號中有詳細(xì)說明。
實施例5參照圖4，在實施例1中的投影曝光裝置中，如果在投影光學(xué)系統(tǒng)6中的光瞳面5上備有除去振幅象差的空間濾光器21，則主要能將球面振幅象差、象散振幅象差、慧形振幅象差除去，能獲得良好的象質(zhì)。
實施例6參照圖4，在實施例1中的投影曝光裝置中，如果在投影光學(xué)系統(tǒng)6中的第1半反射鏡1上備有除去振幅象差的空間濾光器22，則主要能將振幅象面彎曲、翹曲振幅象差除去，能獲得良好的象質(zhì)。
實施例7參照圖4，在實施例1中的投影曝光裝置中，如果還在投影光學(xué)系統(tǒng)6中的第2半反射鏡3上備有除去振幅象差的空間濾光器23，則主要能將振幅象面彎曲、翹曲振幅象差除去，能獲得良好的象質(zhì)。
實施例8圖5是表示本發(fā)明的實施例8中的投影曝光方法的流程圖。
參照圖5，首先將振幅象差評價用光掩模圖形曝光(步驟31)，用SEM(掃描型電子顯微鏡)觀察通過該曝光獲得的顯影圖形(步驟32)，對該觀察結(jié)果進(jìn)行分類，看看屬于哪種振幅象差的組合(步驟33)。進(jìn)一步確定由透鏡個體決定的振幅象差(步驟34)，接著選擇補償所決定的振幅象差的振幅象差除去濾光器(步驟35)。將這樣選擇的振幅象差除去濾光器(光瞳濾光器)插入例如光瞳面上，進(jìn)行電路圖形的曝光(步驟36)。
通過采用這樣的曝光方法，有選擇地除去由透鏡個體決定的振幅象差，能獲得良好的成象特性。
實施例9圖6(a)是表示實施例9中的振幅象差評價用掩模圖形的結(jié)構(gòu)的平面圖。參照圖6(a)，在透明基板33上形成了排列成縱5列、橫5列的共計25個呈矩形的大圖形31，在各大圖形31的內(nèi)部分別形成了排列成縱3列、橫3列的共計9個精細(xì)圖形32。大圖形31具有曝光波長的5倍以上例如10倍左右的尺寸。另外精細(xì)圖形32具有實際上與投影曝光裝置的分辨率極限相同的尺寸。
如果用沒有象差的透鏡使該振幅象差評價用光掩模30曝光，則角狀部分由于衍射而呈圓形，能獲得具有如圖6(b)所示的大圖形31a和精細(xì)圖形32a的復(fù)制圖形。一般來說，精細(xì)圖形對象差比較敏感，大圖形對象差比較遲鈍，通過觀察復(fù)制圖形中的大圖形31a和精細(xì)圖形32a，能容易且明確地區(qū)分出5種振幅象差。
如果考慮瞳孔上的光量分布，則0級衍射光源象的位置(中心附近)的光量最高，為了評價振幅象差，需要在瞳孔的中心附近產(chǎn)生衍射光的圖形。這相當(dāng)于約為曝光波長λ的5倍以上大小的掩模圖形。換句話說，通過使大圖形21達(dá)到曝光波長λ的5倍以上的尺寸，就能評價振幅象差。因此，如果使用本實施例的掩模圖形，就能進(jìn)行振幅象差的評價。
實施例10說明利用圖6(a)所示的振幅象差評價用掩模圖形30評價球面振幅象差的方法。首先，使圖6(a)所示的振幅象差評價用掩模圖形30曝光，用SEM等觀察如圖6(b)所示加工成的25組復(fù)制圖形。如圖7(a)所示，由此分別在25點的各點上求出精細(xì)圖形32的對比度，同時如圖7(b)所示，在25點的各點上求出大圖形31的對比度。
另外，在圖7(a)、(b)中，箭頭的大小表示對比度的大小。
這時，如圖7(a)、(b)所示，如果在精細(xì)圖形32和大圖形31中能觀測到理想光學(xué)象的對比度之差呈四次函數(shù)，則可知在該光學(xué)系統(tǒng)中存在球面振幅象差。而且根據(jù)精細(xì)圖形32和大圖形31之間的對比度的變化量，能估計出球面振幅象差量。
實施例11說明利用圖6(a)所示的振幅象差評價用掩模圖形30評價象散振幅象差的方法。首先，使圖6(a)所示的振幅象差評價用掩模圖形30曝光，用SEM等觀察如圖6(b)所示加工成的25組復(fù)制圖形。如圖8(a)所示，由此分別在25點的各點求出各圖形的橫向(x方向)的圖形要素(邊)的對比度，同時如圖8(b)所示，分別在25點的各點求出各圖形的縱向(y方向)的圖形要素(邊)的對比度。
這時，如圖8(a)、(b)所示，如果能在橫向圖形要素和縱向圖形要素之間觀測到對比度的變化，則可知在曝光光學(xué)系統(tǒng)中存在象散振幅象差。而且根據(jù)橫向圖形要素和縱向圖形要素之間的比度的變化量，能估計出象散振幅象差量。
實施例12說明利用圖6(a)所示的振幅象差評價用掩模圖形30評價振幅象面彎曲的方法。首先，使圖6(a)所示的振幅象差評價用掩模圖形30曝光，用SEM等觀察如圖6(b)所示加工成的25組復(fù)制圖形。因此，如圖9所示，分別在25點的各點求出大圖形31的對比度。
這時，如圖9所示，如果能觀測到大圖形31的對比度呈二次函數(shù)，則可知在曝光光學(xué)系統(tǒng)中存在振幅象面彎曲。而且根據(jù)大圖形31的對比度的變化量，能估計出振幅象面彎曲量。
實施例13說明利用圖6(a)所示的振幅象差評價用掩模圖形30評價慧形振幅象差的方法。首先，一邊變更曝光量條件，一邊使圖6(a)所示的振幅象差評價用掩模圖形30曝光，用SEM等觀察如圖6(b)所示加工成的25組復(fù)制圖形。如圖10(a)所示，由此在25點的各點求出精細(xì)圖形32的正常曝光量，同時如圖10(b)所示，在25點的各點求出大圖形31的正常曝光量。
另外，在圖10(a)、(b)中，箭頭的大小表示正常曝光量的大小。
這時，如圖10(a)、(b)所示，如果在精細(xì)圖形32和大圖形31能觀測到正常曝光量相對變化，則可知在該曝光光學(xué)系統(tǒng)中存在慧形振幅象差。而且根據(jù)精細(xì)圖形32和大圖形31的正常曝光量的相對變化量，能估計出慧形振幅象差量。
實施例14說明利用圖6(a)所示的振幅象差評價用掩模圖形30評價翹曲振幅象差的方法。首先，使圖6(a)所示的振幅象差評價用掩模圖形30曝光，用SEM等觀察如圖6(b)所示加工成的25組復(fù)制圖形。如圖11所示，由此分別在25點求出精細(xì)圖形32的正常曝光量，同時如圖11所示，分別在25點求出大圖形31的正常曝光量。
這時，如圖11所示，如果在精細(xì)圖形32和大圖形31中能觀測到正常曝光量相對地相同，且正常曝光量隨曝光位置而變化，則可知在該曝光光學(xué)系統(tǒng)中存在翹曲振幅象差。而且根據(jù)精細(xì)圖形32和大圖形31中與曝光位置有關(guān)的正常曝光量的變化量，能估計出翹曲振幅象差量。
實施例15圖12(a)示出了本發(fā)明的實施例15中的正的球面振幅象差消除濾光器的剖面圖，圖12(b)示出了斜視圖。正的球面振幅象差消除濾光器40具有透明基板41、以及在該透明基板41的表面上形成的半透明多層膜42。設(shè)n為整數(shù)，λ為曝光波長，則半透明多層膜42的各層厚度為n×λ。
如圖25(a)所示，如果將球差換算成光瞳面上的波陣面象差，則波陣面的偏移量φ可表示為φ=-Bρ4／4。因此，當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)中主要的振幅象差為正的球面振幅象差時，補償正的球面振幅象差用的半透明多層膜42具有呈同心圓形圓頂狀的負(fù)四次函數(shù)的剖面形狀。通過將該振幅象差消除濾光器40插入投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面上，能消除正的球面振幅象差，提高成象性能。
實施例16圖13(a)示出了本發(fā)明的實施例16中的負(fù)的球面振幅象差消除濾光器的剖面圖，圖13(b)示出了斜視圖。負(fù)的球面振幅象差消除濾光器40具有透明基板41、以及在該透明基板41的表面上形成的半透明多層膜42。與在實施例15中說明的一樣，半透明多層膜42的各層厚度為n×λ。
如圖25(a)所示，如果將球差換算成光瞳面上的波陣面象差，則波陣面的偏移量φ可表示為φ=-Bρ4／4。因此，當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)中主要的振幅象差為負(fù)的球面振幅象差時，補償負(fù)的球面振幅象差用的半透明多層膜42具有呈同心圓形缽狀的正四次函數(shù)的剖面形狀。通過將該振幅象差消除濾光器40插入投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面上，能消除負(fù)的球面振幅象差，提高成象性能。
實施例17圖14(a)示出了本發(fā)明的實施例17中的正的象散振幅象差消除濾光器的剖面圖，圖14(b)示出了斜視圖。正的象散振幅象差消除濾光器40具有透明基板41、以及在該透明基板41的表面上形成的半透明多層膜42。與在實施例15中說明的一樣，半透明多層膜42的各層厚度為n×λ。
如圖25(b)所示，如果將象散換算成光瞳面上的波陣面象差，則波陣面的偏移量φ可表示為φ=-Cy02ρ2cos2θ。因此，當(dāng)曝光光學(xué)系統(tǒng)中主要的振幅象差為正的象散振幅象差時，補償正的象散振幅象差用的半透明多層膜42具有只在一個方向上呈圓頂狀的負(fù)的2次函數(shù)的剖面形狀即鞍狀。通過將該振幅象差消除濾光器40插入投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面上，能消除正的象散振幅象差，提高成象性能。
實施例18圖15(a)示出了本發(fā)明的實施例18中的負(fù)的象散振幅象差消除濾光器的剖面圖，圖15(b)示出了斜視圖。負(fù)的象散振幅象差消除濾光器40具有透明基板41、以及在該透明基板41的表面上形成的半透明多層膜42。與在實施例15中說明的一樣，半透明多層膜42的各層厚度為n×λ。
如圖25(b)所示，如果將象散換算成光瞳面上的波陣面象差，則波陣面的偏移量φ可表示為φ=-Cy02ρ2cos2θ。因此，當(dāng)曝光光學(xué)系統(tǒng)中主要的振幅象差為負(fù)的象散振幅象差時，補償負(fù)的象散振幅象差用的半透明多層膜42具有只在一個方向上呈缽狀的正2次函數(shù)的剖面形狀。通過將該振幅象差消除濾光器40插入投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面上，能消除負(fù)的象散振幅象差，提高成象性能。
實施例19圖16(a)示出了本發(fā)明的實施例19中的正的振幅象面彎曲消除濾光器的剖面圖，圖16(b)示出了斜視圖。正的振幅象面彎曲消除濾光器40具有透明基板41、以及在該透明基板41的表面上形成的半透明多層膜42。與在實施例15中說明的一樣，半透明多層膜42的各層厚度為n×λ。
如圖25(c)所示，如果將象面彎曲換算成光瞳面上的波陣面象差，則波陣面的偏移量φ可表示為φ=-Dy02ρ2／2。因此，當(dāng)曝光光學(xué)系統(tǒng)中主要的振幅象差為正的振幅象面彎曲時，補償正的振幅象面彎曲用的半透明多層膜42具有同心圓形圓頂狀的負(fù)2次函數(shù)的剖面形狀。通過將該振幅象差消除濾光器40插入投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面上，能消除正的振幅象面彎曲，提高成象性能。
實施例20圖17(a)示出了本發(fā)明的實施例20中的負(fù)的振幅象面彎曲消除濾光器的剖面圖，圖17(b)示出了斜視圖。負(fù)的振幅象面彎曲消除濾光器40具有透明基板41、以及在該透明基板41的表面上形成的半透明多層膜42。與在實施例15中說明的一樣，半透明多層膜42的各層厚度為n×λ。
如圖25(c)所示，如果將象面彎曲換算成光瞳面上的波陣面象差，則波陣面的偏移量φ可表示為φ=-Dy02ρ2／2。因此，當(dāng)曝光光學(xué)系統(tǒng)中主要的振幅象差為負(fù)的振幅象面彎曲時，補償負(fù)的振幅象面彎曲用的半透明多層膜42具有同心圓形缽狀的正2次函數(shù)的剖面形狀。通過將該振幅象差消除濾光器40插入投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面上，能消除負(fù)的振幅象面彎曲，提高成象性能。
實施例21圖18(a)示出了本發(fā)明的實施例21中的翹曲振幅象差消除濾光器的剖面圖，圖18(b)示出了斜視圖。翹曲振幅象差消除濾光器40具有透明基板41、以及在該透明基板41的表面上形成的半透明多層膜42。與在實施例15中說明的一樣，半透明多層膜42的各層厚度為n×λ。
如圖25(d)所示，如果將翹曲象差換算成光瞳面上的波陣面象差，則波陣面的偏移量φ可表示為φ=Ey03ρcosθ。因此，當(dāng)曝光光學(xué)系統(tǒng)中主要的象差為翹曲振幅象差時，除去翹曲振幅象差用的半透明多層膜42具有在一個方向上呈1次函數(shù)的斜面狀的剖面形狀。通過將該振幅象差消除濾光器40插入投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面上，能消除翹曲振幅象差，提高成象性能。
實施例22圖19(a)示出了本發(fā)明的實施例22中的慧形振幅象差消除濾光器的剖面圖，圖19(b)示出了斜視圖?；坌握穹蟛钕秊V光器40具有透明基板41、以及在該透明基板41的表面上形成的半透明多層膜42。與在實施例15中說明的一樣，半透明多層膜42的各層厚度為n×λ。
如圖25(e)所示，如果將慧差換算成光瞳面上的波陣面象差，則波陣面的偏移量φ可表示為φ=Ey0ρ3。因此，當(dāng)曝光光學(xué)系統(tǒng)中主要的象差為慧形振幅象差時，補償慧形振幅象差用的半透明多層膜42具有在一個方向上呈3次函數(shù)的斜面狀的剖面形狀。通過將該振幅象差消除濾光器40插入投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面上，能消除慧形振幅象差，提高成象性能。
實施例23在同時存在多種振幅象差的情況下，可以適當(dāng)?shù)貙嵤├?5～22所示的振幅象差消除濾光器組合起來使用。例如，如圖20(a)及(b)所示，如果將實施例19中的補償正的振幅象面彎曲用的振幅象差消除濾光器(圖16)和實施例22所示的補償慧形振幅象差用的振幅象差消除濾光器(圖19)組合起來，就能同時補償正的振幅象面彎曲和慧形振幅象差。在實際的光學(xué)系統(tǒng)中，一般情況下會同時存在著各種振幅象差，所以通過將實施例15～22所示的振幅象差消除濾光器適當(dāng)?shù)亟M合，能消除所有的各種振幅象差，進(jìn)一步提高成象性能。
實施例24如圖21所示，對利用實施例10～14中的振幅象差量評價方法分別評價的各種振幅象差量進(jìn)行合成，能制造具有補償該合成的振幅象差的特性的復(fù)合振幅象差消除濾光器。例如，通過在透明基板上形成具有與圖21所示那樣合成的振幅象差對應(yīng)的剖面形狀的半透明多層膜，就能制成振幅象差消除濾光器。
通過插入該復(fù)合振幅象差消除濾光器，則能消除所有的各種振幅象差，進(jìn)一步提高成象性能。
此次公開的實施例的所有方面都給出了例子，但應(yīng)認(rèn)識到不受此限。本發(fā)明的范圍不限于以上說明，該范圍將由權(quán)利要求給出，且包括與權(quán)利要求范圍相當(dāng)?shù)囊馑技霸诜秶鷥?nèi)的全部變更。
在本發(fā)明的投影曝光裝置中，投影光學(xué)系統(tǒng)具有第1半反射鏡；反射第1半反射鏡的反射光或透射光用的第1凹面鏡；與第1半反射鏡分開獨立設(shè)置的第2半反射鏡；以及反射第2半反射鏡的反射光或透射光用的第2凹面鏡。
這樣通過具有兩組半反射鏡和凹面鏡，則對應(yīng)于由一個半反射鏡產(chǎn)生的透射率分布或波陣面偏移，能由另一個半反射鏡給出相反特性的透射率分布或波陣面偏移。因此，在投影光學(xué)系統(tǒng)中透射率分布或波陣面偏移能互相抵消，能使與色心的發(fā)生相伴隨的透射率的不均勻分布達(dá)到均勻化，且能消除波陣面偏移。
另外，還能防止產(chǎn)生象在完全沒有透鏡的反射鏡系統(tǒng)的現(xiàn)有例中那樣的立體障礙，在0級衍射光的左和右衍射光的特性也不會不同，另外在縱線和橫線上成象條件也不會不同，能獲得優(yōu)異的成象特性。
在上述情況下，第1及第2半反射鏡最好相對于從第1半反射鏡射向第2半反射鏡的衍射光的光軸的垂線對稱或近似于對稱地配置。
通過這樣配置，能使由一個及另一個半反射鏡產(chǎn)生的透射率分布或波陣面偏移等的特性互相相反。因此，能使與色心的發(fā)生相伴隨的透射率的不均勻分布達(dá)到均勻化，且能使波陣面偏移互相抵消。
在上述情況下，第1及第2半反射鏡的反射面最好分別沿相對于從第1半反射鏡射向第2半反射鏡的衍射光的光軸的垂線對稱的假想線配置，這樣配置第1及第2凹面鏡，即，使得第1凹面鏡相對于第1半反射鏡的配置方向和第2凹面鏡相對于第2半反射鏡的配置方向相對于垂線對稱。
通過這樣配置，能使由一個及另一個半反射鏡產(chǎn)生的透射率分布或波陣面偏移等的特性互相相反。因此，能使與色心的發(fā)生相伴隨的透射率的不均勻分布達(dá)到均勻化，且能使波陣面偏移互相抵消。
在上述情況下，第1及第2半反射鏡和第1及第2凹面鏡最好這樣配置，即，使來自光掩模的衍射光經(jīng)過第1半反射鏡，照射在第1凹面鏡上，在第1凹面鏡上反射后，經(jīng)過第1及第2半反射鏡，照射在第2凹面鏡上，在第2凹面鏡上反射后，經(jīng)過第2半反射鏡，在被曝光底片上成象。
通過這樣配置，能使由一個及另一個半反射鏡產(chǎn)生的透射率分布或波陣面偏移等的特性互相相反。因此，能使與色心的發(fā)生相伴隨的透射率的不均勻分布達(dá)到均勻化，且能使波陣面偏移互相抵消。
在上述情況下，第1及第2半反射鏡和第1及第2凹面鏡最好這樣配置，即，使來自光掩模的衍射光透過第1半反射鏡后，在第1凹面鏡上反射，依次在第1及第2半反射鏡上反射后，在第2凹面鏡上反射，再透過第2半反射鏡后，在被曝光底片上成象。通過這樣配置各構(gòu)件，以使衍射光沿這樣的路徑行進(jìn)，能使由一個及另一個半反射鏡產(chǎn)生的透射率分布或波陣面偏移的特性互相相反。因此，能使與色心的發(fā)生相伴隨的透射率的不均勻分布達(dá)到均勻化，還能消除波陣面的偏移。
在上述情況下，第1及第2半反射鏡和第1及第2凹面鏡最好這樣配置，即，使來自光掩模的衍射光在第1半反射鏡上反射后，在第1凹面鏡上反射，依次透過第1及第2半反射鏡后，在第2凹面鏡上反射，再在第2半反射鏡上反射，在被曝光底片上成象。通過這樣配置各構(gòu)件，以使衍射光沿這樣的路徑行進(jìn)，能使由一個及另一個半反射鏡產(chǎn)生的透射率分布或波陣面偏移的特性互相相反。因此，能使與色心的發(fā)生相伴隨的透射率的不均勻分布達(dá)到均勻化，還能消除波陣面的偏移。
在上述情況下，最好還備有消除第1半反射鏡、第2半反射鏡、以及位于第1及第2半反射鏡之間的光瞳面的至少一個上的波陣面象差的波陣面象差消除濾光器。因此能消除波陣面象差。
在上述情況下，最好還備有消除第1半反射鏡、第2半反射鏡、以及位于第1及第2半反射鏡之間的光瞳面的至少一個上的振幅象差的振幅象差消除濾光器。因此，能消除振幅象差。
在本發(fā)明的透影曝光方法中，來自光掩模的衍射光通過第1半反射鏡，在第1凹面鏡上反射后，通過第1及第2半反射鏡，在第2凹面鏡上反射，再通過第2半反射鏡，在被曝光底片上成象。
使衍射光沿這樣的路徑行進(jìn)，進(jìn)行曝光，對應(yīng)于由一個半反射鏡產(chǎn)生的透射率分布或波陣面偏移，能由另一個半反射鏡給出相反特性的透射率分布或波陣面偏移。因此，由一個半反射鏡產(chǎn)生的透射率分布或波陣面偏移被另一個半反射鏡產(chǎn)生的透射率分布或波陣面偏移相抵消。因此，能使與色心的發(fā)生相伴隨的透射率的不均勻分布達(dá)到均勻化，還能消除波陣面偏移。
另外，還能防止產(chǎn)生象在完全沒有透鏡的反射鏡等的現(xiàn)有例中那樣的立體障礙，在0級衍射光的左和右衍射光的特性也不會不同，另外在縱線和橫線上成象條件也不會不同，能獲得優(yōu)異的成象特性。
在上述情況下，最好通過使衍射光透過配置在第1半反射鏡、第2半反射鏡、以及位于第1及第2半反射鏡之間的光瞳面的至少一個上的波陣面象差消除濾光器，補償衍射光的波陣面象差。因此，能消除波陣面象差。
在上述情況下，最好通過使衍射光透過配置在第1半反射鏡、第2半反射鏡、以及位于第1及第2半反射鏡之間的光瞳面的至少一個上的振幅象差消除濾光器，補償衍射光的振幅象差。因此能消除振幅象差。
本發(fā)明的振幅象差評價用掩模圖形備有實際上具有分辨極限尺寸的精細(xì)圖形、以及具有曝光波長的5倍以上尺寸的大圖形，各精細(xì)圖形和大圖形互相構(gòu)成組，在透明基板上配置多組。
利用該振幅象差評價用掩模，在被曝光底片上形成復(fù)制圖形，通過觀察該復(fù)制圖形，能估計各種振幅象差的量?？紤]到光瞳上的光量分布，0級衍射光源象的位置(中心附近)的光量非常大，為了評價振幅象差，需要有在該光瞳的中心附近產(chǎn)生衍射光的圖形。它相當(dāng)于曝光波長λ的5倍以上大小的掩模圖形。換句話說，通過使大圖形的尺寸為曝光波長λ的5倍以上，就能進(jìn)行振幅象差的評價。
本發(fā)明的振幅象差評價方法包括使上述振幅象差評價用掩模圖形曝光，形成復(fù)制圖形的程序；通過觀察復(fù)制圖形，分別取出精細(xì)圖形的對比度及正常曝光量兩者中至少一者的變化，以及大圖形的對比度及正常曝光量兩者中至少一者的變化的程序；以及根據(jù)該取出的精細(xì)圖形及大圖形的對比度及正常曝光量兩者中至少一者的變化量，估計振幅象差量的程序。
利用本發(fā)明的振幅象差量評價方法，能正確地估計各種振幅象差量。
本發(fā)明的振幅象差消除濾光器備有透明基板和具有可將在該透明基板上形成的振幅象差除去的形狀的半透明多層膜，構(gòu)成該半透明多層膜的各層的厚度為n×λ，這里λ為衍射光的波長，n為整數(shù)。
在本發(fā)明的振幅象差消除濾光器中，通過使半透明多層膜具有與各種振幅象差對應(yīng)的形狀，能消除各種振幅象差。
權(quán)利要求
1．投影曝光裝置，它是利用來自光源的照明光照亮光掩模，利用投影光學(xué)系統(tǒng)使來自被照亮的上述光掩模的衍射光在被曝光底片上成象，對電路圖形進(jìn)行投影，該投影曝光裝置的特征在于上述投影曝光裝置具有第1半反射鏡；反射上述第1半反射鏡的反射光或透射光用的第1凹面鏡；與上述第1半反射鏡分開獨立設(shè)置的第2半反射鏡；以及反射上述第2半反射鏡的反射光或透射光用的第2凹面鏡。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光裝置，其特征在于上述第1及第2半反射鏡相對于從上述第1半反射鏡射向上述第2半反射鏡的衍射光的光軸的垂線對稱或相似對稱地配置。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光裝置，其特征在于上述第1及第2半反射鏡的反射面分別沿相對于從上述第1半反射鏡射向上述第2半反射鏡的上述衍射光的光軸的垂線對稱的假想線配置，這樣配置上述第1及第2凹面鏡，即，使得上述第1凹面鏡相對于上述第1半反射鏡的配置方向和上述第2凹面鏡相對于上述第2半反射鏡的配置方向相對于上述垂線對稱。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影曝光裝置，其特征在于上述第1及第2半反射鏡和上述第1及第2凹面鏡這樣配置，即，使來自上述光掩模的上述衍射光經(jīng)過上述第1半反射鏡，照射在上述第1凹面鏡上，在上述第1凹面鏡上反射后，經(jīng)過上述第1及第2半反射鏡，照射在上述第2凹面鏡上，在上述第2凹面鏡上反射后，經(jīng)過上述第2半反射鏡，在上述被曝光底片上成象。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的投影曝光裝置，其特征在于上述第1及第2半反射鏡和上述第1及第2凹面鏡這樣配置，即，使來自上述光掩模的衍射光透過上述第1半反射鏡，在上述第1凹面鏡上反射，使在上述第1凹面鏡上反射后的上述衍射光依次在上述第1及第2半反射鏡上反射后，在上述第2凹面鏡上反射，使在上述第2凹面鏡上反射后的上述衍射光透過上述第2半反射鏡，在上述被曝光底片上成象。
6．根據(jù)權(quán)利要求4所述的投影曝光裝置，其特征在于上述第1及第2半反射鏡和上述第1及第2凹面鏡這樣配置，即，使來自上述光掩模的上述衍射光在上述第1半反射鏡上反射后，在上述第1凹面鏡上反射，使在上述第1凹面鏡上反射后的上述衍射光依次透過上述第1及第2半反射鏡后，在上述第2凹面鏡上反射，使在上述第2凹面鏡上反射后的上述衍射光在上述第2半反射鏡上反射，在上述被曝光底片上成象。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光裝置，其特征在于還備有消除上述第1半反射鏡、上述第2半反射鏡、以及位于上述第1及第2半反射鏡之間的光瞳面的至少一個上的波陣面象差的波陣面象差消除濾光器。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光裝置，其特征在于還備有消除上述第1半反射鏡、上述第2半反射鏡、以及位于上述第1及第2半反射鏡之間的光瞳面的至少一個上的振幅象差的振幅象差消除濾光器。
9．一種透影曝光方法，其特征在于包括以下過程利用來自光源的照明光照亮光掩模的過程，使來自上述光掩模的衍射光通過上述第1半反射鏡，在上述第1凹面鏡上反射的過程，使在上述第1凹面鏡上反射后的上述衍射光通過上述第1半反射鏡和上述第2半反射鏡，在第2凹面鏡上反射的過程，使在上述第2凹面鏡上反射后的上述衍射光通過上述第2半反射鏡，在上述被曝光底片上成象的過程。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影曝光方法，其特征在于通過使上述衍射光透過配置在上述第1半反射鏡、上述第2半反射鏡、以及位于上述第1及第2半反射鏡之間的光瞳面的至少一個上的波陣面象差消除濾光器，補償上述衍射光的波陣面象差。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影曝光方法，其特征在于通過使上述衍射光透過配置在上述第1半反射鏡、上述第2半反射鏡、以及位于上述第1及第2半反射鏡之間的光瞳面的至少一個上的振幅象差消除濾光器，補償上述衍射光的振幅象差。
12．一種振幅象差評價用掩模圖形，其特征在于備有透明基板；在上述透明基板上有選擇地形成的實際上具有分辨極限尺寸精細(xì)圖形；以及在上述透明基板上有選擇地形成的具有曝光波長的5倍以上尺寸的大圖形，各上述精細(xì)圖形和上述大圖形互相構(gòu)成組，在上述透明基板上配置多組。
13．一種振幅象差量評價方法，其特征在于包括以下程序使權(quán)利要求12中所述的振幅象差評價用掩模圖形曝光，形成復(fù)制圖形的程序；觀察上述復(fù)制圖形，分別取出上述精細(xì)圖形的對比度及正常曝光量兩者中至少一者的變化，以及上述大圖形的對比度及正常曝光量兩者中至少一者的變化的程序；以及根據(jù)取出的上述精細(xì)圖形及上述大圖形的上述對比度及上述正常曝光量兩者中至少一者的變化量，估計振幅象差量的程序。
14．一種振幅象差消除濾光器，它是配置在將來自光掩模的衍射光成象在被曝光基板上用的投影光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的振幅象差消除濾光器，其特征在于備有具有主表面的透明基板；以及具有可將在上述透明基板的主表面上形成的振幅象差除去的形狀的半透明多層膜，構(gòu)成上述半透明多層膜的各層的厚度為n×λ，這里λ為上述衍射光的波長，n為整數(shù)。
全文摘要
提供一種能補償投影光學(xué)系統(tǒng)中的透射率分布、且無立體障礙和成象特性劣化的投影曝光裝置。它是利用來自光源11的照明光照亮光掩模20,利用投影光學(xué)系統(tǒng)6使來自光掩模20的衍射光在被曝光底片21上成象,對電路圖形進(jìn)行投影的投影曝光裝置,投影光學(xué)系統(tǒng)6具有:第1及第2半反射鏡1、3和第1及第2凹面鏡2、4。第1及第2半反射鏡1、3相對于從第1半反射鏡1射向第2半反射鏡3的衍射光的光軸的軸線對稱或相似對稱地配置。
文檔編號H01L21/027GK1204071SQ9810387
公開日1999年1月6日 申請日期1998年2月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月2日
發(fā)明者加門和也 申請人:三菱電機株式會社