DE10027984B4

DE10027984B4 - Photolithography system with a frequency domain filter mask

Info

Publication number: DE10027984B4
Application number: DE2000127984
Authority: DE
Inventors: Chin-The Yeh; Walter Hsin-Tang Teng
Original assignee: Infineon Technologies AG; Mosel Vitelic Inc; Promos Technologies Inc
Current assignee: Qimonda AG; Mosel Vitelic Inc; Promos Technologies Inc
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2020-06-07
Also published as: DE10027984A1

Abstract

Verfahren zur Verbesserung eines Fotolithografieverfahrens mit den Schritten:
Anordnen eines Phasenverschiebungsfilters (308) zwischen einer ersten fokussierenden Linse (306) und einer zweiten fokussierenden Linse (310), wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) eine in eine Richtung linear variierende Opazität aufweist und derart ausgebildet ist, dass eine Phasenverschiebung in einem Gebiet des Phasenverschiebungsfilters erzeugt wird, das von dem Mittelpunkt des Phasenverschiebungsfilters zu einem seitlichen Rand des Phasenverschiebungsfilters reicht;
Anordnen der ersten Linse (306) und der zweiten Linse (310) zwischen einer Belichtungsretikelmaske (304) und einem Wafer (312), wobei die Retikelmaske (304) ein Maskenmuster (330) aufweist; und
Ausrichten einer Lichtquelle (302), der ersten Linse (306), des Phasenverschiebungsfilters (308), der zweiten Linse (310) und des Wafers (312) entlang einer Achse (314);
wobei durch Projizieren von Licht der Lichtquelle (302) durch die Retikelmaske (304), die erste Linse (306), den Phasenverschiebungsfilter (308), und die zweite Linse (310) auf den Wafer (312) unmittelbar nach dem Durchgang durch...Method of improving a photolithography method comprising the steps of:
Arranging a phase shift filter (308) between a first focusing lens (306) and a second focusing lens (310), the phase shift filter (308) having unidirectionally varying opacity and being configured to have a phase shift in a region of the phase shift filter is generated, which extends from the center of the phase shift filter to a lateral edge of the phase shift filter;
Arranging the first lens (306) and the second lens (310) between an exposure reticle mask (304) and a wafer (312), the reticle mask (304) having a mask pattern (330); and
Aligning a light source (302), the first lens (306), the phase shift filter (308), the second lens (310) and the wafer (312) along an axis (314);
wherein, by projecting light from the light source (302) through the reticle mask (304), the first lens (306), the phase shift filter (308), and the second lens (310) onto the wafer (312) immediately after passing .. ,

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Fotolithografie bei der Herstellung von Halbleiterbauteilen, und betrifft insbesondere ein Fotolithografiesystem mit einer Frequenzbereichsfiltermaske.The The present invention relates to photolithography in the manufacture of semiconductor devices, and more particularly relates to a photolithography system with a frequency domain filter mask.

Fotolithografie ist ein Verfahren, das im Allgemeinen bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen verwendet wird. Dieses wohl bekannte Verfahren beinhaltet die Ablagerung einer Fotolackschicht auf einer darunter liegenden Substratschicht. Anschließend wird der Fotolack selektiv belichtet, wodurch der Fotolack chemisch verändert wird. Anschließend wird der Fotolack entwickelt und die belichteten Bereiche des Fotolacks werden entweder gehärtet oder erweicht, abhängig davon, ob der Fotolack jeweils ein "Negativ" oder ein "Positiv-"Fotolack ist.photolithography is a process that is generally used in the manufacture of integrated Circuits is used. This well-known method involves the deposition of a photoresist layer on an underlying Substrate layer. Subsequently the photoresist is selectively exposed, whereby the photoresist chemically changed becomes. Subsequently the photoresist is developed and the exposed areas of the photoresist are either cured or softened, dependent whether the photoresist is a "negative" or a "positive" photoresist.

Das auf die Fotolackschicht übertragene Muster ist in einer Maske enthalten, die innerhalb eines Fotolithografiebelichtungsgeräts angeordnet ist. Die Maske wird ebenfalls als eine Retikelmaske bezeichnet. Der häufigste Typ eines fotolithografischen Belichtungsgeräts ist der Stepper. Eine Maske ist zwischen dem belichtenden Licht und dem Fotolack angeordnet. Das Retikel ist typischerweise aus strukturiertem Chrom, das auf Glas oder Quarz aufgetragen ist, gebildet. Das Muster wird auf den Fotolack übertragen, indem ein Bild der Maske auf den Fotolack projiziert wird.The transferred to the photoresist layer Pattern is contained in a mask disposed within a photolithography exposure apparatus is. The mask is also referred to as a reticle mask. The most frequent Type of photolithographic exposure device is the stepper. A mask is located between the exposing light and the photoresist. The reticle is typically made of textured chrome that is on glass or quartz is applied. The pattern is transferred to the photoresist, by projecting an image of the mask onto the photoresist.

Wenn die Strukturen auf der Maske immer dichter beieinander liegen, treten Beugungseffekte auf, wenn die Breite der Öffnungen auf der Maske zur Wellenlänge der Lichtquelle vergleichbar ist. Der Beugungseffekt macht das auf den Fotolack projizierte Lichtbild unscharf, wodurch sich die Auflösung verschlechtert. Das in der Fotolackschicht gebildete Muster ist keine genaue Nachbildung des Musters auf der Retikelmaske, wodurch Fehler im Herstellungsprozess auftreten. Ein Verfahren zur Vermeidung des Interferierens der Beugungsmuster mit der gewünschten Musterbildung auf dem Fotolack besteht im Stand der Technik darin, ausgewählte Öffnungen in der Maske mit einer transparenten Schicht zu bedecken, die einen Satz der belichtenden Strahlung gegenphasig verschiebt, wodurch das Interferenzmuster aufgehoben wird. Dieser Ansatz wird als eine Phasenverschiebungsmaske bezeichnet.If the structures on the mask are closer and closer together Diffraction effects when the width of the openings on the mask to wavelength the light source is comparable. The diffraction effect does this the photoresist projected blurred image, which degrades the resolution. The Pattern formed in the photoresist layer is not an exact replica the pattern on the reticle mask, causing errors in the manufacturing process occur. A method for avoiding the interference of the diffraction patterns with the desired Patterning on the photoresist is in the prior art in that selected openings in the mask with a transparent layer to cover a Set of exposing radiation antiphase, causing the interference pattern is canceled. This approach is called one Phase shift mask called.

1 zeigt eine bekannte Phasenverschiebungsmaske. Die Phasenverschiebungsmaske weist Teile der Öffnungen in der Fotolackschicht auf, die von einer Phasen verschiebenden Schicht bedeckt sind. Dies erfordert im Allgemeinen die Abscheidung einer Schicht aus Siliciumdioxid auf der Maske oder dem Retikel und einen Fotomaske bildenden Prozess, um die Oxidschicht von aufeinander folgenden Mustern zu entfernen. Das Abdecken jeder zweiten Öffnung funktioniert für wiederholt vorliegende Arraymuster, wie etwa Logik- und Speicherbauelemente, gut. 1 shows a known phase shift mask. The phase shift mask has portions of the openings in the photoresist layer which are covered by a phase shifting layer. This generally requires the deposition of a layer of silica on the mask or reticle and a photomask forming process to remove the oxide layer from successive patterns. Covering every other opening works well for repetitive array patterns, such as logic and memory devices.

Trotzdem weist die Verwendung der Phasenverschiebungsmaske einige Nachteile auf. Erstens, die Gestaltung einer Phasenverschiebungsmaske ist ein relativ kompliziertes und aufwändiges Verfahren. Zweitens, aufgrund der Natur einer Phasenverschiebungsmaske ist es schwierig, zu überprüfen, ob in der Phasenverschiebungsmaske Defekte vorhanden sind oder nicht.Nevertheless The use of the phase shift mask has some disadvantages on. First, the design of a phase shift mask a relatively complicated and time-consuming process. Secondly, due to the nature of a phase shift mask, it is difficult to check if in the phase shift mask defects are present or not.

Es besteht daher ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren zur Bereitstellung des hohen Auflösungsvermögens einer Phasenverschiebungsmaske, wobei ein einfacherer Lösungsansatz verwendet wird.It There is therefore a need for an improved method of providing high resolution one Phase shift mask, with a simpler approach is used.

Die amerikanische Patentschrift US 5 863 712 A offenbart ein Fotolithografieverfahren, welches das Anordnen eines Phasenverschiebungsfilters zwischen zwei fokussierenden Linsen offenbart, die wiederum zwischen einer Retikelmaske mit einem Maskenmuster und einem Wafer angeordnet sind. In einer Ausführungsform bewirkt das Phasenverschiebungsfilter näherungsweise eine Differentiation des Maskenmusters.The American patent US 5,863,712 A discloses a photolithography method which discloses placing a phase shift filter between two focusing lenses, which in turn are disposed between a reticle mask having a mask pattern and a wafer. In one embodiment, the phase shift filter approximately effects a differentiation of the mask pattern.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein weiter verbessertes Fotolithografiesystem und -verfahren zur Verfügung zu stellen, das insbesondere eine gegenüber dem Stand der Technik verringerte durch Beugungseffekte verursachte Unschärfe aufweist.It An object of the present invention is a further improved Photolithography system and method to provide, in particular one opposite reduced by the prior art caused by diffraction effects fuzziness having.

Es wird ein System gemäß den Ansprüchen 6, 13, 17 und 21 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Verbesserung eines Fotolithografieverfahrens offenbart. Ein Phasenverschiebungsfilter ist zwischen zwei fokussierenden zwischen einer Retikelmaske und einem Wafer angeordneten Linsen platziert. Die zwei fokussierenden Linsen führen zusammen mit dem Phasenverschiebungsfilter, der eine in eine Richtung linear variierende Opazität aufweist und so ausgebildet ist, dass eine Phasenverschiebung in ei nem Gebiet erzeugt wird, das vom Mittelpunkt des Filters bis zu einem seitlichen Rand desselben reicht, eine Amplituden- und Phasenjustierung des Maskenbildes im Ortsfrequenzbereich durch, und projizieren ein Bild auf den Wafer, das der Ableitung des Lichtmusters des Maskenbildes gleich ist, wodurch das Maskenmuster genauer auf dem Wafer reproduziert wird.A system according to claims 6, 13, 17 and 21 and a method according to claim 1 for improving a photolithography process are disclosed. A phase shift filter is placed between two focusing lenses arranged between a reticle mask and a wafer. The two focusing lenses, together with the phase shift filter having a unidirectionally varying opacity and configured to produce a phase shift in a region that extends from the center of the filter to a lateral edge thereof, perform an amplitude shift. and phase adjustment of the mask image in the spatial frequency range, and project an image onto the wafer, which is the Ab line of the light pattern of the mask image is the same, whereby the mask pattern is reproduced more accurately on the wafer.

Die vorliegende Erfindung wird nun im Zusammenhang mit den folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The The present invention will now be described in connection with the following Drawings described. Show it:

1 schematisch eine bekannte Phasenverschiebungsmaske; 1 schematically a known phase shift mask;

2 eine schematische Ansicht eines Linsenpaars zur Umformung eines Bildes im Ortsbereich in den Ortsfrequenzbereich und anschließend zurück in den Ortsbereich; 2 a schematic view of a pair of lenses for the transformation of an image in the local area in the spatial frequency range and then back to the local area;

3 schematisch ein optisches System, das gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist; 3 schematically an optical system formed according to the present invention;

4 schematisch ein weiteres optisches System, das gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist; und 4 schematically another optical system formed in accordance with the present invention; and

5 eine Ausführungsform eines Phasenverschiebungsfilters. 5 an embodiment of a phase shift filter.

Die vorliegende Erfindung verwendet eine erste fokussierende Linse, einen Phasenverschiebungsfilter und eine zweite fokussierende Linse, um ein nachgebildetes Bild eines Maskenmusters mit schärfer definierten Rändern auf einem Halbleiterwafer zu erzeugen. Das Maskenmuster wird auf einer Retikelmaske oder eine fotolithografischen Maske gebildet. Der Begriff "Linse" wird sich im Anschluss im Allgemeinen auf eine "fokussierende Linse" beziehen. Das von einer Lichtquelle ausgehende Licht geht durch die Retikelmaske, die erste Linse, den Phasenverschiebungsfilter, die zweite Linse und projiziert anschließend ein Bild des Maskenmusters auf den Wafer. Die erste Linse erzeugt ein Fourier-transformiertes Bild des Maskenmusters. Das Phasenverschiebungsfilter justiert die Phase und die Amplitude des Fourier-transformierten Bildes, um ein "justiertes Fourier-transformiertes" Bild zu erzeugen. Die zweite Linse erzeugt ein invers- Fourier-transformiertes Bild des justierten Fourier-transformierten Bildes, das anschließend auf den Wafer projiziert wird. Wie im Folgenden detaillierter beschrieben wird, ist das invers-Fourier-transformierte Bild des justierten Fourier-transformierten Bildes eine genaue Nachbildung des ursprünglichen Maskenmusters mit scharf definierten Rändern.The present invention uses a first focusing lens, a phase shift filter and a second focusing lens, a replicated image of a mask pattern with sharper defined edges to produce on a semiconductor wafer. The mask pattern will open a reticle mask or a photolithographic mask formed. The term "lens" will follow generally focused on a "focused Lens "relate. The light emanating from a light source passes through the reticle mask, the first lens, the phase shift filter, the second lens and then project an image of the mask pattern on the wafer. The first lens is created a Fourier transformed image of the mask pattern. The phase shift filter adjusts the phase and amplitude of the Fourier transformed Picture to a "adjusted Fourier-transformed "image to create. The second lens produces an inverse Fourier transformed image of the adjusted one Fourier-transformed image, which then projects onto the wafer becomes. As will be described in more detail below, this is inverse Fourier transformed Image of the adjusted Fourier-transformed image an exact replica of the original one Mask pattern with sharply defined edges.

Die das Maskenmuster definierenden Öffnungen einer Maske können als Schlitze charakterisiert werden. Wenn die Schlitzbreiten auf der Maske mit der Wellenlänge der Lichtquelle vergleichbar sind, tritt Beugung auf, wenn das Licht durch die Schlitze auf der Maske dringt und auf den Wafer fällt. Aufgrund der Beugung ist das Bild des Schlitzes (Schlitzbild), das auf dem Wafer gebildet wird, an den Rändern verschmiert bzw. unscharf. Die Lichtintensität wird in der Mitte des Schlitzbildes höher sein und zu den Rändern hin allmählich abfallen. Somit sind die Grenzen des Schlitzbildes nicht deutlich definiert. Durch Ausführung eines Differenziervorgangs an dem Lichtmuster, das sich nach dem Lichtdurchgang durch die Maske bildet, können die Ränder des auf den Wafer projizierten Bildes scharf ausgeprägt werden, woraus ein deutlicher definiertes Bild resultiert. Der Differenziervorgang des Lichtmusters wird erreicht, indem ein Phasenverschiebungsfilter verwendet wird, um die Amplitude und die Phase des Bildes im Frequenzbereich zu justieren.The the mask pattern defining openings a mask can be characterized as slots. When the slot widths up the mask with the wavelength are comparable to the light source, diffraction occurs when the light penetrates through the slits on the mask and falls onto the wafer. by virtue of the diffraction is the image of the slit (slit image) that appears on the Wafer is formed, at the edges smeared or out of focus. The light intensity is in the middle of the slit image be higher and to the edges gradually decline. Thus, the boundaries of the slit image are not clearly defined. By execution a differentiation operation on the light pattern, which after the Forming light passage through the mask, the edges of the projected onto the wafer Picture sharp which results in a more clearly defined image. The differentiation process of the light pattern is achieved by using a phase shift filter is used to measure the amplitude and phase of the image in the frequency domain to adjust.

Fourier-AnalyseFourier analysis

Gemäß 2 sind eine Lichtquelle 202, eine erste Linse 206 und eine zweite Linse 210 entlang der optischen Achse 214 der ersten und zweiten Linse 206 und 210 ausgerichtet. Die Brennweite der ersten Linse 206 ist gleich f' und die Brennweite der zweiten Linse 210 ist gleich f. Die erste Linse 206 besitzt eine vordere Brennebene 204 und eine hintere Brennebene. Die vordere Richtung bezieht sich auf die Richtung zur Lichtquelle 202 hin. Die zweite Linse 210 besitzt eine vordere Brennebene und eine hintere Brennebene 212. Die hintere Brennebene der ersten Linse und die vordere Brennebene der zweiten Linse fallen in einer Ortsfrequenzebene 208 zusammen.According to 2 are a source of light 202 , a first lens 206 and a second lens 210 along the optical axis 214 the first and second lenses 206 and 210 aligned. The focal length of the first lens 206 is equal to f 'and the focal length of the second lens 210 is equal to f. The first lens 206 has a front focal plane 204 and a rear focal plane. The front direction refers to the direction to the light source 202 out. The second lens 210 has a front focal plane and a rear focal plane 212 , The rear focal plane of the first lens and the front focal plane of the second lens fall in a spatial frequency plane 208 together.

Der Anschaulichkeit halber sei angenommen, dass die x-Achse die horizontale Achse, die y-Achse die vertikale Achse und die z-Achse die optische Achse 214 ist. In der vorderen Brennebene 204 wird ein zweidimensionales Muster u(x, y) angeordnet. Gemäß der Theorie der Fourier-Optik ist das in der Ortsfrequenzebene 208 gebildete Bild die zweidimensionale Fourier-transformierte von u(x, y), die durch die Formel U(fx, fy) dargestellt wird. Die Symbole fx, fy repräsentieren die Koordinaten in der Ortsfrequenzebene. Die Beziehung zwischen u(x, y) und U(fx, fy) kann wie folgt geschrieben werden: U(fx, fy) = F[u(x, y)] (Gleichung 1) For the sake of clarity, assume that the x-axis is the horizontal axis, the y-axis is the vertical axis, and the z-axis is the optical axis 214 is. In the front focal plane 204 a two-dimensional pattern u (x, y) is arranged. According to the theory of Fourier optics, this is in the spatial frequency plane 208 The image formed is the two-dimensional Fourier transform of u (x, y) represented by the formula U (fx, fy). The symbols fx, fy represent the coordinates in the spatial frequency plane. The relationship between u (x, y) and U (fx, fy) can be written as follows: U (fx, fy) = F [u (x, y)] (Equation 1)

Die Schreibweise F[] repräsentiert den Fourier-Transformationsoperator.The Notation F [] represents the Fourier transform operator.

Wenn das Bild U(fx, fy) durch die zweite Linse 210 geht und auf die hintere Brennebene 212 projiziert wird, ist das Bild in der hinteren Brennebene 212 die invers-Fourier-transformierte des in der Ortsfrequenzebene 208 gebildeten Bildes. Wenn in der Ortsfrequenzebene 208 nichts angeordnet ist, um die Amplitude und Phase des Bildes in der Ortsfrequenzebene 208 zu ändern, dann ist das auf die hintere Brennebene 212 projizierte Bild genau das originale Muster u(x, y). Dies liegt daran, dass die invers-Fourier-transformierte eines Fourier-transformierten Bildes das Bild selbst ist. Dies kann geschrieben werden als: F–1[F[u(x, y)]] = u(x, y) If the image U (fx, fy) through the second lens 210 goes and to the rear focal plane 212 projected is the image in the back focal plane 212 the inverse Fourier transform of the in the spatial frequency plane 208 formed image. If in the local frequency level 208 nothing is arranged to change the amplitude and phase of the image in the spatial frequency plane 208 to change, that's on the back focal plane 212 Projected image exactly the original pattern u (x, y). This is because the inverse Fourier transformed of a Fourier transformed image is the image itself. This can be written as: F -1 [F [u (x, y)]] = u (x, y)

Die Schreibweise F^–1[] repräsentiert den inversen Fourier-Transformationsoperator.The notation F ^-1 [] represents the inverse Fourier transform operator.

Gemäß der Theorie der Fourier-Transformation ist die Fourier-Transformation der Ableitung von u(x, y) proportional zu (fx + fy)·U(fx, fy), und kann ausgedrückt werden durch: F[u'(x, y)] = 2π·(fx + fy)·exp(jπ/2)·U(fx, fy) (Gleichung 2) According to the Fourier transform theory, the Fourier transform of the derivative of u (x, y) is proportional to (fx + fy) * U (fx, fy), and can be expressed by: F [u '(x, y)] = 2π * (fx + fy) * exp (jπ / 2) * U (fx, fy) (Equation 2)

Wenn somit ein Phasenverschiebungsfilter so in der Ortsfrequenzebene 208 angeordnet wird, dass die Phase und die Amplitude des Bildes in der Ortsfrequenzebene 208 um einen Betrag von "2π·(fx + fy)·exp(jπ/2)" modifiziert wird, dann ist das in der hinteren Brennebene 212 gebildete Bild die Ableitung des Lichtmusters in der vorderen Brennebene 204.Thus, if a phase shift filter is so in the spatial frequency plane 208 is arranged that the phase and the amplitude of the image in the spatial frequency plane 208 is modified by an amount of "2π · (fx + fy) · exp (jπ / 2)", that is in the back focal plane 212 Image formed the derivative of the light pattern in the front focal plane 204 ,

In den obigen Formeln wird die Ableitung des Musters u(x, y) sowohl entlang der x-Richtung als auch der y-Richtung gebildet. Wenn lediglich Beugungseffekte entlang der x-Richtung berücksichtigt werden müssen, können die obigen Gleichungen durch Herausnehmen der fy-Komponenten vereinfacht werden. Eine solche Situation tritt auf, wenn das Muster u(x, y) Strukturmerkmale in der x-Richtung aufweist, die vergleichbar mit der Wellenlänge der Lichtquelle 202 sind und die Strukturmerkmale entlang der y-Richtung größer als eine Wellenlänge sind. Da der Beugungseffekt lediglich in der x-Richtung signifikant ist, ist eine Differenzierung des Bildes lediglich in der x-Richtung notwendig und die obigen Gleichungen können vereinfacht werden: F[u'(x, y)] = F[d(u(x, y))/dx] = 2π·fx·exp(jπ/2) U(fx, fy). (Gleichung 3) In the above formulas, the derivative of the pattern u (x, y) is formed along both the x-direction and the y-direction. If only diffraction effects along the x-direction need to be considered, the above equations can be simplified by removing the fy components. Such a situation occurs when the pattern u (x, y) has x-directional features comparable to the wavelength of the light source 202 and the features along the y-direction are greater than one wavelength. Since the diffraction effect is significant only in the x-direction, differentiation of the image is necessary only in the x-direction, and the above equations can be simplified: F [u '(x, y)] = F [d (u (x, y)) / dx] = 2π * fx * exp (jπ / 2) U (fx, fy). (Equation 3)

Die Ableitung eines Musters verbessert die Bereiche des Musters, die sich schnell ändern. Typischerweise sind die Ränder des Musters die Stellen, an denen es deutliche Änderungen gibt. Somit hat die Ableitung eines Bildes mit unscharfen Rändern ein Bild mit einem ähnlichen Muster wie das Original zur Folge aber mit schärfer definierten Rändern. Eine Ausführungsform dieser Erfindung verwendet ein Paar Linsen und einen Phasenverschiebungsfilter, um die Ableitung eines Fotolithografiemaskenmusters zu erzeugen, um damit die durch den Beugungseffekt verursachte Verzerrung zu verringern.The Deriving a pattern enhances the areas of the pattern that change quickly. Typically, the edges are the pattern the places where there are significant changes. Thus, the Derive a picture with blurred edges an image with a similar one Patterns like the original result but with sharper edges. A embodiment this invention uses a pair of lenses and a phase shift filter, to produce the derivative of a photolithography mask pattern, to thereby distort the distortion caused by the diffraction effect reduce.

Fotolithografie unter Verwendung eines Phasenverschiebungsfilters in der OrtsfrequenzebenePhotolithography using a phase shift filter in the spatial frequency plane

In 3 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ein Fotolithografiesystem 300 umfasst eine Lichtquelle 302, eine Retikelmaske 304, eine erste Linse 306, einen Phasenverschiebungsfilter 308, eine zweite Linse 310 und einen Wafer 312, die jeweils entlang der optischen Achse 314 ausgerichtet sind. Die Retikelmaske 304, die erste Linse 306, der Phasenverschiebungsfilter 308, die zweite Linse 310 und der Wafer 312 sind senkrecht zur optischen Achse 314 angeordnet. Die Lichtquelle 302 ist typischerweise eine Ultraviolett(UV)- oder eine Tiefultraviolett(DUV)-Lichtquelle, obwohl es auch eine beliebige Art von Strahlungsquelle sein kann, die für gewöhnlich in der Fotolithografie verwendet wird. Ein Beispiel der Lichtquelle 302 ist ein KrF-Laser, der DUV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 2480 Angström aussendet.In 3 a schematic representation of an embodiment of the present invention is shown. A photolithography system 300 includes a light source 302 , a reticle mask 304 , a first lens 306 , a phase shift filter 308 , a second lens 310 and a wafer 312 , each along the optical axis 314 are aligned. The reticle mask 304 , the first lens 306 , the phase shift filter 308 , the second lens 310 and the wafer 312 are perpendicular to the optical axis 314 arranged. The light source 302 is typically an ultraviolet (UV) or deep ultraviolet (DUV) light source, although it may be any type of radiation source commonly used in photolithography. An example of the light source 302 is a KrF laser that emits DUV radiation at a wavelength of 2480 Angstroms.

Vorzugsweise wird die Retikelmaske 304 durch Chrom auf Quarz entsprechend bekannten Verfahren gebildet, und besitzt eine Breite von ungefähr 15 cm. Die Retikelmaske 304 trägt das Maskenmuster 330, das auf den Wafer 312 übertragen werden soll. Der Wafer 312 ist typischerweise mit einer Fotolackschichtbeschichtet, so dass nach dem Fotolithografievorgang eine Nachbildung des Maskenmusters auf der Fotolackschicht auf dem Wafer 312 gebildet ist. Die Retikelmaske 304, die erste Linse 306, der Phasenverschiebungsfilter 308, die zweite Linse 310 und der Wafer 312 sind auf einem Halterahmen des Fotolithografieapparates, der in der Figur nicht gezeigt ist, befestigt. Der Halterahmen besitzt Justiermechanismen, so dass die Abstände zwischen der Retikelmaske 304 und der ersten Linse 306, zwischen der ersten Linse 306 und dem Phasenverschiebungsfilter 308, zwischen dem Phasenverschiebungsfilter 308 und der zweiten Linse 310 und zwischen der zweiten Linse 310 und dem Wafer 312 jeweils fein eingestellt werden können, um das am schärfsten eingestellte Bild auf dem Wafer 312 zu erzeugen.Preferably, the reticle mask 304 formed by chromium on quartz according to known methods, and has a width of about 15 cm. The reticle mask 304 wears the mask pattern 330 that on the wafer 312 to be transferred. The wafer 312 is typically coated with a photoresist layer, such that after the photolithography process, a replica of the mask pattern on the photoresist layer on the wafer 312 is formed. The reticle mask 304 , the first lens 306 , the phase shift filter 308 , the second lens 310 and the wafer 312 are mounted on a holding frame of the photolithography apparatus not shown in the figure. The support frame has adjustment mechanisms so that the distances between the reticle mask 304 and the first lens 306 , between the first lens 306 and the phases shift filter 308 , between the phase shift filter 308 and the second lens 310 and between the second lens 310 and the wafer 312 can each be finely adjusted to the most sharply adjusted image on the wafer 312 to create.

Die Brennweite der ersten Linse 306 ist f', und die Brennweite der zweiten Linse 310 ist f. Die Retikelmaske 304 ist zwischen der Lichtquelle 302 und der ersten Linse 306 angeordnet. Die erste Linse 306 besitzt zwei Brennebenen. Die vordere Brennebene 320 der ersten Linse 306 ist als diejenige definiert, die sich näher an der Lichtquelle 302 befindet, und die hintere Brennebene ist als diejenige definiert, die weiter von der Lichtquelle 302 entfernt ist. In gleicher Weise besitzt die zweite Linse 310 eine vordere Brennebene, die näher an der Lichtquelle 302 ist, und eine hintere Brennebene 326, die weiter von der Lichtquelle 302 entfernt ist. In dieser Ausführungsform stimmen die hintere Brennebene der ersten Linse 306 mit der vorderen Brennebene der zweiten Linse 310 überein und diese werden als die Ortsfrequenzebene 322 bezeichnet. Dies liegt daran, dass das in der hinteren Brennebene der ersten Linse 306 gebildete Bild die Fourier-transformierte des Bildes in der vorderen Brennebene 320 ist.The focal length of the first lens 306 is f ', and the focal length of the second lens 310 is f. The reticle mask 304 is between the light source 302 and the first lens 306 arranged. The first lens 306 has two focal planes. The front focal plane 320 the first lens 306 is defined as the one that is closer to the light source 302 is located, and the rear focal plane is defined as the one further from the light source 302 is removed. In the same way has the second lens 310 a front focal plane that is closer to the light source 302 is, and a rear focal plane 326 further from the light source 302 is removed. In this embodiment, the rear focal plane of the first lens is correct 306 with the front focal plane of the second lens 310 and these are called the local frequency level 322 designated. This is because that in the back focal plane of the first lens 306 formed image the Fourier-transformed of the image in the front focal plane 320 is.

Im Betrieb tritt das von der Lichtquelle 302 ausgehende Licht durch die Retikelmaske 304, die erste Linse 306, den Phasenverschiebungsfilter 308, die zweite Linse 310, und projiziert anschließend ein Bild auf den Wafer 312. Die erste und zweite Linse 306 und 310 sind herkömmliche fokussierende optische Linsen, die üblicherweise in vielen Fotolithografiegeräten verwendet werden. Vorzugsweise besitzt die Linse einen effektiven Belichtungsdurchmesser von 30 cm. Der Phasenverschiebungsfilter 308 ist in der Ortsfrequenzebene 322 angeordnet. In operation, this occurs from the light source 302 outgoing light through the reticle mask 304 , the first lens 306 , the phase shift filter 308 , the second lens 310 , and then project an image onto the wafer 312 , The first and second lens 306 and 310 are conventional focusing optical lenses commonly used in many photolithography machines. Preferably, the lens has an effective exposure diameter of 30 cm. The phase shift filter 308 is at the local frequency level 322 arranged.

Typischerweise besitzt der Phasenverschiebungsfilter 308 eine gewisse Dicke, und die Mittelebene des Phasenverschiebungsfilters 308 stimmt mit der Ortsfrequenzebene 322 überein. Der Wafer 312 ist in der hinteren Brennebene 326 der zweiten Linse 310 angeordnet.Typically, the phase shift filter has 308 a certain thickness, and the center plane of the phase shift filter 308 agrees with the local frequency level 322 match. The wafer 312 is in the back focal plane 326 the second lens 310 arranged.

Der Phasenverschiebungsfilter 308 wird aus zwei Teilen gebildet: einem Abschwächer 342 und einem Phasenschieber 344. Der Abschwächer 342 ist aus Glas oder Quarzsubstrat und einem beliebigen Beschichtungsmaterial, wie etwa Ag, CrO, CrON, oder MoSiON hergestellt. Die Dicke des Abschwächers 342 und die Beschichtung des Abschwächers 342 ist so ausgestaltet, dass ein Bild in der fx-Richtung gemäß der Formel modifiziert wird:

wobei S₀(fx) das Bild vor dem Durchlaufen des Abschwächers 342, und S₁(fx) das Bild nach dem Durchlaufen des Abschwächers 342 ist. Der Term "exp(jπ)" wird erzeugt, indem die Dicke des Substrats des Abschwächers 342 für die Bereiche "fx < 0" so eingestellt wird, dass das durchgehende Licht eine Phasenverschiebung von π aufweist. Die Lichtstrahlen, die durch den Abschwächer 342 an einer Stelle hindurchgehen, die näher an der fy-Achse ist, besitzen eine kleinere Amplitude (d. h. sie sind dunkler) und die weiter von der fy-Achse entfernt durchtretenden Lichtstrahlen besitzen eine größere Amplitude (d. h. sie sind heller). Hierbei wird die Schreibweise fx und fy verwendet, um die Koordinaten in der Ortsfrequenzebene 322 zu kennzeichnen.The phase shift filter 308 is made up of two parts: an attenuator 342 and a phase shifter 344 , The attenuator 342 is made of glass or quartz substrate and any coating material such as Ag, CrO, CrON, or MoSiON. The thickness of the attenuator 342 and the coating of the attenuator 342 is designed to modify an image in the fx direction according to the formula:

where S ₀ (fx) is the image before passing through the attenuator 342 , and S ₁ (fx) the image after passing through the attenuator 342 is. The term "exp (jπ)" is generated by the thickness of the substrate of the attenuator 342 is set for the areas "fx <0" so that the continuous light has a phase shift of π. The rays of light passing through the attenuator 342 passing through at a location closer to the fy axis have a smaller amplitude (ie they are darker) and the light rays passing further away from the fy axis have a larger amplitude (ie they are brighter). Here, the notation fx and fy is used to represent the coordinates in the spatial frequency plane 322 to mark.

Der Phasenschieber 344 ist typischerweise aus Glas, oder Quarz hergestellt und besitzt vorzugsweise einen Brechungsindex von ungefähr 1.5. Der Phasenschieber 344 verschiebt die Phase des Bildes um einen Betrag von ΔΦ = (2π/λ)·a·(n – 1) (Gleichung 4)wobei ΔΦ der Betrag der Phasenverschiebung, "a" die Dicke des Phasenschiebers, "n" der Brechungsindex des Phasenschiebers und λ die Wellenlänge der Lichtquelle 302 ist. Durch Justieren der Dicke des Phasenschiebers 344 (die Dicke hängt von der Wellenlänge der verwendeten Lichtquelle ab) kann eine Phasenverschiebung um einen Betrag von π/2 erreicht werden.The phase shifter 344 is typically made of glass, or quartz, and preferably has a refractive index of about 1.5. The phase shifter 344 shifts the phase of the image by an amount of ΔΦ = (2π / λ) · a · (n-1) (Equation 4) where ΔΦ is the amount of phase shift, "a" the thickness of the phase shifter, "n" the refractive index of the phase shifter, and λ the wavelength of the light source 302 is. By adjusting the thickness of the phases sideshift 344 (the thickness depends on the wavelength of the light source used), a phase shift by an amount of π / 2 can be achieved.

Die gemeinsame Wirkung des Abschwächers 342 und des Phasenschiebers 344 besteht darin, die Amplitude und Phase eines einfallenden Bildes gemäß der Formel zu ändern: S2(fx, fy) = 2π·fx·exp(jπ/2)·S0(fx, fy) (Gleichung 5)wobei S₂(fx, fy) das nach Durchlaufen des Phasenverschiebungsfilters 308 gebildete Bild ist. Der Term "2π" ist lediglich eine Konstante und kann durch Einstellen der Gesamtabschwächung des Abschwächers erhalten werden. Vorzugsweise wird die kombinierte Dicke des Substrats des Abschwächers 342 und des Phasenschiebers 344 so eingestellt, dass durch den Phasenverschiebungsfilter 308 durchgehende Lichtstrahlen im Gebiet "fx > 0" eine Phasenverschiebung von π/2, und im Gebiet "fx < 0" eine Phasenverschiebung von 3π/2 aufweisen.The common effect of the attenuator 342 and the phase shifter 344 is to change the amplitude and phase of an incident image according to the formula: S 2 (fx, fy) = 2π · fx · exp (jπ / 2) · S 0 (fx, fy) (Equation 5) where S ₂ (fx, fy) after passing through the phase shift filter 308 educated picture is. The term "2π" is merely a constant and can be obtained by adjusting the overall attenuation of the attenuator. Preferably, the combined thickness of the substrate of the attenuator 342 and the phase shifter 344 adjusted so that through the phase shift filter 308 continuous light beams in the area "fx>0" have a phase shift of π / 2, and in the area "fx <0" have a phase shift of 3π / 2.

Entsprechend 5 umfasst eine Ausführungsform des Phasenverschiebungsfilters 500 einen Abschwächer 502, der auf einem Substrat 504 gebildet ist. Der Abschwächer ist vorzugsweise eine aus Ag, CrO, CrON, oder MoSiON hergestellte Beschichtung. Das Substrat 504 umfasst einen ersten Phasenverschiebungsbereich 506 im Gebiet "fx < 0" und einen zweiten Phasenverschiebungsbereich 508 im Gebiet "fx > 0". Die Dicke des ersten Phasenverschiebungsbereichs 506 ist so gestaltet, dass durch den ersten Phasenverschiebungsbereich 506 durchgehende Lichtstrahlen eine Phasenverschiebung von 3π/2 aufweisen. Die Dicke des zweiten Phasenverschiebungsbereichs 508 ist so gestaltet, dass durch den zweiten Phasenverschiebungsbereich 508 durchgehende Lichtstrahlen eine Phasenverschiebung von π/2 aufweisen. Die Beschichtung 502 ist in der fy-Achse undurchsichtig (somit kann kein Licht hindurchtreten) und wird zunehmend transparenter in dem Maße, wie |fx| größer wird (so dass Licht durchtreten kann). Ein die Beschichtung 502 durchlaufendes Bild wird in der fx-Richtung gemäß der Formel modifiziert: S3(fx, fy) = |fx|·S2(fx, fy)wobei S₂(fx) das Bild vor dem Durchlaufen des Abschwächers 502 und S₃(fx) das Bild nach dem Durchlaufen des Abschwächers 502 ist.Corresponding 5 includes an embodiment of the phase shift filter 500 an attenuator 502 standing on a substrate 504 is formed. The attenuator is preferably a coating made of Ag, CrO, CrON, or MoSiON. The substrate 504 includes a first phase shift range 506 in the region "fx <0" and a second phase shift range 508 in the area "fx>0". The thickness of the first phase shift range 506 is designed so that by the first phase shift range 506 continuous light beams have a phase shift of 3π / 2. The thickness of the second phase shift range 508 is designed so that through the second phase shift range 508 continuous light beams have a phase shift of π / 2. The coating 502 is opaque in the fy axis (thus no light can pass) and becomes increasingly transparent to the extent that | fx | gets bigger (so that light can pass). A the coating 502 continuous image is modified in the fx direction according to the formula: S 3 (fx, fy) = | fx | · S 2 (fx, fy) where S ₂ (fx) is the image before passing through the attenuator 502 and S ₃ (fx) the image after passing through the attenuator 502 is.

Gemäß der Theorie der Fourier-Optik ist das in der hinteren Brennebene der ersten Linse 306 (die die Ortsfrequenzebene 322 darstellt) erzeugte Bild die Fourier-transformierte des Bildes in der vorderen Brennebene 320. Unter der Annahme, dass die Dicke des Phasenverschiebungsfilters 308 klein im Vergleich zur Brennweite f ist, ist das auf das vordere Ende des Phasenverschiebungsfilters 308 projizierte Bild das Fourier-transformierte Bild des Maskenmusters der Retikelmaske 304. Der Phasenverschiebungsfilter 308 ändert die Amplitude und Phase des Fourier-transformierten Bildes gemäß der Gleichung 5 und erzeugt ein "justiertes Fourier-transformiertes" Bild des Maskenmusters. Das auf der hinteren Brennebene 326 der zweiten Linse 312 gebildete Bild ist die invers-Fourier-Transformierte des Bildes in der vorderen Brennebene der zweiten Linse 310 (die die Ortsfrequenzebene 322 darstellt). Somit ist das auf den Wafer 312 projizierte Bild die invers-Fourier-Transformierte des justierten Fourier-transformierten Bildes des Maskenmusters.According to the theory of Fourier optics, this is in the back focal plane of the first lens 306 (the the local frequency level 322 image) produced the Fourier transform of the image in the front focal plane 320 , Assuming that the thickness of the phase shift filter 308 is small compared to the focal length f, this is on the front end of the phase shift filter 308 projected image the Fourier transformed image of the mask pattern of the reticle mask 304 , The phase shift filter 308 changes the amplitude and phase of the Fourier transformed image according to Equation 5 and produces an "adjusted Fourier transformed" image of the mask pattern. That on the back focal plane 326 the second lens 312 The image formed is the inverse Fourier transform of the image in the front focal plane of the second lens 310 (the the local frequency level 322 group). So that's on the wafer 312 projected the inverse Fourier transform of the adjusted Fourier transformed image of the mask pattern.

Es werde jetzt angenommen, dass die Retikelmaske 304 ein zweidimensionales Maskenmuster 330 besitzt, das als u(x, y) beschrieben sei. Das Bild u(x, y) ist in der vorderen Brennebene 320 der ersten Linse 306 angeordnet. Das Fourier-transformierte Bild am vorderen Ende des Phasenverschiebungsfilters 308 ist U₀(fx, fy), wobei fx, fy die Koordinaten in der Ortsfrequenzebene 322 darstellen. Das nach dem Durchlaufen des Phasenverschiebungsfilters gebildete Bild ist U₁(fx, fy) und gemäß Gleichung 5 gilt: U₁(x, y) = 2π·fx·exp(jπ/2)·U₀(fx, fy). Gemäß Gleichung 3 ist U₁(fx, fy) im Wesentlichen gleich F[u'(x, y)], das die Fourier-Transformierte der Ableitung von u(x, y) entlang der x-Richtung (d. h., du(x, y)/dx) darstellt.It is now assumed that the reticle mask 304 a two-dimensional mask pattern 330 which is described as u (x, y). The image u (x, y) is in the front focal plane 320 the first lens 306 arranged. The Fourier transformed image at the front end of the phase shift filter 308 is U ₀ (fx, fy), where fx, fy are the coordinates in the spatial frequency plane 322 represent. The image formed after passing through the phase shift filter is U ₁ (fx, fy), and according to Equation 5: U ₁ (x, y) = 2π * fx * exp (jπ / 2) * U ₀ (fx, fy). According to Equation 3, U ₁ (fx, fy) is substantially equal to F [u '(x, y)], which is the Fourier transform of the derivative of u (x, y) along the x direction (ie, du (x , y) / dx).

Das hintere Ende des Phasenverschiebungsfilters 308 befindet sich in der Nähe der vorderen Brennebene der zweiten Linse 310 (unter der Annahme, dass die Dicke des Phasenverschiebungsfilters 308 klein ist im Vergleich zu den Brennweiten f und f). Gemäß der Theorie der Fourier-Optik ist das auf die hintere Brennebene 326 projizierte Bild die inverse Fourier-transformierte des Bildes in der vorderen Brennebene der zweiten Linse 310. Das auf die hintere Brennebene 326 projizierte Bild ist F^–1[F[u'(x, y)]], was aber gerade u'(x, y) ist. Daher ist das auf den in der hinteren Brennebene 326 angeordneten Wafer 312 projizierte Bild einfach die Ableitung des Bildes des Maskenmusters 330. Hierbei bedeutet die Ableitung des Bildes die Ableitung des Lichtmusters des Bildes. Die Ableitung eines Bildes besitzt schärfere Randmuster. Daher hat die Kombination der ersten Linse 306, des Phasenverschiebungsfilters 308 und der zweiten Linse 310 den Effekt, das Bild des Maskenmusters 330 auf den Wafer 312 mit schärfer definierten Rändern zu übertragen. Somit ist die durch die Beugung bewirkte Unschärfe verringert.The rear end of the phase shift filter 308 is near the front focal plane of the second lens 310 (Assuming that the thickness of the phase shift filter 308 is small compared to the focal lengths f and f). According to the theory of Fourier optics, this is on the rear focal plane 326 projected image the inverse Fourier transform of the image in the front focal plane of the second lens 310 , That on the back focal plane 326 projected image is F ^-1 [F [u '(x, y)]], which is just u' (x, y). That's why it's on the back focal plane 326 arranged wafers 312 projected image simply the derivative of the image of the mask pattern 330 , Here, the derivative of the image means the derivative of the light pattern of the image. The derivative of an image has sharper edge patterns. Therefore, the combination of the first lens 306 , the phase shift filter 308 and the second lens 310 the effect, the picture of the mask pattern 330 on the wafer 312 with sharper defined edges to transfer. Thus, the blur caused by the diffraction is reduced.

In 4 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist eine Linse aus der vorhergehenden Ausführungsform unnötig. Die Abstände zwischen diversen Komponenten werden ebenfalls eingestellt. Ein Fotolithografiesystem 400 umfasst die Lichtquelle 302, die Retikelmaske 304, eine Linse 406, den Phasenverschiebungsfilter 308 und den Wafer 312, die jeweils entlang der optischen Achse 314 ausgerichtet sind. Die Retikelmaske 304, die Linse 406, der Phasenverschiebungsfilter 308 und der Wafer 312 sind senkrecht zur optischen Achse 314 angeordnet. Die Retikelmaske 304, die Linse 406, der Phasenverschiebungsfilter 308 und der Wafer 312 sind auf einem Halterahmen des Fotolithografiegeräts, das in den Figuren nicht gezeigt ist, befestigt. Der Halterahmen besitzt Justiermechanismen, so dass die Abstände zwischen der Retikelmaske 304 und der Linse 406, zwischen der Linse 406 und den Phasenverschiebungsfilter 308 und zwischen dem Phasenverschiebungsfilter 308 und dem Wafer 312 genau eingestellt werden können, um ein scharfes Bild auf dem Wafer 312 zu erzeugen.In 4 a schematic representation of another embodiment of the present invention is shown. In this embodiment, a lens of the foregoing embodiment is unnecessary. The distances between various components are also set. A photolithography system 400 includes the light source 302 , the reticle mask 304 , a lens 406 , the phase shift filter 308 and the wafer 312 , each along the optical axis 314 are aligned. The reticle mask 304 , the Lens 406 , the phase shift filter 308 and the wafer 312 are perpendicular to the optical axis 314 arranged. The reticle mask 304 , the Lens 406 , the phase shift filter 308 and the wafer 312 are mounted on a support frame of the photolithography apparatus not shown in the figures. The support frame has adjustment mechanisms so that the distances between the reticle mask 304 and the lens 406 , between the lens 406 and the phase shift filter 308 and between the phase shift filter 308 and the wafer 312 can be precisely adjusted to get a sharp picture on the wafer 312 to create.

Die Brennweite der Linse 406 ist f. Die Retikelmaske 304 ist zwischen der Lichtquelle 302 und der Linse 406 angeordnet. Der Abstand zwischen der Retikelmaske 304 und der Linse 406 beträgt d₀, wobei d₀ größer als die Brennweite f ist. Im Betrieb durchläuft von der Lichtquelle 302 ausgehendes Licht die Retikelmaske 304, die Linse 406, den Phasenverschiebungsfilter 308, und projiziert anschließend ein Bild auf den Wafer 312.The focal length of the lens 406 is f. The reticle mask 304 is between the light source 302 and the lens 406 arranged. The distance between the reticle mask 304 and the lens 406 is d ₀ , where d _{0 is} greater than the focal length f. In operation, passes by the light source 302 outgoing light the reticle mask 304 , the Lens 406 , the phase shift filter 308 , and then project an image onto the wafer 312 ,

Der Abstand zwischen dem Wafer 312 und der Linse 406 beträgt d₁, wobei d₁ größer als die Brennweite f ist. Die Abstände d₀ und d₁ genügen der Gleichung für dünne Linsen: 1/f = 1/d₀ + 1/d₁. Der Abstand zwischen dem Wafer 312 und dem Phasenverschiebungsfilter 308 beträgt q. Der Abstand q ist typischerweise so gestaltet, um größer als das 1000fache der kleinsten Linienbreite des Maskenmusters 330 zu sein.The distance between the wafer 312 and the lens 406 is d ₁ , where d _{1 is} greater than the focal length f. The distances d ₀ and d ₁ satisfy the equation for thin lenses: 1 / f = 1 / d ₀ + 1 / d ₁ . The distance between the wafer 312 and the phase shift filter 308 is q. The distance q is typically designed to be greater than 1000 times the smallest linewidth of the mask pattern 330 to be.

Das zweidimensionale Maskenmuster 330 der Retikelmaske 304 wird als u(x, y) beschrieben. Gemäß der zuvor beschriebenen Theorie der Fourier-Optik ist das auf den Wafer 312 projizierte Bild die Ableitung des Bildes des Maskenmusters 330 und ist mit einem Verhältnis von d₁/d₀ vergrößert. Die Maske ist so gestaltet, dass das Größenverhältnis des Maskenmusters 330 zu dem auf dem Wafer abzubildenden Muster gleich d₀/d₁ ist. Die Kombination der Linse 406 und des Phasenverschiebungsfilters 308 hat die Wirkung, das Bild des Maskenmusters 330 mit schärfer definierten Rändern auf den Wafer 312 zu übertragen. Somit ist die durch die Beugung bewirkte Unschärfe verringert.The two-dimensional mask pattern 330 the reticle mask 304 is described as u (x, y). According to the theory of Fourier optics described above, this is on the wafer 312 projected image the derivative of the image of the mask pattern 330 and is increased with a ratio of d ₁ / d ₀ . The mask is designed so that the size ratio of the mask pattern 330 to the pattern to be imaged on the wafer is d ₀ / d ₁ . The combination of the lens 406 and the phase shift filter 308 has the effect, the image of the mask pattern 330 with sharper defined edges on the wafer 312 transferred to. Thus, the blur caused by the diffraction is reduced.

Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargelegt und beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass diverse Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.Even though the preferred embodiment of the invention has been described and described, it goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims

Verfahren zur Verbesserung eines Fotolithografieverfahrens mit den Schritten: Anordnen eines Phasenverschiebungsfilters (308) zwischen einer ersten fokussierenden Linse (306) und einer zweiten fokussierenden Linse (310), wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) eine in eine Richtung linear variierende Opazität aufweist und derart ausgebildet ist, dass eine Phasenverschiebung in einem Gebiet des Phasenverschiebungsfilters erzeugt wird, das von dem Mittelpunkt des Phasenverschiebungsfilters zu einem seitlichen Rand des Phasenverschiebungsfilters reicht; Anordnen der ersten Linse (306) und der zweiten Linse (310) zwischen einer Belichtungsretikelmaske (304) und einem Wafer (312), wobei die Retikelmaske (304) ein Maskenmuster (330) aufweist; und Ausrichten einer Lichtquelle (302), der ersten Linse (306), des Phasenverschiebungsfilters (308), der zweiten Linse (310) und des Wafers (312) entlang einer Achse (314); wobei durch Projizieren von Licht der Lichtquelle (302) durch die Retikelmaske (304), die erste Linse (306), den Phasenverschiebungsfilter (308), und die zweite Linse (310) auf den Wafer (312) unmittelbar nach dem Durchgang durch die Retikelmaske (304) ein erstes Lichtmuster gebildet wird, das im Wesentlichen ähnlich zu dem Maskenmuster (330) ist, und auf dem Wafer (312) ein zweites Lichtmuster gebildet wird, das die Ableitung des ersten Lichtmusters ist.Method for improving a photolithography method, comprising the steps of: arranging a phase shift filter ( 308 ) between a first focusing lens ( 306 ) and a second focusing lens ( 310 ), wherein the phase shift filter ( 308 ) has a monodirectionally varying opacity and is arranged to produce a phase shift in a region of the phase shift filter that extends from the midpoint of the phase shift filter to a lateral edge of the phase shift filter; Arranging the first lens ( 306 ) and the second lens ( 310 ) between an exposure reticle mask ( 304 ) and a wafer ( 312 ), whereby the reticle mask ( 304 ) a mask pattern ( 330 ) having; and aligning a light source ( 302 ), the first lens ( 306 ), the phase shift filter ( 308 ), the second lens ( 310 ) and the wafer ( 312 ) along an axis ( 314 ); wherein by projecting light from the light source ( 302 ) through the reticle mask ( 304 ), the first lens ( 306 ), the phase shift filter ( 308 ), and the second lens ( 310 ) on the wafer ( 312 ) immediately after passing through the reticle mask ( 304 ) a first light pattern is formed which is substantially similar to the mask pattern ( 330 ), and on the wafer ( 312 ) a second light pattern is formed which is the derivative of the first light pattern.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Phasenverschiebungsfilter derart ausgebildet ist, dass die Phasenverschiebung im Wesentlichen gleich π ist.The method of claim 1, wherein the phase shift filter is formed such that the phase shift substantially is equal to π.

Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Retikelmaske (304) im Wesentlichen in der vorderen Brennebene der ersten Linse (306) und der Wafer (312) im Wesentlichen in der hinteren Brennebene der zweiten Linse (310) angeordnet ist.The method of claim 1, wherein the reticle mask ( 304 ) essentially in the front Bren next to the first lens ( 306 ) and the wafer ( 312 ) substantially in the rear focal plane of the second lens ( 310 ) is arranged.

Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Abstand zwischen dem Phasenverschiebungsfilter (308) und der ersten Linse (306) im Wesentlichen gleich der Brennweite der ersten Linse (306) und der Abstand zwischen dem Phasenverschiebungsfilter (308) und der zweiten Linse (310) im Wesentlichen gleich der Brennweite der zweiten Linse (310) ist.The method of claim 3, wherein the distance between the phase shift filter ( 308 ) and the first lens ( 306 ) substantially equal to the focal length of the first lens ( 306 ) and the distance between the phase shift filter ( 308 ) and the second lens ( 310 ) substantially equal to the focal length of the second lens ( 310 ).

Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Maskenmuster (330) dünne Schlitzstrukturen aufweist, die entlang einer ersten Richtung in der Ebene des Phasenverschiebungsfilters (308) verlaufen, wobei die erste Richtung senkrecht zu der Achse ist, und wobei das vorbestimmte Opazitätsmuster entlang der ersten Richtung gleichförmig ist, und das vorbestimmte Opazitätsmuster von der Mitte zu den beiden Seiten des Phasenverschiebungsfilters (308) entlang einer zweiten Richtung in der Ebene des zweiten Phasenverschiebungsfilters (308) linear variiert, wobei die zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung ist.The method of claim 1, wherein the mask pattern ( 330 ) has thin slot structures along a first direction in the plane of the phase shift filter ( 308 ), wherein the first direction is perpendicular to the axis, and wherein the predetermined opacity pattern is uniform along the first direction, and the predetermined opacity pattern from the center to the two sides of the phase shift filter (12). 308 ) along a second direction in the plane of the second phase shift filter ( 308 ) varies linearly, the second direction being perpendicular to the first direction.

Halbleiter-Fotolithografiesystem, das in Verbindung mit einer Lichtquelle (302), einer Fotolithografiemaske (304) mit einem Maskenmuster (330), und einem Halbleiterwafer (312) verwendet wird, mit: einer ersten fokussierenden Linse (306); einer zweiten fokussierenden Linse (310); einer ersten Halterung zum Halten der Maske (304), wobei die erste Halterung zwischen der Lichtquelle (302) und der ersten fokussierenden Linse (306) und mit einem Abstand entfernt von der ersten fokussierenden Linse (306) angeordnet ist, der im Wesentlichen gleich der Brennweite der ersten fokussierenden Linse (306) ist; einem Phasenverschiebungsfilter (308), der zwischen der ersten fokussierenden Linse (306) und der zweiten fokussierenden Linse (319) angeordnet ist und der zur Modifizierung der Phase und Intensität des durch den Phasenverschiebungsfilters hindurchtretenden Lichts verwendet wird, wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) eine in eine Richtung linear variierende Opazität aufweist und derart ausgebildet ist, dass eine Phasenverschiebung in einem Gebiet des Phasenverschiebungsfilters erzeugt wird, das von dem Mittelpunkt des Phasenverschiebungsfilters zu einem seitlichen Rand des Phasenverschiebungsfilters reicht; wobei der Abstand zwischen dem Phasenverschiebungsfilter (308) und der ersten fokussierenden Linse (306) im Wesentlichen gleich der Brennweite der ersten fokussierenden Linse (306) und der Abstand zwischen dem Phasenverschiebungsfilter (308) und der zweiten fokussierenden Linse (310) im Wesentlichen gleich der Brennweite der zweiten fokussierenden Linse (310) ist; und einer zweiten Halterung zum Halten des Wafers (312); wobei von der Lichtquelle (302) durch die Retikelmaske (304), die erste Linse (306), den Phasenverschiebungsfilter (308), und die zweite Linse (310) auf den Wafer (312) projiziertes Licht unmittelbar nach dem Durchgang durch die Retikelmaske (304) ein erstes Lichtmuster bildet, das im Wesentlichen ähnlich zu dem Maskenmuster (330) ist, und auf dem Wafer (312) ein zweites Lichtmuster bildet, das die Ableitung des ersten Lichtmusters ist.Semiconductor photolithography system used in conjunction with a light source ( 302 ), a photolithography mask ( 304 ) with a mask pattern ( 330 ), and a semiconductor wafer ( 312 ) is used, with: a first focusing lens ( 306 ); a second focusing lens ( 310 ); a first holder for holding the mask ( 304 ), wherein the first holder between the light source ( 302 ) and the first focusing lens ( 306 ) and at a distance away from the first focusing lens ( 306 ) which is substantially equal to the focal length of the first focusing lens (FIG. 306 ); a phase shift filter ( 308 ) located between the first focusing lens ( 306 ) and the second focusing lens ( 319 ) and used to modify the phase and intensity of the light passing through the phase shift filter, the phase shift filter 308 ) has a monodirectionally varying opacity and is arranged to produce a phase shift in a region of the phase shift filter that extends from the midpoint of the phase shift filter to a lateral edge of the phase shift filter; the distance between the phase shift filter ( 308 ) and the first focusing lens ( 306 ) substantially equal to the focal length of the first focusing lens ( 306 ) and the distance between the phase shift filter ( 308 ) and the second focusing lens ( 310 ) substantially equal to the focal length of the second focusing lens ( 310 ); and a second holder for holding the wafer ( 312 ); being from the light source ( 302 ) through the reticle mask ( 304 ), the first lens ( 306 ), the phase shift filter ( 308 ), and the second lens ( 310 ) on the wafer ( 312 ) projected light immediately after passing through the reticle mask ( 304 ) forms a first light pattern that is substantially similar to the mask pattern (FIG. 330 ), and on the wafer ( 312 ) forms a second pattern of light which is the derivative of the first pattern of light.

Das Halbleiter-Fotolithografiesystem nach Anspruch 6, wobei die Lichtquelle (302), die Maske (304), die Mitte der ersten fokussierenden Linse (306), der Phasenverschiebungsfilter (308), die Mitte der zweiten fokussierenden Linse (310) und der Wafer (312) jeweils entlang einer optischen Achse ausgerichtet sind.The semiconductor photolithography system of claim 6, wherein the light source ( 302 ), the mask ( 304 ), the center of the first focusing lens ( 306 ), the phase shift filter ( 308 ), the center of the second focusing lens ( 310 ) and the wafer ( 312 ) are each aligned along an optical axis.

Das Halbleiter-Fotolithografiesystem nach Anspruch 6, wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) einen Abschwächer (342) und einen Phasenschieber (344) umfasst.The semiconductor photolithography system of claim 6, wherein the phase shift filter ( 308 ) an attenuator ( 342 ) and a phase shifter ( 344 ).

Das Halbleiter-Fotolithografiesystem nach Anspruch 8, wobei der Abschwächer (342) eine transparente Platte mit einer sich darauf befindlichen Beschichtung mit variierender Opazität ist, derart, dass die Opazität des Abschwächers (342) gradu ell von lichtundurchlässig bis halb transparent bis transparent gemäß einem vorbestimmten Muster variiert.The semiconductor photolithography system of claim 8, wherein the attenuator ( 342 ) is a transparent plate having a coating of varying opacity thereon, such that the opacity of the attenuator ( 342 ) varies from opaque to semi-transparent to transparent according to a predetermined pattern.

Das Halbleiter-Fotolithografiesystem nach Anspruch 9, wobei die Beschichtung entlang einer ersten Richtung auf der Oberfläche der Platte gleichförmig ist und die Opazität entlang einer zweiten Richtung auf der Oberfläche der Platte sich ändert, wobei der Phasenverschiebungsfilter in der Mitte entlang der zweiten Richtung lichtundurchlässig ist und graduell in Richtung der Ränder der Platte entlang der zweiten Richtung transparent wird.The semiconductor photolithography system according to claim 9, wherein the coating along a first direction on the surface the plate uniform is and the opacity along a second direction on the surface of the plate changes, where the phase shift filter in the middle along the second direction opaque is and gradually towards the edges of the plate along the second direction becomes transparent.

Das Halbleiter-Fotolithografiesystem nach Anspruch 8, wobei der Phasenschieber eine Phasenverschiebung erzeugt, die im Wesentlichen gleich π/2 ist, wenn Licht den Phasenschieber durchdringt.The semiconductor photolithography system according to claim 8, wherein the phase shifter generates a phase shift, the essentially equal to π / 2 is when light passes through the phase shifter.

Das Halbleiter-Fotolithografiesystem nach Anspruch 10, wobei der Abschwächer (342) eine Phasenverschiebung von im Wesentlichen gleich π in einem Gebiet der Platte erzeugt, das vom Mittelpunkt der Platte zu einer Seite der Platte reicht.The semiconductor photolithography system of claim 10, wherein the attenuator ( 342 ) produces a phase shift of substantially equal to π in a region of the plate that extends from the center of the plate to one side of the plate.

Fotolithografiesystem zur Anwendung in Verbindung mit einer Lichtquelle (302), einer Fotolithografiemaske (304) mit einem Maskenmuster (330) und einem Halbleiterwafer (312), um ein Lichtbild des Maskenmusters (330) auf den Wafer (312) zu projizieren, mit: einer fokussierenden Linse (406) mit einer vorbestimmten Brennweite; einer ersten Halterung zum Halten der Maske (304), wobei die erste Halterung zwischen der Lichtquelle (302) und der fokussierenden Linse (406) angeordnet ist, und der Abstand zwischen der ersten Halterung und der fokussierenden Linse (406) größer als die vorbestimme Brennweite ist; einem Phasenverschiebungsfilter (308) zum Modifizieren der Amplitude und Phase des durch den Phasenverschiebungsfilter durchtretenden Lichts gemäß einem vorbestimmten Muster, wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) eine in eine Richtung linear variierende Opazität aufweist und derart ausgebildet ist, dass eine Phasenverschiebung in einem Gebiet des Phasenverschiebungsfilters erzeugt wird, das von dem Mittelpunkt des Phasenverschiebungsfilters zu einem seitlichen Rand des Phasenverschiebungsfilters reicht, wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) von der fokussierenden Linse (406) um einen Abstand entfernt angeordnet ist, der im Wesentlichen gleich der vorbestimmten Brennweite ist; und einer zweiten Halterung zum Halten des Wafers (312), wobei der Abstand zwischen der zweiten Halterung größer als die vorbestimmte Brennweite ist; wobei von der Lichtquelle (302) durch die Maske (304), die Linse (406), und den Phasenverschiebungsfilter (308) auf den Wafer (312) projiziertes Licht unmittelbar nach dem Durchgang durch die Retikelmaske (304) ein erstes Lichtmuster bildet, das im Wesentlichen ähnlich zu dem Maskenmuster (330) ist, und der Phasenverschiebungsfilter (308) das erste Lichtmuster im Ortsfrequenzbereich modifiziert und auf dem Wafer (312) ein zweites Lichtmuster bildet, das die Ableitung des ersten Lichtmusters ist.Photolithography system for use in conjunction with a light source ( 302 ), a photolithography mask ( 304 ) with a mask pattern ( 330 ) and a semiconductor wafer ( 312 ) to form a photograph of the mask pattern ( 330 ) on the wafer ( 312 ), with: a focusing lens ( 406 ) with a predetermined focal length; a first holder for holding the mask ( 304 ), wherein the first holder between the light source ( 302 ) and the focusing lens ( 406 ) is arranged, and the distance between the first holder and the focusing lens ( 406 ) is greater than the predetermined focal length; a phase shift filter ( 308 ) for modifying the amplitude and phase of the light passing through the phase shift filter according to a predetermined pattern, wherein the phase shift filter ( 308 ) has a linearly varying opacity in a direction and is adapted to produce a phase shift in a region of the phase shift filter which extends from the midpoint of the phase shift filter to a lateral edge of the phase shift filter, the phase shift filter 308 ) from the focusing lens ( 406 ) is spaced a distance substantially equal to the predetermined focal length; and a second holder for holding the wafer ( 312 ), wherein the distance between the second holder is greater than the predetermined focal length; being from the light source ( 302 ) through the mask ( 304 ), the Lens ( 406 ), and the phase shift filter ( 308 ) on the wafer ( 312 ) projected light immediately after passing through the reticle mask ( 304 ) forms a first light pattern that is substantially similar to the mask pattern (FIG. 330 ), and the phase shift filter ( 308 ) modifies the first light pattern in the spatial frequency range and on the wafer ( 312 ) forms a second pattern of light which is the derivative of the first pattern of light.

Das Fotolithografiesystem nach Anspruch 13, wobei die Lichtquelle (302), die Maske (304), die fokussierende Linse (306), der Phasenverschiebungsfilter (308) und der Wafer (312) jeweils entlang der optischen Achse der fokussierenden Linse ausgerichtet sind.The photolithography system of claim 13, wherein the light source ( 302 ), the mask ( 304 ), the focusing lens ( 306 ), the phase shift filter ( 308 ) and the wafer ( 312 ) are each aligned along the optical axis of the focusing lens.

Das Fotolithografiesystem nach Anspruch 13, wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) einen Abschwächer (342) und einen Phasenschieber (344) umfasst, wobei der Abschwächer (342) eine Opazität aufweist, die entlang einer Richtung senkrecht zur optischen Achse variiert und wobei der Phasenschieber die Phase von durch den Phasenschieber durchgehenden Licht im Wesentlichen um einen Betrag von π/2 modifiziert.The photolithography system of claim 13, wherein said phase shift filter ( 308 ) an attenuator ( 342 ) and a phase shifter ( 344 ), the attenuator ( 342 ) has an opacity that varies along a direction perpendicular to the optical axis, and wherein the phase shifter modifies the phase of light passing through the phase shifter substantially by an amount of π / 2.

Das Fotolithografiesystem nach Anspruch 13, wobei der Abstand zwischen dem Phasenverschiebungsfilter (308) und dem Wafer (312) größer als das 1000fache der kleinsten Linienbreite des Maskenmusters ist.The photolithography system according to claim 13, wherein the distance between the phase shift filter ( 308 ) and the wafer ( 312 ) is greater than 1000 times the smallest line width of the mask pattern.

Halbleiter-Fotolithografiesystem mit: einer Lichtquelle (302) zum Emittieren von Licht; einer fokussierenden Linse (406) mit einer vorbestimmten Brennweite; einer Fotolithografiemaske (304) mit einem Maskenmuster (330), die zwischen der Lichtquelle (302) und der fokussierenden Linse (406) angeordnet ist, wobei der Abstand zwischen der Maske (304) und der fokussierenden Linse (406) größer als die Brennweite der fokussierenden Linse (406) ist; einem Phasenverschiebungsfilter (308), wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) eine in eine Richtung linear variierende Opazität aufweist und derart ausgebildet ist, dass eine Phasenverschiebung in einem Gebiet des Phasenverschiebungsfilters erzeugt wird, das von dem Mittelpunkt des Phasenverschiebungsfilters zu einem seitlichen Rand des Phasenverschiebungsfilters reicht, wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) von der fokussierenden Linse (406) um einen Abstand entfernt angeordnet ist, der im Wesentlichen gleich der vorbestimmten Brennweite ist; und einem Wafer (312), der von der Linse (406) in einem Abstand entfernt angeordnet ist, der größer als die vorbestimmte Brennweite ist, wobei von der Lichtquelle (302) durch die Retikelmaske (304), die Linse (406), und den Phasenverschiebungsfilter (308) auf den Wafer (312) projiziertes Licht unmittelbar nach dem Durchgang durch die Retikelmaske (304) ein erstes Lichtmuster bildet, das im Wesentlichen ähnlich zu dem Maskenmuster (330) ist, und auf dem Wafer (312) ein zweites Lichtmuster bildet, das die Ableitung des ersten Lichtmusters ist.Semiconductor photolithography system comprising: a light source ( 302 ) for emitting light; a focusing lens ( 406 ) with a predetermined focal length; a photolithography mask ( 304 ) with a mask pattern ( 330 ) between the light source ( 302 ) and the focusing lens ( 406 ), wherein the distance between the mask ( 304 ) and the focusing lens ( 406 ) greater than the focal length of the focusing lens ( 406 ); a phase shift filter ( 308 ), wherein the phase shift filter ( 308 ) has a linearly varying opacity in a direction and is adapted to produce a phase shift in a region of the phase shift filter which extends from the midpoint of the phase shift filter to a lateral edge of the phase shift filter, the phase shift filter 308 ) from the focusing lens ( 406 ) is spaced a distance substantially equal to the predetermined focal length; and a wafer ( 312 ), from the lens ( 406 ) is arranged at a distance which is greater than the predetermined focal length, wherein of the light source ( 302 ) through the reticle mask ( 304 ), the Lens ( 406 ), and the phase shift filter ( 308 ) on the wafer ( 312 ) projected light immediately after passing through the reticle mask ( 304 ) forms a first light pattern that is substantially similar to the mask pattern (FIG. 330 ), and on the wafer ( 312 ) forms a second pattern of light which is the derivative of the first pattern of light.

Das System nach Anspruch 17, wobei die Opazität des Phasenverschiebungsfilters (308) graduell von lichtundurchlässig zu transparent entlang einer vorbestimmten Richtung variiert.The system of claim 17, wherein the opacity of the phase shift filter ( 308 ) gradually from opaque to transparent varies along a predetermined direction.

Das System nach Anspruch 17, wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) eine erste Platte mit einem vorbestimmten Brechungsindex und einer vorbestimmten Dicke umfasst, derart, dass den Phasenverschiebungsfilter (308) durchdringendes Licht eine Phasenverschiebung aufweist, die im Wesentlichen gleich π/2 ist.The system of claim 17, wherein the phase shift filter ( 308 ) comprises a first plate having a predetermined refractive index and a predetermined thickness, such that the phase shift filter 308 ) penetrating light has a phase shift substantially equal to π / 2.

Das System nach Anspruch 19, wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) ferner eine zweite Platte mit einem vorbestimmten Brechungsindex und einer vorbestimmten Dicke umfasst, derart, dass den Phasenverschiebungsfilter (308) durchdringendes Licht für die Hälfte des Gebiets des Phasenverschiebungsfilters (308) eine Phasenverschiebung aufweist, die im Wesentlichen gleich 3π/2 ist.The system of claim 19, wherein the phase shift filter ( 308 ) further comprises a second plate having a predetermined refractive index and a predetermined thickness, such that the phase shift filter 308 ) penetrating light for half the area of the phase shift filter ( 308 ) has a phase shift substantially equal to 3π / 2.

Fotolithografiesystem zum Projizieren eines Bildes eines Maskenmusters (330) einer Retikelmaske (304) auf einen Halbleiterwafer (312), mit: einer Lichtquelle (302); und einer optischen Einheit, in der in geordneter Folge und entlang einer Mittelachse ausgerichtet ist: eine erste Halterung zum Halten der Retikelmaske (304), eine erste fokussierende Linse (306), deren optische Achse zur Mittelachse ausgerichtet ist, ein Phasenverschiebungsfilter (308), wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) eine in eine Richtung linear variierende Opazität aufweist und derart ausgebildet ist, dass eine Phasenverschiebung in einem Gebiet des Phasenverschiebungsfilters erzeugt wird, das von dem Mittelpunkt des Phasenverschiebungsfilters zu einem seitlichen Rand des Phasenverschiebungsfilters reicht, eine zweite fokussierende Linse (310), deren optische Achse zur Mittelachse ausgerichtet ist, und eine zweite Halterung zum Halten des Wafers (312); wobei von der Lichtquelle (302) durch die Maske (304), die erste Linse (306), den Phasenverschiebungsfilter (308), und die zweite Linse (310) auf den Wafer (312) projiziertes Licht unmittelbar nach dem Durchgang durch die Retikelmaske (304) ein erstes Lichtmuster bildet, das im Wesentlichen ähnlich zu dem Maskenmuster (330) ist, und der Phasenverschiebungsfilter (308) die Phase und das Lichtmuster des ersten Lichtmusters im Ortsfrequenzbereich modifiziert und auf dem Wafer (312) ein zweites Lichtmuster bildet, das die Ableitung des ersten Lichtmusters ist.Photolithography system for projecting an image of a mask pattern ( 330 ) of a reticle mask ( 304 ) on a semiconductor wafer ( 312 ), with: a light source ( 302 ); and an optical unit in which is aligned in an ordered sequence and along a central axis: a first holder for holding the reticle mask ( 304 ), a first focusing lens ( 306 ) whose optical axis is aligned with the central axis, a phase shift filter ( 308 ), wherein the phase shift filter ( 308 ) has a linearly varying opacity in one direction and is adapted to produce a phase shift in a region of the phase shift filter which extends from the center of the phase shift filter to a lateral edge of the phase shift filter, a second focusing lens (US Pat. 310 ), whose optical axis is aligned with the central axis, and a second holder for holding the wafer ( 312 ); being from the light source ( 302 ) through the mask ( 304 ), the first lens ( 306 ), the phase shift filter ( 308 ), and the second lens ( 310 ) on the wafer ( 312 ) projected light immediately after passing through the reticle mask ( 304 ) forms a first light pattern that is substantially similar to the mask pattern (FIG. 330 ), and the phase shift filter ( 308 ) modifies the phase and the light pattern of the first light pattern in the spatial frequency range and on the wafer ( 312 ) forms a second pattern of light which is the derivative of the first pattern of light.

Das Fotolithografiesystem nach Anspruch 21, wobei die Lichtquelle (302) eine Ultraviolettlichtquelle ist.The photolithography system of claim 21, wherein the light source ( 302 ) is an ultraviolet light source.

Das Fotolithografiesystem nach Anspruch 21, wobei der Phasenverschiebungsfilter (308) eine transparente Platte mit einer sich darauf befindlichen Beschichtung umfasst, wobei die Opazität der Beschichtung graduell von lichtundurchlässig bis transparent entlang einer vorbestimmten Richtung auf der Oberfläche der Platte variiert.The photolithography system of claim 21, wherein said phase shift filter ( 308 ) comprises a transparent plate having a coating thereon, the opacity of the coating gradually varying from opaque to transparent along a predetermined direction on the surface of the plate.

Das Fotolithografiesystem nach Anspruch 21, wobei die transparente Platte aus Quarz hergestellt ist.The photolithography system of claim 21, wherein the transparent plate is made of quartz.