JP2009260362A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理量を増大可能なマスクレス・リソグラフィ装置を提供すること。
【解決手段】リソグラフィ装置は、照明システムと、各ビームの断面にパターンを付与する個々に制御可能な素子のアレイと、基板を支持する基板テーブルと、基板にパターン化されたビームを投影する投影システムからなる複数のカラム２５を備える。投影ビームが所定の走査方向にわたって走査されるように、移動システムが基板２２とカラムとの間で相対運動を生じさせる。各投影システムはレンズのアレイを含む。投影システムは種々のグループのアレイ内のレンズが種々のビームの一部を、走査方向に整列された基板の種々の領域へ導くようにグループで配置される。投影システムのグループは走査方向に離間され、各グループは連続しかつ基板の個々の連続する区間を占める目標領域へビームを導く。基板の種々の区間は投影システムの種々のグループによって露光されて、高い処理量が得られる。
【選択図】図６

Description

本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板の目的部分上に所望のパターンを付与する機械である。リソ
グラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）、フラット・パネル・ディスプレイ及び微細
構造を伴う他のデバイスの製造に使用することができる。従来のリソグラフィ装置では、
マスク又はレチクルとも呼ばれるパターン化手段を用いてこのＩＣ（又は他のデバイス）
の個々の層に対応する回路パターンを作製することができ、このパターンを、放射線感応
材料（レジスト）の層を有する基板（例えば、シリコン・ウエハ又はガラス板）上の目標
部分（例えば、１つ又はいくつかのダイの一部を含む）に結像することができる。マスク
の代わりに、このパターン化手段は、回路パターンを作製するために役立つ個々に制御可
能な素子のアレイを含み得る。

一般的に、単一の基板は順に露光される隣接した目的部分の回路網を含む。既知のリソ
グラフィ装置には、全パターンをこの目標部分の上に一度に露出することによって各目標
部分を照射するステッパと、このパターンを投影ビームによって所与の方向（「走査」方
向）に走査することによって各目標部分を照射するとともにこの基板をこの方向に平行又
は逆平行に同期的に走査するスキャナがある。

パターンが個々に制御可能な素子によってビームに付与されるリソグラフィ装置が知ら
れている。（レチクルとも呼ばれる）予備成形したマスクに依存してビームにパターンを
付与するのではなく、制御信号が制御可能な素子のアレイに運ばれてビームをパターン化
する制御可能な素子の状態が制御される。このパターン化が必要なパターンをビームに付
与するのにマスクではなく個々に制御可能な素子に依存すると考えると、これは一般に「
マスクレス」と呼ばれる。マスクレス・リソグラフィ装置は、比較的大きな面積の基板、
例えば、フラット・パネル・ディスプレイとして使用される基板を露光するのに用いられ
得る。このパネルは、各々が個々に制御可能な素子のアレイを組み込んだそれ自身のパタ
ーン化システムを備えた投影システムのアレイの下を１回だけ通過させることで露光され
る。基板は投影システムに対して移動するので、投影されるパターンを変えるように制御
可能な素子のアレイ内の個々の素子の状態を変える必要がある。一般に更新速度と呼ばれ
る個々の素子の状態を変えることのできる速度は制限され、このことは基板を投影システ
ムに対して移動することのできる最大速度に上限を課すことになる。移動速度は装置の最
大処理量を決定するので、移動速度を増大することができるのが望ましい。

基板走査方向の画素の１つのトラックの露光専用の投影システムの数を増大させること
によって、基板の移動速度を増大させることが可能である。例えば、走査方向に２つの投
影システムが連続して配置されている場合、基板移動速度は２倍になり得る。そのような
配置を用いれば、走査方向の隣接する画素の対の各々を２つの投影システムの各々の１つ
によって露光することができる。

基板移動速度は投影システムのさらなる列を加えることによって、さらに改善され得る
。投影システムが３列になると最大速度は３倍になり、投影システムが４列になると最大
速度は４倍になる。しかし、適した速度制御を維持し、かつ基板走査の前後で必要な基板
の加速及び減速を達成するという点では、基板速度を増大させるということは速度の増大
と共にそれ自身の問題をもたらす。

さらに、余分な投影システムの列を追加すれば、完全な走査を達成するために基板が移
動すべき全体的距離が長くなる。例えば、基板の（走査方向に対して垂直である）全幅を
露光することのできる投影システムの列は、典型的には走査方向における深さが約１００
ｍｍであり、したがって、投影システムが１列で、基板の走査方向の長さが２ｍであると
仮定すれば、２．１ｍの走査範囲が必要となる。投影システムの第２の列を追加すれば、
走査範囲は２．２ｍなどに増大する。

しかし、付加的な投影システムの列を加えることは、適した処理量の増大にはならない
。これは露光されるべき総面積も大きくなるので、投影システムを１つ加えることでその
投影システムの面積によって総面積が増大するからである。また、投影システムの列を追
加すれば、装置の物理的設置面積も大きくなる。

したがって、必要とされているのは、マスクレス・リソグラフィ・システムにおける処
理量を増大させるシステム及び方法である。

本発明のある実施例によれば、照明システム、個々に制御可能な素子のアレイ、投影シ
ステム、及び移動システムを備えたリソグラフィ装置が提供される。照明システムは複数
の放射線ビームを供給する。個々に制御可能な素子のアレイは各ビームの断面にパターン
を与える。投影システムはパターン化されたビームを基板上に投影する。移動システムは
ビームが基板にわたって所望の走査方向で走査されるように、基板と投影システムとの間
で相対的移動を生じさせる。各投影システムはアレイ内の各レンズが基板上の目的領域に
向けて個々のビームの個々の部分を導くように配置されたレンズのアレイを備える。投影
システムは異なるグループのアレイ内のレンズが走査方向に整列された基板上の異なる目
的領域に異なるビームの部分を導くように、グループで配置される。投影システムのグル
ープは、基板及び投影システムが相互に対して移動されるときに各グループが基板の個々
の領域を横断してビームを走査するように走査方向に離間されている。相互に隣接してい
るグループからのビームによって走査される個々の領域は連続している。

本発明の別の実施例によれば、次の工程を含むデバイス製造方法が提供される。照明シ
ステムを用いて放射線ビームを提供する工程。個々に制御可能な素子のアレイを用いて各
ビームの断面にパターンを与える工程。パターン化されたビームを基板上に投影する工程
。ビームが所定の走査方向に基板を横断して走査されるように、パターン化されたビーム
に対して基板を移動する工程。各ビームはアレイ内の各レンズが個々のビームの個々の部
分を基板上の個々の目的領域に導くように配置されたレンズの個々のアレイによって基板
の方に導かれる。投影システムは異なるグループのアレイ内のレンズが走査方向に整列さ
れた基板上の異なる目的領域に異なるビームの部分を向けるように、グループで配置され
ている。グループは、基板及び投影システムが相互に対して移動されるときに各グループ
が基板の個々の領域を横断してビームを走査するように走査方向に離間されている。相互
に隣接しているグループからのビームによって走査される個々の領域は連続している。

一実施例では、基板移動速度を増大させずかつ走査範囲を少なくしてリソグラフィ装置
の処理量を増大させることが可能である。これは走査方向の基板の実質的に連続する区間
が投影装置の異なるアレイによって露光されることによって達成され得る。

上記のように、走査方向の深さが１００ｍｍの単一の投影装置のアレイを用いて長さ２
ｍの基板を露光するためには、２．１ｍの走査長が必要となろう。第２の投影装置のアレ
イを加えるだけで、走査範囲は２．２ｍに増大するであろう。対照的に、本発明の一実施
例では、１ｍの間隔で離間された第２の投影装置のアレイによって、僅か１．０５ｍの走
査範囲を用いて全体で２ｍの長さの基板を露光することが可能となる。

別の実施例では、３列以上の投影パターンが提供され得る。例えば、３列の投影パター
ンは走査方向に等しく離間され得るであろう。別の場合には、４列の投影パターンが、等
しく離間されるか、又は走査方向に離間された２つのグループの２列を２つのグループに
した状態かのいずれかで提供され得るであろう。その結果、高速の基板移動を必要とせず
に、比較的小型の装置が非常に高い処理量を達成することができる。

一実施例では、各グループはグループがＬ／Ｎの間隔で離間された状態で基板の略矩形
の領域を露光するように配置され得る。ここで、Ｌは露光される基板の長さであり、Ｎは
グループの数である。別の場合には、連続する領域の各々は略矩形の主要部分及び該主要
部分から走査方向に延びる少なくとも１つの端部部分を有し得、この連続する領域の端部
部分は一方の端部区間の歯が連続する端部区間に重なった鋸歯状である。この端部区間は
投影システムの各グループの走査方向の長さに等しい走査方向の長さを有し得る。このよ
うな配置を用いて、投影システムのＮ個のグループは（Ｌ＋１）／Ｎの間隔で走査方向に
分配され得る。ここで、ｌは１つのグループの走査方向の長さである。

一実施例では、基板は静止した投影システムに対して移動される。各レンズ・アレイは
、基板の表面上のトラックを露光することのできる光点を投影することができ、このトラ
ックは基板の（走査方向に対して垂直である）全長が１回の通過で露光されるように、連
続した１つのアレイによって露光される。

本発明の種々の実施例の構造及び動作と共に、本発明のさらなる実施例、特徴、及び利
点を添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。

ここに組み入れかつ本願明細書の一部を構成する添付図面は、この発明を例示し、その
説明と共にこの発明の原理を説明しかつ当業者にこの発明を利用できるようにするのにさ
らに役立つ。

ここで、この発明を添付図面を参照して説明する。それらの図面では、同様の参照番号
は同じか又は機能的に類似の要素を示し得る。

本発明の一実施例のリソグラフィ装置を示す略図である。 本発明の種々の実施例による、各々基板の上に放射線の光点を投影するように配置されたレンズのアレイを組み込んだリソグラフィ投影装置の構成要素を示す断面図である。 本発明の種々の実施例による、各々基板の上に放射線の光点を投影するように配置されたレンズのアレイを組み込んだリソグラフィ投影装置の構成要素を示す断面図である。 本発明の種々の実施例による、レンズ・アレイによって投影された放射線の光点の配列を示す略図である。 本発明の種々の実施例による、レンズ・アレイによって投影された放射線の光点の配列を示す略図である。 本発明の一実施例による、各々図２及び３に示したような構成要素を含んだ光学カラムのアレイの下で基板を１回の通過で露光する装置を示す略図である。 本発明の一実施例による、図６に示した光学カラムの各々によって照射され得る基板の種々の領域を示す略図である。 本発明の一実施例による、図６の装置を用いて基板上に露光されることが望まれ得るパターンを示す略図である。 本発明の一実施例による、図６に示したタイプ各々の光学カラムの２つのアレイの位置を示す略図である。 本発明の一実施例による、図９の装置を用いて基板全体を露光する走査範囲を示す略図である。 光学カラムのグループが走査方向に離間された光学カラムの２つのグループを組み入れた本発明の一実施例を示す略図である。 本発明の一実施例による、図１１の装置を用いて基板全体を露光するのに必要な走査範囲を示す略図である。 本発明の一実施例による、並列にされた光学カラムの３つのグループを用いて基板全体を露光するのに必要な走査範囲を示す略図である。 本発明の一実施例による、３つのグループが走査方向に離間された光学カラムの３つのグループを用いて基板全体を露光するのに必要な走査範囲を示す略図である。 本発明の一実施例による、光学カラムの４つのグループを用いて基板全体を露光するのに必要な走査範囲を示す略図である。 本発明の一実施例による、走査方向に離間された２つの対として配置された光学カラムの４つのグループが設けられた装置を用いて基板全体を露光するのに必要な走査範囲を示す略図である。 本発明の一実施例による、隣接する投影システムによって露光される基板の領域間の鋸歯状の境界を示す略図である。 本発明の一実施例による、図１７に示した境界を採用した状態を示す略図である。 本発明の一実施例による、図１７に示した境界を採用した状態を示す略図である。

概要および用語
この本文では、集積回路（ＩＣ）の製造でリソグラフィ装置を使用することを具体的に
参照するかもしれないが、本明細書に記載するリソグラフィ装置は、集積光学システム、
磁区メモリ用誘導検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、ミ
クロ及びマクロ流体素子等の製造などの他の用途があるかもしれないことを理解すべきで
ある。当業者は、そのような代替的用途の関係で、本願明細書で使う「ウエハ」又は「ダ
イ」という用語のどれも、それぞれより一般的な用語である「基板」又は「目的部分」と
同義であると考えられ得ることがわかるであろう。ここで言及する基板は、露出の前又は
後に、例えば、トラック（典型的には基板にレジストの層を付け、かつ露出したレジスト
を現像する器具）、若しくは計測器具又は検査器具で処理してもよい。該当すれば、この
開示をそのような及び他の基板処理器具に適用してよい。さらに、この基板を、例えば、
多層ＩＣを作製するために、２回以上処理することができるので、本願明細書で使う基板
という用語は既に多重処理した層を含む基板も指すことがあり得る。

本願明細書で使用する「個々に制御可能な素子のアレイ」という用語は、入射する放射
線ビームの断面をパターン化し、それによって所望のパターンを基板のターゲット部分に
生成するように使用可能な任意の機器を意味するものとして広く解釈されたい。この文脈
では、「光バルブ」及び「空間光変調器（ＳＬＭ）」という用語を使用することもできる
。このようなパターン化機器の実施例については以下で考察する。

プログラム可能なミラー・アレイは、粘弾性制御層及び反射表面を有するマトリックス
・アドレス指定可能な表面を備えることができる。このような装置の基礎を成す基本原理
は、例えば反射表面のアドレス指定領域が入射光を回折光として反射する一方で、非アド
レス指定領域は入射光を非回折光として反射することにある。適切な空間フィルタを使用
することにより、非回折光を反射ビームからフィルタ除去し、基板に到達する回折光のみ
を残すことができる。このようにして、マトリックス・アドレス指定可能な表面のアドレ
ス指定パターンに従ってビームがパターン化される。

フィルタは、代替的には、回折光をフィルタ除去して、基板に到達する非回折光を残す
ことができることが理解されよう。回折光学微細電気機械システム（ＭＥＭＳ）機器のア
レイを、相応する方法で使用することもできる。回折光学ＭＥＭＳ機器の各々は、相互に
対して変形され得る複数の反射型リボンを備え、入射光を回折光として反射する回折格子
を形成することができる。

さらなる代替的実施例はマトリックス配列の極めて微小なミラーを使用したプログラム
可能ミラー・アレイを備えることができる。この微小ミラーの各々は適切な局部電界を印
加することによって、又は圧電駆動手段を使用することによって、１つの軸線の周囲に個
々に傾斜させることができる。ここでも、ミラーはマトリックス・アドレス指定可能であ
るので、アドレス指定されたミラーは入射する放射線ビームを異なる方向でアドレス指定
されていないミラーに反射する。このようにして、反射ビームはマトリックス・アドレス
指定可能ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン化される。必要となるマトリッ
クス・アドレス指定は適した電子手段を使用して実行され得る。

上に記載のいずれの状況においても、個々に制御可能な素子のアレイは、１つ又は複数
のプログラム可能なミラー・アレイを備えることができる。ここで言及したミラー・アレ
イに関する詳細な情報については、例えば、参照によりその全体を本明細書に援用する米
国特許第５２９６８９１号及び米国特許第５５２３１９３号、並びに国際特許出願第ＷＯ
９８／３８５９７号及びＷＯ９８／３３０９６号から調べることができる。

プログラム可能ＬＣＤアレイを使用することもできる。参照によりその全体を本明細書
に援用する米国特許第５２２９８７２号には、このような構造の実施例の１つが記載され
ている。

フィーチャの事前バイアス、光学近似補正フィーチャ、位相変化技術、及び多重露光技
術を使用する場合、例えば、個々に制御可能な素子のアレイ上に「表示される」パターン
は、基板の層又は基板上に最終的に転写されるパターンとは実質的に異なっていてもよい
ことを理解されたい。同様に、基板上に最終的に生成されるパターンは、個々に制御可能
な素子のアレイ上に任意の瞬間に形成されるパターンに対応している必要はない。これは
、例えば、基板の個々の部分に最終的に形成されるパターンが所与の時間周期若しくは所
与の露光回数で積み上げられ、その間に個々に制御可能な素子のアレイ上のパターン及び
／又は基板の相対的位置が変化する配置の場合であり得る。

本願明細書においては、リソグラフィ装置のＩＣ製造の際の使用について特に言及して
いるが、本願明細書において記載のリソグラフィ装置は、例えばＤＮＡチップ、ＭＥＭＳ
、ＭＯＥＭＳ、集積光学システム、磁気領域メモリのための誘導及び検出パターン、フラ
ット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他の用途を有することがで
きることを理解されたい。当業者であれば、このような代替的用途の文脈においては、本
願明細書の「ウエハ」又は「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「
基板」又は「目的部分」という用語の同義語とみなされ得ることが理解されよう。本願明
細書で言及した基板は、例えば、トラック（典型的には、基板にレジスト層を塗布し、ま
た露光済みのレジストを現像するツール）或いは計測ツール又は検査ツール中で、露光前
又は露光後に処理することができる。適用可能である場合、本願明細書における開示はこ
のような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板
は、例えば多層ＩＣを生成するために複数回にわたって処理することができるので、本願
明細書で使用している基板という用語は処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指
す場合もあり得る。

本願明細書で使用する「放射線」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射線（
例えば、波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、又は１２６ｎｍの放
射線）、極端紫外（ＥＵＶ）放射線（例えば、波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射線）、及
びイオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射線を包含
する。

本願明細書に使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射線に適
するか或いは液浸液の使用又は真空の使用などの他の要因に適した屈折光学系、反射光学
系及び反射屈折光学系を含む種々のタイプの投影システムを包含するものとして広く解釈
されたい。本願明細書における「レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投
影システム」という用語の同義語とみなすことができる。

また、照明システムは、放射線の投影ビームを導くか、成形するか、又は制御するため
の屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、及び反射屈折光学コンポーネント
を含む種々のタイプの光学コンポーネントも包含することができ、このようなコンポーネ
ントについても、集合的又は個々に「レンズ」とも呼ぶこともあり得る。

リソグラフィ装置は、２つ（例えばデュアル・ステージ）又はそれ以上の基板テーブル
（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であってもよく、このよう
な「マルチ・ステージ」機械装置の場合、付加的なテーブルを並列して使用することがで
きるか、或いは１つ又は複数のテーブルを露光のために使用している間に、１つ又は複数
の他のテーブルに対して予備工程を実行することもできる。

リソグラフィ装置は、基板が比較的屈折率の大きい液体中（例えば水中）に浸漬され、
それによって投影システムの最終要素と基板との間の空間が充填されるタイプの装置であ
ってもよい。リソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムの第１の要素
との間を液浸液で満たすこともできる。当該分野においては、液浸技術は投影システムの
開口数を増やすことでよく知られている。

さらに、リソグラフィ装置には、流体と基板の照射部分との間の相互作用を可能にする
（例えば、基板に化学薬品を選択的に添加するか、又は基板の表面構造を選択的に修正す
る）ように、流体処理セルを備えることができる。

リソグラフィ投影装置
図１は本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置１００を概略的に示している。装
置１００は、少なくとも放射線システム１０２、個々に制御可能な素子のアレイ１０４、
物体テーブル１０６（例えば、基板テーブル）、及び投影システム（「レンズ」）１０８
を含む。

放射線システム１０２は、放射線（例えば、ＵＶ放射線）のビーム１１０を供給するた
めに使うことができ、この特定の場合では、放射線源１１２も含む。

個々に制御可能な素子のアレイ１０４（例えば、プログラム可能なミラー・アレイ）は
、ビーム１１０にパターンを付与するために用いることができる。一般に、個々に制御可
能な素子のアレイ１０４の位置は、投影システム１０８に対して固定され得る。しかし、
代替的構成では、個々に制御可能な素子のアレイ１０４を投影システム１０８に対して正
確に位置決めする位置決め装置（図示せず）に結合されてよい。ここに図示するように、
個々に制御可能な素子のアレイ１０４は、反射型である（例えば、個々に制御可能な素子
の反射性のアレイを有する）。

物体テーブル１０６は、基板１１４（例えば、レジストを塗布したシリコン・ウエハ又
はガラス基板）を保持する基板ホルダ（具体的には示さず）を備えることができ、物体テ
ーブル１０６を投影システム１０８に対して正確に基板１１４を位置決めする位置決め装
置１１６に結合され得る。

投影システム１０８（例えば、石英及び／又はＣａＦ２レンズ・システム、又はそのよ
うな材料で作製されたレンズ素子を含む反射屈折性システム、又はミラー・システム）は
、ビーム・スプリッタ１１８から受けとったパターン化されたビームを基板１１４の目標
部分１２０（例えば、１つ又は複数のダイ）上へ投影するために使用され得る。投影シス
テム１０８は、個々に制御可能な素子のアレイ１０４の像を基板１１４上に投影し得る。
別の場合には、投影システム１０８は、個々に制御可能な素子のアレイ１０４の素子がシ
ャッタとして働く二次の源の像を投影し得る。投影システム１０８は、二次の源を作りか
つマイクロスポットを基板１１４上に投影するために、マイクロレンズ・アレイ（ＭＬＡ
）も含み得る。

線源１１２（例えば、エキシマ・レーザ）は、放射線のビーム１２２を作ることができ
る。このビーム１２２を直接か、又は、例えば、ビーム拡大器などの調節装置１２６を通
した後で、照明システム（照明器）１２４の中へ送る。この照明器１２４は、ビーム１２
２の強度分布の外側及び／又は内側半径方向範囲（通常、それぞれ、σ外側及び／又はσ
内側と呼ぶ）を設定する調整装置１２８を含み得る。さらに、照明システム１２４は、一
般に、積分器１３０及びコンデンサ１３２などの種々の他の構成要素を含む。このように
して、個々に制御可能な素子のアレイ１０４に入射するビーム１１０は、所望の均一性及
び強度分布をその断面に有する。

図１に関して、（線源１１２が、例えば、水銀灯である場合によくあるが）線源１１２
はこのリソグラフィ投影装置１００のハウジング内にあってよい。代替的実施例では、線
源１１２がこのリソグラフィ投影装置１００から離れていてよい。この場合、放射線ビー
ム１２２はこの装置１００に（例えば、適当な指向ミラーを用い）導き入れられるであろ
う。この後者のシナリオは線源１１２がエキシマ・レーザである場合によくある。このよ
うなシナリオの両方が本発明の範囲内に包含されることが意図されることを理解されたい
。

次に、ビーム１１０はビーム・スプリッタ１１８を用いて導いた後に個々に制御可能な
素子のアレイ１０４と交差する。個々に制御可能な素子のアレイ１０４によって反射後、
ビーム１１０は投影システム１０８を通過し、該システムがこのビーム１１０を基板１１
４の目標部分１２０上に集束する。

位置決め装置１１６（及び任意には、ビーム・スプリッタ１４０を介して干渉ビーム１
３８を受けとるベース・プレート１３６上の干渉計測定装置１３４）を用いて、種々の目
標部分１２０をビーム１１０の経路内に位置決めするように、基板テーブル６を正確に動
かすことができる。位置決め装置を用いる場合、個々に制御可能な素子のアレイ１０４用
の位置決め装置を用いて、例えば走査中に、ビーム１１０の経路に関して、個々に制御可
能な素子のアレイ１０４の位置を正確に補正することができる。一般に、物体テーブル１
０６の移動は、図１にはっきりは示さないが、長ストローク・モジュール（粗位置決め）
及び短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使って実現される。同様のシステムを
用いて個々に制御可能な素子のアレイ１０４を位置決めすることもできる。別の場合／そ
れに加えて投影ビーム１１０は可動であり得るが、物体テーブル１０６及び／又は個々に
制御可能な素子のアレイ１０４は所要の相対運動をもたらすように固定位置を有し得るこ
とが理解されよう。

この実施例の代替的構成では、基板テーブル１０６が固定で、基板１１４がこの基板テ
ーブル１０６の上を可動であり得る。これを行う場合、基板テーブル１０６に平坦な最上
面に多数の孔を設け、この孔にガスを送って基板１１４を支持することのできるガス・ク
ッションが得られる。これは、通常空気軸受装置と呼ばれる。ビーム１１０の経路に対し
て基板１１４を正確に位置決めすることができる１つ又は複数のアクチュエータ（図示せ
ず）を用いて、基板１１４が基板テーブル１０６の上で移動される。別の場合には、これ
らの孔を通るガスの通路を選択的に開放及び閉止することによって基板１１４は基板テー
ブル１０６の上で移動され得る。

本願明細書では本発明のリソグラフィ装置１００を基板上のレジストを露出するための
ものとして説明するが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、本装置１００を用
いてレジストレス・リソグラフィで使うためのパターン化されたビーム１１０を投影する
ことができることが理解されよう。

図示する装置１００は、４つの好適なモードで使用することができる。

１．ステップ・モード：個々に制御可能な素子のアレイ１０４上のパターン全体を目標
部分１２０上に１回で（即ち、単一の「フラッシュ」で）投影する。次に、基板テーブル
１０６をｘ及び／又はｙ方向に異なる位置へ移動して異なる目標部分１２０をパターン化
されたビーム１１０で照射されるようにする。

２．走査モード：与えられた目標部分１２０を単一の「フラッシュ」で露光しないこと
を除いて、ステップ・モードと実質的に同じである。代わりに、個々に制御可能な素子の
アレイ１０４が所与の方向（いわゆる「走査方向」、例えば、ｙ方向）に速度ｖで可動で
あるので、パターン化されたビーム１１０にこの個々に制御可能な素子のアレイ１０４の
上を走査させられる。同時に、基板テーブル１０６が同じ方向又は反対方向に速度Ｖ＝Ｍ
ｖで移動される。ここでＭは投影システム１０８の倍率である。このようにして、比較的
大きい目標部分１２０を解像度に関して妥協する必要なく露光することができる。

３．パルスモード：個々に制御可能な素子のアレイ１０４を実質的に静止状態に保ち、
パルス化された放射線システム１０２を用いてパターン全体を基板１１４の目標部分１２
０上に投影する。基板テーブル１０６を実質的に定速度で移動させてパターン化されたビ
ーム１１０に基板１０６を横切る線を走査させるようにする。個々に制御可能な素子のア
レイ１０４上のパターンが放射線システム１０２のパルス間で必要に応じて更新され、こ
のパルスは連続する目標部分１２０を基板１１４上の必要な場所で露光するように時間が
決められる。したがって、パターン化されたビーム１１０は、基板１１４のストリップに
対して完全なパターンを露光するために基板１１４を横断して走査することができる。基
板１１４全体を１行ずつ露光するまでこの工程が繰り返される。

４．連続走査モード：実質的に一定の放射線システム１０２を使い、個々に制御可能な
素子のアレイ１０４上のパターンをパターン化されたビーム１１０が基板１１４を横切っ
て走査し、かつそれを露光するときに更新する場合を除き、実質的にパルスモードと同じ
である。

上に説明した使用モードの組合せ及び／又は変形又は全く異なった使用モードも用いる
ことができる。

図２及び３は本発明の種々の実施例による各々基板上に放射線の光点を投影するように
配置されたレンズのアレイを組み入れたリソグラフィ投影装置の構成要素を示している。

ここで、図２を参照すると、図示の装置はコントラスト装置１を備えており、その裏面
は二次元アレイの要素２を支持している。アレイ内の各要素２は放射線の吸収器又は反射
器のいずれかとして働くように制御され得る。ビーム・スプリッタ３がコントラスト装置
１の下側に位置決めされている。照明源４が放射線ビーム５をビーム・スプリッタ３の方
へ導く。放射線ビーム５はコントラスト装置１の下面へ反射される。コントラスト装置１
の要素２の１つが、ビーム・スプリッタ３及びレンズ６、７、及び８によって定められた
投影光学を介してビーム５の成分を再反射している状態を示している。一番下のレンズ８
は実質的にテレセントリックなビームを生成する対物レンズであり、このビームはマイク
ロレンズ・アレイ９の方へ導かれる。マイクロレンズ・アレイ９は二次元アレイの小さな
レンズを備えており、その各々はそこに入射する光を基板１０の上面の上に集束させる。
したがって、ミラーとして働くコントラスト装置１内の要素２の各々について、マイクロ
レンズ・アレイ９内のレンズの個々のレンズ１つが照射され、個々の光点はマイクロレン
ズ・アレイ９内のそのレンズによって基板１０の上面の上に投影される。

図３を参照すると、これは図２に示した構成要素の代替図である。図３では、基板１０
がマイクロレンズ・アレイ９の下で基板テーブル１１の上に支持されているのが示されて
いる。投影光学は単純な矩形１２で示している。図２のコントラスト装置１の３つのコン
トラスト要素２は投影光学１２の上に示している。この実施例では、基板テーブル１１は
マイクロレンズ・アレイ９の下で矢印１３の方向に線形的に移動される。代替的配置では
、基板１０は静止したテーブル１１の上で線形的に移動されてよい。

図４及び５は本発明の種々の実施例によるレンズ・アレイによって投影された放射の光
点の配列を示している。

図４を参照すると、この図は図２のマイクロレンズ・アレイ９内の個々のレンズの配置
と図３の基板テーブル１１の移動の方向との関係を例示している。また、移動の方向は矢
印１３で図４に示されている。その方向はさらなる線１５の方に傾斜した線１４と平行で
あり、マイクロレンズ・アレイ９内のレンズの列に平行に延びている。各レンズは光点の
矩形のアレイの異なる１つの上に光を投影し、光点１つの参照番号１６で示している。こ
のレンズは方向１３に僅かに傾いた規則的な二次元アレイで配置されているので、図示の
ように基板１０の表面全体はコントラスト装置１の個々の要素２によって個々のレンズへ
運ばれる照射ビームを適切に制御することにより露光され得る。各レンズは基板１０の表
面上に実質的に実線を「書き込む」ことができ、基板移動の方向に対してレンズが配置さ
れていると仮定すると、その線は重なり合うように共に十分に近接する。

一実施例では、基板１０の選択された二次元領域を露光するために、基板１０はマイク
ロレンズ・アレイ９の下側に進められ、露光される領域が常に位置決めされる真下の個々
のレンズは、コントラスト装置１の関連する要素２を反射させることによって照射される
。

図４では、マイクロレンズ・アレイ９の個々のレンズによって書き込まれ得る実線が、
矢印１３で表した走査方向に対して垂直方向にかなりの範囲まで重なっている。一実施例
では、そのような重なり合いは必要ではなく、基板の表面領域全体は、走査方向対して垂
直方向に隣接する投影された光点が単に接触するが重なり合わないような配置を用いて露
光されてよい。所与の領域を露光するのに必要な光点の総数を最小にするこのような配置
は、大抵の場合、生産速度が個々の光点１６の強度が変えられ得る速度によって制限され
る場合に望ましい。

一実施例では、個々の光点は略円形であるが、正方形である画素を露光するのに用いら
れる場合、隣接する光点間のいくつかの重なり合いが必要になる。ここで図５を参照する
と、４つの光点１７、１８、１９、及び２０の配列は、光点の各々によって書き込まれ得
る実線がちょうど接触するが、重なり合わないように配置されている。光点１７〜２０は
間隔Ｐ及び直径ｄを有する。走査方向は４つの光点１７〜２０が位置している間の線で示
している。したがって、光点１７及び２０は走査方向に対して横断方向に延在するレンズ
の列内の隣接するレンズによって投影されるが、光点１７及び１８はマイクロレンズ・ア
レイ９のレンズのある行の隣接するレンズ８によって投影される。この行は小さな角度で
走査方向に傾斜している。光点１７及び２０は各光点の距離ｄの６倍に等しい距離だけ分
離されている。このため、基板１０を完全に露光するために、マイクロレンズ・アレイ９
の各行は７枚のレンズを有する。

図５は略図であり、実際の装置の大きさを表したものではないことを理解されたい。例
えば、マイクロレンズ・アレイ９は典型的には、約１５０μｍのレンズ間隔Ｐを有し、レ
ンズの各々は約１．２５μｍに等しい直径ｄの光点（例えば、光点１７）を投影するであ
ろう。この光点の直径ｄは典型的には、隣接するトラック間の重なり合いを制限するよう
に画素のトラック幅より大きいであろうが、説明のために、光点の直径ｄは画素のトラッ
ク幅に等しいものと仮定する。このような寸法が適用されると仮定すると、マイクロレン
ズ・アレイ９は走査方向に対して横断方向に延在する共通の列において隣接する光点間（
例えば、図５の光点１７と２０との間）の基板１０の全幅を確実に範囲にするように走査
方向に離間された１２０列のレンズを有する。

一実施例では、基板１０にて適した分解能（スポット・サイズ）を達成するために、適
した開口数が用いられる。例えば、これは約０．１５であってよい。マイクロレンズ・ア
レイ９（図３を参照）と基板１０との間隔が約５００μｍである場合、マイクロレンズ・
アレイ９内のレンズの間隔Ｐは少なくとも約１５０μｍになる。作動距離が例えば約１０
００μｍの場合、レンズの間隔Ｐはより大きく、例えば約３００μｍでなければならない
。間隔Ｐが１５０μｍであれば、光点の直径ｄが基板１０にて約１．２５μｍになる１２
０枚のレンズが必要になる。レンズのアレイは走査方向に約１８０００（１２０×１５０
）の寸法を有する。間隔Ｐが約３００μｍの場合、走査方向に対して横断方向に延在する
２４０列のレンズを用いて、各列の隣接するレンズ間の約３００μｍの空隙が完全に網羅
される。このため、レンズの列数はその間隔のように２倍になるので、マイクロレンズ・
アレイ９の走査方向の長さは４倍になって約７２０００μｍ（３００×２４０）になる。

マイクロレンズ・アレイ９内のすべてのレンズが走査方向に対して横断方向に延在する
１列に配置されている場合、基板１０の全長を露光するには、光点の列の走査方向寸法に
相当する非常に僅かな距離をその全長に加えた分だけ基板１０を移動する必要があろう。
基板１０の全幅を露光するのに必要なレンズの列数を考えると、最小の走査方向はマイク
ロレンズ・アレイ９の走査方向の寸法の関数である。

また、レンズの個々のアレイの「フットプリント」は比較的制限されるが（例えば、作
動距離が５００μｍ、間隔が１５０μｍ、及び光点の直径が１．２５μｍの場合、１８０
００μｍである）、レンズ及びレンズ・アレイ自身の上の他の構成要素、例えば図２の構
成要素６、７、及び８が存在すると仮定すると、実際、レンズ・アレイが一部を形成する
光学カラムのフットプリントはアレイ自身のフットプリントよりも大きくなる。

図６は基板が光学カラムのアレイの下を１回通過することで基板を露光する装置を概略
的に示しており、光学カラムの各々は本発明の一実施例による図２及び３に示したような
構成要素を備えている。この実施例は空間がさらに必要なことを示している。基板２２は
６本の光学カラム２５のアレイの下で矢印２３で示した方向に基板テーブル２１にわたっ
て移動される。各光学カラム２５はカラム２５のフットプリント全体を表す円形の周縁部
を有した状態で示しており、その周縁部内には、基板２２がカラム２５の下を進められる
ときの実際のカラム２５の光学的フットプリントに相当する陰付きの領域が存在する。説
明のために図６に示している光学カラム２５は６本だけであるが、実際、例えば、基板テ
ーブル２１にわたって配置された２５本の光学カラム２５が存在する場合があってよいこ
とを理解されたい。

図７は本発明の一実施例による図６に示した光学カラムの各々によって照射され得る基
板の種々の領域を概略的に示している。光学カラム２５の光学的フットプリントは６本の
光学カラム２５が共に基板２２の全幅を露光するように連続的になっている。破線は隣接
する光学カラム２５の光学的フットプリントの間の境界を表している。したがって、各光
学カラム２５は破線２８の個々の対の間に延在する個々のトラック２７を露光し、このト
ラック２７は基板２２の隣接する両端２９の実線で示した境界間の基板２２の全幅をカバ
ーする。

各トラック２７内では、基板２２の表面は、基板２２の走査中にその各々が露光されて
よいか又は露光されなくてよい一続きの画素から成り立っているとみなされ得る。

図８は本発明の一実施例による図６の装置を用いて基板の上に露光することが望まれ得
るパターンを概略的に示している。画素の列３０は陰付きの別の画素を有した状態で示さ
れている。画素の列３０の各々は光学カラム２５の１つの単一のレンズによって横断され
るトラックに相当する。例えば、画素３１は完全に露光され（「白」）、画素３２は放射
線を一切受けず（「黒」）、画素３３は完全に露光される（「白」）。個々に制御可能な
コントラスト要素２（図２及び３）がその状態を変えることのできる周波数は、基板２２
の上に投影されるパターン化されたビームが変えられ得る速度を決定する。これは基板２
２が光学カラム２５を越えて運ばれ得るときの速度の限界を設定する。基板２２が非常に
高速に移動している場合、コントラスト要素２は個々の画素に適した露光を届けるのに十
分なほど早く状態をスイッチングすることはできない。例えば、更新が５０ｋＨｚ（個々
のコントラスト要素２の状態が１秒毎にスイッチングされ得る回数）で画素寸法が約１．
２５μｍであると仮定すると、基板２２が移動され得る最高速度は約６２５００μｍ／秒
である。このことから各画素は基板２２が搬送される速度に比して非常に短い持続時間の
間露光されるので、各露光は基板２２が大きくは移動されない期間にわたって所与の画素
に運ばれると推定される。

別の実施例では、コントラスト装置１が約２５ｋＨｚのときに限り更新され得る場合、
個々のコントラスト装置は特定の画素トラック３０内の隣接する画素間のようにその状態
を十分に早く変えるほどには更新され得ないので、１つの光学エンジンは特定のトラック
３０内の交互の画素を露光できるだけである。したがって、基板２２の走査速度を約３１
２５０μｍ／秒にまで低減しなければならないか、又は交互になった配置を作らなければ
ならないかのいずれかである。

図９は各々本発明の一実施例の図６に示したタイプの光学カラム２５の２つのアレイの
位置を概略的に示している。この実施例では、光学カラム２５の２つのアレイ２４は各々
、図６に示した単一のアレイ２４と実質的に同一である。各アレイ２４は交互の画素の列
の露光に割り当てられるので、例えば図８では、一方のアレイは画素３１及び３３の露光
を担う一方、他方のアレイは画素３１及び３３に隣接する画素３２以外に画素３２及びそ
の２つの画素の露光を担うであろう。この実施例では、基板２２の全表面を露光するのに
必要な総走査範囲は、光学カラム・アレイ２４の１つの基板走査方向の長さによって増大
される。

作動距離が約５００μｍ及び間隔が約１５０μｍの一実施例では、走査方向のマイクロ
レンズ・アレイの寸法は約１８０００μｍになろう。この実施例では、マイクロレンズ・
アレイ９以外の光学構成要素を収容するには、図６及び９に示したように隣接する光学カ
ラム２５を走査方向にずらず必要がある。その結果、各光学カラム２５は走査方向の比較
的大きな距離、例えば、約１０００００μｍを占めることができる。したがって、図６に
示した配置及び走査方向の寸法が約２ｍの基板２２を用いれば、基板全体を露光するのに
必要な総走査範囲は約２．１ｍとなろう。図９に示した配置を用いれば、総走査範囲は２
．２ｍとなろう。したがって、付加的な各光学カラム・アレイ２４を用いれば、さらに０
．１ｍが走査範囲に加えられる。

この実施例では、基板テーブルの寸法及び装置の全体的なフットプリントが増大され得
る。寸法を大きくすれば、走査範囲にわたって安定した工程条件を維持するという点で、
コストは上昇し、困難さは増大する。いくつかの場合には、光学カラムのさらなるアレイ
を加えることだけでは、既存の装置を改良して走査範囲の増大に対応することは不可能か
もしれない。

図１０は本発明の一実施例の図９の装置を用いて基板３４全体を露光するための走査範
囲を概略的に示している。この実施例は光学エンジン３６、３７のさらなるアレイを加え
て必要な走査範囲を増大させる効果を示している。この実施例では、基板３４は矢印３５
で示した長さＬを有し、各々矢印３８及び３９で示した長さｌを有する光学カラム３６及
び３７の２つのアレイが設けられている。基板３４は図１０の上半分に示した位置から図
１０の下半分に示した位置まで移動されなければならない。したがって、総移動はＬ＋２
ｌになる。基板３４が光学カラムの単一のアレイ、例えばアレイ３６の下に移動するだけ
でよい場合、基板３４が移動されなければならない距離はＬ＋１となろう。このため、基
板３４が移動され得る速度を２倍にするには、走査範囲をＬ＋１からＬ＋２ｌに増大させ
る必要がある。したがって、光学カラムの数を２倍にしかつ基板３４の移動速度を２倍に
することによっては、処理量は２倍にならない。

図１１は光学カラム３６、３７の２つのグループを組み入れた本発明の一実施例を概略
的に示しており、光学カラム３６、３７のグループは走査方向に離間されている。光学カ
ラム３６及び３７のこの２つのアレイは基板３４を露光するために設けられており、光学
カラム３６及び３７の各々は、略矩形の２つの領域が連続している基板３４の略矩形の個
々の領域を露光する。

図１２は本発明の一実施例による基板全体を露光するために基板３４が移動しなければ
ならない総走査範囲を示している。また、矢印３５は基板３４の長さＬを示し、矢印３８
及び３９は光学カラム３６及び３７のアレイの走査方向の長さを示している。図１２の上
半分は走査開始時の基板３４を示しており、図１２の下半分は走査終了時の基板３４を示
している。基板３４の略矩形領域の各々を光学カラム３６、３７のアレイの一方の下に移
動するために、基板３４は矢印４０で示した距離だけ、即ち（Ｌ＋２ｌ）／２に等しい距
離だけ移動されることを理解されたい。したがって、図９の配置に比して、移動距離が半
分になるように、基板移動の速度は半分になる。

一実施例では、パターンを付与するコントラスト装置の更新速度が１２．５ｋＨｚ、画
素サイズが約１．２５μｍ、基板の走査方向の長さが約１ｍ、及び光学カラム・アレイの
走査方向の長さが約１０００００μｍであると仮定すると、基板が図９に示した構造を越
えて移動され得る最高速度は（１００００００＋１００００）／（１．２５×１２５００
）＝約７０．４秒となろう。図９に示したように光学カラムの第２の列を加えた場合、基
板を走査するのにかかる時間は（１００００００＋２０００００）／（２×１．２５×１
２５００）＝約３８．４秒となる。

３８．４秒で全体を走査するには、全露光工程にわたって定速度を取る基板の速度は０
．０３１２５ｍ／秒となる。

対照的に、図１１に示したように配置された光学カラム３６、３７の２つのアレイを用
いる場合、基板全体を露光するのにかかる時間は、約３８．４秒に等しい（５０００００
＋１０００００）／１．２５×１２５００となる。したがって、１回の走査にかかる時間
は図９の場合と全く同じである。しかし、基板速度が半分になるように、走査工程中の基
板３４の総移動は半分になる。

図１３は本発明の一実施例による並置された光学カラムの３つのグループを用いて基板
全体を露光するのに必要な走査範囲を概略的に示している。光学カラム４１、４２、及び
４３の３つのアレイは基板４４を露光するように配置されており、総走査範囲を寸法４５
で示している。

図１４は本発明の一実施例により光学カラムの３つのグループを用いて基板全体を露光
するのに必要な走査範囲を概略的に示しており、３つのグループは走査方向に離間されて
いる。

図１３では、光学カラム・アレイ４１は基板４４の長さに沿って３つ毎に画素を露光す
るが、図１４では、光学カラム４１は基板４４の左の第３番目を占める略矩形の領域の画
素の各々を露光する。したがって、図１４において走査継続時間を同じにするには、基板
走査速度及び基板移動は図３と比較して因数３で割られる。

図１２及び１４に示した実施例では、光学カラムの個々のアレイはＬ／Ｎに等しい間隔
で走査範囲の長さに沿って等しく離間されている。ここでＬは露光される基板の長さであ
りＮは光学カラムのグループの数である。しかし、光学カラムのアレイのグループを走査
方向に沿って配置させることが可能である。

図１５は本発明の一実施例により光学カラムの４つのグループを用いて基板全体を露光
するのに必要な走査範囲を概略的に示している。この実施例では、４つの光学カラム・ア
レイは、基板５０を走査することができるように相互に隣接して配置されている。図１５
の上半分は、その先端がちょうど光学カラム・アレイ４６に達するときの基板５０を示し
、下半分は基板５０の後端が光学カラム・アレイ４９の終端をちょうど出るときを示して
いる。

図１６は本発明の一実施例による走査方向に離間された２対で配置された光学カラムの
４つのグループが設けられた装置を用いて基板全体を露光するのに必要な走査範囲を概略
的に示している。図１６では図１５とは対照的に、光学カラム・アレイ４６、４７、４８
、及び４９は２対で配置されており、図１６の上半分は走査直前の基板５０を示し、図１
６の下半分は走査直後の基板５０を示している。

一方図１６では、矢印５１で示した走査範囲は基板５０の走査方向の長さ全体に光学カ
ラム・アレイの各々の走査方向の長さを４倍したものを加えたものに等しいが、図１６で
は矢印５２で示した走査範囲は図１５の走査範囲５１の長さの半分に等しい。また、所与
の処理量のためには、図１６に示した場合では走査範囲及び速度は、図１５に示した場合
に比して半分になる。

図１２、１４、及び１６は光学カラムの離間されたグループの各々が基板上の一続きの
連続する略矩形の領域の個々の１つを露光することを仮定しており、連続する領域は、図
４に示したレンズ・アレイなどの先端及び後端に対して平行に延びる直線によって定めら
れた相互の境界を有している。このような配置を用いて、略矩形領域の各々が走査方向の
矩形の長さに走査方向の光学カラム・グループの幅を加えたものに等しい距離だけ、光学
カラムに対して移動される。光学カラムの隣接するグループによって露光される隣接した
連続する領域間の境界が鋸波形状を有する代替的な方法が可能である。これは図４に概略
的に示しかつ図１７に関して以下にさらに記載するように光学カラム内のレンズの分布に
よって可能である。

図１７は本発明の一実施例による隣接する投影システムによって露光される基板の領域
間の鋸歯状の境界を示している。基板の一部分が図４に概略的に示したようなものである
が図４に示したものよりも多くのレンズを有するレンズのアレイの下を矢印５３の方向に
搬送されていると仮定すると、線５４はアレイの左上隅のレンズのトラックを示し、線５
５はアレイの右下隅のレンズのトラックを示している。線５６はアレイの左下レンズの走
査方向の位置を示し、線５７はアレイの右上レンズの走査方向の位置を示している。影付
きの領域５５は光学カラムの１つのグループによって露光される基板のある領域を示して
おり、影の付いていない領域５９は光学カラムの隣接するグループによって露光される基
板のある領域を示している。この２つの領域間の境界は鋸歯形状である。したがって、光
学カラムの隣接するグループによって露光される領域は走査方向に重なり合い、各領域は
主要な略矩形の領域及び鋸歯のエッジを有する端部部分を有し、この端部部分は投影シス
テムの各グループの走査方向の長さに等しい長さを有する。

図１８及び１９は本発明の実施例による図１７に示した境界を採用したものを示してい
る。これによって特定の処理量を達成するのに必要な所望の数の光学カラムのグループを
得ることができる。

図１８は図１１及び１２に相当し、光学カラムの２つのグループを用いて基板の略矩形
の個々の領域が露光される。図１８では、光学カラム・グループ６０を用いてグループ６
０の左側から延びる略矩形の影付きの領域６１が露光され、光学カラム・グループ６２を
用いてグループ６０の左側からグループ６２の左側に延びる略矩形の影付き領域６３が露
光される。

図１９は図１７に関して説明した例を示しており、走査方向に延在する基板のある区間
が光学カラム・グループ６０及び６２の両方によって露光される。光学カラム・グループ
６０を用いてグループ６０の下の基板領域６４の一部及びグループ６０の左側に延びる基
板領域６５が露光される。光学カラム・グループ６２を用いてグループ６０の下の基板領
域６４の一部及びグループ６０の右に延びる基板領域６６が露光される。

図１８に示した例では、いくつかの場合には、所与の処理量を達成するのに必要な光学
カラム・グループの数は、図１９に示した例で必要となる数を超えてよい。この差を以下
でさらに説明する。

例えば図１０に示した場合のように、光学カラムのグループが１つしかない場合、走査
方向に必要な光学カラムの数は次式で表すことができる。

ここで、
Ｎｏｃ＝光学カラムの数、
Ｌｓ＝走査方向の基板の長さ、
Ｌｏｃｇ＝走査方向の光学カラム・グループの長さ、
Ｌｐ＝走査方向に露光される各画素の長さ、
ｆ＝個々の画素がアドレス指定され得る最大周波数、
ＥＴ＝処理量、即ち基板全体を露光しなければならない時間である。
Ｌｏｃｇ＝Ｎｏｃ．Ｌｏｃ

Ｌｏｃは走査方向の１つの光学カラムの長さであり、故に次式が得られる。

Ｎｏｃは整数である。処理時間ＥＴが約２９秒、アドレス指定周波数が約１０ｋＨｚ、
基板長Ｌｓが約１ｍ、光学カラム長Ｌｏｃが約０．１ｍ、画素長Ｌｐが約１μｍであると
仮定すると、目標の処理量を達成するには約５．２６本の光学カラムが必要となり、実際
には６本の光学カラムが必要となる。

図１８に示したような光学カラムを３本の光学カラムの２つのグループに分ければ、Ｌ
ｓ＝０．５の各グループによって露光される基板長が得られよう。したがって、各グルー
プは約２．６３本（５．２６の半分）の光学カラム、即ち実際には３本の光学カラムが必
要となる。したがって、所与の処理量を得るには、合計で６本の光学カラムがさらに必要
となろう。

基板のある区間が光学カラムの２つのグループの両方によって露光される図１９に示し
た場合では、所与の処理量を達成するのに必要な光学カラムの数を決定する式は上記のも
のとは異なり、次式のようになる。

上式中、Ｎは光学エンジンのグループの数である。上式は次のように簡単に表すことが
できる。

光学エンジンの２つのグループが設けられる場合、
Ｎｏｃ＝４．１７となる。

したがって、各グループは約２．０９本の光学カラムを必要とし、これは図１８に示し
た配置に関し必要となる２．６３本よりも実質的に少ないが、実際にはグループ当たり３
本の光学カラムがさらに必要となろう。しかし、光学カラムが４つのグループで配置され
ている場合、上式は次のようになる：
Ｎｏｃ＝３．７７

したがって、４本の光学カラムが走査方向に等しく離間されて隣接する光学カラムが基
板の重なり合う領域を露光すると仮定すると、光学カラムがすべて１つのグループで配置
されている場合は、６本の光学カラムを必要とする処理量が達成され得るか、又は光学カ
ラムが等しく離間されているが、基板の重なり合う領域を露光しない場合、６本の光学カ
ラムを必要とする処理量が達成され得る。所与の処理量を達成するのに必要な光学カラム
の数を少なくする能力は、上記のように達成される走査距離の低減への大きい付加的な結
果となる。

図１８に示したような配置では、光学カラムのグループはＬ／Ｎに等しい間隔で離間さ
れ得ることを理解されたい。ここでＬは露光される基板の長さであり、Ｎは光学カラム・
グループの数である。対照的に、図１９に示したような配置では、光学カラムのグループ
は（Ｌ＋１）／Ｎの間隔で離間される。

むすび
本発明の種々の実施例を上に記載してきたが、それは単なる例示であり、限定ではない
ことを理解されたい。当業者であれば、形式及び詳細の種々の変更が本発明の精神及び範
囲から逸脱することなくなされてよいことは明白であろう。したがって、本発明の広さ及
び範囲は上記の例示的実施例のいずれによっても制限されるべきではないが、添付の特許
請求の範囲及びその同等物によってのみ定められるべきである。詳細な説明の項は、本願
明細書のサマリー及びアブストラクトの項ではなく添付の特許請求の範囲を解釈する場合
に限り用いられることを理解されたい。

１ コントラスト装置
３ ビーム・スプリッタ
４ 照明源
６、７、８ レンズ
９ マイクロレンズ・アレイ
１７、１８、１９、２０ 光点
２２、５０、１１４ 基板
２５、４１ 光学カラム
２７ トラック
３０ 画素の列
３６、３７ 光学エンジン
１００ リソグラフィ投影装置
１０２ 放射線システム
１０４ 個々に制御可能な素子のアレイ
１０６ 物体テーブル
１０８ 投影システム
１１０ 投影ビーム
１１２ 放射線源
１１６ 位置決め装置
１１８ スプリッタ
１１８ ビーム・スプリッタ
１２２ 放射線のビーム
１２４ 照明システム
１２８ 調整装置
１３６ ベース・プレート
１３８ 干渉ビーム
Ｃ１２０ 目標部分

Claims (22)

1. リソグラフィ装置であって、
   複数の放射線ビームを供給する照明システムと、
   前記複数の放射線ビームをパターン化する個々に制御可能な素子のアレイと、
   前記パターン化されたビームの個々の１つを基板の上に投影する複数の投影システムで
   あり、レンズのアレイ内の各レンズが前記個々のパターン化されたビームの一部を前記基
   板上の個々の目標領域に導くように配置された各々レンズのアレイを備えた投影システム
   と、
   前記個々のパターン化されたビームが所定の走査方向に前記基板にわたって走査される
   ように、前記基板と前記投影システムとの間に相対的移動を生じさせる移動システムとを
   備え、
   種々の投影システム・グループのレンズのアレイ内のレンズが前記パターン化されたビ
   ームの種々のパターン化されたビームの一部を走査方向に整列された前記基板の個々の目
   標領域の異なる１つへ導くように、前記投影システムは投影システムのグループとして配
   置され、
   前記基板及び前記投影システムが相互に対して移動されるときに、前記投影システム・
   グループの各々が前記基板の個々の領域にわたって前記パターン化されたビームの個々の
   １つを走査するように、前記投影システム・グループは走査方向に離間して配置され、か
   つ
   走査方向に相互に隣接する前記投影システム・グループの個々の投影システム・グルー
   プからの前記パターン化されたビームの個々のパターン化されたビームによって走査され
   る前記個々の領域は連続しているリソグラフィ装置。
2. 前記連続する領域の各々は略矩形である請求項１に記載の装置。
3. Ｎ個の前記投影システムのグループがＬ／Ｎの間隔の走査方向に分配され、Ｌは露光さ
   れる基板の長さである請求項２に記載の装置。
4. ２つの投影システムのグループを備え、
   前記２つのグループの各々は前記投影システムのアレイを含み、前記投影システムのア
   レイの各々は走査方向の基板の長さの半分を操作し、
   前記２つのグループ間の間隔は露光される基板の長さの半分である請求項１に記載の装
   置。
5. 前記２つのグループの各々は前記投影システムのアレイを備え、前記２つのアレイの各
   々は前記基板の幅にわたって延在する前記基板の個々の目標領域を露光する請求項４に記
   載の装置。
6. ３つの前記投影システムのグループを備え、該グループの各々は走査方向の基板の長さ
   の１／３を露光する前記投影システムのアレイを含み、かつ前記グループの各々の間の間
   隔は露光される基板の長さの１／３である請求項１に記載の装置。
7. 前記連続する領域の各々は略矩形の主要部分及び該主要部分から走査方向に延在する少
   なくとも１つの端部を有し、前記連続する領域の前記少なくとも１つの端部は、前記少な
   くとも１つの端部が前記連続する領域の鋸歯形状に重なり合っている鋸歯形状を有する請
   求項１に記載の装置。
8. 前記少なくとも１つの端部の各々は、前記投影システムのグループの各々の走査方向の
   長さに等しい走査方向の長さを有する請求項７に記載の装置。
9. （Ｌ＋ｌ）／Ｎの間隔で走査方向に分配された前記投影システムのＮ個のグループを備
   え、Ｌは基板の長さであり、ｌは前記投影システムのグループの各々の走査方向の長さで
   ある請求項８に記載の装置。
10. 前記移動システムは前記基板の移動を生じさせ、かつ前記投影システムは静止している
    請求項１に記載の装置。
11. 前記レンズのアレイの各々は、前記基板の表面上のトラックを露光する前記パターン化
    されたビームの光点を投影し、かつ前記レンズのアレイの１つによって露光されたトラッ
    クは連続している請求項１に記載の装置。
12. デバイス製造方法であって、
    個々に制御可能な素子のアレイを用いて複数のビームの各々をパターン化する工程と、
    前記パターン化されたビームを基板の上に投影する工程と、
    前記パターン化されたビームが所定の走査方向で前記基板にわたって走査されるように
    、前記パターン化されたビームに対して前記基板を移動する工程と、
    レンズのアレイ内の各レンズが個々のパターン化されたビームの個々の一部を前記基板
    上の個々の目標領域に導くように配置されたレンズのアレイを用いて、前記基板の方に前
    記パターン化されたビームを導く工程と、
    前記投影システム・グループの種々の投影システム・グループのレンズのアレイ内のレ
    ンズの各々が前記パターン化されたビームの種々のパターン化されたビームの一部を走査
    方向に整列された前記基板の種々の領域へ導くように、前記投影システムをグループで配
    置する工程と、
    前記基板及び前記投影システムが相互に対して移動されるときに前記前記投影システム
    ・グループの各々が前記基板の前記領域にわたって前記パターン化されたビームを走査す
    るように、前記投影システム・グループを走査方向に離間させる工程とを含み、走査方向
    に相互に隣接する前記投影システムからの前記パターン化されたビームによって走査され
    る前記個々の領域は連続しているデバイス製造方法。
13. 前記連続する領域を実質的に矩形にする工程をさらに含む請求項１２に記載の方法。
14. Ｎ個の前記投影システムのグループをＬ／Ｎの間隔で走査方向に分配する工程をさらに
    含み、Ｌは前記基板の長さである請求項１３に記載の方法。
15. 前記投影システムのグループの２つを前記基板の長さの半分の間隔で走査方向に離間す
    る工程と、
    前記基板の１／２が前記投影システムのグループの１つの全幅にわたって移動されるよ
    うに、かつ前記基板の前記１／２が他方の投影システム・グループの全幅にわたって移動
    されるように、前記投影システム・グループに対して前記基板を移動させる工程とをさら
    に含む請求項１２に記載の方法。
16. 前記グループの各々の投影システムの２つのアレイを用いる工程をさらに含み、前記グ
    ループの各々の投影システムの２つのアレイは前記基板の個々の半分を露光し、かつ前記
    投影システムの２つのアレイの各々は前記基板の個々の部分の走査方向の交互になった画
    素領域を露光する請求項１５に記載の方法。
17. 前記投影システムのグループの３つを前記基板の長さの１／３の間隔で走査方向に離間
    する工程、及び前記基板の個々の１／３が各グループの全幅にわたって移動されるように
    、前記グループに対して前記基板を移動させる工程をさらに含む請求項１２に記載の方法
    。
18. 前記連続する領域の各々は略矩形の主要部分及び該主要部分から走査方向に延在する少
    なくとも１つの端部を有し、前記連続する領域の前記少なくとも１つの端部は、前記少な
    くとも１つの端部が前記連続する領域の鋸歯形状に重なり合っている鋸歯形状を有する請
    求項１２に記載の方法。
19. 前記少なくとも１つの端部の各々は、前記投影システムのグループの各々の走査方向の
    長さに等しい走査方向の長さを有する請求項１８に記載の方法。
20. （Ｌ＋ｌ）／Ｎの間隔で走査方向に前記投影システムのＮ個のグループを分配する工程
    をさらに含み、Ｌは基板の長さであり、ｌは前記投影システムのグループの各々の走査方
    向の長さである請求項１９に記載の方法。
21. 前記基板を移動する工程と、前記投影システムを静止させる工程とをさらに含む請求項
    １２に記載の方法。
22. 前記レンズのアレイの各々を用いて前記パターン化されたビームの光点を投影して、前
    記基板の表面上の連続するトラックの個々のトラックを露光する工程をさらに含む請求項
    １２に記載の方法。

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