JP4430040B2 - 基板にパターンを形成するためのリソグラフィ方法およびリソグラフィ装置 - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ・システムおよびデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板または基板の一部に所望のパターンを付与するマシンである。リソグラフィ装置は、例えばフラット・パネル・ディスプレイ、集積回路（ＩＣ）、および精密な構造を含む他のデバイスの製造に使用することができる。従来の装置では、フラット・パネル・ディスプレイ（または他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルと呼ばれるパターン形成デバイスを使用することができる。このパターンは、基板の上に提供された放射線感光材料（例えばレジスト）の層に結像することによって、基板（例えばガラス・プレート）の全体または一部に転写することができる。

回路パターンではなく、例えばカラー・フィルタ・パターンまたはドットのマトリックスといった他のパターンを生成するためにパターン形成デバイスを使用することもできる。パターン形成デバイスは、マスクではなく、個別に制御可能な要素のアレイを有するパターン形成アレイを有することもできる。そのようなシステムでは、マスクベースのシステムと比較してパターンをより迅速且つ低コストで変更することができる。

フラット・パネル・ディスプレイ基板は典型的には長方形状である。このタイプの基板を露光するように設計されたリソグラフィ装置は、長方形基板の全幅に及ぶ露光領域、または幅の一部（例えば幅の半分）に及ぶ露光領域を提供することができる。基板を露光領域の下で走査することができ、それと同時にマスクまたはレチクルが投影ビームによって同期して走査される。このようにしてパターンが基板に転写される。露光領域が基板の全幅に及ぶ場合、露光はただ１回の走査によって完了することができる。露光領域が例えば基板の幅の半分に及ぶ場合、基板は、第１の走査の後に横方向に移動されることがあり、典型的には、基板の残りの部分を露光するためにさらなる走査が行われる。

第１および第２の像を用いてより解像度の低い複数のパターンを介在的に露光することによって光学露光システムの解像度を改善する二重露光技法を使用することができ、これは、光学システムの解像能力を実質上２倍にすることができる。非常に高い解像度のパターンが、２つのより低い解像度のパターン（例えば第１および第２の像）に逆畳み込み（ｄｅｃｏｎｖｏｌｖｅ）され、これを基板上に介在的に露光することができる。

二重露光を行うための１つの方法は、第１の像を露光し、ウェハを露光ツールから取り外し、ウェハを現像して処理し、ウェハをレジストで再被覆し、ウェハを露光ツールに再び装着し、ウェハを第２の像で露光するというものである。

二重露光を行うための別の方法は、レジスト層の上でコントラスト向上層を使用するものである。このコントラスト向上層は、パターン形成される像の解像度を高め、第２の像が配置される領域内のレジストを第１の像が露光するのを防止する。コントラスト向上層は、露光の合間に除去され、再形成される。露光システムを通して２回のパスが、パスの間の基板位置合わせと共に行われる。したがって、コントラスト向上層の除去および再塗布が、大幅にスループットを低下させることがあり、また第１および第２の像によって形成されるパターン間の位置合わせ不良を引き起こす場合がある。

したがって、多重露光プロセスにおいて露光間に除去して再塗布する必要がないコントラスト向上層を提供するシステムおよび方法が求められている。

本発明の一実施例では、以下に記述するステップを含む、リセット可能または復元可能なコントラスト向上層を利用するデバイス製造方法が提供される。放射線感光層が基板の上に形成される。リセット可能または復元可能なコントラスト向上層が、放射線感光層の上に形成される。リセット可能または復元可能なコントラスト向上層が、第１のパターンで漂白（すなわちブリーチ）される。リセット可能または復元可能なコントラスト向上層に形成された第１のパターンが、放射線感光層に伝送するのを許可される。リセット可能なコントラスト向上層がリセットされて、または復元可能な（すなわち可逆性の）コントラスト向上層が復元（すなわち逆変換）されて、リセット可能または復元可能なコントラスト向上層を漂白解除する。リセット可能または復元可能なコントラスト向上層が、第２のパターンで漂白される。リセット可能または復元可能なコントラスト向上層に形成された第２のパターンが、放射線感光層に伝送するのを許可される。

本発明のさらなる実施例、特徴、および利点、ならびに本発明の様々な実施例の構造および動作を、添付図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

本明細書に組み込まれて本明細書の一部を成す添付図面は、本発明の１つまたは複数の実施例を例示し、さらに本説明と共に、本発明の原理を説明して、本発明を当業者が作製して使用できるようにするのに役立つ。

次に、添付図面を参照しながら本発明を説明する。図面中、同様の参照符号は、同一または機能的に同様の要素を示している場合がある。さらに、参照番号の左端の数は、その参照番号が最初に現れる図面を識別している場合がある。

特定の構成および配置について論じるが、それが例示の目的でのみ行われることを理解すべきである。本発明の精神および範囲から逸脱することなく他の構成および配置を使用することができることを当業者は理解するであろう。また、本発明を様々な他の用途で採用することもできることが当業者には明らかであろう。

図１に、本発明の一実施例のリソグラフィ装置を図式的に示す。この装置は、照明システムＩＬと、パターン形成デバイスＰＤと、基板テーブルＷＴと、投影システムＰＳとを有する。照明システム（照明器）ＩＬは、放射線ビームＢ（例えばＵＶ放射線）を調整するように構成されている。

パターン形成デバイスＰＤ（例えば、レチクルもしくはマスク、または個別に制御可能な要素のアレイ）がビームを変調する。一般に、個別に制御可能な要素のアレイの位置は、投影システムＰＳに対して固定される。しかし、そうではなく、いくつかのパラメータに従って個別に制御可能な要素のアレイを正確に位置決めするように構成された位置決め装置にアレイを接続することもできる。

基板テーブルＷＴは、基板（例えばレジスト被覆基板）Ｗを支持するように構築されており、またいくつかのパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された位置決め装置ＰＷに接続されている。

投影システム（例えば屈折投影レンズ・システム）ＰＳは、個別に制御可能な要素のアレイによって変調された放射線のビームを基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを有する）目標部分Ｃに投影するように構成される。

照明システムは、放射線を方向付け、成形し、または制御するために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、もしくは他のタイプの光学構成要素、またはそれらの任意の組合せなど様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。

本発明で使用する用語「パターン形成デバイス」または「コントラスト・デバイス」は、基板の目標部分にパターンを作成する目的で、放射線ビームの断面を変調するために使用することができる任意のデバイスを表すものとして広く解釈すべきである。デバイスは、静的なパターン形成デバイス（例えばマスクまたはレチクル）であってもよく、動的なパターン形成デバイス（例えばプログラム可能要素のアレイ）であってもよい。簡潔にするため、ほとんどの説明は動的なパターン形成デバイスに関するものとするが、本発明の範囲から逸脱することなく静的なパターン・デバイスを使用することもできることを理解されたい。

例えばパターンが位相シフト・フィーチャまたはいわゆる補助フィーチャを含む場合、放射線ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分での所望のパターンに正確には対応していない場合があることに留意すべきである。同様に、基板上に最終的に生成されるパターンは、個別に制御可能な要素のアレイ上に任意の一時点に形成されているパターンに対応していない場合がある。これは、基板の各部分に形成される最終的なパターンが所与の時間または所与の回数の露光を経て構築され、その間に個別に制御可能な要素のアレイ上のパターンおよび／または基板の相対位置が変化する構成において当てはまる場合がある。

一般に、基板の目標部分に作成されるパターンは、集積回路またはフラット・パネル・ディスプレイなど目標部分に作成されるデバイス内の特定の機能層（例えばフラット・パネル・ディスプレイ内のカラー・フィルタ層、またはフラット・パネル・ディスプレイ内の薄膜トランジスタ層）に対応する。そのようなパターン形成デバイスの例としては、例えばレチクル、プログラム可能ミラー・アレイ、レーザ・ダイオード・アレイ、発光ダイオード・アレイ、グレーティング・ライト・バルブ、およびＬＣＤアレイが挙げられる。

複数のプログラム可能要素を有するパターン形成デバイス（例えば上述のレチクル以外の全てのデバイス）などの、電子手段（例えばコンピュータ）を用いてそのパターンをプログラム可能であるパターン形成デバイスを、本明細書では総称して「コントラスト・デバイス」と呼ぶ。一実施例では、パターン形成デバイスは、少なくとも１０個のプログラム可能要素、例えば少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも１０００００個、少なくとも１００００００個、または少なくとも１０００００００個のプログラム可能要素を有する。

プログラム可能ミラー・アレイは、粘弾性制御層および反射面を有するマトリックス・アドレス指定可能表面を有することができる。そのような装置の基本原理は、例えば反射面のアドレス指定された領域が入射光を回折光として反射し、アドレス指定されていない領域が入射光を非回折光として反射するというものである。適切な空間フィルタを使用して、非回折光を反射ビームからフィルタ除去することができ、回折光のみを残して基板に到達させることができる。このようにして、ビームは、マトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従ってパターンが形成される。

代替方法として、フィルタが回折光をフィルタ除去し、非回折光を残して基板に到達させることもできることを理解されたい。

これに対応する様式で、回折光学ＭＥＭＳデバイス（マイクロ電子機械システム・デバイス）のアレイを使用することもできる。一実施例では、回折光学ＭＥＭＳデバイスは複数の反射リボンから構成され、これらのリボンは、互いに対して変形して、入射光を回折光として反射する格子を形成することができる。

プログラム可能ミラー・アレイのさらなる代替実施例は、小さなミラーのマトリックス配列を採用し、これら小さなミラーはそれぞれ、適切な局部電界を印加することによって、または圧電作動手段を採用することによって、軸線の周りで個別に傾斜させることができる。ここでもやはり、ミラーはマトリックス・アドレス指定可能であり、したがって、アドレス指定されたミラーが、アドレス指定されていないミラーとは異なる方向に入射放射線ビームを反射する。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形成されることができる。所要のマトリックス・アドレス指定は、適切な電子的手段を使用して行うことができる。

別の例示的なＰＤは、プログラム可能ＬＣＤアレイである。

リソグラフィ装置は、１つまたは複数のコントラスト・デバイスを有することができる。例えば、それぞれが互いに別個に制御される複数の個別に制御可能な要素のアレイを有することができる。そのような構成では、個別に制御可能な要素のアレイのいくつかまたは全てが、共通の照明システム（または照明システムの一部）、個別に制御可能な要素のアレイのための共通の支持構造、および／または共通の投影システム（または投影システムの一部）の少なくとも１つを有することができる。

図１に示される実施例のような一実施例では、基板Ｗは実質的に円形状を有し、任意選択で、その周縁の一部に沿って切欠きおよび／または平坦縁部を有する。一実施例では、基板は多角形状、例えば長方形である。

基板が実質的に円形状である実施例は、基板が少なくとも２５ｍｍ、例えば少なくとも５０ｍｍ、少なくとも７５ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２５ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも１７５ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも２５０ｍｍ、または少なくとも３００ｍｍの直径を有する実施例を含む。一実施例では、基板は、最大で５００ｍｍ、最大で４００ｍｍ、最大で３５０ｍｍ、最大で３００ｍｍ、最大で２５０ｍｍ、最大で２００ｍｍ、最大で１５０ｍｍ、最大で１００ｍｍ、または最大で７５ｍｍの直径を有する。

基板が多角形状、例えば長方形状である実施例は、基板の少なくとも１辺、例えば少なくとも２辺、または少なくとも３辺が、少なくとも５ｃｍ、例えば少なくとも２５ｃｍ、少なくとも５０ｃｍ、少なくとも１００ｃｍ、少なくとも１５０ｃｍ、少なくとも２００ｃｍ、または少なくとも２５０ｃｍの長さを有する実施例を含む。

一実施例では、基板の少なくとも１辺が、最大で１０００ｃｍ、例えば最大で７５０ｃｍ、最大で５００ｃｍ、最大で３５０ｃｍ、最大で２５０ｃｍ、最大で１５０ｃｍ、または最大で７５ｃｍの長さを有する。

一実施例では、基板Ｗはウェハ、例えば半導体ウェハである。一実施例では、ウェハ材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、およびＩｎＡｓからなる群から選択される。ウェハは、ＩＩＩ／Ｖ化合物半導体ウェハ、シリコン・ウェハ、セラミック基板、ガラス基板、またはプラスチック基板であってよい。基板は、（肉眼で見て）透明、着色、または無色であってよい。

基板の厚さは様々であってよく、ある程度は、例えば基板材料および／または基板寸法に依存する場合がある。一実施例では、厚さは、少なくとも５０μｍ、例えば少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、または少なくとも６００μｍである。基板の厚さは、最大で５０００μｍ、例えば最大で３５００μｍ、最大で２５００μｍ、最大で１７５０μｍ、最大で１２５０μｍ、最大で１０００μｍ、最大で８００μｍ、最大で６００μｍ、最大で５００μｍ、最大で４００μｍ、または最大で３００μｍにすることができる。

本明細書で言及する基板は、露光前または後に、例えばトラック（典型的には、レジストの層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、計測ツール、および／または検査ツールで処理することができる。一実施例では、レジスト層が基板の上に提供される。

本明細書で使用する用語「投影システム」は、使用する露光放射線、または浸液の使用や真空の使用など他の因子に適するように、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁気、および静電気光学システム、またはそれらの任意の組合せを含めた任意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すべきである。本明細書における用語「投影レンズ」の使用は、より一般的な用語「投影システム」と同義とみなすことができる。

投影システムは、パターンがコヒーレントに基板上に形成されるように、個別に制御可能な要素のアレイにパターンを結像することができる。別法として、投影システムは、二次放射線源を結像することができ、その際、個別に制御可能な要素のアレイの各要素はシャッターとして働く。この点で、投影システムは、例えば二次放射線源を形成するため、および基板上にスポットを結像するために、マイクロ・レンズ・アレイ（ＭＬＡとして知られている）またはフレネル・レンズ・アレイなど合焦要素（集光要素）のアレイを有することができる。一実施例では、合焦要素のアレイ（例えばＭＬＡ）は、少なくとも１０個の合焦要素、例えば少なくとも１００個の合焦要素、少なくとも１０００個の合焦要素、少なくとも１００００個の合焦要素、少なくとも１０００００個の合焦要素、または少なくとも１００００００個の合焦要素を有する。一実施例では、パターン形成デバイス内の個別に制御可能な要素の数は、合焦要素のアレイ内の合焦要素の数と等しく、またはそれよりも多い。一実施例では、合焦要素のアレイ内の合焦要素の１つまたは複数（例えば１０００個以上、大多数、またはほぼ全て）を、個別に制御可能な要素のアレイ内の個別に制御可能な要素の１つまたは複数に、例えば、個別に制御可能な要素のアレイ内の個別に制御可能な要素の２個以上、例えば３個以上、５個以上、１０個以上、２０個以上、２５個以上、３５個以上、または５０個以上に光学的に関連付けることができる。一実施例では、ＭＬＡは、少なくとも基板に近づく方向および基板から遠ざかる方向で（例えば１つまたは複数のアクチュエータの使用によって）移動可能である。基板に近づくように、および基板から遠ざかるようにＭＬＡを移動させることができることにより、例えば、基板を移動させる必要なく焦点の調節をできるようになる。

本明細書では図１および図２に示されるように、装置は反射型（例えば反射性の個別に制御可能な要素のアレイを採用する）である。別法として、装置を透過型（例えば透過性の個別に制御可能な要素のアレイを採用する）にすることもできる。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）以上の基板テーブルを有するタイプのものにすることができる。そのような「マルチ・ステージ」のマシンでは、追加のテーブルを並行して使用することができ、あるいは１つまたは複数のテーブルで準備ステップを実施しながら１つまたは複数の他のテーブルを露光用に使用することができる。

またリソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高い屈折率を有する「浸液」（例えば水）によって基板の少なくとも一部分を覆うことができるタイプのものにすることもできる。浸液は、リソグラフィ装置内の他の空間、例えばパターン形成デバイスと投影システムとの間に適用することもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を高めるための技術分野でよく知られている。本明細書で使用する用語「液浸」は、基板などの構造を液体中に浸漬しなければならないことを意味するのではなく、露光中に投影システムと基板との間に液体が存在することを単に意味する。

再び図１を参照すると、照明器ＩＬが、放射線源ＳＯから放射線ビームを受け取る。一実施例では、放射線源は、少なくとも５ｎｍ、例えば少なくとも１０ｎｍ、少なくとも１１〜１３ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも２７５ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３２５ｎｍ、少なくとも３５０ｎｍ、または少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射線を提供する。一実施例では、放射線源ＳＯによって提供される放射線は、最大で４５０ｎｍ、例えば最大で４２５ｎｍ、最大で３７５ｎｍ、最大で３６０ｎｍ、最大で３２５ｎｍ、最大で２７５ｎｍ、最大で２５０ｎｍ、最大で２２５ｎｍ、最大で２００ｎｍ、または最大で１７５ｎｍの波長を有する。一実施例では、放射線は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、および／または１２６ｎｍを含む波長を有する。一実施例では、放射線は、約３６５ｎｍまたは約３５５ｎｍの波長を含む。一実施例では、放射線は、例えば３６５、４０５、および４３６ｎｍを包含する広帯域の波長を含む。３５５ｎｍレーザ源を使用することができる。例えば放射線源がエキシマ・レーザであるとき、放射線源とリソグラフィ装置とを別個のものにすることができる。そのような場合、放射線源は、リソグラフィ装置の一部を成すものとはみなされず、放射線ビームは、例えば適切な方向付けミラーおよび／またはビーム拡大器を有するビーム送達システムＢＤによって放射線源ＳＯから照明器ＩＬに引き渡される。他の場合、例えば放射線源が水銀ランプであるときには、放射線源をリソグラフィ装置の一部にすることができる。放射線源ＳＯと照明器ＩＬを、必要な場合にはビーム送達システムＢＤと共に、放射線システムと呼ぶこともできる。

照明器ＩＬは、放射線ビームの角度強度分布を調節するための調節器ＡＤを有することができる。一般に、照明器のひとみ平面での強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般に、それぞれσアウターおよびσインナーと呼ばれる）を調節することができる。さらに、照明器ＩＬは、積分器ＩＮおよび集光器ＣＯなど様々な他の構成要素を有することができる。照明器を使用して、断面に所望の一様性および強度分布を有するように放射線ビームを調整することができる。また、照明器ＩＬ、またはそれに関連付けられる追加の構成要素は、放射線ビームを複数のサブビームに分割するように構成することもでき、サブビームは、例えば、個別に制御可能な要素のアレイの１つまたは複数の個別に制御可能な要素にそれぞれ関連付けることができる。例えば、２次元回折格子を使用して放射線ビームをサブビームに分割することができる。本説明では、用語「放射線のビーム」および「放射線ビーム」は、ビームが複数のそのような放射線のサブビームから構成される状況を包含し、しかしそれらに限定されない。

放射線ビームＢは、パターン形成デバイスＰＤ（例えば個別に制御可能な要素のアレイ）に入射し、このパターン形成デバイスによって変調される。パターン形成デバイスＰＤによって反射された後、放射線ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳが、ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに収束させる。位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス、リニア・エンコーダ、容量センサなど）を用いて、例えば放射線ビームＢの経路内に様々な目標部分Ｃを位置決めするように基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。使用できる場合には、個別に制御可能な要素のアレイ用の位置決め手段を使用して、例えば走査中に、ビームＢの経路に対するパターン形成デバイスＰＤの位置を正確に修正することができる。

一実施例では、基板テーブルＷＴの移動は、図１には明示されていない長行程モジュール（粗い位置決め用）および短行程モジュール（精密な位置決め用）を用いて実現される。別の実施例では、短行程ステージが存在しない場合がある。個別に制御可能な要素のアレイを位置決めするために同様のシステムを使用することもできる。別法として／追加として、ビームＢを移動可能にし、オブジェクト・テーブルおよび／または個別に制御可能な要素のアレイが固定位置を有するようにして、所要の相対移動を提供することもできることを理解されたい。そのような構成は、装置のサイズを制限する助けとなる場合がある。例えばフラット・パネル・ディスプレイの製造で適用可能な場合があるさらなる代替形態として、基板テーブルＷＴおよび投影システムＰＳの位置を固定し、基板Ｗが基板テーブルＷＴに対して移動されるように構成することもできる。例えば、基板テーブルＷＴを横切って実質的に一定の速度で基板Ｗを走査するためのシステムを基板テーブルＷＴに設けることができる。

図１に示されるように、放射線のビームＢはビーム・スプリッタＢＳによってパターン形成デバイスＰＤに向けることができ、ビーム・スプリッタＢＳは、放射線が初めにビーム・スプリッタによって反射されてからパターン形成デバイスＰＤに向けられるように構成される。ビーム・スプリッタを使用せずに放射線のビームＢをパターン形成デバイスに向けることもできることを理解すべきである。一実施例では、放射線のビームは、０°から９０°の間、例えば５°から８５°の間、１５°から７５°の間、２５°から６５°の間、または３５°から５５°の間の角度でパターン形成デバイスに向けられる（図１に示される実施例は、９０°の角度である）。パターン形成デバイスＰＤは、放射線のビームＢを変調し、そのビームを反射してビーム・スプリッタＢＳに戻し、ビーム・スプリッタＢＳが、変調されたビームを投影システムＰＳに送達する。しかし、放射線のビームＢをパターン形成デバイスＰＤに、続いて投影システムＰＳに向けるために代替の構成を使用することもできることを理解されたい。特に、透過パターン形成デバイスが使用される場合には、図１に示されるような構成が必要ないことがある。

図１４に、本発明の一実施例による多重露光マスクベース・リソグラフィ・システム１４００を示す。システム１４００は、範囲１４０４に沿って走査することが可能な走査ステージ１４０２を含む。走査ステージ１４０２は、二重レチクル１４０６ａおよび１４０６ｂを支持するために使用することができる。また、システム１４００は、第１および第２の光学構成要素１４０８ａおよび１４０８ｂと、第１および第２の光学素子１４１０ａおよび１４１０ｂと、プリズム１４１２とを含む。

一実施例では、光学構成要素１４０８ａおよび１４０８ｂは、合焦、位置合わせ、およびオフセット調節を提供することができる。例えば、光学構成要素１４０８ａおよび１４０８ｂは、フォールド・ミラーにすることができる。

一実施例では、第１および第２の光学素子１４１０ａおよび１４１０ｂは、それぞれの光学構成要素１４０８ａおよび１４０８ｂをプリズム１４１２に光学的に結合することができる。別法として、または追加として、光学素子１４１０ａおよび１４１０ｂは、光学リレーまたはひとみフィルタとして具現化することができる。後者の実施例によれば、第１および第２の光学素子１４１０ａおよび１４１０ｂを、ビーム１４３０ａおよび１４３０ｂを調整するための収縮性アパーチャにすることができる。例えば、第１および第２の光学素子１４１０ａおよび１４１０ｂが、ビーム１４３０ａおよび１４３０ｂの焦点および／または強度を変えることができる。また、第１および第２の光学素子１４１０ａおよび１４１０ｂは、ビーム１４３０ａおよび１４３０ｂの各チャネルを別個に調整するために使用することができる。追加として、または別法として、ひとみフィルタと光学リレーとの両方を光学素子１４１０ａおよび１４１０ｂ内部で使用することができる。

一実施例では、プリズム１４１２は、ビーム１４１６ａおよび１４１６ｂによって示されるように入射ビーム１４１４ａおよび１４１４ｂを投影システムＰＳと位置合わせするように成形されたミラーにすることができる。追加として、または別法として、プリズム１４１２は、ビーム・スプリッタまたはビーム結合器にすることができる。追加として、または別法として、プリズム１４１２は、少なくとも１つの側面および／または表面で位相シフト性質を有することができる。

レチクル１４０６ａおよび１４０６ｂは、照明源（図示しないが、図１および図２を参照のこと）によってそれぞれ露光される。照明は、レチクル１４０６ａおよび１４０６ｂを通して伝わり、これらは像またはビーム１４２８ａおよび１４２８ｂをそれぞれ提供する。二重レチクル像１４２８ａおよび１４２８ｂは、それぞれの光学要素１４０８、１４１０、および１４１２に入射する。ビーム１４２８ａは、レチクル１４０６ａから光学構成要素１４０８ａに進む。ビーム１４２８ａは、光学構成要素１４０８ａで像またはビーム１４３０ａとして光学素子１４１０ａに向けられる。光学素子１４１０ａは、ビーム１４３０ａを像またはビーム１４１４ａとしてプリズム１４１２に引き渡す。像またはビーム１４２８ｂ、１４３０ｂ、および１４１４ｂに関しても同様のビーム経路が取られる。

一実施例では、基板ステージＷＴ上の基板Ｗが露光シーケンスに一度通されて、レチクル１４０６ａおよび１４０６ｂからの像が基板Ｗに同時に露光される。システム１４００のスループットは、標準の単一パス・スループット・レベルで実質上維持され、これは、従来の二重露光システムの２倍のスループットをもたらす。

別法として、または追加として、システム１４００は、投影システムＰＳの像領域１４２２内で２つの像１４２０ａおよび１４２０ｂを並べて生成する。システム１４００の像領域１４２２は、基板ステージＷＴへのエネルギーの通過を可能にし、基板ステージＷＴは、上で論じたように、１つまたは複数の基板Ｗを支持することが可能であり、また移動範囲１４２６に沿って走査することが可能である。リソグラフィ・システム１４００の走査動作が、基板Ｗの露光中に２つの像１４２０ａと１４２０ｂを効果的に重ね合わせる。各像１４２０ａおよび１４２０ｂは、レチクル１４０６ａおよび１４０６ｂの走査と同期して像領域を通して走査される（すなわち、基板Ｗの表面領域が走査される）ときに、基板Ｗの放射線感光層（図示せず）を露光する。追加として、または別法として、像走査は、２つの像１４２０ａと１４２０ｂが重ね合わされるように同期される。

別法として、２つの像１４２０ａと１４２０ｂを別個に合焦して位置合わせすることができる。追加として、または別法として、２つの像１４２０ａと１４２０ｂの照明条件を別個に設定して制御することができる。例えば、得られる像をより高い精度で決定することができるように、構成要素１４０６ａ、１４０８ａおよび１４１０ａを、構成要素１４０６ｂ、１４０８ｂおよび１４１０ｂとは別個に位置合わせし、合焦し、制御する（すなわち走査する）ことができる。

一実施例では、プリズム１４１２と投影システムＰＳとの間に中間像面１４２４が画定される。追加として、または別法として、光学素子１４１０とプリズム１４１２との間に存在する、および／または光学素子１４１０および／またはプリズム１４１２の両側に存在するなどといった、中間像面１４２４に関する他の位置決めがある。中間像面１４２４は、リソグラフィ・システム１４００の位置合わせ、合焦、およびオフセット計算のための基準を提供する。

追加として、または別法として、投影システムＰＳは、第１の光学ブロック１４３４ａと、第２の光学ブロック１４３４ｂと、第３の光学ブロック１４３４ｃとを含むことができる。一実施例では、第１の光学ブロック１４３４ａは、ビーム１４１６に対するビーム調整および初期像縮小を提供し、ビーム１４１６をミラー１４３４ｂに向ける。ミラー１４３４ｂは、ビーム１４１６を光学ブロック１４３４ｃに向ける。光学ブロック１４３４ｃは、ビーム１４１６の最終的な縮小を提供し、像領域１４２２を通るようにビーム１４１６を向ける。

代替実施例では、少なくとも２つの像１４２０ａおよび１４２０ｂが、同じ１つのレチクル、例えば１４０６ａまたは１４０６ｂ上の少なくとも２つの別個のパターンから生成される。

追加として、または別法として、ビーム１４２８ａおよび１４２８ｂの像の精密な位置合わせおよび位置決めが、基板ステージＷＴ上で検出器１４３２を使用して達成される。一実施例では、像の位置合わせは、二重レチクル１４０６ａおよび１４０６ｂ上で位置調整用マークを使用して監視することができる。

追加として、または別法として、走査ステージ１４０２から像１４２８ａおよび１４２８ｂを受け取るために、基板ステージＷＴ上で検出器１４３２を使用することができる。検出器１４３２は、ステージ１４０２とＷＴとの間のリアルタイム・システム較正を可能にすることができる。

一実施例では、各レチクル像に送達される露光線量を、各照明スリットでの照明強度を調節することによって別個に制御することができる。別の実施例では、各二重レチクル１４０６ａおよび１４０６ｂの少なくとも一部分からの像が、二重レチクル１４０６ａおよび１４０６ｂの一方の異なる位置からの像である。

図１５に、本発明の一実施例による、２つのチャネルを有する（例えば２つの像１４２０ａおよび１４２０ｂを生成する）投影システムＰＳの像領域１４２２を示す。レチクル１４０６ａおよびレチクル１４０６ｂは、「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫ」などのパターンを有する。このパターンは例示の目的のものである。これらのパターンは像領域１４２２で見られ、これは、基板Ｗ上でのパターンの重ね合わせを示す。レチクル１４０６ａおよび１４０６ｂは像領域１４２２に結像され、像１４２０ａおよび１４２０ｂが基板Ｗ上に露光される。これを行うための例示的なシステムおよび方法は、全体を参照として本明細書に組み込む米国特許第６６１１３１６号明細書に記載されている。

記述した装置は、いくつかのモードで使用することができる。

（１）ステップ・モードでは、個別に制御可能な要素のアレイおよび基板が本質的に静止して保たれ、放射線ビームに与えられた全パターンが目標部分Ｃに一度に投影される（すなわち、ただ１回の静的露光）。次いで、異なる目標部分Ｃを露光することができるように、基板テーブルＷＴがＸおよび／またはＹ方向に移動される。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズが、ただ１回の静的露光で結像される目標部分Ｃのサイズを制限する。

（２）走査モードでは、個別に制御可能な要素のアレイと基板とが同期して走査され、その間に、放射線ビームに与えられたパターンが目標部分Ｃに投影される（すなわち、ただ１回の動的露光）。個別に制御可能な要素のアレイに対する基板の速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および像反転特性によって決定することができる。走査モードでは、露光領域の最大サイズが、ただ１回の動的露光における目標部分の（非走査方向での）幅を制限し、走査運動の長さが、目標部分の（走査方向での）高さを決定する。

（３）パルス・モードでは、個別に制御可能な要素のアレイが本質的に静止して保たれ、パルス放射線源を使用して全パターンが基板Ｗの目標部分Ｃに投影される。基板テーブルＷＴが本質的に一定の速度で移動され、それにより投影ビームＢが基板Ｗを横切ってラインを走査する。個別に制御可能な要素のアレイ上のパターンは、放射線システムのパルスの合間に必要に応じて更新され、パルスは、連続する目標部分Ｃが基板Ｗ上の所要の位置で露光されるようにタイミングを取られる。その結果、投影ビームＢが基板Ｗを横切って走査して、基板のストリップに関する全パターンを露光することができる。ライン毎に基板Ｗ全体が露光されるまでこのプロセスが繰り返される。

（４）連続走査モードでは、基板Ｗが、変調された放射線のビームＢに対して実質的に一定の速度で走査され、投影ビームＢが基板Ｗを横切って走査して基板Ｗを露光するのに伴って個別に制御可能な要素のアレイ上のパターンが更新される。個別に制御可能な要素のアレイ上のパターンの更新に同期された実質的に一定の放射線源またはパルス放射線源を使用することができる。

（５）図２のリソグラフィ装置を使用して行うことができるピクセル・グリッド・イメージング・モードでは、基板Ｗに形成されるパターンは、パターン形成デバイスＰＤに向けられたスポット生成器によって形成されるスポットを続けて露光することによって実現される。露光されるスポットは、実質的に同一の形状を有する。基板Ｗ上で、スポットは実質的にグリッドとしてプリントされる。一実施例では、スポット・サイズは、プリントされるピクセル・グリッドのピッチよりも大きく、しかし露光スポット・グリッドよりもはるかに小さい。プリントされるスポットの強度を変えることによってパターンが実現される。露光フラッシュの合間に、スポット全体にわたって強度分布が変えられる。

上述した使用モードの組合せおよび／または変形形態、あるいは全く異なる使用モードを採用することもできる。

図２に、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の構成を示す。この実施例は、例えばフラット・パネル・ディスプレイの製造で使用することができる。図１に示されるものに対応する構成要素は、同じ参照符号で示されている。また、様々な実施例、例えば基板、コントラスト・デバイス、ＭＬＡ、放射線のビームなどの様々な構成の上述した説明をここでも適用できる。

図２に示されるように、投影システムＰＳは、ビーム拡大器を含み、ビーム拡大器が２つのレンズＬ１、Ｌ２を有している。第１のレンズＬ１は、変調された放射線ビームＢを受け取り、そのビームをアパーチャ・ストップＡＳのアパーチャを通して合焦するように配置される。さらなるレンズＡＬをアパーチャ内に位置することもできる。次いで、放射線ビームＢが発散して、第２のレンズＬ２（例えば視野レンズ）によって合焦される。

さらに、投影システムＰＳは、拡大された変調放射線Ｂを受け取るように配置されたレンズのアレイＭＬＡを備える。パターン形成デバイスＰＤ内の個別に制御可能な要素の１つまたは複数に対応する変調放射線ビームＢの異なる部分が、レンズのアレイＭＬＡ内の異なるレンズをそれぞれ通過する。各レンズＭＬが、変調放射線ビームＢのそれぞれの部分を基板Ｗ上の一点に合焦する。このようにして、放射線スポットＳのアレイが基板Ｗ上に露光される。例示されるレンズ・アレイ１４のレンズは８つのみ図示されているが、レンズのアレイが、何千個ものレンズを有する場合があることを理解されたい（同じことが、パターン形成デバイスＰＤとして使用される個別に制御可能な要素のアレイにも当てはまる）。

図３に、本発明の一実施例による、図２のシステムを使用して基板Ｗ上のパターンが生成される様子を図式的に示す。黒丸は、投影システムＰＳ内のレンズ・アレイＭＬＡによって基板Ｗ上に投影されたスポットＳのアレイを表す。基板Ｗは、一連の露光部が基板Ｗ上に露光されると、投影システムＰＳに対してＹ方向に移動される。白丸は、基板Ｗ上に前もって露光されたスポット露光部ＳＥを表す。図示するように、投影システムＰＳ内部のレンズ・アレイによって基板上に投影される各スポットが、スポット露光部の列Ｒを基板Ｗに露光する。基板に関する全パターンは、各スポットＳによって露光されるスポット露光部ＳＥの全ての列Ｒの合計によって生成される。そのような構成は、上述した「ピクセル・グリッド・イメージング」と一般に呼ばれる。

放射線スポットＳのアレイが、基板Ｗに対して角度θで配列されていることを見ることができる（基板の縁部はＸおよびＹ方向に平行である）。このようにすると、基板が走査方向（Ｙ方向）に移動されるときに、各放射線スポットが基板の異なる領域の上を通り、それにより放射線スポット１５のアレイによって基板全体を覆うことができるようになる。一実施例では、角度θは最大で２０°、１０°、例えば最大で５°、最大で３°、最大で１°、最大で０．５°、最大で０．２５°、最大で０．１０°、最大で０．０５°、または最大で０．０１°である。一実施例では、角度θは、少なくとも０．００１°である。

図４に、本発明の一実施例による、複数の光学エンジンを使用してフラット・パネル・ディスプレイ基板Ｗ全体をただ１回の走査で露光することができる様子を図式的に示す。図示される実施例では、「チェス・ボード」配置で２つの列Ｒ１、Ｒ２として配列された８つの光学エンジン（図示せず）によって放射線スポットＳの８つのアレイＳＡが生成され、放射線スポットＳの１つのアレイの縁部が放射線スポットＳの隣接するアレイの縁部と（走査方向Ｙで）わずかに重なるようになっている。一実施例では、光学エンジンは、少なくとも３列、例えば４列または５列で配列される。このようにすると、一組の放射線が基板Ｗの幅にわたって延び、ただ１回の走査で基板全体の露光を行うことができるようになる。任意の適切な数の光学エンジンを使用することができることを理解されたい。一実施例では、光学エンジンの数は、少なくとも１個、例えば少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個、または少なくとも１７個である。一実施例では、光学エンジンの数は、４０個未満、例えば３０個未満、または２０個未満である。

各光学エンジンが、上述したような別個の照明システムＩＬと、パターン形成デバイスＰＤと、投影システムＰＳとを有することができる。しかし、２つ以上の光学エンジンが、照明システム、パターン形成デバイス、および投影システムの１つまたは複数の少なくとも一部分を共有することもできることを理解されたい。

「コントラスト向上層を用いた二重露光」
本発明の一実施例では、以下に記述するステップを含む、リセット可能または復元可能なコントラスト向上層を用いたデバイス製造方法が提供される。放射線感光層が基板の上に形成される。リセット可能または復元可能なコントラスト向上層が、放射線感光層の上に形成される。リセット可能または復元可能なコントラスト向上層が、対応する第１のパターン像への露出によって第１のパターンで漂白（ブリーチ）される。リセット可能または復元可能なコントラスト向上層に形成された第１のパターンの漂白フィーチャは、露光放射線に対する透過率が、漂白されていない領域の透過率とは異なる。放射線感光層は、第１のパターンの漂白フィーチャでパターン形成されたリセット可能または復元可能なコントラスト向上層を通る露光放射線の透過によって、放射線の第１のパターンに露出されるようになる。リセット可能なコントラスト向上層がリセットされて、または復元可能なコントラスト向上層が復元されて、リセット可能または復元可能なコントラスト向上層が漂白解除される。リセット可能または復元可能なコントラスト向上層が、第２のパターンで漂白される。リセット可能または復元可能なコントラスト向上層に形成された第２のパターンの漂白フィーチャは、第２のパターンの漂白フィーチャでパターン形成されたリセット可能または復元可能なコントラスト向上層を通る露光放射線の透過によって、放射線の第２のパターンに対する放射線感光層の露出を可能にする。

図５に、二重露光プロセスを使用して組み合わせることができる第１および第２の像５００および５０２を示す。例えば、これは、図１４のシステムを使用して達成することができる。波形５０６は、以下でより詳細に説明するように、コントラスト向上層がウェハのレジストの上に形成されているときに二重露光プロセスを使用して形成される第１の像に対応する。別の波形５０８は、コントラスト向上層が形成されていないときに二重露光技法を使用して形成される、より低い解像度の像に対応する。図に見ることができるように、コントラスト向上層を使用すると、実質的により高い解像度を有する像を得ることができる。

図６、図７および図８に、第１および第２のコントラスト向上層６１２および７１２と、図５からの第１および第２の像５００および５０２（あるいは波形と呼ぶ）とを用いた二重露光プロセスを図式的に示す。図６、図７および図８は、上に形成された放射線感光層６１０（例えばレジストであり、本明細書では以後、放射線感光層とレジストをいずれもレジストと呼ぶ）を含む基板６１４を示す。図６は、レジスト６１０の上に形成された第１のコントラスト向上層６１２を示し、図７および図８は、レジスト６１０の上に形成された第２のコントラスト向上層７１２を示す。第２のコントラスト向上層７１２は、第１の像５００がレジスト６１０にパターン形成された後であって、第１のコントラスト向上層６１２を除去した後に、レジスト６１０の上に形成される。

第１および第２の像５００および５０１からレジスト６１０に形成される領域の数は、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書で開示する様々な実施例よりも多く、または少なくすることができることを理解されたい。

図６は、第１のコントラスト向上層６１２およびレジスト６１０に露光される第１の像５００を示す。第１のコントラスト向上層６１２への第１の像５００の露光は、第１の像５００を受け取る領域が漂白領域６１６になるようにする。漂白領域６１６は、パターン６１８がレジスト６１０に形成されるのを「許可」する。「許可」によって意味することができるのは、第１のパターン５００の放射線に対する第１のコントラスト向上層６１２の拡張された露出によってパターン６１８がレジスト６１０に伝送され、そこに形成されるということであり、この露出は、パターン６１８が第１のコントラスト向上層６１２を通ってレジスト６１０に伝送されるまで続く。一実施例では、漂白領域６１６は、第１のコントラスト向上層６１２に第１の像５００が記録される領域とすることができ、これは、第１のコントラスト向上層６１２の漂白領域６１６で透過特性または不透明性を変え、例えば透過率を低減または増加する。

コントラスト向上層に適用される「漂白」および「漂白解除」は、光子による照射またはベーキング・プロセスなどの作用によって光透過が意図的に変更されるプロセスであることを理解されたい。「漂白（ｂｌｅａｃｈｉｎｇ）」は、より透明にすることを意味し、「漂白解除（ｕｎｂｌｅａｃｈｉｎｇ）」は、より不透明にすることを意味する。「退色（ｆａｄｉｎｇ；フェージング）」は、材料の透過性質の自然な緩和によって漂白解除する光透過の変化である。これらの用語は、コントラスト向上層に適用され、像が材料内の光色素を漂白して結像領域の透明性を高め、したがってコントラスト向上層の下のレジスト層で観察される像のコントラストを高める。

図７で見られるように、第１のコントラスト向上層６１２が除去された後、レジスト６１０が再被覆されて、第２のコントラスト向上層７１２が形成される。

図８で見られるように、第２の像５０２は、第１の像５００が露光されたレジスト６１０の領域６１８の間に介在的に第２のコントラスト向上層７１２に露光される。第２の像５０２は、第２のコントラスト向上層７１２に漂白領域８１６を形成する。したがって、漂白領域８１６は、第１のコントラスト向上層６１２に漂白領域６１６が形成された場所に関して介在的に形成される。漂白領域８１６は、レジスト６１０に介在パターン８１８を形成するために利用され、このパターン８１８は、パターン６１８に関して割り込んだ関係にある。上で論じたように、これは、従来のリソグラフィ技法に比べて、基板６１４に形成される最終的なパターン５０６の解像度を高め、例えば解像度を実質上２倍にすることができる。

一実施例では、第１のコントラスト向上層６１２が除去され、レジスト６１０が再被覆されて、第２のコントラスト向上層７１２が形成される。一実施例では、これは、露光ツール（図示せず）から基板６１４を取り外し、基板６１４が第２の露光のために露光ツールに戻される前に複数の処理ステップを行うことによって行われる。様々な実施例において、処理は、少なくとも１つまたは複数の従来の露光前および露光後リソグラフィ処理ステップを含むことができる。例えば、処理は、レジスト６１０の露光後に、露光後ベーキング、あるいはレジスト現像と組み合わせた露光後ベーキングを含む場合がある。

図９に、図６、図７および図８に関連して上述した二重露光が完了した後にレジスト６１０に形成される最終的なパターンを示す。最終的なパターンは、第２のコントラスト向上層７１２が除去された後に、図５の第１および第２の像５００および５０２からレジスト６１０に形成される。

「リセット可能または復元可能なコントラスト向上層を用いた多重露光技法」
図１０および図１１に、本発明の一実施例による、図５の第１および第２の像５００および５０２を用い、且つリセット可能または復元可能なコントラスト向上層１０１２を用いた多重露光プロセスを図式的に示す。

第１の実施例では、コントラスト向上層１０１２はリセット可能（例えば能動的にリセット可能）にすることができる。能動的なリセットによって意味されることは、第１の露光ビーム５００によって生成された漂白領域６１６が、第１の露光後にコントラスト向上層１０１２をリセットするエネルギー、例えば以下で論じるような所定量の波長を有する光ビームを受け取ることによって漂白解除領域１０２０になることである。その結果、コントラスト向上層１０１２がリセットされるので、コントラスト向上層６１２および７１２に関して上述したようにコントラスト向上層１０１２を除去して再塗布する必要はない。

第２の実施例では、コントラスト向上層１０１２は、受動的に復元可能にすることができる。受動的な復元によって意味されることは、第１の露光ビーム５００によって生成された漂白領域６１６が、コントラスト向上層１０１２を形成するために使用された材料の固有の性質によって漂白解除領域１０２０になることである。例えば、固有の性質が、経時的な漂白領域６１６の退色を可能にする場合がある。退色により、コントラスト向上層１０１２は、その不透明性のいくらかを取り戻して、漂白解除領域１０２０を形成する。その結果、コントラスト向上層１０１２が復元されるので、コントラスト向上層６１２および７１２に関して上述したようにコントラスト向上層１０１２を除去して再塗布する必要はなく、リセット可能実施例の場合のようにエネルギーを加える必要もない。

一実施例では、能動的にリセット可能な、または受動的に復元可能なコントラスト向上層１０１２を形成するために使用される材料は、レーザ色素（レーザ・ダイ）などであってよく、しかしそれに限定されることはない。

図１１に、コントラスト向上層１０１２の復元またはリセットの後、第２の像５０２の受け取り中の、多重露光プロセスでの一時点を図式的に示す。すなわち、漂白領域６１６が退色されて（例えば、コントラスト向上層１０１２が能動的にリセットされ、または受動的に復元されて）漂白解除領域１０２０を形成した後、二重露光プロセスの第２の像５０２が受け取られる。次いで、上述したプロセスが取られて、第２のパターン８１８をレジスト６１０に伝える。

一実施例では、層１０１２は、第２の像５０２が露光される領域に散乱される光の、実質的に全てのメモリを消失させることができる。

図１２に、本発明の一実施例による、能動的にリセット可能なコントラスト向上層１２１２を用いた多重露光プロセスを図式的に示す。当業者には理解されるように、それぞれの第１、第２、および第３のビーム５００、５０２、および１２２２は、単一期間中に生じるように図示されていけれども、異なる期間中、例えば第１のビーム５００に関して第１の期間中、第３のビーム１２２２に関して第２の期間中、第２のビーム５０２に関して第３の期間中に露光することができることを理解されたい。また、理解されるように、それぞれの第１、第２、および第３のビーム５００、５０２、および１２２２は、コントラスト向上層１２１２の特定の部分を露光するように図示されているけれども、異なる期間中、または３つのビーム全てが実質的に同時に露光する場合には同じ期間中に、コントラスト向上層１２１２の全部分をそれぞれ露光することができる。

この実施例では、コントラスト向上層１２１２に第１の像（ビーム）５００から形成された漂白領域６１６は、第３のビーム１２２２の使用によって能動的に漂白解除される。したがって第３のビーム１２２２は、コントラスト向上層１２１２を能動的にリセットするために使用される。第１および第２の像（ビーム）５００および５０２の間で投影システムＰＳ（図示せず）から投影することができる第３のビーム１２２２は像を搬送しない。第３のビーム１２２２の照明波長を使用して、コントラスト向上層１２１２の漂白領域６１６を漂白解除して、漂白解除領域１２２０を形成することができるようになる。例えば、第３のビーム１２２２の波長の値は、第１および第２の像５００および５０２で使用される波長の値とは異なる。「漂白解除照明」は、２回の露光間で、露光ツール（図示せず）から基板１２１４を取り外すことなく多重露光プロセスを行うことを可能にする。これは、像５００および５０２の２回の露光間に基板１２１４を位置合わせするという要件を緩和することができる。なぜなら、パターン形成デバイス・ステージ（図示せず）で像チャネル１が像チャネル２に位置合わせされ、両方の像が、露光ツールを通る単一のパスに関して基板１２１４で共に位置合わせされるからである。追加として、または別法として、像５００および５０２の２回の露光間に基板１２１４を取り外す必要がないことにより、スループットを高めることができる。

図１３に、本発明の一実施例による、図１２の多重露光プロセスを行うために使用することができる３つのチャネル１３２０ａ、１３２０ｂ、および１３２０ｃを有する投影システムＰＳの像領域１３２２を示す。像領域１３２２は、第１の像（すなわち第１のビームまたはチャネル）１３２０ａと、第２の像（すなわち第２のビームまたはチャネル）１３２０ｂと、第３のビーム（すなわち第３のチャネル）１３２０ｃとを含む。第１および第２の像１３２０ａおよび１３２０ｂは、図１４に関して上述した像１４２０ａおよび１４２０ｂと同様であってよい。しかし、この実施例では、第３のビーム１３２０ｃは、図１２に関して上述したようなリセット可能なコントラスト向上層１２１２（図１３には図示しないが、図１２を参照のこと）の能動的な漂白解除を可能にする値を有する光の波長を含むことができる。

図１６に、本発明の一実施例による、受動的に復元可能なコントラスト向上層、例えばコントラスト向上層１０１２に関する退色曲線またはコントラスト変化曲線１６００を示す。したがって、曲線１６００は、コントラスト向上層１０１２が受動的に復元可能である実施例に関係付けられる。曲線１６００は、初期露光期間ｔ１中のコントラスト向上層のコントラスト１６０２の例示的な変化と、それに続く、退色期間ｔ２中のコントラスト向上層のコントラスト１６０４の変化とを示す。

追加として、または別法として、リセット可能または復元可能なコントラスト向上層、例えばコントラスト向上層１０１２または１２１２の漂白領域、例えば漂白領域６１６から漂白解除領域、例えば漂白解除領域１０２０／１２２０を形成するための期間は、用途に特有のものにすることができる。例えば、コントラスト向上層１０１２／１２１２は、約１／５００秒、約１／１００秒、約１／１０秒、または約１０秒といった短い像退色またはコントラスト変化時間を有することができ、しかしそれらに限定されない。像退色すなわちコントラスト変化時間は、露光ツール（図示せず）またはチャック（図示せず）から基板６１４を取り外すことなく第２の像５０２を使用する第２の露光を遂行できるようにする。これは、二重露光プロセスにおける第１のパターン６１８に対する第２のパターン８１８の重なり精度を大幅に改善することができ、またスループットを高める。

追加として、または別法として、使用される２つのレチクル１４０６（図示しないが、図１４を参照のこと）は、実質的に同一にすることができる。レチクル１４０６が実質的に同一であるとき、コントラスト向上層、例えばコントラスト向上層１０１２または１２１２の漂白領域、例えば漂白領域６１６は、完全には退色しない。しかし、漂白領域６１６は、漂白領域８１６の形成を可能にするのに十分なだけ退色する。

「例示的な動作」
図１７に、本発明の一実施例による、基板をパターン形成するためのリソグラフィ多重露光方法１７００を表す流れ図を示す。例えば、この方法は、パターン形成されるフィーチャの解像度を高めるために、能動的にリセット可能な、または受動的に復元可能なコントラスト向上層を利用して多重露光を行うために使用される。これは、上述した例示的なシステムの１つまたは複数を使用して行うことができる。

ステップ１７０２で、放射線感光層が基板の上に形成される。ステップ１７０４で、リセット可能または復元可能なコントラスト向上層が、放射線感光層の上に形成される。ステップ１７０６で、リセット可能または復元可能なコントラスト向上層を第１のパターンで漂白するために、第１の露光ビームが使用される。ステップ１７０８で、第１のパターンが、リセット可能または復元可能なコントラスト向上層から放射線感光層内に伝達するのを許可される。例えば、「許可」は、コントラスト向上層によって受け取られる像線量を継続することを含むことができ、それにより、線量が漂白領域に光を引き続き当てる間に、パターンは、リセット可能または復元可能なコントラスト向上層内を通り、またはその層を通して透過されて、放射線感光層内に進む。ステップ１７１０で、リセット可能または復元可能なコントラスト向上層がリセットまたは復元されて、コントラスト向上層を漂白解除する。ステップ１７１２で、リセット可能または復元可能なコントラスト向上層を第２のパターンで漂白するために、第２の露光ビームが使用される。ステップ１７１４で、第２のパターンが、リセット可能または復元可能なコントラスト向上層から放射線感光層内に伝達するのを許可される。

本明細書では、特定のデバイス（例えば集積回路またはフラット・パネル・ディスプレイ）の製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているかもしれないが、本明細書で述べたリソグラフィ装置が他の用途を有する場合もあることを理解されたい。それら用途には、集積回路、集積光学システム、磁区メモリ用の誘導および検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド、マイクロ電気機械デバイス（ＭＥＭＳ）などの製造が含まれ、しかしそれらに限定されない。また、例えばフラット・パネル・ディスプレイでは、本発明の装置を使用して、様々な層、例えば薄膜トランジスタ層および／またはカラー・フィルタ層の作成を補助することができる。

文脈が許す場合、用語「レンズ」は、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気などの光学構成要素を含めた様々なタイプの光学構成要素の任意の１つまたは組合せを表すことができる。

本発明の特定の実施例を上で述べてきたが、説明した以外の形で本発明を実施することもできることを理解されたい。例えば、本発明は、上で開示した方法を記述するマシン可読命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、またはそのようなコンピュータ・プログラムが内部に記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形とすることができる。

「結論」
本発明の様々な実施例を上に述べてきたが、それらが単に例示として提示されており、限定ではないことを理解すべきである。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および細部の様々な変更を行うことができることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明の外延および範囲は、上述した例示的な実施例の任意のものによって限定されるべきではなく、添付する特許請求の範囲およびその等価箇所に従ってのみ定義されるべきである。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。 本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。 図２に示される本発明の一実施例による、基板にパターンを転写する形態を示す図である。 本発明の一実施例による、光学エンジンの配置を示す図である。 二重露光プロセスで二重像を形成する第１および第２の像を示す図である。 コントラスト向上層と図５の第１および第２の像とを用いた二重露光プロセスを図式的に示す図である。 コントラスト向上層と図５の第１および第２の像とを用いた二重露光プロセスを図式的に示す図である。 コントラスト向上層と図５の第１および第２の像とを用いた二重露光プロセスを図式的に示す図である。 第２のコントラスト向上層が除去された後、図５の第１および第２の像から図６、図７および図８の二重露光プロセス後にレジストに形成された最終的なパターンを示す図である。 本発明の一実施例による、図５の第１および第２の像を使用し、且つリセット可能または復元可能なコントラスト向上層を使用した多重露光プロセスを図式的に示す図である。 本発明の一実施例による、図５の第１および第２の像を使用し、且つリセット可能または復元可能なコントラスト向上層を使用した多重露光プロセスを図式的に示す図である。 本発明の一実施例による、能動的にリセット可能なコントラスト向上層を用いた多重露光プロセスを図式的に示す図である。 本発明の一実施例による、図１２の多重露光プロセスを行うために使用することができる３つのチャネルを有する投影システムの像領域を示す図である。 本発明の一実施例による、デュアル・ステージ、二重露光、マスクベース・リソグラフィ・システムを示す図である。 本発明の一実施例による、２つのチャネルを有する投影システムの像領域を示す図である。 本発明の一実施例による、受動的に復元可能なコントラスト向上層に関する退色曲線すなわちコントラスト変化曲線を示す図である。 本発明の一実施例による、多重露光方法を示す流れ図である。

符号の説明

ＩＬ 照明器
ＳＯ 放射線源
ＢＤ ビーム送達システム
Ｂ 放射線ビーム
ＰＤ パターン形成デバイス
ＰＳ 投影システム
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
Ｌ１、Ｌ２ レンズ
ＡＳ アパーチャ・ストップ
Ｓ スポット
ＳＥ スポット露光部
５００、５０２ 像
６１０ 放射線感光層
６１２、７１２ コントラスト向上層
６１４ 基板
６１８ パターン
６１６、８１６ 漂白領域
１４００ 多重露光マスクベース・リソグラフィ・システム
１４０２ 走査ステージ
１４０６ａ、１４０６ｂ レチクル
１４０８ａ、１４０８ｂ 光学構成要素
１４１０ａ、１４１０ｂ 光学素子
１４１２ プリズム
１４２２ 像領域
１４３２ 検出器
１４３４ 光学ブロック

Claims (10)

1. リソグラフィ・システムを使用して基板にパターンを形成するためのリソグラフィ方法であって、
   （ａ）放射線感光層を基板の上に形成するステップと、
   （ｂ）リセット可能または復元可能なコントラスト向上層を前記放射線感光層の上に形成するステップと、
   （ｃ）前記コントラスト向上層を第１のパターンで漂白するステップと、
   （ｄ）前記第１のパターンが前記コントラスト向上層から前記放射線感光層内に伝達するのを許可するステップと、
   （ｅ）前記コントラスト向上層をリセットまたは復元して、前記コントラスト向上層を漂白解除するステップと、
   （ｆ）前記コントラスト向上層を第２のパターンで漂白するステップと、
   （ｇ）前記第２のパターンが前記コントラスト向上層から前記放射線感光層内に伝達するのを許可するステップと
   を含み、
   ステップ（ｃ）と（ｆ）が、光学システムの第１および第２のチャネルを使用して実質的に同時に行われ、またステップ（ｄ）と（ｇ）が実質的に同時に行われ、
   ステップ（ｅ）が、所定の波長値を有する放射線の漂白解除ビームを使用して前記コントラスト向上層の漂白解除を行うことを含み、
   前記第１および第２のパターンと前記漂白解除ビームとが、光学システムの第１、第２、および第３のそれぞれのチャネルを通して方向付けられ、
   前記第１のパターンが、前記第２のパターンに関して前記基板上の異なる位置に形成され、
   前記漂白解除ビームが、目標領域の第１および第２のパターンによる露光時間の間の一時点で、前記基板上の目標領域に伝送され、
   リソグラフィ・システムの走査動作により、前記基板上において前記第１および第２のパターンが重ね合わされて露光される、方法。
2. 前記リセット可能または復元可能なコントラスト向上層を構成する材料としてレーザ色素を使用することをさらに含む請求項１に記載の方法。
3. マスクレス・リソグラフィ・システムを使用して漂白ステップ（ｃ）および（ｆ）を行うことをさらに含む請求項１または２に記載の方法。
4. マスクベース・リソグラフィ・システムを使用して漂白ステップ（ｃ）および（ｆ）を行うことをさらに含む請求項１または２に記載の方法。
5. 前記第１および第２のチャネルが、光学システムの像領域において並べて配置されている請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 前記第３のチャネルが、光学システムの像領域において前記第１および第２のチャネルの間に配置されている請求項５に記載の方法。
7. 放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、
   パターン形成デバイスを支持するように構築された支持体であって、該パターン形成デバイスは、前記放射線ビームの断面にパターンを与えてパターン形成された放射線ビームを形成することが可能である支持体と、
   基板を保持するように構築された基板テーブルと、
   前記パターン形成された放射線ビームを、放射線感光層とリセット可能または復元可能なコントラスト向上層とが上に設けられた前記基板の目標部分に投影するように構成された投影システムと
   を有するリソグラフィ装置であって、
   前記リセット可能または復元可能なコントラスト向上層を能動的に漂白解除するために前記基板に放射線の漂白解除ビームを提供するように構成された第２の照明システムをさらに有し、
   前記投影システムが、第１、第２、および第３のそれぞれのチャネルを通して、第１および第２のパターンと前記漂白解除ビームを方向付けするよう構成されており、
   前記第１のパターンが、前記第２のパターンに関して前記基板上の異なる位置に形成され、
   前記第１および第２のパターンが、前記投影システムの第１および第２のチャネルを使用して実質的に同時に基板に投影され、
   前記漂白解除ビームが、目標領域の第１および第２のパターンによる露光時間の間の一時点で、前記基板上の目標領域に伝送され、
   当該リソグラフィ装置の走査動作により、前記基板上において前記第１および第２のパターンが重ね合わされて露光される、リソグラフィ装置。
8. 前記リセット可能または復元可能なコントラスト向上層を構成する材料としてレーザ色素を使用することをさらに含む請求項７に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記第１および第２のチャネルが、前記投影システムの像領域において並べて配置されている請求項７または８に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記第３のチャネルが、前記投影システムの像領域において前記第１および第２のチャネルの間に配置されている請求項９に記載のリソグラフィ装置。

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