JP6371869B2 - リソグラフィ装置を修正する方法 - Google Patents

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この出願は、２０１４年６月２３日に出願された欧州特許出願公開第１４１７３４９３．９号の利益を要求し、その全体が参照により本明細書に援用される。

本発明は、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、例えばマスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、集積回路の各層に対応した回路パターンを形成するために使用され、このパターンが放射感応性材料（レジスト）層を有する基板（例えばシリコンウェーハ）の（例えばダイの一部、あるいは１つまたは複数のダイからなる）目標部分に結像される。一般に、一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群の目標部分が含まれ、これらは連続的に露光される。既知のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、目標部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各目標部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向（スキャン方向）にビームによりパターンを走査するとともに基板をスキャン方向に平行または逆平行に走査するようにして各目標部分は照射を受ける。

改善されたリソグラフィ装置およびリソグラフィ方法を提供することが望ましい。

第１の態様によれば、放射ビームを提供する照明系と、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン形成放射ビームを提供するパターニングデバイスを支持する、照明系の下流の支持構造と、放射ビームを第１倍率でパターニングデバイスに投影する第１レンズと、基板を保持する、支持構造の下流の基板テーブルと、パターン形成放射ビームを第２倍率で基板の目標部分に投影する第１投影系とを備え、第１レンズと第１投影系とが共同で第３倍率を提供するリソグラフィ装置を修正する方法が提供される。この方法は、レンズにより提供される第１倍率を第１係数分の１にして、放射ビームを投影する第２レンズに第４倍率を提供することと、第２倍率を第１係数倍にして、パターン形成放射ビームを基板の目標部分に投影する第２投影系に第５倍率を提供することと、を備える。

第２レンズおよび第２投影系は、共同して第３倍率を提供してもよい。あるいは、第２レンズおよび第２投影系は、共同して第３倍率よりも大きい第６倍率を提供してもよい。第６倍率は、第３倍率よりも１．２７倍であってよい。

レンズは、本明細書でＲＥＭＡ（レチクルマスキング）レンズを称されてもよい。

レンズの倍率を小さくし、且つ投影系の倍率を大きくすることにより、コストおよびスループットの利点が獲得される。例えば、ステップ時間中に小さくすることにおり高められたスループットが獲得される。第１倍率を小さくすることは、レンズの修正または置換によって達成されてよい。同様に、第２倍率を大きくすることは、投影系の修正または置換によって達成されてよい。

第１レンズは、１倍から４倍の倍率を提供するよう構成されてもよい。第１係数は、１より大きく且つ４以下であってもよい。例えば、ある実施形態では、第１レンズは１倍の倍率を提供するよう構成されてよく、第１係数は２であってよい。他の実施形態では、第１レンズは３倍または４倍の倍率を提供するよう構成されてもよい。

他の実施形態では、第１係数は１．６であってもよいし、または２．４であってもよい。

第１投影系は、０．２５倍の倍率を提供するよう構成され、第１係数は、１より大きく且つ４以下であってもよい。

第１レンズは、１倍の倍率を提供するよう構成され、第１投影系は、０．２５倍の倍率を提供するよう構成されてもよい。第２レンズが０．５倍の倍率を提供するよう構成され、且つ第２投影系が０．５倍の倍率を提供するよう構成されるように、第１係数は２であってもよい。

第１レンズおよび第１投影系は、共同して、パターン形成放射ビームを目標部分においてリソグラフィ装置の非走査方向で実質的に２５ｍｍから２７ｍｍのサイズにするよう構成されてもよい。第２レンズおよび第２投影系は、共同して、パターン形成放射ビームを目標部分においてリソグラフィ装置の非走査方向で実質的に２５ｍｍから３４ｍｍのサイズにするよう構成されてもよい。このようにして、レンズの上流および投影系の下流の両方で標準的な部品が修正されたリソグラフィ装置とともに用いられてよい。

リソグラフィ装置は、１つの走査動作中に基板の１つの目標領域を横切って放射ビームを走査するよう構成され、修正されたリソグラフィ装置は、１つの走査動作の間に基板の少なくとも２つの目標領域を横切って放射ビームを走査するよう構成されてもよい。このようにして、ステップ時間が１／２となり、スループットが改善される。

リソグラフィ装置は、第１速度でパターニングデバイスの表面を横切って放射ビームを走査し、且つ第２速度で基板の目標部分を横切ってパターン形成放射ビームを走査するよう構成されてもよく、この方法は、第１速度を第１係数分の１にすることをさらに備えてもよい。このようにして、スピードを落として２つのパターン形成領域を有するパターニングデバイスのパターン形成領域を横切って第１放射ビームを走査することができる。これは、パターニングデバイスの滑りを減らすことにつながる。

修正されたリソグラフィ装置は、１つの走査動作中にパターニングデバイスの少なくとも第１および第２のパターン形成領域を横切って放射ビームを走査するよう構成され、第１および第２のパターン形成領域は修正されたリソグラフィ装置の走査方向に互いに隣接して配置されてもよい。

第２の態様によれば、放射ビームを提供する照明系と、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン形成放射ビームを提供するパターニングデバイスを支持する、照明系の下流の支持構造とを備えるリソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置はさらに、放射ビームを０．５倍から２倍の倍率でパターニングデバイスに投影するレンズと、基板を保持する、支持構造の下流の基板テーブルと、パターン形成放射ビームを０．５倍の倍率で基板の目標部分に投影する投影系とを備える。

例えば、リソグラフィ装置は、０．５倍の倍率を有するレンズと、０．５倍の倍率を有する投影系とを備えてもよい。別の実施例では、リソグラフィ装置は、１．５倍の倍率を有するレンズと、０．５倍の倍率を有する投影系とを備えてもよい。さらに別の実施例では、リソグラフィ装置は、２倍の倍率を有するレンズと、０．５倍の倍率を有する投影系とを備えてもよい。

レンズと投影系の両方が０．５倍の倍率を提供する構成される場合、レンズと投影系の両方により０．２５倍の結合倍率が提供される。この実施形態は、パターニングデバイスの２つのパターン形成領域を１つの走査動作中に走査することを可能とすることにより、特に有益となる可能性がある。

レンズおよび投影系は、共同して、パターン形成放射ビームを目標部分においてリソグラフィ装置の非走査方向で実質的に２５ｍｍから３４ｍｍのサイズにするよう構成されてもよい。このようにして、標準的な基板および目標領域が用いられ得る。例えば、標準的なダイは多くの場合非走査方向で２６ｍｍ以下のサイズを有する。

リソグラフィ装置は、１つの走査動作中にパターニングデバイスの表面を横切って放射ビームを走査するよう構成されてもよく、１つの走査動作の間に基板の少なくとも２つの目標領域を横切って放射ビームを走査するよう構成されてもよい。

このようにして、基板（例えばウェハ）の少なくとも２つの目標領域（例えば２つのダイまたは露光フィールド）が１つの走査動作中にパターン形成され得る。このようにして、放射ビームがパターニングデバイス上を走査する速度が（例えば半分に）減速する可能性があるが、それでも従来のレンズと投影系の構成と比較して高いスループットを達成できる。

リソグラフィ装置はさらに、パターニングデバイスの少なくとも第１および第２のパターン形成領域を横切って放射ビームを走査するよう構成され、第１および第２のパターン形成領域はリソグラフィ装置の走査方向に互いに隣接して配置されてもよい。リソグラフィ装置は、１つの走査動作中に第１パターン形成領域と第２パターン形成領域の両方を横切って放射ビームを走査してもよい。

リソグラフィ装置は、第１速度でパターニングデバイスの表面を横切って放射ビームを走査し、且つ第２速度で基板の目標部分を横切ってパターン形成放射ビームを走査するよう構成されてもよい。

このようにして、ステップ時間の減少により提供される増加まで、スループットが増大する可能性がある。

第３の態様によれば、放射ビームを０．５倍から２倍の倍率でリソグラフィ装置のパターニングデバイスに投影して、放射ビームの断面にパターンを付与することと、パターン形成放射ビームを０．５倍の倍率で基板の目標部分に投影することを備える方法が提供される。

パターン形成放射ビームは、目標部分においてリソグラフィ装置の非走査方向で実質的に２５ｍｍから３４ｍｍのサイズを有してもよい。

この方法は、１つの走査動作中にパターニングデバイスの表面を横切って放射ビームを走査することと、１つの走査動作の間に基板の少なくとも２つの目標領域を横切ってパターン形成放射ビームを走査することをさらに備えてもよい。

この方法はさらに、第１速度でパターニングデバイスの表面を横切って放射ビームを走査することと、第２速度で基板を横切ってパターン形成放射ビームを走査することをさらに備えてもよい。

この方法は、第１パターン形成領域および第２パターン形成領域を備えるパターニングデバイスを提供することをさらに備え、第１および第２のパターン形成領域はリソグラフィ装置の走査方向に互いに隣接していてもよい。

この方法は、１つの走査動作中に第１パターン形成領域および第２パターン形成領域の両方を横切って放射ビームを走査することをさらに備えてもよい。

第１速度は第２速度の２倍以上であってもよい。このようにして、更なるスループットの増加が達成される。

当然のことながら、本明細書において本発明の一態様の文脈で提示される特徴は、本発明の他の態様にも同様に適用可能である。

当然のことながら、本発明の態様は、適切なハードウェアおよび／またはソフトウェアの手段を含む任意の便利な方法で実行可能である。例えば、本発明の実施形態を実行するよう構成されたスイッチングデバイスが適切なハードウェア部品を用いて作られてもよい。あるいは、本発明の実施形態を実行するためにプログラマブルデバイスがプログラムされてもよい。従って、本発明は、本発明の態様を実行するための適切なコンピュータプログラムを提供してもよい。このようなコンピュータプログラムは、有形のキャリアメディア（例えばハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等）および通信信号などの無形のキャリアメディアを含む適切なキャリアメディアで実施することができる。スイッチングデバイスを動作させる方法は、本発明により提供されてもよい。

添付の模式図を参照して、例示のみを目的として本発明の実施形態について以下で説明する。
イルミネータを備えるリソグラフィ装置を示す模式図である。 図１のリソグラフィ装置のパターニングデバイス上に投影される照明フィールドの模式図である。 回転されたパターン形成領域を有するパターニングデバイス上に投影される照明フィールドと、基板の回転された目標領域上に投影される対応するイメージフィールドの模式図である。

ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について本文書において特に言及をしてきたが、本明細書で述べたリソグラフィ装置は、他の応用形態も有していることを理解すべきである。例えば、集積された光学システム、磁気領域メモリ用の誘導及び検出パターン（guidance and detection pattern）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造といった応用である。当業者は、このような代替的な応用形態の文脈において、本明細書における「ウェハ」または「ダイ」という用語のいかなる使用も、それぞれより一般的な用語である「基板」または「目標部分」と同義とみなすことができることを認められよう。本明細書で参照された基板は、例えばトラック（通常、レジスト層を基板に付加し、露光されたレジストを現像するツール）や計測または検査ツールで露光の前後に加工されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示は、そのような基板処理工具または他の工具に対しても適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために二回以上基板が加工されてもよく、その結果、本明細書で使用された基板という用語は、複数回処理された層を既に含む基板のことも指してもよい。

本明細書で用いられる「第１」、「第２」等の用語は、別段の指示がない限り、時間的関係または順序関係を意味するものではない。

本明細書では「パターニングデバイス」という用語は、例えば基板の目標部分にパターンを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与するために使用されうるいかなるデバイスをも指し示すよう広く解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に対応していなくてもよい。一般には、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に形成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。

パターニングデバイスは透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、例えばマスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、さらに各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。このようにして、反射ビームにパターンが付与される。

支持構造は、パターニングデバイスを保持する。支持構造は、パターニングデバイスの向きやリソグラフィ装置の構成、あるいはパターニングデバイスが真空環境下で保持されるか否かなどの他の条件に応じた方式でパターニングデバイスを保持する。支持構造は、機械的固定、真空固定、または、例えば真空条件下での静電固定などのパターニングデバイスを保持するその他の固定用技術を用いてもよい。支持構造は、例えばフレームまたはテーブルであってよく、必要に応じて固定されていてもよいし移動可能であってもよい。支持構造は、パターニングデバイスを例えば投影系に対して所望の位置に位置決めできるようにしてもよい。本明細書では「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニングデバイス」に同義であるとみなされるものとする。

本明細書では「投影系」という用語は、使用される露光放射あるいは液浸や真空の利用などの他の要因に関して適切とされる各種の投影系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影系には例えば屈折光学系、反射光学系、および反射屈折光学系が含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である「投影系」と同義に用いられうる。

照明系もまた、放射ビームの方向や形状の調整または制御用に、屈折光学素子、反射光学素子、および反射屈折光学素子を含む各種光学部品を包含してよい。そのような部品は、以下において、まとめて又は単独で「レンズ」と称されてもよい。リソグラフィ装置は二つ以上（二つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブル（及び／または二つ以上の支持構造）を備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては追加されたテーブルが並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に他の１以上のテーブルで準備工程を実行するようにしてもよい。

リソグラフィ装置は、投影系の最終要素と基板との間の空間を満たすために、基板が比較的高い屈折率を有する例えば水などの液体に浸されるものであってもよい。液浸技術は、投影系の開口数を増大させるための技術において周知である。

図１は、本発明の特定の実施形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、
放射ビームＰＢ（例えばＵＶ放射）を調整する照明系（イルミネータ）ＩＬと、
パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持する、アイテムＰＬに対してパターニングデバイスを正確に位置決めする第１位置決め装置ＰＭに接続されている支持構造（例えばサポート構造）ＭＴと、
基板（例えばレジストでコーティングされたウェーハ）Ｗを保持する、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするために第２位置決め装置ＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴと、
パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイからなる）目標部分Ｃに結像するよう構成された投影系（例えば屈折投影レンズ）ＰＬと、を備える。

ここに図示されるのは、（例えば透過型マスクを用いる）透過型の装置である。これに代えて、（例えば上述のようなプログラマブルミラーアレイを用いる）反射型の装置を用いることもできる。

イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯからイルミネータＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを備える。あるいは光源が例えば水銀ランプである場合には、光源は、装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系または放射システムと総称される。

本明細書で用いられる「上流」および「下流」という用語は、光路に沿った相対位置に関するものであることを理解すべきである。「上流」は、光源ＳＯに光学的に近い位置に関する。すなあち、第１要素が第２要素の「上流」として記載される場合、第１要素は第２要素よりも光源ＳＯに光学的に近いことを理解すべきである。

イルミネータＩＬは、ビームの角度強度分布を調整するための調整手段ＡＭを備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径の大きさ（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えて、イルミネータＩＬは、通常、放射ビームをパターニングデバイスＭＡに向かわせるためのレチクルマスキングシステムＲＭＳおよびレチクルマスク（ＲＥＭＡ）レンズ（または対物）などの他の要素を備える。レチクルマスキングシステムＲＭＳは対物面１０を規定し、ＲＥＭＡレンズは対物面をパターニングデバイスＭＡ上に結像し、照明フィールド２０を規定する。イルミネータは、従って、ビーム断面に所望の均一性及び強度分布を有する、調整された放射ビームＰＢを提供する。

図１ではイルミネータＩＬの一部として示されているが、ある実施形態ではレチクルマスキングシステムおよびＲＥＭＡレンズの一方または両方がイルミネータＩＬから分離していると見なしてもよい。さらに、本明細書では「レンズ」という用語が用いられるが、ＲＥＭＡレンズは複数のレンズ、ミラー等を含む複数の光学素子を備えてもよいことを理解されたい。

放射ビームＰＢは、支持構造ＭＴに保持されるパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射する。特に、放射ビームＰＢは、照明フィールド２０を規定する（図２に模式的に示す）。パターニングデバイスＭＡを横切った後、ビームＰＢは、投影レンズＰＬを通過する。投影レンズＰＬは放射ビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃに焦点合わせする。基板Ｗの照射部分は、イメージフィールドと称されてもよい。第２位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計）を用いることにより、例えばビームＰＢの経路に異なる目標部分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。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび他の位置センサ（図１には図示せず）を用いることにより、例えばマスクライブラリからのマスクの機械的交換後や露光走査中に、ビームＰＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの移動は、位置決め装置ＰＭおよびＰＷの一部を構成する、ロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）を用いて実現される。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１，Ｍ２および基板アライメントマークＰ１，Ｐ２を用いて位置合わせされてよい。

ビームＰＢに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間（すなわち単一動的露光の間）、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して（図１に図示される空間軸のＸ方向に）走査される。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＬの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。露光フィールドの最大サイズが単一動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。

一実施形態において、ＲＥＭＡレンズのそれぞれ及び投影系ＰＬによって与えられる倍率は、ＲＥＭＡレンズと投影系ＰＬの組み合わせにより適用される全体的な倍率が一定のままとなるように修正される。例えば、ＲＥＭＡレンズが対物面１０を結像する倍率の合計は、既存のＲＥＭＡレンズと比較して１／２にされてよい。

一例として、リソグラフィ装置のＲＥＭＡレンズが１倍の倍率を提供する（すなわち放射ビームＰＢの像のサイズを増減させない）場合、ＲＥＭＡレンズにより提供される倍率は半分にされてよい。すなわち、リソグラフィ装置が１倍の倍率を有するＲＥＭＡレンズを備える場合、修正ＲＥＭＡレンズは０．５倍の倍率を提供してよい。すなわち、修正ＲＥＭＡレンズは、放射ビームＰＢの断面積を１／２にするよう構成されてよい。この実施例では、レチクルマスキングシステムＲＭＳが非走査方向（図１で与えられる空間軸のＹ方向）にＡの寸法を有し且つ走査方向（図１で与えられる空間軸のＸ方向）にＢの寸法を有するＲＥＭＡレンズに矩形の放射ビームを与えるよう構成されると仮定すると、ＲＥＭＡレンズにより与えられる照明フィールド２０は、パターニングデバイスＭＡにおいて、非走査方向にＡ／２の寸法を有し、走査方向にＢ／２の寸法を有する。

投影系ＰＬにより提供される倍率もまた修正される。特に、投影系ＰＬにより提供される倍率は、対物面１０と基板Ｗ上のイメージフィールドとの間のレーザビームＰＢの全体的な倍率のレベルを同じに保つように修正される。従って、ＲＥＭＡレンズにより提供される倍率が１／２に低下する上記実施例では、投影系ＰＬの倍率は２倍にされる。例えば、元の投影系ＰＬが０．２５倍の倍率を提供するよう構成されている場合、修正された投影系ＰＬは、０．５倍の倍率を提供するよう構成される。すなわち、修正された投影レンズＰＬは、ＲＥＭＡレンズから受ける放射ビームＰＢの断面積を１／２にするよう構成される。

これは、多くの場合０．２５倍の倍率を提供するよう構成される従来の投影レンズとは対称的である。０．２５倍の倍率を提供することは複雑であり、従ってコストのかかる投影レンズ構成を必要とする。しかしながら、本明細書に記載の実施形態では、ＲＥＭＡレンズにより提供される倍率が半分にされるので、対物面１０と基板Ｗ上のイメージフィールドとの間の０．２５倍の総合倍率が比較的簡単な投影系ＰＬで達成される。

比較の目的のために、図１の実施形態により提供される照明フィールドと従来のリソグラフィ装置により提供される照明フィールドが図２のパターニングデバイス２１上に模式的に図示されている。一般的にパターニングデバイス（例えばマスク、レチクル）は、リソグラフィ装置内でのパターニングデバイスの受け取りを可能とする標準的なサイズである。従来のＲＥＭＡレンズにより作られる照明フィールド２２は、非走査方向にサイズＡおよび走査方向にサイズＢを有する。支持構造ＭＴの走査により、照明フィールド２２は、非走査方向にサイズＡおよび走査方向にサイズＣを有する１つのパターン形成領域２３（基板の目標部分上に結像されるパターンを備える）にわたって走査される。このように、照明フィールド２２は、パターン形成領域２３を各走査パスで一度に横断する。

また、図１のイルミネータＩＬにより提供される照明フィールド２０が図示されている。イルミネータＩＬは、ＲＥＭＡレンズで受けるレチクルマスキングシステムＲＭＳからの放射ビームに対して２倍の縮小倍率を適用するよう構成されたＲＥＭＡレンズを備える。照明フィールド２０は、非走査方向にサイズＡ／２および走査方向にサイズＢ／２を有する。支持構造ＭＴの移動により、照明フィールド２０は２つのパターン形成領域２４，２５にわたって１つの走査パスで走査される。当然のことながら、照明フィールド２０が半分のサイズなので、パターン形成領域２４，２５のぞれぞれのフィーチャは、走査方向および非走査方向の両方において１つのパターン形成領域２３のフィーチャの半分のサイズである。

このように、半分の速度の走査パスに対して、図１のイルミネータＩＬは、パターニングデバイスＭＡのパターン形成領域２４，２５の１つを従来のリソグラフィ装置が１つのパターン形成領域２３を走査するのにかかるのと同じ時間で走査できる。

さらに、第１パターン形成領域２４を走査すると、イルミネータＩＬは、ステップ動作を行うことなく、すぐに別のパターン形成領域２５の走査に向かうことができる。このようにして、ステップ動作の数（従って合計ステップ時間）は１／２に減少する。このようにして、支持構造の走査速度の低下にもかかわらず、リソグラフィ装置のスループットが増大する。

さらに、支持構造の速度を１／２に低下させることにより、走査の間により低い支持構造の加速（および減速）が必要とされる。より低い加速は、走査の間、特に方向変化の間のパターニングデバイスの滑りを防止するのに役立つ。

さらに、投影レンズＰＬおよびＲＥＭＡレンズにより提供される倍率を逆に修正することにより、基板Ｗのイメージフィールドのサイズは同じままである。このようにして、基板およびダイの標準的なサイズが利用されてもよい。例えば、基板上のダイは一般に２６ｍｍ×３３ｍｍである。

当然のことながら、従来のリソグラフィ装置においては、投影レンズが０．２５倍の倍率を提供するよう構成されている場合、支持構造ＭＴは、基板テーブルＭＴの走査速度より４倍大きい走査速度で走査される。図１の実施形態（ＲＥＭＡレンズの倍率が半分）では、支持構造ＭＴは基板テーブルＷＴの速度の２倍で走査されれば十分である。このように、縮小投影レンズＰＬと組み合わせて縮小ＲＥＭＡレンズを設けることにより、ステップ時間が減少するため、高いスループット（例えば所定時間内にパターニングされるダイの数）を達成しつつ、支持構造ＭＴの走査速度を低下させることが可能となる。

再度図２に戻る。規定の走査周期でパターン形成領域２３にわたって照明フィールド２２を走査するために走査速度Ｖを用いる場合、同じ走査周期でパターン形成領域２４，２５の１つにわたって照明フィールド２０を走査するために走査速度Ｖ／２が用いられてよい。支持構造ＭＴの走査速度を低下させることにより、より簡素化され、従ってより安価なパターニングデバイス走査システムが使用される。

加えて、スループットの更なる増大は、支持構造ＭＴの走査速度を維持し且つ基板テーブルＷＴの走査速度を２倍に高めることにより達成される。このようにして、従来のリソグラフィ装置で１つのパターン形成領域２３を走査するのにかかる時間で２つのパターン形成領域２４，２５を走査することができる。従ってこの場合、スループット改善は、各パターン形成領域の増大した走査速度およびステップ時間の減少の両方に起因する。

さらに、対応した縮小倍率を有するＲＥＭＡレンズとの増大した倍率の組み合わせを投影レンズＰＬに与えることにより、ＲＥＭＡレンズの上流のリソグラフィ装置の構成要素を変更することなく、上述したコスト、複雑さおよびスループットの改善が達成される。すなわち、例えば、光源ＳＯ、ビーム搬送系ＢＤ、調整機構ＡＭおよびレチクルマスキングシステムＲＭＳは、全て標準構成であってよい（例えば標準ＲＥＭＡレンズおよび標準の０．２５倍の投影レンズとともに使用するかのように構成される）。このように、
ＲＥＭＡレンズの上流の構成要素を置換することなく、例えばより高いスループットのために、既存のリソグラフィ装置を比較的容易に改良することができる。

上記実施例は、０．５倍の倍率を提供する投影系ＰＬとともに０．５倍の倍率を提供するＲＥＭＡレンズをリソグラフィ装置に提供するために、０．２５倍の倍率を提供する投影系ＰＬと組み合わせて等倍（１倍の倍率）を提供するＲＥＭＡレンズを有するリソグラフィ装置を修正することに関係しているが、別のリソグラフィ装置は異なる倍率を提供するＲＥＭＡレンズおよび投影系を備えることを理解されたい。等倍のＲＥＭＡレンズを備えるリソグラフィ装置は、液浸リソグラフィ装置として一般に知られているものであってよい。一実施形態では、従って、０．５倍の倍率を有するＲＥＭＡレンズおよび０．５倍の倍率を有する投影系を有する液浸リソグラフィ装置が提供される。

例えば、ある実施形態では、リソグラフィ装置（例えば「ドライ」または非液浸装置）は、０．２５倍の倍率を提供する投影系ＰＬと組み合わせて、３倍から４倍の倍率を有するＲＥＭＡレンズを備えてもよい。一実施形態では、従って、１．５倍から２倍の倍率を有するＲＥＭＡレンズと０．５倍の倍率を有する投影系ＰＬを備えるリソグラフィ装置が提供されてもよい。

より一般的には、レチクルマスキングシステムＲＭＳと基板Ｗとの間で所望の総合（縮小）倍率が提供されるように、ＲＥＭＡレンズは第１の非等倍率を提供してよく、投影系ＰＬは第２の非等倍率を提供してよい。このようにして、ＲＥＭＡレンズの上流の構成要素を変更することなく、所望のサイズを有するイメージフィールドが得られる。

加えて、上記の実施形態は、ＲＥＭＡレンズにより提供される倍率を１／２にすると同時に投影レンズＰＬにより提供される倍率を２倍にすることに関するが、ＲＥＭＡレンズおよび投影系のそれぞれにより提供される倍率は、対物面１０と基板Ｗ上の像との間の全体的な倍率を同じに保ちながら、異なる量だけ変更されてよい。例えば、レチクルマスキングシステムＲＭＳと基板Ｗとの間の０．２５倍の総合縮小倍率を維持しながら、ＲＥＭＡレンズにより提供される倍率を１／３に（例えば１倍から０．３３倍に）し、一方で投影系ＰＬにより提供される倍率を３倍にしてもよい。

従って、より一般的には、ＲＥＭＡレンズにより提供される倍率を第１係数分の１にして、一方で投影系ＰＬにより提供される倍率を第１係数倍にしてよい。

図３は、基板の２つの回転された目標部分上への露光のために「回転された」パターン形成領域の走査を可能とするよう第１係数が選択された一実施形態を示す。図３の例では、元のＲＥＭＡレンズは１倍の倍率を提供し、一方で元の投影系ＰＬが０．２５倍の倍率を提供することが仮定されている。基板上に回転された目標部分を提供するために、基板は、基板テーブルＷＴに搭載される前に回転される。

図３Ａを参照すると、パターニングデバイス５０は、２つのパターン形成領域５１，５２を備える。パターニングデバイス５０は、非走査方向に寸法Ａおよび走査方向（図３のページの上下）に寸法Ｃを有する。しかしながら、各パターン形成領域５１，５２は、おおよそ走査方向にＡ／１．６および非走査方向（図３の左右）にＣ／１．６の領域を占めている。例えば、レチクルマスキングシステムＲＭＳが寸法Ａ＝１０４ｍｍおよびＢ＝１３２ｍｍの対物面１０を提供する場合、各パターン形成領域５１，５２は、おおよそ走査方向に６５ｍｍおよび非走査方向に８２．５ｍｍの寸法を有する。この実施形態は、０．３９倍の倍率を有する投影レンズＰＬを用いてもよい。

ＲＥＭＡレンズおよび投影系ＰＬにより提供される倍率は、各目標領域に対して、非走査方向にＣ／４および走査方向にＡ／４の領域が走査されるような基板におけるイメージフィールドを提供するよう修正される。従って、上記実施例の寸法を用いることにより、修正された投影系ＰＬは、基板において非走査方向に３３ｍｍのイメージフィールドを提供する。

当然のことながら、基板におけるイメージフィールドとして０．２５倍の結合倍率を提供する元のＲＥＭＡレンズおよび元の投影系ＰＬが非走査方向で７ｍｍ増大する場合、ＲＥＭＡレンズおよび投影系ＰＬの結合倍率は増大する（約１．２７倍）。

図３Ｂは、基板の３つの回転された目標部分に露光するために、３つの回転されたパターン形成領域の走査を可能とするよう第１係数が選択された類似の実施形態を示す。

図３Ｂを参照すると、パターニングデバイス６０は、３つのパターン形成領域６１，６２，６３を備える。パターニングデバイス６０は、非走査方向に寸法Ａおよび走査方向に寸法Ｃを有する。しかしながら、各パターン形成領域６１，６２，６３は、おおよそ走査方向にＡ／２．４および非走査方向にＣ／２．４の領域を占有する。例えば、レチクルマスキングシステムＲＭＳが寸法Ａ＝１０４ｍｍおよびＢ＝１３２ｍｍの対物面１０を提供する場合、各パターン形成領域６１，６２，６３は、おおよそ非走査方向に５５．８ｍｍおよび走査方向に４４ｍｍの寸法を有する。この実施例は、０．５９倍の倍率を有する投影レンズＰＬを用いてもよい。

ＲＥＭＡレンズおよび投影系ＰＬにより提供される倍率は、各目標領域に対して、非走査方向にＣ／４および走査方向にＡ／４の領域が走査されるような基板におけるイメージフィールドを提供するよう修正される。従って、上記実施例の寸法を用いることにより、修正された投影系ＰＬは、非走査方向に３３ｍｍの基板におけるイメージフィールドを提供する。

図３Ａの実施例に示されるように、 当然のことながら、基板におけるイメージフィールドとして０．２５倍の結合倍率を提供する元のＲＥＭＡレンズおよび元の投影系ＰＬが非走査方向で７ｍｍ増大する場合、ＲＥＭＡレンズおよび投影系ＰＬの結合倍率は増大する（約１．２７倍）

加えて、上述の実施形態では、ＲＥＭＡレンズと投影系の両方が非等倍率（１倍ではない倍率）を提供しているが、ある実施形態では、投影系は１倍の倍率を提供するよう構成される。例えば、０．２５倍の倍率を提供する投影系ＰＬにおいては、投影系ＰＬによって提供される倍率が１倍となるように、第１係数は４であってよい。これにより、特に簡素な投影レンズ構成を用いることが可能となる。さらに、投影レンズがレーザビームＰＢに縮小倍率を提供する場合、基板テーブルＷＴは支持構造ＭＴと同じ速度で走査されてよい。

上記の実施形態では、既存のリソグラフィ装置が修正される（例えば改造される）。例えば、ＲＥＭＡレンズの倍率を減らすことが記載されている場合、このような減少は、既存のリソグラフィ装置内でＲＥＭＡレンズを修正または置換することにより達成されてよい。他の実施形態は、所望の倍率特性を既に有するＲＥＭＡレンズおよび投影系で作られるリソグラフィ装置を備える。例えば、ある実施形態では、０．５倍の倍率を提供するＲＥＭＡレンズと０．５倍の倍率を提供する投影系とを有するリソグラフィ装置が作られてもよい。加えて、他の光学コラムの部品（レチクスマスキングシステム等）が再生されるので、新しいリソグラフィ装置の製造が促進される。

本明細書ではリソグラフィ装置の文脈において本発明の実施形態に対して特定の言及がなされているが、本発明は他の装置に使用されてもよい。本発明は、マスク検査装置、計測装置、またはウェハ（または他の基板）やマスク（または他のパターニングデバイス）などの物体を測定または処理する任意の装置の一部を形成してもよい。これらの装置は、一般的にリソグラフィツールと称されてもよい。このようなリソグラフィツールは、真空条件または環境（非真空）条件を用いてもよい。

ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について本文書において特に言及をしてきたが、本明細書で述べたリソグラフィ装置は、他の応用形態も有していることを理解すべきである。可能性のある他の応用形態は、集積された光学システム、磁気領域メモリ用の誘導及び検出パターン（guidance and detection pattern）、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造を含む。

本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施形態は、また、１つ以上のプロセッサにより読み込まれ、実行されるコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されたインストラクションとして実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、機械により読み取り可能な形式の情報を記憶または伝送するメカニズムを含んでもよい（例えば、コンピュータデバイス）。例えば、コンピュータ読み取り可能媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）；ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）；磁気ディスク記憶媒体；光記憶媒体；フラッシュメモリ装置；電気的、光学的、音響的またはその他の形式の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、およびその他を含んでもよい。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションは、特定の動作を実行できるものとして、ここで説明されてもよい。しかしながら、このような説明は、単に便宜上のためだけであり、このような動作は、実際は、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションなどを実行するコンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、その他のデバイスによって生じるものであると理解すべきである。

本発明の特定の実施形態が上述されたが、説明したもの以外の態様で本発明が実施されてもよい。上述の説明は例示であり限定することを意図していない。よって、当業者であれば以下に述べる請求項の範囲から逸脱することなく本発明の変形例を実施することが可能であろう。

Claims (11)

1. 放射ビームを提供する照明系と、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン形成放射ビームを提供するパターニングデバイスを支持する、前記照明系の下流の支持構造と、放射ビームを第１倍率で前記パターニングデバイスに投影する第１レンズと、基板を保持する、前記支持構造の下流の基板テーブルと、パターン形成放射ビームを第２倍率で前記基板の目標部分に投影する第１投影系とを備え、前記第１レンズと前記第１投影系とが共同で第３倍率を提供するリソグラフィ装置を修正する方法であって、
   前記第１レンズにより提供される第１倍率を第１係数分の１にして、放射ビームを投影する第２レンズに第４倍率を提供することと、
   第２倍率を第１係数倍にして、パターン形成放射ビームを前記基板の目標部分に投影する第２投影系に第５倍率を提供することと、
   を備える方法。
2. 前記第１レンズは、１倍から４倍の倍率を提供するよう構成され、第１係数は、１より大きく且つ４以下である、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１投影系は、０．２５倍の倍率を提供するよう構成され、第１係数は、１より大きく且つ４以下である、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第１レンズは、１倍の倍率を提供するよう構成され、前記第１投影系は、０．２５倍の倍率を提供するよう構成され、
   前記第２レンズが０．５倍の倍率を提供するよう構成され、且つ前記第２投影系が０．５倍の倍率を提供するよう構成されるように、第１係数は２である、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記第１レンズおよび前記第１投影系は、共同して、パターン形成放射ビームを目標部分においてリソグラフィ装置の非走査方向で実質的に２５ｍｍから２７ｍｍのサイズにするよう構成され、前記第２レンズおよび前記第２投影系は、共同して、パターン形成放射ビームを目標部分においてリソグラフィ装置の非走査方向で実質的に２５ｍｍから３４ｍｍのサイズにするよう構成される、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. リソグラフィ装置は、１つの走査動作中に基板の１つの目標領域を横切って放射ビームを走査するよう構成され、修正されたリソグラフィ装置は、１つの走査動作の間に基板の少なくとも２つの目標領域を横切って放射ビームを走査するよう構成される、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. リソグラフィ装置は、第１速度でパターニングデバイスの表面を横切って放射ビームを走査し、且つ第２速度で基板の目標部分を横切ってパターン形成放射ビームを走査するよう構成され、第１速度を第１係数分の１にすることを備える、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. 修正されたリソグラフィ装置は、１つの走査動作中にパターニングデバイスの少なくとも第１および第２のパターン形成領域を横切って放射ビームを走査するよう構成され、第１および第２のパターン形成領域は修正されたリソグラフィ装置の走査方向に互いに隣接して配置される、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
9. 前記第２レンズおよび前記第２投影系は共同で第３倍率を提供する、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. 前記第２レンズおよび前記第２投影系は共同で第３倍率よりも大きい第６倍率を提供する、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
11. 第６倍率は、第３倍率よりも大きい約１．２７倍である、請求項１０に記載の方法。

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