JPH02229423A - 走査及びリピート高解像度投影リソグラフィー装置 - Google Patents

走査及びリピート高解像度投影リソグラフィー装置

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JPH02229423A
JPH02229423A JP1259876A JP25987689A JPH02229423A JP H02229423 A JPH02229423 A JP H02229423A JP 1259876 A JP1259876 A JP 1259876A JP 25987689 A JP25987689 A JP 25987689A JP H02229423 A JPH02229423 A JP H02229423A
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利川分野］ 本発明はパターンをイメージング１るリソグラフイーシ
ステムに濁し、より詳細には隣接走査により高速でイメ
ージング光学系の最大フィールドよりも実質的に大きい
イメージフィールドにわたってマスクから基板上へ高解
像度の精密なイメージを生成ずる相補エッジ照射を特徴
とずる走査及びリピートシステムを有するリソグラフイ
法及び装置に関する。
［従来の技術１ リソグラフイシステムは集積回路チップ及び電子回路板
の製造に広範に使用されている。このようなシステムは
代表的に高強度ランプやレーザーや他の放射源等の主露
光源と、マスク及び基板位置決めシステムと、マスク上
に存在するイメージを基板上へ照射する投影システムと
、制葬システムを含んでいる。その意図は代表的に放射
感知材層を被覆したウエハーを照射して所望の回路パタ
ーンを生成し、後者を別の工程で金属化その他により活
性化することである。照射は紫外線や？ｉＩ視光線やＸ
ａもしくは電子ビーム等の放射により行うことができる
。目標領域を選択的に照射して特定パターンを活性化す
るのが希望するところである。代表的に集積回路チップ
は製造中にさまざまな照射ステップ及び物理的処理ステ
ップに通される。
チップに対ずるより大きいメモリ及び処理能力の要求が
高まるにつれ、チップ上の個別ビットのデイメンジョン
は次第に小さくなる。これにより、これらのパターンを
イメージングするのに使用するリソグラフィ装置はよす
まず高解像度が要求される。同時に、チップの物理的サ
イズが大きくなると大きなイメージフィールドにわたっ
て高解像度が要求される。
高解像度を達成する従来技術の方法は、ウエハートに再
生した時にマスク上のパターンが５〜１０分の１に縮小
される縮小光学イメージング装置を使用することである
。このような縮小シスデムは限定されたイメージフィー
ルドに対してしか高解像度を発揮できないため、露光１
域は、およそ１α２の、ワンチップサイズに限定される
。チップを露光して次のチップへ進み、この工程を繰り
返すことによりウエハー全体が処理される。ステップ及
びリピートシステムとして知られるこれらの従来技術の
機械では、限定性能能カは代表的に多数の個別レンズエ
レメントからなる縮小投影レンズ組立体により決定され
る。解像度要求が高まると、このレンズのデデインの複
雑度が増す。さらに、レンズが高解像度に設計されてお
れば、代表的にそのイメージフィールドが縮小する。高
解像度で大フィールドサイズのレンズを設計して組み立
てるのは非常に難しいことである。
従来技術のもう一つの方法は１：１゜の拡大率を有する
イメージングシステムを使用することであり、ここでは
長くて狭い曲ったスリットを通してウエハーが露光され
、ウエハー全体へのイメージングはこの長くて狭いスリ
ットにわたって一度全ウエハーを走査１ることにより行
われる。このようなシステムは大ぎなチップを露光する
ことができるが、卯口数が小さいためにその解ｆ装置度
能力はきびし＜　ＤＩ約される。さらに、デバイスの解
像度条件はサブミクロンディメンジョン、特に０．　５
ミクロン以下、に縮まるため、このような走査システム
はさらに製造されるデバイスと同じ高解像度のマスクを
必要とする困難を伴う。従って、このようなシステムは
サプミクロンディメンジョンの１！積回路の製造にはあ
まり使用されない。
大きなイメージフィールドを得るもう一つの従来技術は
１：１の拡大率を有するワインーディソンデザインとし
て知られるイメージングシステムを使用することである
。拡大率が１：１であるために、このようなシステムは
大きなチップを露光することができるが、上記したのと
同じ、すなわち、マスク条件がさらに困難となるために
解像度能力がきびしく制限されるという、欠点を伴う。
電子ビーム照射を使用した従来技術のりソグラフィ法は
ピットバイビット直描工程によるフォーカスド電子ビー
ム、もしくは１：１ステンシルマスクを介したシャドー
投影を使用している。これらのシステムは、それぞれ、
低露光速度及びｌ１雑で困難なマスク技術の欠点を伴う
。従来技術のＸ線リソグラフィシステムも同様に１＝１
メンブレンマスクを介してシャドープリンナイグを使用
しており、前記したように、１：１パターニング及び困
難なマスク条件による同じ欠点を伴う。
前記従来技術の制約という観点から、優れた解一度、高
露光速度及び大きく拡張されたフィールドサイズを提供
するりソグラフィシステムを開発するという重要なニー
ズがある。
本発明の目的は処理の高スルーブット率だけでなく、高
解像度能力及び大きなイメージフィールドサイズを提供
して、半導体ウエハー等の基板上へ高解像度マスクの精
密なイメージを生成するりソグラフイシステムを提供す
ることである。
本発明の特徴はあるフィールド上にマスクイメージを生
成し、次に前記フィールドにわたって基板及びマスクを
同時に走査し、次に基板を横方向に移動させて新しい走
査領域を露光し、次に走査を数回繰り返して基板全体を
露光する、ここで走査及びリピート′機構と呼ぶ機構で
ある。
本発明のもう一つの特徴は六角形イメージフィールドを
提供し、この六角形フィールドにわたって走査すること
である。
本発明のもう一つの特徴は隣接する走査間の重畳領域内
で相補露光を行い、走査間で異って露光される基板領域
のシーム特性が完全になくなり、基板全体にわたって、
与えられる照射露光量が均一になることである。
本発明のもう一つの特徴はマスクを周期的にリセットし
てマスクが多数のチップフィールドを含みしかも不当に
大きなサイズとならないようにする機構である。
本発明のさらにもう一つの特徴は定露光間及び正確な位
ｍ制御により基板を増分走査して、所定間隔で頻繁に基
板をマスクに対して再見当合せすることを著しく容易に
なる帰還制御システムである。
本発明の利点はそのイメージング光学系の無歪フィール
ドサイズよりも著しく大きなイメージフィールドにわた
って高解像度を得る能力と結合されたその轟速度であり
、かなり大きなデイメンジョンの集積回路チップを高ス
ルーブツドで製造することができる。
［実施例］ 本発明により、次の全ての特性、ずなわち（ａ）．基板
上にマスクパターンのイメージを生成する際に高解ｇｌ
ｉ度が可能である、（ｂ）．大きな有効イメージフィー
ルドを有する、（ｃ）．高スループットレートで基板を
露光する、をｈするリソグラフィーシステムを得ること
ができる。これらの特性を達成？る装置は横方向に走査
及び移動可能な基板ステージと、走査及びリセットする
ことができ基板ステージと機能的に接続されたマスクス
テージと、照射システムと、投影レンズ組立体と、制御
システムを含んでいる。
第１図に＠置の基本的太東を示す。感光＠層を塗布した
半導体ウエハー等の基板１０Ｉｆｉ球板スデージ１２内
に堅固に付着されている。Ｍ根１０上にイメージざれる
高解像度パターンを含むマスク１４がマスクステージ１
６内に堅固に付着されている。基板ステージ１２及びマ
スクステージ１６共に精密移動可能であり、その詳細に
ついては後記する。マスク１４は照ｔＡＩＲシス１ム２
０、リレーレンズ２２及び前面４５゜ミラー等のビーム
ステアリング手段２４からなる照射システム１８からの
放射が照射される。照朗源システム２０はその有効放出
而２１が正六角形となるようにされている。リレーレン
ズ２２は六角形有効ソース面２１からの放射をある開口
数ＮＡ，へ集め、それをある倍率及び問口数Ｎ−Ａ■で
マスク１４上へイメージする。いくつかの個別レンズエ
レメント２８からなる投影レンズ組立体２６はマスクＬ
の六角形照射領域内の高解像度精密イメージを、ある縮
小率Ｍで、基板１０上へ形成する。投影レンズ組立体２
６はマスク側の開口数ＮＡ，及び基板側開口数ＮＡ　　
を有している。ＮＡｗはりソグラフイＷ システムの解像度条件により決定され、ＮＡｌはＮＡ　
　に対してＮＡ，＝ＮＡ，／Ｍの関係にある。
Ｗ 投影レンズ組立体２６はできるだけ大ぎな円型イメージ
に対して設計されており〈第２図の符＠３１参照）、基
板上の露光領域は而記円型フィールド内に描画すること
のできる最大正六角形（第２図に符号３２で示す）とし
て定義される。
第１図に戻って、基板ステージ１２はＭ板１０をその六
角形露光領域にわたって走査し、同時にマスクステージ
１６がその六角形照射領域にわたってマスク１４を走査
し、走査方向の基板長をカバーする。このような走査中
に、マスクステージ１６はマスクをその元の位置へ数回
リヒットする。
基板長にわたる走査が完了した模、基板ステージ１２は
基板１０を走査方向と直角な方向へここで“有効走査幅
″′と呼ぶ量だけ移動させる。基板のこのような横方向
移動に続いて、基板とマスクステージの前記したのと同
じ精密な移動により新しい走査が発生する。有効走査幅
及び照射源システムは、組合せると、一つの走査から隣
接する次の走査へ、完全にシームレスで強度の不均性の
ない遷移を行うような特性を有して設計されている。
走査及びリピート′機構と畔ばれる前記露光工程は基板
全体が所望数のパターンで露光されるまで繰り返される
。次に前記走査、ステップ、リレット、及びリピート運
動について説明する。ｕ１御システム３０が照射システ
ム１８、マスクステージ１６、投影レンズ組立体２６及
び基板ステージ１２に機能的に接続されて、マスク及び
基板ステージが投影レンズ組立体に対して適切にアライ
ンされ、マスク及び基板ステージが所望の同装置で走査
及びリピート運動を行い、基板全体の露光を通して照射
システムが所望の照射特性を維持することを保証する。
次に、第３図を参照として、シームレス逍畳六角形走査
機構について説明する。ａ−ｂ−ｇ−ｊ−ｈ−ｃで示す
正六角形３６は任意の時点における基板上の照射領域を
表わす。基板はこの照射領域にわたって右から左へ走査
される。照射ビーム《第１図の符号２９》自体は投影レ
ンズ組立体《第１図の符＠２６》と同様に静止している
のが重要な点である。従って、図解の都合上、ビームを
横切る基板の移動は、静止基板を横切る六角形照射領域
の、左から右への、走査として有効に示すことができる
。これを第３図に走査１として示す。六角形３６の方位
はその一片、例えばｂ−ｇ、が走査方向に直角とされて
いる。
次の走査を発生するために、最初に基板が走査方向と直
角な方向へ Ｗ−１．５Ｊｈ， で定まる距離Ｗだけ移動し、ここに１ｈは六角形の各辺
の長さである。［Ｗは有効走査幅であることについては
後記する］基板に対する照射領域のこの新しい位置はｄ
−ｅ−ｎ−ｍ−ｋ　−　ｒで示ず符号３８である。次に
、走査１の発生と同じ方法で六角形照射領域３８を横切
して基板を走査することにより符号３９に示す走査２が
発生する。
次に、ここに記載する走査及びリピート機構、すなわち
隣接走査Ｉｌｌのシームレス重畳領域、の重要な局面に
ついて説明する。最初に非重畳領域を示す。走査１にお
いて、六角形３６の矩形部により撞引される領域は走査
２のいかなる部分ともｗ畳しない。同様に、走査２にお
いて、六角形３８の矩形部ｅ−ｆ−ｋ−ｎにより抑引さ
れる領域は走査１のいかなる部分と６重畳しない。しか
しながら、走査１において六角形３６の三角形セグメン
トのａ−ｂ　−　ｃにより痛引される領域は六角形３８
の三角形セグメントｄ−ｅ−ｆにより再撞引される。次
に、ル畳領域内に受け入れられる累積露光量は非重畳領
域内の吊と同じであり、走査１から走査゛２への遷移は
不均一露光量シームレスである。
第４図を参照として、基板の非重畳走査領域内の長さ！
。（ｃＪＩ）、幅δ（α）の綱片４ｏ状の六角形セグメ
ン１・３６を考える。Ｉ　ｏ　　（　ＴｒＬ　Ｗ　／　
ｃｐｓ　　）を入射ビームの強度、ＶＸ　　（Ｑｌ／秒
）を走査速度、ｔ　《秒》を基板が距離！。を移動する
のに要する時間とする。明らかに、ｔ　　＝１　　／Ｖ
ｘである。基板の細片４０が受容する露光ｆｆｉＤｏ　
（ＴｒＬＪ／α２》は次式で与えられる。
Ｄ　　＝Ｉ　　ｔ　　−１。！ｏ／Ｖｘ０　　　　　０
　　　〇 一Ｆ丁■。！，／Ｖｘ． 次に、ｂ−ｃからｙの距離、ずなわち頂点ａから＊ｈ／
２ｙの距離で走査方向に平行で幅δの細片４２を考える
。細片４２の長さは次式で与えられ、 １　　＝２８《り／２−ｙ）， ｙ１ 従って、基板が長さｌ，１を走査するのに要する閃問は
次式で表わされる。
ｔ１−１，／Ｖｘ −２　（’Ｊ＜１ｈ／２−Ｖ）／Ｖｘ．従って、細片４
２により走査される基板領域内に受容される社は次式で
表わされる。
Ｄ，＝Ｉｏｔｔ −２Ｊ″？Ｊ＜１ｈ／２−ｙ）Ｉｏ／Ｖｘ．次に、六角
形３８により行なわれる走査を調べる。
細片４２により走査される領域と重畳する領域を走査す
る六角形３８のセグメントは細片４４であり、その幅は
δ、長さは次式で表わされる。
１　ｙ２　ｍ　２　ａｙ　． 長さＩＶ２に対応する走査時間は次式で表わされる。
ｔ　　＝１，／Ｖ，＝２　（ＫＶ／Ｖｘ，従って、細片
４４により走査される基板領域内に受容される唖は次式
で表される。
Ｄ　　＝Ｉｏｔ２＝２Ｊ″？Ｊｙｌｏ／Ｖｘ．従って、
重骨領域内の累積量は次式で表わされ、Ｄ＝Ｄ，＋０２ ＝２−ｒＴｒ（Ｊｈ／２−ｙ）ｌｏ／Ｖｘ＋２　ｆｌｙ
　Ｉｏ／ＶＸ， すなわち、Ｄ−　（Ｍｌ，Ｉ。／Ｖｘ＝Ｄｏ．従って、
基板の重畳領域内の扛息の点で受容される総露光ａは非
重畳領域内で受容される量と同じである。さらに、（ａ
）．六角形３６．３８により与えられる川は重畳領域内
で両方向に漸減し、（ｂ）．司はそれぞれ頂点ａ，ｄに
おいてゼロへ漸減するため、全体露光はシームレスであ
る。
前記説明において、基板の露光範囲に不連続性はないが
、Ｎ走査により露光される基板の《走査方向と直角方向
の》総幅はＮｗであるという感覚で、有効走査幅の定義
可能なパラメータがある。
前記走査及びリピート機構は全操作が同じ方向となるよ
うな設計とされている。従って、各走査に対して基板は
右から左へ移動し、このような走査の終りに開始位置へ
戻り、走査方向と直角な方向へ距離Ｗだけ移動し、次の
走査に対して再び右から左へ移動する。第５図に示す実
施例において、走査方向は連続する各走査について右か
ら左及び左から右へと交番するようにされてＪ３り、各
走査の終りに基板は完了したばかりの走査の開始位置へ
戻ることなく、各走査の終りに直角方向へＷだけ移動す
る。従って、走査１　　５０は左から右へ進み、その終
りに基板は距離Ｗ５２だけ移動し、次に走査２　５４が
右から左へ行われ、その終りに基板は再び距離Ｗ５６だ
け移動し、次に走査３５８が左から右へ行われ、以下同
様に継続される。
第５図に示す機構の他の全ての詳細は第３図の場合と同
様である。
次に、マスクの移動について説明する。投影レンズの縮
小率はＭであるため、マスク上のパターンは基板上にイ
メージされるものよりもＭ倍大きい。基板がその上に集
積回路チップを形成する半導体ウエハーであれば、マス
ク上の各チップフィールドは括板上に形成されるチップ
よりもＭ倍大きい。さらに、基板が静止照射ビームを横
切走査すると、マスクは基板のＭ倍の速度で同時に走査
される。しかしながら、基板走査の全長にわたってマス
ク走査を中断せずに継続する場合には、マスクは恐しく
大きなサイズとしなければならず、例えば１　５．２４
ｃｍ（６インチ）径の半導体ウエハーと５の投影レンズ
縮小率に対して、マスクは少くとも７６．２１：装置（
３０インチ）でなければならず、これは実際的ではない
。この問題は次のようにして解消される。マスク《第６
図の符号６０》は扱い易いサイズ（例えば、２５．４ｍ
長）とされ、第６図の符号６２に示すように非常に少数
ｍ（例えば、ｍ−２）の完全なチップフィールドを含ん
でいる。マスク上のこれらのチップフィールドを横切す
る走査が完了すると、基板及びマスクステージが共に停
止する。（第７図の符号６６，，６８）。次に、マスク
ステージが元の位置ヘリセットされ、マスクと基板の同
時走査が再開され（第７図参照》、別のｍ個のチップが
イメージされ、その後マスクが再びリセットされる。こ
れは基板の長さにわたって走査が完了するまで繰り返さ
れる。次に、基板だけが走査方向と直角な方向へ有効走
査幅Ｗだけ移動し、前記工程は次の走査に対して反対方
向に実施される。前記したように、有効マスク走査幅は
マスクチップフィールドの幅を充分カバーするように設
計されているため、ｙ一方向、すなわち、走査方向と直
角な方向へのマスクの移動はない。走査幅よりも広いチ
ップフィールドを露光しなければならない場合には、マ
スクステージはｙ一方向へ移動するように設計ざれる。
マスク移動の基本的局面について説明してきたが、ｍ個
の完全なチップフィールドと共に、マスクはさらにパタ
ーン化された領域を有し、シームレス重畳走査原理によ
り必要な場合、六角形マスク照射領域内に含まれる全マ
スクエリアを基板上へイメージングできるようにしなけ
ればならないことを付記する。マスク上のこれらの付加
パターン化ｖ４ｍ　１．１　ｍ個の完全なチップフィー
ルド（第８Ａ図の符号７０）、２ｍ個の完全なチップフ
ィールド（第８Ｂ図の符号７２）、ｍ個の部分チップフ
ィールド（第８Ｃ図の符号７４）もしくは２ｍ個の部分
チップフィールド（第８Ｄ図の符号７６）の形状とする
ことができる。
次に、マスク及び基板ステージの移動の詳細について説
明する。実施例において、照射源システム（第１図の符
号２０）はレーザもしくはランプ等のパルス放射源を使
用している。このような状況において、基板及びマスク
ステージによる走査は多ステップ運動からなり、このよ
うな各ステップは照射源からのパルスの点火と同期化さ
れている。バルス繰返率をｆ（＋１２）とする。すると
、Ｖ　ｘ　　（　ｔｙｘ　／秒》の正味の基板ステージ
走査速度に対して、基板ステージの走査は、各々がｖｘ
／ｆ（ｃｍ）の、多ステップにより行われる。明らかに
、マスクステージステップはＭ倍人きい。マスクチップ
フィールドを横切するステツビングが完ｒずると、全て
の運動が停止し、マスクステージがリセットされ、工程
が前と同様に繰り返ざれる。ステージのこのような移動
システムは２つの利点を有している。第１に、照射源が
パルスを点火する場合のみステージがスデツブすること
を保証す゜る制御機構を設計することにより均一な露光
が得られる。第２に、基板及びマスクステージがステツ
プワイズに同期化されるため、任意所望の期間に正確な
アライメントが可能である。従って、チップごとにアラ
イメン１・を実施し、且つ走査方向に沿ったチップ長が
１ｃである場合には、照射源によりｉｃｆ／■８パルス
が点火されるたびもしくはステージがステップした後に
アライメントを行わなければならない。照射源がパルス
状ではなく連続的である場合には、マスク・一基板アラ
イメント工程は照！｝１源と閏達せず、独立に行なわれ
る。
最後に、前記実施例のバリエーションについて説明する
。′　２次元重畳走査′と呼ばれるこの実施例において
、マスク及び基板ステージの走査はｘ−方向及びｙ一方
向共同時に実施される。第９図を参照として、ｘ−方向
の走査は走査１　８０で左から右へ開始され、その方向
は走査１の終りに反転され、次に走査２　８２が右から
左へ実施され、走査３　８４が再び左から右へ、走査４
８６が右から左へ、というふうに行われる。各Ｘ走査の
幅を第９図にＷとして示し、これは単なる図解用であり
、照射領域が六角形で走査１と３（及び走査２と３）間
の垂畳が前と同様にシームレスであるため、Ｗは前記し
たように有効走査幅である。ｘ−方向の走査と同時に、
基板及びマスクはｙ一方向に連続的に走査される。ｙ一
走査速度は基板が一つの左から右への走査及び一つの右
から左への走査を完了づるのに要する時間中に、基板は
ｙ一方向に有効走査幅Ｗだけ移動するようにされている
。従って、■　及びＶ，がそれぞれＸ 基板のｘ−及びｙ一走査速度、１ｘが総走査艮、ｔ　及
びｔ，がそれぞれｘ−及びｙ一方向に良さＸ Ｉ８及びＷを走査する時間とすれば、１ｖ一２ｔｘであ
るため、ｖＶは次のようにｖｘと闇連ずけられる。
Ｖ，／Ｖｘ＝Ｗ／２Ｊｘ． マスクのｘ−及びｙ一走査速度はそれぞれＭｖＸ及びＭ
Ｖｙであり、Ｍは、前と同様に、投影レンズ組立体の縮
小率である。
本発明に従った実施例に進む前に、その重要な利点を要
約する。走査及びリピート機構により高解像度が得られ
るだけでなく、同じ投影レンズ組立体を使用した従来の
ステッパー型高解像度リソグラフィーシステムよりも遥
かに大きいチップを露光するこどができる。第２図を参
照として、直径２１ｈの円型フィールドサイズを有する
投影レンズ組立体を考える。従来技術のステッパーリソ
グラフイーシステムのレンズにより露光することがでぎ
るアスベクト比１：２《第２図の符号３４》の最大矩形
チップは 一１ ２Ｉ　　ｓｉｎ（ｔａｎ　　０．５）＝０．８９ｊｈｈ の幅を有している。これに較べ、ここに記載する走査及
びリピートシステムはマスクをｙ一方向に移動すること
な＜Ｗ＝１．５１ｈの幅のチップを露光することができ
る。走査及びリピートシステムがｙ一方向にマスクを移
動ずるように設計されておれば、基板幅と同幅のチップ
を露光することができる。
実施例の前記説明において、いくつかの個別レンズエレ
メントからなるレンズ組立体である屈折投影サブシステ
ムを考えた。別の実施例では、投影サブシステム内のい
くつかもしくは全ての光学要素を反射エレメント、例え
ば、誘電もしくは金属ミラーとすることができる。この
ような一つの実施例はある対象一イメージ比を有するよ
うに設計されｘ−線ミラーからなるｘ−線照射及びＸ線
投影サブシステムを使用することができる。木発明で説
明したような、相補更畳多角形露光によるシームレスａ
ｍ照射走査及びリピートリソグラフィーの概念は、さま
ざまな近接リソグラフィーシステム、すなわち投影サブ
システムがマスクと基板を分離するあるスベーシングか
らなり且つイメージ投影がシャドープリンテイングの形
状をとるシステムにも応用できる。例えば、本発明を採
用した走査及びリピートＸ線近接リソグラフィーシステ
ムは基板上へマスクパターンをシャドープリンテイング
するのに使用する多角形ＸＩｉＩビームを有することが
でき、マスクと基板は近接保持され本発明が教示するよ
うに隣接走査間で適切に重畳して同時に走査され基板の
均一なシームレス露光を生じる。また、多角形所而の電
子ビームを有し、マスク及び基板を同期走査し、重畳す
る隣接走査による相補露光を行うことにより近接プリン
テイングを使用した電子ビームリソグラフイシステムも
本発明の走査及びリピート概念を使用することができ、
基板全体にわたって均一なシームレス放射！！改を保証
する。同様に、本発明は走査及びリビート光学コンタク
トもしくは近接リソグラフイシステムにも応用すること
ができる。最後に、隣接走査による相補エツジ照射を行
う走査及びリピートリソグラフィーの概念は、多角形ビ
ームを基板上にフォーカスして基板を２次元移動させ塞
根上に所望パターンを生成するマスクレスリソグラフィ
ーシステムに応用することができる。
１１乙【込 本発明は次のステップを使用して、高解像度、大フィー
ルド、高速リソグラフィー走査及びリピートリソグラフ
ィーシステムを提供する方法を実施する。
１．基板を保持し、基板を一次元で走査することができ
、走査方向と直角な横方向に移動することができる基板
ステージを設ける。
２．　マスクを保持し、基板ステージと同じデイメンジ
ョンでマスクを走査することができるマスクステージを
設ける。
３．　ある縮小率Ｍを有し、所望の解像度を生じるよう
に設計され、基板上のチップの長さよりも小さいがチッ
プ幅よりは小さくない径の円型イメージフィールドサイ
ズを有する投影サブシステムを設ける。
４．　投影システムが要求する波長及び強度特性の放射
を生じ、円型イメージフィールド内に描画できる一辺が
ｉゎの正六角形の照射領域を基板上に生成する照射サブ
システムを設ける。
５．　ある数ｍの完全なパターン化チップフィールド及
びマスク上の六角形照射領域内に入る付加パターン化領
域を有するマスクを設ける。
６．　速度■８で基板の六角形基板照射領域を横切走査
し、同時に速度ＭＶｘでマスクを六角形マスク照射領域
を横切して平行方向に走杏ずる。
７．　　ｍｉｌのチップの露光完了時に基板及びマスク
走査を一時停止し、マスクステージをその開始位置ヘリ
セットし、基板及びマスクステージの走査を再開する。
８．Ｊｌ板幅を横切する走査完了時に基板及びマスクを
停止させ、走査方向と直角な方向に１．５１ｈに等しい
距離だけ基板を移動させ、ステップ６及び７の各方向と
反対方向に基板及びマスクステージの走査を再開する。
９．　ステップ６〜８の間に所望のチップ間隔で基板及
びマスクステージを７ラインする。
１０、基板全体の露光が完了するまでステップ６〜９を
繰り返す。
例 次に、本発明に従った走査及びリピートリソグラフィー
システムの一つの設計例を示す。第２図の符号３２に示
す基板上の六角形照ｃＦ１領域は投影レンズ組立体（第
１図の符号２６）の有効方形フィールドサイズ（第２図
の符号３３）の一辺の長さである（Ｔｔｈが１０．０Ｍ
となるようにされている。次に、正六角形の一辺の艮さ
１ｈは１０．０／ｆｆ厘−７．０７厘であり、投影レン
ズ組立体の円型イメージフィールドサイズ（第２図の符
号３１）は２１（，＝２Ｘ７．０７順＝１４．　　１ｍ
の径を有している。投影レンズ組立体の縮小率は５であ
る。マスク上の照射領域は一辺が５Ｘ７，０７ｍ＝３５
．４ｍの正六角形である。
基板ステージは２００Ｎ径半導体ウエハーを保持するよ
うに設計されている。基板ステージはｖｘ−１００Ｍ／
秒の速度でｘ−方向に走査する。
各ｘ−走査の長さは被走査基板のヒグメントにより決定
され、基板中心及びその付近の走査については基板径（
　２　０　０　ｔｍ　）に等しい。最初のｘ−走査（第
５図の符＠５０）の終りに、基板ステージは１．５ｊ！
ｈ＝１．５Ｘ７．０７ｍｇ＋＝１０．６ａｍとなるよう
に設計された、有効走査幅Ｗ（第５図の符号５２》に等
しい距離だけｙ一方向に移動する。Ｗ（＝１０．６ｍ）
だけｙ一移動した後、基板は負ｘ−方向（第５図の符号
５４）に走査し、その終りにさらに１０．６１ｍだけｙ
一移動を行い、且つさらにｘ−走査（第５図の符号５８
）がｘ−方向に量始される。この工程は完全な基板が走
査されるまで継続する。基板走査と同時に、マスクステ
ージは５■ｘ−５００装置装置／秒の速度で走査を行い
、基板ステージが方向反転する場合には常に方向反転す
る。
木例において、基板上の各チップフィールドは１０．６
ａｗ装置Ａ（有効走査幅Ｗと同じ》と２２．Ｏｍ長（第
７図参照）を有している。マスク上のチップフィールド
は５倍大きい、すなわち、５３．ＯｓＸ１　１　０．Ｏ
ｔｔｕａである。マスクブランクはおよそ１２５履幅、
２５０ｓＩ艮であり、第８Ａ図に示すように４つの完全
なチップフィールドがパターン化されている。基板上で
あれマスク上であれ、チツブフイ．−ルドの次元はカー
フ、すなわち隣接フィールド間のスベーシングを含むよ
うに定義されている。
マスクはｘ−方向のみに走査し、その走査長は２つのマ
スクチップフィールドの長さ（２２０Ｊ装置Ｎ＞である
。マスクが２２０＃の長さを走査した後、マスク及び基
板ステージが共に−時停止し、マスクステージは元の位
置（第７図参照）ヘリセットされ、マスクと基板の同期
走査が再開される。さらに２つのチップフィールドを走
査した後、マスクステージは再びリセットされ、前記工
程は基板全体の露光中継続される。
投影レンズ組立体は狭ライン周波数安定化クブトンフツ
化物（ＫｒＦ＞エキシマーレザー源からλ＝２４８．４
±０．００３ｎ−の波長で作動する設計とされている。
基板側の投影レンズ組立体の開口数はＮＡ　　＝０．４
６であり、 Ｗ Ｒ＝ｋλ／ＮＡ， を使用して０．３５の解像度値Ｒを与えるように設計さ
れ、ここでｋの値は０．６５とざれている。
縮小率Ｍ＝５であると、マスク側の投影レンズ組立体の
開口数（第１図参照）は ＮＡ，＝ＭＸＮＡ，＝０．０９２． となる。マスクの照射は部分コヒーレント係数σ＝０．
６となるように行われる。従って、マスク上の照射の有
効同口数は ＮＡ，Ｓ＝ＮＡｌ／σ−０．１５３． となる。有効面（第１図の符号２１）のサイズは基板上
の六角形照射領域、すなわちマスク上の六角形照射領域
のサイズの１／Ｈ１と同じになるように設計ざれている
。従って、ソース面におけるソースの有効開口数ＮＡ８
は ＮＡ　　＝ＭｘＮＡ，ｓ＝０．７６７．Ｓ となるように設計されている。
■キシマレーザーソースは２　０　４　１７ｚの繰返率
で脈動される。（２０４Ｈｚのレーザーパルス繰返率の
選定については、ウエハースループットの計算に関して
後記する。》駐板ステージの走査はレーザバルスと同期
化されたステップ、従って、レーザパルスが点火するた
びに行われ、基板ステージは０．４９ｊｗ＋移動ずる。
（これにより、１００ｉｍ／秒の有効基板走査速度が与
えられる。）同様に、２．４５Ｊｌｌごとのステップの
マスクステージ走査もレーザーパルスと同期化されてい
る。
次に、このような走査及びリピートリソグラフィーシス
テムにおけるウエハースループット、すなわち毎時露光
されるウエハー数を計算１る。基板上の六角形照射領域
は幅！，（例えば、第３図のｂ−ｃ）を有し、次式で与
えられる。
１ｄ＝ｆ丁１ｈ　−　１　２．２ｊｗ．ｖＸ＝１０１／
秒の基板走査速度に対して、六角形幅１ｄが次式で示す
時間ｔｄ内に走査される。
？ｄ−ｊ，／／ｖｘ＝　Ｊ７オ１，　／Ｖ，−０．　　
１　　２　２ｓｅｃ． ｆ−２０４１１ｚのレーザパルス繰返率では、基板が距
離ｌ，を走査するのに要する時１ｍ中に点火されるパル
ス数は次式で表わされる。
Ｎ＝　ｔ’　ｔ，１　＝　Ｊ’Ｍ１１ｆ／Ｖ，＝２５．
従って、ウエハーの各点がＮ−２５のレーザパルスから
累積露光を受ける。（Ｎを整数とするために、レーザバ
ルス繰返率は例えば２００１１ｚではな＜　２　０　４
　Ｈｚに選定されたことが判る。）ウェハーのレーザバ
ルスエネルギー密度Ｅ　　（ｙＦｔＪ／ｍ２）Ｗ は、受容される総露光涌が使用するホトレジストの感度
Ｄ　ｓ　，（　ｍ　Ｊ　／　ｃｒｓ　　）に等しくなる
ように決定される。従って、 Ｄ，−ＮＥｗ””　’ｌ■Ｉ１，ｆＥ，／Ｖｘ−２５Ｅ
，，すなわち、 Ｅ　　＝Ｄ　　／Ｎ＝Ｄ　　Ｖ　　／（丁Ｉｈｆｗ　　
　　　　ｓ　　　　　　　　　　ｓｘ＝Ｄ８／２５． となる。
例えば、感度Ｄ　＝５０ＴｒＬＪ／１２のホトレジスＳ トを使用すると、ウエハーのレーザパルスエネルギ密度
はＥ　　＝　２　ｍ　Ｊ　／　ｃａｒ　２でなければな
らない。
Ｗ ウエハー上の六角形照射領域の面積Ａは次式で表わされ
るため、 １クエハーのパルス当りエネルギーｅ，は、ｅ　　＝Ａ
Ｅｗ＝　　１．５Ｊ！ｈＤｓＶＸ／ｆＷ ＝　　２．６ｒｒ＋Ｊ となる。
従って、ウエハーへの入射パワーは ｐ　＝ｆｅｗ＝　　１．５ｊ！ｈＤ，Ｖｘ＝　０．５３
　Ｗ．Ｗ となる。
レーザと基板問の完全な光学系に対する有効転送効率η
＝２０％とすれば、レーザの放出パワーは次式で表わさ
れる。
Ｄ１＝ｐｗ／η＝　　１．！ＭｈＤ３Ｖｘ／η−　２．
６５Ｊ前記した式を使用して、所要レーザバワー及び各
点の重畳パルス数等のさまざまな量をレジスト感度、走
査速度、パルス繰返率及び照射領域サイズを含む任意他
のパラメータセットに対してＪ１算プることができる。
例えば、他のパラメータを前と同じにした場合、３０３
Ｈｚの繰返率によりＮ−３７、Ｅ　　−１，　３５７Ｆ
ＬＪ／ｃＩ１２ｅ　　−１．　７６Ｗ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　ＷＴｒＬＪとなり
、レーザからのパワーはＰＬ＝２．６５Ｗのままである
。ｆ＝２０４１１ｚでレジスト感度Ｄ　ｓ　−１　０　
ｍ　Ｊ　／　ｃｔａ　　を使用すると、眞に計算したよ
うにＮ＝２５となるが、Ｅ，−０．４ｍＪ／Ｃａｌ　　
、ｅ　ｗ　＝０　−　５　２　ｍ　Ｊ　１Ｐ　ｗ　＝１
　０　６　ｍ　Ｗとなる。１０，５０，１００ｒｒＬＪ
／ｍ２Ｕ）Ｉ，ｉジスト感度及び９８，２０４，３０３
１１ｚのレーザパルス繰返率に対するこのような結果の
完全なセットを第工表に示す。
さまざまなサイズのウエハーを露光するのに要する総走
査時間は次のように計算される。ｖＸ（−１００ａｍ＋
／秒）の速度で走査が行われ且つ有効走査幅Ｗ（＝１．
５１１，＝１０．６厘）であるため、毎秒露光される有
効面積は次式で表わされる。
ａ　＝Ｗ　Ｖ　ｘ　＝１　．　５　１’　６　Ｖ　ｘ　
＝１　０　．６　ｃｍ　２従って、径がｄ　でＡ　＝π
ｄＷ２／４の面積をＷ　　　　　Ｗ 有するウエハーが次式で示される時間内に露光される。
１２５履，１５０麿，２００ｊｗの仔を有するウエハー
の面積はそれぞれ１２２．７ｎ” １　７６．７３　　，３　１　４．２Ｃｍ２となる。従
って、１２５ｍ、１５０ａｍ＋、２００履径のウーハー
に対する総露光時聞はそれぞれｊ　　　　＝１１．６秒
、ｅ１２５ ｔｅ，１５０　＝，１　６．　７秒、ｔ　　　　＝２９
．６秒とｅ，　２００ なる。
径の異なるウエハー上の幅Ｗ（＝１０．６ａｍ）、長さ
１，（＝２２．０Ｍ）のチップ数ｎｃは、ウエハー面積
ＡＷをチツブ而積Ａ，（＝２．３３ｃ装置２）で除して
計粋ざれる。従って、となる。
１　２５ｍ＋＋．１　５０Ｍ．２００１＋１１径ウェハ
ーに対するｎＣの値はそれぞれ５２，７５，１３４であ
る。
こうして、次のようにウエハースルーブットが得られる
。
１ｏ−ウエハー当り総露光時間、 ｎｃ−ウエハー当リヂップ数 さらに、 １，＝アライメントイベント当りアライメント時間、 ｎａはｎａチップごとに一皮行われるアライメントを示
し、 ｔＯＨ”’（ロード、アンロード、レベル、フォーカス
、セットル及び停止を含む）ウエハー当り総オーバヘッ
ド時間 Ｗ＝毎時ウエハースルーブット とすると、ウエハーをリソグラフィーマシンに循環させ
るのに要する総時間は次式で与えられる。
ｔ　　−ｔ　　＋ｔｏ，，＋ｔ，ｎ，／ｎ，．【　　　
　ｅ 従って、毎時スルーブットは゛次式で表わされる。
Ｗη３６００／　ｔ　ｔ −３６００／（ｔｏ＋ｔｏＨ＋ｔ，ｎ，／ｎａ）すなわ
ら、 Ｗ　−　３６００／（πｄ　，　／６　１　ｈＶ　Ｘ＋
ｔ　ＯＨ＋ｔ，ｎｃ／ｎａ）． ウエハースループットの前記一般式は任意のバラメータ
セットオｈ，Ｖ　　．ｎ，，ｔａ，ｎａ，Ｘ ｄ，ｔ０１１に使用して、号慮ずる所与の条件に対Ｗ するウエハースルーブット結果を生じることができる。
例えば、ｄ，−１５０Ｊｌｌｓｌのウエハーで４番目チ
ップごとにアライメントが行われ（すなわち、ｎ　ａ　
−４　）　、１　ｈ−７　−　０　７　ｔｅａ　，Ｖ　
ｎ　−１　０　０　ｔｒａｍ／秒、ｎ　　／ｎ−１９、
ｔ＝ｏ，４秒，ｔＯＨＣ　　　　　ａ　　　　　　　　
　　　ａ一２０秒を使用すると、Ｗ＝８１．３ウエハー
／時となる。１０番目チップごとにアライメントを行う
場合には、ｎＣ／ｎａ＝８を使用してＷ−９０．２ウエ
ハー／時が得られる。サイトバイサイトアライメント（
すなわち、ｎ８−１）に対しては、Ｗ＝５４．０ウエハ
ー／時となる。第■表にそれぞれ３つの異なるアライメ
ント条件における１２５，１５０．２００ｊｗ＋径のウ
エハーに対する完全なウエハースルーブット値セットを
示す。
４，
【図面の簡単な説明】
第１図は照光システム、マスクステージに保持されたマ
スク、投影レンズ組立体、基板ステージに保持された基
板及び制御システムを丞す、走査及びリピートリソグラ
フイシステムの構成図、第２図は投影レンズの有効円型
及び方形イメージフィールドサイズ、基板上の六角形照
光領域、及び有効走査幅を示ｉｊｓｉｉ図、第３図は２
つの走査間でシームレス露光遷移を発生する２つの六角
形照光領域間の重畳領域における２つの走査及び相補露
査ごとに左から右及び右から左へ交番する走査方のチッ
プフィールドのレイアウトを示す図、第７図は基板上の
チップフィールド及びマスクステージのリセットが行わ
れる位置を示す図、第８Ａ図から第８Ｄ図までは隣接走
査間の重畳領域で相補露光を行いシームの発生を防止す
る六角形走査フイールドマスクチップフィールドを並冒
した代表的なマスクレイアウトを示す構成図であり、第
８Ａ図は２ｍ個の完全なチップフィールドを含むマスク
レイアウトの詳細図、第８Ｂ図は３ｍ個の完全なチップ
フィールドを含むマスクレイアウトの詳細図、第８Ｃ図
はｍ個の完全なチップフィールドとｍｌｌの部分的チッ
プフィールドを含むマスクレイアウトの詳細図、第８Ｄ
図はｍ個の完全なチップフィールドと２ｍ個の部分的チ
ップフィールドを含むマスクレイアウトの詳細図、第９
図は高解像廉リソグラフィーに対する同時２次元走査の
原理を示す線図である。 参照符号の説明 １０・・・基板 １２・・・雄板ステージ １４・・・マスク １６・・・マスクステージ １８・・・照射システム ２０・・・照射源システム ２２・・・リレーレンズ ２４・・・ビームステアリング手段 ２６・・・投影レンズ組立体 ２８・・・レンズエレメント ３０・・・ｌｌｉ１１ａｌｌシステム

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）マスク上に存在するパターンの精密なイメージを
    基板上へ生成する高解像度、高露光速度、大有効フィー
    ルドサイズ走査及びリピートリソグラフィー装置におい
    て、該装置は、 （ａ）、基板を一次元で走査することができ、この次元
    で走査していない場合には、走査方向と直角な方向に横
    方向に移動して基板をもう一つの走査に対して位置決め
    することができる基板ステージであって、前記基板ステ
    ージは基板面積をある数の平行細片に分割することによ
    り基板全体を露光することができ且つ固定照射領域にわ
    たって細片の長さを走査することにより前記各細片を露
    光することができる基板ステージと、 （ｂ）、基板ステージ走査速度にある比率Ｍを乗じた速
    度で基板ステージと同じ次元でそれと同期して走査する
    ことができるマスクステージと、 （ｃ）、所望の波長及び強度分布特性を有し、多角形の
    有効ソース面を有し、マスク上の多角形領域を均一に照
    射することができる照射システムと、（ｄ）、対象対イ
    メージ縮小比Ｍを有し、所望のイメージ解像度を有し、
    多角形で前記リソグラフィーシステムの所望の有効イメ
    ージフィールドサイズよりも小さい面積のイメージフィ
    ールドを有してマスク上の前記多角形照射領域を基板上
    へイメージする投影サブシステムと、 （ｅ）、動作上前記基板ステージ、前記マスクステージ
    及び前記照射サブシステムと相関し、隣接走査により露
    光される領域間の重畳領域内で相補露光を行って重畳領
    域内に受容される露光量分布がシームレスとなり、基板
    全体にわたつて放射される露光量が均一となるようにす
    る制御手段、 とを具備する走査及びリピートリソグラフィー装置。
  2. （２）請求項１記載の走査及びリピートリソグラフィー
    装置において、 （ａ）、前記照射サブシステムは正六角形の有効ソース
    面を有し、マスク上の正六角形領域を照射し、前記正六
    角形領域はその二辺が走査方向と直角になるような方位
    とされており、 （ｂ）、前記投影サブシステムは正六角形のイメージフ
    ィールドを有し、前記正六角形はその二辺が走査方向と
    直角になるような方位とされており、（ｃ）、２つの隣
    接走査の中心線図の横方向分離により定義される各基板
    走査の有効幅Ｗは次式で与えられ、 ｗ＝１．５ｌ＿ｈ ここに、ｌ＿ｈは基板上の正六角形イメージフィールド
    の各辺の長さである、 走査及びリピートリソグラフィー装置。
  3. （３）請求項２記載の走査及びリピートリソグラフィー
    装置において、各基板走査の前記有効幅は基板上の各チ
    ップの幅に等しく、基板上の各チップの幅は走査方向と
    直角な方向に基板上のチップが繰り返す周期的距離とし
    て定義される走査及びリピートリソグラフィー装置。
  4. （４）請求項１記載の走査及びリピートリソグラフィー
    装置において、 （ａ）、任意の走査における基板の移動方向は隣接走査
    における基板の移動方向と反対であり、 （ｂ）、任意の走査におけるマスクの移動方向は隣接走
    査におけるマスクの移動方向と反対である、走査及びリ
    ピートリソグラフィー装置。
  5. （５）請求項１記載の走査及びリピートリソグラフィー
    装置において、 （ａ）、マスク上の走査方向のチップフィールド数は基
    板上の最長走査時のチップ数よりも小さなある数Ｎ＿■
    に等しく、 （ｂ）、前記制御手段は走査を監視し、Ｎ＿■個のチッ
    プごとの基板及びマスクステージによる周期走査が決定
    されると、基板ステージを一時停止させ、マスクステー
    ジを元の位置へリセットさせ、基板とマスクステージの
    同期走査を再開させる、走査及びリピートリソグラフィ
    ー装置。
  6. （６）請求項１記載の走査及びリピートリソグラフィー
    装置において、前記照射サブシステムはある繰返周波数
    で脈動する放射を与える、走査及びリピートリソグラフ
    ィー装置。
  7. （７）請求項６記載の走査及びリピートリソグラフィー
    装置において、前記パルス放射はエキシマレーザにより
    放出される走査及びリピートリソグラフィー装置。
  8. （８）請求項１記載の走査及びリピートリソグラフィー
    装置において、前記照射サブシステムはマスク上に多角
    形領域のＸ線照射を行う、走査及びリピートリソグラフ
    ィー装置。
  9. （９）請求項１記載の走査及びリピートリソグラフィー
    装置において、前記照射サブシステムはマスク上に多角
    形領域の電子ビーム照射を行う、走査及びリピートリソ
    グラフィー装置。
  10. （１０）請求項６記載の走査及びリピートリソグラフィ
    ー装置において、 （ａ）、基板ステージの走査は ｄ＿ｓ＝Ｖ＿ｘ／ｆ、 であるような、多数の長さｄ＿ｓのある単位移動で構成
    されており、Ｖ＿ｘは有効基板走査速度でありｆは照射
    サブシステムのパルス繰返周波数であり、（ｂ）、マス
    クステージ走査は ｄ＿■＝Ｍｄ＿ｓ であるような、多数の長さｄ＿■の単位移動で構成され
    ている、走査及びリピートリソグラフィー装置。
  11. （１１）請求項１０記載の走査及びリピートリソグラフ
    ィー装置において、前記制御手段はマスク及びウェハー
    を互いに周期的に再アライメントし、連続する再アライ
    メント間の期間中に前記照射システムから放出されるパ
    ルス数を監視することにより前記期間を決定する、走査
    及びリピートリソグラフィー装置。
  12. （１２）請求項１１記載の走査及びリピートリソグラフ
    ィー装置において、連続する再アライメント間の前記期
    間中に前記照射システムにより放射されるパルス数はｌ
    ＿ｃｆ／Ｖ＿ｘの倍数であり、ここにｌ＿ｃは基板上の
    チップの走査方向の長さである、走査及びリピートリソ
    グラフィー装置。
  13. （１３）請求項１記載の走査及びリピートリソグラフィ
    ー装置において、前記マスクステージは、前記したよう
    な走査が可能な上に、走査方向と直角な横方向に移動可
    能である、走査及びリピートリソグラフィー装置。
  14. （１４）請求項１記載の走査及びリピートリソグラフィ
    ー装置において、 （ａ）、前記投影システムの前記対象対イメージ比は５
    であり、 （ｂ）、マスク走査速度と基板走査速度の比は５である
    、走査及びリピートリソグラフィー装置。
  15. （１５）請求項１記載の走査及びリピートリソグラフィ
    ー装置において、 （ａ）、前記投影サブシステムの前記対象対イメージ比
    は１であり、 （ｂ）、マスク走査速度と基板速度の比は１である、走
    査及びリピートリソグラフィー装置。
  16. （１６）請求項１記載の走査及びリピートリソグラフィ
    ー装置において、前記照射システムの波長は２５１±３
    ｎｍの範囲内である、走査及びリピートリソグラフィー
    装置。
  17. （１７）高解像度、大フィールド、高速リソグラフィー
    の走査及びリピートリソグラフィー装置を提供する方法
    において、該方法は次のステップ、すなわち （ａ）、基板を保持し、一次元で基板を走査することが
    でき且つ走査方向と直角な横方向に移動することができ
    る基板ステージを設け、 （ｂ）、マスクを保持し、基板ステージと同じ次元でマ
    スクを走査することができるマスクステージを設け、 （ｃ）、波長及び強度分布の所望特性を有し、多角形の
    有効ソース面を有し且つマスク上の多角形領域を均一に
    照射することができる照射サブシステムを設け、 （ｄ）、対象対イメージ縮小比Ｍを有し、所望の解像度
    を有し、多角形で前記リソグラフィー装置の所望の有効
    イメージフィールドサイズよりも小さい面積のイメージ
    フィールドを有してマスク上の前記多角形照射領域を基
    板上へイメージする投影サブシステムを設け、 （ｅ）、ある数の完全なパターン化されたチップフィー
    ルドとマスク上の六角形照射領域内に入る付加パターン
    化領域を有するマスクを設け、 （ｆ）、ある速度Ｖ＿ｘで基板の多角形基板照射領域を
    横切走査し、同時に速度ＭＶ＿ｘでマスクの多角形マス
    ク照射領域を平行な方向に横切走査し、（ｇ）、走査方
    向に沿った基板全長の走査完了時に基板とマスクの走査
    を停止し、走査方向と直角な方向にある距離だけ基板を
    移動させ、ステップ（ｆ）における各方向と反対方向に
    基板及びマスクステージの走査を再開し、 （ｈ）、隣接走査により露光される領域間の重畳領域内
    で相補露光を行って、基板上に受容される露光量分布の
    シームが前記走査間で存在せず、基板全体にわたって照
    射される露光量が均一となるようにし、 （ｉ）、基板全体の露光が完了するまでステップ（ｆ）
    〜（ｈ）を繰り返す、 ことを特徴とする走査及びリピートリソグラフィー装置
    提供方法。
  18. （１８）請求項１７記載の方法において、さらにステッ
    プ（ｆ）〜（ｉ）中の所望期間において基板とマスクス
    テージをアライニングするステップを含む、走査及びリ
    ピートリソグラフィー装置提供方法。
  19. （１９）請求項１７記載の方法において、さらに最長基
    板走査上のチップ数よりも少いあるチップ数の露光完了
    時に基板及びマスクステージの走査を一時的に繰返し停
    止し、マスクステージをその開始位置ヘリセットし、基
    板及びマスクステージの走査を再開するステップを含む
    、走査及びリピートリソグラフィー装置提供方法。
  20. （２０）マスク上に存在するパターンの精密なイメージ
    を基板上に生成する高解像度、高露光速度、大有効フィ
    ールドサイズ走査及びリピートリソグラフィー装置にお
    いて、該装置は、 （ａ）、基板をある次元ｘで走査することができ、同時
    にｘ方向と直角なｙ方向に基板を走査することができて
    、ｘ次元の一つの走査を完了する時に基板ステージを同
    時にｙ方向に横方向に移動させてｘ次元のもう一つの走
    査に対して基板を位置決めすることができ、従って前記
    基板ステージは基板領域をある数の細片へ分割すること
    により基板全体を露光することができ、一定照射領域を
    横切して細片長を走査することにより前記各細片を露光
    することができる基板ステージと、 （ｂ）、対応する基板ステージ走査速度よりもある比率
    Ｍだけ速いｘ及びｙ方向速度で、基板ステージと同じ２
    次元でそれと同期的に走査することができるマスクステ
    ージと、 （ｃ）、所望の波長及び強度分布特性と、多角形の有効
    ソース面を有し、マスク上の多角形領域を均一に照射可
    能な照射サブシステムと、 （ｄ）、対象対イメージ縮小率Ｍと、所望のイメージ解
    像度と、多角形で前記リングラフィー装置の所望の有効
    イメージフィールドサイズよりも小さな面積を有し、マ
    スク上の前記多角形照射領域を基板上へイメージングす
    る投影サブシステムと、（ｅ）、動作上前記基板ステー
    ジ、前記マスクステージ及び前記照射サブシステムと相
    関して、隣接走査により露光される領域間の重畳領域内
    で相補露光を行い、重畳領域内に受容される露光量分布
    がシームレスとなり且つ基板全体にわたって照射される
    露光量が均一となるようにする制御手段、とを具備する
    走査及びリピートリソグラフィー装置
  21. （２１）高解像度、大フィールド、高速リソグラフィー
    用走査及びリピートリソグラフィー装置を提供する方法
    において、該方法は次のステップ、すなわち、 （ａ）、基板を保持し且つある２次元ｘ及びｙで同時に
    基板を走査することができる基板ステージを設け、 （ｂ）、マスクを保持し且つマスクをｘ−及びｙ−次元
    で同時に走査することができるマスクステージを設け、 （ｃ）、所望の波長及び強度分布特性を有し、多角形の
    有効ソース面を有し、且つマスク上の多角形領域を均一
    に照射することができる照射サブシステムを設け、 （ｄ）、対象対イメージ縮小比Ｍを有し、所望のイメー
    ジ解像度を有し、且つ多角形で前記リソグラフィー装置
    の所望の有効イメージフィールドサイズよりも小さな面
    積のイメージフィールドを有して、マスク上の前記多角
    形照射領域を基板上へイメージングする投影サブシステ
    ムを設け、 （ｅ）、２次元のある速度で基板をｘ−及びｙ−次元で
    同時に多角影基板照射領域を横切走査し、且つ対応する
    基板ステージ速度にＭを乗じた速度でマスクをｘ−及び
    ｙ−次元で同時に多角形マスク照射領域を横切走査し、 （ｆ）、ｘ−次元での基板全長にわたる走査完了時に基
    板及びマスクステージの走査を停止、ｘ−次元の走査方
    向を反転し、ステップ（ｅ）におけるような基板及びマ
    スクステージの同時２次元走査を再開し、 （ｇ）隣接平行走査による露光される領域間の重畳領域
    において相補露光を行って、基板上に受容される露光量
    分布のシームが前記走査間で存在せず、且つ基板全体に
    わたって照射される露光量が均一になるようにし、 （ｈ）、基板全体の露光が完了するまでステップ（ｅ）
    〜（ｇ）を繰り返す、 ことを特徴とする走査及びリピートリソグラフィー装置
    提供方法。
  22. （２２）請求項２１記載の方法において、さらにステッ
    プ（ｅ）〜（ｈ）中の所望期間において基板及びマスク
    ステージをアライニングするステップを含む、走査及び
    リピートリソグラフィー装置提供方法。
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