JPH06510397A - フィールドの狭い走査器 - Google Patents

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】 フィールドの狭い走査器 発明の背景 １、発明の分野 本発明はマイクロリソグラフィーの分野に関するものであり、とくに、主な寸法 が１ミクロンより小さい集積回路パターンのプリントに関するものである。

２、従来技術 集積回路のフォトリソグラフィーによる製造においては、放射エネルギーまたは 粒子エネルギーに感する膜が、所定のパターンで露光させられて回路機構を構成 する。ある場合には、パターンを形成するマスクをエネルギーが透過させられる ことにより、半導体ボデー上のフォトレジスト膜を選択的に露光する。他の場合 には、膜はマスク基板上にあり、マスクの製作における工程として膜は露光され る。他の時に放射エネルギー自体の向きまたはパターンが制御されて、膜中にパ ターンを定める。これはマスクまたはレチクルを製作することの部分として、ま たは半導体ウェハーを覆りでいるフォトレジスト膜の上に直接「書く」ために行 われる。

デバイスが一層高密度に集められた集積回路が開発されるにつれて、集積回路中 の個別デバイスの寸法が一層小さくなる。これはマスクまたはレチクルの製作と 、半導体ウェハーを覆うフォトレジスト膜への書込みにおいて重要である。密度 を高くすることを助けるためには、小さい寸法で集積回路パターンを印刷できる ことが必要である。集積回路パターンを、０．５〜１．５ミクロンの間の寸法で ＥＴＩ刷するための選択の道具は、ステッパとして一般に知られている縮小ステ ップおよび反復カメラである。ステップおよび反復カメラは、ウェハーを覆って いるフォトレジストａの上に直接書込むレチクル画像を縮小するための縮小光学 装置を利用する。書込みは段階的に行われる。すなわち、レチクルを動がし、露 光し、これをウェハーを横切ってくり返す。ステップおよび反復カメラは比較的 遅く、フィールド寸法が比較的小さく１（レンズの設計により限られる）ことが 欠点である。

ウェハー上に回路パターンを印刷するために知られている第２の技術は走査によ るものである。走査装置においては、放射エネルギー源はマスクおよび弧状開口 部を通じて投写し、良く補正された画像フィールド（ｉｉ面サイズ）を生ずる。

その画面フィールドは、フォトレジスト族により覆われている半導体ウェハーへ 向けて送られる。レチクルと半導体ウェハーは弧状対称物と画像フィールドを通 じて同時に走査されるから、全レチクル画像がウェハー上にプリントされる。縮 小光学装置は利用されない。走査装置はステップおよび反復カメラより全体とし て速いが、小さい寸法のウェハーをプリントするためには適当ではない。

主要寸法は縮小して０るから、グイ寸法は徐々に大きくなった（グイというのは パッケージされる前の個々の集積回路部品すなわちチップを指す）。たとえば、 １ギガバイトの容量の記憶装置のグイの一辺の寸法は３０＋＋履を要すると見積 もられている。既知のフォトリソグラフィー装置では、グイ寸法は装置の光学装 置の画像フィールド寸法に依存する。より高い解像力および一定の、増大はしｔ ＋１１が、フィールド寸法という二重の制約のために、ステップおよび反復カメ ラにより使用される、縮小レンズの設計および製作がはるかに困難かつ費用がか かるものとなる。近未来において、将来世代の集積回路のために要求される０、 ２５ミクロンを解像できる広いフィールドのレンズを製作することが経済的に可 能ではないかもしれない、と予測される。

上記二重制約に対処する１つの知られているやり方が、パーキン−エルマー（Ｐ ｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ）Ｍｉｃｒａｓｃａｎ”システムにおいて具体化されて いる。このシステムはステップおよび反復技術と走査技術を組合わせ、４対ｌ縮 小比を達成するために反射光学ｖｉ直を「ステップおよび走査」のやり方で主と して用いる。「ステップおよび走査」というのは、個々の露光フィールドが、照 明装置により発生されたレチクルの画像フィールドをこえて走査される、という 技術を指すものである。走査が終わると、装置は次に走査するフィールドへ進む 。Ｍｉｃｒａｓｃａｎシステムにおいては、レチクルはレチクル台の上に位置さ せられ、ウェハーまたはマスクはウェハ一台の上に位置させられる。４対１の縮 小が行われるから、レチクル台はウェハ一台の４倍の速さで動（であろう。Ｍｉ ｃｒａｓｃａｎシステムにおける光学装置は、約１３．２Ｘ１５．２ｃｍ（６Ｘ ６インチ）のレチクルを用いた場合には、２０Ｘ３２．５膳−の走査されるフィ ールド寸法を生ずるように設計されている。第１の固定された軸線上で２０ｍ霞 （露光フィールドの輻）におよぶ良く補正された弧状フィールドは第２の軸線中 で走査されて、５０１層までの実効画像長さく利用可能な台移動により主として 制限される）を生ずる。このやり方は１つの軸線のみにおけるフィールド寸法制 約を除去する。Ｍｉｃｒａｓｃａｎシステムは、５ＰＩＥ　Ｖｏｌ、１０８８光 学／レーザ・マイクロリソグラフィ　（Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｌａ５ｅｒ　Ｍｉｃｒ ｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）１１　４２４〜４３３ページ（１９８９）所載の「 ステップおよび走査：新しいリソグラフィー・ツールのシステム概観Ｃ３ｔｅｐ 　ａｎｄｓｃａｎ：Ａ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｏｖｅｒｖｉｅｗ　ｏｆ　ａ　ｎｅｗ 　ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ　ｔｏｏｌ）Ｊと題するジェレ・ディー・（Ｊｅｒｅ 　Ｄ。

）およびチャールズ・カラツｙス（Ｃｈａｒｌｅｓ　Ｋａｒａｔｚａｓ）の論文 に１ｆシク記載されている。

第２の知られている装置が「走査および反復高解像力投写リソグラフィー装置５ ｃａｎ　ａｎｄ　Ｒｅｐｅａｔ　Ｈｒｇｆ　Ｒｅ５ｏｌｕｔｉｏｎ　Ｐｒｏｊｅ ｃｔｉｏｎ　Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ　Ｓｙｓｔｓｍ）」という名称の米国特許 第４，９２４．２５７号、ジェイン（Ｊ　ａ　ｉ　ｎ）に記載されている。参考 のためにここに含める。ジェイン参考文献は、２本の軸に沿ってフィールド寸法 を拡大するようにしたものである。ジェイン参考文献の装置は、隣接する走査の 間の重なり合う領域において相補露光を生ずるようにして走査される六角形の画 像フィールドを利用する。この走査される腫なり合わせ技術を利用すると、実効 フィールド画像が両方の軸に沿って生じさせられる。

ノエインの装置は、適正な画像フィールドがウェハーへ提供されるようにするた めに、レチクル台とウェハ一台を同期させることに依存している。この技術を用 いると、予測される特徴寸法を取り扱えるようにするために、台の同期は００１ ミクロンより十分小さく正確でなければならない。補正を光路中で行うことがで きるようにする手段により、適正な画像フィールドがウェハーへ提供されるよう な走査リソグラフィー装置を得ることが望ましい。そのような装置は、台の同期 に厳しい要求を課すことがなり、シかも正確であることが育利である。

本願の謬り受け人へ譲渡された、「ビットマツプされた低アドレス解像力データ ベースのオーバレイを利用するラスク化装！１（ＲａｓｔｅｒｉｚａｔｉｏｎＳ ｙｓｔｅｍ　Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ　ａｎ　０ｖｅｒｌａｙ　ｏｆ　Ｂｉｔ−Ｍａ ｐｐｅｄ　Ｌｏｗ　Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｒｅ５ｏｌｕｔｉｏｎ　Ｄａｔａｂａｓｅ ｓ）Ｊという名称の米国特許第４．８７９．６０５号、ウォーケンティン（Ｗａ ｒｋｅｎｔｉｎ）他、に記載されている第３の既知の装置は、回路パターンの重 なり合わされたマルチパス畳プリンティングを提供する。ウォーケンティン文献 においては、高いアドレス解像カバターンを表す高アドレス解像力データベース が複数の低アドレス解像力データベースへ変換される。低アドレス解像力データ ベースを利用するマルチパスは、低アドレス解像力データベースをプリントする ために用いられ、その結果として高解像力のプリントされたパターンが得られる ことになる。ウォーケンティン文献に記載されてＩｌｌる方法は、干渉誤差、重 要な寸法誤差および位置決め誤差を減少させる。

本発明の目的は、フィールドの小さい屈折光学装置を用いて走査し、両方の軸方 向のフィールド寸法を拡大できるマイクロリソグラフィー装置を開発することで ある。フィールドの小さい屈折光学装置が望ましい理由は、それが高開口数（Ｎ Ａ）レンズ（解像をより高くする）に対して適当だからである。より大きくて、 より実用的なグイ寸法およびグイ形状を可能にするために、両方の軸線に沿うフ ィールドサイズを大きくすることが望ましい。本発明の別の目的は、光路中で見 られる手段を介してレチクル画像フィールドをウェハーの上に正確に置く、非常 に正確なマイクロリソグラフィー装置を得ることである。

概要 放射エネルギニに応答する膜を含む基板の上に、レチクルにより定められるパタ ーンを発生する方法および装置を開示する。典型的には、パターンは回路パター ンであり、基板は半導体ウェハーである。いずれにしても、本発明は、放射エネ ルギーを発生する手段と、放射エネルギーを所定の形の放射エネルギービームで 分散させる手段と、放射エネルギービームをレチクルへ向けて導くことによりレ チクル画像を形成する手段と、レチクル画像を所定の光路に沿って基板へ向けて 導く手段と、レチクル画像を基板の上に正確に置く手段と、基板の上にレチクル ｍ像ｉ像を発生する前にレチクルｍ像を所定の寸法へ縮小する手段と、前記レチ クルを第１の向きに走査してＡｔ＆の上に第１のレチクル画像ストライプを発生 し、前記レチクル画像を第２の向きに走査して基板の上に第２のレチクル画像ス トライプを発生する走査手段とでほぼ構成され、第２のレチクル画像ストライプ は第１のレチクル画像ストライプの上に重なり合う。

本発明はフィールドの小さいＩｉｉ像形成光学装置と、走査をベースとするプリ ント手順を用いて、任意の大きさのフィールドの発生を可能にする。フィールド の小さいｌｌｉ像形成光学装置を使用することにより、非常に小さい形状をプリ ントできる高ＮＡの縮少レンズ組立体を使用できるようにされる。第１の（走査 ）軸線におけるフィールドサイズは集積回路パターンの画像を形成するレチクル を、放射エネルギー源をこえて走査して、基板上の感光物質上にストライプを発 生することにより、拡大される。第２の（交差走査）軸線におけるフィールドサ イズは、走査（ストライプ）を重なり合うようにし２つ一緒につなぎ合わせるこ とにより、拡大される。そのような装置の実効フィールドサイズは、レチクル寸 法と、レチクル台機構およびウェハ一台機構により制限されるだけである。

玉なり合わされたプリント手順は多くの確率誤差と系統誤差を平均化するが、ウ ェハーの上にレチクル画像を不適切に置くことによりひき起こされるプリント誤 差を本発明は更に減少する。本発明は、レチクル画像を基板の上に正確に置く向 き操作手段により、合同期化誤差を対処する。向き操作手段は台同期精度要求も 軽減して、あまり厳しくない台設計を使用できるようにする。最後に、走査フィ ールドのプリントをマルチパスで行わせることができる。走査フィールドは、基 板」二に発生された全レチクル画像を表す。マルチパスプリント手順は、レンズ の止み、プレースメントｇｌ差および照明不均一誤差のような系統誤差と確立誤 差を一層減少する。

ｒＡ市の１川な卵 図１は本発明で利用できる小フィールド争プリント走査材の好適な実施例のシス テム・アーキテクチャのブロック図である。

図２ａ〜図２ｄは本発明の好適な実施例において利用できる重なり合い走査プリ ンティングを示す一連の線図である。

図２ｅは本発明の好適な実施例で利用できるマルチパス、オフセットプリンティ ングを示す。

図３は台形開口部と、ウェハーの走査フィールドへのそれの影響を示す。

図４は本発明の好適な実施例で利用されるプリンティング手順の結果としてにじ んだ区域および突き合わせ接合を示す。

図５は本発明のプリンティング手順を用いる場合の用量への影響を示す線図であ る。

図６は本発明により利用できる別の実施例のシステムΦアーキテクチャのブロッ ク図である。

図７８−図７８は本発明の別の実施例により利用できる重なり合わせ走査プリン ティングを示す一連の線図である。

好適な実施例の詳細な説明 小さいフィールドの光学装置を用いて任意に大きいフィールド寸法を持つ集積回 路パターンをプリントするための方法および装置を開示する。以下の説明におい ては、本発明を完全に理解できるようにするために、特定の詳細について述べる 。しかし、それらの特定の詳細なしに本発明を実施できることが当業者には明ら かであろう。他の場合には、本発明を不必要にあいまいにしないようにするため に、周知の方法および構造は説明しなかった。

従来技術を示したから、サブミクロン特徴寸法を持つ回路パターンを書込み、走 査技術を用いて１本の軸線における画像フィールド寸法を大きくすることが可能 である。フィールド寸法を両方向に大きくする際の主な困難は、隣接する走査フ ィールドを一緒に突き合わせることにある。隣接する走査フィールドは欠陥なし に一緒にとじ合わせねばならない。というのは、継ぎ目がデバイスかパターン自 体の内側に存在することがあるからである。本発明はマルチパス重ね合わせプリ ンティング法で突き合わせ誤差を最小にする。重ね合わせプリンティング技術は 、本願の譲り受け人へ譲渡された、［ビットマツプされた低アドレス解像力デー タベースのオーバレイを利用するラスク化装置ｌｌ（Ｒａｓｔｅｒｉｚａｔｉｏ ｎＳｙｓｔｅｍ　Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ　ａｎ　０ｖｅｒｌａｙ　ｏｆ　Ｂｉｔ− Ｍａｐｐｅｄ　Ｌｏｗ　Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｒｅ５ｏｌｕｔｉｏｎ　Ｄａｔａｂａ ｓｅ）という名称の米国特許第４，８７９，６０５号、ウォーケンティン（Ｗａ ｒｋｅｎｔｉｎ）他に記載されている。放射エネルギー源として電子ビームを用 いて回路パターンをプリントするための第２の知られてる技術が、カリホルニア 州　へイワード（Ｈａｙｗａｒｄ）所在のＥＴＥＣコーボレーン、ンへ譲渡され た、「Ｅビームリソグラフィーのための仮想アドレッシング（ＶｉｒｔｕａｌＡ ｄｄｒｅｓｓｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｅ−Ｂｅａｍ　Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）」とい う名称の米国特許第４，４９８，０１０号、ビーチラー（Ｂｉｅｃｈｌｅｒ）他 、に見出される。

全ての縮小走査装置により課される第２の困難は、レチクル画像をウェハーのｌ −に正確に置くことである。基板およびウェハーという用語をごたまぜに使用す るが、同じものを指すものであることに注意すべきである。いずれにしても、１ つの面はウェハ一台とレチクル台を同期させることである。縮小走査装置では、 ウェハ一台とレチクル台は異なる速さで動く。書込み誤差を最小にするために、 台の位置と速度を非常に良くそろえねばならない。本発明は、位置制御および検 出装置へ結合される動き制御コンピュータにより台同期を行う。このようにして 、正確にｉｆ＜１つの手段は厳しい台同期要求によるものである。この技術はこ の分野において知られている。

本発明は、正確に置くことができるようにする第２の技術を利用する。この第２ の技術は、光学装置を構成する光学部品により定められる光路内の焦点にレチク ル画像を再び位置させる。

本発明の好適な実施例は、合衆国特許商標間の書類公開プログラムに従って受理 された公開書類Ｎｏ、２７１９９１に開示されている。本発明の別の実施例が合 衆国特許商標間の書類公開プログラムに従って受理された公開書類Ｎｏ、　２６ ０４６１に開示されている。好適な実施例と別の実施例の両方において、レチク ルにより定められた回路パターンが半導体ウェハー上のフｔトレジストの上にプ リントされる。

好適な実施例においては、照明装置から出る台形照明ビームが発生される。結果 としての台形フィールドはくずれるが、ウェハーの上にプリントすべき画像を正 確に置くことの要求を否定するものではない。しかし、これは中間画像平面を生 ずる必要は否定する。後で述べるように、同様な結果を得るためにその他の形を 利用できる。

好適な実施例のアーキテクチャ 好適な実施例のアーキテクチャが図１に示されている。放射エネルギー源、たと えば持続波レーザ１０１が照明装置へ供給する源である。レーザ源１０１はシャ ッタ１０２を通って、第１の静止鏡１０２ａから第１のレンズ１０３へ反射され る。静止鏡１０２ａは光路中の便利な点に置かれる。この場合には、照明装置内 の他の部品へ向けて光路を曲げるために置かれる。静止ｆｌＡ　１０２　ａを必 要としないか、静止画をレチクル平面の前の点に置くように、ビームが垂直に向 けられるような放射エネルギー源を利用することは当業者にとっては明らかであ る。ンヤッタ１０２は動き制御コンピュータ１１０へ結合され、それにより制御 される。ンヤッタ１０２は、たとえば、ウェハーの以前に霧光された部分を通る 時に、放射エネルギー源を遮断して書込みを禁止するための便利な手段を提供す る。本発明の要旨および範囲を逸脱することなしに、シャッタを光路の他の場所 に置くことは当業者には明らかであろう。

レンズ！０３はレーザを大きい拡がりで小さい点、５１０４、に集束する。スポ ット１０４はブリュスターの光トンネル型ユニホーマー１０５への入口にある。

このユニホーマーは台形とすることができ、または台形開口部を持つことができ る。いずれにしても、ユニホーマー１０５から放射された光Ｍ１０Ｂは台形であ ることが好ましい。ユニホーマーの内部反射により開口部を通る一様な光が生じ させられる。台形の光は第２のレンズ１０７と第３のレンズ１０８により再び結 像させられ、レチクル台１０９ｂを通うてレチクル平面Ｍ’１０９の上に送られ 、そこでレチクルの一部が照明される。レチクル平面においては、光Ｍ’ｌＯ９ は光間口部Ｍ１０６の良く補正された共役である。良（補正されたという用語は 、大きな光収差すなわち歪みが無いことを指す。

それから、照明されたレチクル画像は第１の縮小レンズ１１０を通り、固定鏡１ １２により反射される。それから、照明されたレチクルは２軸向き操作鏑１１５ へ向けて送られる。そうすると画像は第２の縮小レンズ１１１を通り、ウェハー 面Ｍ＃＋１３に入射する。要するに、Ｍ’１０９におけるレチクルの照明された 部分は、縮小レンズ１１０と１１１で構成されている縮小レンズ組立体により４ 対１の縮で再び画像化されて、ウェハ一台１１３ａの上のウェハー面Ｍ＝ｌ１３ の上に結ばれる。

図１のレンズ素子１１０と１１１は概略的なものである。すなわち、それらの素 子は何枚かのレンズ素子の組合わせを実際に表すものであることに注目すべきで ある。そのような縮小レンズ組立体はこの技術において知られており、従来技術 に関して説明したように、ステップおよび反復装置において典型的に用いられる 。ステップおよび反復カメラのために（西ドイツのオーバーコツヘン（Ｏｂｅｒ ｋｏｃｈｅｎ）のツ１イス（Ｚｅｊｓｓ）、およびニューヨーク州　７ｚｙボー ト（Ｆａｉｒｌ）ｏｒｔ）のＧＣＡコーボレーノ「ン、トロペル・ディビジ１ン （Ｔｒｏｐｅｌ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ、ＧＣＡ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のよう な会社により）製作されたレンズは、１つの機械的パッケージ中に両方の部分ｌ ｌＯと１１１を含む。２つの半分＋１０と１１１の間により多くの光路を導入す るために、光学設計は修正されるであろう。典型的なステップおよび反復カメラ レンズの縮小比は５：１であるが、ある場合には１０：１の比が利用される。

好適な実施例プリンティング手順 好適な実施例は、ウェハーの上に回路パターンをプリントするために走査技術を 利用する。レチクルが放射エネルギー源により走査されて画像を生ずる。この画 像はウェハーの上で走査される。典型的には、レチクルはウェハーの上にプリン トすべきいくつかのダイの回路パターンを定める。したがって、ウェハー全体を プリントするためにはレチクル全体を横切る複数の走査を必要とする。画像がウ ェハーの上に走査されるにつれて、ウェハー上のフォトレジストが露光されて回 路パターンをプリントする。好適な実施例においては、５ＮＲ２４８のようなフ ォトレノストを利用できる。ウェハーを横切って書かれたストライプを重ね合わ せることによりプリントが行われる。ストライプというのは、レチクル台とウェ ハ一台による１回の横断中に照明開口部により掃引されるウェハー上の部分を指 す用語である。ストライプの長さは典型的にはウェハー上のいくつかのダイの寸 法である。ストライプの幅は、縮小された時（好適な実施例では４Ｘ）に、台形 照明開口部の長さ寸法に対応する。したがって、レチクルの走査とウェハー上へ のプリントは曲がりくねったパターンで行われるであろう。ウェハーの露光すべ き各部分は、レンズ組立体の異なる部分により、２回走査されるであろう。後述 するように、好適な実施例においては、照明開口部の形は照明される領域をウェ ハー上の全（正しい場所に置くという要求を除く。

図２ａ〜図２ｄは１回のパスによる走査フィールドのプリンティングを示す。

走査フィールドは、レチクル全体を走査することによりウェハー上で掃引される 全領域を表す。図２ａは走査軸上のパスを示せず。照明開口部は、プリント画像 ２１０を生ずるために書込むべきレチクル部分を照明する。プリント画像２０１ が走査されるにつれて、ストライプ２０２がウェハー２１０上にプリントされる 。台形開口部の効果については後で延べる。ストライプの終わりに達すると、レ チクル台とウェハ一台は対応するやり方で動き、次に書くべきストライプが、図 ２ｂに示されているように、スリットの向きすなわち交差走査の向きとして知ら れている、走査の向きに垂直な方向に移動させられるように、再び位置させる。

逆の向きにプリントする時は、ストライプ２０３はストライプ２０２の上に重な り合って、重なり合った領域２０３ａとなる。好適な実施例におＩｌ）ては、重 なり合いは台形開口部の斜めになっている側の長さにほぼ及ぶ。重なり合う領域 については後で照明開口部の形に関して詳しく説明する。ストライプ２０３の終 わりに達すると、図２０におけるように、走査が左から右へ行われるように、レ チクル台とウェハ一台を再び位置させる。ここでストライプ２０４はストライプ ２０３の上に重なって、重なり合った部分２０４ａの結果となる。最後に、図２ ｄは右から左への第４のパスを示し、ストライプ２０５がストライプ２０４の上 に重なり合って、レチクル全体の走査を終わる。プリントすべき領域の縁部を定 めるために、不透明なフレームがレチクル上で典型的に見出されることに注目す べきである。

次に走査フィールドをプリントするために、レチクル台はレチクルを次のスター ト位置へ動かし、ウェハ一台はウェハーを次の走査フィールドの始まりへ動かす 。それから上記工程が繰り返される。

あるいは、各ストライプまたは走査フィールドをプリント画像のマルチパスで露 光でいる。ストライプ繰り返しモードでは、これは、レチクル台をそれぞれのス トライブ場所の始めへ再び位置させ、固定走査オフセットでストライプ・パスを 繰り返して照明開口部の異なる部分とレンズを用いて、ウェハー上の同じ点を露 光することだけである。２バス操作のためには、このオフセットは台形開口部の 長さの半分である。４パス操作のためには、用いられるオフセットは台形開口部 の長さの１／４．１／２．３／４である。

４パス−プリンティング操作が図２８に示されている。第１のパス２１６が以後 のパスのオフセットのための基礎を成す。第２のパス２１７が台形関口部の寸法 の１／４であるオフセット２１８で行われる。第２のパス２１７は第１のパス２ １６とは逆の向きに行われる。第３のパス２１９が、第１のパス２１６からの、 台形開口部の寸法の１／２のオフセットで行われる。第３のパスは第１のパス２ １６と同じ向きである。第４のパス２２１においては、オフセット２２２は第１ のパス２１６から台形開口部の寸法の３／４である。第４のパス２２１は第２の パス２１７と同じ向きである。

走査フィールド反復モードでは、全走査フィールドがプリントされてから、用い られるパスの回数だけ適切なオフセットで反復される。

マルチパスの利点は、走査フィールドの重なり合った領域における残留露光一様 性誤差と、照明の不完全とレンズの不完全からの一様性誤差を減少することであ る。マルチパスの欠点は、行われるパスの回数に関連させる係数だけプリント時 間が長くなることである。

照明開口部の形 上記のように、照明開口部および結果としてのフィールド画像は台形である。

開口部の形の固有の結果は、ウェハーのテーパー状端部にさらされる部分は、走 査中は、長方形中間部分と同じほど放射エネルギー源にさらされないことである 。そのような台形開口部画像と結果としてのストライプが図３に示されている。

テーパー状端部３０１を長方形部分３０２と比較すると、開口部がウェハーを横 切って動くにつれて、テーパー状端部３０１に対応するウェハー領域３０３は、 ウェハー領域３０４（長方形領域３０３に対応する）よりも短い間放射エネルギ ー源に露出される。

図４は走査フィールドを示す。画像ストライブを生ずるために走査している間に １テ一パー状端部４０１は重ね合わされて走査突き合わせ接合部４０２を「にじ ませる」。この文脈においては、「にじませる」というのは、境界が内部から区 別できな〜１ように隣接する画像を一緒に混ぜ合わせることを意味する。これに よりにじんだ領域４０３が生じさせられる。好適な実施例における重なり合いは テーパー状部のほぼ長さに及ぶ。図３を参照して上で述べたように、長方形領域 （たとえば図３の領域３０２）により覆われているウェハーの部分における放射 エネルギー源の使用量は希望の用量であり、テーパー状端部において受けられる 用ｌは希望の用量より少ないであろう。交差走査軸においては、台形状スリット のテーパー状部分は以後のパスの上に重ね合わされ、用量の非一様性を全テーパ ー伏型なり合い領域にわたって平均化する。この結果は図５に更に示されている 図５は、ウェハー上の領域へ供給される用量に対する台形開口部とにじみの影響 を示す。水平軸５０１はウェハー上の各種の位置を表す。垂直軸５０２はウェハ ー上の特定の領域へ供給される用量を表す。水平軸に沿って第１の台形ｔ１５０ ３と第２の台形ｔ２　５０４が示されている。テーパー状領域の長さはΔｔ５１ ０により示されている。重なり合っているテーパー状領域の中心点５０９は距離 Δｘ５０５だけ分離され、用量レベル１．／２　５１１に生ずる。中間点分離△ ｘ５０５は隣接ストライブを置く時の突き合わせ誤差を表す。台形ｔｌ　５０３ と〜２　５０４の頂上に露光測定線５０６が示されている。この露光測定線５０ ６はウェハーの各部分における露光量を示す。

垂直軸上の■。５０７とラベル付けされている点に、希望の用量が加えられてい る。これは台形ｔｌ　５０３と〜２　５０４の長方形領域に対応する。重なり合 い領域５１２内では、用量は最大量Δ■だけ増加する。最大用量は領域５１２に 生じ、そこには重なり合いが存在する。この結果として、用量は■。＋Δ■５０ ８になる。しかし、上記のように、用量誤差は重なり合わされたストライプの全 テーパー状領域にわたって平均化される。したがって、１ミクロンのストライプ に２００％露光させる１ミクロンの突き合わせ誤差は、ｌ■■ストライプにわた って〜０．１％び誤差に平均化できるかもしれない。突き合わせ誤差と用量誤差 の間の関係は式ΔＩ／Ｉｏ＝Δｘ／ｘｔ　により与えられる。ΔＩとΔＸは正ま たは負にできる。

好適な実施例においては台形が用いられるが、台形というのは、誤差補正作用を 行う形であるばかりでない。形の異なる開［１部またはフィールド、たとスばｉ ４（行四辺形または階段状一端部を持つものを使用することが当業者には明らか であろう。そのような別の形が用いられるものとすると、玉なり合いは対応して 変化する。そのような異なる形を用いることは、本発明の要旨お才び範囲を逸脱 するものではない。

図５を参照して述べた効果は、直線的な強さ傾き、ずなわぢ、開口部を横切って 変化する強さを供給する照明手段を用いることによっても得ることができる。

そのような照明１段を用いても、本発明の要旨および範囲を逸脱することはない 走査方向においては、台速度の誤差からの用量誤差は台形状スリット幅にわたっ て１１均化されることが観察されている。また、ウェハー（またはマスク）土の 台形のＩＭＩ明される領域の位置決めの小さい誤差が、光の供給される用量の小 さい１００分率１１差として示す。この誤差平均化のために、照明開口部を照明 装置内に固定できる。

照明装置 図１を参照して上記したように、照明装置は放射エネルギー源＋０１と、第１の 集束レンズ１０３と、台形開口部１０５を定めるユニホーマーと、第２の集束レ ンズ１０７ど、第３の集束レンズ＋０８とで主として構成される。好適な実施例 における装置のための放射エネルギー源はアーク灯またはレーザである。それら の源は希望の回路パターンをプリントするために必要なパワーおよび精度特性を 供給する。０．２５ミクロンの回路パターンをプリントするためには短い波長の 源がめられることが決定されている。これを可能にするために適当な光学ガラス は溶融／リカであることが発見されている。これにより設計内で色補正をほとん ど行わなくてずみ、ＪＩト常に狭い帯域幅の源、たとえばレーザがめられる。

−ｒ適な実施例においては、持続波レーザ源を利用できる、すなわち、２５７ま たは２４４ｎｍの波長で動作する周波数が倍にされたアルゴンイオンレーザ、ま たは２４２ｎｍの波長で動作するクリブトンイメンレーザを利用できる。２４２ ０ｍのクリプトンイオン１ノーザから短時間に５００ｍＷをこえることが天験的 に観察されている。そｉｌ−らの各放射エネルギー源に使用できる装置について は、特定の設計例について以）゛に説明する。あるいは、照明開口部を横切って 整数のフラッフ：Ｌが生ずるように、フラッシュを同期さゼることにより、２４ ８ｎｍまたは１９３ｎｍで動作するエキシマレーザを使用できる。綬り返し率は 、フラッシュの間のパワーの強さの変化を平均するために十分速いことが好まし い。

第１の集束レンズ１０３は照明器１０５のための放射エネルギー源を構成する０ 第１の隼束レンズ１０３は広い分散の照明を構成する。そのようなｌ／ンズはこ の技術分野で周知であって、ジャーナル・オブ・バキュームｅサイエンス・チク ノロノー（Ｊｏｕｎｎａｌ　ｏｆ　Ｖａｃｕｕ＋＋　５ｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈ ｎｏｌｏｇｙ）　Ｂ　５　（１）　１９８７所載の、ヤヌスグｓ！ス＃ウィルツ インスキー（Ｊａｎｕｓｚ　Ｓ、Ｗｉｌｃｚｙｎｓｋｉ）　の「光学的リソグラ フィー／りｅノール：現状および未来の潜在力（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｌｉｔｈｏｇ ｒａｐｈｉｃ　Ｔｏ。

Ｉｓ：　Ｃｕｒｒｅｎｔ　５ｔａｔｕｓ　ａｎｄ　Ｆｕｔｕｒｅ　Ｐｏｔｅｎｔ ｉａｌ）　Ｊ　と題するような出版物に記載されている。図１には示されていな いが、光を更に拡散させ、それのコヒーレンスを減少させるために、レンズ１０ ３の焦点に付加拡散素子を置（ことができる。

上記のように、プリント戦略と開口部の形は、照明される領域がウェハ上の正し い場所に正しくｍかれることをめない。更に、下記のように、レチクル台とウェ ハ一台は数ミクロンまで制御される。上記誤差平均化のために、交差走査の向き の照明開口部のサーボ制御はめらねない。照明開口部は十分に大きい（Ｃａ、２ ｍｍ）から、走査の向きにはサーボ制御は不要である。こむにより照明開口部を 固定でき、照明装置において定められ、ウェハー（マスク）平面において再び画 像化される。

照明開口部は照明装置の外側に置くことができることに注目すべきである。その ような照明開口部は下記別の実施例に示されている。

好適な実施例においては、ブリュースター光トンネル型ユニホーマーが利用され る。いずれにしても、ユニホーマー１０５内の内部反射が台形開口部を一様に照 明するように作用する。台形照明は、良く補正された共役台形照明へ第２レンズ １０７と第３レンズ１０Ｂにより再び結像さ七られる。第２のレンズ１０７と第 ３のレンズ１０８はこの技術において知られており、ユニホーマー１０５とレチ クル面（Ｍ’　）１０９の間の距離に関連させられる特性を持つ。

別の放射エネルギー源または粒子エネルギー源、たとえば電子ビームまたは軟Ｘ 線を持つ上記アーキテクチャを利用することが当業者には明らかであることにｌ ↑目すべきである。そのような別の放射エネルギー源または粒子エネルギー源を 使用することは、本発明の要旨と範囲を逸脱するものではない。

好適な実施例の合同期化 好適な実施例のアーキテクチャはレチクル台１０９ａどウェハ一台１１３ａを提 供する。台はＸ−Ｙ甲面に沿って１欅な速度で動かさねばならない。利用できる それらの台は、本発明の譲り受け人へ譲渡さむた、「パターン発生器部品ホルダ ー（Ｐａｔｔｅｒｎ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　Ｐａｒｔ　Ｈｏ１ｄｅｒ）　Ｊ　と いう名称の米国特許第４，７５８．０９１号に記載されているものに類似する。

上記のように、それは動く部品であるレチクルおよびウェハーである。レチクル 画像は、ウェハーへ書かれる時に４　＆、Ｉ　Ｉに縮小されるから、ウェハ一台 の動きはレチクル台の動きと比較して、小さい増分である０両方の台が動いてい る間は、レチクルの画像に対するウェハーの位置は最小特徴＝ｊ法の約１０分の １まで正確でなければならないことが決定されている。たとえば、０．２５ミク ロンの形状では、精度は２５ナノメートルすなわち０．０２５ミクロン以内でな ければならない。しかし、好適な実施例においては、向き操作鏡を用いることに より、そのような厳しいウェハー同期要求が緩和される。向き操作鏡は後で詳し く説明する。

図１を参照すれば、第１のレーザ干渉計１０９ｂと第２のレーザ干渉計１１３ｂ が、レチクル台１０９ａとウェハ一段＋　１３ａの情報をそれぞれ動き制御フン ピユータ１１４へ供給する。動き制御コンピュータ１１４はレチクル台１０９ａ とウェハ一台＋１３ａへも結合される。レチクル台１０９ａとウェハ一台１１３ ａは、それぞれの台の動きを制御するためのサーボ機構を含む。動き制御コンピ ュータ＋１４が同期化問題を検出すると、レチクル台１０９ａとウェハ一台１１ ３ａのサーボ機構（図示ゼず）へ修正指令が送られる。

向き操作鏡 図１を東に参照すると、好適な実施例においては、動き制御コンピュータ１１４ は修正情報を向き操作鏡１１５へ供給する。この修正情報は、第１のレーザ干渉 ａｔ　Ｉ　Ｏ９ｂと第２のレーザ干＃Ｊｔｌ１３ｂから供給されたデータから一 般に得ることができる。動き制御コンピュータ１１５は、レチクル画像をウェハ ー上にどのようにして正しく置りかを決定するための最良の手段を決定する。好 適な実施例においては、向き操作鏡な用いて第１の所定の誤差しきい値、たとえ ばｉミクロン以下、に修正し、ウェハ一台とレチクル台へ結合されているり−ボ はｌミクロ７レベルより大きく誤差修正を行う。

向き操作鏡１１５は、反射面に平行な２本の直交軸を中心とする鏡の回転を制御 するサーボ機構１１５ａへ結合される。、２軸向き操作鏡１１５はレンズ開口面 Ｓ’ｌ１４に設けられる。上記のように、向き操作１１１１５はレチクルの照明 された部分の画像をウェハー上の正しい位置へ動かして、台の位置の誤差を修正 する。向き操作鏡１１５は「データ」をウェハー」二の正確な位置に置く。い（ １かＡると、向き操作鏡の作用がレチクル」−の形状をウェハー上の正しい位置 に置（ようにする。有限（約１ミリメートル）幅の台形照明開口部を使用するこ とにより、つ、ハトのそれらの形状の露光における用９一様性誤差を小さくする 。

従来は、位置決め誤差に対処するために向き操作鏡は用いられなかった。位置決 め誤差の修正に対する重点は台の同期に置かれていた。その理由は、修正を行う ことができる任意の適切な開口面に接近できないように、高性能の光学装置が典 ヤ的にパッケージされているという事実によることがあるからである。更に、既 （ｊのリソグラフィー装置は、台誤差が重要でないｌ×走査機と、各露光のため に台が既知の固定位置へ駆動されるようなステップおよび反復カメラのいずれか から開発されている。

好適な実施例においては、向き操作［１１５は圧電的または電気的に作動させる ことができる。そのような向き操作鏡１１５は本願の譲り受け人へ譲渡された「 向き操作鏡（Ｓｔｅｅｒｉｎｇ　Ｍｉｒｒｏｒ）　Ｊ　という名称の米国特許第 ４，７７８，２３３号に記載されている。

好適な実施例の設計例 本発明の好適な実施例の性能仕様は、別の構成部品を用いて変更できる。表１は システムｌとシステム２を比較したものである。システムｌは０．２４ミクロ／ のつＸ、バーを１時間当たり４０枚の処理量でプリントできる。表１は重要なパ ラメータと、システムｌの欄におけるそのようなマンノに対するそれらの間の関 係を与えるものである。システム２はより保守的な設計のものであって、これも ０．２４ミクロン機構をプリントできるが、１時間当たりの処理量はウェハー２ ０枚である。システム２はフィールド幅がより狭く、出力がより小さいレーザを 組み込んだレンズを利用する。それら２つの要因により、システム２に対する台 の速度を遅くすることを要求される結果となる。システム１とシステム２は好適 な実施例のアーキテクチャを基にしている。

表１を参照すると、システム１は、波長が２４４ｎｍで、レーザ出力が５３３ｍ Ｗである周波数が２倍にされたアルゴンイオンレーザ源を用いる。縮小レンズの 選択されたＮＡは０．８である。これは０．２４ミクロン寸法の機構をプリント するために必要な解像力を可能にする。縮小比は４対！である。レンズフィール ド幅は１０−冒で、０．８ＮＡレンズでは大きいが、マイクロリソグラフィー縮 小レンズで典型的に見出される２０〜３０１園フィールド寸法より大幅に小さい 。

設計が複雑であると、フィールド寸法の増大とともに非直線性が増大するから、 大きいＮＡを管理できねばならないことが見出されている。縮小レンズの特性は 、市販されていて、商業的に実行可能な製品と両立する。１６０−−の４×レチ クル画像の範囲が約１７．８ｃ＊（７”　）平方のレチクル内に快適に入るよう に、走査フィールドの長さと幅が４０ｍｍであるように選択される。走査フィー ルドの長さを長くし、約１５．２ｃｍＸ２２．９ｃｍ　（６”　×９−　）フォ ーマットのような、規格外のレチクル寸法を用いることにより、処理量を向上さ せることができる。

内込み時間を短くするために重要な設計パラメータは台速度、転換時間、および ロード時間と整列時間である。それらのパラメータの値は既知の台／部品ホルダ ー技術に関連して選択された。ウェハ一台速度を１６ｃｍ／　ｓ　ｅ　ｃにする ためにはレチクル台速度を６４ｃ■／　ｓ　ｅ　ｃとする必要があることに注目 されたい。

パス数はＩｉ！ｌｉ像上の点がレンズフィールドのある部分により走査される回 数である。ある突き合わせおよびレンズフィールド平均化を行わせるためにめら れる最少数が２である。化学的に増幅されたディープＵｖレジストの高い光速（ ｈｉｇｈｐｈｏｔｏｓｐｅｅｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ　ａ園ｐ ｌｉｆｉｅｄ　ｄｅｅｐυＶ　ｒｅｓｉｓｔｓ）を基にして請求められている周 間が２０ｍＪ／ｃ■２であるように選択される。全光透過数は３０％であるよう に選択される。これは良い光学被覆および効率的な照明器設計で達成できる。走 査フィールド／ウェハーの数は、レチクルが約２０．３ｃ■（８インチ）ウェハ ーの上に結像させられる回数であって、レチクル上のダイの置と形により決定さ れる。それらの多くのフィールドにおいて覆われている部分は８インチウェハー に対する部分と同じであるがら２０が選択された。

システム２として記述されているシステムは、多少ともより保守的な仮定を基に している。２つの大きな変更は、レンズフィールド幅が狭くなる、１０−一の代 わりに６ｍ＋＋、およびレーザ出力が減少する、５３３ｍＷの代わりに２００　 ｍＷ。

である。走査フィールド幅は３６−厘まで狭（されて、走査フィールド幅当たり 整数のレンズフィールドを提供する。それらの変更は、レンズ系と放射エネルギ ー源の設計をよりゆるやかにできる。ウェハ一台速度とレチクル台速度も同様に ３８％だけ低下させられた。設計目標が容易である結果として、システム処理量 は２０ウ工ハー／時間と半分に低下する。

別の実施例は長方形の走査フィールドと向き操作開口部を利用する。長方形の走 査フィールドについて説明するが、台形走査フィールドを利用し、走査を重ね合 わせる（好適な実施例について上で説明したようにして）ことを利用することが 当２８には明らかであろう。向き操作開口部はシステムの第１の焦点面に位置さ せられる。この場合には、それは放射エネルギー・ユニホーマーの直前に位置さ せられるが、実際には、システム内の任意の焦点面内に位置させることができる 。向き操作開口部を用いて、適正なレチクル画像がシステムへ呈示させられるよ うにする。これは向き操作端とは対照的である。その向き操作端はウェハー上に レチクル画像を正確に置くために用いられる。好適な実施例で利用されるマルチ パス、市ね合わされたプリント技術も、別の実施例で使用できる。

別の実施例のアーキテクチャ 別の実施例のアーキテクチャが図６に示されている。この実施例は好適な実施例 に類似する。いずれにしても、放射エネルギー源、たとえば持続波レーザ６０１ が照明装置に供給する源である。レーザ源６０１はシャッタ６０２を透過し、第 １の静＋（ＪＡ　６０２　ａから反射されて第１のレンズ６０３へ送られる。静 止鏡６０２ａは光路中の便利な点に置かれる。この場合には、光路を照明装置内 の他の部品へ向かって光路を曲げるために置かれる。静止Ｍ８０２ａが必要にさ れないか、静止鏡をレチクル平面の前の点に置（ように、ビームが垂直に送られ る放射エネルギー源を利用することが当業者は明らかであろう。シャブタ６０２ は動き制御コンピュータ６１０へ結合され、それにより制御される。シャッタ６ ０２は、たとえば、ウェハーの以前に露光された部分が横切られている時に、放 射エネルギー源を遮断して、書込みを禁止する便利な手段を提供するものである 。本発明の要旨と範囲から逸脱することなしに、ンヤッタを光路中のどこにも置 くことが当業者には明らかであろう。

レンズ６０３はレーザを大きい発散の小さい点、５６０４、に集束する。点６０ ４はブリュースター光トンネル型ユニホーマー６０５への人口にある。ユニホー マーの内部反射により開口部内を通る光が一様にされる。ユニホーマー６０５を 過ぎた焦点面に、長方形開口部を形成する向き操作開口部６１Ｂが位置させられ る。好適な実施例においては、長方形開口部の幅は２■■である。向き操作開口 部６１６へ向き操作サーボ６１６ａが結合される。そのサーボは動き制御コンピ ュータ６１０へも結合される。向き操作開口部は、適正なレチクル画像がプリン ト装置へ確実に提供されるようにするために、用いられる。

向き操作開口部６１６から出た長方形照明画像６０６が、第２のレンズ６０７と 、第３のレンズ６０８およびレチクル台６０９ｂを通じてレチクル面、Ｍ′６０ ９の上に再び結像させられる。そのレチクル面においてレチクルの一部が照明さ れるであろう。レチクル面においては、照明Ｍ’６０９は照明開口部Ｍ６０６の 良く修正された共役である。良く修正されたというのは、大きな光学収差すなわ ち歪みが無いことを指す用語である。

それから、照明されたレチクル画像は第１の縮小レンズ６１０を通り、固定鏡６ １２から反射される。それから、照明されたレチクル画像は２軸向き操作端６Ｉ ５へ向かって送られる。それから画像は第２の縮小レンズ６１１を通ってウェハ ー面Ｍ＃８１３上へ送られる。要約すると、Ｍ’６０９におけるレチクルの照明 された領域は、縮小レンズ６１０と縮小レンズ６１１で構成されている縮小レン ズ組立体により、ウェハ一台６１３ａ上のウェハー面Ｍ”６１３の土に４対ｌに 縮小されて再び結像させられる。

図６を参照すると、レンズ素子６１０．６１１は概略的である、すなわち、それ らのレンズは実際は何枚かのレンズ素子の組立体を実際に表すことができること に注目すべきである。そのような縮小レンズ組立体は好適な実施例に関して説明 した。

好ｉｌｌ　’Ｉ　Ｊ、絶倒におけるように縮小レンズ組立体６１０．６１１は４ 対１の縮小を行う、ｋｆ１４な実施例と別の実施例の両方において、本発明の要 旨と範囲を逸脱することなしに、別の縮小比（およびそれに伴うレンズ）を利用 できる。−）ずれにしても、縮小レンズ組立体８１０，６目により形成された、 つ、／九−面６１３Ｌにおけるレチクルの画像は、レチクル１ｌｉｉ６０９にお けるレチクルの［（ｔである。同じ対称性を持つ画像が縮小さ封られるものとす ると、向き操作ｆｉ６０４の代わりに、光線を五角形プリズムのようにして直角 に曲げるように作用する２枚の鎖を使用できることにン１目すべきである。

別の放射エネルギー源または粒子エネルギー源、たとえば１子ビームまたは軟ｘ ｉをイ１するＬ記アーキテクチャを利用することは当業者にとっては明らかであ ることに１１［１すべきである。、そのような放射エネルギー源または粒子エネ ルギー源を用いることは、本発明の要旨および範囲を逸脱しない。

プリント手順 ４ｆ適ｔ；′に施例と別の実施例は同じ唄ね合わゼブリント手順を利用する。主 な違いは、開１−１部の形と、向き操作開口部の作用である。しかし、好適な実 施例に関して述べたようにスき合わ＋ｉ誤差を一層減少するために、別の実施例 に台形間［１部を使用できる。レチクル６０９ａの画像は１度に１フイールドず つつ、　／Ｘ−６１３へ送られる。別の実施例においては、プリント画像の１１ 法は２ｍｍＸ　１０−園である。レチクル台６０９ａとつ、バ一台６１３ａは曲 がりくねったパターンで走査Δれる。

図７ａ−［ＪＪ７ｅは走査フィールドのプリントを示す、ＩｊＱ７ａにおいて、 プリン１ｌＩＩＩｌ像７０１はウェハ７０２を水平に（走査方向）横切り、半ス トライプ７０３を゛Ｉ′導体つ、バー土で露光（すなわち、プリント）させられ るようにする。走査フィールドを横切って一様に露光さゼるために、走査フィー ルドの１番」―と一番１・に！ｌ’・ス）・ライブがプリントされる。走査と〜 １うのは、レチクル台６０９ａとクグハ一台６１３ａの同時運動を含む。レチク ル台６０９ａの速度とつ、ノ１一台６１３ａの速度との比は、縮小レンズ組立体 ６１０、！３１１の縮小比、すなわち４対１と同じである。光学装置は比較的停 止したままである（たとえば、向き操作端６１５により行われる補正を除り）、 レチクル台が動くとウヱハー面へ提示されている画像が変更させられる。ストラ イブのプリントが終わると、レチクル台とウェハ一台は次のストライブのプリン トのために再び位置させられる。レチクルは不透明な境界を典型的に持たないか ら、付近の走査フィールドの露光を阻止することにｌ１目すべきである。

図７ｂは第２のストライブの走査を示す。レチクル台とウェハ一台は、プリント 画像がストライブ７０３に開口部の長さの１／２だけ重なり合うように、位置さ せられる。これは、画像のプリントを２つのパスで行う、好適な実施例で述べた ストライブ反復モードに類似する。ストライプブ７０４はプリント画像７０５に より横断さゼられる。それからレチクル台とウェハ一台の動きは交差方向に続け られる。

［Ｗ７ｃｍ図７ｅは、上記重ね含わゼのやり方での、ストライブ７０７．７０９ ．７１１のプリント１Ｉｊｌ像７０Ｂ、７０８，７１０による走査を示す。図７ ８に示すように走査が終わると、走査フィールドはプリントさせられている。あ る点（図示せず）において、クエハーの底に通ずるであろう。こむが起きると、 次の走査フィールドがプリントさオフるように、レチクル台とウェハ一台が位置 ざゼられる。ウェハー全体がプリントされるまでこのプロ七スはｍ続される。

好適な実施例におけるように、画像の各点は、照明開口部およびレンズ系の異な る部分で２回走査される。しかし、本発明の要りおよび範囲逸脱することなしに 任意の整数回の走査を使用できる。このやり方での重なり合い走査にＪ、り隣接 フィールド結合誤差は、他の場所で結合されている隣接フィールドを有する走査 ととも平均させられることが観察されている。また、レンズの歪みおよびｐＨ明 の不均一のような、レンズフィールド位置に関連する確率誤差および系統誤差が 走査回数にわたって平均されることもＩ８！察される。レンズフィールドの区画 に対してさえ、レンズ歪みの半径方向部分はほとんどうち消される。台の位置に おける確率誤差も平均化される。また、多数走査プリントは照明の不均一の減少 を支援する。上記誤差平均化技術は、オレゴン州ビーバートン（８ｅａｖｅｒｔ ｏｎ）　所在のＡＴＥＱ：ｌ−ボレーン、ン（Ｃｏｒｐｏｒａｔ　１ｏｎ）　か ら入手できるＣ０ＲＥ２５００のような、既知の走査レーザ争プリンティング装 置において利用されて成功を収めている。しかし、直接ウェハー・プリンティン グ装置へのそれの使用については出願人は知らない。

四ｐｙ屋声負何周供 別の実施例のアーキテクチャはレチクル台とつ１．　／＼一台を用意する。好適 な実施例に関して説明したことに類似の態様で台の同期は行われる。しかし、同 期誤差は）記誤差補正ループにおいて補正できる。

図６を参照して、レチクル台６０９ａの位置は第１のレーザ干渉計８０９ｂによ り測定され、ウェハ一台６１３ａの位置は第２のレーザ干渉計６１３ｂで測定さ れる。第１のレーザ干１り！＋６０９ｂと第２のレーザ干渉計６１３ｂは動き制 御コンピュータ８１０へ結合される。第１の干渉！＋６０９ｂと第２のレーザ干 渉４６１３ｂとからの情報は、台速度および同期化の制御と、第１の誤差補正ル ープおよび小２の誤差補正ループへの誤差信号の供給とを行うために用いられる 。それらのループについては後で詳しく説明する。動き制御コンピュータは、レ チクル台６０９ａとウェハ一台６１３ｂの正しい同期をＷ持させるために、それ らの台へ（３号を供給する。

同期化に類似する問題が、レチクル６０９とつ、）Ｘ−８１３の整列の問題であ る。ウェハー８１３へのレチクル６０９の整列は、レチクル６０９内で定められ るウェハーマーク（またはｎ！数のマーク）を検出し、ウェハー６１３をこのマ ークへ整列さ４ｉることにより、行うことができる。検出は、画像がプリントさ れるｌごつれてｊｌ１６１２を介して行うことができる。そむから動き制御コン ピュータは必要ｆｉ　ｆｔαの位置修正を行わせることができる。

誤差補正ループ 異なる速さのレチクル台６０９ａとつ、バ一台６１３ａを同士ナノメートルまで 同期させることは困難な間聴である。別の実施例において動き制御コンピュータ ６１２内で構成された誤差補正ループによりこの問題を処理できる。誤差補正ル ープの目的は同期誤りを補償し、向き操作開口部６１６により形成された長方形 量し】部の画像を、任意の時刻にウェハー６１３上の正しい場所に１き、更に正 しい画像「データ」を開口部内に置くことである。

第１の誤差補正ループは向き操作開口部６１６と第１のレーザ干渉計６０９ｂに より構成される。第１の誤差補正ループはレチクル台６０９ａについての位置情 報をめるだけである。第１の誤差補正ループは、レチクル画像正しい部分をプリ ンティング装置へ確実に供給するために用いられる。これにより正しい画像「デ ータ」がレチクルから選択される。向き操作開口部６１Ｂが向き操作開口部サー ボ６１８ａへ結合される。このづ−ボは圧電的または電磁的に作動させることが できる。向き操作開口部６１６が動くと、照明開口部画像６０６がプリンティン グ装置へ向かって対応して動かされる。

第２の誤差補正ループはレチクル画像をウェハーの上に正確に置くために用いら れる。この第２の誤差補正ループは向き操作＠６１５と、第１のレーザ＋＄４６ ０９ｂと、第２のレーザ干渉計６１３ｂとで構成される。向き操作１１１６１５ は「データ」をウェハー上の正確な位置に置く。第２の誤差補正ループは、レチ クル台６０９ａとウェハ一台６１３ａについての位置情報をめる。向き操作緋６ １５は向き操作端サーボ６１５ａへ結合される。このサーボは圧電的または電磁 的に作動させることができる。そのような向き操作［６１５が、本願の譲り受け 人へ譲渡された、「向き操作端（Ｓｔｅｅｒｉｎｇ　Ｍｉｒｒｏｒ）　Ｊ　とい う名称の米国特許第４．７７８．２３３号に記載されている。この向き操作端が 動かさむると、クエハ−ｍ６１３におけるレチクル画像の位置が変化する。

それら２つの誤差補正ループが存在するから、台同期位置精度を同士ナノメート ルから、おそらく数ミクロンへ緩めることができる。２つの誤差補正ループの動 作により、突き合わせ接合の間隙または重なり合いのない走査フィールドを横切 って一様な露光が確実に行われるようにされる。

別の実施例の照明源 上記のように、別の実施例における装置の放射エネルギー源はアーク灯またはレ ーザとすることができる。好適な実施例について先に述べたように、０．２５ミ クロンをプリントするためにめられる短い波長の場合には、１つの適当な光学ガ ラスが溶融シリカであることが見出されている。別の実施例における放射エネル ギー源は、好適な実施例において利用されるものと同じである。

別の実施例の設計例 好適な実施例のように、別の実施例の性能仕様は、異なる構成部品を用いること により変更できる。表２は、別の実施例のアーキテクチャを共に利用する、ン選 択される。総光透過数は３０％と選択される。これは良光学被覆と効率的な照以 上、小さいフィールド走査器装置を開示した。レチクル画像を縮小するためＦＩ Ｇ、　４ 手続補正書 平成６年７月６日

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．放射エネルギーに応答する膜を含む基板の上に、レチクルにより決定される パターンを発生する装置であって、 ａ．所定の形のビームで分散させられる放射エネルギーを発生する手段とｂ．前 記放射エネルギーを所定の形のビームで分散させる手段と、ｃ．前記放射エネル ギービームを前記レチクルへ向けて導き、レチクル画像を形成する手段と、 ｄ．前記レチクル画像を前記基板へ向けて、所定の光路に沿って導く手段と、 ｅ．前記レチクル画像を前記基板の上に正確に置く手段と、ｆ．前記基板の上に 前記レチクル画像を発生する前に前記レチクル画像を縮小する画像縮小手段と、 ｇ．前記基板の上の第１の向きに第１のレチクル画像ストライプを発生し、前記 基板の上の第２の向きに第２のレチクル画像ストライプをプリントする走査手段 と、 を備え、前記第１の画像ストライプは前記第２の画像ストテイブの上に重なり合 う、放射エネルギーに応答する膜を含む基板の上にレチクルにより決定されるパ ターンを発生する装置。
2. ２．請求の範囲１記載の装置であって、適正なレチクル画像を発生するために前 記放射エネルギー発生手段の焦点面に位置させられる向き操作開口部で更に構成 される装置。
3. ３．請求の範囲１記載の装置であって、前記基板の上に前記レチクルを正確に置 く前記手段は、前記光路中の開口部平面に位置させられる向き操作鏡で構成され る装置。
4. ４．請求の範囲３記載の装置であって、前記画像縮小手段は前記レチクル画像を ４対１の比で縮小する装置。
5. ５．請求の範囲４記載の装置であって、前記放射エネルギービームの所定の形は 台形である装置。
6. ６．請求の範囲５記載の装置であって、前記走査手段は、前記レチクルをレチク ル平面の上に支持し、そのレチクルを所定の場所まで所定の速度で動かすレチク ル台と、 前記基板をウェハー平面の上に支持し、そのウェハーを所定の場所まで所定の速 度で動かすウェハー台と、 前記レチクル台と前記ウェハー台へ結合され、前記レチクル台と前記ウェハー台 の間の同期誤差を検出し、それらの誤差を修正する同期手段と、で構成される装 置。
7. ７．請求の範囲６記載の装置であって、前記放射エネルギー源はレーザである装 置。
8. ８．請求の範囲７記載の装置であって、前記第２の向きは前記第１の向きとは逆 である装置。
9. ９．レチクル台の上に位置させられているレチクルにより定められる回路パター ンが、ウェハー台の上に位置させられている半導体ウェハーの上に書かれる、集 積回路のフォトリソグラフィック製造において、ａ．前記レチクル台を第１の所 定の位置に位置させる工程と、ｂ．前記ウェハー台を第２の所定の位置に位置さ せる工程と、ｃ．レチクル画像を前記ウェハーの上に正確に置く工程と、ｄ．前 記レチクルの第１のプリント画像領域を第１の向きに走査する工程と、 ｅ．前記ウェハーを工程ｄと同時に走査して第１のストライプを前記ウェハーの 上にプリントする工程と、 ｆ．第２のプリント画像領域を走査するために、第３の所定の位置に前記レチク ル台を位置させる工程と、 ｇ．第４の所定の位置に前記ウェハー台を位置させる工程と、ｈ．レチクル画像 を前記ウェハーの上に正確に置く工程と、ｉ．前記レチクルの第２のプリント画 像領域を第２の向きに走査する工程と、 ｊ．前記ウェハーを工程ｉと同時に走査して第２のストライプを前記ウエハーの 上で、前記第１のストライプの上に重なり合わせてプリントする工程と、を備え る、回路パターンをプリントする方法。
10. １０．請求の範囲９記載の方法であって、前記第２の向きは前記第１の向きとは 逆であり、前記第２のストライプは、ストライプの幅より小さい所定の量だけ前 記第１のストライプの上に重なり合う方法。
11. １１．請求の範囲１０記載の方法であって、前記第１の向きと前記第２の向きは 同じであり、前記レチクル台の前記第１の所定位置と前記第３の所定位置は同じ であり、前記ウェハー台の前記第２の所定位置と前記第４の所定位置は同じであ り、前記第２のストライプは前記第１のストライプに重なり合う方法。
12. １２．放射エネルギーに応答する膜を含む基板の上にレチクルにより定められた パターンを発生する装置であって、 ａ．ビームの形の放射エネルギーを発生する手段と、ｂ．所定の形の一様な放射 エネルギービームを形成するためのユニフォーマと、 ｃ．このユニフォーマから生じ、レチクル平面へ導かれる一様な放射エネルギー ビームの共役画像を形成するレンズ組立体と、ｄ．前記レチクル平面の上に支持 し、そのレチクルを、露光画像が形成される前記レチクル平面の上の所定の場所 まで動かすレチクル台と、ｅ．前記露光画像を所定の縮小比だけ縮小する第２の レンズ組立体と、ｆ．前記露光画像を前記基板の所定の適正な場所に正確に置く 向き操作手段と、 ｇ．前記基板をウェハー平面の上に支持し、そのウェハーを前記ウェハー平面の 上の所定の場所まで動かすウェハー台と、ｈ．前記レチクル台および前記ウェハ ー台の速度と場所を制御し、前記向き操作手段の動きを制御する手段と、を備え る、放射エネルギーに応答する膜を含む基板の上にレチクルにより定められたパ ターンを発生する装置。
13. １３．請求の範囲１２記載の装置であって、ａ．前記レチクル台の位置を決定す る第１のレーザ干渉計と、ｂ．前記ウェハー台の位置を決定する第２のレーザ干 渉計と、ｃ．前記レチクル台と前記ウェハー台が同期していない時を判定する処 理手段と、 で更に構成される装置。
14. １４．請求の範囲１３記載の装置であって、前記レチクル台と前路ウェハー台の 前記速度比は前記第２の光学組立体の前記縮小比と同じである装置。
15. １５．請求の範囲１４記載の装置であって、前記縮小比は４対１である装置。
16. １６．請求の範囲１２記載の装置であって、前記向き操作手段は操作鏡である装 置。
17. １７．請求の範囲１６記載の装置であって、前記所定の形は台形である装置。
18. １８．請求の範囲１７記載の装置であって、前記放射エネルギー手段はレーザで ある装置。
19. １９．請求の範囲１６記載の装置であって、前記第１のレンズ組立体の焦点面に 位置させられる向き操作開口部で更に構成される装置。