JPH07283133A - マイクロリソグラフィのための照射光源と照射方法 - Google Patents
マイクロリソグラフィのための照射光源と照射方法Info
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- JPH07283133A JPH07283133A JP7065621A JP6562195A JPH07283133A JP H07283133 A JPH07283133 A JP H07283133A JP 7065621 A JP7065621 A JP 7065621A JP 6562195 A JP6562195 A JP 6562195A JP H07283133 A JPH07283133 A JP H07283133A
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- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
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- G03F7/70208—Multiple illumination paths, e.g. radiation distribution devices, microlens illumination systems, multiplexers or demultiplexers for single or multiple projection systems
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ホトマイクロリソグラフィにおいて、有害な
材料を使用せず、マスクの均一な照射を信頼性をもって
行うことのできる照射装置及び照射方法を提供する。 【構成】 光源１２は、多数のセグメントに分けられる
ビーム１４を放出する固体レーザ２６を備えている。各
々のセグメントは、異なる量だけ周波数シフトされ、そ
のようなセグメントは、周波数領域において実質的にオ
ーバーラップしない。各々のセグメントは、ハエの目型
のアレー３２の短焦点距離レンズ要素５４を通過してマ
スク平面１８上に分散され、マスク１６を均一に照射す
る。ハエの目型のアレー３２のレンズ要素５４は、分散
されたビームセグメントの幅に比較して小さな領域の中
に設けられており、各々のビームセグメントは、マスク
の共通部分全体を照射することに貢献する。
材料を使用せず、マスクの均一な照射を信頼性をもって
行うことのできる照射装置及び照射方法を提供する。 【構成】 光源１２は、多数のセグメントに分けられる
ビーム１４を放出する固体レーザ２６を備えている。各
々のセグメントは、異なる量だけ周波数シフトされ、そ
のようなセグメントは、周波数領域において実質的にオ
ーバーラップしない。各々のセグメントは、ハエの目型
のアレー３２の短焦点距離レンズ要素５４を通過してマ
スク平面１８上に分散され、マスク１６を均一に照射す
る。ハエの目型のアレー３２のレンズ要素５４は、分散
されたビームセグメントの幅に比較して小さな領域の中
に設けられており、各々のビームセグメントは、マスク
の共通部分全体を照射することに貢献する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、均一な照射を行うため
の方法及び装置に関する。より詳細には、本発明は、半
導体チップを製造するために、ウエーハの上に投影され
るパターンを具現化するマスクを均一に照射する技術に
関する。
の方法及び装置に関する。より詳細には、本発明は、半
導体チップを製造するために、ウエーハの上に投影され
るパターンを具現化するマスクを均一に照射する技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ホトマイクロリソグラフィの基本的な目
的は、可能な限り微細な像を形成することである。極め
て幅の狭い線幅帯びスペース幅を有する高分解能の像
は、小さなサイズのチップ上に、複雑な集積回路を製造
することを可能とする。
的は、可能な限り微細な像を形成することである。極め
て幅の狭い線幅帯びスペース幅を有する高分解能の像
は、小さなサイズのチップ上に、複雑な集積回路を製造
することを可能とする。
【０００３】半導体チップの上にあるパターンを形成す
るためには、光線を平坦なマスクを通して伝達し、投影
レンズによって、平坦なウエーハの上に投影する。上記
投影レンズは、上記マスクの縮小された像を上記ウエー
ハ上に形成する。投影された像は、ウエーハをコーティ
ングしているホトレジスト材料に化学反応を生じさせ
る。マスク平面及びウエーハ平面の照射は、これら平面
にわたる、小さな局部的な変動、並びに、巨視的な広い
変動を避けるために、均一でなければならない。
るためには、光線を平坦なマスクを通して伝達し、投影
レンズによって、平坦なウエーハの上に投影する。上記
投影レンズは、上記マスクの縮小された像を上記ウエー
ハ上に形成する。投影された像は、ウエーハをコーティ
ングしているホトレジスト材料に化学反応を生じさせ
る。マスク平面及びウエーハ平面の照射は、これら平面
にわたる、小さな局部的な変動、並びに、巨視的な広い
変動を避けるために、均一でなければならない。
【０００４】結像の分解能を増大させ、また、最低の線
幅及びスペース幅を減少させるためには、短い波長を有
する光源を用いることが有用であることが分かってい
る。１５０乃至３００ナノメートルの範囲の遠紫外線
（ＤＵＶ）範囲の照射源が、適当であることが証明され
ている。通常のキセノン及び水銀の広帯域アークランプ
は、望ましいＤＵＶ範囲において十分なエネルギを発生
しないので、他の光源が必要である。フッ化クリプトン
（ＫｒＦ）及びフッ化アルゴン（ＡｒＦ）の気体レーザ
は、ＤＵＶ範囲において有効な照射をもたらし、ホトマ
イクロリソグラフィに用いられている。しかしながら、
そのような気体レーザは、大きな欠点を有している。必
要とされる気体の有毒な性質は、厳密で高価な安全手段
を必要とし、潜在的な安全上の危険性を示す。また、気
体レーザは、定期的なメンテナンスを必要とし、そのよ
うなメンテナンスの間には、チップの製造を中断しなけ
ればならず、非経済的である。必要とされるメンテナン
スの作業は、レーザガスが腐食性を有するために、気体
の交換及び汚染物チャンバのメンテナンスを含む。
幅及びスペース幅を減少させるためには、短い波長を有
する光源を用いることが有用であることが分かってい
る。１５０乃至３００ナノメートルの範囲の遠紫外線
（ＤＵＶ）範囲の照射源が、適当であることが証明され
ている。通常のキセノン及び水銀の広帯域アークランプ
は、望ましいＤＵＶ範囲において十分なエネルギを発生
しないので、他の光源が必要である。フッ化クリプトン
（ＫｒＦ）及びフッ化アルゴン（ＡｒＦ）の気体レーザ
は、ＤＵＶ範囲において有効な照射をもたらし、ホトマ
イクロリソグラフィに用いられている。しかしながら、
そのような気体レーザは、大きな欠点を有している。必
要とされる気体の有毒な性質は、厳密で高価な安全手段
を必要とし、潜在的な安全上の危険性を示す。また、気
体レーザは、定期的なメンテナンスを必要とし、そのよ
うなメンテナンスの間には、チップの製造を中断しなけ
ればならず、非経済的である。必要とされるメンテナン
スの作業は、レーザガスが腐食性を有するために、気体
の交換及び汚染物チャンバのメンテナンスを含む。
【０００５】固体レーザは、気体レーザに固有のメンテ
ナンス及び安全性の問題を排除し、同時に、所望のＤＵ
Ｖ範囲において十分な照射をもたらす。しかしながら、
固体レーザは、その全直径にわたって、空間的にコヒー
レント（干渉性の）であるビームを放出する。コヒーレ
ンス（干渉性）は、他の用途においては効果的である
が、ホトマイクロリソグラフィにおいては問題を生ず
る。マスクを均一に照射するために、コヒーレントビー
ム（可干渉性の光線）を拡張したり、あるいは、他の光
学的な手法で処理すると、マスク平面にスペックル（斑
点）又は干渉フリンジ（干渉縞）が生ずる。そのような
不均一性は、ウエーハに投影されるフリンジを発生する
ので、許容できない。そのようなフリンジは、これに対
応して不均一に露光される領域をウエーハに形成する。
ナンス及び安全性の問題を排除し、同時に、所望のＤＵ
Ｖ範囲において十分な照射をもたらす。しかしながら、
固体レーザは、その全直径にわたって、空間的にコヒー
レント（干渉性の）であるビームを放出する。コヒーレ
ンス（干渉性）は、他の用途においては効果的である
が、ホトマイクロリソグラフィにおいては問題を生ず
る。マスクを均一に照射するために、コヒーレントビー
ム（可干渉性の光線）を拡張したり、あるいは、他の光
学的な手法で処理すると、マスク平面にスペックル（斑
点）又は干渉フリンジ（干渉縞）が生ずる。そのような
不均一性は、ウエーハに投影されるフリンジを発生する
ので、許容できない。そのようなフリンジは、これに対
応して不均一に露光される領域をウエーハに形成する。
【０００６】エキシマレーザは、そのビームの小さな直
径部分にわたって局部的にのみコヒーレントであるが、
そのビーム全体にわたる巨視的なスケールでは、インコ
ヒーレント（非干渉性）である。コヒーレンスの局部的
な「アイランド」は小さく、互いに関してインコヒーレ
ントである。従って、短焦点距離レンズから成る単純な
「ハエの目」状のアレーすなわち列を、気体レーザのビ
ーム通路の中に置いて、コヒーレンスのアイランドを分
散させて平均化し、これにより、問題のあるスペックル
又はフリンジを生ずることなく、均一な照射をもたらす
ことができる。そのような技術は、全体的にコヒーレン
トな固体レーザの出力と共に使用する時には、効果的で
はない。
径部分にわたって局部的にのみコヒーレントであるが、
そのビーム全体にわたる巨視的なスケールでは、インコ
ヒーレント（非干渉性）である。コヒーレンスの局部的
な「アイランド」は小さく、互いに関してインコヒーレ
ントである。従って、短焦点距離レンズから成る単純な
「ハエの目」状のアレーすなわち列を、気体レーザのビ
ーム通路の中に置いて、コヒーレンスのアイランドを分
散させて平均化し、これにより、問題のあるスペックル
又はフリンジを生ずることなく、均一な照射をもたらす
ことができる。そのような技術は、全体的にコヒーレン
トな固体レーザの出力と共に使用する時には、効果的で
はない。
【０００７】上述のことから、（１）スペックル又はフ
リンジのない遠視外線範囲の均一な照射、（２）頻繁な
メンテナンスすなわち保守を必要としない信頼性のある
装置、及び、（３）有害な材料を使用しない装置を提供
することにより、上述の如き欠点を解消する照射装置及
び照射方法が必要とされていることは理解されよう。
リンジのない遠視外線範囲の均一な照射、（２）頻繁な
メンテナンスすなわち保守を必要としない信頼性のある
装置、及び、（３）有害な材料を使用しない装置を提供
することにより、上述の如き欠点を解消する照射装置及
び照射方法が必要とされていることは理解されよう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記必要性
を満足することである。
を満足することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、空間的にコヒ
ーレントなレーザビームが、周波数シフト型のセルのア
レーを通して伝達される照射装置を提供する。各々のセ
ルは、ビームの異なるセグメントすなわち部分を伝達
し、他のいずれかのセルによって発生される周波数シフ
ト量とは異なる特定の量だけ、それぞれのセグメントの
周波数をシフトする。各々の周波数シフトされたビーム
セグメントは、短焦点距離レンズを通して伝達され、そ
のビームセグメントを、他の同様に発散されたビームセ
グメントと重なりそのようなビームセグメントと概ね同
一平面にある、大きな領域に発散させる。
ーレントなレーザビームが、周波数シフト型のセルのア
レーを通して伝達される照射装置を提供する。各々のセ
ルは、ビームの異なるセグメントすなわち部分を伝達
し、他のいずれかのセルによって発生される周波数シフ
ト量とは異なる特定の量だけ、それぞれのセグメントの
周波数をシフトする。各々の周波数シフトされたビーム
セグメントは、短焦点距離レンズを通して伝達され、そ
のビームセグメントを、他の同様に発散されたビームセ
グメントと重なりそのようなビームセグメントと概ね同
一平面にある、大きな領域に発散させる。
【００１０】上記重なり合うビームによって発生される
フリンジは、１つのレーザパルスの行程の間に、上記大
きな領域にわたって掃引する。これは、どの瞬間におい
ても特定のフリンジパターンが残るが、累積的に均一な
照射を発生する。ソースビーム（元の光線）は、小さい
が十分な帯域幅を有しているので、各々のビームセグメ
ントは、他のビームセグメントの周波数シフトとは異な
るに十分な量だけ、周波数がシフトされ、これにより、
周波数領域内でのビームセグメントのかなりの重なりを
阻止する。各々のビームセグメントはウエーハ平面にス
ペックルパターンを発生するが、各セグメントのパター
ンは独自である。その結果、重なり合うパターンは、そ
れ以上の干渉を生ずることなく複合され、平均化された
均一な照射をもたらす。
フリンジは、１つのレーザパルスの行程の間に、上記大
きな領域にわたって掃引する。これは、どの瞬間におい
ても特定のフリンジパターンが残るが、累積的に均一な
照射を発生する。ソースビーム（元の光線）は、小さい
が十分な帯域幅を有しているので、各々のビームセグメ
ントは、他のビームセグメントの周波数シフトとは異な
るに十分な量だけ、周波数がシフトされ、これにより、
周波数領域内でのビームセグメントのかなりの重なりを
阻止する。各々のビームセグメントはウエーハ平面にス
ペックルパターンを発生するが、各セグメントのパター
ンは独自である。その結果、重なり合うパターンは、そ
れ以上の干渉を生ずることなく複合され、平均化された
均一な照射をもたらす。
【００１１】必要とされる周波数シフトの大きさを減少
させるために、第１のグループのビームセグメントを第
１の方向に偏光させ、第２のグループのセグメントを上
記第１の方向と直交する方向に偏光させることができ
る。その結果、各々のビームセグメントは、同じ偏りを
有する上記ビームセグメントと重なる周波数領域を排除
するに必要な量だけしか、周波数シフトされる必要はな
く、直交する偏りを有するビームセグメントと重なる周
波数領域を許容することができる。本発明の上記及び追
加の特徴、並びに、利点は、図面を参照して説明する以
下の詳細な記載から、容易に明らかとなろう。
させるために、第１のグループのビームセグメントを第
１の方向に偏光させ、第２のグループのセグメントを上
記第１の方向と直交する方向に偏光させることができ
る。その結果、各々のビームセグメントは、同じ偏りを
有する上記ビームセグメントと重なる周波数領域を排除
するに必要な量だけしか、周波数シフトされる必要はな
く、直交する偏りを有するビームセグメントと重なる周
波数領域を許容することができる。本発明の上記及び追
加の特徴、並びに、利点は、図面を参照して説明する以
下の詳細な記載から、容易に明らかとなろう。
【００１２】
【実施例】図１は、光学的なマイクロリソグラフィ装置
すなわち「ステッパ」１０を示している。このステッパ
は、出力ビーム１４を発生する光源１２を備えており、
上記出力ビームは、狭い周波数範囲の中で均一に分布さ
れ且つ実質的に平行なビームから構成されている。ビー
ム１４は、マスク１６を通過する。このマスクは、像を
形成する透明領域及び不透明領域を有するプレートであ
り、このプレートは、マスク平面１８に位置している。
縮小レンズ２０は、マスクによって伝達されたビームを
受け、マスクの縮小された像を半導体ウエーハ２２に投
影する。像が投影されるウエーハの前方面は、ウエーハ
平面２４に位置している。通常、ステッパ１０は、光線
が、光源から水平に配列されたウエーハに向かって下方
へ移動するように、垂直方向に配列されている。
すなわち「ステッパ」１０を示している。このステッパ
は、出力ビーム１４を発生する光源１２を備えており、
上記出力ビームは、狭い周波数範囲の中で均一に分布さ
れ且つ実質的に平行なビームから構成されている。ビー
ム１４は、マスク１６を通過する。このマスクは、像を
形成する透明領域及び不透明領域を有するプレートであ
り、このプレートは、マスク平面１８に位置している。
縮小レンズ２０は、マスクによって伝達されたビームを
受け、マスクの縮小された像を半導体ウエーハ２２に投
影する。像が投影されるウエーハの前方面は、ウエーハ
平面２４に位置している。通常、ステッパ１０は、光線
が、光源から水平に配列されたウエーハに向かって下方
へ移動するように、垂直方向に配列されている。
【００１３】図２は、図１の光源１２の好ましい実施例
の内部の詳細を示している。この光源は、ビームエクス
パンダ２８を順次通過するビームを放出するレーザ２６
と、周波数シフト型のブラッグセルのアレー３０と、ブ
ラッグセルのアレー３０に整合された短焦点距離レンズ
の「ハエの目」アレー３２と、マスク平面１８を均一に
照射する集光レンズ３４とを備えている。ビームは、平
行で連続的に離れているビームセグメントを含む総ての
ブランチ及びサブパスを含むビーム通路に従う。
の内部の詳細を示している。この光源は、ビームエクス
パンダ２８を順次通過するビームを放出するレーザ２６
と、周波数シフト型のブラッグセルのアレー３０と、ブ
ラッグセルのアレー３０に整合された短焦点距離レンズ
の「ハエの目」アレー３２と、マスク平面１８を均一に
照射する集光レンズ３４とを備えている。ビームは、平
行で連続的に離れているビームセグメントを含む総ての
ブランチ及びサブパスを含むビーム通路に従う。
【００１４】レーザ２６は、１５０乃至３００ナノメー
トルの遠視外線（ＤＵＶ）波長範囲の光線を放出するこ
とのできる固体レーザであるのが好ましい。ＤＵＶ放射
線は、可視光線ではないが、本明細書においては、「光
線」と呼ぶ。そのようなレーザは、直径が４ミリメート
ル程度の実質的に平行で細いビームを発生し、そのよう
なビームは、ビームの直径全体にわたって、空間的にコ
ヒーレントである。他のビーム特性を大きく変化させる
ことなく、ビームの直径を拡大するために、ビームエク
スパンダ２８は、短焦点距離レンズ３８と、長焦点距離
レンズ４０とを用いている。この場合には、短焦点距離
レンズは、ビーム４２の平行光線を焦点４４に焦点合わ
せする。長焦点距離レンズ４０は、その焦点を点４４に
置いた状態で設けられており、これにより、その結果生
ずる拡大されたビーム４６の光線は、平行化またはコリ
メートされている。好ましい実施例においては、拡大さ
れたビームの直径は、少なくとも約５０ミリメートルで
ある。
トルの遠視外線（ＤＵＶ）波長範囲の光線を放出するこ
とのできる固体レーザであるのが好ましい。ＤＵＶ放射
線は、可視光線ではないが、本明細書においては、「光
線」と呼ぶ。そのようなレーザは、直径が４ミリメート
ル程度の実質的に平行で細いビームを発生し、そのよう
なビームは、ビームの直径全体にわたって、空間的にコ
ヒーレントである。他のビーム特性を大きく変化させる
ことなく、ビームの直径を拡大するために、ビームエク
スパンダ２８は、短焦点距離レンズ３８と、長焦点距離
レンズ４０とを用いている。この場合には、短焦点距離
レンズは、ビーム４２の平行光線を焦点４４に焦点合わ
せする。長焦点距離レンズ４０は、その焦点を点４４に
置いた状態で設けられており、これにより、その結果生
ずる拡大されたビーム４６の光線は、平行化またはコリ
メートされている。好ましい実施例においては、拡大さ
れたビームの直径は、少なくとも約５０ミリメートルで
ある。
【００１５】拡大されたビーム４６は、ブラッグセルア
レー３０に当たるが、このブラッグセルアレーは、ビー
ム４６の範囲によってその周囲が完全に包囲されてお
り、従って、各々のセルは、完全に照射される。図３に
示すように、ブラッグセルアレー３０は、３行３列のマ
トリックスをなすブラッグセル５０を備えている。各々
のセルは、１又はそれ以上のブラッグセルユニット（図
示せず）を備えており、複数のユニットから成るセル
が、積み重ねられたユニット（ユニットのスタック）に
よって形成され、これにより、光線は、個々のセルのユ
ニットを順次通過する。一般に、アレーの多くのユニッ
トは、同じユニットの周波数シフトを行うことができ、
各々のセルのシフトは、セルのユニット数に応じた量の
整数倍である。図２は、単に例示として、５つのセルか
ら成る列をしており、その好ましい実施例は、図３に示
すようなものである。
レー３０に当たるが、このブラッグセルアレーは、ビー
ム４６の範囲によってその周囲が完全に包囲されてお
り、従って、各々のセルは、完全に照射される。図３に
示すように、ブラッグセルアレー３０は、３行３列のマ
トリックスをなすブラッグセル５０を備えている。各々
のセルは、１又はそれ以上のブラッグセルユニット（図
示せず）を備えており、複数のユニットから成るセル
が、積み重ねられたユニット（ユニットのスタック）に
よって形成され、これにより、光線は、個々のセルのユ
ニットを順次通過する。一般に、アレーの多くのユニッ
トは、同じユニットの周波数シフトを行うことができ、
各々のセルのシフトは、セルのユニット数に応じた量の
整数倍である。図２は、単に例示として、５つのセルか
ら成る列をしており、その好ましい実施例は、図３に示
すようなものである。
【００１６】ブラッグセルユニットは、音響光学的な変
調器であり、この音響光学的な変調器は、石英の如き透
明な結晶、石英ガラス、又は、フッ化リチウムを備えて
おり、上記変調器には、高周波電圧が印加される。その
圧電効果により、上記結晶は、上記高周波電圧に応じ
て、上記結晶の中の音速で該結晶を伝播する平行な波を
形成する。これらの波は、高密度の圧縮と低密度の屈折
が交互に層をなすゾーンから構成される。適正な結晶材
料においては、その屈折率は、その材料の密度の関数で
ある。光線が、結晶の中の平坦な密度の波に対して平行
な線からほんの僅かずれた角度でブラッグセルに入る
と、その光線は、あたかも横方向に移動する回折格子を
通過しているかの如く、反応する。入射ビームが平坦な
波からずれている方向に応じて、その結果生ずる出力
は、その結晶に印加される電圧のラジオ周波数の値だけ
入力周波数よりも大きいかあるいは小さい、周波数を有
する。
調器であり、この音響光学的な変調器は、石英の如き透
明な結晶、石英ガラス、又は、フッ化リチウムを備えて
おり、上記変調器には、高周波電圧が印加される。その
圧電効果により、上記結晶は、上記高周波電圧に応じ
て、上記結晶の中の音速で該結晶を伝播する平行な波を
形成する。これらの波は、高密度の圧縮と低密度の屈折
が交互に層をなすゾーンから構成される。適正な結晶材
料においては、その屈折率は、その材料の密度の関数で
ある。光線が、結晶の中の平坦な密度の波に対して平行
な線からほんの僅かずれた角度でブラッグセルに入る
と、その光線は、あたかも横方向に移動する回折格子を
通過しているかの如く、反応する。入射ビームが平坦な
波からずれている方向に応じて、その結果生ずる出力
は、その結晶に印加される電圧のラジオ周波数の値だけ
入力周波数よりも大きいかあるいは小さい、周波数を有
する。
【００１７】図３のブラッグセル５０には、各々のセル
の出力周波数を示す表示が付されている。入力周波数
は、ν0 で示されており、また、単位周波数シフトは、
Δνで示されている。結局、その結果生ずる周波数は、
ν＝ν0 ＋ＮΔνによって与えられ、Ｎは、ブラッグセ
ルのブラッグセルユニットの数である。アレーの中央の
ユニットは、ゼロ（０）のブラッグセルユニットを有す
る「ブラッグセル」と考えることができ、このブラッグ
セルは、ゼロ（０）の周波数シフトをもたらす。実際に
は、中央のセルは、透明な領域によってもたらされる。
間隙領域及び周辺領域５２は、特定のセルを通る光線を
除いて、光線を透過させないようにブロックされてい
る。
の出力周波数を示す表示が付されている。入力周波数
は、ν0 で示されており、また、単位周波数シフトは、
Δνで示されている。結局、その結果生ずる周波数は、
ν＝ν0 ＋ＮΔνによって与えられ、Ｎは、ブラッグセ
ルのブラッグセルユニットの数である。アレーの中央の
ユニットは、ゼロ（０）のブラッグセルユニットを有す
る「ブラッグセル」と考えることができ、このブラッグ
セルは、ゼロ（０）の周波数シフトをもたらす。実際に
は、中央のセルは、透明な領域によってもたらされる。
間隙領域及び周辺領域５２は、特定のセルを通る光線を
除いて、光線を透過させないようにブロックされてい
る。
【００１８】ハエの目型のアレー３２は、短焦点距離レ
ンズ要素５４のアレーを備えており、このアレーは、各
々の短焦点距離レンズ要素が、対応するブラッグセル５
０と一対一の関係で整合するように、配列されている。
各々のハエの目型のレンズ要素５４は、対応するブラッ
グセル５０の出力全体を分散させる。ブラッグセルの中
心間の間隔、並びに、ハエの目型のレンズ要素５４の中
心間の間隔は、約１センチメートルである。ハエの目型
のレンズ要素５４の直径又は焦点距離よりも十分に大き
い遠視野距離に、オーバーラップゾーン５８が形成さ
れ、このオーバーラップゾーンにおいては、光線は、各
々のブラッグセル５０及びレンズ要素５４によってもた
らされる。集光レンズ３４は、その大部分が、オーバー
ラップゾーン５８の中に位置しており、集光レンズの焦
点距離及びハエの目型のレンズ要素の焦点距離の和に等
しい距離だけ、ハエの目型のアレーから隔置されてい
る。結果的に、集光レンズは、各々のハエの目型のレン
ズ要素の出力を、レティクル平面１６において、重ね合
わせてオーバーラップさせる。
ンズ要素５４のアレーを備えており、このアレーは、各
々の短焦点距離レンズ要素が、対応するブラッグセル５
０と一対一の関係で整合するように、配列されている。
各々のハエの目型のレンズ要素５４は、対応するブラッ
グセル５０の出力全体を分散させる。ブラッグセルの中
心間の間隔、並びに、ハエの目型のレンズ要素５４の中
心間の間隔は、約１センチメートルである。ハエの目型
のレンズ要素５４の直径又は焦点距離よりも十分に大き
い遠視野距離に、オーバーラップゾーン５８が形成さ
れ、このオーバーラップゾーンにおいては、光線は、各
々のブラッグセル５０及びレンズ要素５４によってもた
らされる。集光レンズ３４は、その大部分が、オーバー
ラップゾーン５８の中に位置しており、集光レンズの焦
点距離及びハエの目型のレンズ要素の焦点距離の和に等
しい距離だけ、ハエの目型のアレーから隔置されてい
る。結果的に、集光レンズは、各々のハエの目型のレン
ズ要素の出力を、レティクル平面１６において、重ね合
わせてオーバーラップさせる。
【００１９】元々のレーザビーム４２と拡大されたビー
ム４６は本質的にガウス型であり、従ってビームの中心
から半径方向に離れるに従って低下する強度分布を有し
ている。上の効果は図２の装置によるビームセグメント
のサンプリング及び展開によって、マスク平面１８に巨
視的に大きな不均一性を生ずるのを阻止する。本質的
に、各々のブラッグセル５０は、拡大されたビーム４６
の個々に分離したセグメントを受け持つ。中央のビーム
セグメントは、最も大きな強度を有する傾向があり、周
囲のセグメントは、より小さい強度を有する傾向があ
る。マスク平面１８のオーバーラップゾーン５８におい
て、各ビームセグメントが再結合されると、これらの巨
視的な強度の変動は、平均化によって排除される。より
重要なことは、種々のブラッグセルの個々の周波数シフ
トが、空間的に重なり結合されたビームセグメントの間
の光学的な干渉を防止することである。そのような干渉
は、そうでなければ光線１２をホトマイクロリソグラフ
ィに使用できなくする、光学的なフリンジパターンすな
わち縞模様を形成してしまう。
ム４６は本質的にガウス型であり、従ってビームの中心
から半径方向に離れるに従って低下する強度分布を有し
ている。上の効果は図２の装置によるビームセグメント
のサンプリング及び展開によって、マスク平面１８に巨
視的に大きな不均一性を生ずるのを阻止する。本質的
に、各々のブラッグセル５０は、拡大されたビーム４６
の個々に分離したセグメントを受け持つ。中央のビーム
セグメントは、最も大きな強度を有する傾向があり、周
囲のセグメントは、より小さい強度を有する傾向があ
る。マスク平面１８のオーバーラップゾーン５８におい
て、各ビームセグメントが再結合されると、これらの巨
視的な強度の変動は、平均化によって排除される。より
重要なことは、種々のブラッグセルの個々の周波数シフ
トが、空間的に重なり結合されたビームセグメントの間
の光学的な干渉を防止することである。そのような干渉
は、そうでなければ光線１２をホトマイクロリソグラフ
ィに使用できなくする、光学的なフリンジパターンすな
わち縞模様を形成してしまう。
【００２０】図４は、図２の装置のマスク平面１８にお
ける出力ビーム１４の周波数分布を示している。このグ
ラフは、９つの重なり合うビームセグメントの周波数包
絡線７４、７６を示している。中央の包絡線すなわち曲
線６０は、シフトされておらず周波数ν0 を有するビー
ムセグメントの周波数分布を示している。幾分釣り鐘状
の形状を呈しているが、この周波数分布は、最大強度の
半分の強度におけるその曲線の帯域幅６２によって特徴
付けることもできる。本発明の好ましい実施例において
使用される如き固体レーザに関しては、最大周波数の半
分における通常の帯域幅６２は、約１００ＭＨｚであ
る。他のビームセグメントの周波数シフト操作は、その
セグメントの周波数帯域幅を変えず、他の曲線は、中央
の曲線６０おと同じ形状である。
ける出力ビーム１４の周波数分布を示している。このグ
ラフは、９つの重なり合うビームセグメントの周波数包
絡線７４、７６を示している。中央の包絡線すなわち曲
線６０は、シフトされておらず周波数ν0 を有するビー
ムセグメントの周波数分布を示している。幾分釣り鐘状
の形状を呈しているが、この周波数分布は、最大強度の
半分の強度におけるその曲線の帯域幅６２によって特徴
付けることもできる。本発明の好ましい実施例において
使用される如き固体レーザに関しては、最大周波数の半
分における通常の帯域幅６２は、約１００ＭＨｚであ
る。他のビームセグメントの周波数シフト操作は、その
セグメントの周波数帯域幅を変えず、他の曲線は、中央
の曲線６０おと同じ形状である。
【００２１】図４においては、最小単位のシフト量はΔ
νに等しい。これは単一のブラッグセルユニットをもつ
ブラッグセルの周波数シフトである。各々のビームセグ
メントは単位シフト量の整数倍だけシフトされるが、正
又は負の同じ方向に同じ整数倍だけシフトされるビーム
セグメントはない。結果的に、図２の実施例の周波数分
布は、均一に隔置された９つの別個の曲線から成るアレ
ーを含んでいる。
νに等しい。これは単一のブラッグセルユニットをもつ
ブラッグセルの周波数シフトである。各々のビームセグ
メントは単位シフト量の整数倍だけシフトされるが、正
又は負の同じ方向に同じ整数倍だけシフトされるビーム
セグメントはない。結果的に、図２の実施例の周波数分
布は、均一に隔置された９つの別個の曲線から成るアレ
ーを含んでいる。
【００２２】図示の実施例においては、単位シフト量Δ
νは、２００ＭＨｚである。その結果、周辺領域の中で
隣接するビームセグメントの間のオーバーラップ（重な
り合い）は小さいが、オーバーラップ領域６６によって
示される測定可能な量であり、隣接する曲線の両端部だ
けが重なり合ってオーバーラップしている。周辺領域の
この部分においては、少量の光線が、２つの別個のビー
ムセグメントによってもたらされている。この重なり合
う周波数範囲の中では、同じ周波数の２つの光源の間の
干渉が、若干のフリンジパターンを生ずることがある。
しかしながら、干渉を受けることのある光線の強度は、
ビームセグメントの非オーバーラップ部分及び非干渉部
分の強度に比較して、小さく、そのフリンジは、許容で
きるレベル内に維持される。この図示の実施例において
は、交差点６８における強度は、曲線のピークにおける
最大強度の約６．２％である。その結果マスク平面に生
ずるフリンジは、１０％に等しい鮮明度を有すると計算
される。その結果生ずるフリンジの鮮明度は、単位シフ
ト量Δνを増大させ、又は減少させ、あるいは、周辺領
域内で隣接するビームセグメントの間のオーバーラップ
を除去することにより、増大、減少、あるいは、完全に
除去することができる。
νは、２００ＭＨｚである。その結果、周辺領域の中で
隣接するビームセグメントの間のオーバーラップ（重な
り合い）は小さいが、オーバーラップ領域６６によって
示される測定可能な量であり、隣接する曲線の両端部だ
けが重なり合ってオーバーラップしている。周辺領域の
この部分においては、少量の光線が、２つの別個のビー
ムセグメントによってもたらされている。この重なり合
う周波数範囲の中では、同じ周波数の２つの光源の間の
干渉が、若干のフリンジパターンを生ずることがある。
しかしながら、干渉を受けることのある光線の強度は、
ビームセグメントの非オーバーラップ部分及び非干渉部
分の強度に比較して、小さく、そのフリンジは、許容で
きるレベル内に維持される。この図示の実施例において
は、交差点６８における強度は、曲線のピークにおける
最大強度の約６．２％である。その結果マスク平面に生
ずるフリンジは、１０％に等しい鮮明度を有すると計算
される。その結果生ずるフリンジの鮮明度は、単位シフ
ト量Δνを増大させ、又は減少させ、あるいは、周辺領
域内で隣接するビームセグメントの間のオーバーラップ
を除去することにより、増大、減少、あるいは、完全に
除去することができる。
【００２３】ブラッグセルの回折効率はシフト量が増大
するに連れて減少するので、ビームセグメントを必要量
以上に周波数シフトすることを避けるのが何にもまして
必要である。また、より高い周波数シフト機能を有する
ブラッグセルは一般により高いコストが伴う。理想的な
場合には、ブラッグセルは、隣接するビームセグメント
の周波数出力の総てのオーバーラップを避けるに丁度十
分な周波数シフト量を有する。過剰の周波数シフトは、
極端な場合には、投影レンズの色収差を防止するための
仕様を越える全ビーム帯域幅を生ずる。
するに連れて減少するので、ビームセグメントを必要量
以上に周波数シフトすることを避けるのが何にもまして
必要である。また、より高い周波数シフト機能を有する
ブラッグセルは一般により高いコストが伴う。理想的な
場合には、ブラッグセルは、隣接するビームセグメント
の周波数出力の総てのオーバーラップを避けるに丁度十
分な周波数シフト量を有する。過剰の周波数シフトは、
極端な場合には、投影レンズの色収差を防止するための
仕様を越える全ビーム帯域幅を生ずる。
【００２４】大きな周波数シフト量の必要性の排除、及
び／又は、隣接するセグメントの間にフリンジを発生す
るオーバーラップの発生の排除を行うために、幾つかの
セグメントの偏りを９０°回転させ、他のセグメントと
の干渉を避けることができる。偏光された光線は、直交
方向に偏光された光線を干渉しない。図２に破線で示す
ように、選択に応じて、幾つかのビームセグメントに多
数の二分の一波長板７２を置き、そのようなセグメント
の偏りをシフトすることができる。レーザ光線は本来的
に偏光されるので、二分の一波長板は、これを通る光線
を直交方向に偏光する役割を果たす。図３に示すよう
に、シフトされていないビームセグメントν0 、及び、
＋２Δν、＋４Δν、−２Δν、及び、−４Δνだけシ
フトされたセグメントは、レーザ２６に固有の平行な偏
光を有するように示されている。これらのセグメント
は、図４に示す偶数のビームセグメント７４である。＋
Δν、＋３Δν、−Δν、及び−３Δνだけシフトされ
た残りのセグメントは、「奇数」のセグメント７６とし
て示されている。図２及び図３に示すように、二分の一
波長板が適所にあると、オーバーラップ領域６６は、最
早、干渉フリンジすなわち干渉縞を発生しない。結局、
この偏光原理を採用すると、図２の装置は、干渉フリン
ジを全く生じない。
び／又は、隣接するセグメントの間にフリンジを発生す
るオーバーラップの発生の排除を行うために、幾つかの
セグメントの偏りを９０°回転させ、他のセグメントと
の干渉を避けることができる。偏光された光線は、直交
方向に偏光された光線を干渉しない。図２に破線で示す
ように、選択に応じて、幾つかのビームセグメントに多
数の二分の一波長板７２を置き、そのようなセグメント
の偏りをシフトすることができる。レーザ光線は本来的
に偏光されるので、二分の一波長板は、これを通る光線
を直交方向に偏光する役割を果たす。図３に示すよう
に、シフトされていないビームセグメントν0 、及び、
＋２Δν、＋４Δν、−２Δν、及び、−４Δνだけシ
フトされたセグメントは、レーザ２６に固有の平行な偏
光を有するように示されている。これらのセグメント
は、図４に示す偶数のビームセグメント７４である。＋
Δν、＋３Δν、−Δν、及び−３Δνだけシフトされ
た残りのセグメントは、「奇数」のセグメント７６とし
て示されている。図２及び図３に示すように、二分の一
波長板が適所にあると、オーバーラップ領域６６は、最
早、干渉フリンジすなわち干渉縞を発生しない。結局、
この偏光原理を採用すると、図２の装置は、干渉フリン
ジを全く生じない。
【００２５】図５は、図２の実施例と同様な実施例の周
波数分布を示しており、この実施例は、上記偏光原理の
利益を得るために二分の一波長板を採用しているが、図
４にグラフで示した実施例の単位周波数シフト量の半分
である単位周波数シフト量Δν1を有している。この場
合には、Δν1は、最大強度の半分における周波数帯域
幅６２に概ね等しい。直交方向の偏光された偶数のセグ
メント７４は、実線で示されており、平行な偏光された
奇数のセグメント７６は、破線で示されている。この場
合には、偏光原理の利益を採用して、単位シフト量を減
少させると同時に、オーバーラップ領域６６から生ずる
小さなフリンジ鮮明度を許容する。
波数分布を示しており、この実施例は、上記偏光原理の
利益を得るために二分の一波長板を採用しているが、図
４にグラフで示した実施例の単位周波数シフト量の半分
である単位周波数シフト量Δν1を有している。この場
合には、Δν1は、最大強度の半分における周波数帯域
幅６２に概ね等しい。直交方向の偏光された偶数のセグ
メント７４は、実線で示されており、平行な偏光された
奇数のセグメント７６は、破線で示されている。この場
合には、偏光原理の利益を採用して、単位シフト量を減
少させると同時に、オーバーラップ領域６６から生ずる
小さなフリンジ鮮明度を許容する。
【００２６】図６は、第２の実施例の光源１１２を示し
ており、この光源は、元々のレーザビームをビームセグ
メントの分岐路に分解するビームスプリッタを採用して
いる。ビームセグメントは、必要とされるセル数を減少
するように、直列に配列された一連のブラッグセルを通
過する。この実施例においては、各々のセルは、同じ単
位周波数シフトの単一のブラッグセルユニットだけを備
えている。比較のための例を挙げると、図３に示す実施
例は、Δνの単位シフト量を有する最大２０のブラッグ
セルを必要とする。一方、この数は、図６の実施例にお
いては、８まで減少する。光源１１２は、遠紫外線を放
出する固体レーザ１２６を備えており、この固体レーザ
は、ビームホモジナイザ１２８にビームを送り、該ビー
ムホモジナイザは、このビームを、該ビームの直径にわ
たって強度が実質的にガウス型であるビームから、その
直径にわたって密度がほぼ平坦であるビームへ、変換す
る。これは、ビームの一部を「折り重ね」てそのセグメ
ントを再分布させるための、内部反射する細長い導管、
ハエの目型のレンズアレー、及び／又は、プリズムによ
って、あるいは、ビームアポダイゼーションによって、
達成することができる。
ており、この光源は、元々のレーザビームをビームセグ
メントの分岐路に分解するビームスプリッタを採用して
いる。ビームセグメントは、必要とされるセル数を減少
するように、直列に配列された一連のブラッグセルを通
過する。この実施例においては、各々のセルは、同じ単
位周波数シフトの単一のブラッグセルユニットだけを備
えている。比較のための例を挙げると、図３に示す実施
例は、Δνの単位シフト量を有する最大２０のブラッグ
セルを必要とする。一方、この数は、図６の実施例にお
いては、８まで減少する。光源１１２は、遠紫外線を放
出する固体レーザ１２６を備えており、この固体レーザ
は、ビームホモジナイザ１２８にビームを送り、該ビー
ムホモジナイザは、このビームを、該ビームの直径にわ
たって強度が実質的にガウス型であるビームから、その
直径にわたって密度がほぼ平坦であるビームへ、変換す
る。これは、ビームの一部を「折り重ね」てそのセグメ
ントを再分布させるための、内部反射する細長い導管、
ハエの目型のレンズアレー、及び／又は、プリズムによ
って、あるいは、ビームアポダイゼーションによって、
達成することができる。
【００２７】その結果生ずる均質化されたビーム１４６
は、細く空間的なコヒーレントなビームであり、ビーム
プロセッサ１３０へ伝達されて、複数のビームセグメン
トを形成する。図２の実施例においては、各々のビーム
セグメントは、他のセグメントと平行な断面で見ると、
空間的に明確なビームの部分である。図６の装置におい
ては、各々のビームセグメントは、ビームスプリッタ１
４８を用いて、全体のビームの光束の分数部分を分割す
ることにより、形成される。各々のビームセグメント
は、ビームの直径全体にわたる光束の一部を含む。代表
的なビームスプリッタは、セミシルバー型（ｓｅｍｉ−
ｓｉｌｖｅｒｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）の表面を用いてお
り、この表面は、入射ビームの一部を反射し、残りの部
分を透過させる。
は、細く空間的なコヒーレントなビームであり、ビーム
プロセッサ１３０へ伝達されて、複数のビームセグメン
トを形成する。図２の実施例においては、各々のビーム
セグメントは、他のセグメントと平行な断面で見ると、
空間的に明確なビームの部分である。図６の装置におい
ては、各々のビームセグメントは、ビームスプリッタ１
４８を用いて、全体のビームの光束の分数部分を分割す
ることにより、形成される。各々のビームセグメント
は、ビームの直径全体にわたる光束の一部を含む。代表
的なビームスプリッタは、セミシルバー型（ｓｅｍｉ−
ｓｉｌｖｅｒｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）の表面を用いてお
り、この表面は、入射ビームの一部を反射し、残りの部
分を透過させる。
【００２８】図６のビームセグメントは、以下の通り分
類される。すなわち、周波数ν0 を有するシフトされて
いないセグメント１００、ν0 ＋Δν、＋２Δν、＋３
Δν、及び、＋４Δνのそれぞれ正にシフトされた周波
数を有する正にシフトされたセグメント１０１、１０
２、１０４及び１０４、並びに、ν0 −Δν、−２Δ
ν、ー３Δν、及び、−４Δνのシフトされた周波数を
有する負にシフトされたセグメント１０１’、１０
２’、１０３、’及び１０４’である。
類される。すなわち、周波数ν0 を有するシフトされて
いないセグメント１００、ν0 ＋Δν、＋２Δν、＋３
Δν、及び、＋４Δνのそれぞれ正にシフトされた周波
数を有する正にシフトされたセグメント１０１、１０
２、１０４及び１０４、並びに、ν0 −Δν、−２Δ
ν、ー３Δν、及び、−４Δνのシフトされた周波数を
有する負にシフトされたセグメント１０１’、１０
２’、１０３、’及び１０４’である。
【００２９】図６の実施例においては、均質化されたビ
ーム１４６は、第１のビーム部分１５２を透過すると共
に第２のビーム部分１５４を偏向させる第１のビームス
プリッタ１４８に当たる。第１のビーム部分１５２は、
第１のブラッグセル１５０ａを通過し、この第１のブラ
ッグセルは、上記第１のビーム部分を、単位周波数シフ
トΔνだけ正にシフトさせる。シフトされた第１のビー
ム部分１５２ａは、ビームスプリッタ１４８ａに当た
り、このビームスプリッタ１４８ａは、一回シフトされ
たビームセグメント１０１を偏向させて、残りのセグメ
ントをブラッグセル１５０ｂへ透過させ、該ブラッグセ
ルは、更にシフトされた第１のビーム部分１５２ｂをビ
ームスプリッタ１４８ｂへ放出する。ビームスプリッタ
１４８ｂは、二回シフトされたビームセグメント１０２
を偏向させると共に、残りのセグメントを透過させ、ブ
ラッグセル１５０ｃが、追加のシフトを行う。ビームス
プリッタ１４８ｃは、三回シフトされたビームセグメン
ト１０３を偏向させると共に、残りのセグメントをブラ
ッグセル１５０ｄへ透過させ、該ブラッグセルは、四回
シフトされたビームセグメント１０４をもたらす。
ーム１４６は、第１のビーム部分１５２を透過すると共
に第２のビーム部分１５４を偏向させる第１のビームス
プリッタ１４８に当たる。第１のビーム部分１５２は、
第１のブラッグセル１５０ａを通過し、この第１のブラ
ッグセルは、上記第１のビーム部分を、単位周波数シフ
トΔνだけ正にシフトさせる。シフトされた第１のビー
ム部分１５２ａは、ビームスプリッタ１４８ａに当た
り、このビームスプリッタ１４８ａは、一回シフトされ
たビームセグメント１０１を偏向させて、残りのセグメ
ントをブラッグセル１５０ｂへ透過させ、該ブラッグセ
ルは、更にシフトされた第１のビーム部分１５２ｂをビ
ームスプリッタ１４８ｂへ放出する。ビームスプリッタ
１４８ｂは、二回シフトされたビームセグメント１０２
を偏向させると共に、残りのセグメントを透過させ、ブ
ラッグセル１５０ｃが、追加のシフトを行う。ビームス
プリッタ１４８ｃは、三回シフトされたビームセグメン
ト１０３を偏向させると共に、残りのセグメントをブラ
ッグセル１５０ｄへ透過させ、該ブラッグセルは、四回
シフトされたビームセグメント１０４をもたらす。
【００３０】第１のビームスプリッタ１４８によって偏
向され未だシフトされていない第２のビーム部分１５４
は、ビームスプリッタ１４８ｅに当たり、このビームス
プリッタは、シフトされていないビームセグメント１０
０を偏向させる。ビームスプリッタ１４８ｅはまた、残
りのセグメントをブラッグセル及びビームスプリッタか
ら成る構造に透過させる。この構造は、上述のアレーと
同様に機能して、正にシフトされたビームセグメント１
０１乃至１０４を発生するが、各々のブラッグセル１５
０ａ’、１５０ｂ’、１５０ｃ’及び１５０ｄ’が、漸
増する負の周波数シフトをもたらす点が異なる。従っ
て、一回シフトされたビームセグメント１０１’は、第
２のビーム部分１５４が第１のセルを通過した後に分割
され、、セグメント１０２’は、第２のセルの後に分割
され、セグメント１０３’は、第３のセルの後に分割さ
れ、セグメント１０４’は、４つのセルを通過した後に
生ずる。
向され未だシフトされていない第２のビーム部分１５４
は、ビームスプリッタ１４８ｅに当たり、このビームス
プリッタは、シフトされていないビームセグメント１０
０を偏向させる。ビームスプリッタ１４８ｅはまた、残
りのセグメントをブラッグセル及びビームスプリッタか
ら成る構造に透過させる。この構造は、上述のアレーと
同様に機能して、正にシフトされたビームセグメント１
０１乃至１０４を発生するが、各々のブラッグセル１５
０ａ’、１５０ｂ’、１５０ｃ’及び１５０ｄ’が、漸
増する負の周波数シフトをもたらす点が異なる。従っ
て、一回シフトされたビームセグメント１０１’は、第
２のビーム部分１５４が第１のセルを通過した後に分割
され、、セグメント１０２’は、第２のセルの後に分割
され、セグメント１０３’は、第３のセルの後に分割さ
れ、セグメント１０４’は、４つのセルを通過した後に
生ずる。
【００３１】複数のミラーから成る構造が示されてお
り、この構造は、ビームセグメントを、ハエの目型のレ
ンズアレー１３２に向けて、平行なバンドルとして導く
が、各々のレンズ要素は、対応する単一のビームセグメ
ントからの光線を分散させる。上記ミラー及びビームス
プリッタは、各ビームセグメントを単一の平面に維持す
るように示されているが、それぞれの経路を、その平面
から「折り曲げ」て、邪魔を防止する追加のミラーを設
け、これにより、図示の細長い直線的なアレーよりもよ
りコンパクトなハエの目型のアレーを用いることを可能
とする。分散されたビームは、集光レンズ１３４の領域
１５８において重なり合う。平行化されたビームは、図
２の実施例の手順で、マスクすなわちレティクル１６に
投影される。
り、この構造は、ビームセグメントを、ハエの目型のレ
ンズアレー１３２に向けて、平行なバンドルとして導く
が、各々のレンズ要素は、対応する単一のビームセグメ
ントからの光線を分散させる。上記ミラー及びビームス
プリッタは、各ビームセグメントを単一の平面に維持す
るように示されているが、それぞれの経路を、その平面
から「折り曲げ」て、邪魔を防止する追加のミラーを設
け、これにより、図示の細長い直線的なアレーよりもよ
りコンパクトなハエの目型のアレーを用いることを可能
とする。分散されたビームは、集光レンズ１３４の領域
１５８において重なり合う。平行化されたビームは、図
２の実施例の手順で、マスクすなわちレティクル１６に
投影される。
【００３２】図６の実施例においては、９つのビームセ
グメントは、レンズアレー１３２に接近する際に、その
強度が等しい。このようにするためには、各々のビーム
スプリッタの反射率及び透過率を計算し、各々のブラッ
グセル、並びに、他の総ての光学的な表面における効率
のロスを補償する必要がある。図示の実施例は、選択に
応じて、二分の一波長板１７２を備えることができ、こ
の二分の一波長板は、ビームセグメント１０１、１０
１’、１０３、及び１０３’を直交方向に偏光させ、図
２に関して説明したのと同じ結果を達成する。二分の一
波長板１７２を設けなければ、図６の実施例の出力は、
図４のようになる。二分の一波長板１７２を適当な別の
ビーム通路の中に挿入し、また、各々のブラッグセルが
透過された光線をシフトする周波数をΔνまで減少させ
ると、図５に示す周波数分布が生ずる。
グメントは、レンズアレー１３２に接近する際に、その
強度が等しい。このようにするためには、各々のビーム
スプリッタの反射率及び透過率を計算し、各々のブラッ
グセル、並びに、他の総ての光学的な表面における効率
のロスを補償する必要がある。図示の実施例は、選択に
応じて、二分の一波長板１７２を備えることができ、こ
の二分の一波長板は、ビームセグメント１０１、１０
１’、１０３、及び１０３’を直交方向に偏光させ、図
２に関して説明したのと同じ結果を達成する。二分の一
波長板１７２を設けなければ、図６の実施例の出力は、
図４のようになる。二分の一波長板１７２を適当な別の
ビーム通路の中に挿入し、また、各々のブラッグセルが
透過された光線をシフトする周波数をΔνまで減少させ
ると、図５に示す周波数分布が生ずる。
【００３３】図７は、別のビーム処理装置を示してお
り、この装置は、概略的に言うと、図６の直列のブラッ
グセル及びビームスプリッタの概念、並びに、偏光原理
を採用している。この実施例は、干渉縞を発生する周波
数の大きなオーバーラップを生ずることなく、１０のビ
ームセグメントをもたらし、４つのブラッグセルしか必
要しない。図示の実施例は、均質化されたレーザビーム
２４６を受け取り、このビームを５つのビームセグメン
ト２０１、２０２、２０３、２０４及び２０５に分割す
る。そのビームセグメントの中の２つが、異なる量で正
に周波数シフトされ、他の２つが、異なる量で負にシフ
トされ、残りの１つは、シフトされていないままであ
る。その後、５つのバンドルすなわち光束が分割され
て、５つの第２の光束を形成し、この光束は次に、直交
方向に偏光される。次に、総てのセグメントが再結合さ
れ、均一な重なり合う照射をもたらす。
り、この装置は、概略的に言うと、図６の直列のブラッ
グセル及びビームスプリッタの概念、並びに、偏光原理
を採用している。この実施例は、干渉縞を発生する周波
数の大きなオーバーラップを生ずることなく、１０のビ
ームセグメントをもたらし、４つのブラッグセルしか必
要しない。図示の実施例は、均質化されたレーザビーム
２４６を受け取り、このビームを５つのビームセグメン
ト２０１、２０２、２０３、２０４及び２０５に分割す
る。そのビームセグメントの中の２つが、異なる量で正
に周波数シフトされ、他の２つが、異なる量で負にシフ
トされ、残りの１つは、シフトされていないままであ
る。その後、５つのバンドルすなわち光束が分割され
て、５つの第２の光束を形成し、この光束は次に、直交
方向に偏光される。次に、総てのセグメントが再結合さ
れ、均一な重なり合う照射をもたらす。
【００３４】第１のビームスプリッタ２４８ａが、第１
のビーム部分２４６ａをブラッグセル２５０ａに向けて
分流し、このブラッグセルは、そのビーム部分をΔνだ
け負にシフトする。その結果生ずるシフトされたビーム
は、ビームスプリッタ２４８ｂに当たり、該ビームスプ
リッタは、ビームセグメント２０４を分流し、ビーム部
分２４６の残りの部分をブラッグセル２５０ｂに伝達
し、負に二回シフトされたビームセグメント２０５を発
生する。
のビーム部分２４６ａをブラッグセル２５０ａに向けて
分流し、このブラッグセルは、そのビーム部分をΔνだ
け負にシフトする。その結果生ずるシフトされたビーム
は、ビームスプリッタ２４８ｂに当たり、該ビームスプ
リッタは、ビームセグメント２０４を分流し、ビーム部
分２４６の残りの部分をブラッグセル２５０ｂに伝達
し、負に二回シフトされたビームセグメント２０５を発
生する。
【００３５】ビームスプリッタ２４８ａを透過した入射
ビーム２４６の部分は、ビームスプリッタ２４８に当た
り、該ビームスプリッタは、シフトされていないビーム
セグメント２０３を透過させると共に、第２のビーム部
分２４６ｂを偏向する。この偏向された部分２４６ｂ
は、ブラッグセル２５０ｃによって、正にシフトされる
が、ビームスプリッタ２４８ｄは、一回シフトされたビ
ームセグメント２０２を偏光すると共に、残りのセグメ
ントをブラッグセル２５０ｄに透過させ、２回シフトさ
れたビームセグメント２０１を発生する。
ビーム２４６の部分は、ビームスプリッタ２４８に当た
り、該ビームスプリッタは、シフトされていないビーム
セグメント２０３を透過させると共に、第２のビーム部
分２４６ｂを偏向する。この偏向された部分２４６ｂ
は、ブラッグセル２５０ｃによって、正にシフトされる
が、ビームスプリッタ２４８ｄは、一回シフトされたビ
ームセグメント２０２を偏光すると共に、残りのセグメ
ントをブラッグセル２５０ｄに透過させ、２回シフトさ
れたビームセグメント２０１を発生する。
【００３６】ビームセグメント２０１乃至２０５は、図
８に示すように、周波数領域において実質的にオーバー
ラップしないセグメントの光束を含み、これにより、最
小のフリンジ発生干渉を除いて総て排除する。その光束
は、ビームスプリッタ２４８ｅに当たり、該ビームスプ
リッタは、各々のセグメントの光束の半分を透過し、他
の半分を偏光する。傾いたミラー２５６が、偏向された
光束を二分の一波長板２７２に反射し、直交方向に偏光
されたビームセグメント２０１’乃至２０５’を発生す
る。その結果生ずる１０のビームセグメントの各々は、
ハエの目型のアレー２３２の要素によって、発散され
る。この発散するビームセグメントは、上述の実施例と
同じ態様で、集光レンズ２３４によって集められ、符号
１６にオーバーラップ領域を形成する。
８に示すように、周波数領域において実質的にオーバー
ラップしないセグメントの光束を含み、これにより、最
小のフリンジ発生干渉を除いて総て排除する。その光束
は、ビームスプリッタ２４８ｅに当たり、該ビームスプ
リッタは、各々のセグメントの光束の半分を透過し、他
の半分を偏光する。傾いたミラー２５６が、偏向された
光束を二分の一波長板２７２に反射し、直交方向に偏光
されたビームセグメント２０１’乃至２０５’を発生す
る。その結果生ずる１０のビームセグメントの各々は、
ハエの目型のアレー２３２の要素によって、発散され
る。この発散するビームセグメントは、上述の実施例と
同じ態様で、集光レンズ２３４によって集められ、符号
１６にオーバーラップ領域を形成する。
【００３７】図８は、図７の装置の出力を示しており、
各々の曲線には、対応するビームセグメントが付されて
いる。本質的には、図８は、周波数領域において実質的
にオーバーラップしない第１の組のビームセグメント２
０１乃至２０５と、実質的に互いにオーバーラップしな
い第２の組のビームセグメント２０１’乃至２０５’と
を示しているが、そのような各々のビームセグメント
は、二分の一波長板２７２を通過しなかった対応するビ
ームセグメントに完全にオーバーラップする。同じ周波
数を有する直交方向に偏光された光線の２つのビーム
は、干渉縞を発生しないので、完全にオーバーラップす
る曲線は、問題を生じない。
各々の曲線には、対応するビームセグメントが付されて
いる。本質的には、図８は、周波数領域において実質的
にオーバーラップしない第１の組のビームセグメント２
０１乃至２０５と、実質的に互いにオーバーラップしな
い第２の組のビームセグメント２０１’乃至２０５’と
を示しているが、そのような各々のビームセグメント
は、二分の一波長板２７２を通過しなかった対応するビ
ームセグメントに完全にオーバーラップする。同じ周波
数を有する直交方向に偏光された光線の２つのビーム
は、干渉縞を発生しないので、完全にオーバーラップす
る曲線は、問題を生じない。
【００３８】ビームセグメントの数を極力大きくするこ
とにより、いずれか１つのビームセグメントによって発
生されたスペックル及び干渉縞は、種々のセグメントの
スペックルパターンが独特であって、干渉することなく
互いにキャンセルする傾向があるので、最小とされる。
直交方向の偏りを有する２つのシフトされていないビー
ムセグメントを用い、また、ブラッグセルから成る直列
の構造を用い、更に、シフトされたビームセグメントに
おける偏光原理を用いることにより、透過効率が改善さ
れ、部品のコストは低減し、その複雑さが極めて少なく
なる。
とにより、いずれか１つのビームセグメントによって発
生されたスペックル及び干渉縞は、種々のセグメントの
スペックルパターンが独特であって、干渉することなく
互いにキャンセルする傾向があるので、最小とされる。
直交方向の偏りを有する２つのシフトされていないビー
ムセグメントを用い、また、ブラッグセルから成る直列
の構造を用い、更に、シフトされたビームセグメントに
おける偏光原理を用いることにより、透過効率が改善さ
れ、部品のコストは低減し、その複雑さが極めて少なく
なる。
【００３９】図９は、別の実施例のビーム処理装置３３
０を示しており、このビーム処理装置は、偏光原料、並
びに、ビームセグメントの逆行通路を用いて、２つのブ
ラッグセルユニットだけで、非干渉型のビームセグメン
トをもたらす。この実施例は、コスト的に最も効果的な
実施例であると考えられる。図７の実施例と同様に、図
９の実施例は、均質化されたレーザビーム３４６を受け
取り、該ビームを５つのビームセグメント３０１、３０
２、３０３、３０４及び３０５に分割する。ビーム３４
６は、入射平面に対して平行に偏光されるものと仮定す
る。上記セグメントの中の２つが、異なる量だけ正に周
波数シフトされ、別の２つが、異なる量だけ負にシフト
され、残りの１つはシフトされないままである。その
後、５つの光路が分割されて５つの第２の光路が形成さ
れ、該光路は次に、直交方向に偏光される。次に、総て
のセグメントが、再結合され、均一な重なり合う照射を
もたらす。
０を示しており、このビーム処理装置は、偏光原料、並
びに、ビームセグメントの逆行通路を用いて、２つのブ
ラッグセルユニットだけで、非干渉型のビームセグメン
トをもたらす。この実施例は、コスト的に最も効果的な
実施例であると考えられる。図７の実施例と同様に、図
９の実施例は、均質化されたレーザビーム３４６を受け
取り、該ビームを５つのビームセグメント３０１、３０
２、３０３、３０４及び３０５に分割する。ビーム３４
６は、入射平面に対して平行に偏光されるものと仮定す
る。上記セグメントの中の２つが、異なる量だけ正に周
波数シフトされ、別の２つが、異なる量だけ負にシフト
され、残りの１つはシフトされないままである。その
後、５つの光路が分割されて５つの第２の光路が形成さ
れ、該光路は次に、直交方向に偏光される。次に、総て
のセグメントが、再結合され、均一な重なり合う照射を
もたらす。
【００４０】第１のビームスプリッタ３４８ａは、第１
のビーム部分３４６ａを偏光ビームスプリッタ３４８ｂ
に向けて分流する。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
は、ある偏りを有する総ての光線を透過し、直交方向の
偏りを有する光線を偏向する。ここの議論においては、
そのような総てのＰＢＳユニットが、平行に偏光された
光線を透過し、直交方向に偏光された光線を偏向する。
通常のセミシルバー型のビームスプリッタとは異なり、
理想的なＰＢＳは、適正に偏光された光線を透過又は偏
向する際に、大きな光線ロスを生じない。
のビーム部分３４６ａを偏光ビームスプリッタ３４８ｂ
に向けて分流する。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
は、ある偏りを有する総ての光線を透過し、直交方向の
偏りを有する光線を偏向する。ここの議論においては、
そのような総てのＰＢＳユニットが、平行に偏光された
光線を透過し、直交方向に偏光された光線を偏向する。
通常のセミシルバー型のビームスプリッタとは異なり、
理想的なＰＢＳは、適正に偏光された光線を透過又は偏
向する際に、大きな光線ロスを生じない。
【００４１】偏光ビームスプリッタ３４８ｂは、平行に
偏光されたビーム３４６ａをブラッグセル３５０ａへ透
過し、該ブラッグセルは、ビーム部分をΔνだけシフト
する。その結果生ずるシフトされたビームは、四分の一
波長板３７２に当たり、該二分の一波長板は、平行に偏
光された入射ビーム部分を円形に偏光する。次に、透過
したビーム部分は、該ビーム部分に対して実質的に直交
する方向に配列された部分反射ミラー３７４ａに当た
る。ミラー３７４ａは、ビーム部分３０１を透過し、ま
た、ビーム部分３０２を反射して、四分の一波長板３７
２及びブラッグセル３５０ａを介して、偏光ビームスプ
リッタ３４８ａに向けて戻す。四分の一波長板は、円形
に偏光されたビームセグメント３０２を直交方向の偏り
に偏光する。ブラッグセルは、第２の周波数シフトをも
たらし、また、偏光ビームスプリッタ３４８ｂは、直交
方向に偏光された総てのビームセグメント３０２を偏向
する。そのような偏光されたビームセグメントは、反射
して四分の一波長板３７２に戻り、円形に偏光されたビ
ームセグメントを発生する。
偏光されたビーム３４６ａをブラッグセル３５０ａへ透
過し、該ブラッグセルは、ビーム部分をΔνだけシフト
する。その結果生ずるシフトされたビームは、四分の一
波長板３７２に当たり、該二分の一波長板は、平行に偏
光された入射ビーム部分を円形に偏光する。次に、透過
したビーム部分は、該ビーム部分に対して実質的に直交
する方向に配列された部分反射ミラー３７４ａに当た
る。ミラー３７４ａは、ビーム部分３０１を透過し、ま
た、ビーム部分３０２を反射して、四分の一波長板３７
２及びブラッグセル３５０ａを介して、偏光ビームスプ
リッタ３４８ａに向けて戻す。四分の一波長板は、円形
に偏光されたビームセグメント３０２を直交方向の偏り
に偏光する。ブラッグセルは、第２の周波数シフトをも
たらし、また、偏光ビームスプリッタ３４８ｂは、直交
方向に偏光された総てのビームセグメント３０２を偏向
する。そのような偏光されたビームセグメントは、反射
して四分の一波長板３７２に戻り、円形に偏光されたビ
ームセグメントを発生する。
【００４２】ビームスプリッタ３４８ａを透過する入射
ビーム３４６の部分は、ビームスプリッタ３４８ｃに当
たり、該ビームスプリッタは、シフトされていないビー
ムセグメント３０３を透過すると共に、第２のビーム部
分３４６ｂを偏向する。この偏向された部分３４６ｂ
は、ブラッグセル３５０ｂが正の周波数シフトをもたら
すことを除いて、セグメント３４６ａと同じ態様で処理
される。ビーム部分３０５は、正に一回シフトされ、セ
グメント３０４は二回シフトされる。その結果生ずる総
てのビームセグメントは、偏光ビームスプリッタ３４８
ｅに当たると、円形に偏光される。スプリッタ３４８ｅ
は、ビームセグメントの光束の平行に偏光された成分を
透過し、直交方向に偏光された成分を偏向する。その結
果生じる透過した及び偏向された成分は、ハエの目型の
レンズアレー３３２の対応する要素に向けて導かれ、上
記レンズアレーは、そのセグメント成分を、図７に示す
マスク平面にある集光レンズ上に発散させる。その結果
生ずる周波数分布は、図８に示す周波数分布と等価であ
る。
ビーム３４６の部分は、ビームスプリッタ３４８ｃに当
たり、該ビームスプリッタは、シフトされていないビー
ムセグメント３０３を透過すると共に、第２のビーム部
分３４６ｂを偏向する。この偏向された部分３４６ｂ
は、ブラッグセル３５０ｂが正の周波数シフトをもたら
すことを除いて、セグメント３４６ａと同じ態様で処理
される。ビーム部分３０５は、正に一回シフトされ、セ
グメント３０４は二回シフトされる。その結果生ずる総
てのビームセグメントは、偏光ビームスプリッタ３４８
ｅに当たると、円形に偏光される。スプリッタ３４８ｅ
は、ビームセグメントの光束の平行に偏光された成分を
透過し、直交方向に偏光された成分を偏向する。その結
果生じる透過した及び偏向された成分は、ハエの目型の
レンズアレー３３２の対応する要素に向けて導かれ、上
記レンズアレーは、そのセグメント成分を、図７に示す
マスク平面にある集光レンズ上に発散させる。その結果
生ずる周波数分布は、図８に示す周波数分布と等価であ
る。
【００４３】好ましい実施例においては、レーザ２６
は、周波数変換型のイットリウムーアルミニウムーガー
ネット（ＹＡＧ）レーザ、チタンーサファイアの周波数
三倍化レーザ、あるいは、所望の波長範囲のエネルギを
放出する他の適宜な光源とすることができる。現在では
可能ではないが、本発明の原理を、ＤＵＶ波長よりも短
い波長に出力を有する光線に適用することが望ましい。
本発明の原理は、非固体レーザの光源、並びに、非気体
レーザの光源に適用することができるが、固体レーザ
は、現時点において、上述の利点を享受する。好ましい
レーザは、平均出力が８−１０ワットの範囲のパワー出
力を有する。適正なブラッグセルは、米国フロリダ州の
メルボルン（ｍｅｌｂｏｕｒｎｅ）所在のネオス・テク
ノロジー（Ｎｅｏｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）から入手
することができ、そのようなブラッグセルは、５０乃至
３０メガヘルツの周波数シフトにおいて、８０％の合理
的な回折効率を達成することができる。投影レンズの波
長帯域幅の仕様は、広範囲の周波数出力及び／又は多数
のビームセグメントが可能となるようなものである。
は、周波数変換型のイットリウムーアルミニウムーガー
ネット（ＹＡＧ）レーザ、チタンーサファイアの周波数
三倍化レーザ、あるいは、所望の波長範囲のエネルギを
放出する他の適宜な光源とすることができる。現在では
可能ではないが、本発明の原理を、ＤＵＶ波長よりも短
い波長に出力を有する光線に適用することが望ましい。
本発明の原理は、非固体レーザの光源、並びに、非気体
レーザの光源に適用することができるが、固体レーザ
は、現時点において、上述の利点を享受する。好ましい
レーザは、平均出力が８−１０ワットの範囲のパワー出
力を有する。適正なブラッグセルは、米国フロリダ州の
メルボルン（ｍｅｌｂｏｕｒｎｅ）所在のネオス・テク
ノロジー（Ｎｅｏｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）から入手
することができ、そのようなブラッグセルは、５０乃至
３０メガヘルツの周波数シフトにおいて、８０％の合理
的な回折効率を達成することができる。投影レンズの波
長帯域幅の仕様は、広範囲の周波数出力及び／又は多数
のビームセグメントが可能となるようなものである。
【００４４】上に説明した実施例は、本発明の範囲から
逸脱することなく変更することができることは、当業者
には理解されよう。本発明は、上述の実施例にだけ限定
されるものではなく、請求の範囲に含まれる種々の変更
例、変形例及びその均等例が本発明に含まれる。
逸脱することなく変更することができることは、当業者
には理解されよう。本発明は、上述の実施例にだけ限定
されるものではなく、請求の範囲に含まれる種々の変更
例、変形例及びその均等例が本発明に含まれる。
【図１】光学的なマイクロリソグラフィ装置を示す概略
図である。
図である。
【図２】本発明の光学的なマイクロリソグラフィ光源を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図３】図２の実施例の周波数シフト型のセルアレーの
軸方向の概略図である。
軸方向の概略図である。
【図４】図２の装置の出力の周波数分布を示すグラフで
ある。
ある。
【図５】図２の装置の別の実施例の周波数分布を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】本発明の第２の実施例を示す概略図である。
【図７】本発明の第３の実施例を示す概略図である。
【図８】図７の実施例の周波数分布を示すグラフであ
る。
る。
【図９】本発明の第４の実施例を示す概略図である。
１０ 光学的マイクロリソグラフィ装置（ステッパ） １２ 光源 １４ 出力ビーム １６ マスク １８ マスク平面 ２６ レーザ ２８ ビームエクスパンダ ３０ ブラッグセルアレー ３２ ハエの目型のアレー ３４ 集光レンズ ３８ 短焦点距離レンズ ４０ 長焦点距離レンズ ４２ レーザビーム ４６ 拡大されたビーム ５０ ブラッグセル ５４ 短焦点距離レンズ要素 ５８ オーバーラップゾーン
Claims (33)
- 【請求項１】 ホトマイクロリソグラフィ・ステッパに
おいてマスクを照射するための照射装置において、 ビーム通路に沿ってビームを放出するレーザと、 前記ビーム通路内に位置する周波数シフト型のセルから
成るアレーであって、各々のセルは、前記ビームの対応
する別個のビームセグメントの部分を遮って、周波数シ
フトさせ、かつ前記ビーム通路に沿って透過させるよう
に作動可能であり、前記セルの少なくとも幾つかは異な
るシフト量で周波数シフトすることができるようになさ
れ、 前記ビーム通路内に配置され、前記マスクを照射するた
めにビームセグメントをオーバーラップさせるように前
記ビームセグメントを再結合するビームセグメント・イ
ンテグレータとを備えることを特徴とする照射装置。 - 【請求項２】 請求項１の照射装置において、前記ビー
ムセグメント・インテグレータは、前記ビーム通路の中
に設けられたビーム拡大レンズから成るアレーを備え、
各々のレンズは、それぞれの周波数シフト型のセルに対
応し、前記セルと同じビームセグメントを透過し、前記
ビームセグメントをマスク領域全体に投影し、これによ
り、前記マスク領域の各部分が、各々のビームセグメン
トによって照射されるように構成されたことを特徴とす
る照射装置。 - 【請求項３】 請求項２の照射装置において、前記ビー
ム拡大レンズは、ハエの目型のアレーのビーム通路に沿
って実質的に同じ位置において、並置された関係で配列
され、これにより、前記ビームの隣接する部分を遮るよ
うに構成されたことを特徴とする照射装置。 - 【請求項４】 請求項１の照射装置において、各々の周
波数シフト型のセルは、他のセルとは異なる独自の量だ
け、それぞれの透過されたセグメントの周波数をシフト
するように作動可能であり、これにより、前記マスク
は、同じ特性を有する再結合された２つのビームセグメ
ントによっては照射されないように構成されたことを特
徴とする照射装置。 - 【請求項５】 請求項４の照射装置において、前記セル
は、ある周波数領域内で均一に分布された周波数の分布
を生じさせ、これら各々の周波数は、単位周波数シフト
量の整数倍だけ、他の周波数とは異なるように構成され
たことを特徴とする照射装置。 - 【請求項６】 請求項４の照射装置において、前記ビー
ム通路の中に設けられた偏光アセンブリを更に備え、該
偏光アセンブリは、各々のビームセグメントの第１の部
分を偏りを変えることなく透過し、また、各々のビーム
セグメントの第２の部分を、前記第１の部分の偏りとは
異なる第２の偏りに変えるように構成されたことを特徴
とする照射装置。 - 【請求項７】 請求項６の照射装置において、前記偏光
アセンブリが、二分の一波長板を備えることを特徴とす
る照射装置。 - 【請求項８】 請求項４の照射装置において、前記ビー
ム通路にもたらされる偏光器を備え、該偏光器は、前記
ビームセグメントの少なくとも幾つかで全部ではないビ
ームセグメント遮ってそのようなビームセグメントの偏
りを変えるように構成されたことを特徴とする照射装
置。 - 【請求項９】 請求項６の照射装置において、前記偏光
アセンブリは、ある周波数領域の中に分布された交互の
ビームセグメントだけを遮るように位置決めされ、これ
により、前記周波数領域において隣接するセグメント
は、異なる偏りを有するように構成されたことを特徴と
する照射装置。 - 【請求項１０】 請求項４の照射装置において、前記ビ
ームセグメントの少なくとも１つが、変化しない周波数
を有することを特徴とする照射装置。 - 【請求項１１】 請求項１の照射装置において、前記ビ
ーム通路に設けられたビームエクスパンダを備え、該ビ
ームエクスパンダは、ビームの直径を拡大して周波数シ
フト型のセルのアレーを包囲し、これにより、各々のセ
ルがそのビームで照射されるように構成されたことを特
徴とする照射装置。 - 【請求項１２】 請求項１の照射装置において、前記ビ
ームセグメント・インテグレータと前記マスクとの間の
ビーム通路に設けられ、前記マスクを実質的に平行に照
射するようになされた集光レンズを備えることを特徴と
する照射装置。 - 【請求項１３】 請求項１の照射装置において、複数の
別個のビーム部分から成る分岐ビーム通路をもたらすよ
うに、前記ビーム通路に設けられた少なくとも１つのビ
ームスプリッタを備え、前記各々のビーム部分は、他の
ビーム部分が導かれるセルとは別の少なくとも１つの周
波数シフト型のセルに導かれ、これにより、各々のビー
ム部分が異なる態様でにシフトされるように構成された
ことを特徴とする照射装置。 - 【請求項１４】 ホトマイクロリソグラフィ・ステッパ
においてマスクを照射するための照射装置において、 ビーム通路に沿って入射ビームを放出するレーザと、 前記入射ビームを受け取り、第１のビーム部分を透過す
ると共に第２のビーム部分を偏向するように前記ビーム
通路に設けられるビームスプリッタであって、前記第１
及び第２のビーム部分が、前記ビーム通路の第１及び第
２のビーム通路ブランチを具備している、ビームスプリ
ッタと、 前記第１のビーム通路ブランチの中に設けられて、前記
第１のビーム部分を遮り、周波数シフトし、透過し、こ
れにより、前記第１及び第２のビーム部分が、異なる周
波数を有するようにする、第１の周波数シフト型のセル
と、 前記ビーム通路の中に設けられて、前記各々の第１のビ
ーム部分、及び、前記第２のビーム部分の少なくとも一
部を共通の平面に向けて導き、これにより、前記共通の
平面が、前記両方のビーム部分によって照射されるよう
にする、ビームセグメント・インテグレータとを備える
ことを特徴とする照射装置。 - 【請求項１５】 請求項１４の照射装置において、前記
再結合する手段が、前記ビーム通路の中に設けられたビ
ーム拡大レンズから成るアレーを備え、これら各々のレ
ンズは、単一のビーム部分を透過し、該ビーム部分を共
通の平面に投影するように位置決めされており、これに
より、前記共通の平面の各部分が、前記ビームの各々別
個の部分によって照射されるように構成されたことを特
徴とする照射装置。 - 【請求項１６】 請求項１４の照射装置において、 第２のビームスプリッタと、 第２の周波数シフト型のセルとを備え、 前記第１のビームスプリッタは、前記第１のビーム通路
ブランチの中で前記第１のセルの下流側に設けられて、
第３のビーム部分を透過すると共に第４のビーム部分を
偏向するようになされており、前記第３の及び第４のビ
ーム部分は、第３の及び第４のビーム通路ブランチを有
しており、 前記第２の周波数シフト型のセルは、前記第３のビーム
通路ブランチの中に設けられて、前記第３の部分を遮
り、周波数シフトし、透過し、これにより、前記第４の
ビーム部分は、前記第１のセルによってシフトされ、前
記第３のビーム部分は、前記対のセル及び前記第２のセ
ルの両方によってシフトされるように構成されたことを
特徴とする照射装置。 - 【請求項１７】 請求項１４の照射装置において、前記
ビーム通路の中には偏光要素が設けられており、これに
より、該偏光要素を通過する光線には、異なる偏りが与
えられるように構成されたことを特徴とする照射装置。 - 【請求項１８】 請求項１７の照射装置において、前記
偏光アセンブリが、ビームスプリッタを備えることを特
徴とする照射装置。 - 【請求項１９】 請求項１７の照射装置において、前記
偏光要素が、二分の一波長板を備えることを特徴とする
照射装置。 - 【請求項２０】 請求項１４の照射装置において、前記
ビーム通路に設けられ、ビームの直径にわたる入射ビー
ムの強度の均一性を増大させるためのビームホモジナイ
ザを備えることを特徴とする照射装置。 - 【請求項２１】 照射装置において、 初期周波数を有するビームを放出するレーザと、 前記ビームの少なくとも一部の初期周波数をシフトし、
第１の周波数を有する第１の部分、及び、異なる第２の
周波数を有する第２の部分を含むビームをもたらすため
の、シフト手段と、 前記第１の部分及び前記第２の部分を共通のゾーンに投
影し、これにより、該共通のゾーンが、前記第１の部分
及び前記第２の部分の両方によって照射されるようにす
る、再結合手段とを備えることを特徴とする照射装置。 - 【請求項２２】 請求項２１の照射装置において、前記
第１及び第２のビーム部分の少なくとも一方の少なくと
も一部の偏りを変え、これにより、前記共通のゾーン
が、異なる偏りを有する光線によって照射されるように
する、偏光手段を備えることを特徴とする照射装置。 - 【請求項２３】 請求項２２の照射装置において、前記
偏光手段が、二分の一波長板及び四分の一波長板から成
る群から選択される分数波長板を備えることを特徴とす
る照射装置。 - 【請求項２４】 請求項２１の照射装置において、前記
偏光手段は、前記ビーム通路に設けられ、前記ビーム
を、偏りが変えられる第１の光束、及び、偏りが変えら
れない第１の光束に分割するためのビームスプリッタを
備えることを特徴とする照射装置。 - 【請求項２５】 請求項２１の照射装置において、前記
シフト手段が、隣接する複数の周波数シフト型のセルを
備えることを特徴とする照射装置。 - 【請求項２６】 請求項２１の照射装置において、前記
シフト手段が、前記ビーム通路を複数のブランチに分割
するために、前記ビーム通路に設けられた複数のビーム
スプリッタを備えることを特徴とする照射装置。 - 【請求項２７】 請求項２６の照射装置において、前記
シフト手段が、複数の周波数シフト型のセルを備え、第
１のセルは、選択されたビームスプリッタの上流側で前
記ビーム通路に設けられており、第２のセルは、前記選
択されたビームスプリッタの下流側で前記ビーム通路に
設けられており、これにより、前記ビームの第１の部分
は、第１のセルによってのみシフトされ、前記ビームの
第２の部分は、前記第１のセル及び前記第２のセルの両
方によってシフトされるように構成されたことを特徴と
する照射装置。 - 【請求項２８】 請求項２１の照射装置において、前記
再結合手段は、複数のレンズを備えており、第１のレン
ズは、前記ビームの第１の部分を遮るように位置決めさ
れ、第２のレンズは、前記ビームの第２の部分を遮るよ
うに位置決めされていることを特徴とする照射装置。 - 【請求項２９】 ビームを放出するレーザによってマス
クを均一に照射するための方法において、 前記ビームを複数のビームセグメントに分ける工程と、 前記ビームセグメントの少なくとも幾つかの周波数をシ
フトする工程と、 前記各々のビームセグメントをマスク平面に投影する工
程とを備えることを特徴とする方法。 - 【請求項３０】 請求項２９の方法において、前記ビー
ムセグメントの少なくとも幾つかの偏光を変える工程を
備えることを特徴とする方法。 - 【請求項３１】 請求項２９の方法において、前記ビー
ムを複数のセグメントに分ける前記工程が、ビームスプ
リッタに前記ビームを通過させる工程を含むことを特徴
とする方法。 - 【請求項３２】 請求項２９の方法において、前記周波
数をシフトする前記工程が、少なくとも第１のセグメン
トの周波数を増大させる工程と、少なくとも第２のセグ
メントの周波数を減少させる工程と、周波数が変化しな
い第３のセグメントを透過させる工程とを備えることを
特徴とする方法。 - 【請求項３３】 請求項３２の方法において、前記第
１、第２、及び第３のセグメントの各々の第１の部分の
偏りを変える工程と、前記第１、第２、及び第３のセグ
メントの各々の第２の部分を偏りを変えることなく透過
させる工程とを備え、これにより、前記マスクの平面
が、異なる周波数又は偏りの特性を有する少なくとも６
つのセグメントによって照射されることを特徴とする方
法。
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