(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線投影ビームを提供するための放射線システムと、
補助放射線投影ビームを提供するための補助放射線システムと、
所望のパターンに従って投影ビームにパターン付けするように作用するパターニング手段と、該パターニング手段のパターンとは異なる補助パターンに従って該補助放射線投影ビームにパターン付けするように作用する補助パターン手段と、を支持する支持構造体と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン付けされた該ビームを基板のターゲット部分に投影するための投影システムと、を有するリソグラフィ投影装置において、
該リソグラフィ投影装置は、スキャニング投影装置であり、さらに、
該リソグラフィ投影装置が、
該支持構造体を位置決めするための長ストローク作動手段と、
該支持構造体に対して該パターニング手段を位置決めするための第１の短ストローク作動手段と、
該支持構造体に対して該補助パターニング手段を位置決めするための第２の短ストローク作動手段と、を含み、かつ、
パターン付けされた両方の投影ビームが、互いに重なり合うレジストリで基板上に同時に投影されること
を特徴とするリソグラフィ投影装置。
【請求項２】
前記各パターニング手段の主要面が他のパターニング手段の主要面に実質的に垂直になるように、前記支持構造体が両方のパターニング手段を支持している請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項３】
前記投影システムがパターン付けされた前記両方のビームを組み合わせ、且つ、この組み合わせたビームを基板のターゲット部分に投影することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項４】
前記補助投影ビームが補助放射線システムによって提供されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項５】
前記投影ビームの両方が平面偏光ビームである請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項６】
前記投影ビームは、偏光ビーム結合器を用いて組み合わされる請求項５に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項７】
前記偏光ビーム結合器が前記投影システムの一部であり、前記投影システムがλ／４板をさらに有している請求項６に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項８】
前記投影ビームが互いに実質的に非コヒーレントである請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項９】
前記パターニング手段がどちらもマスクである請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの放射線システムが放射線源を有している請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記放射線システムおよび前記補助放射線システムに放射線ビームを供給するための単一の放射線源をさらに有することを特徴とする請求項４から請求項９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
放射線感光材料の層によって少なくとも部分的に覆われた基板を提供するステップと、
放射線システムを用いて放射線投影ビームを提供し、かつ補助放射線投影ビームを提供するステップと、
パターニング手段を支持構造体上に支持し、該パターニング手段を用いて前記投影ビームの断面にパターンを与えるステップを備え、かつ補助パターニング手段を該支持構造体上に支持し、該パターニング手段のパターンとは異なる補助パターンに従って該補助放射線投影ビームにパターンを与えるステップと、
パターン付けされた前記放射線ビームを前記放射線感光材料層のターゲット部分に投影するステップと、を含むデバイス製造方法において、
長ストロークアクチュエータを用いて該支持構造体を位置決めするステップと、
第１の短ストロークアクチュエータを用いて該支持構造体に対して該パターニング手段を位置決めするステップと、
第２の短ストロークアクチュエータを用いて該支持構造体に対して該補助パターニング手段を位置決めするステップと
をさらに含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、
放射線投影ビームを供給するための放射線システムと、
パターニング手段を支持するための支持構造体であって、このパターニング手段が所望のパターンに従って投影ビームにパターンを付けるように機能する支持構造体と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン付けされたビームを基板のターゲット部分に投影するための投影システムと、
を備えるリソグラフィ投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本明細書で使用される用語「パターニング手段」は、基板のターゲット部分に形成しようとするパターンに対応したパターン付き断面を、入力された放射線ビームに与えるために用いることのできる手段を表すものとして広く解釈すべきである。用語「光バルブ」をこの文脈で使用することもできる。一般に、前記パターンは、集積回路やその他のデバイスといったターゲット部分に作成される、デバイス内の特定の機能層に対応している（以下参照）。このようなパターニング手段の例としては、次のようなものが挙げられる。
マスク。マスクの概念はリソグラフィでよく知られており、バイナリ型、交互位相シフト、減衰位相シフトなどのマスク・タイプ、ならびに様々なハイブリッド・マスク・タイプが含まれる。放射線ビーム中にそのようなマスクを配置することにより、マスク上のパターンに従って、マスクに衝突する放射線の選択透過（透過性マスクの場合）または反射（反射性マスクの場合）が生じる。マスクの場合、支持構造体は通常マスク・テーブルであり、マスク・テーブルは、入射放射線ビームの所望の位置にマスクを保持することを可能にし、また必要であればマスクをビームに対して移動することも可能にする。
プログラム可能ミラー・アレイ。そのようなデバイスの一例は、粘弾性制御層および反射表面を有する、マトリックス・アドレス可能な表面である。そのような装置の背後にある基本原理は、（例えば）反射表面のアドレスされた領域が入射光を回折光として反射し、アドレスされていない領域が入射光を非回折光として反射することにある。適切なフィルタを使用して、前記非回折光を反射ビームからフィルタ除去し、後ろに回折光のみを残すことができる。このようにすると、マトリックス・アドレス可能表面のアドレス指定パターンに従ってビームにパターンを付けられるようになる。プログラム可能ミラー・アレイの代替実施形態は、小さなミラーのマトリックス構成を使用するものであり、ミラーはそれぞれ、適切な局所電場を印加することによって、または圧電作動手段を使用することによって、軸に関して個別に傾けることができる。ここでもやはり、ミラーはマトリックス・アドレス可能であり、そのため、アドレスされたミラーは、アドレスされていないミラーと異なる方向に入射放射ビームを反射する。このようにすると、反射されたビームは、マトリックス・アドレス可能ミラーのアドレス・パターンに従ってパターンを付けられる。必要なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子手段を使用して実施することができる。本明細書で上述したどちらの状況でも、パターニング手段は、１つまたは複数のプログラム可能ミラー・アレイを備えることができる。本明細書で言及したミラー・アレイに関するより多くの情報は、例えば参照により本明細書に組み込む米国特許第５２９６８９１号および米国特許第５５２３１９３号、ならびにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号およびＷＯ９８／３３０９６号から得ることができる。プログラム可能ミラー・アレイの場合、前記支持構造体を、例えばフレームまたはテーブルとして実施することができ、必要に応じて固定することも、可動にすることもできる。
プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構成の一例は、参照により本明細書に組み込む米国特許第５２２９８７２号に与えられている。上と同様に、この場合の支持構造体も、例えばフレームまたはテーブルとして実施することができ、必要に応じて固定することも、可動にすることもできる。
話を簡単にするために、この本文ではここから先、いくつかの箇所でマスクおよびマスク・テーブルに関する実施例に特化して向けられている。しかし、そのような例によって論じられる一般的な原理は、本明細書で上述したパターニング手段のより広い文脈で見られるべきである。
【０００３】
リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。そのような場合、パターニング手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができ、このパターンを、放射線感光材料（レジスト）の層で被覆されている基板（シリコン・ウェハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは複数のダイを備える）にイメージ（結像）することができる。一般に、単一のウェハが、１度に１つずつ投影システムによって連続的に放射される隣接ターゲット部分の回路網全体を含んでいる。マスク・テーブル上のマスクによるパターニングを採用する現行装置は、２つの異なるタイプの機構に区分することができる。１つのタイプのリソグラフィ投影装置では、各ターゲット部分が、マスク・パターン全体を一括してターゲット部分に露光することによって照射される。そのような装置は、一般にウェハ・ステッパと呼ばれる。代替装置（一般にステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれる）では、各ターゲット部分が、所与の基準方向（「スキャン」方向）に投影ビーム下でマスク・パターンを漸次スキャンし、それと同時にこの方向に平行に、または反平行に基板テーブルを同期してスキャンすることによって照射される。一般に、投影システムが倍率Ｍ（通常＜１）を有するので、基板テーブルがスキャンされる速度Ｖは、マスク・テーブルがスキャンされる速度のＭ倍となる。ここに記述したリソグラフィ・デバイスに関するより多くの情報は、例えば参照により本明細書に組み込む米国特許第６０４６７９２号から得ることができる。
【０００４】
リソグラフィ投影装置を用いた製造プロセスでは、（例えばマスクでの）パターンが、放射線感光材料（レジスト）の層によって少なくとも部分的にカバーされた基板上にイメージされる。このイメージング・ステップの前に、基板にプライミング、レジスト・コーティング、ソフト・ベークなど様々な処置を施すことができる。露光後に、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、およびイメージされたフィーチャの測定／検査など他の処置を基板に施すこともできる。この一連の処置は、デバイス、例えばＩＣの個々の層にパターンを付けるための基礎として使用される。次いで、そのようなパターン付けされた層に、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学的機械研磨など様々なプロセスを施すことができる。これらは全て、個々の層を完成させるためのものである。複数の層が必要な場合、手順全体、またはその変形が、それぞれの新たな層ごとに繰り返されなければならない。最終的に、デバイスのアレイが基板（ウェハ）上に存在することになる。次いで、これらのデバイスを、ダイシングやソーイングなどの技法によって互いに分離し、個々のデバイスを、例えばキャリアに取り付けるか、またはピンに接続することができる。そのようなプロセスに関するさらに詳しい情報は、例えば参照により本明細書に組み込むＰｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔの著書「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」，第３版，マグローヒル出版社，１９９７，ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４から得ることができる。
【０００５】
話を簡単にするために、投影システムを本明細書では以後「レンズ」と呼ぶ場合がある。しかし、この用語は、例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系を含めた様々なタイプの投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。また、放射線システムは、放射線の投影ビームを指向し、成形し、または制御するためのこれら設計タイプのいずれかに従って動作する構成要素を含むことができ、そのような構成要素も以下で総称して、または個別に「レンズ」と呼ぶ。さらに、リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものであってよい。そのような「多段」デバイスでは、追加テーブルを並列に使用することができ、あるいは１つまたは複数のテーブルに関して予備ステップを行い、その一方で１つまたは複数の他のテーブルを露光することができる。二段リソグラフィ装置は、例えば、参照により本明細書に組み込む米国特許第５９６９４４１号およびＷＯ９８／４０７９１号に記載されている。
【０００６】
例えば、２方向のクリティカルなフィーチャに適合した２方向の二極照明を適用するために２つのマスクおよび２回の露光を使用するリソグラフィ投影装置およびリソグラフィ投影方法が知られている。そのような２マスク２回露光手法の別の例は、小さなピッチで高密度フィーチャを印刷するために二極照明を適用し、この高密度フィーチャのピッチよりも大きなピッチを有するフィーチャを分離するように準高密度の印刷をするために環状照明を適用することである。前の例と同様に、組み合わされた露光を得るために、２つの対応する露光が連続して実行される。そのような「二重露光」適用の例はどちらも特有の利点を有する。第１の例では、例えば単一露光四極照明を用いて得ることができる分解能よりも前記２方向での分解能を改善することができる。第２の例では、２回の露光に関して個別に光近接補正方法を選択することができる。この追加の自由度を使用して、印刷されるフィーチャの寸法の、ピッチに応じたばらつきの問題を軽減することができる。そのような二重露光適用例に関するさらに詳しい情報は、例えば、参照により本明細書に組み込む欧州特許出願００３０８５２８．９および００３１０３６８．６から得ることができる。そのような装置および方法は、従来の装置および方法に比べて性能が改善されているという利点を有するが、従来の装置および方法の２倍の露光を必要とするという欠点があり、その結果、スループットが実質的に半分になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、スループットを実質的に減らすことなく２つの異なるマスク露光を組み合わせることができるリソグラフィ投影装置およびリソグラフィ投影方法を提供することである。
【０００８】
この目的およびその他の目的は、本発明のリソグラフィ投影装置によれば、放射線投影ビームを提供するための放射線システムと、補助放射線投影ビームを提供するための補助放射線システムと、所望のパターンに従って投影ビームにパターン付けするように作用するパターニング手段と、該パターニング手段のパターンとは異なる補助パターンに従って該補助放射線投影ビームにパターン付けするように作用する補助パターン手段と、を支持する支持構造体と、基板を保持するための基板テーブルと、パターン付けされた該ビームを基板のターゲット部分に投影するための投影システムと、を有するリソグラフィ投影装置において、該リソグラフィ投影装置は、スキャニング投影装置であり、さらに、該リソグラフィ投影装置が、該支持構造体を位置決めするための長ストローク作動手段と、該支持構造体に対して該パターニング手段を位置決めするための第１の短ストローク作動手段と、該支持構造体に対して該補助パターニング手段を位置決めするための第２の短ストローク作動手段と、を含み、かつ、パターン付けされた両方の投影ビームが、互いに重なり合うレジストリで基板上に同時に投影される。この構成によれば、単一の長ストローク・アクチュエータ、第１および第２の短ストローク・アクチュエータを使用して、支持構造体に関してそれぞれ第１および第２のパターニング手段を位置決めするので、第１のビーム（放射線投影ビーム）と第２のビーム（補助放射線投影ビーム）の重ね合わせ誤差を回避することを確実にし、例えば各パターニング手段の表面欠陥を考慮して各パターニング手段の個別調節をできるようになる。
【０００９】
言及を容易にするために、本明細書では以後、放射線システムを「第１の放射線システム」と呼び、補助放射線システムを「第２の放射線システム」と呼ぶ。同様に、放射線投影ビーム、パターニング手段、およびパターンをそれぞれ「第１の放射線投影ビーム」、「第１のパターニング手段」、「第１のパターン」と呼び、補助放射線投影ビーム、補助パターニング手段、および補助パターンをそれぞれ「第２の放射線投影ビーム」、「第２のパターニング手段」、および「第２のパターン」と呼ぶ。
【００１０】
この装置は、２つの異なるパターンを基板上に同時に投影することを可能にし、プロセスのスループット時間を実質的に増大させることなく二重露光方法の実施上の利点を提供するので有利である。
【００１１】
ステップ・アンド・スキャン型の装置では、第１のパターニング手段と第２のパターニング手段を支持するための単一支持構造体の使用により、単一のアクチュエータを使用して第１のパターニング手段と第２のパターニング手段をスキャン方向に同時に並進させることができるようになっている。これは、２つの露光の互いに関する起こり得る位置合わせ誤差を低減し、２つの個別スキャニング支持構造体を同期させる必要がないので装置自体の複雑さを低減し、構造の重複を回避するので装置のコストを低減する。
【００１２】
２つのパターン付きビームの基板上への投影を容易にするために、第１のパターニング手段と第２のパターニング手段の主要面が実質的に相互に垂直になるように、２つのパターニング手段を支持構造体上に支持してもよい。
【００１４】
好ましくは、装置の投影システムが、前記第１のパターン付きビームと第２のパターン付きビームとを組み合わせて、組み合わせたビームを基板のターゲット部分に投影する。これにより、投影システムの構成要素の多くを共有することができるようになり、コストおよび誤差の可能性を低減する。
【００１５】
他の好ましい実施形態では、個別の放射線システムによって提供される第１および第２の投影ビームが平面偏光ビームであり、それぞれ第１および第２のパターニング手段を横切るときに偏光ビーム結合器（コンバイナ）を使用して組み合わされる。市販されている偏光ビーム結合器のレイアウトは通常、組み合わされるビームが相互に垂直になるようなものである。したがって、パターン付きビームがビーム結合器に向かって相互に垂直な方向で伝播するように放射線システムおよびパターニング手段を配置することが好ましい。
【００１６】
本発明の他の観点によれば、放射線感光材料の層によって少なくとも部分的に覆われた基板を提供するステップと、放射線システムを用いて放射線投影ビームを提供し、かつ補助放射線投影ビームを提供するステップと、パターニング手段を支持構造体上に支持し、該パターニング手段を用いて前記投影ビームの断面にパターンを与えるステップを備え、かつ補助パターニング手段を該支持構造体上に支持し、該パターニング手段のパターンとは異なる補助パターンに従って該補助放射線投影ビームにパターンを与えるステップと、パターン付けされた前記放射線ビームを前記放射線感光材料層のターゲット部分に投影するステップと、を含むデバイス製造方法において、長ストロークアクチュエータを用いて該支持構造体を位置決めするステップと、第１の短ストロークアクチュエータを用いて該支持構造体に対して該パターニング手段を位置決めするステップと、第２の短ストロークアクチュエータを用いて該支持構造体に対して該補助パターニング手段を位置決めするステップとをさらに含むことを特徴とするデバイス製造方法が提供される。
【００１７】
この本文では、本発明による装置のＩＣ製造での使用に特化して言及しているが、そのような装置が多くの他の可能性のある適用例も有することを明確に理解されたい。例えば、集積光学系、磁区メモリ用の誘導および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に使用することができる。そのような代替適用例の文脈では、この本文における用語「焦点板」、「ウェハ」、または「ダイ」の使用を、より一般的な用語「マスク」、「基板」、および「ターゲット部分」でそれぞれ置き代えられるものとみなすべきであることを当業者は理解されよう。
【００１８】
この文書では、用語「放射線」および「ビーム」を、紫外放射線（例えば波長が３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍのもの）およびＥＵＶ（例えば５〜２０ｎｍの波長を有する極紫外放射線）、ならびにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを含めた全てのタイプの電磁放射線を包含するものとして使用する。
【００１９】
次に、本発明の実施形態を、添付の概略図面を参照しながら単に例として説明する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図中、対応する参照符号が、対応する部分を示す。
【００２１】
図１は、本発明のある特定の実施形態によるリソグラフィ投影装置を概略的に示す。この装置は、以下のものを備える。
放射線（例えばＵＶ放射線）の投影ビームＰＢを供給するための放射線システムＥｘ、ＩＬ。この特定の場合には、放射線源ＬＡも備える。
マスクＭＡ（例えば焦点板）を保持するためのマスク・ホルダを備え、アイテムＰＬに関してマスクを正確に位置決めするための第１の位置決め手段に接続された第１のオブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＭＴ。
基板Ｗ（例えばレジスト被覆シリコン・ウェハ）を保持するための基板ホルダを備え、アイテムＰＬに関して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段に接続された第２のオブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴ。
基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のダイを備える）にマスクＭＡの照射部分をイメージするための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、屈折レンズ系）。
本明細書で示すように、この装置は、透過性タイプの（例えば、透過性マスクを有する）ものである。しかし一般には、反射性タイプの（例えば反射性マスクを有する）ものであってもよい。別法として、この装置は、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなど別の種類のパターニング手段を使用することもできる。
【００２２】
放射線源ＬＡ（例えば、エキシマ・レーザ）は放射線ビームを発生する。このビームは、直接的に、または例えばビーム拡大器Ｅｘなどの調整手段を横切った後に、照明システム（照明器）ＩＬに供給される。照明器ＩＬは、ビームの強度分布の外側および／または内側放射範囲（一般にそれぞれσ外側およびσ内側と呼ばれる）を設定するための調節手段ＡＭを備えることができる。さらに、一般には、積分器ＩＮや集光レンズＣＯなど様々な他の構成要素も備える。このようにして、マスクＭＡに衝突するビームＰＢが、その断面で所望の均一性および強度分布を有するようにする。
【００２３】
図１に関して、放射線源ＬＡは、（例えば放射線源ＬＡが水銀ランプであるときにしばしばそうであるように）リソグラフィ投影装置のハウジング内部にある場合があり、しかしリソグラフィ投影装置から離れていて、生成する放射線ビームが（例えば適切な方向付けミラーによって）装置内に導かれる場合もあることに留意されたい。この後者のシナリオは、放射線源ＬＡがエキシマ・レーザであるときにしばしばそうである。本発明および特許請求の範囲はこれら両方のシナリオを包含する。
【００２４】
ビームＰＢはその後、マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに交差する。ビームＰＢは、マスクＭＡを横切ると、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬが、ビームＰＢの焦点を基板Ｗのターゲット部分Ｃに合わせる。第２の位置決め手段（および干渉計測定手段ＩＦ）によって、基板テーブルＷＴを、例えばビームＰＢの経路内に様々なターゲット部分Ｃを位置決めするように正確に移動することができる。同様に、第１の位置決め手段を使用して、例えばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後、またはスキャン中に、ビームＰＢの経路に関してマスク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、ＷＴの移動は、図１には明示していない長ストローク・モジュール（粗い位置決め）と短ストローク・モジュール（精密位置決め）とを用いて実現される。しかし、（ステップアンドスキャン装置と異なり）ウェハ・ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータにのみ接続すること、または固定することができる。
【００２５】
図示した装置は、２つの異なるモードで使用することができる。
（１）ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴが本質的に静止して保たれ、マスク・イメージ全体が、ターゲット部分Ｃに１度に（すなわちただ１回の「フラッシュ」で）投影される。次いで、基板テーブルＷＴがｘおよび／またはｙ方向にシフトされ、それにより別のターゲット部分ＣをビームＰＢによって照射することができる。
（２）スキャン・モードでは、所与のターゲット部分Ｃがただ１回の「フラッシュ」で露光されない点を除き、本質的に同じシナリオが適用される。１回のフラッシュで露光するのではなく、マスク・テーブルＭＴが速度ｖで所与の方向（いわゆる「スキャン方向」、例えばｙ方向）に移動可能であり、それにより投影ビームＰＢがマスク・イメージ全体にわたってスキャンするようになっている。それと並行して、基板テーブルＷＴが、速度Ｖ＝Ｍｖで同方向または逆方向に同時に移動される。ここでＭはレンズＰＬの倍率である（典型的にはＭ＝１／４または１／５）。このようにすると、分解能を損なわずに、比較的大きなターゲット部分Ｃを露光することができる。
【００２６】
図２は、本発明の第１の態様による装置の概略構成を示す。一般的な操作は、図１を参照して上述したものと同じであり、したがって繰り返さない。
【００２７】
図２に示される装置は、それぞれ第１の放射線投影ビーム４および第２の放射線投影ビーム１４を供給する第１の放射線システム１および第２の放射線システム１１を有する。上述し、図１に図示したように、各放射線システム１および１１が要素ＩＬを備え、かつ要素Ｅｘを備える場合もある。放射線システム１と１１は必ずしも同一である必要はない。例えば、放射線が単一の放射線源によって発生される場合、放射線源と２つの放射線システムの入口との間の光路長が等しくない場合があり、その結果、これらの入口で異なる投影ビーム断面が生じる。この相違は、前記断面の相違を補償するように異なるビーム拡大係数を特徴付ける図１のＥｘなどのビーム拡大器の使用を必要とする場合がある。しかし通常、２つの放射線システムは互いに実質上同じものとすることができる。各放射線システムが、例えば、σ内側およびσ外側の値を設定するための図１の要素ＡＭや、多重極照明モードを生成するための調節可能要素などの調節手段を備えることができる。第１の放射線システムの調節の設定は第２の放射線システムの調節の設定とは異なる場合があり、それにより、それぞれ第１および第２のパターンの投影イメージのリソグラフィ品質を互いに独立して最適化することができる。
【００２８】
投影ビーム４、１４が、それぞれ第１のマスク２および第２のマスク１２によってパターンを付けられて、パターン付き放射線ビーム２４、２４４を生成する。投影システム２０において、第１および第２のパターン付き放射線ビームは、それぞれレンズ３、１３を通過し、偏光ビーム結合器２１（偏光ビームスプリッタを逆に使用する）内で組み合わせられる。レンズ３および１３をそれぞれ使用して、それぞれパターン付きビーム２４および２２４の異常を補償する（または、可能であれば補正する）ことができ、第１のパターン付きビームの補償（または補正）を、第２のパターン付きビームに必ずしも影響を及ぼすことなく実行することができ、その逆も成り立つという利点を有する。しかし、そのような補償手段が必要ない場合、レンズ３および１３はなくてもよく、それにより偏光ビーム結合器は、投影システム内に備えられたレンズ要素２３の上流となる。
【００２９】
偏光ビーム結合器のビーム結合特性を最大限に活用するために（すなわち放射線エネルギーの損失を低減するために）、パターン付きビーム２４および２２４の電磁放射線は、例えばビーム２４の電場が図２の平面に実質的に平行に向けられ（Ｐ偏光）、ビーム２２４の電場が図２に平面に実質的に垂直に向けられる（Ｓ偏光）ように、直線偏光される。
【００３０】
パターン付きビームの前記偏光状態の追加の利点は、二極照明に関連してもたらされる。直線偏光された電磁放射線を使用して二極露光が行われ、電場が二極パターンにおける２つの（主要な）極を結ぶ軸線に実質的に垂直に向けられ、次いでこの軸線が露光時にイメージされるマスク・フィーチャに実質的に垂直になるとき、前記電場はそのフィーチャに実質的に平行になる。これは、露光の効率を大幅に高めることができ、とりわけ大幅に高まったイメージ・コントラストを生成する。これについては欧州特許出願００３０８５２．９を参照されたい。
【００３１】
しかし、２つのパターン付きビームが組み合わされた後に偏光状態を変えることが望ましい場合もある。例えば、円偏光されたパターン付きビームは、投影システムの偏光依存イメージング特性にあまり敏感でない場合がある。したがって、この実施形態は、偏光ビーム結合器の下流にλ／４板（「四分の一波長板」）２２が存在するようにしている。この板は、主軸を前記ＳおよびＰ偏光方向に関して４５度に向けて、組み合わされたパターン付きビームを実質的に円偏光されたパターン付きビーム２２２４に変換し、その後、ビームが残りの光学系２３を通過して基板２５上にイメージされる。
【００３２】
放射線システム１および１１は、直線偏光された光を発生する（遠隔または一体型）放射線源を備えることができる。これは、パターン付きビームの上述したＳおよびＰ偏光状態をもたらすために活用することができる。また、第１および第２の投影ビーム内の適切な位置に配置される直線偏光フィルタによって前記直線偏光状態を確保することも可能である。
【００３３】
図３に示されるように、２つのマスク２、１２が、組み合わされたマスク・テーブル３０上に取り付けられている。第１のマスク２は、水平にマスク・テーブルの第１のセクション３０ａ上に取り付けられ、第２のマスク１２は、垂直にマスク・テーブルの第２のセクション３０ｂ上に取り付けられている。これにより、２つのマスクを一緒にスキャンすることができ、２つの露光間の位置合わせ不良の危険が低減する。単一の長ストローク・アクチュエータを使用してマスク・テーブル３０を駆動し、個別の短ストローク・アクチュエータが、マスク・テーブル３０に関する各マスク２、１２の位置を調節する。
【００３４】
（両方のパターン付きビームによって供給されるエネルギーによる基板での露光蓄積が単一スキャニング速度に関わると仮定して、）２つの露光の照射線量がそれぞれ公差内にあることを保証するために、可変減衰器が放射線システム１および１１の一部となっている。これらの可変減衰器を用いると、基板ターゲット領域に当たる放射線の照射線量を、２つのパターン付き投影ビームそれぞれに関して互いに独立して調整することができる。同様に、スキャン速度の変化が、各パターン付き投影ビームに関する照射線量に影響を及ぼすことに留意されたい。
【００３５】
第２のパターン付きビームが第１のパターン付きビームと同時に基板上に投影されるので、２つの投影されるイメージ間の干渉を最小限に抑えるために、２つのビーム間の相互コヒーレンスをできるだけ低くすべきである。コヒーレンスの概念は、放射線の伝播方向に沿ったコヒーレンス長さ（本明細書で以後「時間的コヒーレンス」と呼ぶ）と、伝播方向に垂直な方向でのコヒーレンス長さ（本明細書で以後「空間的コヒーレンス」と呼ぶ）とに関連する。エキシマ・レーザや水銀アーク・ランプなどの放射線源は、典型的には低い空間的コヒーレンスをもつ光を発生するので、空間的コヒーレンスは一般に問題を生じない。例えば、空間的コヒーレンスは一般に非常に低く、空間的コヒーレンスに直接関係するスペックル現象は光リソグラフィで問題とならない。時間的コヒーレンスの発生を回避するために、この実施形態では、各放射線システムに関して１つずつ２つの個別放射線源を使用することが想定されている。
【００３６】
別の実施形態では、偏光ビーム結合器が、ビーム結合器として使用されるプレート・ビーム・スプリッタまたはペリクル・ビーム・スプリッタである。図２の要素２１など立方形偏光ビーム結合器は通常、斜面で一体に接合された２つのプリズム形構成要素からなる（プリズム形構成要素の少なくとも１つが、斜面上に誘電体のビーム結合コーティングを設けられている）。この接合を行うことにより、放射線衝撃またはガス放出による不安定性などの問題を生じて汚染をもたらす可能性がある。さらに、パターン付きビームが横切る経路内に立方形要素が存在することにより、固有のイメージ収差が生じる可能性があり、これは投影システムで補正しなければならない（または少なくとも最小限に抑えなければならない）。プレート・ビーム結合器またはペリクル・ビーム結合器の使用がこれらの問題を軽減する。これらのビーム結合器は、光接合界面がなくなるようにビーム結合器コーティングを備える単一平坦平行基板を特徴付ける。さらに、キャリア基板を十分に薄く（例えば、ペリクル・ビーム結合器の場合には数ミクロンのオーダに）して、許容できない光収差の発生を回避することができる。
【００３７】
次の実施形態は、図４に概略的に示されている。ここでは、それぞれ放射線システム１および１１によって供給される放射線の投影ビーム４および１４が単一放射線源ＬＡによって発生されている。放射線源ＬＡから発する投影ビーム４１は、ビーム・スプリッタ２１２により、放射線システム１に供給される第１の投影ビーム４２と、要素２１３および２１４をわたって放射線システム２に供給される第２の投影ビーム４３とに分割される。要素２１３および２１４は、例えば図４に示されるような折り曲げミラーであってよい。
【００３８】
パターン付きビーム２４と２２４（図４）の時間的コヒーレンスによって生じる可能性がある悪影響は、スプリッタ２１２と、それぞれパターニング手段２、１２との間の２つのビームの経路長の差によって回避される。
【００３９】
ビームスプリッタ２１２は、偏光ビーム・スプリッタ（例えば偏光プレート・ビーム・スプリッタ、または偏光立方形ビーム・スプリッタ）としてもよい。このとき、一般にエキシマ・レーザが直線偏光された光を発生することは、図４に示されるようにｘ、ｙ方向に関して４５度の角度でレーザの偏光を回転的に位置付けることによって利用することができ、ビームスプリッタ２１２は、それぞれ投影ビーム４２および４３にＰおよびＳ偏光を与え、その一方で放射線エネルギーの損失を最小限に抑える。さらに、上述した直線偏光子の使用をこの方法で回避することもできる。
【００４０】
別の実施形態では、図５に示されるように、ビームスプリッタ２１２が、並列に配置された複数のビームスプリッタ５０を備える。各ビーム・スプリッタ５０が、透過ビームに与えられるエネルギーと、反射ビームに与えられるエネルギーとの間の差分比を特徴付ける。図５の矢印５１によって示されるビーム分割面に平行な方向でビームスプリッタ２１２を移動させることによって、パターン付き放射線ビーム２４とパターン付き放射線ビーム２２４の照射線量の比を、組み合わされたパターン付きビーム２２２４のエネルギーを実質的に変えることなく調節することができる。単一スキャニング速度を仮定すると、この調節手段を使用して、両方のパターン付きビームに関する必要な照射線量を同時に設定することができる。この目的での上述した可変減衰器の使用をこの方法で回避することもできる。したがって、より高いスキャニング速度で、必要な照射線量を達成することができる。
【００４１】
本発明の特定の実施形態を上述してきたが、説明したのとは別の方法で本発明を実施することもできることを理解されたい。本記述は本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるリソグラフィ投影を示す図である。
【図２】本発明の概略的構成を示す図である。
【図３】本発明のパターニング手段支持構造体を示す図である。
【図４】第１および第２の放射線投影ビームが単一の放射線源によって供給される実施形態を示す図である。
【図５】並列に配置された複数のビームスプリッタを備えるビームスプリッタを示す図である。
【符号の説明】
１、１１、Ｅｘ  放射線システム
３、１３  レンズ
４、１４  投影ビーム
２０  投影システム
２１  偏光ビーム結合器
２２  λ／４板
２４、２４４  パターン付き放射線ビーム
２５  基板
３０  マスク・テーブル
２１２  ビーム・スプリッタ
ＬＡ  放射線源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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