(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のマスク上にある原像の複製を像転写面に投影する方法であって、
（ａ）照射用光源と第１のマスクとの間に第２のマスクを挿入する段階を含み、前記第２のマスクはアレイ状の光学要素から構成されており、アレイ状の光学要素は、
（ｉ）前記照射光源からの光を複数の間隔を空けて配置された露光ポイント上に集束して前記露光ポイント上のパワー密度を前記第２のマスク上のパワー密度よりも高くするとともに前記露光ポイントを前記第１のマスク上に投影することが可能であり、また、
（ｉｉ）前記像転写面上にあって、対応する複数の露光ポイントを像の形通りに照射し露光することが可能であり、前記対応する複数の露光ポイントは互いに、前記像転写面上の隣接する露光ポイント間の干渉を低減するのに充分なだけ間隔をあけて離してあり、さらに
（ｂ）前記第１のマスクと前記第２のマスクとの間において相対的な運動を生成することによって、前記複数の露光ポイントが、前記第１のマスク上にある前記原像のほぼ全てにおいてスキャンされるように、前記原像のほぼ全てを前記像転写面に露光する段階、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記相対運動が前記第１のマスクを二次元あるいは一次元の内いずれかに動かすことによって生成されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記第２のマスク上にある前記光学要素が二次元アレイに配置されており、前記アレイが、
（ａ）複数の列を含むことを特徴とし、各列内に前記複数の光学要素を有し、また
（ｂ）複数の行を含むことを特徴とし、各列内に前記複数の光学要素を有し、前記行の各行が、前記行の方向に、隣接する行に対してずれており、前記列が前記行に対して直角ではない方向に配置されていることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、前記第２のマスク上にある前記光学要素が開口部、格子、レンズ、鏡およびライトバルブから成るグループから選択された要素から構成されていることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記光源がパルス駆動のレーザ装置であることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記像転写面がサーモレジストでコーティングされていることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記露光の段階（ｂ）がさらに、前記第２のマスク上にある領域に前記レーザ光源からの光の大半を集束させ、その光の強度を前記領域において強めるために、前記光源と前記第２のマスクの間に光学系を挿入する段階を含み、また、前記第２のマスクのほぼ全領域を前記強度が強められた光に曝すために前記領域をスキャンする段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
第１のマスク上にある原像を像転写面に転写するためにレーザ光源を用いるための方法であって、
（ａ）前記レーザ光源と前記第１のマスクの間に前記レーザ光源からの光を集束できる第２のマスクを挿入する段階を含み、前記第２のマスクは二次元アレイに配置された光学要素から構成されており、前記アレイが、
ｉ）複数の列を含み、各列内に前記複数の光学要素を有し、また
ｉｉ）複数の行を含み、各列内に前記複数の光学要素を有し、前記行の各行が、前記行の方向に、隣接する行に対してずれており、前記列が前記行に対して直角ではない方向に配置されており、
前記光学要素は、
ｉ）光を前記第１のマスク上にある複数の露光ポイントに対して向ける段階を実行するように操作可能であり、前記複数のポイントは所定の距離だけ離れており、また
ｉｉ）前記像転写面上にある対応する複数の露光ポイントを像の形通りに照射する段階と露光する段階とを実行するように操作可能であり、前記対応する複数の露光ポイントは、前記像転写面上にある隣接する露光ポイント間の干渉を低減するために離してあり、さらに
（ｂ）前記複数の露光ポイントが、前記第１のマスク上にある前記原像のほぼ全てに渡ってスキャンされるように、前記第１のマスクと前記第２のマスクの間において相対運動を生成することによって、前記像転写面上にある前記原像のほぼ全てを露光する段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、前記相対運動が前記第１のマスクを二次元あるいは一次元の内いずれかに動かすことによって生成されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法であって、前記第２のマスク上にある前記光学要素が開口部、格子、レンズ、鏡およびライトバルブの内の一つであることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の方法であって、前記レーザ光源が所定の周波数でパルス駆動されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の方法であって、前記像転写面がサーモレジスト、フォトレジストおよび電子ビームレジストの内の一つによってコーティングされていることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、前記露光の段階（ｂ）がさらに、前記第２のマスク上にある領域に前記光源からの光の大半を集束させ、光のパワー密度を前記領域において大きくするために、前記光源と前記第２のマスクの間に光学系を挿入する段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
第１のマスク上にある原像を像転写面に投影するためにレーザ光源を用いるための方法であって、
（ａ）前記第１のマスク上にある前記原像を二次元のセルアレイに分割する段階を含み、  
（ｂ）前記レーザ光源と前記第１のマスクの間におけるある位置に第２のマスクを導入する段階を含み、前記第２のマスクは、光を集束することができる光学要素から構成されており、
（ｃ）前記レーザ光源からの光を前記第２のマスクに向けて照射することによって前記像転写面に像の一部を露光する段階を含み、前記第２のマスクの位置によって、前記第２のマスクが前記第１のマスク上にある二次元のセルアレイの、特定の一サブセットに光を集束させ、また前記一サブセットのセルが前記像の一サブセットに転写される像パターンを含み、  
（ｄ）前記第１のマスクに平行に前記第２のマスクを動かす段階を含み、
（ｅ）前記像転写面に完全な像を形成するように、前記露光する段階（ｃ）と前記動かす段階（ｄ）とを複数回繰り返す段階とを含み、前記完全な像が、前記第１のマスク上にある２次元のセルアレイの各セルサブセットを露光することによって形成され、各セルサブセットが前記特定のサブセットからの像パターンを含む像サブセットを形成し、さらに各像サブセットが組み合わさって、前記像転写面上に完全な像を形成することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、前記第２のマスクが二次元の小レンズアレイから構成されていることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の方法であって、前記動かす段階が、多数の圧電駆動装置によって行われることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の方法であって、前記像転写面がサーモレジストあるいはフォトレジストの内の一つであることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の方法であって、前記レーザ光源をパルス駆動する段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１４に記載の方法であって、前記露光する段階（ｃ）と前記動かす段階（ｄ）が、各露光する段階によって明確な分割像を形成するように、離散的であることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１４に記載の方法であって、前記露光する段階（ｃ）と前記動かす段階（ｄ）が、連続的に発生することを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１４に記載の方法であって、前記露光する段階（ｃ）が、
ａ）前記レーザ光源と前記第２のマスクの間に光学系を挿入する段階を含み、一つの領域に前記光源からの光の大半の量を集束し、前記領域が前記第２のマスクのわずかに一部分を占有し、また前記領域のパワー密度が大きく、さらに
ｂ）前記露光する段階（ｃ）を実行するために、前記第２のマ スクの全部分に渡って、集束された光の前記領域をスキャンするように前記光学処理装置を制御する段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、集束された光の前記領域が、狭いライン状に形成されていることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高解像度投影に関し、投影用耐エッチング層（一般に「レジスト」と呼ばれる）において特有の用途を有するものである。本発明は、隣接する像パターンを分離して投影することによって、高解像度の像をレジスト上に転写するための方法および装置に関する。この方法によれば、半導体組み立て産業で用いられる種類のマイクロリソグラフィ装置の持つスキャンニングの特徴の利点を生かすことが可能である。
【０００２】
【従来の技術】
原像を含む第１のマスクを形成することによって、また、その後、前記像転写面上に、前記第１のマスクを通して光を照射することによって、像転写面に原像を光学的に再生することが可能である。第１のマスク上にある像パターンの中には、光が像転写面に到達することを遮るものもあり、また一方、第１のマスク上にある像パターンの中には、光を前記像転写面に透過させるものもある。透過光によって、像転写面の特性は変化し、それによって、像転写面上に像を再生する。
【０００３】
こうした投影方法の用途は、広く半導体産業に用いられる耐エッチング層すなわち“レジスト”に像を生成することである。レジストは、フラットパネルディスプレイや回路基板等の製造にも用いられる。一般的には、レジストは、ウェーハや他の基板にも塗布され、その後、レジスト上に像を転写するために選択的に光で“露光”される。例えば、この光は、レーザ装置によって供給することが可能である。露光される領域（“像の形の通り露光される領域”）においては、レジストの化学的或いは物理的特性が変化する。次に、像の形の通り露光される領域（あるいは、ネガティブ動作レジストの場合、露光されない領域）において、前記レジストが除去される。前記レジストの除去によって、その下にある材料が剥き出しになり、今度は、その材料に対してエッチングや成膜あるいは化学反応が可能となる。レジストによって、その材料は、依然被覆されたまま保護される。プロセスによっては、前記像の形の通り微細加工される層がレジストではなく、除去の対象とはならない機能層であるものもある。このような機能層には、選択的に直接投影される絶縁体および／あるいは導体が含まれる。
【０００４】
歴史的には、たいていのレジストは、光の光子の作用によって露光される「フォトレジスト」であったり、あるいは電子ビーム放射により露光される「電子ビームレジスト」である。この２種類のレジストには共通する特性があるが、それは、両者共、瞬時の照射よりもむしろ総露光量に反応することである。総露光量がしきい値に達した後、両レジストには化学的あるいは物理的な変化が生じる。一般に、レジストが露光された場合、特定の現像液中に置かれたレジストの溶解度は変化する。
【０００５】
光学的には、「露光」は、時間に関する照射の線形積分として定義される。例えば、フォトレジストは、１００ｍJ／Ｃｍ2の露光量を生成するために、１秒間で１００ｍＷ／Ｃｍ2の照射によって露光することが可能であり、これと等価的に、同じ総露光量を生成するために、０．１秒間で１０００ｍＷ／Ｃｍ2で露光することも可能である。この現象は、“相反法則”として知られており、放射総露光量に対して反応を示すフォトレジストおよび電子ビームレジストの投影は、これに従うものである。
【０００６】
光源のコヒーレンス等の二次的な影響を無視すると、フォトレジストおよび電子ビームレジストは、パワーと時間の線形関数に従い振る舞うものである。このように、これらのレジストは、線形の重ね合わせの原理、つまりｆ（ａ＋ｂ）＝ｆ（ａ）＋ｆ（ｂ）に従う。放射に対する数回の露光から生じるフォトレジストの総露光量の反応は、個々の露光から生じる露光反応の総和に等しい。この原則および相反法則のために、フォトレジストおよび電子ビームレジストは、コントラスト比が大きくまた光漏れが少ない方法で露光を行なわなければならない。
【０００７】
例えば、投影装置には、１％程度の迷光漏れ（つまり、照射が「オフ」である時、光強度はゼロにならず、「オン」状態の１％の強度になるのみ）が生ずる場合がある。この状況においては、迷光が長時間「オン」のままであると、この迷光のために総露光量は、所望の露光レベルに近づいてしまう可能性がある。光漏れによってまた、フォトレジストの保管および取り扱いの問題が生じる。これは、フォトレジストが周囲の光に曝されて露光されるようになるためである。
【０００８】
相反法則に従うレジストのさらに深刻な欠点によって、フォトレジスト上への高解像度パターンの投影に対して悪影響が及ぼされる。光学装置のポイント拡散機能によって、各像パターンから光が「拡散」する。この拡散により隣接する像パターンを露光する光の間で重なりが生じ、実効的に装置の解像度が低くなる。明らかに、装置の解像度が低くなることは、特に、像パターンがサブミクロンレベルに達しつつある半導体組み立て産業においては、好ましくない特性である。
【０００９】
最近、サーモレジストとして知られるいる新しい種類のレジストが開発された。このサーモレジストは、主として印刷用プレート及びプリント回路基板の製造に用いられている。サーモレジストが、蓄積された露光量ではなく、あるしきい温度に到達すると、サーモレジストの化学的特性や物理的特性が変化する。サーモレジストは相反法則あるいは重ね合わせの原理に従わない。周囲の光に長時間曝されることによって露光されてしまうフォトレジストに対して、相反法則に従わないために、サーモレジストは、周囲温度（つまり、低温）に長時間曝されることで露光されることはない。サーモレジストは、偶発的な露光を防ぐためにコストのかかる取り扱い手順を必要としない。
【００１０】
投影の品質を高めるために、様々な方法や装置が用いられてきている。半導体設備の照射装置の品質を改善するために、また解像度強化のために、マイクロレンズが用いられてきている。クナン（Ｘｕｎａｎ）らによる論文「サブハーフミクロンリソグラフィにおける複合パターンの実用解像度を改善する新しい方法」（ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．３３３４、１９９８年）には、マイクロレンズを組み込んだ照射装置が開示されている。米国特許５，７３９，８９８には、多数のサブセットに像内のパターンを分離するための非常に多くのマスクが用いられている。この特許には、光積分効果の影響を受ける非線形性レジストの使用方法が開示されている。非線形性レジストは、米国特許５，８４７，８１２及びオキらによる論文「非線形多重露光方式に関する実験研究」（ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．３０５１、ｐｐ．８５９３、１９９７年）に開示されている。非線形性レジストは、Ｅ＝露光量、Ｉ＝光強度、ｎ＝べき指数（一般的に１から２の範囲の値を取る）、また、ｔ＝時間とした時、関係式Ｅ＝∫Ｉnｄｔに従う。ｎ＝２のレジストは“２光子レジスト”として知られ、照射量の２乗で反応を起こす。非線形性レジストは相互法則に従わないが、相反効果及び光積分効果に対して自由ではない。低強度の光に対して長時間曝すことによって、米国特許５，８４７，２３２に記載されているような材料は露光される。米国特許５，８５１，７０７では、線形レジストによる像分割を用いており、極めてわずかな改善しか提案されていない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、非線型レジストやサーモレジストあるいは従来のフォトレジストや「相反法則」に従う他の材料が用いられる時でさえ、レーザ等のコヒーレント光源を用いるものであればどのような投影装置でも、その解像度を改善することを可能ならしめることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の好適な実施例においては、サーモレジストの特性の利点を利用している。サーモレジストの利点は、この露光が非線形プロセス（つまり、重ね合わせの理が適用されないケース）であるということである。これは、一般的にサーモレジスト材の表面から迷走熱が急激に消散するためである。このサーモレジストの特性を用いて、原像を複数の分割像に分割し、次に原像全体が再生されるまでそれら分割像を個々に露光することによって装置の解像度を改善することが可能である。
【００１３】
一つの分割像が露光されると、投影される領域は、サーモレジストのしきい値より高温に熱せられる。隣接領域は、そこよりも低い温度に熱せられる。所望外領域においては、サーモレジストの露光は起こらない。各分割像が形成された後、迷走熱は分割像の外部領域から放散することができ、外部領域は実質的に変化しない。その結果、所望外領域において迷走露光を複合的に加えることなく（つまり、積算することなく）複数の像の形成が可能である。これに対して、フォトレジストの露光は線形プロセスであり、重なり合う複数の像を形成する際、所望外領域において迷光が複合的に加わってしまう。原像を複数の像のサブセットに分割することによって、投影装置の他の要素に対する要求性能は低減され、また投影プロセス全体の解像度を高めることが可能である。
【００１４】
以下の記述においては、説明の目的のために、原像を概念的に「セル」に分割する。これらのセルは、一般的に最小の像パターンの大きさに相当する。「セル」の概念は、純粋に議論を容易にするためのものであり、物理的に原像をセルに分割する必要は無い。
【００１５】
本発明に基づく高解像度投影の方法においては、２つのマスクおよびレーザ装置等の光源を用いて、サーモレジストでコーティングした像転写面に像を転写する。好適な実施例においては、前記レーザはパルス駆動によるレーザ装置である。像は、例えば集積回路の製造に用いられるレジストに転写される。第１のマスクは写し込まれる原像を有しており、また第２のマスクはアレイ状の小レンズ群を含んでいる。この小レンズアレイによって、第１のマスク上にある複数の露光ポイントに光源からの光を集束させる。その複数の露光ポイント内に含まれる像のパターンは、前記像転写面上にある対応する複数の露光ポイントにおいて、像の形の通り再生される。
【００１６】
小レンズアレイ内の小レンズ群の寸法および位置は、前記像転写面上に形成される前記複数の露光ポイントが、実質的に干渉を回避するのに充分な距離を有するように決定される。第１のマスクと第２のマスク間の連続的な或いは間欠的な相対運動（“スキャンニング”）によって、第１のマスク上にラスタラインが生成され、対応する像転写面上のラスタラインに露光される。スキャンニングは、像全体が像転写面に転写されるまで継続される。
【００１７】
本発明の好適な実施例においては、アレイ状のマイクロレンズ群を有する第２のマスクを用いることによって、複数のマスクによらずに像の分離を実現し、またサーモレジスト等、完全に線形の重ね合わせ領域の外にあるレジスト上の像を実現している。
【００１８】
具体的には、本発明によれば、第１のマスク上にある原像の複製を像転写面に投影する方法であって、
（ａ）照射用光源と第１のマスクとの間に第２のマスクを挿入する段階を含み、前記第２のマスクはアレイ状の光学要素から構成されており、アレイ状の光学要素は、
（ｉ）前記第１のマスク上にあって複数の間隔をあけて配置された露光ポイント上に、前記照射用光源からの光を向けることが可能であり、また
（ｉｉ）前記像転写面上にあって、対応する複数の露光ポイントを像の形通りに照射し露光することが可能であり、前記対応する複数の露光ポイントは互いに、前記像転写面上の隣接する露光ポイント間の干渉を低減するのに充分なだけ間隔をあけて離してあり、さらに
（ｂ）前記第１のマスクと前記第２のマスクとの間において相対的な運動を生成することによって、前記複数の露光ポイントが、前記第１のマスク上にある前記原像のほぼ全てにおいてスキャンされるように、前記原像のほぼ全てを前記像転写面に露光する段階、
を含むことを特徴とする方法が提供される。
【００１９】
本発明のさらなる特徴と利点は以下に説明する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
Ｉ．装置及び光スキャンニング
図５および６は、本発明を実施するに当たり好ましい装置を示す図である。この装置には、光学ステッパが含まれる。像転写面２９は、２つのマスクを通して光源１６からの放射によって露光される。これら二つのマスクは、原像３１を備える第１のマスク２と２次元の小レンズアレイ３０で構成される第２のマスク１である。小レンズアレイ３０は、光１７ａを大きく減衰させることなく、光を集束させる。第２のマスク１が与えられた位置にある時、第２のマスク１の小レンズ３０によって集光された光１７ａは、第１のマスク２上にあるセルの特定のサブセット上（つまり、特定の領域）で結像される。一般的に、小レンズ３０の形状および、第２のマスク１の位置は、照射されるサブセットのセルが第１のマスク２上で、あるピッチで分離されるように、決められる。
【００２１】
光１７ａは、第１のマスク２上にある照射対象のセルを透過し、投影レンズ２７を通って像転写面２９上（例えば、サーモレジストでコーティングされた半導体の表面）へ透過する。この光は、像転写面２９を露光し、像２８の部位を形成する。
【００２２】
小レンズ群３０と像３１の間隔は、小レンズ群３０の焦点距離で決まり、この焦点距離は、レンズ２７の所要の開口数で決まる。光１７ａが平行光線でない場合、小レンズ群３０は、第１のマスク２上においてピッチを適切に維持するのに充分な距離だけ第１のマスク２から遠ざけて設置される。光１７ａが平行光線である場合、小レンズ３０は、もっと近い間隔で配置することが可能である。小レンズ３０の倍率、寸法、および開口数、並びにマスク１と２間の距離を制御することによって、光が第１のマスク２に当たる位置を正確に制御することが可能である（つまり、マスク１と２のある相対位置において、照射されるセルのサブセットを制御することが可能である）。
【００２３】
小レンズ３０は、他の種類の屈折レンズ系あるいは回折により光を集束する適切な光学装置等の他の集光用光学装置で置き換えることも可能である。
像の一つのサブセットが、像転写面２９上で露光された後、第２のマスク１を移動し、第１のマスク２上にある異なるサブセットのセルを投影することによって、像転写面２９上にもう一つの像のサブセットが形成される。図５の装置において、第２のマスク１は、複数の圧電アクチュエータ２１および２２で動かされる。適切な圧電アクチュエータは、ラムダフィジーク（Lambda Physique）社（独）及び他の多数の業者から市場において入手可能である。
【００２４】
図５及び６の装置においては、増幅器３２（図６）からの電気信号によって、圧電アクチュエータ２１が制御され、第２のマスク１を軸２１Ａの方向に沿って所望の位置に維持することができる。圧電アクチュエータ２２によって、直交軸上で第２のマスク１の位置が制御される。図を簡単にするために各圧電アクチュエータ２１、２２の内の一つだけを各軸に示す。図５の装置においては、第１のマスク２は、その端に沿って配置される線形格子マーキング２４を有する。光検出器２５によって、第２の光源２３から第２のマスク１、および格子２４の内の１つを通る光が検出される。格子２４は、第１のマスク２のセル寸法と等しい線幅及び間隙幅を有している。光源２３からの光は、第２のマスク１を通り、単一セルのスポットサイズで格子２４上で結像される。
【００２５】
図７は、光検出器２５の位置で検出される光源２３からの光の強度を示す図であり、この光強度が、格子２４に平行な軸に沿う第２のマスク１の、位置の関数として示された図である。セルの大きさの光点が格子２４の不透明線上に結像される時、光検出器において検出される光の強度は最小になる。逆に、セルの大きさの光点が、格子２４の間隙上において、方形に位置決めされると、光検出器において検出される光の強度は最大になる。このようにして、光検出器２５から出力される信号は、第２のマスク１の重ね合わせが適切かどうかを示すものである。
【００２６】
光検出器２５から出力される信号は、圧電アクチュエータ２１を制御する比較増幅器３２に送られる。光検出器２５から出力される信号においてピークを示すように、第２のマスク１が配置された場合、第２のマスク１は重ね合わされ、単一セルの寸法に対応して、離散的に動かすだけで良い。例えば、次の像のサブセットを露光するために、制御信号３３は、アクチュエータ２１に対し命令を発し、マスク１は検出器２５で検出する次の信号の最大値を示す位置に移動される。第２のマスクは、離散的なピークの回数だけ動かすことができる。これは、光検出器２５からの信号のピークは、投影プロセスに用いられるセルの大きさに一致するよう選択された格子２４の間隔に対応しているためである。
【００２７】
図５および図６は、格子２４を通って透過する光を測定する検出器２５を示す図であり、反射光や非光学的位置センサを用いる装置等、他の位置検出装置を第２のマスク１の位置制御に用いることも可能である。
【００２８】
第２のマスク１は、二つの軸上で位置決めされる必要があるため、制御は、上述の説明よりやや複雑になる。図８は、第２のマスク１の位置決めをするための好ましい装置の平面図を示す図である。図８は、三つの組の位置決めマーキング２４ａ、２４ｂ、および２４ｃ、さらに三つの対応するアクチュエータ２１ａ、２１ｂ、および２１ｃを有する構成を示す図である。二組のアクチュエータ２１ａおよび２１ｂと対になる二組の位置決めマーキング２４ａおよび２４ｂは、第２のマスク１による１次元の変位、および第２のマスクの潜在的な回転を制御するために用いることができる。単一の一組の位置決めマーキング２４ｃ、および単一のアクチュエータ２２は、縦軸に沿った第２のマスク１の変位を制御するために用いることができる。回転を制御する必要が生じた場合、少なくとも二つのアクチュエータ２１ａおよび２１ｂ、二つのセンサ（図示せず）、さらに少なくとも１軸上で二組の位置決めマーキング２４ａおよび２４ｂがあることが望ましい。図８の機構によれば、第２のマスク１の重ね合わせ、位置および回転を制御することが可能である。
【００２９】
図５に示すように、第２のマスク１を横切ってスキャンニングが可能な光線を備えることによって、像転写面２９に結像される光の強度が強められる。図５において、このことは、光源１６からの光を、アクチュエータ１８に搭載されたミラー１９等の可変ビームデフレクタに向けることによって達成される。この場合、前記光源にはレーザ装置を用いるのが望ましい。
【００３０】
光源１６は、２４８ｎｍ或いは１９３ｎｍの波長で動作し、１０ｍＪ／パルスのパルスエネルギにより２ｋＨｚでパルス駆動するサイマー（Cymer）社（カリフォルニア、米）製のパルス駆動式エキシマレーザ等を用いることが可能である。アクチュエータ１８は、検流計を含むことが望ましい。
【００３１】
光１７ａが第２のマスク１に一直線に入射するように、光１７は、光学要素あるいは複数の要素２０によって集光される。この場合、部品２０はレンズが望ましい。前記線幅は、０．１から１ｍｍの範囲であることが望ましい。その後、光線１７ａは、ミラー１９を回転することによって、第２のマスク１の表面を横切ってスキャンニングを行うことが可能である。第２のマスク１の各位置（つまり、任意の時間において投影されるセルの各サブセット）に対して、光線によって第２のマスク１を横切ってスキャンニングが行われる。このことにより、各像のサブセットに対してわずかに時間を長くするという犠牲を払うことにより、像転写面２９において受ける光のパワー密度は著しく増加する。
【００３２】
前記光線のスキャンニングレートは、線幅およびレーザパルスのレートに制約される。第１のマスク２の各セルに対して、少なくとも１つのパルスが出力されなければならない。例えば、線幅１ｍｍおよびパルスレート１ｋＨｚの場合、スキャンニングレートは１ｍｍ／ｍｓを超えてはならない。これらのパラメータは全て、最適な成果が得られるように調整することは簡単である。「ステップ＆スキャン」装置として知られる、より新世代のステッパは、本発明を実施する上で特に適するものである。なぜならば、そのような装置には、本発明で用いることができるスキャンニング光学系が含まれており、またマスクを照射するための線形の光源が備えられているからである。マイクロリソグラフィおよびステッパの動作に関するさらに詳細な内容については、「マイクロリソグラフィ、マイクロ機械加工、およびマイクロ組み立てハンドブック」、１および２巻、Ｐ．レイ―コーダリ（Rai-Choudhury）編、SPIE出版、１９９７年、ISBN０−８１９４−２３７８−５（第１巻）および０８−８１９４−２３７９−３（第２巻）等の、前記内容に関する最近の書籍を参照されたい。
【００３３】
上記集光技術および集束された光により第２のマスク１を横切ってスキャンニングを行う上記技術は、“直線形状”に制限されない。光が第２のマスク１に当たり、その後、マスク表面を横切ってスキャンニングを行う前に光を集束するものであれば、どのような方法あるいは形状でも本発明において用いることが可能である。
【００３４】
ＩＩ．投影方法
本発明は、ある像を隣接した複数の領域に分け、それを複数回で物理的に像転写面へ投影するに当たり、この投影を簡単に行えるようにするものである。この像転写面がサーモレジストによって構成されている場合、これによって、一つのパターンを投影している光が、隣接するパターンの像に影響を及ぼしこれを変えてしまうことを防止することができる。上述した通り、本発明では、第１のマスク２上の、セルのサブセット（つまり、複数の露光点）に照明を向け、対応する複数の露光ポイントを像転写面２９へ像の形の通りに写すための小レンズアレイあるいは他の光学要素を含む第２のマスクが用いられる。
【００３５】
前記第２のマスクの前記光学要素（例えば、小レンズ群３０）は、所定の構造および方向を有しており、前記第１のマスク上で照明を受ける前記複数の露光ポイントおよび前記像転写面上に像の形の通りに写される前記対応する複数の露光ポイントは、互いに所定の間隔だけ分離されている。露光ポイントでの光点の相対的な大きさ、また第１のマスク上の隣接する露光ポイント間の間隙、および像転写面上に像の形通りに写される前記個別に対応する露光ポイントは、「ピッチ」と呼ばれる。前記第２のマスクは光学要素に関して所定の構造および方向を有しており、この第２のマスクによって、第１のマスクおよび像転写面上において、前記ピッチだけ分離され照明を受ける露光領域が生成される。
【００３６】
従来の光学ステッパは、第１および第２のマスクを、互いに並進（つまり、「ステップ」）が簡単に行えるようになっており、これによって、露光ポイントを第１および像転写面に対して移動させることが可能である。このようにして、次の露光を別の箇所で行うことが可能である。分割像のステッピングと写し込みは、第１のマスク上の前記原像全体が前記像転写面に投影されるまで継続される。この際、ステッパによって、前記第１のマスクと前記像転写面の間の位置決めが継続的に行われる。明かなように、原像全体の写し込みに要するステッピングと写し込み手順の総回数は前記ピッチに左右される。
【００３７】
原像の異なる隣接パターンを複数回に分けて露光を行う一つの方法として、前記第１のマスク上の「セル」に対応させて、離散的にインクリメントすることによって第２のマスク１を移動させる方法がある。離散的な第２のマスクの移動に対して、第２のマスクを連続的に移動させることによって、利点が得られる。すなわち、第２のマスクの連続移動とレーザ光源１６の高速パルス発振とを組み合せることによって、離散的な投影によってもたらされる「リップル」効果を除去することが可能となり、像転写面２９上に滑らかな像を形成することが可能である。明かな様に、前記レーザのパルスレート、および第２のマスクの移動速度、さらに第２のマスクにおける前記小レンズ群の大きさは、全て互いに独立ではない。なぜならば、前記第１のマスク上において、まともな像を形成するためには、少なくとも一つのセルに対して一つのパルスを必要とするからである。
【００３８】
図１は、本発明による方法を簡略化して、一次元で示した図である。一連の均等な間隔に置かれた開口部５を有する第２のマスク１を、第１のマスク２に対して、水平方向に分離した異なる３箇所１A、１B、および１Cに示す（図による説明を簡単にするために、第２のマスク１の図は縦方向に離して示す）。第１のマスク２に原像６が形成されている。第１のマスク２上の異なる領域は、セルC1からC11として識別する。
【００３９】
前記レーザ光源（図示せず）の光が第２のマスク１の位置１Aに入射した場合、第１のマスク２上の、複数の露光ポイント（つまり、セルC3、C6、およびC9）が照明を受ける。第２のマスク１の開口部５は、第１のマスク２上において、３ピッチを形成するように構成され、また位置決めされ、方向を定められていることが分かる。つまり、この場合、各々照明を受けるセル（C3、C6、およびC9）は、照明を受ける隣接セルと合致するためには、その幅の３倍だけ並進する必要がある。セルC3およびC6においては、第１のマスク２を通過する前記光源からの一部の光は前記像転写面に透過される。セルC9においては、第１のマスク２上の原像６によって、前記光は完全に遮断される。位置１Aにおける第２のマスク１と第１のマスク２を透過する露光によって、像転写面上において温度分布３Aが生じる。前記像転写面がサーモレジストによってコーティングされている場合、このサーモレジストは光に曝され、しきい温度ｔを越えるまで熱せられる。グラフ４Aは、この結果得られた分割像を示し、露光パターン７Aが前記像転写面に写し込まれた状態を示す。前記露光パターン７Aは分割像を表し、これは、前記第２のマスク１が位置１Aにあった時、照明された第１のマスク２上の、複数の露光ポイント（つまり、セル）の、像の形通りの露光である。
【００４０】
サーモレジストの解像度特性改善の重要な側面を以下のことから見ることができる。つまり、前記分割像７Aは、温度分布３Aの「裾野」に含まれる、セルC3およびC6の横方向外側へ広がる迷走熱の影響を示していないことに気がつく。この迷走熱は前記しきい温度ｔ以上とならず、また前記サーモレジストは相反法則に従わないために、前記迷走熱の影響を受ける領域は急冷され、あたかも前記迷走熱を経験しなかったかのように振る舞う。一般的なサーモレジスト層の熱時定数は、数マイクロ秒の範囲内である。ひとたび迷光からの熱が拡散した場合、隣接する像パターンは、既存の像パターンに極めて近い位置で写し込みが可能であり、この場合、前記既存の像パターンに影響を及ぼすことはない。光あるいは電子の散乱によって引き起こされる迷光放射が隣接する像パターンに重なる可能性がある場合、迷走熱の重なりのない状態においては、レジストを用いて得られる解像度よりもさらに高い解像度を得ることが可能である。
【００４１】
第１の分割像７Aを生成し、若干の時間（つまり、前記温度分布３Aの「裾野」から前記迷走熱が放散するまでの時間）が経過した後、第２のマスク１は位置１Bへステップ送りされるが、この場合、前記開口部は第１のマスクセルC2、C5、C8、およびC11上に再配置される。第１のマスク２上の原像６によって、光はC11を除く全てのセルにおいて遮蔽され、さらに温度分布３Bが前記像転写面に生成される。グラフ４Bは、これらの累積結果として得られた露光パターンを示す図であり、分割像７Aおよび７Bの組み合わさったものを示している。最後に、前記第２のマスク１が位置１Cにある状態で第１のマスクセルC1、C4、C7、およびC10を照射して、第３の分割像７Cが生成される。この結果得られる熱分布はグラフ３Cに示す通りであり、また累積結果として得られた分割像７A、７B、および７Cは、グラフ４Cに示す。
【００４２】
グラフ４Cによって、第１のマスク２の前記原像６が前記像転写面に再生されていることが明瞭に示されている。また同様にグラフ４Cにおいて分かることは、様々な分割像（つまり、７A、７B、および７C）からの熱分布（つまり、３A、３B、および３C）の「裾野」が、前記像転写面へ転写される像４C全体に対して影響を及ぼしていないということである。
【００４３】
図２は、開口部８を有する第２のマスク１を示すが、この開口部８の大きさとその位置は、第１のマスク（図示せず）上において三ピッチ毎に複数の露光ポイントを備えるために決定される。
【００４４】
図３は、一つの像の異なる分割部分を複数回で露光することによって、解像度を改善した例を示す図である。光投影装置の解像度における制約要素は、光学系自身の解像度である。実際に用いられている投影装置においては、原像６を照射してその像の形通り前記像転写面に結像させるために、光学系（図３には示していない）が、前記第１のマスク２と前記像転写面の間に導入される。像の全ての部分を同時に露光する従来の方法においては、非常に解像度の高い投影装置を用いなければならなかった。実際、この解像度は、最小の像パターンからの像転写面における光の強度の変化が、最大像パターンのそれの５０％を越えさせるにほぼ充分なものでなければならなかった。
【００４５】
この経験則による要求内容は、グラフ１０に示すが、このグラフ１０は、前記像転写面における従来技術による単一照射プロセスの装置レスポンスを表している。最も小さい個々の透明な像パターン２‘を解像するためには、前記像転写面における、これに対応するレスポンス１０’はしきい値１１を越えなければならない。グラフ１０から分かるように、像転写面におけるレスポンス１０’は、幅Wを有する像パターン２‘を再生するには不充分である。装置全体の照射密度（つまり、レーザ強度）を大きくすると、全レスポンス１０の高さは高くなり、またレスポンス１０’の特有のアスペクトも大きくなり、幅Wを有するパターン２‘が忠実に再生される。
【００４６】
しかしながら、光の強度を大きくすることによって、小さな不透明のパターンの投影を妨げる可能性がある。この最小の個々の不透明パターン２“もまた解像されなければならない。従って、この光強度は、それに相当するレスポンス１０”がしきい値１１を越えるまで大きくすることはできない。この装置全体の照射密度を大きくすることによって、不透明なパターン２“に対応する装置レスポンスのアスペクト１０“はしきい値１１を越え、その結果、前記不透明なパターン２”は解像されないことになる。
【００４７】
単一照射プロセスにおいては、光強度を大きくすることによってパターン２‘の再生を改善しようとすると、このことによってパターン２“を犠牲にすることになる。この理由により、しきい値１１は、最大の不透明領域によって生成される露光レベル（つまり、ほぼゼロ）と最大の透明領域によって生成される露光レベル（図３において１００％で示す）のほぼ中間点に位置するように選択するのが普通である。このようにして、単一照射装置に対する実用的なルールは、光学系の解像度は、最小の像パターンからの像転写面における光の強度の変化が、最大像パターンのそれの５０％を越えさせるにほぼ充分なものでなければならないというものであった。
【００４８】
上述した問題は、前記原像を複数の分割像に分割することによって解決することが可能である。図３は、ピッチを２にした場合の第２のマスク１を示す図である。前記第２のマスク１が図３の位置１Aにある時、像転写面においてグラフ１０Aによって与えられるレスポンスを生成するのに充分な解像度を前記光学装置が有していると仮定する。このパターン２‘に対応するレスポンスは高さAしか有していない（つまり、要求されるしきい値１１よりも非常に小さい）。しかしながら、レーザ光源（図示せず）の総強度は、グラフ１０Aがグラフ１４になるまで大きくすることが可能であり、この強度はしきい値１１を越えて正しいパターンの大きさWを生成するようになる。第２のマスク１は、その後図３の位置１Bに移動することができ、またレーザ強度を大きくすることによって、グラフ１０Bは、同様に「スケールアップ」が可能である。
【００４９】
分割像を用いるという上述した恩恵を利用するためには、像パターン２‘と２“間の干渉によって、第２のマスク１の開口部８が、最小像パターン以下の大きさの、第１のマスク２上の被照射露光ポイント（つまり、セル）を備えることが必要となる。この露光ポイントのピッチは、２以上でなければならない（つまり、隣接セルは同時に照射してはならない）。これらの条件が満たされた場合、第１のマスク２上の隣接する像パターンは常に異なる分割像の露光の間光に曝されることになる。隣接像パターンが異なる分割像の露光の間投影される場合、上述したように、レーザ光源の強度は大きくすることが可能である。
【００５０】
ここで、像パターン２‘と２“間の前記干渉は、二つの理由により最低限のものである。第１に、第１のマスク２上の隣接する像パターンは、同時に露光されないこと。最小像パターンの大きさと第１のマスク２上にあるセルの大きさが等しい場合の好適な実施例においては、露光されるパターンはどのパターンであれ、同時に露光される隣接するパターンから少なくとも１セルの幅分離して配置される。第２のマスク１によって、１ピッチを越えたピッチで、等間隔に配置されたセルに照射が行われるため、隣接する像パターンは、異なる分割像の露光中光に曝される。第２に、前記サーモレジストしきい値未満の熱エネルギであれば、隣接パターンが投影される前に消散されること。これによって、パターン間の干渉は最小化される。
【００５１】
必要なレスポンスAは、像パターン間の前記干渉によって制限を受ける。Aが非常に小さい場合、像転写面の被露光領域がしきい値１１に到達するために、光強度は非常に大きくしなければならない。その結果、分割像の前記「隣接」セル間の干渉を避けるために、Aが小さい場合、第１のマスク上の露光ポイント（つまり、セル）のピッチは、より長くなる。例えば、このピッチは、Aが小さい場合、４、あるいは５、またはそれ以上である。
【００５２】
セルの大きさは前記最小パターンの大きさに対応するため、レスポンスレベルAが減少するということは、セルの大きさが小さくなることに対応し、またピッチが大きくなること、さらに解像度が高くなることに対応する。原像を複数の分割像に分割するというプロセスは、半導体の処理技術に極めて適したプロセスである。
【００５３】
図４は、原像６を４つの分割像６A、６B、６Cおよび６Dに分離する例を示す図である。挿入図１５は、分割像６A、６B、６Cおよび６Dを２ピッチで生成するために、どのように第２のマスク２を構成し、またその方向を決めるかについて示す図である。第２のマスクが、奇数行および列のセルを照射するために位置決めされた時、分割像６Aが露光される。同様に、分割像６Bに対する第２のマスクの位置によって、奇数行のセル、および偶数列のセルの照射を行なうことができ、６Cによって偶数行のセル、および奇数列のセルの照射が可能であり、さらに６Dによって、偶数行および列のセルの照射を行うことが可能である。
【００５４】
上述したように、第２のマスク２は、一組の開口部を配置したものよりもむしろ二次元の小レンズアレイによって構成する方が好ましい。開口部の不利な点は、前記レーザ光源から発せられる大部分の光が、開口された第２のマスクによって吸収や反射を受け、像転写面での露光に寄与しないということである。一方、小レンズアレイを用いることによって、光エネルギを集中させることができる。このようにして、小レンズアレイから構成される第２のマスクを用いることによって、第１のマスクの、複数の露光ポイントに対して光エネルギを収束させることができ、像形成の効率を高めることができ、また露光時間を短縮することが可能である。第２のマスクの小レンズ群は、所望のピッチで第１のマスク上のセルを照射するように、寸法と位置決めを行うことができる。このピッチは、第２のマスクにある小レンズ群の倍率、寸法、間隔、方向、および開口数を調整することによって設定することが可能であり、また同様に、第２および第１のマスク間の間隔を変えることによっても可能である。
【００５５】
前記第２のマスクは、その位置および重ね合わせを精確に制御しつつ、二つの軸上を移動することが可能である。前記二つのマスクの相対位置を精確に制御するということは、様々な分割像に対して露光を適切に行い、原像の全ての部分を像転写面へ写し込むために重要なことである。
【００５６】
「光学ステッパ」として知られている従来のマイクロリソグラフィ装置を用いて、本発明を実現するために、第１および第２のマスクの位置決めを行うことが可能である。一般的な半導体組み立ての用途においては、前記像転写面は、ウェーハであり、各ウェーハはいくつかのダイを有し、これらダイは、ウェーハからカットされチップを形成する。光学ステッパ装置は、各ダイに像を転写するために、前記ウェーハ上の様々なダイの間で離散的な動き（つまり、「ステッピング」）を行うようになっている。印刷業界で広く用いられ、また最近マイクロリソグラフィに参入している第２のタイプの技術分野には、「スキャンニング」が含まれる。スキャンニングマイクロリソグラフィ装置は、マスクに対してウェーハを（離散的にというよりはむしろ）連続的に動かし、各ダイ上に像を再生する。スキャンニング半導体組み立て装置は、本発明を実現するために用いることが可能である。
【００５７】
前記像転写面がレジストから構成されている場合、解像度を落とす可能性のある横方向の熱拡散を低減するために薄いレジストを用いるのが好ましい。縦方向の熱拡散は、解像度に対しては影響を及ぼさない。さらに薄いレジストはエキシマレーザと相性が良く、このレーザ光はレジストが厚くなるとその表層部で優先的に吸収される。本発明においては、無機サーモレジストが像転写面の用途に特に非常に適している。
【００５８】
スキャナの場合の実施例
図９は、本発明の一実施例を示す図であり、ここでは、スキャナを用いて本発明を実現している。第１のマスク２は、スキャン軸３５の方向で第２のマスク１の下で連続的に動かされる（つまり、スキャンされる）。レーザ光源（図示せず）からの光によって、第２のマスク１が照射され、第２のマスク１上に複数の露光ポイントが形成され、また像転写面（図示せず）上に、像の形の通りに対応する複数の露光ポイントが写し込まれる。しかしながら、前記第２のマスク１に対して第１のマスク２が連続的にスキャンされるために、第１のマスク２上の、前記複数の露光ポイントは、第１のマスク２上において、「ラスタライン」あるいは「トラック」と称されるライン３１に沿って動く。前記像転写面に原像の複製を完全に写し込むために、ほぼ第１のマスク２の全体が照射されるまで、第１のマスク２は、第２のマスク１に対してスキャンされる。このスキャンニング動作は、スキャナの切り離すことのできない部分であり、本発明のために追加する必要のあるものは、第２のマスク１のみである。
【００５９】
第２のマスク１は、二次元の小レンズアレイ３０から構成されており、これら小レンズ群は行と列に配置されている。前記行はスキャン軸３５に対して垂直であり、また前記列はスキャン軸３５に対して角度θの方向に配置されている。第２のマスク１が、前記レーザ光源からの照射に曝される場合、複数の露光ポイントは、第１のマスク２上において照射され、また対応する複数の露光ポイントは、前記像転写面（図示せず）上において、像の形通りに照射される。
【００６０】
個々の小レンズ３０は、第２のマスク１上のアレイ内において形成され、また方向を決められ、さらに位置決めされる。このようにして、隣接する列の小レンズ群３０によって照射される第１のマスク２上の露光ポイントは距離ｐだけ離されて配置され、また一つの列内の小レンズ群３０によって照射される露光ポイントは、距離ｄだけ離されて配置される。本発明の利点を最大限に利用するためには、距離ｐおよびｄは、像転写面における隣接露光ポイント間の重なりや干渉を実質的に除去するのに充分な程度に大きい必要がある。距離ｐおよびｄが充分大きく、また露光ポイントが充分小さい場合、レーザ光源のパワーを大きくして、図３を参照して上述したように、第１のマスク２と像転写面間における解像光学系（図示せず）の光学解像度が小さいことを克服することができる。
【００６１】
第１のマスク２のスキャンニングとの組合せにおいて、第２のマスク１に対する小レンズ群３０の角度方向θによって、ラスタラインａの実効的な間隔は、個々の露光ポイントの間隙ｐあるいはｄよりも小さく形成することが可能である。小レンズ群３０のこの方向によって、装置の解像度もまた改善される。これは、実際のラスタライン間隙は次式で与えられることによる。
【００６２】
ａ＝ｄｓｉｎθ                                        （１）
隣接する露光ポイント間の距離（ｐおよびｄ）は、実質的に干渉を除去するのに充分なだけ離れるように維持されている。
【００６３】
前記手法の性能をさらに改善するために、前記レーザ光源は、第２のマスク１に入射する前に焦点を合わせ、非常に強度の大きい光のライン１７ａを形成することが可能である。ライン１７ａの幅は、第２のマスク１の与えられた列にある小レンズ群３０の数ｎをカバーするのに充分な幅でなければならない。この手法が用いられた場合、ラスタラインａ間の距離は、隣接列ｐの露光ポイント間距離および一つの列にある小レンズ群ｎの数によって制約を受ける。ラスタライン間隔ａは次式で与えられる。
【００６４】
ａ＝ｐ／ｎ                                            （２）
式（１）および（２）を用いて、値ｆあるいはｎ、ｐおよびｄを選択し、所望のラスタライン間隔ａを実現することが可能であり、また、光強度を適切な大きさにするのに充分なだけ、ライン１７ａの幅を小さくすることが可能である。
【００６５】
本発明はまた、前記光源として、エキシマレーザを所定のレートでパルス発振させて用いることによって改善することが可能である。レーザを連続発振で用いる場合、与えられたラスタライン上の露光ポイント間で分離が発生することはない。すなわち、第１のマスク２が、第２のマスク１に対してスキャンされる場合、与えられたラスタライン上の露光ポイントは、互いに直近に隣接している。前記サーモレジストの熱時定数およびスキャンレートに応じて、直近に隣接するポイントの露光によって、一つのラスタライン内で隣接する像パターン間において、像転写面上で干渉が生じたり、あるいは重なりが生じたりすることがある。パルスレート１〜１０ｋＨｚのエキシマレーザなどのパルス駆動レーザを用いて、連続露光の間にわずかな遅延を発生させることが可能である。一般的に、サーモレジストの時定数は、マイクロ秒未満であり、これによって、同一ラスタライン内の隣接露光ポイントに対して、冷却するのに充分な時間が備えられ、約１ＭＨｚのパルスレートまで、隣接像パターンの重なりが回避される。パルスを数マイクロ秒以下にすることによって、横方向の熱拡散を低減することが可能である。これを実現することによって、前記装置のスキャンレートおよび前記レーザ光源のパルスレートは、最小像パターンの大きさによって制約を受ける（つまり、要求される解像度）。
【００６６】
所望の解像度で像転写面上に前記原像を完全に再生するためには、少なくとも最小パターンの大きさに等しい距離を第２のマスク１がスキャンされる度に一個のパルスが必要とされる。
【００６７】
上記記述は、説明の目的のみを意図したものであり、決して本発明の範囲を制限するものではないということを理解されたい。本技術分野に精通した当業者にとっては、上述した実施例に対して、様々な変形例を本発明の精神から逸脱することなく提供し得ることは明白である。
【００６８】
本発明の主たる恩恵は、これが非線型レジスト、また特にサーモレジストに用いられた場合認識されるものであるが、本発明は、従来のフォトレジストや「相反法則」に従う他の材料が用いられる時でさえ非常に大きな恩恵を有する。これらの恩恵は、本発明によって行われる像分離が、複数の露光と等価であるという事実からもたらされるものである。複数の露光を用いると、解像度を大きくする光のコヒーレンスが損なわれる。このため、非コヒーレント光源の理論的解像度は、完全にコヒーレントな解像度の２倍であるため、レーザ等のコヒーレント光源を用いるものであればどのような投影装置でも、その解像度は、本発明によって改善される。
【００６９】
本発明における用語「光」は、可視光か否かに拘わらず、電子ビーム同様、放射源であればどのような放射源をも意味するものと理解されたい。
本発明は複数の像の部分に適用することが可能である。例えば、一つの像の大きなパターン全てを１回の露光で投影することが可能であり、またその後、本発明を用いて、二つ以上の分割像の、一組の露光において細部パターンを再生することが可能である。
【００７０】
【発明の効果】
上述したように、非線型レジストやサーモレジストあるいは従来のフォトレジストや「相反法則」に従う他の材料が用いられる時でさえ、本発明によって行われる像分離によって、レーザ等のコヒーレント光源を用いるものであればどのような投影装置でも、その解像度は、本発明によって改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１のマスク上の原像を多数の分割像に分割するプロセスを示す図である。
【図２】  ３ピッチの開口を含む第２のマスクを示す図である。
【図３】  分割像を用いて露光ポイントを分離することにより得られる利点を説明するいくつかのグラフおよび線図を示す図である。
【図４】  原像を２ピッチで４つの分割像に分割するプロセスを示す図である。
【図５】  光学ステッパマイクロリソグラフィ装置内で構成された本発明を示す図である。
【図６】  小レンズアレイの断面を示す図であり、位置および重ね合わせ制御装置の要素を示す図である。
【図７】  位置および重ね合わせ制御装置において用いられる光検出器の光の強度応答を示す図である。
【図８】  位置制御装置を示す概略図であり、複数のアクチュエータおよび重ね合わせ用マーキングを示す図である。
【図９】  スキャンニングマイクロリソグラフィ装置において用いられる露光ポイントの分離方法を示す図である。
【符号の説明】
１…第２のマスク、２…第１のマスク、１６…光源、２１、２２…圧電アクチュエータ、２４…線形格子マーキング、２９…像転写面、３０…小レンズアレイ、３１…原像。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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