專利名稱：投影光學系統(tǒng)、曝光裝置以及器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及投影光學系統(tǒng)、具備該投影光學系統(tǒng)的曝光裝置以及 使用該曝光裝置來制造器件的器件制造方法。
背景技術(shù)：
平板顯示器(以下稱為FPD)是通過光刻工序制造的。在光刻 工序中，針對涂敷有感光劑的基板(在FPD的制造中， 一般是玻璃 板)通過投影光學系統(tǒng)投影底版的圖案而對該基板進行曝光。在用于 對基板進行曝光的曝光裝置中，重合誤差的降低是重要的。重合誤差 是例如由于調(diào)準誤差、像差(畸變)、倍率誤差而產(chǎn)生的。在它們之 中，調(diào)準誤差可以通過高精度地調(diào)整底版與基板的相對位置來降低， 但像差與倍率誤差無法通過調(diào)準來校正。玻璃板等基板由于由生產(chǎn)工藝發(fā)生的熱等原因而發(fā)生伸縮，從而 可能引起倍率誤差。由于基板收縮，第二工藝以后的重合精度惡化。 另外，在掃描曝光中的掃描方向和與其垂直的方向上產(chǎn)生不同的伸 縮。為了降低伴隨基板的伸縮的誤差，針對掃描方向的伸縮，考慮在 底版與基板之間給予相對的速度差來曝光的方法。另外，針對與掃描 方向垂直的方向的伸縮，考慮如下方法將平行平板玻璃配置在底版 或基板的附近，并通過將該平行平板玻璃彎曲而使光線折射，由此進 行倍率的微調(diào)整。在日本專利公開昭62 - 35620號公報、日本專利3341269號公報 中，公開了倍率校正方法。在日本專利公開昭62-35620號公報中， 公開了在投影光學系統(tǒng)中將相對光軸旋轉(zhuǎn)對稱的兩個透鏡相互接近 地配置，并在光軸方向上對其中一個透鏡進行驅(qū)動的技術(shù)。在日本專 利3341269號公報中，公開了使相對投影光學系統(tǒng)的光軸旋轉(zhuǎn)非對稱的至少兩個復(fù)曲面型光學部件中的至少一個復(fù)曲面型光學部件相對 于光軸旋轉(zhuǎn)或在光軸方向上移動的技術(shù)。但是，在為了校正基板的掃描方向上的倍率而在底版與基板之間 相對地給予速度差的方法中，在良像區(qū)域是圓孤狀的情況下，可能發(fā) 生特有的非對稱畸變像差。為了對其進行校正，需要對其他的像差校 正用的光學部件進行驅(qū)動。由此，發(fā)生機械機構(gòu)的復(fù)雜化和驅(qū)動像差 殘渣。另夕卜，在為了對與基板的掃描方向正交的方向上的倍率進行校正而將平行平板玻璃彎曲的方法中，難以將平行平板玻璃高精度地彎曲 為目標形狀，而發(fā)生非線性的像差誤差分量。而且，為了應(yīng)對近年來 的基板的大型化，平行平板玻璃也必需大型化，這可能帶來誤差。在日本專利公開昭62 - 35620號公報、日本專利3341269號公報 記載的方法中，不能各自地進行針對掃描方向的倍率校正和針對與其 正交的方向的倍率校正。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述背景而完成的，其示例性的目的在于，能夠各 自地進行兩個正交的方向上的倍率校正。本發(fā)明的第一側(cè)面涉及一種投影光學系統(tǒng)，在從物體面至# 面的 光路中依次配置有第一凹反射面、凸反射面、第二凹反射面，將配置 于上述物體面上的物體的像投影到上述像面，上述投影光學系統(tǒng)具 備配置在上述光路中的第一折射光學單元以及第二折射光學單元； 第一致動器，對上述第一折射光學單元進行驅(qū)動；以及第二致動器， 對上述第二折射光學單元進行驅(qū)動，上述第一折射光學單元以及上述 第二折射光學單元分別具有兩個以上的柱狀面，上述第一折射光學單 元配置為能夠調(diào)整第一方向上的上述投影光學系統(tǒng)的投影倍率，上述 第二折射光學單元構(gòu)成為能夠調(diào)整與上述第一方向正交的第二方向 上的上述投影光學系統(tǒng)的投影倍率，上述第一致動器變更上述第一折 射光學單元的兩個以上的柱狀面的間隔，以使上述第一方向上的投影倍率成為第一目標投影倍率，上述第二致動器變更上述第二折射光學 單元的兩個以上的柱狀面的間隔，以使上述第二方向上的投影倍率成 為第二目標投影倍率。本發(fā)明的第二側(cè)面涉及對基板進行曝光的曝光裝置，上述曝光裝 置具備上述投影光學系統(tǒng)，通過上述投影光學系統(tǒng)將底版的圖案投影 到基板來對該基板進行曝光。本發(fā)明的第三側(cè)面涉及器件制造方法，上迷器件制造方法包括 通過上述曝光裝置對涂敷有感光劑的基板進行曝光的工序；以及使該 感光劑顯影的工序。本發(fā)明的更多特征將從下面參照附圖的具體實施方式
的描述中 變得清楚。


圖1是示出本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的曝光裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖2是示意性地示出圖1所示的曝光裝置的投影光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是第一實施方式的第一折射光學單元的XZ平面的剖面圖。 圖4是第一實施方式的第一折射光學單元的YZ平面的剖面圖。 圖5是第一實施方式的第二折射光學單元的XZ平面的剖面圖。 圖6是笫一實施方式的第二折射光學單元的YZ平面的剖面圖。 圖7是第二實施方式的第一折射光學單元的XZ平面的剖面圖。 圖8是第二實施方式的第一折射光學單元的YZ平面的剖面圖。 圖9是第二實施方式的第二折射光學單元的XZ平面的剖面圖。 圖IO是第二實施方式的第二折射光學單元的YZ平面的剖面圖。
具體實施方式
以下，參照附圖，說明本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。 (第一實施方式)圖l是示出本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的曝光裝置EX的概略結(jié)構(gòu) 的圖。圖2是示意性地示出圖1所示的曝光裝置EX的投影光學系統(tǒng) PO的結(jié)構(gòu)的圖。另外，在圖2中，用于使投影光學系統(tǒng)PO的光軸 AX折彎的折彎反射鏡(光焦度(power)為零的反射鏡)MD被省略。 也可以認為折彎反射鏡MD使光路折彎。折彎反射鏡MD例如可以被 配置成，在配置有底版M的物體面O與第一凹反射面Ml之間通過 反射面MA使光軸AX折彎90度，在第二凹反射面M3與配置有基 板P的像面I之間通過反射面MB使光軸AX折彎90度。在現(xiàn)實的結(jié)構(gòu)中，為了投影光學系統(tǒng)PO的小型化而設(shè)置折彎反 射鏡MD是有利的，但折彎反射鏡MD并不是必須的。在該說明書中， 為了說明空間上的方向，使用相對去除了折彎反射鏡MD的狀態(tài)下的 光軸AX平行地定義了 Z方向的XYZ坐標系。曝光裝置EX適用于例如像液晶顯示器等平板顯示器那樣具有 大面積的顯示器的制造，但還可以適用于LSI等半導(dǎo)體器件、其他器 件的制造。曝光裝置EX具備對底版(可被稱為掩模(mask)或標線片 (reticule) ) M進行照明的照明光學系統(tǒng)IL;保持底版M的底版栽 置臺MST;投影光學系統(tǒng)PO;保持基板(例如玻璃板等板)P的基 板載置臺PST。底版M配置在投影光學系統(tǒng)PO的物體面O上，基 板P配置在投影光學系統(tǒng)PO的像面I上。曝光裝置EX典型地構(gòu)成為掃描曝光裝置。曝光裝置EX—邊通 過照明光學系統(tǒng)IL用形成為帶狀(例如圓孤狀、矩形狹縫狀)的光 對底版M進行照明， 一邊對底版載置臺MST以及基板載置臺PST 進行掃描驅(qū)動以對底版M以及基板P進行掃描。由此，底版M的圖 案被轉(zhuǎn)印到基板P上的感光劑上。投影光學系統(tǒng)PO在從光軸AX偏移的位置上具有良像區(qū)域，該 良像區(qū)域被用于將底版M的圖案投影到基板P。投影光學系統(tǒng)PO構(gòu) 成為在從物體面O至像面I的光路中，依次配置有第一折射光學單元 A、第一凹反射面Ml、凸反射面M2、第二凹反射面M3、第二折射光學單元B。在第一折射光學單元A與第一凹反射面Ml之間可以配 置折彎反射鏡MD的反射面MA。在第二凹反射面M3與第二折射光 學單元B之間可以配置折彎反射鏡MD的反射面MB。第一折射光學單元A以及第二折射光學單元B不限于上述位置， 也可以配置在從物體面O至像面I的光路之中。第一凹反射面Ml與 第二凹反射面M3典型的是具有同一曲率中心的反射面。第一凹反射 面M1具有正的光焦度，凸反射面M2具有負的光焦度，笫二凹反射 面具有正的光焦度。第一折射光學單元A以及第二折射光學單元B是校正投影光學 系統(tǒng)PO的投影倍率的光學單元。更具體而言，第一折射光學單元A 被配置成能夠調(diào)整第一方向(在具有折彎反射鏡MD的情況下是將其 去除的狀態(tài)下的X方向)上的投影光學系統(tǒng)PO的投影倍率。另外， 第二折射光學單元A被配置成能夠調(diào)整與第一方向正交的第二方向 (在具有折彎反射鏡MD的情況下是將其去除的狀態(tài)下的Y方向)上 的投影光學系統(tǒng)PO的投影倍率。第一折射光學單元A以及第二折射光學單元B分別具有兩個以 上的柱狀面。可以由笫一致動器AA對第一折射光學單元A進行驅(qū)動， 以使第一方向(在具有折彎反射鏡MD的情況下是將其去除的狀態(tài)下 的X方向)上的投影倍率成為第一目標投影倍率。具體而言，第一致 動器AA變更第一折射光學單元A的兩個以上的柱狀面的間隔，以使 第一方向上的投影倍率成為笫一 目標投影倍率?？梢杂傻诙聞悠鰾A對第二折射光學單元B進行驅(qū)動，以使第 二方向(在具有折彎反射鏡MD的情況下是將其去除的狀態(tài)下的Y方 向)上的投影倍率成為第二目標投影倍率。具體而言，第二致動器 BA變更第二折射光學單元B的兩個以上的柱狀面的間隔，以使第二 方向上的投影倍率成為第二目標投影倍率。在此，第一目標投影倍率、 第二目標投影倍率例如可以通過利用未圖示的調(diào)準用示波器等計測單元對已經(jīng)形成在基板P上的調(diào)準用標記的位置進行檢測而決定。第一折射光學單元A典型地可以具有兩個柱狀面。^ft為兩個柱狀面的特性(光焦度)的組合，考慮凸以及凸、凹以及凹、凸以及凹。 在此，為了使與聚焦位置的變動相對的投影倍率的變化遲鈍，優(yōu)選使投影光學系統(tǒng)PO成為遠心(telecentric)結(jié)構(gòu)。因此，兩個柱狀面的 特性(光焦度)的組合優(yōu)選為凸以及凹的組合。第一折射光學單元A 所包含的柱狀面的母線典型的是相互平行的。第二折射光學單元B也同樣典型地具有兩個柱狀面，其特性(光 焦度)的組合優(yōu)選為凸以及凹的組合。另外，第二折射光學單元B所 包含的柱狀面的母線典型的是相互平行的。第一折射光學單元A所包含的兩個以上的柱狀面的母線與第三 方向(Y方向)平行，該第三方向(Y方向)與(在具有折彎反射鏡 MD的情況下是將其去除的狀態(tài)下的)投影光學系統(tǒng)PO的光軸AX 正交。第二折射光學單元B所包含的兩個以上的柱狀面的母線與第四 方向(X方向)平行，該第四方向(X方向)與(在具有折彎反射鏡 MD的情況下是將其去除的狀態(tài)下的)投影光學系統(tǒng)PO的光軸AX 以及第三方向正交。圖3、圖4是示出第一折射光學單元A的結(jié)構(gòu)例子的圖。在此， 圖3是用XZ面切斷了第一折射光學單元A的剖面圖，圖4是用YZ 面切斷了第一折射光學單元A的剖面圖。第一折射光學單元A包括 配置在物體面O側(cè)的折射光學元件All;以及配置在像面I側(cè)的折射 光學元件A12。折射光學元件All在像面I側(cè)具有凸的柱狀面CAll， 整體上具有凸的光焦度。折射光學元件A12在物體面O側(cè)具有凹的 柱狀面CA12，整體上具有凹的光焦度。第一折射光學單元A可以具 有更多的柱狀面。即，第一折射光學單元A可以具有兩個以上的柱狀 面。第一折射光學單元A的兩個以上的柱狀面CAll、 CA12的母線 與第三方向(Y方向)平行，該第三方向(Y方向)與(在具有折彎 反射鏡MD的情況下是將其去除的狀態(tài)下的)投影光學系統(tǒng)PO的光 軸AX正交。為了校正投影光學系統(tǒng)PO的第一方向(在具有折彎反 射鏡MD的情況下是將其去除的狀態(tài)下的X方向)上的投影倍率，通 過第一致動器AA在光軸AX方向上對兩個以上的柱狀面CA11、CA12中的至少一個進行驅(qū)動。圖5、圖6是示出第二折射光學單元B的結(jié)構(gòu)例子的圖。在此， 圖5是用XZ面切斷了第二折射光學單元B的剖面圖，圖6是用YZ 面切斷了第二折射光學單元B的剖面圖。第二折射光學單元B包括 配置在物體面O側(cè)的折射光學元件Bll;以及配置在像面I側(cè)的折射 光學元件B12。折射光學元件Bll在像面I側(cè)具有凹的柱狀面CB11, 整體上具有凹的光焦度。折射光學元件B12在物體面O側(cè)具有凸的 柱狀面CB12,整體上具有凸的光焦度。第二折射光學單元B可以具 有更多的柱狀面。即，第二折射光學單元B可以具有兩個以上的柱狀 面。第二折射光學單元B的兩個以上的柱狀面CBll、 CB12的母線與 第四方向(X方向)平行，該第四方向(X方向)與(在具有折彎反 射鏡MD的情況下是將其去除的狀態(tài)下的)投影光學系統(tǒng)PO的光軸 AX正交。為了校正投影光學系統(tǒng)PO的第二方向(在具有折彎反射 鏡MD的情況下是將其去除的狀態(tài)下的Y方向)上的投影倍率，通過 第二致動器AB在光軸AX方向上對兩個以上的柱狀面CBll、 CB12 中的至少一個進行驅(qū)動。才艮據(jù)本實施方式，可以各自地進^于兩個正交的方向、例如掃描方向以及與其正交的方向上的投影倍率的校正。由此，例如可以根據(jù)已 經(jīng)形成在基板上的圖案，各自地校正掃描方向以及與其正交的方向上 的投影倍率，可以提高第二工藝以后的像的重合精度。 (第二實施方式)以下，說明本發(fā)明的第二實施方式。在此未特別言及的事項可以 依照第一實施方式。圖7、圖8是示出第二實施方式中的第一折射光學單元A的結(jié)構(gòu) 例子的圖。在此，圖7是示出用XZ面切斷了第一折射光學單元A的 剖面圖，圖8是示出用YZ面切斷了第一折射光學單元A的剖面圖。第一折射光學單元A包括配置在物體面O側(cè)的折射光學元件 A21;以及配置在像面I側(cè)的折射光學元件A22。折射光學元件A21 作為像面I側(cè)的面即第一面而具有凸的柱狀面CAll，作為物體面O側(cè)的面即第二面而具有曲面(球面或非球面)Sll，整體上具有凸的 光焦度。折射光學元件A22在物體面O側(cè)具有凹的柱狀面CA12，整 體上具有凹的光焦度。第一折射光學單元A可以具有更多的柱狀面。 即，第一折射光學單元A可以具有兩個以上的柱狀面。第一折射光學 單元A的兩個以上的柱狀面CAll、 CA12的母線與第三方向(Y方 向)平行，該第三方向(Y方向)與(在具有折彎反射鏡MD的情況 下是將其去除的狀態(tài)下的)投影光學系統(tǒng)PO的光軸AX正交。為了 校正投影光學系統(tǒng)PO的第一方向(在具有折彎反射鏡MD的情況下 將其去除的狀態(tài)下的X方向)上的投影倍率，通過第一致動器AA在 光軸AX方向上對兩個以上的柱狀面CA11、CA12中的至少一個進4亍 驅(qū)動。圖9、圖IO是示出第二折射光學單元B的結(jié)構(gòu)例子的圖。在此， 圖9是用XZ面切斷了第二折射光學單元B的剖面圖，圖10是用YZ 面切斷了第二折射光學單元B的剖面圖。第二折射光學單元B包括 配置在物體面O側(cè)的折射光學元件B21;以及配置在像面I側(cè)的折射 光學元件B22。折射光學元件B21在像面I側(cè)具有凹的柱狀面CB11, 整體上具有凹的光焦度。折射光學元件B22作為物體面O側(cè)的面即 第一面而具有凸的柱狀面CB12，作為像面I側(cè)的面即第二面而具有 曲面(球面或非球面)S22,整體上具有凸的光焦度。笫二折射光學 單元B可以具有更多的柱狀面。即，第二折射光學單元B可以具有兩 個以上的柱狀面。第二折射光學單元B的兩個以上的柱狀面CBll、 CB12的母線與第四方向(X方向)平行，該第四方向(X方向)與 (在具有折彎反射鏡MD的情況下是將其去除的狀態(tài)下的)投影光學 系統(tǒng)PO的光軸AX正交。為了校正投影光學系統(tǒng)PO的第二方向(在 具有折彎反射鏡MD的情況下將其去除的狀態(tài)下的Y方向)上的投影 倍率，通過第二致動器AB在光軸AX方向上對兩個以上的柱狀面 CBll、 CB12中的至少一個進行驅(qū)動。在上述例子中，第一折射光學單元A以及第二折射光學單元B 這雙方在柱狀面的背面具有曲面，但也可以是笫一折射光學單元A以及第二折射光學單元B中的任意一個在柱狀面的背面具有曲面。根據(jù)本實施方式，通過將柱狀面的背面設(shè)為曲面(球面或非球 面)，可以構(gòu)成小型且高性能的投影光學系統(tǒng)。尤其，通過將該曲面 設(shè)為非球面形狀，可以在保持軸外光學性能(像散、像面彎曲)的性 能的情況下擴大帶狀(例如圓弧狀)的良像區(qū)域。另外，如果要通過 除了第一、第二折射光學單元以外還配置球面或非球面透鏡來實現(xiàn)期 望的軸外光學性能(像散、像面彎曲)，則投影光學系統(tǒng)中的折射光 學元件會增加。因此，如果為了提高曝光的吞吐量而使曝光波長寬帶 化，則不能忽視由于投影光學系統(tǒng)中的折射光學元件增加而引起的色 差的增加。因此，如上所述，優(yōu)選在用于倍率校正的柱狀面的背面設(shè) 置曲面，由此，可以構(gòu)成小型且高性能的投影光學系統(tǒng)。 (其他)在第一、第二實施方式中，在將投影光學系統(tǒng)PO的整體的成像 倍率設(shè)為l倍(等倍)的情況下，第一凹反射面Ml與第二凹反射面 M3構(gòu)成為具有同一曲率半徑。在使投影光學系統(tǒng)PO的成像倍率成 為l倍以外的情況下，第一凹反射面Ml的曲率半徑與第二凹反射面 M3的曲率半徑可以根據(jù)成像倍率而決定。 (器件制造方法)本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的器件制造方法例如適用于液晶器件、 半導(dǎo)體器件的制造，可以包括如下工序在涂敷有感光劑的基板的該 感光劑上使用上述曝光裝置轉(zhuǎn)印底版的圖案的工序；以及使該感光劑 顯影的工序。而且，通過經(jīng)由其他^^知的工序(蝕刻、抗蝕劑剝離、 切割(dicing)、接合(bonding)、封裝(packaging)等)而制造 器件。雖然參照具體實施方式
已對本發(fā)明作了描述，但要理解的是，本 發(fā)明不限于上述揭示的具體實施方式
。下面權(quán)利要求的范閨與最寬的 解釋相一致，從而包括所有變更以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種投影光學系統(tǒng)，在從物體面至像面的光路中依次配置有第一凹反射面、凸反射面、第二凹反射面，將配置于上述物體面上的物體的像投影到上述像面，該投影光學系統(tǒng)的特征在于，具備配置在上述光路中的第一折射光學單元以及第二折射光學單元；第一致動器，對上述第一折射光學單元進行驅(qū)動；以及第二致動器，對上述第二折射光學單元進行驅(qū)動，上述第一折射光學單元以及上述第二折射光學單元分別具有兩個以上的柱狀面，上述第一折射光學單元配置為能夠調(diào)整第一方向上的上述投影光學系統(tǒng)的投影倍率，上述第二折射光學單元構(gòu)成為能夠調(diào)整與上述第一方向正交的第二方向上的上述投影光學系統(tǒng)的投影倍率，上述第一致動器變更上述第一折射光學單元的兩個以上的柱狀面的間隔，以使上述第一方向上的投影倍率成為第一目標投影倍率，上述第二致動器變更上述第二折射光學單元的兩個以上的柱狀面的間隔，以使上述第二方向上的投影倍率成為第二目標投影倍率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影光學系統(tǒng)，其特征在于， 上述第一折射光學單元的上述兩個以上的柱狀面的母線與第三方向平行，該第三方向與上述投影光學系統(tǒng)的光軸正交，上迷第二折射光學單元的上述兩個以上的柱狀面的母線與第四 方向平行，該第四方向與上述光軸以及上述第三方向正交。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影光學系統(tǒng)，其特征在于， 上述第一折射光學單元以及上述第二折射光學單元的至少一方包括具有第一面以及第二面的折射光學元件，上述第一面是柱狀面， 上述第二面是球面或非球面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影光學系統(tǒng)，其特征在于， 上述第一折射光學單元配置在上述物體面與上述第一凹反射面之間，上述第二折射光學單元配置在上述笫二凹反射面與上述像面之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影光學系統(tǒng)，其特征在于，在上述物體面與上述像面之間還具備使上述投影光學系統(tǒng)的光軸折彎的反射鏡。
6. —種曝光裝置，用于對基板進行曝光，該曝光裝置的特征在 于，具備權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的投影光學系統(tǒng)，通過上述投影光學系統(tǒng)將底版的圖案投影到基板來對該基板進行曝光。
7. —種器件制造方法，其特征在于，包括通過權(quán)利要求6所述的曝光裝置對涂敷有感光劑的基板進行曝光的工序；以及使該感光劑顯影的工序。
全文摘要
提供投影光學系統(tǒng)、曝光裝置和器件制造方法。在物體面至像面的光路中依次配置第一凹反射面、凸反射面、第二凹反射面，將配置于物體面的物體的像投影到像面的投影光學系統(tǒng)具備配置在光路中的第一、第二折射光學單元；第一致動器；第二致動器，第一、第二折射光學單元分別具有兩個以上柱狀面，第一折射光學單元能調(diào)整第一方向上的投影光學系統(tǒng)的投影倍率，第二折射光學單元能調(diào)整與第一方向正交的第二方向上的投影光學系統(tǒng)的投影倍率，第一致動器變更第一折射光學單元的兩個以上柱狀面的間隔以使第一方向上的投影倍率成為第一目標投影倍率，第二致動器變更第二折射光學單元的兩個以上柱狀面的間隔以使第二方向上的投影倍率成為第二目標投影倍率。
文檔編號G02B27/00GK101625455SQ20091014024
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者深見清司, 福崗亮介 申請人:佳能株式會社