專利名稱：投影光學系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影光學系統(tǒng)，具體是涉及通過將通過了掩模的紫外線等的照明光作為投影光投影在印刷電路透光板及LCD基透光板等的工件上，使規(guī)定的圖案被投影曝光在工件上的投影光學系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，作為在印刷電路透光板、液晶面透光板上形成液晶用的彩色濾光片等電子電路等的圖案的曝光裝置，一般是使用具有規(guī)定的波長的紫外線進行曝光處理的投影曝光裝置。
而且，作為該投影曝光裝置的投影光學系統(tǒng)或反射折射投影光學系統(tǒng)(以下，簡稱投影光學系統(tǒng))，已有各種的提案。
投影曝光裝置的投影光學系統(tǒng)的一例為日本專利特表平10-509561號公報所公開的反射折射投影光學系統(tǒng)50。
該反射折射光學系統(tǒng)50，如第6圖所示，包括中間掩模(掩模)51、透光板52、58、棱鏡53、57、平凸透鏡54、凹凸透鏡(meniscus lens)55以及反射鏡56。
在該反射折射光學系統(tǒng)50中，透光板52配置于中間掩模(掩模)51與棱鏡53之間，同樣地，透光板58配置于工件59與棱鏡57之間。
該等透光板52、58分別于長寬方向可自由彎曲，通過改變其彎曲程度，可改變透過各透光板52、58而成像于工件59上的圖案的倍率。
如第6圖所示，通過了形成規(guī)定的圖案的掩模51的照明光線，通過透光板52之后通過棱鏡53變更行進方向，通過平凸透鏡54及凹凸透鏡55后，到達反射鏡56。然后，由反射鏡56所反射的照明光線，再通過凹凸透鏡55、平凸透鏡54后，于棱鏡57變更行進方向，到達工件59。
從而，掩模51的規(guī)定的圖案成像于工件59上，通過將透光板52、58作適度的彎曲，可變更成像于掩模51上成像的圖案的倍率，由此可對應各種大小尺寸的工件。
又，投影曝光裝置的投影光學系統(tǒng)或反射折射投影光學系統(tǒng)的其它例子，如特開平8-179217號公報所公開的反射折射投影光學系統(tǒng)60。
這種公知的反射折射投影光學系統(tǒng)60如圖7(a)、(b)所示，包括屋頂式棱鏡61、直角棱鏡62、平凸透鏡63、凹凸透鏡64、凹凸透鏡65、反射鏡66以及倍率修正器70。
如第7圖所示，來自光源的照明光線，通過屋頂形棱鏡61改變方向，通過平凸透鏡63、鄰接于該平凸透鏡63的凹凸透鏡64以及凹凸透鏡65之后，到達反射鏡66。然后，通過反射透鏡66所反射的照明光線，再度通過凹凸透鏡65、凹凸透鏡64、然后平凸透鏡63之后，在直角棱鏡62中改變行進方向，經(jīng)過倍率修正器70而到達工件。
反射折射投影光學系統(tǒng)60的倍率修正器70包括平凹透鏡71、與該平凹透鏡71相隔規(guī)定的距離且配置于該平凹透鏡71的對面的平凸透鏡72、以及調(diào)整該平凸透鏡72與平凹透鏡71的分離間距的調(diào)節(jié)器73。
然而，特表平10-509561號公報所公開的反射折射投影光學系統(tǒng)50中，由于通過使透光板52、58作機械式的彎曲(屈曲)而調(diào)整成像于工件上的圖案的倍率，由于使透光板52、58彎曲時所產(chǎn)生的應力，透光板自身會彎曲疲勞，因此，存在著無法穩(wěn)定地進行倍率調(diào)整的問題。
又，日本專利特開平8-179217號公報所公開的反射折射投影光學系統(tǒng)60中，倍率調(diào)整系通過調(diào)節(jié)器73使平凸透鏡72移動，由于對配置于棱鏡側(cè)的平凹透鏡71及平凸透鏡72的分離間距做調(diào)整，因此存在著容易產(chǎn)生畸變(distortion)的問題。
并且，在公知的反射修正光學系中，由于在光學系中使用接合透鏡，雖然有利于色相差的修正，但在投影光使用紫外線的情況下，透鏡的接合使成像性能劣化，即，為了獲得理想的成像而對偏差所實施的像差變動，不利于滿足所要求的曝光性能。
在這種技術(shù)背景下，人們希望有一種在進行倍率調(diào)整之際，不使成像性能劣化，而且，將畸變的產(chǎn)生抑制到最小，并且即使是比紫外線的波長更短的光也可進行高精度的倍率調(diào)整的投影曝光裝置的投影光學系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在將通過使從光源照射來的照明光通過掩模而得到的投影光投影在工件的曝光區(qū)域上時所使用的投影光學系統(tǒng)。
該投影光學系統(tǒng)用于將通過使從光源照射來的照明光通過掩模而得到的投影光投影到工件的暴光區(qū)域上，其特征在于，包括反射體，以規(guī)定的角度設(shè)置反射所述投影光并改變所述投影光的行進方向的第一反射面及第二反射面；入射側(cè)凸透鏡，使投影光通過并將所述投影光引導向所述第一反射面；反射修正光學系，反射所述第一反射面所反射的所述投影光，并將其引導至所述第二反射面；出射側(cè)凸透鏡，使所述第二反射面所反射的所述投影光通過，并將所述投影光引導至所述工件上；以及支撐移動機構(gòu)，將所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡支撐為同軸狀，并使其保持規(guī)定的距離，以使所述反射體位于所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡之間，并且使所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡能夠相對所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡的光軸方向進行平行移動。
而且，理想的是在所述反射修正光學系中，包括凹面反射鏡，反射由第一反射面所反射的投影光；以及由多個透鏡構(gòu)成的修正光學系；所述修正光學系位于所述凹面反射鏡與所述反射體之間，在使投影光通過的同時，對所述投影光的像差進行修正。
根據(jù)此的構(gòu)造，投影光學系統(tǒng)，通過入射側(cè)凸透鏡的投影光，由反射體的第一反射面，將光路從水平方向改變?yōu)榇怪狈较?，再通過修正光學系，由凹面反射鏡，再度反射至反射體的第二反射面。然后，投影光學系統(tǒng)，使由凹面反射鏡反射的投影光在反射體的第二反射面將光路從垂直方向該變?yōu)樗椒较蜻M行反射，在經(jīng)出射側(cè)凸透鏡的折射而射出。然后，入射側(cè)凸透鏡及出射側(cè)凸透鏡，在由支撐移動機構(gòu)維持規(guī)定的間隔的狀態(tài)下，通過在反射體的兩側(cè)平行于透鏡的光軸的移動，來調(diào)整倍率。
又，在本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)中，優(yōu)選將所述修正光學系配置成作為全體具有正的折射率。
根據(jù)此的構(gòu)造，可對工件就使掩模圖案成像的性能作良好的修正。此外，作為一例，反射修正光學系可通過在規(guī)定的位置上配置凹面反射鏡、二個凸透鏡及一個凹透鏡的組合，以及所述反射體及被配置在其兩側(cè)的凸透鏡而構(gòu)成。
又，在本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)中，入射側(cè)凸透鏡、出射側(cè)凸透鏡以及凹面反射鏡的焦距最好設(shè)定成滿足下列的關(guān)系1.2＜|fa/fb|＜5.5其中，fa為入射側(cè)凸透鏡與出射側(cè)凸透鏡的焦點距離，fb為凹面反射鏡的焦點距離。
根據(jù)此構(gòu)造，投影光學系統(tǒng)，當設(shè)定兩凸透鏡分別為同一焦點距離fa時，通過使與反射鏡的焦距比的關(guān)系為1.2＜fa/fb，可抑制過度的成像力，維持其遠心性，而且，通過設(shè)定fa/fb＜5.5，可抑制成像力(折射率)的不足，維持遠心性。
并且，在本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)中，入射側(cè)凸透鏡、出射側(cè)凸透鏡以及用于修正光學系的各透鏡，最好分別為一片的單透鏡。
根據(jù)此構(gòu)造，投影光學系統(tǒng)在使用紫外線以及比紫外線波長還短的光時，可使因投影光劣化而造成的像差變動的影響降至最低。
又，所述支撐移動機構(gòu)最好包括支撐裝置，將所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡支撐為同軸狀，并使其保持規(guī)定的距離；和移動機構(gòu)，使該支撐機構(gòu)能夠相對所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡的光軸方向進行平行移動。
根據(jù)此構(gòu)造，在進行投影像的倍率調(diào)整之際，將支撐裝置通過移動裝置于該凸透鏡光軸方向平行移動時，在入射側(cè)凸透鏡及出射側(cè)凸透鏡雙方保持規(guī)定的間隔的狀態(tài)下，于光軸上平行地以同一量移動。此時，通過使入射側(cè)凸透鏡及出射側(cè)凸透鏡向同一方向移動，例如，在使入射側(cè)凸透鏡相對于焦點面朝正向移動時，使出射側(cè)凸透鏡相對于焦點面朝負向移動。
通過抵消對于焦點的相互影響，改變兩凸透鏡在光路中的位置，來進行倍率的調(diào)整。


圖1為表示本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)的配置的立體圖。
圖2為表示本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)全體的剖視圖。
圖3的(a)為本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)的MTF(Modulation TransferFunction)曲線圖，以對比度與空間頻率的關(guān)系來表示凹面反射鏡與兩凸透鏡的焦點距離滿足(式1)的關(guān)系的狀態(tài)。
圖3(b)為本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)的MTF曲線圖，以對比度與空間頻率的關(guān)系來表示凹面反射鏡與兩凸透鏡的焦點距離不滿足(式1)的關(guān)系的狀態(tài)。
圖4的(a)、(b)、(c)為本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)的修正光學系的其它構(gòu)造的模式圖。
圖5的(a)、(b)、(c)為本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)中，入射側(cè)凸透鏡與出射側(cè)凸透鏡沿光軸方向的移動狀態(tài)的模式圖。
圖6為公知的投影光學系統(tǒng)的構(gòu)造的側(cè)視圖。
圖7(a)、(b)為公知的投影光學系統(tǒng)的構(gòu)造的剖視圖及立體圖。
圖中1～投影光學系統(tǒng)；2～入射側(cè)凸透鏡；3～出射側(cè)凸透鏡；4～反射體；4a～第一反射面；4b～第二反射面；5、5A、5B、5C～修正光學系；5a、5a1、5a2、5a3～第一凸透鏡；5b、5b1、5b2、5b3～第二凸透鏡；5c～凹透鏡；6～凹面反射鏡；7～反射修正光學系；8～支撐移動機構(gòu)；8A～支撐裝置；8B～移動裝置；9～框體；50～反射折射投影光學系統(tǒng)；51～中間掩模；52、58～透光板；53、57～棱鏡；54～平凸透鏡；55～凹凸透鏡；56～反射鏡；59～工件；60～反射折射投影光學系統(tǒng)；61～屋頂式棱鏡；62～直角棱鏡；63～平凸透鏡；64～凹凸透鏡；65～凹凸透鏡；66～反射鏡；70～倍率修正器；71～平凹透鏡；72～平凸透鏡；73～調(diào)節(jié)器。
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實施方式。
圖1為投影光學系統(tǒng)的配置的立體圖，圖2為表示投影光學系統(tǒng)全體的剖視圖。
如圖1所示，投影光學系統(tǒng)1設(shè)置于投影曝光裝置的掩模與工件之間。然后，如圖2所示，投影光學系統(tǒng)1包括入射側(cè)凸透鏡2、出射側(cè)凸透鏡3、反射體4、反射修正光學系7、支撐移動機構(gòu)8以及框體9。
入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3形成彼此同軸，在以規(guī)定的距離分離的狀態(tài)下，設(shè)置于移動機構(gòu)8上，反射體4位于入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3之間。
在該投影光學系統(tǒng)1中，當通過掩模的投影光入射時，該投影光在通過入射側(cè)凸透鏡2后，在反射體4的第一反射面4a反射，其行進方向從相對于設(shè)置面的平行方向變更至相對于設(shè)置面的垂直方向。
該投影光在通過反射修正光學系7將行進方向反轉(zhuǎn)而引導至反射體4之后，于該反射體4的第二反射面4b反射，該行進方向相對于設(shè)置面的垂直方向變更至相對于設(shè)置面的平行方向。然后，投影光在通過出射側(cè)凸透鏡3之后，到達工件。
此外，構(gòu)成該投影光學系統(tǒng)1的各部分(入射側(cè)凸透鏡2、出射側(cè)凸透鏡3、反射體4、反射修正光學系7、支撐移動機構(gòu)8)分別容納于框體9內(nèi)。
又，反射修正光學系7，構(gòu)成該反射修正光學系7的各透鏡(5a～5c、6)，相對于設(shè)置框體9的設(shè)置面，平行地設(shè)置于框體9內(nèi)。
而且，由支撐移動機構(gòu)8所支撐的入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3，相對于設(shè)置面垂直地設(shè)置于框體9內(nèi)。
入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3相互以規(guī)定的距離配置，使反射體4位于入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3之間。
于此，本實施方式的投影光學系統(tǒng)1的各透鏡采用單透鏡。這是因為在照明光使用紫外線及較紫外線波長短的光的情況下，若使用接合透鏡，則由于將透鏡接合而產(chǎn)生成像性能劣化，即，相對因成而理想的成像的偏差的像差變動所造成影響變大，若使用單透鏡，可將該像差變動抑制到最小。
而且，入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3只要是具有一般凸透鏡的功能便可，可適當?shù)剡x擇。
而且，在本實施方式中，入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3分別使用具有同一折射率的透鏡。
參照圖2，反射體4用于變更光的行進方向，具體而言，通過入射側(cè)凸透鏡的投影光的行進方向，相對于設(shè)置面從水平方向變更成垂直方向的同時，從后述的反射修正光學系7側(cè)入射的投影光的行進方向，相對于設(shè)置面從垂直方向變更為水平方向，而將投影光引導至出射側(cè)凸透鏡3。
在該反射體4上，設(shè)置有第一反射面4a與第二反射面4b。該等反射面相對于設(shè)置面保持規(guī)定的交差角而形成斜面。
因此，通過入射側(cè)凸透鏡2的投影光，在第一反射面4a反射而變更其行進方向，從反射修正光學系7側(cè)入射的投影光，在第二反射面4b反射而變更其行進方向。
而且，反射體4為將長方體接合于二等邊三角柱而形成五角柱形狀，第一反射面4a與第二反射面4b設(shè)置于對應至二等邊三角柱的二等邊部分所形成的傾斜面的位置。
換言之，該反射體4從斷面觀察為具有五角形的形狀的直角棱鏡。(參照圖2)于此，反射體4的形狀也可以為三角柱狀，或其它多角柱形狀。
又，第一反射面4a與第二反射面4b只要是能夠?qū)⑼队肮庀蛩Ｍ姆较蛘_地反射的反射面便可，例如可適當?shù)剡x擇利用濺射(sputtering)及蒸鍍等的方法將反射膜形成于表面的反射面，以及利用鏡面加工技術(shù)使表面成為鏡面的反射面。
并且，在本實施方式中，第一反射面4a與第二反射面4b，相對于通過入射側(cè)凸透鏡2的投影光直接朝向出射側(cè)凸透鏡3的光路，設(shè)置成以大約45度角的交叉角相互交叉。
因此，光路相對于設(shè)置面平行地設(shè)置的狀況下，第一反射面4a與第二反射面4b相對于設(shè)置面，設(shè)置成以大約45度角的交叉角相互交叉。
如此，在本實施方式中，相對于通過入射側(cè)凸透鏡2的投影光的第一反射面4a的入射角為45度，相對于從反射修正光學系7側(cè)入射的投影光的第二反射面4b的入射角為45度。
而且，相對于第一反射面4a與第二反射面4b的光路的交叉角并不限定為45度，只要使投影光最后能夠到達工件，掩模的圖案成像于該工件上，可正確地曝光即可，并無特別限定，可任意設(shè)定。
又，如圖2所示，對于該反射體4的設(shè)置方法并無特別的限定，只要將反射體4設(shè)置成(1)可維持反射體4的兩反射面4a、4b與兩凸透鏡2、3的關(guān)系，且(2)維持入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的分離距離，入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3通過支撐移動機構(gòu)8沿光軸方向平行地移動即可。
例如，反射體4由未圖示的桌體固定的狀態(tài)配置于框體9中，又，反射體4的兩端部分通過保持部而保持著，所特別設(shè)置的形態(tài)只要具有所述的構(gòu)造1、2，則其它不作限定。
如圖2所示，反射修正光學系7包括修正光學系5與凹面反射鏡6。
修正光學系5用于對在反射體4被反射的改變了其行進方向的投影光的像差進行修正。
凹面反射鏡6用于反射通過了修正光學系5的投影光。
具體地說，凹面反射鏡6反射從反射體4的第一反射面4a反射后的通過修正光學系5的投影光，在使其通過修正光學系5后，引導至反射體4的第二反射面4b。
該凹面反射鏡6的焦點距離及設(shè)置于框體9內(nèi)的高度對應于入射側(cè)凸透鏡2、反射體4以及修正光學系5的配置等而決定。
而且，本實施方式中，凹面反射鏡6、入射側(cè)凸透鏡2以及出射側(cè)凸透鏡3的焦點距離的設(shè)定，滿足下列式(1)的關(guān)系1.2＜|fa/fb|＜5.5 (1)其中，fa為入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的焦點距離，fb為凹面反射鏡6的焦點距離。
即fa/fb所得的值的絕對值比1.2大而比5.5小。
于此，在不滿足上式(1)的條件的情況下，例如fa/fb所得的值的絕對值比1.2小的狀況下(1.2＞|fa/fb|)，入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的成像力(折射力)比凹面反射鏡6的成像力大，即由于焦點距離fa變小，無法維持遠心性(telecentric)(主光軸的平行性)。
一方面，在fa/fb所得的值的絕對值比5.5大的情況下(5.5＜|fa/fb|)，入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的成像力(折射力)比凹面反射鏡6的成像力小，即由于焦點距離fa變大，無法維持遠心性(telecentric)(主光軸的平行性)。
于此，滿足與不滿足式(1)分別用圖3a及圖3b所示的MTF(Modulation Transfer Function)曲線進行說明。
于此，MTF曲線是為了得知透鏡的成像性能，將掩模圖案(掩模圖像)的對比度(contrast)可忠實地再現(xiàn)到何種程度，作為空間頻率而表現(xiàn)的曲線。
而且，圖3(a)為在滿足式(1)的情況下對比度與空間頻率的關(guān)系圖。圖3(b)為在不滿足式(1)的情況下對比度與空間頻率的關(guān)系圖。
參照圖3(a)及圖3(b)，從對比度為1.0(100％)的位置以點劃線連接至空間頻率的最大值的點，表示理想透鏡的成像性能的理想線。又，在該等圖中，以P點所示的位置為截止(cut-off)頻率(分辨率)＝(波長λ/2×NA(透鏡的數(shù)值孔徑))(其中NA＝n×sinα)。
于此，入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的焦點距離fa＝800，凹面反射鏡的焦點距離fb＝670的情況下，fa/fb＝1.19，不滿足所述式(1)的條件。
在此狀況下的MTF曲線為第3b圖的曲線，如第3b圖所示，在此狀況下的MTF曲線大大地偏離了圖中點劃線所示的理想線。
基于所述的理由，由于喪失遠心性，表示用來維持遠心性的MTF曲線惡化。
又，入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的焦點距離fa＝1200，而凹面反射鏡的焦點距離fb＝670的情況下，fa/fb＝1.79滿足所述式(1)的條件。
在此狀況下的MTF曲線為第3a圖的曲線，如第3a圖所示，在此狀況下的MTF曲線接近圖中點劃線所示的理想線。
基于所述的理由，由于遠心性良好，表示用來維持遠心性的MTF曲線也表示良好的結(jié)果。
而且，若fa/fb的值超過5.5，由于不滿足所述式(1)，得到與第3b圖所示相同的結(jié)果，即，MTF曲線大大地偏離了圖中點劃線所示的理想線。
如此，入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的焦點距離fa與凹面反射鏡6的焦點距離fb的關(guān)系在滿足所述式(1)的條件的限制中，具備遠心性，能夠以高對比度使所希望的圖案成像于工件上的光線到達工件。
參照圖2，修正光學系5系由第一凸透鏡5a、第二凸透鏡5b以及凹透鏡5c所構(gòu)成。該等第一凸透鏡5a、第二凸透鏡5b以及凹透鏡5c系相互共軸，并且由單透鏡配置。
于此，第一凸透鏡5a與第二凸透鏡5b的形狀只要至少一面為凸面的透鏡即可，又，凹透鏡5c的形狀只要至少一面為凹面即可。
于此，本實施方式中的修正光學系5，雖然設(shè)置有第一凸透鏡5a與第二凸透鏡5b，但在不需要保持高精度的情況下，省略第一凸透鏡5a與第二凸透鏡5b其中之一亦可。
在此狀況下，修正光學系5系由第一凸透鏡5a與第二凸透鏡5b其中之一與凹透鏡5c構(gòu)成。
于此，參照圖2，反射修正光學系7系由凹面反射鏡6、第一凸透鏡5a、第二凸透鏡5b以及凹透鏡5c所構(gòu)成。
凹面反射鏡6位于離設(shè)置面一定的高度，配置于反射體4正上方的位置，而設(shè)置于框體9內(nèi)。
在該凹面反射鏡6與反射體4之間，具有兩面皆為凸面的第一凸透鏡5a以及單面為凸面的第二凸透鏡5b，以規(guī)定的距離分離配置，在第二凸透鏡5b與凹面反射鏡6之間，接近凹面反射鏡6附近的位置，配置具有兩面皆為凹面的凹透鏡5c。
然后，在本實施方式中，該反射修正光學系7設(shè)定為全體具有正的折射率。
而且，構(gòu)成修正光學系5的第一凸透鏡5a、第二凸透鏡5b以及凹透鏡5c通過未圖示的透鏡保持器配置于框體9內(nèi)規(guī)定的位置上。
又，構(gòu)成反射修正光學系7的修正光學系5的透鏡配置及種類并不限于圖2所示，例如圖4(a)至圖4(c)所示的透鏡配置及種類亦可。
圖4(a)所示的例子，修正光學系5A系由凸透鏡5a1、凸透鏡5b1以及凹面鏡5c1所構(gòu)成。
凸透鏡5a1與凸透鏡5b1為單面為凸面的透鏡，凸透鏡5a1與凸透鏡5b1的凸面相向配置。
凹透鏡5c1為單面為凹面的透鏡，該凹面系面向凸透鏡5b1的方向配置。
而且，該修正光學系5A設(shè)定為全體具有正的折射率。
圖4(b)所示的例子，修正光學系5B由凸透鏡5a2、凸透鏡5b2以及凹面鏡5c2所構(gòu)成。
凸透鏡5a2與凸透鏡5b2為單面為凸面的透鏡，凹透鏡5c2為單面為凹面的透鏡。
然后，凸透鏡5a2的凸面、凸透鏡5b2的凸面與凹透鏡5c2的凹面分別朝向凹面反射鏡6的方向配置。
而且，該修正光學系5B設(shè)定為全體具有正的折射率。
圖4(c)所示的例子，修正光學系5C由凸透鏡5a3、凸透鏡563以及凹面鏡5c3所構(gòu)成。
在該修正光學系5C中，凹面鏡5c3的方向系朝向凹面反射鏡6的方向配置，凸透鏡5a3為兩面均為凸面，此點與4(a)所示的例子不同。
而且，該修正光學系5C設(shè)定為全體具有正的折射率。
本實施方式中的修正光學系5并不限于圖4(a)～圖4(c)所示的形態(tài)，只要修正光學系5全體具有正的折射率即可，并不做特別的限定。
至于各凸透鏡及凹透鏡的直徑及厚度、凸透鏡的凸面及凹透鏡的凹面的配置等，可做適當?shù)淖兏?br> 參照圖2及圖5，支撐移動機構(gòu)8包括將入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3分開規(guī)定的距離而支撐的支撐裝置8A，以及使該支撐裝置8A移動的移動裝置8B。
然后，在該支撐移動機構(gòu)8中，支撐裝置8A通過導軌(未圖示)等的導引裝置，平行于沿光軸A的方向(光軸方向)可移動地支撐著。而且，光軸方向是通過了入射側(cè)凸透鏡2的投影光直接射向出射側(cè)凸透鏡3時的光路。
移動裝置8B為使支撐裝置8A沿光軸A方向移動的物，在本實施方式中，由伺服馬達等的驅(qū)動馬達(未圖示)及傳送螺桿等的傳動裝置(未圖示)而具體地實施。
而且，該移動裝置8B并不限定于該等裝置，只要可精密地使支撐裝置8A移動即可，并不做特別的限定。
在本實施方式中，該支撐移動機構(gòu)8的移動裝置8B，通過使支撐裝置8A平行于光軸A的方向移動，進行成像于工件上的像(圖案)的倍率的調(diào)整。
具體地講，在該支撐移動機構(gòu)8中，當支撐裝置8A沿導軌(未圖示)移動時，在入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的分離距離保持一定的狀態(tài)下移動，反射體4與入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的位置關(guān)系被改變。
由此，例如入射側(cè)凸透鏡2，相對于焦點面于正向側(cè)移動的情況下，出射側(cè)凸透鏡3相對于焦點面于負向側(cè)移動，因此入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3相對于焦點的影響相互抵消。一方面，通過變更出射側(cè)凸透鏡3與工件的距離以及入射側(cè)凸透鏡2與掩模的位置，可調(diào)整成像于工件上的圖案的倍率。
因此，能夠在成像于工件上的圖案的焦點不發(fā)生偏差地調(diào)整圖案的倍率。
接著，說明投影光學系統(tǒng)1的作用。
參照圖1，從光源照射的照明光，其行進方向通過反射鏡變更，通過濾光器及各種透鏡后，到達投影光學系統(tǒng)1。
然后，照明光通過入射側(cè)凸透鏡2后，作為投影光到達反射體4。
參照圖2，從入射側(cè)凸透鏡2側(cè)入射的投影光于反射體4的第一反射面4A反射，該投影光的光路從水平方向變更至垂直方向。然后，投影光被引導至反射修正光學系7。
而且，在本實施方式中，通過掩模后入射到入射側(cè)凸透鏡2的投影光，其光路被設(shè)定為從入射側(cè)凸透鏡2正中央下方的部分入射。
反射體4的第一反射面4a中，所反射的投影光，通過修正光學系5之后，由凹面反射鏡6反射，其行進方向為反方向。
然后，再度通過了修正光學系5之后，到達反射體4的第二反射面4b。
此時，在本實施方式中，修正光學系5被設(shè)定為具有正的折射率，并且凹面反射鏡6的焦點距離fb與入射側(cè)凸透鏡2(出射側(cè)凸透鏡3)的焦點距離fa的關(guān)系式由于設(shè)定成滿足所述式(1)的條件，可維持遠心性(主光線的平行性)。
從反射修正光學系7到達反射體4的投影光，在反射體的第二反射面4b反射，其行進方向從垂直方向變更至水平方向，通過出射側(cè)凸透鏡3，到達工件。
而且，在本實施方式中，第二反射面4b反射后入射于出射側(cè)凸透鏡3的投影光，其光路被設(shè)定為從出射側(cè)凸透鏡3正中央下方的部分入射。
其次，在投影光學系統(tǒng)1中，在變更成像于工件上的圖案的倍率情況下，針對支撐移動機構(gòu)8的動作做說明。
參照圖5(a)，在入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的倍率為1倍(等倍)的情況下，支撐移動機構(gòu)8通過移動裝置8B調(diào)整支撐裝置8A的位置，使入射側(cè)凸透鏡2與第一反射面4a的距離，以及出射側(cè)凸透鏡3與第二反射面4b的距離相同。
而且，在本實施方式中，在使支撐裝置8A平行沿光軸A移動時的入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的倍率的變化量，與支撐裝置8A的移動量構(gòu)成關(guān)聯(lián)，將表示該關(guān)聯(lián)的信息存儲于未圖示的存儲裝置。
在本實施方式中，當設(shè)定入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的倍率時，移動裝置8B參照該關(guān)聯(lián)而決定支撐裝置8A的移動方向及移動量。
參照圖5(b)，在入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的倍率變小時，支撐移動機構(gòu)8的移動裝置8B此時，在入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3之間的分離距離保持一定的狀態(tài)下，由于入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3伴隨支撐裝置8A的移動而移動，保持成像于工件上的圖案對焦的狀態(tài)，倍率可以變小。
一方面，參照圖5(c)，在入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3的倍率變大的情況下，支撐移動機構(gòu)8的移動裝置8B使支撐裝置8A沿圖中以X2表示的方向移動，而入射側(cè)凸透鏡2與第一反射面4a的距離比出射側(cè)凸透鏡3與第二反射面4b的距離小。
此時，在入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3之間的分離距離保持一定的狀態(tài)下，由于入射側(cè)凸透鏡2與出射側(cè)凸透鏡3伴隨支撐裝置8A的移動而移動，保持成像于工件上的圖案對焦的狀態(tài)，倍率可以變大。
在以上所說明的本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)可得到以下所述的優(yōu)良效果。
在本發(fā)明的投影光學系統(tǒng)中，配置于反射體兩側(cè)的入射側(cè)凸透鏡與出射側(cè)凸透鏡系通過平行于入射側(cè)凸透鏡與出射側(cè)凸透鏡的光軸，且保持入射側(cè)凸透鏡與出射側(cè)凸透鏡的分離距離，而可移動的支撐移動機構(gòu)所支撐。
因此，入射側(cè)凸透鏡與出射側(cè)凸透鏡通過支撐移動機構(gòu)使其移動而改變倍率，焦點可維持所設(shè)定的狀態(tài)，無法調(diào)整焦點而僅可改變倍率。
然而，投影光學系統(tǒng)，即使由支撐移動機構(gòu)使兩凸透鏡移動，但可在保持光學平衡的狀態(tài)下進行倍率的調(diào)整，因而可將伴隨兩凸透鏡移動所產(chǎn)生的畸變抑制到最小。
投影光學系統(tǒng)由于保持反射光學系全體為正的折射率，所以可對于最終成像于工件上的掩模圖案的性能做良好的修正。
投影光學系統(tǒng)由于入射側(cè)凸透鏡或出射側(cè)凸透鏡的焦點距離fa與凹面反射鏡fb被設(shè)定為滿足1.2＜fa/fb＜5.5的關(guān)系，所以可維持主光線的平行性而適進行適當?shù)墓馔队啊?br> 投影光學系統(tǒng)由于在從入射側(cè)凸透鏡到出射側(cè)凸透鏡的光路中所使用的各透鏡均為單透鏡，與接合透鏡不同，無須考慮一切接合面的微妙變化，可以始終維持高精度的投影光。
投影光學系統(tǒng)由于將以規(guī)定的間隔支撐入射側(cè)凸透鏡及出射側(cè)凸透鏡的支撐裝置，通過移動裝置平行于設(shè)置面進行移動，所以可簡化構(gòu)造，維持移動精度而進行平滑的移動。
權(quán)利要求
1.一種投影光學系統(tǒng)，用于將通過使從光源照射來的照明光通過掩模而得到的投影光投影到工件的曝光區(qū)域上，其特征在于，包括反射體，以規(guī)定的角度設(shè)置反射所述投影光并改變所述投影光的行進方向的第一反射面及第二反射面；入射側(cè)凸透鏡，使投影光通過并將所述投影光引導向所述第一反射面；反射修正光學系，反射所述第一反射面所反射的所述投影光，并將其引導至所述第二反射面；出射側(cè)凸透鏡，使所述第二反射面所反射的所述投影光通過，并將所述投影光引導至所述工件上；以及支撐移動機構(gòu)，將所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡支撐為同軸狀，并使其保持規(guī)定的距離，以使所述反射體位于所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡之間，并且使所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡能夠相對所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡的光軸方向進行平行移動；所述反射修正光學系包括凹面反射鏡，反射由第一反射面所反射的投影光；以及由多個透鏡構(gòu)成的修正光學系；所述修正光學系位于所述凹面反射鏡與所述反射體之間，在使投影光通過的同時，對所述投影光的像差進行修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影光學系統(tǒng)，其特征在于，將所述修正光學系配置成作為全體具有正的折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)定所述入射側(cè)凸透鏡、所述出射側(cè)凸透鏡以及所述凹面反射鏡的焦距，使其滿足以下公式的關(guān)系1.2＜|fa/fb|＜5.5其中，fa為入射側(cè)凸透鏡與出射側(cè)凸透鏡的焦點距離；fb為凹面反射鏡的焦點距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學系統(tǒng)，其特征在于，所述入射側(cè)凸透鏡、所述出射側(cè)凸透鏡以及所述修正光學系的各透鏡，分別為一片的單透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影光學系統(tǒng)，其特征在于，所述入射側(cè)凸透鏡、所述出射側(cè)凸透鏡以及所述修正光學系的各透鏡，分別為一片的單透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐移動機構(gòu)包括支撐裝置，將所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡支撐為同軸狀，并使其保持規(guī)定的距離；和移動機構(gòu)，使該支撐機構(gòu)能夠相對所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡的光軸方向進行平行移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影光學系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐移動機構(gòu)包括支撐裝置，將所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡支撐為同軸狀，并使其保持規(guī)定的距離；和移動機構(gòu)，使該支撐機構(gòu)能夠相對所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡的光軸方向進行平行移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的投影光學系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐移動機構(gòu)包括支撐裝置，將所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡支撐為同軸狀，并使其保持規(guī)定的距離；和移動機構(gòu)，使該支撐機構(gòu)能夠相對所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡的光軸方向進行平行移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的投影光學系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐移動機構(gòu)包括支撐裝置，將所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡支撐為同軸狀，并使其保持規(guī)定的距離；和移動機構(gòu)，使該支撐機構(gòu)能夠相對所述入射側(cè)凸透鏡與所述出射側(cè)凸透鏡的光軸方向進行平行移動。
全文摘要
一種投影曝光裝置的投影光學系統(tǒng)，用于在印刷電路板及LCD基板等的工件上進行規(guī)定圖案的曝光。投影光學系統(tǒng)(1)包括反射體(4)，設(shè)有改變投影光的行進方向的第一反射面(4a)及第二反射面(4b)；入射側(cè)凸透鏡(2)，使所述投影光折射通過，并將其引導向所述反射體的第一反射面；出射側(cè)凸透鏡(3)，使從所述反射體的第二反射面反射的所述投影光射出；以及支撐移動機構(gòu)(8)，將所述兩凸透鏡支撐為相距規(guī)定的距離的同軸狀態(tài)，并使其能夠相對光軸方向進行平行移動；反射修正光學系(7)，將第一反射面所反射的投影光反射到第二反射面，，所述反射修正光學系具有凹面反射鏡(6)以及修正光學系(5)。以此，當進行倍率調(diào)整時，減小圖案的變形，保證成像的質(zhì)量。
文檔編號G03F7/20GK1573405SQ20041004554
公開日2005年2月2日 申請日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月30日
發(fā)明者李 申請人:株式會社Orc制作所