JP2002538483A - 露光装置 - Google Patents
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Description
有する露光装置に関する。
えばDE19545821A1から既知である。この露光装置では、結像すべき
サンプルはコンピュータによって部分画像に分解され、この部分画像が、電子制
御可能な光変調器、例えば透過ビームLCDスクリーンまたはマイクロミラー装
置の上に移される。次に露光装置は、露光されるべき印刷版の上方で少しずつ移
動され、この際に、常に光変調器が関連部分画像と共に制御される。
に配設された数ミクロンのエッジ長さを有する微小ミラーを電子制御によって個
別に傾斜でき、この装置を用いてマイクロミラーの傾斜角度が制限される。マイ
クロミラーの制御により、入射ビームを投影対物レンズまたはこのレンズの次に
案内するために、入射ビームと反射ビームとの間に鋭角が維持されなければなら
ない。これらの条件のため、入射および出現ビーム束は同一の空間角度領域につ
いて競合する。かくして、この領域に配設された光学素子の断面、したがってビ
ーム束の断面も制限される。
い露光強度を有する露光装置を特定することである。
ーム経路が視野レンズを通してマイクロミラー装置の上に走って、鋭角での変調
および反射後にもう1度視野レンズを通して走るように、前記マイクロミラー装
置の前に視野レンズが配設されるという事実にある。
て低い空間角度の領域にもかかわらず、シェーディングのない高い光処理量を保
証するので、マイクロミラー装置と視野レンズとを組み合わせることによって、
マイクロミラー装置の利点、特に高い光処理量を最適に利用し得る。
を楕円状に形成し、またビーム断面のより長い直交延長部を、入射および出現方
向から展開される面に対して略垂直に配設することによって、なお改善すること
が可能である。かくして、ビーム束は、同一の空間角度についてビーム束が競合
する方向においてより小さな延長方向を有し、またこのより小さな延長方向に直
角に走る、競合が存在しない方向においてより大きな延長方向を有し、この結果
光処理量が大きくなる。
して、再び発散し、その後の経過において視野レンズまで進行し、またマイクロ
ミラー装置で反射して、視野レンズを新たに通過した後に、ビーム束全体が投影
対物レンズから送られるべく補正されるように、集光レンズの後の入射ビーム束
のビーム経路内に、大きな直径を有する収束レンズと、続いて小さな直径を有す
る収束レンズとを配設することによって、さらに改良することが可能である。同
時に、より小さな収束レンズと視野レンズとの間の光路は、視野レンズと投影対
物レンズとの間の光路に略等しいことが好ましい。この構成によって、小さな収
束レンズは、入射ビームが同一の空間角度について反射ビームと競合するところ
の投影対物レンズの近傍に配置される。しかし、正確にこの領域では、より大き
な収束レンズとより小さな収束レンズとの組合せの結果として、入射ビーム束の
断面は好適に最も小さい。
かし、この形状では、長方形の隅の照度がその中心よりも低くなるという恐れが
ある。しかし、不均一な露光は許容できない。長方形の横方向の長さは低減し得
るが、このことは、大きな表面の対象物を露光するためにより多くの露光を個別
的に実施しなければならないので、合計露出時間の増加を招くであろう。
形態では、表面部片を六角形として形成することが提案される。このような六角
形は、ちょうど長方形のように隙間のない表面に共に組み込むことが可能である
。これによって、六角形の隅は、表面の中心に対して、表面が等しい長方形の隅
よりも小さな距離を有する。かくして、同一の数の個々の露光によって、露光さ
れるべき対象物のより均一な照明を達成することができる。
クトに形成するために、ランプからコレクタ背後の収束レンズまでの光学軸は、
投影対物レンズの光学軸に対して略直角に位置合わせされ、この場合、投影対物
レンズは、通常水平に配設される印刷版を露光するために鉛直に配設することが
好ましい。このような露光装置によって、マイクロミラー装置に入射するビーム
束と反射ビーム束との間の鋭角を維持すべく、ビームを案内するために2つの平
面鏡が必要であり、この場合、大きな収束レンズの後のビーム経路内に第1の平
面鏡が配設され、この平面鏡からビーム経路が小さな収束レンズを通して、また
適切ならばさらなる平面鏡を通して、投影対物レンズの次に直接配設される最後
の平面鏡の上に到達し、最後の平面鏡は、対物レンズの軸に鋭角に、視野レンズ
を通してマイクロミラー装置の上に光を案内し、そこから光が投影対物レンズ内
に入る。
ンプは、技術的な理由のため、それらの縦軸が鉛直に位置合わせされるときにの
み機能する。これらのランプは、その縦軸が同様に鉛直に位置合わせされる楕円
状の光点を生成する。しかし、このような鉛直の光点は、その縦軸が、競合状態
に関して投影対物レンズの空間角度領域で不利に方向付けられるように、前述の
ミラー装置によって反射される。この不都合を避けるために、投影対物レンズ内
の光点画像の縦軸が、マイクロミラー装置における入射方向および反射の出現方
向から展開される面に対して垂直に方向付けられるように、第1の平面鏡と最後
の平面鏡との間のビーム経路内に、さらなるミラーを配設することが提案される
。このようにして、マイクロミラー装置によって引き起こされる鋭角の反射によ
って、関連する光学素子によるシェーディングを避けつつ、より高い光処理量が
得られる。
常、露光ヘッドに収容された露光装置が追跡され、この場合露光ヘッド全体を鉛
直方向に変位しなければならない。変位の際に移動される質量を低減し、したが
って迅速な変位を可能にするために、ランプと集光レンズとから成る第1の構成
部分を、投影対物レンズまでの後続の光学素子から成る第2の構成部分から機械
的に分離すること、および露光されるべき対象物への投影対物レンズの距離変化
を補償するための第2の構成部分を、対象物の表面に対して垂直に変位可能に配
設することが提案される。この処置によって、ランプおよび集光レンズの特に大
きな質量は、第1のユニット内に共にグループ分けされ、移動される第2のユニ
ットから分離される。
ーム経路内に、マイクロミラー装置の光の斜め入射の結果としての不均一な照度
を補償するためのプリズムを配設することによって、なおさらに改良し得る。ビ
ーム束の斜め入射のため、露光ビーム束の歪みがマイクロミラー装置の面に生じ
る。例えば、歪みによる本来正方形の表面要素は、照明ビーム経路内に台形の形
状を得る。次に、補償用に設けられるプリズムは、光の斜め入射の結果としての
効果を補償する対抗する歪みを生成する。
れるマスクによって補償される。同時にマイクロミラーは、高い照度を有する表
面領域の一時的な平均反射率が、より低い照度を有する表面領域よりも小さくな
るように制御される。
となる。
た光変調器と、マイクロミラー装置の前に直接配設された視野レンズ4と、投影
対物レンズ5とを有する本発明による露光装置が認識される。さらに、集光装置
2の後のビーム経路内に、大きな収束レンズ6、第1の平面鏡7、小さな直径を
有する収束レンズ8および第2の平面鏡9が配設される。
上に落ち、並列のビーム束12として前記装置を離れる。並列のビーム束12は
、大きな収束レンズ6に当たり、このレンズは、収束レンズ8の前にビーム束の
最も小さな断面を達成する収束ビーム束13を形成する。ビーム束13は、第1
の平面鏡7によって下方に斜めに反射され、小さな収束レンズ8に到達する。小
さな収束レンズ8から、ビーム束14は、第2の平面鏡9のさらなる反射の後に
斜め上方に進行し、視野レンズ4の上に衝突する。視野レンズ4を通して、詳細
に説明していない並列のビーム束がマイクロミラー装置3の上に入り、そこでビ
ーム束は鋭角に反射され、視野レンズ4を再び通過する。反射されたビームから
の視野レンズ4は収束ビーム束15を形成し、このビーム束は下方へ直角に投影
対物レンズ5に入る。
与するそれらのビームのみに関係する。画像内に輝点を生成するそれらのマイク
ロミラーは、対応して偏向される。次に、マイクロミラーは、斜めに入射するビ
ーム14を、反射ビーム15として投影対物レンズ5に下方に反射する。残りの
ビームは他の角度に方向付けられ、投影対物レンズ5を通過して残される図1の
入射ビーム14を反射し、この結果対応する位置により暗い画像点が生じる。
ム束15との間の角度16もまた小さな値に限定される。かくして、2つのビー
ム束14、15は、マイクロミラー装置3から見て、同一の空間角度領域につい
て競合し、この結果投影対物レンズ5および第2の平面鏡9は、直接互いの近傍
に配設されなければならない。これによって、投影対物レンズ5および第2の平
面鏡9の寸法は、ビーム方向に対して垂直に制限され、このためビーム束14、
15の断面は、この領域でかなり小さくしなければならない。
れらのレンズは、ビーム束14がマイクロミラー装置3の表面を直接照らすよう
に配設される。次に、視野レンズ4は、反射ビーム束15が投影対物レンズ5に
完全に入るように、反射ビーム束の発散を防止する。
のビーム断面17、18は、楕円状に形成され、また縦軸19、20の方向に方
向付けられたそれらのより長い直交延長部は、入射方向21および出現方向22
(図1)から展開される面に直角に配設される。
を連続露光するための互いに隣接する表面部片24は、六角形の形状に形成され
る。しかし、それらは長方形であり得る。露光装置は、1つの表面部片24から
次の表面部片に連続して変位され、この場合マイクロミラー装置3で生成される
部分画像は適切に電子的に入力される。上記のことにより、露光装置は、ランプ
1、集光レンズ2、第1のミラー7までの大きな収束レンズ6の間に走る光学軸
25が、水平に位置合わせされ、また水平な印刷版23の簡単な露光の観点にお
ける投影対物レンズ5の光学軸22が鉛直に位置合わせされる点で、かなりコン
パクトに形成される。
、投影対物レンズ5の光点画像の縦軸が、マイクロミラー装置3における入射方
向21と反射の出現方向22とから展開される面に直角に位置合わせされるよう
に、線影28によって示された領域の第1の平面鏡7と第2の平面鏡9との間に
、さらなるミラーを配設することが有効である。
露光装置のより簡単かつ迅速な追跡を許容するために、露光装置は2つの構成部
分26、27に分割される。第1の構成部分26は、かなり重いコンポーネント
であるランプ1と集光レンズ2とを含む。構成部分26は構成部分27と共に水
平に移動されるが、鉛直方向には移動されない。第2の構成部分27は、後続の
光学素子、特に大きな収束レンズ6、第1の平面鏡7、小さな収束レンズ8、第
2の平面鏡9、視野レンズ4、マイクロミラー装置3および投影対物レンズ5を
具備する。多数の光学素子にもかかわらず、第2の構成部分27はかなり軽く、
したがって第1の構成部分26から機械的に分離されているため、距離補正を実
施するために、力を余り使わずに前後にかなり迅速に移動し得る。
マイクロミラー装置3との間のビーム経路13、14内に、例えば線影28の位
置に、図示しないプリズムを配設し得る。しかし、不均一な照度の補償は、マイ
クロミラー装置3の電子制御によっても実施でき、この場合、より強く照明され
る表面部分は、例えば迅速な前後の傾斜により一時的に平均してそれほど強くな
く反射するように、電子的に制御される。
る。もちろん、本発明は、他の等しく動作する光学コンポーネント、特に2つ以
上の光学素子の機能を前提とする組合せコンポーネントが応用される露光装置に
も適用される。例えば、小さな収束レンズ8と第2の平面鏡9は、同時に両方の
機能を果たす単一の凹面鏡に置き換えることが可能であるか、あるいは大きな収
束レンズ6は集光装置2に一体化し得るであろう。さらに、小さな収束レンズ8
の機能は、2つのレンズによって引き受けることが可能であり、その内の1つの
レンズは、ビーム経路内の第2の平面鏡9の前に、1つはその後に配設される。
Claims (9)
- 【請求項1】 ランプ(1)と集光装置(2)と光変調器(3)と視野レン
ズ(4)と投影対物レンズ(5)とを有する露光装置であって、前記光変調器が
反射マイクロミラー装置(3)から構成され、ビーム経路が視野レンズ(4)を
通して前記マイクロミラー装置の上に走って、鋭角(16)での変調および反射
後にもう1度視野レンズ(4)を通して走るように、前記マイクロミラー装置の
前に前記視野レンズが配設されることを特徴とする露光装置。 - 【請求項2】 前記マイクロミラー装置(3)に入射(14)かつ反射(1
5)されるビーム束のビーム断面を楕円状に形成し、前記ビーム断面のより長い
直交延長部を、入射(21)および出現(22)方向から展開される面に対して
略垂直に配設することを特徴とする、請求項1に記載の露光装置。 - 【請求項3】 ビーム束(13)が大きな収束レンズ(6)から小さな収束
レンズ(8)に向かって収束し、再び発散し、その後の経過(14)において視
野レンズ(4)まで進行し、マイクロミラー装置(3)で反射して、視野レンズ
(4)を新たに通過した後に、ビーム束全体が投影対物レンズ(5)から送られ
るべく補正されるように、集光レンズ(2)の後の入射ビーム束(12、13、
14)のビーム経路内に、大きな直径を有する収束レンズ(6)と、続いて小さ
な直径を有する収束レンズ(8)とを配設することを特徴とする請求項1または
2に記載の露光装置。 - 【請求項4】 互いに隣接する表面部片(24)の部分露光によって大きな
表面の対象物(23)を連続露光するために、横断可能に形成される、請求項3
に記載の露光装置において、表面部片(24)が長方形または六角形として形成
されることを特徴とする露光装置。 - 【請求項5】 ランプ(1)から集光レンズ(2)の背後の大きな収束レン
ズ(6)までの光学軸(25)が、投影対物レンズ(5)の光学軸(22)に対
して略直角に位置合わせされる、請求項4に記載の露光装置において、前記大き
な収束レンズ(6)の後のビーム経路(13)内に第1の平面鏡(7)が配設さ
れ、該平面鏡からビーム経路(13、14)が小さな収束レンズ(8)を通して
、適切であればさらなる平面鏡を通して、投影対物レンズ(5)の次に直接配設
される最後の平面鏡(9)の上に到達し、該最後の平面鏡は、対物レンズの軸(
22)に鋭角(16)に、視野レンズ(4)を通してマイクロミラー装置(3)
の上に光(14)を案内し、前記マイクロミラー装置から光が投影対物レンズ(
5)内に入ることを特徴とする露光装置。 - 【請求項6】 ランプ(1)が楕円状の光点(10)を有し、該楕円状の光
点の縦軸が鉛直に位置合わせされる、請求項5に記載の露光装置において、投影
対物レンズ内の光点画像の縦軸が、マイクロミラー装置(3)における入射方向
(21)および反射の出現方向(22)から展開される面に対して垂直に方向付
けられるように、第1の平面鏡(7)と最後の平面鏡(9)との間のビーム経路
(13、14)内に、さらなるミラーを配設することを特徴とする露光装置。 - 【請求項7】 ランプ(1)と集光レンズ(2)とから成る第1の構成部分
(26)を、投影対物レンズ(5)までの後続光学素子(6、7、8、9、4、
3)から成る第2の構成部分(27)から機械的に分離し、露光されるべき対象
物(23)への投影対物レンズ(5)の距離変化を補償するための第2の構成部
分(27)を、対象物の表面に対して垂直に変位可能に配設することを特徴とす
る、請求項5または6に記載の露光装置。 - 【請求項8】 集光レンズ(2)とマイクロミラー装置(3)との間のビー
ム経路(13、14)内に、マイクロミラー装置(3)の光(14)の斜め(2
1)入射の結果としての不均一な照度を補償するためのプリズムを配設すること
を特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の露光装置。 - 【請求項9】 マイクロミラー装置(3)の不均一な照度が、電子的に生成
されるマスクによって補償されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか
1項に記載の露光装置。
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