JP2005024584A - Scanning projection aligner and exposure method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１基板のパターンの像を第２基板上に形成するための複数の部分投影光学系に対してマスクとガラス基板とを移動させつつマスクのパターンをガラス基板上に投影露光する走査型投影露光装置及び、該走査型投影露光装置を用いた露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ワープロやパソコンやテレビ等の表示素子として、液晶表示パネルが多用されるようになっている。液晶表示パネルは、ガラス基板上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターニングして製造される。このフォトリソグラフィのための装置として、マスク上に形成された原画パターンを投影光学系を介してガラス基板上のフォトレジスト層に露光する投影露光装置が用いられている。
【０００３】
最近では、液晶表示パネルの大面積化の要求が高まっており、その要求に伴ってこの種の投影露光装置においても露光領域の拡大が望まれている。そこで、露光領域を拡大するために、いわゆる走査型投影露光装置が提案されている。この走査型投影露光装置では、複数の投影光学ユニットからなる投影光学系に対してマスクとガラス基板とを移動させつつ、マスクのパターンをガラス基板上に投影露光する。このような走査型投影露光装置の投影光学系は、屈折光学系と凹面鏡を含む結像光学系と反射プリズムを有する光学系を備えて構成され、中間像を一度形成し、更に同一の光学系をもう一段構成することによってマスク上のパターンをプレート上に正立正像等倍にて露光する光学系である。
【０００４】
このような走査型投影露光装置の投影光学系においては、投影光学ユニットを構成するレンズやプリズムを調整することで、ディストーションや像面、像位置、フォーカス位置等を調整可能である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３３７４６３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では大型の液晶テレビに象徴されるように、マスクの大型化に伴いプレートの大型化がますます進み、１ｍ角を越えるようなガラス基板が使用されるようになっている。ここで、複数の投影光学ユニットからなる投影光学系を備える走査型投影露光装置を用いて８００ｍｍ幅のガラス基板に対して露光を行うとすると、１つの投影光学ユニットの露光フィールドの幅が８０ｍｍの場合には、１０個の投影光学ユニットを露光フィールドが一部重複露光領域を有するようにして配置する必要がある。
【０００７】
投影光学ユニット単体の場合には、上述のように投影光学ユニットを構成するレンズやプリズムを調整することで、ディストーションや像面、像位置、フォーカス位置等を調整可能であるが、投影光学ユニットを露光装置本体に組み込んだ場合には、投影光学ユニット同士が非常に近接して配置されていることから調整が非常に困難になる。したがって、ディストーションや像面、像位置、フォーカス位置等の調整を設置先で行わざるを得ない大型のガラス基板に対して露光を行う露光装置の場合には、投影光学ユニットの調整が非常に困難となる。また、投影光学ユニットが走査方向と直行する方向に所定間隔をもって第１列として配置されると共に走査方向と直行する方向に所定間隔をもって第２列として配置されている場合であって第１列と第２列の間にアライメント系とオートフォーカス系が配置されている場合には、調整は不可能になる。更に、輸送や、梱包時にプリズム部等に触れてしまい、ディストーションや像面の状態を狂わすこともある。
【０００８】
本発明の課題は、投影光学系を露光装置本体に搭載したあとでも、容易にディストーションや像面の調整を行うことができる走査型投影露光装置及び該走査型投影露光装置を用いた露光方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】
請求項１記載の走査型投影露光装置は、光源から射出される光束により第１基板を照明する照明光学系と、前記第１基板のパターンの一部の像を第２基板上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系と、前記第１基板を載置する第１ステージと、前記第２基板を載置する第２ステージとを備え、前記第１ステージと前記第２ステージとを走査方向に同期移動させて走査露光を行う走査型投影露光装置において、前記複数の部分投影光学系の各々は、屈折光学系と凹面反射鏡とを含む結像光学系と、前記第１基板からの光を前記結像光学系へ導くための第１偏向部材と、前記結像光学系を介した光を前記第２基板へ導くための第２偏向部材と、前記第１基板と前記第１偏向部材との間の光路中及び前記第２偏向部材と前記第２基板との間の光路中の少なくとも一方に配置されたディストーション調整部材とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この請求項１記載の走査型投影露光装置によれば、複数の部分投影光学系の各々が、第１基板と第１偏向部材との間の光路中及び第２偏向部材と第２基板との間の光路中の少なくとも一方に配置されたディストーション調整部材を備えるため、複数の部分投影光学系を露光装置本体に組み込んだ後においても、容易にディストーションの調整を行うことができる。
【００１１】
また、請求項２記載の走査型投影露光装置は、前記複数の部分投影光学系の各々が、前記第１基板と前記第１偏向部材との間の光路中及び前記第２の偏向部材と前記第２基板との間の光路中の少なくとも一方に配置された像面調整部材を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
この請求項２記載の走査型投影露光装置によれば、複数の部分投影光学系の各々が、第１基板と第１偏向部材との間の光路中及び第２偏向部材と第２基板との間の光路中の少なくとも一方に配置された像面調整部材を備えるため、複数の部分投影光学系を露光装置本体に組み込んだ後においても、容易に像面の調整を行うことができる。
【００１３】
また、請求項３記載の走査型投影露光装置は、光源から射出される光束により第１基板を照明する照明光学系と、前記第１基板のパターンの一部の像を第２基板上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系と、前記第１基板を載置する第１ステージと、前記第２基板を載置する第２ステージとを備え、前記第１ステージと前記第２ステージとを走査方向に同期移動させて走査露光を行う走査型投影露光装置において、前記複数の部分投影光学系の各々は、屈折光学系と凹面反射鏡とを含む結像光学系と、前記第１基板からの光を前記結像光学系へ導くための第１偏向部材と、前記結像光学系を介した光を前記第２基板へ導くための第２偏向部材と、前記第１基板と前記第１偏向部材との間の光路中及び前記第２偏向部材と前記第２基板との間の光路中の少なくとも一方に配置された偏心収差調整部材とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４記載の走査型投影露光装置は、前記偏心収差調整部材が、偏心ディストーション、偏心像面収差、偏心コマ収差及び偏心色収差のうち少なくとも一つを調整することを特徴とする。
【００１５】
この請求項３及び請求項４記載の走査型投影露光装置によれば、複数の部分投影光学系の各々が、第１基板と第１偏向部材との間の光路中及び第２偏向部材と第２基板との間の光路中の少なくとも一方に配置された像面調整部材を備えるため、複数の部分投影光学系を露光装置本体に組み込んだ後においても、容易に偏心収差の調整を行うことができる。
【００１６】
また、請求項５記載の走査型投影露光装置は、前記結像光学系が、前記第１基板のパターンからの光を集光して前記パターンの一次像を形成するための第１屈折光学系と第１凹面反射鏡とを含む第１反射屈折光学系と、前記一次像からの光を集光して前記パターンの二次像を前記第２基板上に形成するための第２屈折光学系と第２凹面反射鏡とを含む第２反射屈折光学系と、前記第１反射屈折光学系を介した光を前記一次像へ導くための第３の偏向部材と、前記一次像からの光を前記第２反射屈折光学系へ導くための第４の偏向部材とを有することを特徴とする。
【００１７】
この請求項５記載の走査型投影露光装置によれば、パターンの一次像を形成するための第１反射屈折光学系と、一次像からの光を集光してパターンの二次像を形成するための第２反射屈折光学系とを備える露光装置においても、複数の部分投影光学系を露光装置本体に組み込んだ後において、容易にディストーションの調整、像面の調整、偏心収差の調整を行うことができる。
【００１８】
また、請求項６記載の走査型投影露光装置は、前記ディストーション調整部材が、パワーを有するレンズを含み、前記レンズは、前記部分投影光学系の光軸と直交する面内でシフトまたは前記部分投影光学系の光軸に対してチルト可能に構成されていることを特徴とする。
【００１９】
この請求項６記載の走査型投影露光装置によれば、ディストーション調整部材を構成するパワーを有するレンズを部分投影光学系の光軸と直交する面内でシフトまたは部分投影光学系の光軸に対してチルトさせることにより、ディストーションの調整を行うことができる。
【００２０】
また、請求項７記載の走査型投影露光装置は、前記ディストーション調整部材が、パワーを有するレンズを含み、前記レンズは、曲率半径の異なるレンズに交換可能に構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この請求項７記載の走査型投影露光装置によれば、ディストーション調整部材を構成するパワーを有するレンズを曲率半径の異なるレンズに交換することにより、ディストーションの調整を行うことができる。
【００２２】
また、請求項８記載の走査型投影露光装置は、前記像面調整部材が、パワーを有するレンズを含み、前記レンズは、前記部分投影光学系の光軸と直交する面内でシフトまたは前記部分投影光学系の光軸に対してチルト可能に構成されていることを特徴とする。
【００２３】
この請求項８記載の走査型投影露光装置によれば、像面調整部材を構成するパワーを有するレンズを部分投影光学系の光軸と直交する面内でシフトまたは部分投影光学系の光軸に対してチルトさせることにより、像面の調整を行うことができる。
【００２４】
また、請求項９記載の走査型投影露光装置は、前記ディストーション調整部材が、少なくとも２枚のレンズにより構成され、前記レンズの少なくとも一方を前記部分投影光学系の光軸方向に移動させることにより前記部分投影光学系の倍率を調整することを特徴とする。
【００２５】
この請求項９記載の走査型投影露光装置によれば、ディストーション調整部材を構成するレンズを部分投影光学系の光軸方向に移動させることにより部分投影光学系の倍率を調整することができる。
【００２６】
ここで、請求項９にかかる走査型投影露光装置において、前記ディストーション調整部材は、第１凹レンズ面を有する第１平凹レンズ、前記第１凹レンズ面側に向けた第１凸レンズ面と第２凸レンズ面とを有する両凸レンズ、及び前記第２凸レンズ面側に向けた第２凹レンズ面を有する第２平凹レンズを備え、前記両凸レンズを前記部分投影光学系の光軸方向へ移動させることにより前記部分投影光学系の倍率を調整することが好ましい。また、請求項９にかかる走査型投影露光装置において、前記ディストーション調整部材は、第１凸レンズ面を有する第１平凸レンズ、前記第１凸レンズ面側に凹面を向けた第１凹レンズ面と第２凹レンズ面とを備える両凹レンズ、及び前記第２凹レンズ面側に向けた第２凸レンズ面を有する第２平凸レンズを備え、前記両凹レンズを前記部分投影光学系の光軸方向へ移動させることにより前記部分投影光学系の倍率を調整することが好ましい。
【００２７】
また、請求項１０記載の走査型投影露光装置は、前記像面調整部材が、少なくとも２枚のレンズにより構成され、前記レンズの少なくとも一方を前記部分投影光学系の光軸方向に移動させることにより前記部分投影光学系の倍率を調整することを特徴とする。
【００２８】
この請求項１０記載の走査型投影露光装置によれば、像面調整部材を構成するレンズを部分投影光学系の光軸方向に移動させることにより部分投影光学系の倍率を調整することができる。
【００２９】
ここで、請求項１０にかかる走査型投影露光装置において、前記像面調整部材は、第１凹レンズ面を有する第１平凹レンズ、前記第１凹レンズ面側に向けた第１凸レンズ面と第２凸レンズ面とを有する両凸レンズ、及び前記第２凸レンズ面側に向けた第２凹レンズ面を有する第２平凹レンズを備えることが好ましい。ここで、前記両凸レンズを前記部分投影光学系の光軸方向へ移動させることにより前記部分投影光学系の倍率を調整することが好ましい。また、前記第１及び第２平凹レンズを前記部分投影光学系の光軸方向へ移動させることにより前記部分投影光学系の像面を調整することが好ましい。
【００３０】
また、請求項１０にかかる走査型投影露光装置において、前記像面調整部材は、第１凸レンズ面を有する第１平凸レンズ、前記第１凸レンズ面側に凹面を向けた第１凹レンズ面と第２凹レンズ面とを備える両凹レンズ、及び前記第２凹レンズ面側に向けた第２凸レンズ面を有する第２平凸レンズを備えることが好ましい。ここで、前記両凹レンズを前記部分投影光学系の光軸方向へ移動させることにより前記部分投影光学系の倍率を調整することが好ましい。また、前記第１及び前記第２平凸レンズを前記部分投影光学系の光軸方向へ移動させることにより前記部分投影光学系の像面を調整することが好ましい。
【００３１】
また、請求項１１記載の走査型投影露光装置は、該複数の部分投影光学系の各々が、前記部分投影光学系のフォーカス位置を調整するフォーカス位置調整機構、前記部分投影光学系の像位置を調整する像位置調整機構、前記部分投影光学系の像の回転位置を調整する像回転位置調整機構及び前記部分投影光学系の倍率を調整する倍率調整機構の中の少なくとも１つを備えることを特徴とする。
【００３２】
この請求項１１記載の走査型投影露光装置によれば、複数の部分投影光学系の各々において、フォーカス位置の調整、像位置の調整、像の回転位置の調整、倍率を調整を行うことができる。
【００３３】
また、請求項１２記載の走査型投影露光装置は、光源から射出される光束により第１基板を照明する照明光学系と、前記第１基板のパターンの一部の像を第２基板上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系と、前記第１基板を載置する第１ステージと、前記第２基板を載置する第２ステージとを備え、前記第１ステージと前記第２ステージとを走査方向に同期移動させて走査露光を行う走査型投影露光装置において、前記複数の部分投影光学系の各々は、該部分投影光学系のディストーションの調整を行うディストーション調整部材及び該部分投影光学系により形成された像の回転位置の調整を行う像回転位置調整機構を備えることを特徴とする。
【００３４】
また、請求項１３記載の走査型投影露光装置は、前記複数の部分投影光学系の各々が、屈折光学系と凹面反射鏡とを含む結像光学系と、前記第１基板からの光を前記結像光学系へ導くための第１偏向部材と、前記結像光学系を介した光を前記第２基板へ導くための第２偏向部材とを備え、前記ディストーション調整部材は、前記結像光学系に備えられる前記凹面反射鏡を含んで構成され、前記像回転位置調整機構は、前記部分投影光学系に備えられる前記第１偏向部材及び前記第２偏向部材を含んで構成されることを特徴とする。
【００３５】
この請求項１２及び請求項１３記載の走査型投影露光装置によれば、結像光学系に備えられる凹面反射鏡を用いてディストーションの調整を行った場合であって像位置に回転が発生した場合には、第１偏向部材及び第２偏向部材を例えば回転させることにより像の回転位置の調整を行うことができる。
【００３６】
また、請求項１４記載の走査型投影露光装置は、光源から射出される光束により第１基板を照明する照明光学系と、前記第１基板のパターンの一部の像を第２基板上に投影する投影光学系と、前記第１基板を載置する第１ステージと、前記第２基板を載置する第２ステージとを備え、前記第１ステージと前記第２ステージとを走査方向に同期移動させて走査露光を行う走査型投影露光装置において、前記投影光学系は、前記第１基板の中間像を形成する第１結像光学系と、前記中間像の像を形成する第２結像光学系と、前記第１基板と前記第２基板との間の光路中に配置されて光を偏向させる第１偏向部材と、前記第１基板と前記第２基板との間の光路中に配置されて光を偏向させる第２偏向部材とを備え、前記第１及び第２結像光学系のうち少なくとも一方は、所定の光軸に沿って配置された主レンズ群と、前記光軸に沿って配置されて該主レンズ群を介した光を反射させて再び前記主レンズ群へ戻す反射部材とを備え、該反射部材は、前記投影光学系のディストーションを調整するために、前記光軸に対する傾きと前記光軸を横切る方向での位置のうちの少なくとも一方が調整可能に構成されることを特徴とする。
【００３７】
この請求項１４記載の走査型投影露光装置によれば、主レンズ群との間の往復光路を形成するための反射部材の位置・姿勢を調整して、反射部材へ向かう光束の主レンズ群内の光路と、反射部材を経由した後の光束の主レンズ群内の光路とを異ならして、偏心ディストーションを発生（補正）することができる。
【００３８】
そして、請求項１５記載の走査型投影露光装置によれば、前記第１偏向部材及び前記第２偏向部材のうちの少なくとも一方は、前記反射部材の調整に起因する像回転を補正するために、回転可能に構成されることを特徴とする。
【００３９】
この請求項１５記載の走査型投影露光装置によれば、反射部材の位置・姿勢を調整することに起因する像回転を打ち消すことができ、装置全体として偏心ディストーションのみを発生（補正）することができる。
【００４０】
また、請求項１６記載の走査型投影露光装置によれば、前記第１偏向部材は前記第１基板と前記第１結像光学系との間の光路中に配置され、前記第２偏向部材は前記第２結像光学系と前記第２基板との間に配置されることを特徴とする。
【００４１】
また、請求項１７記載の露光方法は、請求項１乃至請求項１６の何れか一項に記載の走査型投影露光装置に備えられる前記部分投影光学系に対して、前記第１基板および前記第２基板を同期移動させて走査露光を行う工程を含むことを特徴とする。
【００４２】
この請求項１７記載の露光方法によれば、ディストーションの調整及び像面の調整を容易に行うことができる露光装置により露光が行われるため、良好な走査露光を行うことができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る露光装置について詳細に説明する。第１図は、本発明の実施の形態に係る露光装置の全体の概要構成を示す斜視図である。本実施の形態においては、複数の反射屈折型の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５からなる投影光学系ＰＬに対してマスク（第１基板）Ｍと基板としてのプレート（第２基板）Ｐとを相対的に移動させつつマスクＭに形成された液晶表示素子のパターンＤＰの像を基板としてのプレートＰ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明する。
【００４４】
尚、以下の説明においては、各図中に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、本実施の形態ではマスクＭ及びプレートＰを移動させる方向（走査方向）をＸ軸方向に設定している。
【００４５】
本実施の形態の露光装置は、マスクステージ（第１ステージ）ＭＳ（図２参照）上においてマスクホルダ（不図示）を介してＸＹ平面に平行に支持されたマスクＭを均一に照明するための照明光学系ＩＬを備えている。図２は、照明光学系ＩＬの側面図であり、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付してある。図１及び図２を参照すると、照明光学系ＩＬは、例えば水銀ランプ又は超高圧水銀ランプからなる光源１を備えている。光源１は楕円鏡２の第１焦点位置に配置されているため、光源１から射出された照明光束は、ダイクロイックミラー３を介して、楕円鏡２の第２焦点位置に光源像を形成する。
【００４６】
尚、本実施の形態では、光源１から射出された光が楕円鏡２の内面に形成された反射膜及びダイクロイックミラー３で反射されることにより、ｇ線（４３６ｎｍ）の光、ｈ線（４０５ｎｍ）の光、及びｉ線（３６５ｎｍ）の光を含む３００ｎｍ以上の波長域の光による光源像が楕円鏡２の第２焦点位置に形成される。つまり、ｇ線、ｈ線、及びｉ線を含む波長域以外の露光する上で不必要となる成分は楕円鏡２及びダイクロイックミラー３で反射される際に除去される。
【００４７】
楕円鏡２の第２焦点位置にはシャッタ４が配置されている。シャッタ４は、光軸ＡＸ１に対して斜めに配置された開口板４ａ（図２参照）と開口板４ａに形成された開口を遮蔽又は開放する遮蔽板４ｂ（図２参照）とから構成される。シャッタ４を楕円鏡２の第２焦点位置に配置するのは、光源１から射出された照明光束が集束されているため遮蔽板４ｂの少ない移動量で開口板４ａに形成された開口を遮蔽することができるとともに、開口を通過する照明光束の光量を急激に可変させてることによりパルス状の照明光束を得るためである。
【００４８】
楕円鏡２の第２焦点位置に形成された光源像からの発散光束は、コリメートレンズ５によってほぼ平行光束に変換されて波長選択フィルタ６に入射する。波長選択フィルタ６はｇ線、ｈ線、及びｉ線を含む波長域の光束のみを透過させるものである。波長選択フィルタ６を通過した光はリレーレンズ８を介して再び結像する。この結像位置の近傍にはライトガイド９の入射端９ａが配置されている。ライトガイド９は、例えば多数のファイバ素線をランダムに束ねて構成されたランダムライトガイトファイバであって、光源１の数（図１では１つ）と同じ数の入射端９ａと、投影光学系ＰＬを構成する投影光学ユニット（部分投影光学系）の数（図１では５つ）と同じ数の射出端、即ち射出端９ｂ及び他の４つの射出端（図２では射出端９ｂだけを示す）とを備えている。こうして、ライトガイト９の入射端９ａへ入射した光は、その内部を伝播した後、射出端９ｂ及び他の４つの射出端から分割されて射出される。尚、１つの光源１のみでは光量が不足する場合には、複数の光源を設けるとともに、各光源に対して、設けられた複数の入射端を有し、各々の入射端から入射した光をほぼ同じ光量に分割して各射出端から射出するライトガイドを設けることが好ましい。
【００４９】
図２に示したように、ライトガイド９の入射端９ａには、連続的に位置を可変することができるように構成されたブレード１０が配置されている。このブレード１０は、ライトガイド９の入射端９ａの一部を遮光することによって、ライトガイド９の射出端９ｂ及び他の４つの射出端各々から射出される光の強度を連続的に可変するためのものである。ブレード１０のライトガイド９の入射端９ａに対する遮光量の制御は、図２中の主制御系２０が駆動装置１９を制御することによって行われる。
【００５０】
ライトガイド９の射出端９ｂとマスクＭとの間には、コリメートレンズ１１ｂ、フライアイ・インテグレータ１２ｂ、開口絞り１３ｂ（図１では図示省略）、ビームスプリッタ１４ｂ（図１では図示省略）、及びコンデンサーレンズ系１５ｂが順に配置されている。同様に、ライトガイド９の他の４つの射出端とマスクＭとの間には、コリメートレンズ、フライアイ・インテグレ一夕、開口絞り、ビームスプリッタ、及びコンデンサーレンズ系がそれそれ順に配置されている。
【００５１】
尚、ここでは、説明の簡単化のために、ライトガイド９の各射出端とマスクＭとの間に設けられる光学部材の構成を、ライトガイド９の射出端９ｂとマスクＭとの間に設けられたコリメートレンズ１１ｂ、フライアイ・インテグレータ１２ｂ、開口絞り１３ｂ、ビームスプリッタ１４ｂ、及びコンデンサーレンズ系１５ｂに代表させて説明する。
【００５２】
ライトガイド９の射出端９ｂから射出された発散光束は、コリメートレンズ１１ｂによりほぼ平行な光束に変換された後、フライアイ・インテグレータ１２ｂに入射する。フライアイ・インテグレータ１２ｂは、多数の正レンスエレメントをその中心軸線が光軸ＡＸ２に沿って延びるように縦横に且つ稠密に配列することによって構成されている。従って、フライアイ・インテグレータ１２ｂに入射した光束は、多数のレンズエレメントにより波面分割され、その後側焦点面（即ち、射出面の近傍）にレンズエレメントの数と同数の光源像からなる二次光源を形成する。即ち、フライアイ・インテグレータ１２ｂの後側焦点面には、実質的な面光源が形成される。
【００５３】
フライアイ・インテグレータ１２ｂの後側焦点面に形成された多数の二次光源からの光束は、フライアイ・インテグレータ１２ｂの後側焦点面の近傍に配置された開口絞り１３ｂにより制限された後、ビームスプリッタ１４ｂを介して、コンデンサーレンズ系１５ｂに入射する。尚、開口絞り１３ｂは、対応する投影光学ユニットＰＬ１の瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、照明に寄与する二次光源の範囲を規定するための可変開口部を有する。開口絞り１３ｂは、この可変開口部の開口径を変化させることにより、照明条件を決定するσ値（投影光学系ＰＬを構成する各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の瞳面の開口径に対するその瞳面上での二次光源像の開口径の比）を所望の値に設定する。
【００５４】
コンデンサーレンズ系１５ｂを介した光束は、パターンＤＰが形成されたマスクＭを重量的に照明する。尚、ライトガイド９の他の４つの射出端から射出された発散光束も同様に、コリメートレンズ、フライアイ・インテグレータ、開口絞り、ビームスプリッタ、及びコンデンサーレンズを順に介してマスクＭを重量的にそれぞれ照射する。即ち、照明光学系ＩＬは、マスクＭ上においてＹ軸方向に並んだ複数（図１では合計で５つ）の台形状の領域（照明視野）を照明する。尚、照明光学系ＩＬが備える光源としては、紫外線放射タイプのＬＥＤやＬＤであってもよい。
【００５５】
一方、照明光学系ＩＬに設けられる上記ビームスプリッタ１４ｂを介した光は、図２に示すように、集光レンズ１６ｂを介して光電変換素子よりなるインテグレータセンサ１７ｂで受光される。このインテグレ一夕センサ１７ｂの光電変換信号が、不図示のピークホールド回路及びＡ／Ｄ変換器を介して主制御系２０に供給される。インテグレータセンサ１７ｂの出力と、プレートＰの表面上に照射される光の単位面積当たりのエネルギー（露光量）との相関係数は予め求められて主制御系２０内に記憶されている。
【００５６】
主制御系２０は、プレートＰが載置されるプレートステージ（第２ステージ）及びマスクＭが載置されるマスクステージＭＳを制御する不図示のステージコントローラからのステージ系の動作情報に同期してシャッタ４の開閉動作を制御するとともに、インテグレータセン１７ｂから出力される光電変換信号に応じて駆動装置１９に対して制御信号を出力し、マスクＭに照明光学系ＩＬからの照明光を照射するタイミング及び照明光の強度を制御する。
【００５７】
尚、照明光学系ＩＬは、その照明光学特性（テレセントリシティ及び照度むら）を可変することができるように構成されている。照明光学特性を調整する方法の詳細については、例えば特開２００１−３０５７４３号公報、特開２００１−３１３２５０号公報、及び特開平１０−１８９４２７号公報を参照されたい。また、照度むらの調整については、マスク面（プレート面）近傍又はマスク面（プレート面）と光学的に共役な面若しくはその近傍に走査方向の開口の幅が走査方向と直交する方向（非走査方向）において異なるような視野絞りを配置することによって補正することも可能である。この補正方法の詳細については、例えば特開平７−１４２３１３号公報等を参照されたい。また、かかる補正方法において、視野絞りの開口の幅を異ならせるのではなく、透過特性が非走査方向において照度むらを補正し得る分布を有する濃度分布フィルタを設ける構成であっても良い。
【００５８】
マスクＭ上の各照明領域からの光は、各照明領域に対応するようにＹ軸方向に沿って配列された複数（図１では合計で５つ）の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５からなる投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬを介した光は、図示しないプレートステージ上において、図示しないプレートホルダを介してＸＹ平面に平行に支持されたプレートＰ上にパターンＤＰの像を形成する。即ち、上述したように、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５は、等倍正立系として構成されているので、プレートＰ上において各照明領域に対応するようにＹ軸方向に並んだ台形状の露光領域には、パターンＤＰの等倍正立像が形成される。
【００５９】
図１に戻り、前述したマスクステージＭＳには、マスクステージＭＳを走査方向であるＸ軸方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（不図示）が設けられている。また、マスクステージＭＳを走査直行方向であるＹ軸方向に沿って微小量だけ移動させるとともにＺ軸廻りに微小量がけ回転させるための一対のアライメント駆動系（不図示）が設けられている。そして、マスクステージＭＳの位置座標が移動鏡２５を用いたレーザ干渉計（不図示）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。更に、マスクステージＭＳは、Ｚ方向の位置が可変に構成されている。
【００６０】
同様の駆動系が、プレートステージにも設けられている。即ち、プレートステージを走査方向であるＸ軸方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（不図示）、プレートステージを走査直交方向であるＹ軸方向に沿って微小量だけ移動させるとともにＺ軸廻りに微小量がけ回転させるための一対のアライメント駆動系（不図示）が設けられている。そして、プレートステージの位置座標が移動鏡２６を用いたレーザ干渉計（不図示）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。プレートステージもマスクステージＭＳと同様にＺ方向に移動可能に構成されている。マスクステージＭＳ及びプレートステージのＺ方向の位置は、主制御系２０によって制御される。
【００６１】
上述の投影光学ユニットＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５は、走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第１列として配置されている。また、投影光学系ユニットＰＬ２、ＰＬ４も同様に走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第２列として配置されている。第１列の投影光学ユニットと第２列の投影光学ユニットとの間には、プレートＰの位置合わせを行うためのオフアクシスのアライメント系５２、及びマスクＭやプレートＰのフォーカスを合わせるためのオートフォーカス系５４が配置されている。
【００６２】
また、プレートステージ上に投影光学系ＰＬを介してプレートＰ上に照射される光の照度を測定するための照度測定部２９が設けられており、またプレートＰ上に照射される光（像）の空間分布を計測するための空間像計測装置２４が設けられている。
【００６３】
図３は、本発明の実施の形態にかかる投影光学ユニットＰＬ１の構成を示す図である。なお、投影光学ユニットＰＬ２〜ＰＬ５の構成はＰＬ１の構成と同一である。図示の投影光学ユニットＰＬ１は、マスクＭからの光に基づいてマスクパターンの一次像を形成する第１結像光学系Ｋ１と、この一次像からの光に基づいてマスクパターンの正立正像（二次像）をガラス基板（プレート）Ｐ上に形成する第２結像光学系Ｋ２とを有する。なお、マスクパターンの一次像の形成位置の近傍には、マスクＭ上における投影光学ユニットＰＬ１の視野領域（照明領域）およびガラス基板Ｐ上における投影光学ユニットＰＬ１の投影領域（露光領域）を規定する視野絞りＦＳが設けられている。
【００６４】
第１結像光学系Ｋ１は、マスクＭから−Ｚ方向に沿って入射する光を＋Ｘ方向に反射するようにマスク面（ＸＹ平面）に対して４５°の角度で斜設された第１偏向部材（第１の偏向部材）の第１反射面Ｐ１ｒを備えている。また、第１結像光学系Ｋ１は、第１反射面Ｐ１ｒ側から順に、正の屈折力を有する第１屈折光学系Ｇ１Ｐと、第１反射面Ｐ１ｒ側に凹面を向けた第１凹面反射鏡Ｍ１とを備えている。第１屈折光学系Ｇ１Ｐおよび第１凹面反射鏡Ｍ１はＸ方向に沿って配置され、全体として第１反射屈折光学系ＨＫ１を構成している。さらに、第１結像光学系Ｋ１は、第１反射屈折光学系ＨＫ１から−Ｘ方向に沿って入射する光を−Ｚ方向に反射するようにマスク面（ＸＹ平面）に対して４５°の角度で斜設された第２偏向部材（第３の偏向部材）の第２反射面Ｐ２ｒを備えている。
【００６５】
一方、第２結像光学系Ｋ２は、第２反射面Ｐ２ｒから−Ｚ方向に沿って入射する光を＋Ｘ方向に反射するようにガラス基板面（ＸＹ平面）に対して４５°の角度で斜設された第３偏向部材（第４の偏向部材）の第３反射面Ｐ３ｒを備えている。また、第２結像光学系Ｋ２は、第３反射面Ｐ３ｒ側から順に、正の屈折力を有する第２屈折光学系Ｇ２Ｐと、第３反射面Ｐ３ｒ側に凹面を向けた第２凹面反射鏡Ｍ２とを備えている。第２屈折光学系Ｇ２Ｐおよび第２凹面反射鏡Ｍ２はＸ方向に沿って配置され、全体として第２反射屈折光学系ＨＫ２を構成している。さらに、第２結像光学系Ｋ２は、第２反射屈折光学系ＨＫ２から−Ｘ方向に沿って入射する光を−Ｚ方向に反射するようにガラス基板面（ＸＹ平面面）に対して４５°の角度で斜設された第４偏向部材（第２の偏向部材）の第４反射面Ｐ４ｒを備えている。なお、第２凹面反射鏡Ｍ２は、凹面である反射面の向きを変更可能に構成されている。即ち第２凹面反射鏡Ｍ２を筐体などに取り付けるためのワッシャの厚さを変更することにより反射面の向きを変更することができる。
【００６６】
また、第４偏向部材の第４反射面Ｐ４ｒとガラス基板Ｐとの間の光路中に倍率調整部材４４が設けられている。この倍率調整部材４４は、ディストーション調整部材及び像面調整部材としても機能する。更に、偏心ディストーション、偏心像面収差、偏心コマ収差及び偏心色収差の調整を行う偏心収差調整部材としても機能する。
【００６７】
更に、倍率調整部材４４による倍率調整、ディストーション調整部材として機能する倍率調整部材４４によるディストーション調整、像面調整部材として機能する倍率調整部材４４による像面調整、偏心収差調整部材として機能する倍率調整部材４４による偏心収差調整により発生するＸＹＺ方向の像ずれを補正するために、マスクＭと第１偏向部材の第１反射面Ｐ１ｒとの間の光路中にクサビレンズ４０および像シフタを構成する平行平面板４２が設けられている。ここで、クサビレンズ４０は結像位置を補正する焦点位置補正手段を構成する。また、平行平面板４２は結像位置を補正（シフト）する像シフト手段を構成する。
【００６８】
前述したように、マスクＭ上に形成されたパターンは、当技術分野で一般的に使用される照明光学系からの照明光（露光光）により、ほぼ均一の照度で照明される。マスクＭ上の各照明領域に形成されたマスクパターンから−Ｚ方向に沿って進行した光は、クサビレンズ４０および平行平面板４２を介して、第１反射面Ｐ１ｒに入射し、第１反射面Ｐ１ｒにより９０°だけ偏向され、＋Ｘ方向に沿って第１反射屈折光学系ＨＫ１に入射する。第１反射屈折光学系ＨＫ１に入射した光は、第１屈折光学系Ｇ１Ｐを介して、第１凹面反射鏡Ｍ１に達する。第１凹面反射鏡Ｍ１で反射された光は、再び第１屈折光学系Ｇ１Ｐを介して、−Ｘ方向に沿って第２反射面Ｐ２ｒに入射する。第２反射面Ｐ２ｒで９０°だけ偏向されて−Ｚ方向に沿って進行した光は、視野絞りＦＳの近傍にマスクパターンの一次像を形成する。なお、一次像のＸ方向における横倍率は＋１倍であり、Ｙ方向おける横倍率は−１倍である。
【００６９】
マスクパターンの一次像から−Ｚ方向に沿って進行した光は、第３反射面Ｐ３ｒにより９０°だけ偏向され、＋Ｘ方向に沿って第２反射屈折光学系ＨＫ２に入射する。第２反射屈折光学系ＨＫ２に入射した光は、第２屈折光学系Ｇ２Ｐを介して、第２凹面反射鏡Ｍ２に達する。第２凹面反射鏡Ｍ２で反射された光は、再び第２屈折光学系Ｇ２Ｐを介して、−Ｘ方向に沿って第４反射面Ｐｒ４に入射する。第４反射面Ｐｒ４で９０°だけ偏向されて−Ｚ方向に沿って進行した光は、倍率調整部材４４を介して、ガラス基板Ｐ上において対応する露光領域にマスクパターンの二次像を形成する。ここで、二次像のＸ方向における横倍率およびＹ方向における横倍率はともに＋１倍である。すなわち、投影光学ユニットＰＬを介してガラス基板Ｐ上に形成されるマスクパターン像は等倍の正立正像であり、投影光学ユニットＰＬは等倍正立系を構成している。
【００７０】
なお、上述の第１反射屈折光学系ＨＫ１では、第１屈折光学系Ｇ１Ｐの後側焦点位置に第１凹面反射鏡Ｍ１が配置されているため、マスクＭ側および視野絞りＦＳ側においてテレセントリックとなる。また、第２反射屈折光学系ＨＫ２においても、第２屈折光学系Ｇ２Ｐの後側焦点位置に第２凹面反射鏡Ｍ２が配置されているため、視野絞りＦＳ側およびガラス基板Ｐ側においてテレセントリックとなる。その結果、投影光学ユニットＰＬは、両側（上記マスクＭ側およびガラス基板Ｐ側）テレセントリック光学系である。
【００７１】
上述したように、投影光学ユニットＰＬを介してガラス基板Ｐ上に形成されるマスクパターン像は等倍の正立正像である。したがって、マスクステージＭＳ上に保持されているマスクＭと基板ステージに保持されているガラス基板Ｐとを一体的に同一方向（Ｘ方向）に沿って移動させることにより所望の走査露光を行うことができる。
【００７２】
図４は、各投影光学ユニットのシステム構成図である。制御装置２０は、第１駆動部３０を制御してクサビレンズ４０を相対的に移動させることによりクサビレンズ４０の厚さを変えて投影光学ユニットの光軸方向の像ずれを補正する。また、制御装置２０は、第２駆動部３２を制御して平行平面板４２をチルトさせることにより投影光学ユニットの光軸に直行する方向の像ずれを補正する。また、制御装置２０は、第３駆動部３４を制御して第３偏向部材の第３反射面Ｐ３ｒ及び第４偏向部材の第４反射面Ｐ４ｒを有する第２直角プリズム３８を回転させプレートＰ上に形成される像の回転位置の調整を行う。即ち、第２直角プリズム３８は、像ローテータとして機能するように構成されている。更に、制御装置２０は、第４駆動部３６を制御して倍率調整部材４４のレンズ間隔を変更することにより投影光学ユニットの倍率の調整を行う。
【００７３】
次に、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の倍率調整、すなわちマスクＭからガラス基板Ｐへの投影倍率の調整について説明する。本実施の形態にかかる投影光学系は、複数の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５により構成される正立正像、等倍の投影光学系であるが、投影光学系を組み立てた場合には、製造誤差等により各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５において倍率に誤差が生じる場合ある。このような場合に各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の倍率を等倍にするために、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５において倍率調整が行われる。
【００７４】
ここで、図３においては、第１反射屈折光学系ＨＫ１の光軸をＡＸ１、第２反射屈折光学系ＨＫ２の光軸をＡＸ２で表している。また、視野絞りＦＳで規定されるマスクＭ上の視野領域の中心から−Ｚ方向に進行し、視野絞りＦＳの中心を通り、同じく視野絞りＦＳで規定されるガラス基板Ｐ上の露光領域の中心に達する光線の経路を軸線ＡＸＦＣで表している。図３に示すように、視野中心軸線ＡＸＦＣは、マスクＭと第１偏向部材の第１反射面Ｐ１ｒとの間、第２偏向部材の第２反射面Ｐ２ｒと第３偏向部材の第３反射面Ｐ３ｒとの間、および第４偏向部材の第４反射面Ｐ４ｒとガラス基板Ｐとの間の光路中においてＺ方向に沿って延びている。
【００７５】
また、軸線ＡＸＦＣは、第１反射屈折光学系ＨＫ１と第１偏向部材の第１反射面Ｐ１ｒとの間、第１反射屈折光学系ＨＫ１と第２偏向部材の第２反射面Ｐ２ｒとの間、第２反射屈折光学系ＨＫ２と第３偏向部材の第３反射面Ｐ３ｒとの間、および第２反射屈折光学系ＨＫ２と第４偏向部材の第４反射面Ｐ４ｒとの間の光路中においてＸ方向に沿って延びている。さらに、軸線ＡＸＦＣは、第１凹面反射鏡Ｍ１の反射面の中心（すなわち光軸ＡＸ１との交点）において光軸ＡＸ１に関して対称に折り返され、第２凹面反射鏡Ｍ２の反射面の中心（すなわち光軸ＡＸ２との交点）において光軸ＡＸ２に関して対称に折り返されている。
【００７６】
倍率調整部材４４は、第４反射面Ｐ４ｒとガラス基板Ｐと間の光路中において、倍率調整部材４４を構成するレンズの光軸と投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を構成するレンズの光軸（光軸ＡＸ１および光軸ＡＸ２）とが一致するように配置されている。即ち、倍率調整部材４４は、光軸ＡＸ１および光軸ＡＸ２に沿って第４反射面Ｐ４ｒ側から順に配置された、平凹レンズ（第１平凹レンズ）、両凸レンズ及び平凹レンズ（第２平凹レンズ）により構成され、平凹レンズ（第１平凹レンズ）の凹面と両凸レンズの一方の凸面、両凸レンズの他方の凸面と平凹レンズ（第２平凹レンズ）の凹面とが所定の間隔で対向している。
【００７７】
各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の倍率調整は、倍率調整部材４４を構成する平凹レンズ、両凸レンズ及び平凹レンズの間隔を変更すること、例えば両凸レンズを、光軸方向へ移動させることにより行われる。各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５においては、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を構成するレンズの光軸と倍率調整部材４４を構成するレンズの光軸とが一致していることから、倍率調整部材４４を構成する平凹レンズ、両凸レンズ及び平凹レンズの間隔を変更することにより倍率の調整を行った場合においても、偏心収差が発生することはない。しかしながら、図５に示すように、露光エリアの中心（露光中心）と倍率調整部材４４を構成するレンズの光軸とが一致していないことから、倍率調整部材４４を構成する平凹レンズ、両凸レンズ及び平凹レンズの間隔を変更することにより倍率の調整を行った場合に像ずれが発生する。
【００７８】
従って、この倍率調整部材４４による倍率調整により発生した像ずれは、像ずれ補正手段を構成するクサビレンズ４０及び平行平面板４２により補正を行う。即ち、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を構成するレンズの光軸に直行する方向の像ずれを平行平面板４２をチルトさせることにより補正し、投影光学ユニットを構成するレンズの光軸方向の像ずれ（焦点位置のずれ）をクサビレンズ４０を相対的に移動させることにより補正する。
【００７９】
なお、本実施の形態にかかる倍率調整部材４４を用いて像面形状の制御（例えば、ペッツバール像面の調整、即ちメリジオナル像面とサジタル像面を一致させた像面の湾曲を補正）することも可能である。即ち、この場合には、倍率調整部材４４は、像面形状制御部材を構成し像面調整部材として機能する。する。図６（ａ）、図６（ｂ）は、何れも倍率調整部材４４の一例を示すものであるが、図６（ｂ）に示す倍率調整部材は、図６（ａ）に示す倍率調整部材の両凸レンズを、レンズ面の曲率半径が大きい両凸レンズに変更したものである。このようにレンズ面の曲率を変更することにより結像面の制御、即ち結像面を湾曲させることができる。
【００８０】
なお、この図６に示す例では、両凸レンズの両方のレンズ面の曲率半径を変更しているが、一方のレンズ面の曲率半径を変更するようにしてもよい。さらに、倍率調整部材４４を構成する平凹レンズ、両凸レンズ及び平凹レンズの何れか１つ以上のレンズ面の曲率半径を変更することにより結像面を制御するようにしてもよい。また、レンズ面の曲率半径を変更する場合には、レンズ面の曲率半径を変更するレンズを倍率調整部材４４から取り出し、加工を行った後に倍率調整部材４４に戻してもよいし、レンズ面の曲率半径を変更するレンズを倍率調整部材４４から取り出し、異なる曲率半径のレンズ面を有する別のレンズ（又は同一の曲率半径を有し異なる屈折率の硝材により構成されるレンズ）を倍率調整部材４４に戻してもよい。
【００８１】
また、上述の実施の形態では、倍率調整部材４４を平凹レンズ、両凸レンズ及び平凹レンズにより構成しているが、倍率調整部材４４を平凸レンズ（第１平凸レンズ）、両凹レンズ及び平凸レンズ（第２平凸レンズ）により構成しても良い。この場合においても、倍率調整部材４４を構成する平凸レンズ、両凹レンズ及び平凸レンズの間隔を変更することにより、例えば両凹レンズを光軸方向へ移動させることにより倍率調整を行うことができる。各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５においては、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を構成するレンズの光軸と倍率調整部材４４を構成するレンズの光軸とが一致していることから、倍率調整部材４４を構成する平凸レンズ、両凹レンズ及び平凸レンズの間隔を変更することにより倍率の調整を行った場合においても、偏心収差が発生することはない。しかしながら、露光エリアの中心と倍率調整部材４４を構成するレンズの光軸とが一致していないことから、倍率調整部材４４を構成する平凸レンズ、両凹レンズ及び平凸レンズの間隔を変更することにより倍率の調整を行った場合に像ずれが発生する。従って、この倍率調整部材４４による倍率調整により発生した像ずれは、像ずれ補正手段を構成するクサビレンズ４０及び平行平面板４２により補正を行う。
【００８２】
また、この平凸レンズ、両凹レンズ及び平凸レンズにより構成される倍率調整部材４４を用いてペッツバール像面を調整することも可能である。即ち、倍率調整部材４４を構成する平凸レンズ、両凹レンズ及び平凸レンズのレンズ面の中の１つ以上の曲率半径を変更することにより結像面の制御を行うことも可能である。
【００８３】
また、上述の実施の形態では、倍率調整部材４４を第４偏向部材の第４反射面Ｐ４ｒとガラス基板Ｐとの間の光路中に配置しているが、倍率調整部材４４を、マスクＭと第１偏向部材の第１反射面Ｐ１ｒとの間の光路中、マスクＭと第１偏向部材の第１反射面Ｐ１ｒとの間の光路中及び第４偏向部材の第４反射面Ｐ４ｒとガラス基板Ｐとの間の光路中の両方に設けるようにしてもよい。
【００８４】
上述の実施の形態において、倍率調整部材４４がマスクＭと第１偏向部材の第１反射面Ｐ１ｒとの間の光路中、第４偏向部材の第４反射面Ｐ４ｒとガラス基板Ｐとの間の光路中に配置されているため、即ち、倍率調整部材４４が結像光学系外に配置されているため、倍率調整部材４４を構成するレンズ間隔の調整をきわめて容易に行うことができ、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の倍率調整を容易に行うことができる。
【００８５】
また、倍率調整部材４４が像面形状制御部材を構成する場合には、像面形状制御部材が結像光学系外に配置されているため、像面形状制御部材を構成する少なくとも１枚のレンズの交換がきわめて容易に行うことができ、第２基板上に形成された像面の形状を容易に制御することができる。
【００８６】
また、上述の実施の形態においては、クサビレンズ４０及び平行平面板４２がマスクＭと第１偏向部材の第１反射面Ｐ１ｒとの間の光路中に設けられているが、第４偏向部材の第４反射面Ｐ４ｒとガラス基板Ｐとの間の光路中に設けるようにしてもよい。
【００８７】
上述の実施の形態において、クサビレンズ４０及び平行平面板４２がマスクＭと第１偏向部材の第１反射面Ｐ１ｒとの間の光路中、第４偏向部材の第４反射面Ｐ４ｒとガラス基板Ｐとの間の光路中に配置されているため、即ち、クサビレンズ４０及び平行平面板４２が結像光学系外に配置されているため、像ずれの補正をきわめて容易に行うことができる。
【００８８】
また、上述の実施の形態においては、第２直角プリズム３８が像ローテータとして機能するように構成されているが、第２直角プリズム３８に代えて第１直角プリズム３７が像ローテータとして機能するように構成してもよい。また、第２直角プリズム３８及び第１直角プリズム３７の双方が像ローテータとして機能するように構成してもよい。また、上述の実施の形態においては、第２凹面反射鏡Ｍ２の反射面の向きが変更可能に構成されているが、第１凹面反射鏡Ｍ１を筐体などに取り付けるためのワッシャの厚さを変更することにより第１凹面反射鏡Ｍ１の反射面の向きを変更可能に構成しても良い。
【００８９】
上述のように倍率調整部材４４は、ディストーション調整部材、像面調整部材、偏心収差調整部材としても機能する。即ち、倍率調整部材４４が平凹レンズ（第１平凹レンズ）、両凸レンズ及び平凹レンズ（第２平凹レンズ）により構成されている場合、即ちパワーを有するレンズにより構成されている場合に、例えば上部の平凹レンズである第１平凹レンズをチルトさせることによりプレートＰ上に形成される像にディストーションが発生すると共に像シフトが発生する。しかしながら、像シフトは、像シフタを構成する平行平面板４２によって調整可能であるため、倍率調整部材４４を構成するレンズをチルトさせることによりプレートＰ上に形成される像のディストーションの調整を行うことができる。
【００９０】
なお、倍率調整部材４４が平凸レンズ（第１平凸レンズ）、両凹レンズ及び平凸レンズ（第２平凸レンズ）により構成されている場合に、第１平凸レンズをチルトさせてもプレートＰ上に形成される像のディストーションの調整を行うことができる。
【００９１】
また、倍率調整部材４４が平凹レンズ（第１平凹レンズ）、両凸レンズ及び平凹レンズ（第２平凹レンズ）により構成されている場合、即ちパワーを有するレンズにより構成されている場合に、例えば上部の平凹レンズである第１平凹レンズをシフトさせることにより、プレートＰ上に形成される像にはディストーションがわずかに発生し、像面の傾斜が発生する。従って、倍率調整部材４４を構成するレンズをシフトさせることによりプレートＰ上に形成される像面の調整を行うことができる。
【００９２】
なお、倍率調整部材４４が平凸レンズ（第１平凸レンズ）、両凹レンズ及び平凸レンズ（第２平凸レンズ）により構成されている場合に、第１平凸レンズをシフトさせてもプレートＰ上に形成される像面の調整を行うことができる。
【００９３】
また、倍率調整部材４４が平凹レンズ（第１平凹レンズ）、両凸レンズ及び平凹レンズ（第２平凹レンズ）により構成されている場合、即ちパワーを有するレンズにより構成されている場合に、例えば第１平凹レンズ及び第２平凹レンズを異なる方向に同じ量傾斜させると、倍率調整部材４４を構成する第１平凹レンズ、両凸レンズ及び第２平凹レンズの３枚で、クサビ状のガラスとみなすことができる。従って、プレートＰ上に形成される像に発生するディストーションはほとんど変化しないが、像面の傾斜が発生する。この場合には、第１平凹レンズ及び第２平凹レンズを異なる方向に同じ量傾斜させているため、第１平凹レンズのみを傾斜させた場合に比較して、２倍の傾斜量で像面に傾斜が発生する。
【００９４】
なお、倍率調整部材４４が平凸レンズ（第１平凸レンズ）、両凹レンズ及び平凸レンズ（第２平凸レンズ）により構成されている場合に、第１平凸レンズ及び第２平凸レンズを異なる方向に同じ量傾斜させても像面を傾斜させることができる。
【００９５】
また、倍率調整部材４４が平凹レンズ（第１平凹レンズ）、両凸レンズ及び平凹レンズ（第２平凹レンズ）により構成されている場合、即ちパワーを有するレンズにより構成されている場合に、例えば第１平凹レンズ及び第２平凹レンズを同じ方向に同じ量傾斜させると、平行平面板の傾斜と同じ効果となり、像位置のみシフトしてほとんど収差は変化しない。なお、倍率調整部材４４が平凸レンズ（第１平凸レンズ）、両凹レンズ及び平凸レンズ（第２平凸レンズ）により構成されている場合に、第１平凸レンズ及び第２平凸レンズを同方向に同じ量傾斜させた場合にも像位置のみシフトしてほとんど収差は変化しない。
【００９６】
また、倍率調整部材４４が平凹レンズ（第１平凹レンズ）、両凸レンズ及び平凹レンズ（第２平凹レンズ）により構成されている場合、即ちパワーを有するレンズにより構成されている場合に、倍率調整部材４４の全体を部分投影光学系の光軸に対して傾けた場合には、偏心コマ収差及び偏心色収差などの偏心収差の調整を行うことができる。
【００９７】
なお、倍率調整部材４４が平凸レンズ（第１平凸レンズ）、両凹レンズ及び平凸レンズ（第２平凸レンズ）により構成されている場合であって、倍率調整部材４４の全体を部分投影光学系の光軸に対して傾けた場合にも偏心コマ収差及び偏心色収差などの偏心収差の調整を行うことができる。
【００９８】
また、倍率調整部材４４が平凹レンズ（第１平凹レンズ）、両凸レンズ及び平凹レンズ（第２平凹レンズ）により構成されている場合、即ちパワーを有するレンズにより構成されている場合に、例えば中央の両凸レンズを曲率半径の異なるレンズと交換した場合には、偏心成分のディストーションとは異なる低次のディストーション（回転対称なディストーション）の調整が可能になる。ここでレンズの曲率半径を１面のみ変更する場合には、ペッツバール像面が多少変化するので像面湾曲が発生するが、レンズの両面の曲率半径を組み合わせることによってレンズのもつパワーを変化させず、つまりペッツバール像面を変えないで、ディストーションのみを変化させることが可能になる。また、倍率、及びディストーションを変化させないように空気間隔を変化させると、像面湾曲と非点収差のみを修正することが可能になる。
【００９９】
なお、倍率調整部材４４が平凸レンズ（第１平凸レンズ）、両凹レンズ及び平凸レンズ（第２平凸レンズ）により構成されている場合に、中央の両凹レンズを曲率半径の異なるレンズと交換した場合には、偏心成分のディストーションとは異なる低次のディストーション（回転対称なディストーション）の調整が可能になる。
【０１００】
なお、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５のディストーション、像面の調整を行う場合には、まず、第１平凹レンズ、両凸レンズ及び第２平凹レンズにより構成される倍率調整部材部４４を投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５に搭載した状態でディストーションと像面の計測を行う。計測されたディストーションと像面の収差量により、倍率調整部材４４を構成するレンズの空気間隔とチルト量、及びシフト量を決定する。
【０１０１】
次に、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５から倍率調整部材部４４のみ取り外し、第１平凹レンズのチルト量、及びシフト量が計算された値となるようにワッシャ等により第１平凹レンズの取り付け位置を調整する。この時、例えば、第１平凹レンズをチルトしたい場合には、第１平凹レンズの平面側と第２平凹レンズの平面側をコリメータによって計測して、この計測値に対して変化させたい量をワッシャを交換することにより調整し、再びコリメータにて計測を行なって所望の傾きになったことを確認する。こうすることで調整が計算相当量できたかどうかの確認を行うことができ、調整誤差を少なくすることが可能になる。
【０１０２】
この実施の形態にかかる露光装置においては、倍率調整部材自体をディストーション、像面の調整に用いているため、ディストーション調整部材、像面調整部材を配置するための新たなスペースを必要としない。しかも新たな部品を追加する必要がないため、コスト的にも大きなメリットとなる。また、倍率調整部材４４がマスクＭと第１偏向部材の第１反射面Ｐ１ｒとの間の光路中、第４偏向部材の第４反射面Ｐ４ｒとガラス基板Ｐとの間の光路中に配置されているため、即ち、倍率調整部材４４が結像光学系外に配置されているため、倍率調整部材４４を用いてディストーションの調整、像面の調整をきわめて容易に行うことができる。
【０１０３】
なお、上述の実施の形態の第１及び第２結像光学系Ｋ１、Ｋ２においては、典型的に、主レンズ群としての第１屈折光学系Ｇ１Ｐと当該主レンズ群と共軸な反射部材としての第１凹面反射鏡Ｍ１とが１つのメイン鏡筒（不図示）に収められ、主レンズ群としての第２屈折光学系Ｇ２Ｐと当該主レンズ群と共軸な反射部材としての第２凹面反射鏡Ｍ２とが別のメイン鏡筒（不図示）に収められる。この場合、走査型露光装置に投影光学系を組み込んだ後では、偏心ディストーションの調整を行うことが困難となる。
【０１０４】
ここで、第１又は第２凹面反射鏡の光軸に対する傾き（姿勢）、または光軸を横切る方向における位置を変更すれば、偏心ディストーションの調整が可能となる。上述の実施の形態のような第１及び第２結像光学系Ｋ１、Ｋ２では、主レンズ群（第１及び第２屈折光学系Ｇ１Ｐ、Ｇ２Ｐ）を通過する光路が、主レンズ群から反射部材（第１及び第２凹面反射鏡Ｍ１、Ｍ２）へ向かう場合と、反射部材から主レンズ群へ向かう場合とで光軸に関しほぼ対称になっているため、横収差を打ち消すことができる。反射部材の光軸に対する傾きや光軸を横切る方向の位置を変更すれば、光軸に関して対称的となっている往復光路を非対称にして（往路の光路と復路の光路とで主レンズ群での入射高を変えて）、偏心ディストーションを発生させることができる。なお、凹面反射鏡Ｍ１、Ｍ２をチルト（光軸に対して傾ける）させた場合には、（Ｚ軸廻りの）像回転が発生するが、この像回転は像ローテータとして機能する第１及び／又は第２直角プリズム３７、３８の回転調整により補正可能である。すなわち、凹面反射鏡Ｍ１、Ｍ２と直角プリズム３７、３８とを連動させれば、偏心ディストーションのみの調整が可能である。具体的には、計測系で測定されたディストーション値に基づいて凹面反射鏡の傾斜量及び／又は偏心量を求めるとともに、副作用的に起こる像回転量に基づいて像ローテータとしての直角プリズムの補正量を求め、これらの算出結果に基づいて、凹面反射鏡とプリズムとを自動的に（または手動で）調整する。上述の実施の形態では、凹面反射鏡Ｍ１、Ｍ２が図示なきメイン鏡筒の端部に取り付けられるので、この凹面反射鏡Ｍ１、Ｍ２の位置・姿勢を調整することは容易となる。
【０１０５】
例えば、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の第２結像光学系Ｋ２の第２凹面反射鏡Ｍ２の向きを変更することによっても、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５のディストーションの調整を行うことができる。この場合には、プレートＰ上に形成される像に回転が発生するが、像ローテータとして機能する第２直角プリズム３８を回転させることにより、第２凹面反射鏡Ｍ２の向きを変更することにより発生した像の回転を補正することができる。即ち、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５がディストーション調整部材として機能する第２凹面反射鏡Ｍ２と像ローテータとして機能する第２直角プリズム３８を有するため、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５においてディストーションの調整を行うことができる。
【０１０６】
また、第１結像光学系Ｋ１の第１凹面反射鏡Ｍ１の向きを変更することによっても、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５のディストーションの調整を行うことができる。この場合には、プレートＰ上に形成される像に回転が発生するが、像ローテータとして機能する第２直角プリズム３８を回転させることにより、第２凹面反射鏡Ｍ２の向きを変更することにより発生した像の回転を補正することができる。第１直角プリズム３７を回転させることにより像ローテータとして機能させ、第１凹面反射鏡Ｍ１の向きを変更することにより発生した像の回転を補正するようにしても良い。
【０１０７】
なお、上述の例では反射部材として凹面反射鏡を用いているが、凹面反射鏡に代えて平面反射鏡であっても良い。また、上述の例では、第１及び第２結像光学系として、主レンズ群と凹面反射鏡とを持つ反射屈折型結像光学系を用いているが、第１及び第２結像光学系のうちの一方を屈折型光学系としても良い。また、上述の例では、２つの結像光学系を備える所謂２回結像の光学系を例にとって説明したが、１つの結像光学系を備える１回結像型の光学系（中間像を形成しない光学系）や３つの結像光学系を備える３回結像型の光学系にも適用できる。
【０１０８】
次に、本発明の実施の形態にかかる露光装置をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法について説明する。本発明の実施の形態にかかる露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることができる。
【０１０９】
図７は、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法を説明するためのフローチャートである。図７のパターン形成工程Ｓ５０では、本実施の形態の走査型投影露光装置を用いマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程においては、照明装置を用いてマスクが照明され、複数の投影光学ユニットに対してマスクとプレートとを移動させつつマスクのパターンがプレート上に投影露光され、ガラス基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。
【０１１０】
その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ５２へ移行する。
【０１１１】
次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ５２では、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、又はＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ５２の後に、セル組み立て工程Ｓ５４が実行される。セル組み立て工程Ｓ５４では、パターン形成工程Ｓ５０にて得られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルタ形成工程Ｓ５２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。
【０１１２】
セル組み立て工程Ｓ５４では、例えば、パターン形成工程Ｓ５０にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ５２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。その後、モジュール組立工程Ｓ５６にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【０１１３】
上述の実施の形態にかかる露光装置においては、マスク側やプレート側でアクセス可能な場所に、倍率調整部材としての機能を併せ持つディストーション調整部材や像面調整部材が設けられているため、部品を増やすことなく、安価に、容易にディストーションの調整、像面の調整を行なうことができる。ディストーションの調整においては、偏心成分と低次の回転対称成分を補正可能であり、像面調整においては、偏心成分や、像面湾曲、非点収差を補正可能である。従って、投影光学ユニットの収差が変動した場合であっても調整を容易に行なうことができ、露光装置としての性能を高く保持することができる。
【０１１４】
次に、本発明の各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の実施例について説明する。実施例において、露光波長として、基準波長であるｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、ｈ線（λ＝４０５ｎｍ）、ｇ線（λ＝４３６ｎｍ）を使用している。（表１）に、実施例の各投影光学ユニットＰＬの諸元の値を掲げる。（表１）において、面番号は物体面であるマスク面から像面であるガラス基板面へ軸線ＡＸＦＣにしたがって光線の進行する方向に沿ったマスク側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径を、ｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔をそれぞれ示している。
【０１１５】
なお、（表１）においては、各面の軸上間隔ｄは、反射される度にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符号は、第１反射面Ｐ１ｒから第１凹面反射鏡Ｍ１までの光路中では負とし、第２反射面Ｐ２ｒから第３反射面Ｐ３ｒまでの光路中では負とし、第２凹面反射鏡Ｍ２から第４反射面Ｐ４ｒまでの光路中では負とし、その他の光路中では正としている。そして、各面の軸上間隔ｄが正である光路中においては、光線の入射側に向かって凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。逆に、各面の軸上間隔ｄが負である光路中においては、光線の入射側に向かって凹面の曲率半径を正とし、凸面の曲率半径を負としている。さらに、（表１）において、ｎ（ｉ），ｎ（ｈ），ｎ（ｇ）は、ｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、ｈ線（λ＝４０５ｎｍ）、ｇ線（λ＝４３６ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ表している。なお、各面の軸上間隔ｄが負である光路中においては、屈折率の符号を負としている。
【０１１６】
【表１】
この投影光学ユニットの倍率調整部材の上部の平凹レンズをθｘ方向に０．０５°チルトさせた場合の収差変化量を表２に示す。また、露光フィールドのイメージ図を図８に示す。この時、約５μｍの像シフトが発生するが、この像シフトは、像シフタによって調整可能である。従って、倍率調整部材を構成するレンズのチルトによってディストーションの調整が可能である。
【０１１８】
【表２】
また、投影光学ユニットの倍率調整部材の上部の平凹レンズをθｙ方向に０．１°チルトさせた場合の収差変化量を表３に示す。また、露光フィールドのイメージ図を図９に示す。この時、約１０μｍの像シフトが発生するが、この像シフトは、像シフタによって調整可能である。従って、倍率調整部材を構成するレンズのチルトによってディストーションの調整が可能である。
【０１２０】
【表３】
次に、投影光学ユニットの倍率調整部材の上部の平凹レンズをＸ方向に０．５ｍｍシフトさせた場合のディストーションの変化を図１０に示す。図１０に示すようにディストーションの発生量は僅かであるがが、図１１に示すように像面にＸ方向の傾斜が発生する。つまり、これを利用することにより像面調整が可能になる。なお、Ｙ方向のシフトであっても同様にＹ方向の像面の傾斜を調整することが可能になる。
【０１２２】
次に、倍率調整部材の中央の両凸レンズを曲率半径の異なるレンズと交換した場合のディストーションの変化を図１２に示す。なお、レンズの交換により像面湾曲が発生するため、像面湾曲を補正するために空気間隔を最適な値に変更している。こうすることにより、偏心成分のディストーションとは異なる低次のディストーション（回転対称な）の調整が可能になる。
【０１２３】
また、倍率調整部材の中央の両凸レンズを曲率半径の異なるレンズと交換した場合に、倍率、ディストーションを変化させないように空気間隔を変化させると、像面湾曲と非点収差のみを修正することができる。表４に投影光学ユニットの倍率調整部材の部分のレンズデータを示し、表５に倍率調整部材の中央の両凸レンズを曲率半径の異なるレンズと交換すると共に倍率、ディストーションを変化させないように空気間隔を変化させた投影光学ユニットの倍率調整部材の部分のレンズデータを示す。この場合におけるＭ像の変化量は、３μｍ程度になる。
【０１２４】
【表４】
【表５】
【発明の効果】
本発明の走査型投影露光装置によれば、部分投影光学系を露光装置本体に設置した後においても、ディストーションの調整、像面の調整を容易に行うことができる。
【０１２７】
また、本発明の露光方法によれば、部分投影光学系のディストーションの調整、像面の調整が良好に行われていることから、第１基板に形成されたパターンを前記第２基板上に良好に投影露光することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる走査型露光装置の全体の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる照明光学系構成の側面図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる各投影光学ユニットの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる各投影光学ユニットのシステム構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる各投影光学ユニットの倍率調整に伴い発生する像ずれを説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる倍率調整部材において行う像面制御を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法のフローチャートである。
【図８】本発明の実施例にかかる倍率調整部材のレンズをチルトした場合の露光フィールドのイメージ図である。
【図９】本発明の実施例にかかる倍率調整部材のレンズをチルトした場合の露光フィールドのイメージ図である。
【図１０】本発明の実施例にかかる倍率調整部材のレンズをシフトした場合の露光フィールドのイメージ図である。
【図１１】本発明の実施例にかかる倍率調整部材のレンズをシフトした場合の像面の状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施例にかかる倍率調整部材の中央のレンズの曲率を変更した場合の露光フィールドのイメージ図である。
【符号の説明】
Ｍ…マスク、ＭＳ…マスクステージ、Ｐ…ガラス基板、４０…クサビレンズ、４２…平行平面板、４４…倍率調整部材、ＰＬ…投影光学系、ＰＬ１〜ＰＬ５…投影光学ユニット、Ｋ１…第１結像光学系、Ｋ２…第２結像光学系、ＦＳ…視野絞り、ＨＫ１…第１反射屈折光学系、ＨＫ２…第２反射屈折光学系、Ｇ１Ｐ…第１屈折光学系、Ｇ２Ｐ…第２屈折光学系、Ｍ１…第１凹面反射鏡、Ｍ２…第２凹面反射鏡。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention projects and exposes a mask pattern onto a glass substrate while moving the mask and the glass substrate with respect to a plurality of partial projection optical systems for forming an image of the pattern on the first substrate on the second substrate. The present invention relates to a scanning projection exposure apparatus and an exposure method using the scanning projection exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, liquid crystal display panels are frequently used as display elements for word processors, personal computers, televisions, and the like. The liquid crystal display panel is manufactured by patterning a transparent thin film electrode on a glass substrate into a desired shape by a photolithography technique. As an apparatus for this photolithography, a projection exposure apparatus that exposes an original pattern formed on a mask onto a photoresist layer on a glass substrate via a projection optical system is used.
[0003]
Recently, there is an increasing demand for a liquid crystal display panel with a large area, and in accordance with this demand, it is desired to expand the exposure area even in this type of projection exposure apparatus. In order to enlarge the exposure area, a so-called scanning projection exposure apparatus has been proposed. In this scanning projection exposure apparatus, a mask pattern is projected and exposed onto a glass substrate while moving the mask and the glass substrate with respect to a projection optical system composed of a plurality of projection optical units. The projection optical system of such a scanning projection exposure apparatus is configured to include a refractive optical system, an imaging optical system including a concave mirror, and an optical system having a reflecting prism, and forms an intermediate image once, and further, the same optical system Is an optical system that exposes the pattern on the mask on the plate at the same magnification as an erect image.
[0004]
In such a projection optical system of a scanning projection exposure apparatus, distortion, image plane, image position, focus position, etc. can be adjusted by adjusting lenses and prisms constituting the projection optical unit (for example, patents). Reference 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-337463 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, as symbolized by a large-sized liquid crystal television, as the size of the mask increases, the size of the plate increases and a glass substrate exceeding 1 m square is used. Here, when exposure is performed on a glass substrate having a width of 800 mm using a scanning projection exposure apparatus including a projection optical system including a plurality of projection optical units, the width of the exposure field of one projection optical unit is 80 mm. In this case, it is necessary to arrange 10 projection optical units so that the exposure fields partially have overlapping exposure areas.
[0007]
In the case of a single projection optical unit, the distortion, image plane, image position, focus position, etc. can be adjusted by adjusting the lenses and prisms constituting the projection optical unit as described above. When incorporated in the exposure apparatus main body, the projection optical units are arranged very close to each other, making adjustment very difficult. Therefore, it is very difficult to adjust the projection optical unit in the case of an exposure apparatus that exposes a large glass substrate that must be adjusted at the installation site, such as distortion, image plane, image position, and focus position. It becomes. The projection optical unit is arranged as a first column with a predetermined interval in a direction perpendicular to the scanning direction and is arranged as a second column with a predetermined interval in a direction orthogonal to the scanning direction. Adjustment is impossible when an alignment system and an autofocus system are arranged between the second rows. In addition, the prism part or the like may be touched during transportation or packing, and the distortion and the state of the image plane may be distorted.
[0008]
An object of the present invention is to provide a scanning projection exposure apparatus and an exposure method using the scanning projection exposure apparatus that can easily adjust distortion and image plane even after the projection optical system is mounted on the exposure apparatus body. Is to provide.
[0009]
[Means for solving the problems]
The scanning projection exposure apparatus according to claim 1 projects an illumination optical system for illuminating the first substrate with a light beam emitted from a light source and a partial image of the pattern on the first substrate on the second substrate. A plurality of partial projection optical systems; a first stage on which the first substrate is placed; and a second stage on which the second substrate is placed, wherein the first stage and the second stage are arranged in a scanning direction. In the scanning projection exposure apparatus that performs scanning exposure while moving in synchronization, each of the plurality of partial projection optical systems includes an imaging optical system including a refractive optical system and a concave reflecting mirror, and light from the first substrate. A first deflection member for guiding to the imaging optical system, a second deflection member for guiding light through the imaging optical system to the second substrate, the first substrate, and the first deflection member; And the optical path between the second deflecting member and the second substrate Characterized in that it comprises a distortion adjustment member disposed on at least one of.
[0010]
According to the scanning projection exposure apparatus of
[0011]
The scanning projection exposure apparatus according to
[0012]
According to the scanning projection exposure apparatus according to
[0013]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a scanning projection exposure apparatus that includes an illumination optical system that illuminates the first substrate with a light beam emitted from a light source, and a partial image of the pattern on the first substrate on the second substrate A plurality of partial projection optical systems for projecting, a first stage for placing the first substrate, and a second stage for placing the second substrate, and scanning the first stage and the second stage In the scanning projection exposure apparatus that performs scanning exposure while moving in synchronization with each other, each of the plurality of partial projection optical systems includes an imaging optical system including a refractive optical system and a concave reflecting mirror, and a first substrate from the first substrate. A first deflection member for guiding light to the imaging optical system, a second deflection member for guiding light via the imaging optical system to the second substrate, the first substrate, and the first deflection. In the optical path between the member and between the second deflection member and the second substrate Characterized in that it comprises an eccentric aberration adjustment member disposed on at least one of the optical path.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, the decentering aberration adjusting member adjusts at least one of decentering distortion, decentering field aberration, decentering coma aberration, and decentering chromatic aberration.
[0015]
According to the scanning projection exposure apparatus according to
[0016]
The scanning projection exposure apparatus according to
[0017]
According to the scanning projection exposure apparatus of
[0018]
The scanning projection exposure apparatus according to
[0019]
According to the scanning projection exposure apparatus of the sixth aspect, the lens having the power constituting the distortion adjusting member is shifted in the plane orthogonal to the optical axis of the partial projection optical system or relative to the optical axis of the partial projection optical system. By adjusting the tilt, the distortion can be adjusted.
[0020]
The scanning projection exposure apparatus according to
[0021]
According to the scanning projection exposure apparatus of the seventh aspect, the distortion can be adjusted by replacing the lens having the power constituting the distortion adjusting member with a lens having a different curvature radius.
[0022]
The scanning projection exposure apparatus according to
[0023]
According to the scanning projection exposure apparatus of the eighth aspect, the lens having the power constituting the image plane adjusting member is shifted within the plane orthogonal to the optical axis of the partial projection optical system, or the optical axis of the partial projection optical system. The image plane can be adjusted by tilting it.
[0024]
The scanning projection exposure apparatus according to claim 9, wherein the distortion adjusting member is composed of at least two lenses, and moves at least one of the lenses in the optical axis direction of the partial projection optical system. The magnification of the partial projection optical system is adjusted.
[0025]
According to the scanning projection exposure apparatus of the ninth aspect, the magnification of the partial projection optical system can be adjusted by moving the lens constituting the distortion adjusting member in the optical axis direction of the partial projection optical system.
[0026]
Here, in the scanning projection exposure apparatus according to claim 9, the distortion adjusting member includes a first plano-concave lens having a first concave lens surface, a first convex lens surface and a second convex lens surface facing the first concave lens surface side. And a second plano-concave lens having a second concave lens surface directed toward the second convex lens surface, the partial projection by moving the biconvex lens in the optical axis direction of the partial projection optical system. It is preferable to adjust the magnification of the optical system. The scanning projection exposure apparatus according to claim 9, wherein the distortion adjusting member includes a first plano-convex lens having a first convex lens surface, a first concave lens surface and a second concave lens having a concave surface facing the first convex lens surface. And a second plano-convex lens having a second convex lens surface directed toward the second concave lens surface, and moving the biconcave lens in the optical axis direction of the partial projection optical system. It is preferable to adjust the magnification of the projection optical system.
[0027]
The scanning projection exposure apparatus according to
[0028]
According to the scanning projection exposure apparatus of this aspect, the magnification of the partial projection optical system can be adjusted by moving the lens constituting the image plane adjustment member in the optical axis direction of the partial projection optical system.
[0029]
Here, in the scanning projection exposure apparatus according to
[0030]
The scanning projection exposure apparatus according to
[0031]
The scanning projection exposure apparatus according to claim 11, wherein each of the plurality of partial projection optical systems adjusts a focus position of the partial projection optical system and an image position of the partial projection optical system. It is provided with at least one of an image position adjusting mechanism for adjusting, an image rotating position adjusting mechanism for adjusting the rotational position of the image of the partial projection optical system, and a magnification adjusting mechanism for adjusting the magnification of the partial projection optical system. And
[0032]
According to the scanning projection exposure apparatus of the eleventh aspect, it is possible to adjust the focus position, the image position, the image rotation position, and the magnification in each of the plurality of partial projection optical systems. .
[0033]
The scanning projection exposure apparatus according to claim 12 is an illumination optical system that illuminates the first substrate with a light beam emitted from a light source, and a partial image of the pattern on the first substrate on the second substrate. A plurality of partial projection optical systems for projecting, a first stage for placing the first substrate, and a second stage for placing the second substrate, and scanning the first stage and the second stage In the scanning projection exposure apparatus that performs scanning exposure while moving in synchronization with each other, each of the plurality of partial projection optical systems is formed by a distortion adjustment member that adjusts distortion of the partial projection optical system and the partial projection optical system An image rotation position adjustment mechanism that adjusts the rotation position of the obtained image is provided.
[0034]
The scanning projection exposure apparatus according to claim 13, wherein each of the plurality of partial projection optical systems includes an imaging optical system including a refractive optical system and a concave reflecting mirror, and light from the first substrate. A first deflecting member for guiding to the imaging optical system; and a second deflecting member for guiding the light that has passed through the imaging optical system to the second substrate, wherein the distortion adjusting member includes the imaging optical The concave rotating mirror provided in the system is included, and the image rotation position adjusting mechanism includes the first deflecting member and the second deflecting member provided in the partial projection optical system. And
[0035]
According to the scanning type projection exposure apparatus of claim 12 and claim 13, when the distortion is adjusted using the concave reflecting mirror provided in the imaging optical system and the image position is rotated. The rotation position of the image can be adjusted by rotating the first deflection member and the second deflection member, for example.
[0036]
The scanning projection exposure apparatus according to claim 14 projects an illumination optical system that illuminates the first substrate with a light beam emitted from a light source, and projects a partial image of the pattern on the first substrate onto the second substrate. A projection optical system, a first stage on which the first substrate is placed, and a second stage on which the second substrate is placed, and the first stage and the second stage are moved synchronously in the scanning direction. In the scanning projection exposure apparatus that performs scanning exposure, the projection optical system includes a first imaging optical system that forms an intermediate image of the first substrate and a second imaging optical that forms an image of the intermediate image. A system, a first deflection member disposed in an optical path between the first substrate and the second substrate to deflect light, and disposed in an optical path between the first substrate and the second substrate. And a second deflecting member for deflecting the light, and the first and second imaging optical systems At least one of the main lens group disposed along a predetermined optical axis, and a reflecting member disposed along the optical axis to reflect light through the main lens group and return the light to the main lens group again. The reflecting member is configured to be capable of adjusting at least one of an inclination with respect to the optical axis and a position in a direction crossing the optical axis in order to adjust distortion of the projection optical system. And
[0037]
According to the scanning projection exposure apparatus of claim 14, the position and orientation of the reflecting member for forming a reciprocating optical path with the main lens group is adjusted, and the light beam traveling toward the reflecting member is within the main lens group. And the optical path in the main lens group of the luminous flux after passing through the reflecting member can generate (correct) eccentric distortion.
[0038]
According to the scanning projection exposure apparatus of claim 15, at least one of the first deflecting member and the second deflecting member corrects image rotation due to adjustment of the reflecting member. It is configured to be rotatable.
[0039]
According to the scanning projection exposure apparatus of the fifteenth aspect, image rotation caused by adjusting the position and posture of the reflecting member can be canceled, and only the eccentric distortion can be generated (corrected) as the entire apparatus. it can.
[0040]
The scanning projection exposure apparatus according to claim 16, wherein the first deflection member is disposed in an optical path between the first substrate and the first imaging optical system, and the second deflection member is It is arranged between the second imaging optical system and the second substrate.
[0041]
An exposure method according to a seventeenth aspect provides the first substrate and the first substrate with respect to the partial projection optical system provided in the scanning projection exposure apparatus according to any one of the first to sixteenth aspects. It includes a step of performing scanning exposure by moving two substrates synchronously.
[0042]
According to the exposure method of the seventeenth aspect, since the exposure is performed by the exposure apparatus that can easily adjust the distortion and the image plane, a good scanning exposure can be performed.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an overall schematic configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, a mask (first substrate) M and a plate (second substrate) P as a substrate are relative to a projection optical system PL composed of a plurality of catadioptric projection optical units PL1 to PL5. An example of a step-and-scan type exposure apparatus that transfers an image of the pattern DP of the liquid crystal display element formed on the mask M onto the plate P as a substrate while moving the image to FIG.
[0044]
In the following description, the XYZ rectangular coordinate system shown in each drawing is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ rectangular coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the plate P, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the plate P. In the XYZ coordinate system in the figure, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z-axis is set vertically upward. In the present embodiment, the direction (scanning direction) in which the mask M and the plate P are moved is set in the X-axis direction.
[0045]
The exposure apparatus according to the present embodiment uniformly illuminates a mask M supported in parallel to the XY plane via a mask holder (not shown) on a mask stage (first stage) MS (see FIG. 2). An illumination optical system IL is provided. FIG. 2 is a side view of the illumination optical system IL, and the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. 1 and 2, the illumination optical system IL includes a
[0046]
In the present embodiment, the light emitted from the
[0047]
A
[0048]
The divergent light beam from the light source image formed at the second focal position of the
[0049]
As shown in FIG. 2, a
[0050]
Between the
[0051]
Here, for simplification of description, the configuration of the optical member provided between each exit end of the light guide 9 and the mask M is provided between the
[0052]
The divergent light beam emitted from the
[0053]
Light beams from a number of secondary light sources formed on the rear focal plane of the fly-
[0054]
The light flux through the
[0055]
On the other hand, light passing through the
[0056]
The
[0057]
The illumination optical system IL is configured so that its illumination optical characteristics (telecentricity and illuminance unevenness) can be varied. For details of the method for adjusting the illumination optical characteristics, see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-305743, 2001-313250, and 10-189427. In addition, for adjustment of illuminance unevenness, the opening width in the scanning direction is orthogonal to the scanning direction (non-scanning) in the vicinity of the mask surface (plate surface) or in the optical conjugate with the mask surface (plate surface) or in the vicinity thereof. It is also possible to correct by arranging a field stop that is different in (direction). For details of this correction method, refer to, for example, JP-A-7-142313. In such a correction method, a configuration may be provided in which a density distribution filter having a distribution in which the transmission characteristics can correct illuminance unevenness in the non-scanning direction is used instead of changing the width of the aperture of the field stop.
[0058]
The light from each illumination area on the mask M is a projection optical system composed of a plurality (five in total, FIG. 1) of projection optical units PL1 to PL5 arranged along the Y-axis direction so as to correspond to each illumination area Incident on the system PL. The light passing through the projection optical system PL forms an image of the pattern DP on the plate P supported in parallel with the XY plane via a plate holder (not shown) on a plate stage (not shown). That is, as described above, each of the projection optical units PL1 to PL5 is configured as an equal-magnification erecting system, so that the trapezoidal exposure arranged in the Y-axis direction so as to correspond to each illumination area on the plate P. An equal-magnification erect image of the pattern DP is formed in the region.
[0059]
Returning to FIG. 1, the above-described mask stage MS is provided with a scanning drive system (not shown) having a long stroke for moving the mask stage MS along the X-axis direction which is the scanning direction. In addition, a pair of alignment drive systems (not shown) are provided for moving the mask stage MS by a minute amount along the Y-axis direction, which is the direction orthogonal to the scan, and rotating the mask stage MS by a minute amount around the Z-axis. The position coordinate of the mask stage MS is measured by a laser interferometer (not shown) using the
[0060]
A similar drive system is also provided for the plate stage. That is, a scanning drive system (not shown) having a long stroke for moving the plate stage along the X-axis direction, which is the scanning direction, and moving the plate stage by a minute amount along the Y-axis direction, which is the orthogonal direction of scanning. In addition, a pair of alignment drive systems (not shown) are provided for rotating by a minute amount around the Z axis. The position coordinate of the plate stage is measured and controlled by a laser interferometer (not shown) using the
[0061]
The above-described projection optical units PL1, PL3, and PL5 are arranged as a first row at a predetermined interval in a direction orthogonal to the scanning direction. Similarly, the projection optical system units PL2 and PL4 are arranged in the second row with a predetermined interval in a direction orthogonal to the scanning direction. Between the projection optical unit of the first row and the projection optical unit of the second row, an off-
[0062]
Further, an
[0063]
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the projection optical unit PL1 according to the embodiment of the present invention. The configuration of the projection optical units PL2 to PL5 is the same as that of PL1. The projection optical unit PL1 shown in the figure has a first imaging optical system K1 that forms a primary image of the mask pattern based on the light from the mask M, and an erect image (2) of the mask pattern based on the light from the primary image. And a second imaging optical system K2 that forms a next image) on a glass substrate (plate) P. In the vicinity of the primary image formation position of the mask pattern, a field area (illumination area) of the projection optical unit PL1 on the mask M and a projection area (exposure area) of the projection optical unit PL1 on the glass substrate P are defined. A field stop FS is provided.
[0064]
The first imaging optical system K1 is a first deflection that is obliquely provided at an angle of 45 ° with respect to the mask surface (XY plane) so that light incident along the −Z direction from the mask M is reflected in the + X direction. A first reflecting surface P1r of a member (first deflection member) is provided. The first imaging optical system K1 includes, in order from the first reflecting surface P1r side, a first refractive optical system G1P having a positive refractive power, and a first concave reflecting mirror having a concave surface facing the first reflecting surface P1r side. M1. The first refractive optical system G1P and the first concave reflecting mirror M1 are arranged along the X direction, and constitute the first catadioptric optical system HK1 as a whole. Further, the first imaging optical system K1 has an angle of 45 ° with respect to the mask surface (XY plane) so as to reflect the light incident along the −X direction from the first catadioptric optical system HK1 in the −Z direction. The second reflecting surface P2r of the second deflecting member (third deflecting member) that is obliquely provided is provided.
[0065]
On the other hand, the second imaging optical system K2 is inclined at an angle of 45 ° with respect to the glass substrate surface (XY plane) so that light incident along the −Z direction from the second reflecting surface P2r is reflected in the + X direction. A third reflecting surface P3r of the provided third deflecting member (fourth deflecting member) is provided. The second imaging optical system K2 includes, in order from the third reflecting surface P3r side, a second refractive optical system G2P having a positive refractive power and a second concave reflecting mirror having a concave surface directed to the third reflecting surface P3r side. M2. The second refractive optical system G2P and the second concave reflecting mirror M2 are disposed along the X direction, and constitute a second catadioptric optical system HK2 as a whole. Further, the second imaging optical system K2 is 45 ° with respect to the glass substrate surface (XY plane surface) so as to reflect the light incident along the −X direction from the second catadioptric optical system HK2 in the −Z direction. The fourth reflecting surface P4r of the fourth deflecting member (second deflecting member) inclined at an angle of is provided. The second concave reflecting mirror M2 is configured to be able to change the direction of the concave reflecting surface. That is, the direction of the reflecting surface can be changed by changing the thickness of the washer for attaching the second concave reflecting mirror M2 to the housing or the like.
[0066]
A
[0067]
Further, the magnification adjustment by the
[0068]
As described above, the pattern formed on the mask M is illuminated with substantially uniform illuminance by illumination light (exposure light) from an illumination optical system generally used in this technical field. The light traveling along the −Z direction from the mask pattern formed in each illumination area on the mask M enters the first reflecting surface P1r via the
[0069]
The light traveling along the −Z direction from the primary image of the mask pattern is deflected by 90 ° by the third reflecting surface P3r and enters the second catadioptric optical system HK2 along the + X direction. The light incident on the second catadioptric optical system HK2 reaches the second concave reflecting mirror M2 via the second refractive optical system G2P. The light reflected by the second concave reflecting mirror M2 is incident on the fourth reflecting surface Pr4 along the −X direction again through the second refractive optical system G2P. The light that is deflected by 90 ° on the fourth reflecting surface Pr4 and travels along the −Z direction forms a secondary image of the mask pattern in the corresponding exposure region on the glass substrate P via the
[0070]
In the above-described first catadioptric optical system HK1, the first concave reflecting mirror M1 is disposed at the rear focal position of the first refractive optical system G1P, so that it becomes telecentric on the mask M side and the field stop FS side. . Also in the second catadioptric optical system HK2, the second concave reflecting mirror M2 is disposed at the rear focal position of the second refractive optical system G2P, and therefore telecentric on the field stop FS side and the glass substrate P side. . As a result, the projection optical unit PL is a telecentric optical system on both sides (the mask M side and the glass substrate P side).
[0071]
As described above, the mask pattern image formed on the glass substrate P through the projection optical unit PL is an equal-size erect image. Therefore, the desired scanning exposure can be performed by moving the mask M held on the mask stage MS and the glass substrate P held on the substrate stage integrally in the same direction (X direction). it can.
[0072]
FIG. 4 is a system configuration diagram of each projection optical unit. The
[0073]
Next, the magnification adjustment of the projection optical units PL1 to PL5, that is, the adjustment of the projection magnification from the mask M to the glass substrate P will be described. The projection optical system according to the present embodiment is an erect image formed by a plurality of projection optical units PL1 to PL5, and an equal magnification projection optical system. However, when the projection optical system is assembled, a manufacturing error, etc. As a result, an error may occur in the magnification in each of the projection optical units PL1 to PL5. In such a case, in order to make the magnification of each projection optical unit PL1-PL5 equal, magnification adjustment is performed in each projection optical unit PL1-PL5.
[0074]
Here, in FIG. 3, the optical axis of the first catadioptric optical system HK1 is represented by AX1, and the optical axis of the second catadioptric optical system HK2 is represented by AX2. Further, the center of the field of view on the mask M defined by the field stop FS advances in the −Z direction, passes through the center of the field stop FS, and the center of the exposure region on the glass substrate P similarly defined by the field stop FS. The path of the light beam reaching the line is represented by the axis AXFC. As shown in FIG. 3, the visual field center axis AXFC is between the mask M and the first reflecting surface P1r of the first deflecting member, and the second reflecting surface P2r of the second deflecting member and the third reflecting surface of the third deflecting member. It extends along the Z direction in the optical path between P3r and the fourth reflecting surface P4r of the fourth deflecting member and the glass substrate P.
[0075]
Further, the axis AXFC is between the first catadioptric optical system HK1 and the first reflecting surface P1r of the first deflecting member, between the first catadioptric optical system HK1 and the second reflecting surface P2r of the second deflecting member, X direction in the optical path between the second catadioptric optical system HK2 and the third reflecting surface P3r of the third deflecting member and between the second catadioptric optical system HK2 and the fourth reflecting surface P4r of the fourth deflecting member. It extends along. Further, the axis AXFC is folded back symmetrically with respect to the optical axis AX1 at the center of the reflecting surface of the first concave reflecting mirror M1 (that is, the intersection with the optical axis AX1), and the center of the reflecting surface of the second concave reflecting mirror M2 (that is, the light) It is folded back symmetrically with respect to the optical axis AX2 at the intersection point with the axis AX2.
[0076]
In the optical path between the fourth reflecting surface P4r and the glass substrate P, the
[0077]
The magnification adjustment of each of the projection optical units PL1 to PL5 is performed by changing the interval between the plano-concave lens, the biconvex lens and the plano-concave lens constituting the
[0078]
Therefore, the image shift caused by the magnification adjustment by the
[0079]
Note that the image plane shape is controlled by using the
[0080]
In the example shown in FIG. 6, the radius of curvature of both lens surfaces of the biconvex lens is changed, but the radius of curvature of one lens surface may be changed. Furthermore, the imaging plane may be controlled by changing the radius of curvature of any one or more of the plano-concave lens, the biconvex lens, and the plano-concave lens constituting the
[0081]
In the above-described embodiment, the
[0082]
It is also possible to adjust the Petzval image plane using the
[0083]
In the above-described embodiment, the
[0084]
In the above-described embodiment, the
[0085]
Further, when the
[0086]
In the above-described embodiment, the
[0087]
In the above-described embodiment, the
[0088]
In the above-described embodiment, the second right-
[0089]
As described above, the
[0090]
When the
[0091]
Further, when the
[0092]
When the
[0093]
Further, when the
[0094]
When the
[0095]
Further, when the
[0096]
Further, when the
[0097]
Note that the
[0098]
Further, when the
[0099]
When the
[0100]
When adjusting the distortion and the image plane of the projection optical units PL1 to PL5, first, the
[0101]
Next, only the
[0102]
In the exposure apparatus according to this embodiment, since the magnification adjustment member itself is used for distortion and image plane adjustment, a new space for arranging the distortion adjustment member and image plane adjustment member is not required. Moreover, there is no need to add new parts, which is a great merit in terms of cost. The
[0103]
In the first and second imaging optical systems K1 and K2 of the above-described embodiment, typically, the first refractive optical system G1P as the main lens group and a reflecting member coaxial with the main lens group are used. The first concave reflecting mirror M1 is housed in one main lens barrel (not shown), the second refractive optical system G2P as the main lens group, and the second concave reflecting as a reflecting member coaxial with the main lens group. The mirror M2 is housed in a separate main lens barrel (not shown). In this case, it becomes difficult to adjust the eccentric distortion after the projection optical system is incorporated into the scanning exposure apparatus.
[0104]
Here, if the inclination (posture) of the first or second concave reflecting mirror with respect to the optical axis or the position in the direction crossing the optical axis is changed, the eccentric distortion can be adjusted. In the first and second imaging optical systems K1 and K2 as in the above-described embodiment, the optical path passing through the main lens group (first and second refractive optical systems G1P and G2P) is reflected from the main lens group to the reflecting member. Since it is almost symmetrical with respect to the optical axis when going to (first and second concave reflecting mirrors M1, M2) and when going from the reflecting member to the main lens group, lateral aberration can be canceled out. If the inclination of the reflecting member with respect to the optical axis or the position in the direction crossing the optical axis is changed, the reciprocating optical path that is symmetric with respect to the optical axis is made asymmetric (the optical path in the forward path and the optical path in the backward path are Eccentric distortion can be generated by changing the incident height. Note that when the concave reflecting mirrors M1 and M2 are tilted (tilted with respect to the optical axis), image rotation (around the Z axis) occurs. This image rotation functions as the first and / or first functioning as an image rotator. Alternatively, it can be corrected by adjusting the rotation of the second right-
[0105]
For example, the distortion of the projection optical units PL1 to PL5 can be adjusted by changing the direction of the second concave reflecting mirror M2 of the second imaging optical system K2 of the projection optical units PL1 to PL5. In this case, the image formed on the plate P is rotated, but is generated by changing the direction of the second concave reflecting mirror M2 by rotating the second right-
[0106]
Also, the distortion of the projection optical units PL1 to PL5 can be adjusted by changing the direction of the first concave reflecting mirror M1 of the first imaging optical system K1. In this case, the image formed on the plate P is rotated, but is generated by changing the direction of the second concave reflecting mirror M2 by rotating the second right-
[0107]
In the above example, the concave reflecting mirror is used as the reflecting member, but a flat reflecting mirror may be used instead of the concave reflecting mirror. In the above example, a catadioptric imaging optical system having a main lens group and a concave reflecting mirror is used as the first and second imaging optical systems, but the first and second imaging optical systems are used. One of them may be a refractive optical system. In the above example, a so-called two-time imaging optical system including two imaging optical systems has been described as an example. However, a one-time imaging optical system (an intermediate image is provided with one imaging optical system). The present invention can also be applied to an optical system that is not formed) or a three-fold imaging type optical system that includes three imaging optical systems.
[0108]
Next, a manufacturing method of a micro device using the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention in the lithography process will be described. In the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate).
[0109]
FIG. 7 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a liquid crystal display element as a micro device. In the pattern formation step S50 of FIG. 7, a so-called photolithography step is performed in which the mask pattern is transferred and exposed to a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist) using the scanning projection exposure apparatus of the present embodiment. The In this optical lithography process, the mask is illuminated using an illumination device, and the mask pattern is projected and exposed on the plate while moving the mask and the plate with respect to the plurality of projection optical units. A predetermined pattern including the electrodes is formed.
[0110]
Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step S52.
[0111]
Next, in the color filter forming step S52, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. And cell assembly process S54 is performed after color filter formation process S52. In the cell assembly step S54, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S50 and the color filter obtained in the color filter formation step S52.
[0112]
In the cell assembly step S54, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S50 and the color filter obtained in the color filter formation step S52, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell ). Thereafter, in a module assembling step S56, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, a liquid crystal display element having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
[0113]
In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, since a distortion adjustment member and an image plane adjustment member having a function as a magnification adjustment member are provided at a location accessible on the mask side or the plate side, the number of parts is increased. Therefore, the distortion and the image plane can be adjusted easily and inexpensively. In the distortion adjustment, the decentration component and the low-order rotational symmetry component can be corrected. In the image plane adjustment, the decentering component, field curvature, and astigmatism can be corrected. Therefore, even when the aberration of the projection optical unit fluctuates, the adjustment can be easily performed, and the performance as the exposure apparatus can be kept high.
[0114]
Next, examples of the projection optical units PL1 to PL5 of the present invention will be described. In the embodiment, i-line (λ = 365 nm), h-line (λ = 405 nm), and g-line (λ = 436 nm), which are reference wavelengths, are used as exposure wavelengths. Table 1 lists the values of the specifications of each projection optical unit PL of the example. In (Table 1), the surface number is the order of the surfaces from the mask side along the direction in which the light beam travels along the axis AXFC from the mask surface that is the object surface to the glass substrate surface that is the image surface. The radius of curvature, d, indicates the axial distance between the surfaces, that is, the surface distance.
[0115]
In Table 1, the on-axis interval d of each surface changes its sign every time it is reflected. Accordingly, the sign of the surface interval d is negative in the optical path from the first reflecting surface P1r to the first concave reflecting mirror M1, negative in the optical path from the second reflecting surface P2r to the third reflecting surface P3r, and the second It is negative in the optical path from the concave reflecting mirror M2 to the fourth reflecting surface P4r, and positive in the other optical paths. In the optical path in which the axial distance d between the surfaces is positive, the radius of curvature of the convex surface is positive and the radius of curvature of the concave surface is negative toward the light incident side. Conversely, in the optical path in which the axial distance d between the surfaces is negative, the radius of curvature of the concave surface is positive and the radius of curvature of the convex surface is negative toward the light incident side. Further, in (Table 1), n (i), n (h), and n (g) are refractive indexes with respect to i-line (λ = 365 nm), h-line (λ = 405 nm), and g-line (λ = 436 nm). Respectively. In the optical path where the axial distance d between the surfaces is negative, the sign of the refractive index is negative.
[0116]
[Table 1]
Table 2 shows the amount of aberration change when the plano-concave lens on the magnification adjusting member of the projection optical unit is tilted 0.05 ° in the θx direction. An image diagram of the exposure field is shown in FIG. At this time, an image shift of about 5 μm occurs, but this image shift can be adjusted by an image shifter. Therefore, the distortion can be adjusted by tilting the lens constituting the magnification adjusting member.
[0118]
[Table 2]
Table 3 shows the amount of aberration change when the plano-concave lens on the magnification adjusting member of the projection optical unit is tilted by 0.1 ° in the θy direction. Further, FIG. 9 shows an image diagram of the exposure field. At this time, an image shift of about 10 μm occurs. This image shift can be adjusted by an image shifter. Therefore, the distortion can be adjusted by tilting the lens constituting the magnification adjusting member.
[0120]
[Table 3]
Next, FIG. 10 shows a change in distortion when the plano-concave lens on the magnification adjusting member of the projection optical unit is shifted by 0.5 mm in the X direction. Although the amount of distortion generated is small as shown in FIG. 10, an inclination in the X direction occurs on the image plane as shown in FIG. That is, image plane adjustment is possible by using this. Even in the case of a shift in the Y direction, it is possible to similarly adjust the inclination of the image plane in the Y direction.
[0122]
Next, FIG. 12 shows a change in distortion when the biconvex lens at the center of the magnification adjusting member is replaced with a lens having a different curvature radius. Since field curvature occurs due to lens replacement, the air spacing is changed to an optimal value in order to correct field curvature. By doing so, it is possible to adjust low-order distortion (rotationally symmetric) different from the distortion of the eccentric component.
[0123]
In addition, when the biconvex lens at the center of the magnification adjustment member is replaced with a lens having a different radius of curvature, if the air spacing is changed so as not to change the magnification and distortion, only the field curvature and astigmatism can be corrected. it can. Table 4 shows the lens data of the magnification adjustment member portion of the projection optical unit, and Table 5 shows the air gap so that the double convex lens in the center of the magnification adjustment member is replaced with a lens having a different radius of curvature and the magnification and distortion are not changed. The lens data of the part of the magnification adjustment member of the changed projection optical unit is shown. In this case, the change amount of the M image is about 3 μm.
[0124]
[Table 4]
[Table 5]
【The invention's effect】
According to the scanning projection exposure apparatus of the present invention, it is possible to easily adjust the distortion and the image plane even after the partial projection optical system is installed in the exposure apparatus main body.
[0127]
Further, according to the exposure method of the present invention, since the distortion adjustment and image plane adjustment of the partial projection optical system are performed satisfactorily, the pattern formed on the first substrate is excellent on the second substrate. Projection exposure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall schematic configuration of a scanning exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the illumination optical system configuration according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of each projection optical unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a system configuration of each projection optical unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining image shift that occurs due to magnification adjustment of each projection optical unit according to the embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram for explaining image plane control performed in the magnification adjusting member according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart of a method of manufacturing a liquid crystal display element as a micro device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an image view of an exposure field when the lens of the magnification adjusting member according to the embodiment of the present invention is tilted.
FIG. 9 is an image view of an exposure field when the magnification adjusting member according to the embodiment of the present invention is tilted.
FIG. 10 is an image view of an exposure field when the lens of the magnification adjusting member according to the embodiment of the present invention is shifted.
FIG. 11 is a diagram illustrating a state of an image plane when the lens of the magnification adjusting member according to the embodiment of the present invention is shifted.
FIG. 12 is an image view of an exposure field when the curvature of the center lens of the magnification adjusting member according to the embodiment of the present invention is changed.
[Explanation of symbols]
M ... Mask, MS ... Mask stage, P ... Glass substrate, 40 ... Wedge lens, 42 ... Parallel plane plate, 44 ... Magnification adjusting member, PL ... Projection optical system, PL1-PL5 ... Projection optical unit, K1 ... First connection Image optical system, K2 ... second imaging optical system, FS ... field stop, HK1 ... first catadioptric optical system, HK2 ... second catadioptric optical system, G1P ... first refractive optical system, G2P ... second refractive optical System, M1 ... first concave reflector, M2 ... second concave reflector.
Claims (17)
前記複数の部分投影光学系の各々は、屈折光学系と凹面反射鏡とを含む結像光学系と、
前記第１基板からの光を前記結像光学系へ導くための第１偏向部材と、
前記結像光学系を介した光を前記第２基板へ導くための第２偏向部材と、
前記第１基板と前記第１偏向部材との間の光路中及び前記第２偏向部材と前記第２基板との間の光路中の少なくとも一方に配置されたディストーション調整部材と
を備えることを特徴とする走査型投影露光装置。An illumination optical system that illuminates the first substrate with a light beam emitted from a light source, a plurality of partial projection optical systems that respectively project a partial image of the pattern on the first substrate onto the second substrate, and the first substrate Scanning projection exposure comprising: a first stage for mounting a second stage; and a second stage for mounting the second substrate, wherein the first stage and the second stage are moved synchronously in a scanning direction. In the device
Each of the plurality of partial projection optical systems includes an imaging optical system including a refractive optical system and a concave reflecting mirror;
A first deflecting member for guiding light from the first substrate to the imaging optical system;
A second deflecting member for guiding light through the imaging optical system to the second substrate;
A distortion adjusting member disposed in at least one of an optical path between the first substrate and the first deflecting member and an optical path between the second deflecting member and the second substrate. A scanning projection exposure apparatus.
前記複数の部分投影光学系の各々は、屈折光学系と凹面反射鏡とを含む結像光学系と、
前記第１基板からの光を前記結像光学系へ導くための第１偏向部材と、
前記結像光学系を介した光を前記第２基板へ導くための第２偏向部材と、
前記第１基板と前記第１偏向部材との間の光路中及び前記第２偏向部材と前記第２基板との間の光路中の少なくとも一方に配置された偏心収差調整部材と
を備えることを特徴とする走査型投影露光装置。An illumination optical system that illuminates the first substrate with a light beam emitted from a light source, a plurality of partial projection optical systems that respectively project a partial image of the pattern on the first substrate onto the second substrate, and the first substrate Scanning projection exposure comprising: a first stage for mounting a second stage; and a second stage for mounting the second substrate, wherein the first stage and the second stage are moved synchronously in a scanning direction. In the device
Each of the plurality of partial projection optical systems includes an imaging optical system including a refractive optical system and a concave reflecting mirror;
A first deflecting member for guiding light from the first substrate to the imaging optical system;
A second deflecting member for guiding light through the imaging optical system to the second substrate;
A decentering aberration adjusting member disposed in at least one of an optical path between the first substrate and the first deflecting member and an optical path between the second deflecting member and the second substrate. A scanning projection exposure apparatus.
前記一次像からの光を集光して前記パターンの二次像を前記第２基板上に形成するための第２屈折光学系と第２凹面反射鏡とを含む第２反射屈折光学系と、
前記第１反射屈折光学系を介した光を前記一次像へ導くための第３の偏向部材と、
前記一次像からの光を前記第２反射屈折光学系へ導くための第４の偏向部材とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の走査型投影露光装置。The imaging optical system includes a first catadioptric optical system including a first refractive optical system and a first concave reflecting mirror for condensing light from the pattern of the first substrate to form a primary image of the pattern. The system,
A second catadioptric optical system including a second refractive optical system and a second concave reflecting mirror for condensing light from the primary image to form a secondary image of the pattern on the second substrate;
A third deflecting member for guiding light through the first catadioptric optical system to the primary image;
5. The scanning projection exposure according to claim 1, further comprising: a fourth deflecting member for guiding light from the primary image to the second catadioptric optical system. apparatus.
前記複数の部分投影光学系の各々は、該部分投影光学系のディストーションの調整を行うディストーション調整部材及び該部分投影光学系により形成された像の回転位置の調整を行う像回転位置調整機構を備えることを特徴とする走査型投影露光装置。An illumination optical system that illuminates the first substrate with a light beam emitted from a light source, a plurality of partial projection optical systems that respectively project a partial image of the pattern on the first substrate onto the second substrate, and the first substrate Scanning projection exposure comprising: a first stage for mounting a second stage; and a second stage for mounting the second substrate, wherein the first stage and the second stage are moved synchronously in a scanning direction. In the device
Each of the plurality of partial projection optical systems includes a distortion adjustment member that adjusts distortion of the partial projection optical system, and an image rotation position adjustment mechanism that adjusts the rotation position of an image formed by the partial projection optical system. A scanning projection exposure apparatus characterized by the above.
前記ディストーション調整部材は、前記結像光学系に備えられる前記凹面反射鏡を含んで構成され、前記像回転位置調整機構は、前記部分投影光学系に備えられる前記第１偏向部材及び前記第２偏向部材を含んで構成されることを特徴とする請求項１２に記載の走査型投影露光装置。Each of the plurality of partial projection optical systems includes an imaging optical system including a refractive optical system and a concave reflecting mirror, a first deflecting member for guiding light from the first substrate to the imaging optical system, A second deflection member for guiding light through the imaging optical system to the second substrate,
The distortion adjustment member includes the concave reflecting mirror provided in the imaging optical system, and the image rotation position adjustment mechanism includes the first deflecting member and the second deflection member provided in the partial projection optical system. The scanning projection exposure apparatus according to claim 12, comprising a member.
前記投影光学系は、前記第１基板の中間像を形成する第１結像光学系と、前記中間像の像を形成する第２結像光学系と、前記第１基板と前記第２基板との間の光路中に配置されて光を偏向させる第１偏向部材と、前記第１基板と前記第２基板との間の光路中に配置されて光を偏向させる第２偏向部材とを備え、
前記第１及び第２結像光学系のうち少なくとも一方は、所定の光軸に沿って配置された主レンズ群と、前記光軸に沿って配置されて該主レンズ群を介した光を反射させて再び前記主レンズ群へ戻す反射部材とを備え、
該反射部材は、前記投影光学系のディストーションを調整するために、前記光軸に対する傾きと前記光軸を横切る方向での位置のうちの少なくとも一方が調整可能に構成されることを特徴とする走査型投影露光装置。An illumination optical system that illuminates the first substrate with a light beam emitted from a light source, a projection optical system that projects a partial image of the pattern on the first substrate onto the second substrate, and the first substrate are mounted. In a scanning projection exposure apparatus comprising a first stage and a second stage on which the second substrate is placed, and performing scanning exposure by synchronously moving the first stage and the second stage in a scanning direction,
The projection optical system includes: a first imaging optical system that forms an intermediate image of the first substrate; a second imaging optical system that forms an image of the intermediate image; the first substrate and the second substrate; A first deflecting member disposed in the optical path between the first substrate and the second deflecting member disposed in the optical path between the first substrate and the second substrate, and deflecting the light.
At least one of the first and second imaging optical systems is arranged along a predetermined optical axis and reflects light through the main lens group arranged along the optical axis. A reflection member that returns to the main lens group again,
The reflection member is configured to adjust at least one of an inclination with respect to the optical axis and a position in a direction crossing the optical axis in order to adjust distortion of the projection optical system. Type projection exposure apparatus.
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2013250556A (en) * | 2012-05-30 | 2013-12-12 | Ultratech Inc | Equal-magnification large-sized cata-dioptric lens for microlithography |
| JP2013546186A (en) * | 2010-12-08 | 2013-12-26 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP2014032278A (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Canon Inc | Projection exposure apparatus |
| JP2017534918A (en) * | 2014-10-29 | 2017-11-24 | シャンハイ マイクロ エレクトロニクス イクイプメント（グループ）カンパニー リミティド | Exposure apparatus adjustment apparatus and adjustment method |
-
2003
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013546186A (en) * | 2010-12-08 | 2013-12-26 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP2013250556A (en) * | 2012-05-30 | 2013-12-12 | Ultratech Inc | Equal-magnification large-sized cata-dioptric lens for microlithography |
| JP2014032278A (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Canon Inc | Projection exposure apparatus |
| JP2017534918A (en) * | 2014-10-29 | 2017-11-24 | シャンハイ マイクロ エレクトロニクス イクイプメント（グループ）カンパニー リミティド | Exposure apparatus adjustment apparatus and adjustment method |
| US10197919B2 (en) | 2014-10-29 | 2019-02-05 | Shanghai Micro Electronics Equipment (Group) Co., Ltd. | Adjusting device and adjusting method for exposure device |
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