TW201106115A - Exposure apparatus and equipment manufacturing method - Google Patents
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Description
201106115 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及曝光裝置和使用該曝光裝置來製造設備的 設備製造方法。 【先前技術】 光刻工序包括曝光工序,該曝光工序將被稱爲掩模或 中間掩模(reticle)的原版的圖案投影至塗敷了被稱爲光 刻膠的感光劑的玻璃基板或晶片等基板上,將該基板曝光 。在FPD(平板顯示器,Flat Panel Display)的製造中, 一般可使用具有包括反射鏡的投影光學系統的曝光裝置。 專利文獻1涉及將玻璃基板等較大螢幕的被曝光體曝 光的投影光學系統。在該文獻中公開了投影光學系統,它 從物體一側起依次具有正的第1反射面、負的第2反射面 、第3反射面;而在第1反射面和第2反射面之間以及第 2反射面和第3反射面之間至少配置有兩枚透鏡。該透鏡 可配置於第2反射面的附近,該第2反射面爲光瞳面。 適應於FPD的大螢幕化和生產率的提高的要求,曝光 區域的面積在增大,入射至投影光學系統的光的能量也隨 之在增大。尤其在投影光學系統的光瞳或其附近,由於光 束收斂,所以能量密度變高。關於構成反射面的反射鏡, 通過選擇線性膨脹係數小的材質和選擇表面吸收率小的反 射膜,比較易於減小變形或進行冷卻等。 然而,由於光的入射而在透鏡中產生的熱在透鏡的周 -5- 201106115 邊部分通過支撐它的部件而容易逸出,但在透鏡的中央部 分則難以逸出。由此,在透鏡中產生例如從周邊部分向中 心部分溫度逐漸升高的不均勻的溫度分佈,這對透鏡附加 了不良的屈光度(折射力)。例如,考慮透鏡由石英所構 成的情況。因爲石英具有正的dn/dt ( η爲折射率,t爲溫 度,dn/dt表示折射率的溫度係數(由於溫度變化所帶來 的折射率的變化)),所以從周邊部分向中心部分溫度逐 漸升高的溫度分佈就對透鏡附加了正的屈光度。如此的不 良屈光度的附加,會帶來成像特性的下降。 (專利文獻1)日本特開2006-078631號公報。 【發明內容】 (發明所欲解決的課題) 本發明的目的在於,抑制由投影光學系統的透鏡可產 生的不均勻的溫度分佈所帶來的成像特性的下降。 (用以解決課題的手段) 本發明的一種曝光裝置,具有投影光學系統,該投影 光學系統將在物面上配置的原版的圖案投影至在像面上配 置的基板;上述投影光學系統具有:在上述物面至上述像 面的光路上,從上述物面起依次配置的第1平面鏡、第1 凹面鏡、凸面鏡、第2凹面鏡、第2平面鏡;和折射光學 系統,在上述第1凹面鏡和上述凸面鏡之間以及上述凸面 鏡和上述第2凹面鏡之間配置,並且具有正的屈光度,上 述折射光學系統包括:第1透鏡,由折射率的溫度變化係 -6- 201106115 數爲正的材料所構成;和第2透鏡,由折射率的溫度變 係數爲負的材料所構成。 (效果) 根據本發明,可抑制由投影光學系統的透鏡可產生 不均勻的溫度分佈所帶來的成像特性的下.降。 【實施方式】 以下參照附圖說明本發明的較佳實施方式。 (第1實施方式) 參照圖1對本發明的第1實施方式的曝光裝置進行 明。第1實施方式的曝光裝置EX1具有:照明系統IL 投影光學系統PO;原版驅動機構(未圖示),在投影 學系統PO的物面OP上配置原版9,並對其進行掃描; 基板驅動機構(未圖示),在投影光學系統P 0的像面 上配置基板18,並對其進行掃描》照明系統IL例如可 括光源LS、第1聚光透鏡3、複眼透鏡4、第2聚光透 5、狹縫規定部件6、成像光學系統7和平面反射鏡8。 源LS例如可包括汞燈1和橢圓反射鏡2。狹縫規定部件 規定原版9的照明範圍(即對原版9進行照明的狹縫形 的光的斷面形狀)。成像光學系統7被配置爲使狹縫規 部件6所規定的狹縫在物面成像。平面反射鏡8在照明 統IL中使光路彎折。 化 的 說 光 和 IP 包 鏡 光 6 狀 定 系 201106115 投影光學系統PO將配置於物面OP的原版9的圖案 投影至配置於像面IP的基板18,由此使基板18曝光。投 影光學系統PO可構成爲等倍成像光學系統、放大成像光 學系統和縮小成像光學系統的其中之一,但較佳構成爲等 倍成像光學系統。投影光學系統P 0在從物面0P至像面 IP的光路上具有從物面0P起依次配置的第1平面鏡11、 第1凹面鏡12、凸面鏡14、第2凹面鏡1 5和第2平面鏡 16。投影光學系統PO還具有折射光學系統20,該折射光 學系統2 0配置於第1凹面鏡1 2和凸面鏡1 4之間以及凸 面鏡14和第2凹面鏡15之間。包括第1平面鏡1 1的鏡 面的平面與包括第2平面鏡16的鏡面的平面相互成90度 角。第1平面鏡11和第2平面鏡16可一體地形成。第1 凹面鏡12和第2凹面鏡15可一體地構成。 折射光學系統20配置於作爲投影光學系統P0的光瞳 面的凸面鏡1 4的附近,其整體可作爲具有小的正的屈光 度的凹凸透鏡而起作用。折射光學系統20包括:第1透 鏡13a,由折射率的溫度變化係數(dn/dt)爲正的材料( 例如:石英)所構成;和第2透鏡13b,由折射率的溫度 變化係數(dii/dt )爲負的材料(例如:螢石)所構成。折 射光學系統20典型地由第1透鏡13a和第2透鏡13b所 組成,但除了第1透鏡1 3 a和第2透鏡1 3 b,還可以包括 1個或多個透鏡。第1透鏡13a和第2透鏡13b,減小由 構成折射光學系統20的多個透鏡(包括第1透鏡1 3 a和 第2透鏡1 3 b )的溫度變化(對於折射光學系統20的光的 -8 - 201106115 照射)所引起的折射光學系統20的像差。 在由具有正的dn/dt的材料所構成的第1透鏡13a中 ,當其中央部分的溫度高於其周邊部分的溫度時,由此會 附加凸的屈光度。該凸的屈光度除了依存於溫度分佈外, 還依存於第1透鏡13a的厚度。在由具有負的dn/dt的材 料所構成的第2透鏡13b中,當其中央部分的溫度高於其 周邊部分的溫度時,由此會附加凹的屈光度。該凹的屈光 度除了依存於溫度分佈外,還依存於第2透鏡13b的厚度 。第1透鏡13a和第2透鏡13b的厚度被決定爲使得通過 對折射光學系統20的光照射而附加地產生的凸的屈光度 和凹的屈光度之差變小。當折射光學系統20由第1透鏡 13a和第2透鏡13b所組成的情況下,第1透鏡13a和第 2透鏡13b的厚度被決定爲使得通過光照射而對第1透鏡 1 3a所附加的凸的屈光度與對第2透鏡1 3b所附加的凹的 屈光度之差變小。由此,可減小由於對投影光學系統PO 的光照射(典型地是基板18的曝光)所帶來的投影光學 系統PO的光學特性(像差)的變動。 投影光學系統P 〇還可以具有:第1折射光學系統1 0 ,配置於物面OP和第1平面鏡1 1之間;和第2折射光學 系統17,配置於第2平面鏡1 6和像面IP之間。第1折射 光學系統1 0和第2折射光學系統1 7可用於投影光學系統 PO的失真和/或成像倍率的調整。第1折射光學系統1 0 和第2折射光學系統1 7可以是平行平面板。通過利用致 動器使平行平面板變形,可調節投影光學系統PO的失真 -9 - 201106115 和/或成像倍率。 (第2實施方式) 參照圖2對本發明的第2實施方式的曝光裝置EX2進 行說明。在圖2中雖然省略了照明系統IL,但實際上曝光 裝置EX2也與曝光裝置EX1同樣具有照明系統il。第2 實施方式的曝光裝置EX2與第1實施方式不同點在於:在 投影光學系統P 〇中’取代第1折射光學系統1 〇而具有第 1折射光學系統1 0' ’取代第2折射光學系統1 7而具有第 2折射光學系統1 7'。在第2實施方式中,第1折射光學系 統1 〇 ’和第2折射光學系統1 7 ·中的至少一個具有非球面, 由此可擴大原版9的照明範圍(即對原版9進行照明的狹 縫形狀的光的斷面形狀)。由於這一擴大可帶來入射至折 射光學系統20的光的能量密度的增大,所以按照本發明 構成折射光學系統20會變得更爲有用。在第2實施方式 中’投影光學系統PO可構成爲等倍成像光學系統、放大 成像光學系統和縮小成像光學系統的其中之一,但較佳爲 構成爲等倍成像光學系統。 (第3實施方式) 參照圖3對本發明的第3實施方式的曝光裝置EX3進 行說明。在圖3中雖然省略了照明系統IL,但實際上曝光 裝置EX3也與曝光裝置EX1同樣具有照明系統IL。第3 實施方式的曝光裝置EX3與第1實施方式不同點在於··在 -10- 201106115 投影光學系統PO中’取代第1折射光學系統10而具有第 1折射光學系統10·’取代第2折射光學系統17而具有第 2折射光學系統1 7 ’。在第3實施方式中,第1折射光學系 統10'和第2折射光學系統17·中的至少一個具有非球面, 並且第1透鏡13a和第2透鏡13b中的至少一個具有非球 面。由此可擴大原版9的照明範圍(即對原版9進行照明 的狹縫形狀的光的斷面形狀)。由於這一擴大可帶來入射 至折射光學系統2 0的光的能量密度的增大,所以按照本 發明構成折射光學系統20會變得更爲有用。在第3實施 方式中’投影光學系統PO可構成爲等倍成像光學系統、 放大成像光學系統和縮小成像光學系統的其中之一,但較 佳爲構成爲放大成像光學系統。 (第4實施方式) 本發明的較佳實施方式的設備製造方法,例如適用於 半導體設備、FPD的設備的製造。例如,液晶顯示裝置可 通過形成透明電極的工序而製造》形成透明電極的工序可 包括:在蒸鍍了透明導電膜的玻璃基板上塗敷感光劑的工 序;使用上述的曝光裝置將塗敷了感光劑的玻璃基板曝光 的工序;和將玻璃基板顯影的工序。 雖然本發明參照示例性實施方式進行了說明,但需理 解的是本發明不局限於公開的示例性實施方式。後附的申 請專利的範圍應作最寬範圍的解釋,以包括所有的變形和 等價的結構和功能。 -11 - 201106115 【圖式簡單說明】 圖1是槪要表示本發明的第丨實施方式的曝光裝置的 結構的圖。 圖2是槪要表示本發明的第2實施方式的曝光裝置的 結構的圖。 圖3是槪要表示本發明的第3實施方式的曝光裝置的 結構的圖。 【主要元件符號說明】 EX1 :曝光裝置 EX2 :曝光裝置 EX3 :曝光裝置 IL :照明系統 IP :像面 LS :光源 OP :物面 P 〇 :投影光學系統 1 :汞燈 2 :橢圓反射鏡 3 :第1聚光透鏡 4 :複眼透鏡 5 :第2聚光透鏡 6 :狹縫規定部件 -12- 201106115 7 :成像光學系統 8 :平面反射鏡 9 :原版 1 〇 :第1折射光學系統 10'=第1折射光學系統 1 1 :第1平面鏡 12 :第1凹面鏡 13 :第2透鏡 1 3 a :第1透鏡 1 3 b :第2透鏡 1 4 :凸面鏡 1 5 :第2凹面鏡 16 :第2平面鏡 17 :第2折射光學系統 17':第2折射光學系統 1 8 :基板 20 __折射光學系統 -13-
Claims (1)
- 201106115 七、申請專利範圍: 1. 一種曝光裝置,具有投影光學系統,該投影光學系 統將在物面上配置的原版的圖案投影至在像面上配置的基 板,其特徵在於: 上述投影光學系統具有: 在上述物面至上述像面的光路上從上述物面起依次配 置的第1平面鏡、第1凹面鏡、凸面鏡、第2凹面鏡、第 2平面鏡:和 折射光學系統,在上述第1凹面鏡和上述凸面鏡之間 以及上述凸面鏡和上述第2凹面鏡之間配置,並且具有正 的屈光度: 上述折射光學系統包括:第1透鏡,由折射率的溫度 變化係數爲正的材料所構成;和第2透鏡,由折射率的溫 度變化係數爲負的材料所構成。 2 ·如申請專利範圍第1項所記載的曝光裝置,其中, 上述投影光學系統還具有: 第1折射光學系統,配置於上述物面和上述第1平面 鏡之間:和 第2折射光學系統’配置於上述第2平面鏡和上述像 面之間。 3 .如申請專利範圍第2項所記載的曝光裝置,其中, 上述第1折射光學系統和上述第2折射光學系統包括 平行平面板。 4 ·如申請專利範圍第2項所記載的曝光裝置,其中, -14- 201106115 上述第1折射光學系統和上述第2折射光學系統中的 至少一個具有非球面; 上述第1透鏡和上述第2透鏡中的至少一個具有非球 面。 5. 如申請專利範圍第1項所記載的曝光裝置,其中, 上述第1透鏡由石英所構成,上述第2透鏡由螢石所 構成。 6. —種製造設備的設備製造方法,其特徵在於包括: 使用如申請專利範圍第1至5項中的任意—項所記載 的曝光裝置來對基板進行曝光的X序;% 將上述基板顯影的工序。 -15-
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