(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光面と出射光面を一対の平行平面とする光学系であり、かつ露光装置中に設置される調整装置であって、
第一斜面と第一ウエッジ角とを有する第一ウエッジレンズと、
第二斜面と、該第二斜面に相対する第一湾曲面とを有し、前記第二斜面が前記第一斜面に近接し、かつ平行であって、第一ウエッジ角を有し、前記第一湾曲面が第一曲率半径を有する、第一光学レンズと、
第二湾曲面と、該第二湾曲面に相対する第三湾曲面とを有し、前記第二湾曲面が前記第一湾曲面に近接し、第一曲率半径と同一、又は近似する第二曲率半径を有し、前記第三湾曲面が第三曲率半径を有する、第二光学レンズと、
前記第三湾曲面に近接する第四湾曲面を有し、前記第四湾曲面が第三曲率半径と同一、又は近似する第四曲率半径を有する、第三光学レンズであって、該第四湾曲面に相対する第三斜面を有し、前記第三斜面が第一斜面に平行で、第二ウエッジ角を有する第三光学レンズと、
第四斜面と第二ウエッジ角とを有し、前記第四斜面が前記第三斜面に近接し、かつ第一斜面に平行である、第二ウエッジレンズと、
を有し、
少なくとも一対の隣接するレンズの相対位置を調整することにより、
前記露光装置に対応する視野の焦点面、倍率、位置の内の少なくとも一つを調整するものであって、
前記第一ウエッジレンズを、第一光学レンズと前記第一ウエッジレンズの間の空気間隔が等しく不変を維持するように移動させることにより、像水平位置の並進を導入することなく、焦点面を調整することを可能とする、ことを特徴とする調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載の調整装置と、光源と、フォトマスクと、投影光学系と、を有し、感光基板に投影露光をするための露光装置であって、
前記調整装置は前記フォトマスクと前記投影光学系の間、若しくは前記投影光学系と前記感光基板の間、若しくは前記投影光学系の内部に設置されるものであり、
前記光源は前記フォトマスク上のパターンを照射するものである、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項３】
前記投影光学系が少なくとも一つのダイソン光学系を有し、
前記ダイソン光学系が直角反射鏡とレンズと凹面反射鏡とを有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記調整装置が複数のダイソン光学系の間、又はダイソン光学系の直角反射鏡とレンズの間に設置される、
ことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記調整装置の第一ウエッジ角と第二ウエッジ角の角度範囲が０．５°〜１０°である、
ことを特徴とする請求項１に記載の調整装置、又は、請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記調整装置の第一曲率半径、第二曲率半径、第三曲率半径、第四曲率半径の半径範囲が２００ｍｍ〜２０００ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載の調整装置、又は、請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７】
調整装置が設置される露光装置の調整方法であって、
前記調整装置が入射光面と出射光面を一対の平行平面とする光学系であり、かつ少なくとも一つのウエッジレンズと複数の光学レンズとを有し、更に少なくとも一対の隣接するレンズの相対位置を調整することにより、前記露光装置に対応する視野の焦点面、倍率、位置の内の少なくとも一つを調整するものであって、
前記調整装置は、
第一斜面と第一ウエッジ角とを有する第一ウエッジレンズと、
第二斜面と、該第二斜面に相対する第一湾曲面とを有し、前記第二斜面が前記第一斜面に近接し、かつ平行であって、第一ウエッジ角を有し、前記第一湾曲面が第一曲率半径を有する、第一光学レンズと、
第二湾曲面と、該第二湾曲面に相対する第三湾曲面とを有し、前記第二湾曲面が前記第一湾曲面に近接し、第一曲率半径と同一、又は近似する第二曲率半径を有し、前記第三湾曲面が第三曲率半径を有する、第二光学レンズと、
前記第三湾曲面に近接する第四湾曲面を有し、前記第四湾曲面が第三曲率半径と同一、又は近似する第四曲率半径を有する、第三光学レンズであって、該第四湾曲面に相対する第三斜面を有し、前記第三斜面が第一斜面に平行で、第二ウエッジ角を有する第三光学レンズと、
第四斜面と第二ウエッジ角とを有し、前記第四斜面が前記第三斜面に近接し、かつ第一斜面に平行である、第二ウエッジレンズと、
を有し、
前記第一ウエッジレンズを、第一光学レンズと前記第一ウエッジレンズの間の空気間隔が等しく不変を維持するように移動させることにより、像水平位置の並進を導入することなく、焦点面を調整することを可能とする、ことを特徴とする調整方法。
【請求項８】
前記焦点面の調整は前記第一斜面の方向に沿って、前記第一ウエッジレンズ又は第二ウエッジレンズを相対移動させることによって、焦点面の変化を実現する、
ことを特徴とする請求項７に記載の調整方法。
【請求項９】
前記倍率の調整は光軸方向に沿って前記第一光学レンズ、第二光学レンズ、第三光学レンズの内の一つ、又は複数を移動させることによって、倍率の変化を実現する、
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の調整方法。
【請求項１０】
前記倍率の調整が光軸方向に沿って前記第一光学レンズ、第二光学レンズ、第三光学レンズの内の一つ、又は複数を移動させると同時に、第一斜面の方向に沿って第一ウエッジレンズ、第二ウエッジレンズの内の一つ、又は複数を移動させることによって焦点面に変化の無い倍率調整を実現する、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の調整方法。
【請求項１１】
前記調整は、
並進及び／又は回転による調整であって、
前記調整装置全体を傾斜回転させることにより、露光パターンの感光基板上における画像位置の相対並進を実現する、
又は、
露光光路の光軸に沿って第一ウエッジレンズ及び／又は第二ウエッジレンズを回転させることにより、露光パターンの感光基板上における画像位置の相対回転を実現する、
ことを更に含む、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか一項に記載の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は露光装置及び露光方法に関わるものであり、特に露光装置の調整装置及び調整方法に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイ技術の開発スピードは速く、サイズは大きくなりつつある。比較的大視野の対物レンズを使用して露光を行えば生産性を有効に向上させることが可能である。しかしながら対物光学系の視野拡大に伴い、設計及び加工製造等の各面における難度が上昇してしまう。同一の視野で、かつサイズが適切な対物レンズを使用し、一定の配列方式を採用して、複数の視野をまとめてつなぎ合わせ必要な大視野とし、必要な視野サイズに基づき、まとめてつなぎ合わせる個数を選択することで、大視野という要求を実現し、更には光学加工及び製造の難度を引き下げるのみならず、極めて高い互換性と適応性を持たせることができる。
【０００３】
しかしながら、複数の対物レンズを使用してまとめてつなぎ合わせるために、個々の対物レンズの結像位置はレンズ自体の性能及び組立公差等によって理論位置からずれることがある。また比較的大きなサイズのフォトマスクは重力により変形し、感光基板表面の形の誤差を引き起こす可能性がある。従って、各視野がいずれも理想的な位置に結像できるように、各対物レンズユニットは等しく独自の調整装置を有し、結像する視野の位置を調節することで、全てのまとめてつなぎ合わせた視野の性能を保証する。
【０００４】
走査露光装置は、複数の投影光学系を備え、隣接する投影フィールドが走査方向において所定量の変位を行うようにし、かつ隣接する投影フィールドの各端部を走査方向と直交する方向に重ね合わせるようにする、所謂マルチレンズ方式の走査露光装置（マルチレンズ走査露光装置）である。マルチレンズ方式の走査露光装置は、複数のスリット状の照明フィールドを介してフォトマスクを照明し、該照明フィールドの配列方向に対して直交する方向において、フォトマスクと感光基板を同期的に走査し、複数の照明フィールドにそれぞれ対応して設置される該複数の投影光学系を介してフォトマスクが設置されるパターンを感光基板上に露光する装置である。
【０００５】
特許ＪＰ２００５３３１６９４Ａは露光装置を開示しており、前記焦点面調整機能は直角反射鏡又はウエッジプレート群の並進を介して実現される。直角反射鏡の並進による焦点面調整は同時に物体面及び像面の最適位置を変化させ、焦点面を調整すると同時に焦点深度を減少させる。ウエッジプレートの垂直な並進による焦点調整方式は二枚のウエッジプレート間の距離を変化させ、像面Ｙ方向の並進を引き起こす。この並進は平行プレートの回転によって補償される必要がある。像の水平な並進は二枚の平行プレートをそれぞれＸ、Ｙ方向に沿って回転させることで調整できる。三枚のハーフレンズ群によって構成されるアフォーカル光学系の任意の一枚を移動させることで倍率を調整すると、同時に焦点面の変化を導入し、焦点面の変化は焦点調整システムによって補償される必要がある。
【０００６】
特許ＵＳ２００２０００５９４０は露光装置を開示しており、前記倍率調整機能は二枚のレンズで構成されるアフォーカル光学系の軸方向の並進によって実現される。前記焦点面調整機能は三枚のレンズで構成されるアフォーカル光学系の並進によって実現される。二枚のレンズで構成されるアフォーカル光学系の並進によって倍率を調節する場合は焦点面の変化が引き起こされ、同様に三枚のレンズで構成されるアフォーカル光学系によって焦点面を調整する場合は倍率の変化が引き起こされる。従って、焦点面と倍率の調整装置は焦点面又は倍率の調整を組み合わせて行うために同時に使用される必要がある。
【０００７】
従来の焦点面と倍率の調整装置はいずれも分離されたものであって、それぞれ倍率と焦点面調整を行い、かつ調整がその他望ましくないクロストークを招き、これらクロストークはその他の装置によって補償される必要があり、この調整プロセスはかなり煩雑なものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、焦点面、倍率、位置を調整することと同時にその他の変化を導入することなく、焦点面、倍率、位置の調整を同時又は個別に実現する調整装置及び調整方法を提供することである。
【０００９】
前記の目的を実現するため、本発明は、入射光面と出射光面を一対の平行平面とする光学系であり、かつ露光装置中に設置される調整装置であって、少なくとも一つのウエッジレンズと複数の光学レンズとを有し、少なくとも一対の隣接するレンズの相対位置を調整することにより、前記露光装置に対応する視野の焦点面、倍率、位置の内の少なくとも一つを調整するために用いられることを特徴とする調整装置を提供する。
【００１０】
好ましくは、前記露光装置が光源と、フォトマスクと、投影光学系と、感光基板とを有し、前記調整装置が前記フォトマスクと前記投影光学系の間、若しくは前記投影光学系と前記感光基板の間、若しくは前記投影光学系の内部に設置され、前記光源が前記フォトマスク上のパターンを照射して結像させ、かつ前記調整装置を介して光路が調整された後、前記感光基板上に投影露光される。
【００１１】
好ましくは、前記投影光学系が少なくとも一つのダイソン光学系を有し、前記ダイソン光学系が直角反射鏡と、レンズと、凹面反射鏡とを有する。
【００１２】
好ましくは、前記調整装置が複数のダイソン光学系の間、又はダイソン光学系の直角反射鏡とレンズの間に設置される。
【００１３】
好ましくは、前記調整装置は、
第一斜面と第一ウエッジ角とを有する第一のウエッジレンズと、
第二斜面と、該第二斜面に相対する第一湾曲面とを有し、前記第二斜面が前記第一斜面に近接し、かつ平行であって、第一ウエッジ角を有し、前記第一湾曲面が第一曲率半径を有する、第一光学レンズと、
第二湾曲面と、該第二湾曲面に相対する第三湾曲面とを有し、前記第二湾曲面が前記第一湾曲面に近接し、第一曲率半径と同一、又は近似する第二曲率半径を有し、前期第三湾曲面が第三曲率半径を有する、第二光学レンズと、
前記第三湾曲面に近接する第四湾曲面を有し、前記第四湾曲面が第三曲率半径と同一、又は近似する第四曲率半径を有する、第三光学レンズとを有する。
【００１４】
好ましくは、前記調整装置の第一ウエッジ角の角度範囲が０．５°〜１０°である。
【００１５】
好ましくは、前記調整装置の第一曲率半径、第二曲率半径、第三曲率半径、第四曲率半径の半径範囲が２００ｍｍ〜２０００ｍｍである。
【００１６】
好ましくは、前記調整装置は、
第一斜面と第一ウエッジ角とを有する第一のウエッジレンズと、
第二斜面と、該第二斜面に相対する第一湾曲面とを有し、前記第二斜面が前記第一斜面に近接し、かつ平行であって、第一ウエッジ角を有し、前記第一湾曲面が第一曲率半径を有する、第一光学レンズと、
第二湾曲面と、該第二湾曲面に相対する第三湾曲面とを有し、前記第二湾曲面が前記第一湾曲面に近接し、第一曲率半径と同一、又は近似する第二曲率半径を有し、前期第三湾曲面が第三曲率半径を有する、第二光学レンズと、
第四湾曲面と、該第四湾曲面に相対する第三斜面とを有し、前記第四湾曲面が前記第三湾曲面に近接し、第三曲率半径と同一、又は近似する第四曲率半径を有し、前記第三斜面が第一斜面に平行で、第二ウエッジ角を有する、第三光学レンズと、
第四斜面と第二ウエッジ角とを有し、前記第四斜面が前記第三斜面に近接し、かつ第一斜面に平行である、第二ウエッジレンズとを有する。
【００１７】
好ましくは、前記調整装置の第一ウエッジ角の角度範囲が０．５°〜１０°である。
【００１８】
本発明は更に、調整装置に応用する調整方法であって、調整装置を露光装置中に設置することを含み、前記調整装置が入射光面と出射光面を一対の平行平面とする光学系であり、かつ少なくとも一つのウエッジレンズと複数の光学レンズとを有し、前記調整方法が更に少なくとも一対の隣接するレンズの相対位置を調整することにより、前記露光装置に対応する視野の焦点面、倍率、位置の内の少なくとも一つを調整することを特徴とする調整方法を提供する。
【００１９】
好ましくは、前記調整装置は第一ウエッジレンズと、第一光学レンズと、第二光学レンズと、第三光学レンズとを有し、前期第一ウエッジレンズが前記第一斜面と第一ウエッジ角とを有する。
【００２０】
好ましくは、前記焦点面調整は前記第一斜面の方向に沿って第一ウエッジレンズを移動させることによって実現される。
【００２１】
好ましくは、前記倍率の調整は光軸方向に沿って前記第一光学レンズ、第二光学レンズ、第三光学レンズの内の一つ、又は複数を移動させることによって実現される。
【００２２】
好ましくは、前記倍率の調整は光軸方向に沿って前記第一光学レンズ、第二光学レンズ、第三光学レンズの内の一つ、又は複数を移動させると同時に、第一斜面の方向に沿って第一ウエッジレンズを移動させることによって、焦点面に変化の無い倍率調整を実現する。
【００２３】
好ましくは、前記位置調整は並進及び／又は回転による調整であって、前記調整装置全体を傾斜回転させることによって、及び／又は光軸方向に沿って第一ウエッジレンズを回転させることによって、露光パターンの感光基板上における画像位置の相対並進及び／又は回転を実現する。
【００２４】
好ましくは、前記調整装置は更に第二ウエッジレンズを有し、前記第二ウエッジレンズが第四斜面と第二ウエッジ角とを有し、かつ第一斜面に平行である。
【００２５】
好ましくは、前記焦点面調整は前記第一斜面方向に沿って、前記第一ウエッジレンズ又は第二ウエッジレンズを相対移動させることによって、焦点面の変化を実現する。
【００２６】
好ましくは、前記倍率の調整は光軸方向に沿って前記第一光学レンズ、第二光学レンズ、第三光学レンズの内の一つ、又は複数を移動させることによって、倍率の変化を実現する。
【００２７】
好ましくは、前記倍率の調整は光軸方向に沿って前記第一光学レンズ、第二光学レンズ、第三光学レンズの内の一つ、又は複数を移動させると同時に、第一斜面の方向に沿って第一ウエッジレンズ、第二ウエッジレンズの内の一つ、又は複数を移動させることによって焦点面に変化の無い倍率調整を実現する。
【００２８】
好ましくは、前記位置調整が並進及び／又は回転による調整であって、前記調整装置全体を傾斜回転させることによって、及び／又は露光光路の光軸に沿って第一ウエッジレンズ及び／又は第二ウエッジレンズを回転させることによって、露光パターンの感光基板上における画像位置の相対並進及び／又は回転を実現する。
【００２９】
本発明は、更に光源と、フォトマスクと、感光基板と、前記調整装置とを有する露光装置を提供する。前記光源はフォトマスク上のパターンを照射して結像させ、かつ前記調整装置を介して光路が調整された後、前記感光基板上に投影露光される。
【００３０】
従来技術と比較し、本発明は、焦点面、倍率、位置を調整するのと同時にその他の変化を導入することなく、焦点面、倍率、位置の連続的な調整を同時又は個別に実現できる特殊な形状の調整装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例において提供する露光装置光学系の大まかな構成図である。
【図２Ａ】本発明の実施例一において提供する調整装置の構造の概要を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の実施例二において提供する調整装置の構造の概要を示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施例一において提供する調整装置の焦点面調整の概要を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施例二において提供する調整装置の焦点面調整の概要を示す図である。
【図４Ａ】本発明の実施例一において提供する調整装置の倍率調整の概要を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施例二において提供する調整装置の倍率調整の概要を示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施例一において提供する調整装置の並進調整の概要を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の実施例一において提供する調整装置の並進調整の概要を示す図である。
【図６】本発明の実施例三において提供する調整装置の構造の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して、本発明の発明を実施するための形態について更に詳細に説明する。以下の説明に基づき、かつ請求の範囲を踏まえて、本発明の優位性と特長を更に明確にする。いずれの図面も非常に簡易化した形式を採用し、かつ正確ではない比率を使用しているが、本発明の実施例の補助的な説明に役立て、説明を明確にする目的にのみ（これら図面を）使用することは自明である。
【００３３】
図１に示すのは露光装置光学系の大まかな構成図であり、本発明が提供する露光装置は、光源１と、フォトマスク２と、調整装置３と、ダイソン光学系１０と、ダイソン光学系１１と、感光基板１２とを有し、前記ダイソン光学系１０は直角反射鏡４と、レンズ５と、凹面反射鏡６とを有し、前記ダイソン光学系１１は、直角反射鏡７と、レンズ８と、凹面反射鏡９とを有し、前記調整装置３がフォトマスク２と直角反射鏡４の間に設置され、前記調整装置３全体がその両端（即ち入射光面と出射光面）を平行平面とするアフォーカル光学系であり、前記光学系に光学的焦点距離は存在せず、前記光学系を通過する光に対して集束作用を持たない。前記調整装置３は複数の位置に設置することができ、図１の番号未表示の破線による四角形の囲みは調整装置３のその他設置可能な位置であるが、図１に示す位置のみに限定されず、更にこの調整装置３を任意の像視野調整が可能な光路中に設置することができる。前記光源１はフォトマスク２上のパターンを照射して結像させ、調整装置、ダイソン光学系１０、１１を介して前記感光基板１２上に投影露光される。
【００３４】
前記露光装置は少なくとも一つのダイソン光学系を有し、図１では、露光装置は二つのダイソン光学系、即ちダイソン光学系１０と１１とを有するが、これは該露光装置の説明を容易にするためのものであって、ダイソン光学系の数は二つに限定されない。また実際の必要性に応じて、前記ダイソン光学系をその他光学系に変更してもよい。
【００３５】
実施例一
図２Ａを参照するに、本実施例において、前記調整装置３の入射光面３４１は出射光面３１２と相互に平行な平面であって、厚みはＨ１であり、
また、
第一斜面３４２と、第一ウエッジ角θ１とを有する、第一ウエッジレンズ３４と、
第二斜面３３１と、該第二斜面３３１に相対する第一湾曲面３３２とを有し、前記第二斜面３３１が前記第一斜面３４２に近接し、かつ平行であって、第一ウエッジ角θ１を有し、前記第一湾曲面３３２が第一曲率半径Ｒ１を有する、第一光学レンズ３３と、
第二湾曲面３２１と、該第二湾曲面３２１に相対する第三湾曲面３２２とを有し、前記第二湾曲面３２１が前記第一湾曲面３３２に近接し、第一曲率半径Ｒ１と同一又は近似する第二曲率半径Ｒ２を有し、前記第三湾曲面３２２が第三曲率半径Ｒ３を有する、第二光学レンズ３２と、
前記第三湾曲面３２２に近接する第四湾曲面３１１を有し、第三曲率半径Ｒ３と同一又は近似する第四曲率半径Ｒ４を有する、第三光学レンズ３１とを有する。
【００３６】
前記調整装置３の第一曲率半径Ｒ１と、第二曲率半径Ｒ２と、第三曲率半径Ｒ３と、第四曲率半径Ｒ４の半径範囲が２００ｍｍ〜２０００ｍｍである。前記調整装置３のレンズ材料には高紫外線透過性材料が使用される。前記調整装置３の第一ウエッジ角θ１の角度範囲が０．５°〜１０°である。
【００３７】
前記光学レンズ３１、３２、３３は、正円のレンズ、又は正円のレンズ上から切り取られて得られた一部分であってもよく、かつ図２Ａに示す曲面の湾曲方向に限定されない。前記調整装置３の光路における設置順は、レンズ３１から３４の順でも、レンズ３４から３１の順でもよい。前記光学レンズ３１と３３は平凸レンズでも平凹レンズでもよく、前記光学レンズ３２は両凸レンズ、両凹レンズ、又はメニスカスレンズでもよい。前記調整装置３のウエッジ面の方向は図２Ａに示す通りである。
【００３８】
図３Ａを参照するに、図中において、前記ウエッジレンズ３４は斜面方向に沿って移動することができ、ウエッジレンズ３４の光路中での厚みを増加又は減少させることで調整装置３を通過する光学的距離を変化させ、焦点面の変化を実現する。この外、前記ウエッジレンズ３４が斜面に沿って移動する時、光学レンズ３３とウエッジレンズ３４の間の空気間隔は等しく不変を維持することから、像水平位置の並進を導入することなく、焦点面を調整することができる。
【００３９】
ユーザーは実際の必要性に応じて調整装置３の設置位置を選択することができる。前記調整装置３をフォトマスク２と直角反射鏡４の間に設置することで、最適なフォトマスクの位置を変更することができ、調整装置３を感光基板と直角反射鏡７の間に設置することで、最適な感光基板の位置を変更することができる。
【００４０】
焦点面調整の感度は第一斜面３４２の第一ウエッジ角θ１に正比例し、ウエッジレンズ３４に使用する材料の屈折率に正比例する。適切な材料と第一ウエッジ角θ１のサイズを選択することで、露光装置光学系の調整範囲と調整精度に対する各異なるニーズに応じた適切な焦点面調整の感度を提供することができる。
【００４１】
図４Ａを参照するに、光学レンズ３１と３２の間及び光学レンズ３２と３３の間の空気間隔のサイズを同時に変更させ、又はその内のいずれか一つの空気間隔のサイズを単独で変更させることによって、光学系倍率の変化を実現することができ、同時にウエッジレンズ３４を斜面方向に沿って並進させることで、空気間隔の変化に起因する焦点面の変化を解消し、その他の影響を受けることのない倍率調整を実現する。
【００４２】
倍率調整の感度は選択され調整された空気間隔と関連性を有し、前記二つの空気間隔の感度はいずれも隣接する二枚の光学レンズの材料及び曲率半径と関連性を有する。図４Ａを参照するに、光学レンズ３１と３２の間の空気間隔感度は光学レンズ３１の材料、光学レンズ３１の曲率半径Ｒ４、光学レンズ３２の材料、光学レンズ３２の曲率半径Ｒ３と関連性を有し、光学レンズ３２と３３の空気間隔感度も同様である。設計時に露光装置光学系の調整範囲、調整精度に対する各異なるニーズに応じて適切な材料と曲率半径の組み合わせを選択することで、該光学系の機構や制御等の感度を最適化することができる。更に加工済みの調整装置３を用いて異なる空気間隔を選択調整することによって異なる感度を得ることができる。設計時に異なる曲率半径と材料の組み合わせを選択することで、２つの空気間隔が異なる感度を有するようにすることができる。このように低感度間隔、高感度間隔を選択調整し、又は高感度と低感度の間隔を同時に調整することで異なる調整感度が得られるため、各種異なるシーンでのニーズに適用することができる。
【００４３】
図５Ａと５Ｂは調整装置３の並進調整の概要を示す図である。
【００４４】
前記調整装置３全体が平行プレートに相当することから、Ｘ軸の周りを回転させることによって像面のＹ方向への並進を調整することができ、Ｙ軸の周りを回転させることによって像面のＸ方向への並進を調整することができる。図５Ａと５Ｂはそれぞれ調整装置３のＹ軸の周りを回転することによる像面のＸ方向への並進の調整とＸ軸の周りを回転することによる像面のＹ方向への並進の調整を示す。図中において、Ｘ方向への並進距離が△Ｘ、Ｙ方向への並進の距離が△Ｙである。
【００４５】
並進調整の感度は前記四枚のレンズ３１、３２、３３、３４の材料全体の屈折率に正比例し、また前記四枚のレンズ全体の厚みＨ１に正比例する。同様に異なる材料とレンズの厚みを選択することによって異なる感度が得られる。
【００４６】
この外、前記調整装置３は更に回転調整機能を実現する。図２Ａに示す通り、露光光路の光軸に沿って第一ウエッジレンズを回転させることで、露光パターンの感光基板上における画像位置の相対回転移動を実現する。
【００４７】
下表１は調整装置３の図２Ａに示す構造の一つの具体的な実施例の詳細なデータを表示したものである。前記調整装置３の四枚のレンズは全て普遍的に使用される紫外線透過率の高い溶融石英材料で構成される。光学レンズ３１は曲率半径８００ｍｍの平凹レンズであり、光学レンズ３２は光学レンズ３１の一側に近接する曲率半径８００ｍｍ及び光学レンズ３３の一側に近接する曲率半径９００ｍｍの両凸レンズである。光学レンズ３３の曲率半径は９００ｍｍであり、ウエッジレンズ３４と光学レンズ３３のウエッジレンズ３４一側に近接するウエッジ角はいずれも５°である。前記調整装置３の四枚のレンズ中心の厚みはそれぞれ１５ｍｍ、１５ｍｍ、１５ｍｍ、１０ｍｍである。光学レンズ３１と３２の間の空気間隔は１．６ｍｍ、光学レンズ３２と３３の間の空気間隔は１．５ｍｍ、光学レンズ３３とウエッジレンズ３４の間の空気間隔は０．５ｍｍである。この外、表一に示す通り、曲率半径の「無限大」はレンズの一側が平面であることを示し、四枚のレンズ相互間の空気、曲率半径、中心の厚みの単位はいずれもｍｍである。
【００４８】
0006649951.tif 000002
【００４９】
前記調整装置３は焦点面調整、倍率調整、並進調整機能を実現することができる。前記ウエッジ装置３４は斜面方向に沿って移動し、ウエッジレンズ３４の光路中における厚みを増加又は減少させることで調整装置３を通過する光学的距離を変化させ、焦点面の変化を実現する。光学レンズ３１と３２間及び光学レンズ３２と３３の間の空気間隔のサイズを同時に変更させ、又はその内のいずれか一つの空気間隔のサイズを単独で変更することによって光学系倍率の変化を実現することができ、同時にウエッジレンズ３４を斜面方向に沿って並進させることで、空気間隔の変化に起因する焦点面の変化を解消し、その他の影響を受けることのない倍率調整を実現する。前記調整装置３全体が平行プレートに相当することから、Ｘ軸の周りを回転させることによって像面のＹ方向への並進を調整することができ、Ｙ軸の周りを回転させることによって像面のＸ方向への並進を調整することができる。
【００５０】
前記調整装置３は表一中の詳細なデータを使用するものである。この時、該調整装置３の焦点面調整の感度は２８．１２５ｎｍ／ｕｍである。即ち、ウエッジレンズは５°の斜面方向に沿って斜上方に向かって移動する時、１ｕｍ移動する毎に焦点面を２８．１２５ｎｍ短縮させることができる。該感度はやや低いものであって、機構及び制御に対する要求も極めて低いことから、こうすることで焦点面に対する精密な制御が非常に容易に実現できる。
【００５１】
光学レンズ３１と３２の間の空気間隔の倍率調整感度は０．５７ｐｐｍ／ｕｍであり、空気間隔が１０ｕｍ増加すると、光学系倍率が５．７ｐｐｍ増加する。光学レンズ３２と３３の間の空気間隔の倍率調整感度は−０．５３ｐｐｍ／ｕｍであり、空気間隔が１０ｕｍ増加すると、光学系倍率は５．３ｐｐｍ減少する。前記二つの間隔の感度の絶対値がかなり近似する原因は同一の材料を使用し、かつ曲率半径がかなり近似するからである。倍率に対する精密な調整が必要な場合は、光学レンズ３１と３２の間の空気間隔（光学レンズ３１を軸方向に移動させる）を変化させるのみで足りる。更に高い感度が必要な場合は、前記二つの空気間隔（光学レンズ３２を軸方向に移動させる）を同時に反対方向に変化させることで、１１ｐｐｍ／１０ｕｍの感度が得られる。倍率調整が引き起こした焦点面の微量変化についてはウエッジレンズ３４を用いて焦点面の補償調整を行うことができる。
【００５２】
表一のデータを使用する調整装置３の像面並進感度は１７．６ｎｍ／μｒａｄであり、前記調整装置３全体がＸ軸周りに１μｒａｄ回転すると、像面がＹ方向上において１７．６ｎｍ並進する。同様に、該調整装置３がＹ軸周りに１μｒａｄ回転すると、像面がＸ方向上において１７．６ｎｍ並進する。
【００５３】
実施例二
本実施例と実施例一の違いは、図２Ｂに示す通りである。実施例二において、前記調整装置３の入射光面３８１と出射光面３５２は相互に平行な平面であって、厚みはＨ２であり、また、
第一斜面３８２と、第一ウエッジ角θ１とを有する、第一ウエッジレンズ３８と、
第二斜面３７１と、該第二斜面３７１に相対する第一湾曲面３７２とを有し、前記第二斜面３７２が前記第一斜面３８２に近接し、かつ平行であって、第一ウエッジ角θ１を有し、前記第一湾曲面３７２が第一曲率半径Ｒ１を有する、第一光学レンズ３７と、
第二湾曲面３６１と、該第二湾曲面３６１に相対する第三湾曲面３６２とを有し、前記第二湾曲面３６１が前記第一湾曲面３７２に近接し、第一曲率半径Ｒ１と同一又は近似する第二曲率半径Ｒ２を有し、前記第三湾曲面３６２が第三曲率半径Ｒ３を有する、第二光学レンズ３６と、
前記第三湾曲面３６２に近接する第四湾曲面３５１を有し、第三曲率半径Ｒ３と同一又は近似する第四曲率半径Ｒ４を有する、第三光学レンズ３５とを有する。
【００５４】
前記調整装置３の第一曲率半径Ｒ１と、第二曲率半径Ｒ２と、第三曲率半径Ｒ３と、第四曲率半径Ｒ４の半径範囲は２００ｍｍ〜２０００ｍｍである。前記調整装置３のレンズ材料には高紫外線透過性材料が使用される。前記調整装置３の第一ウエッジ角θ１の角度範囲が０．５°〜１０°である。
【００５５】
本実施例におけるその他構造及び技術的特性はいずれも実施例一と同一であり、前記光学レンズ３５、３６、３７は正円のレンズ、又は正円のレンズ上から切り取られて得られた一部分であってもよく、かつ図２Ｂに示す曲面湾曲方向に限定されない。前記調整装置３の光路における設置順は、レンズ３５から３８の順でも、レンズ３８から３５の順でもよい。前記光学レンズ３５と３７は平凸レンズでも平凹レンズでもよく、前記光学レンズ３６は両凸レンズ、両凹レンズ、又はメニスカスレンズでもよい。前記調整装置３のウエッジ面の方向は図２Ｂに示す通りである。
【００５６】
図３Ｂに示す調整装置３の焦点面調整の操作方式は図３Ａと一致し、図４Ｂに示す調整装置３の倍率調整の操作方式は図４Ａと一致することから、図３Ａと図４Ａの操作方式を参照できるため、ここでは説明を省略する。
【００５７】
図５Ａと５Ｂは実施例一における調整装置３の並進調整の概要を示す図であり、実施例二における調整装置３の並進調整の概要を示す図も同じく図５Ａと５Ｂである。
【００５８】
前記調整装置３全体が平行プレートに相当することから、Ｘ軸の周りを回転させることによって像面のＹ方向への並進を調整することができ、Ｙ軸の周りを回転させることによって像面のＸ方向への並進を調整することができる。図５Ａと５Ｂはそれぞれ調整装置３のＹ軸の周りを回転することによる像面のＸ方向への並進の調整とＸ軸の周りを回転することによる像面のＹ方向への並進の調整を示す。図中において、Ｘ方向への並進距離が△Ｘ、Ｙ方向への並進の距離が△Ｙである。
【００５９】
並進調整の感度は前記四枚のレンズ３５、３６、３７、３８の材料全体の屈折率に正比例し、また前記四枚のレンズ全体の厚みＨ２に正比例する。同様に異なる材料とレンズの厚みを選択することによって異なる感度が得られる。
【００６０】
この外、前記調整装置３は更に回転調整機能を実現することができる。図２Ｂに示す通り、露光光路の光軸に沿って第一ウエッジレンズを回転させることで、露光パターンの感光基板上における画像位置の相対回転移動を実現する。
【００６１】
実施例三
本実施例と実施例一／二との違いは、図６に示す通りである。実施例三において、前記調整装置３の入射光面１７１と出射光面１３２は相互に平行な平面であって、厚みはＨ３であり、
また、
第一斜面１７２と、第一ウエッジ角θ１とを有する、第一ウエッジレンズ１７と、
第二斜面１６１と、該第二斜面１６１に相対する第一湾曲面１６２とを有し、前記第二斜面１６１が前記第一斜面１７２に近接し、かつ平行であって、ウエッジ角θ１を有し、前記第一湾曲面１６２が第一曲率半径Ｒ１を有する、第一光学レンズ１６と、
第二湾曲面１５１と、第二湾曲面１５１に相対する第三湾曲面１５２とを有し、前記第二湾曲面１５２が前記第一湾曲面１６２に近接し、第一曲率半径Ｒ１と同一又は近似する第二曲率半径Ｒ２を有し、前記第三湾曲面１５２が第三曲率半径Ｒ３を有する、第二光学レンズ１５と、
第四湾曲面１４１と、該第四湾曲面１４１に相対する第三斜面１４２とを有し、前記第四湾曲面１４１が前記第三湾曲面１５２に近接し、第三曲率半径Ｒ３と同一又は近似する第四曲率半径Ｒ４を有し、前記第三斜面１４２が第一斜面１７２と平行で、第二ウエッジ角θ２を有する、第三光学レンズ１４と、
第四斜面１３１と第二ウエッジ角θ２とを有し、前記第四斜面１３１が前記第三斜面１４２に近接し、かつ第一斜面１７２と平行である、第二ウエッジレンズ１３とを有する。
【００６２】
前記調整装置３は、図２Ａ、２Ｂに示す調整装置３の焦点面、倍率、並進調整機能を実現する以外にも、第一ウエッジレンズ１７又は第二ウエッジレンズ１３の内のいずれか一枚が焦点面調整に用いられ、別の一枚が光軸の周りを回転することで、像面を水平方向に回転させることができる。
【００６３】
本実施例におけるその他の構造及び技術的特性はいずれも実施例一／二と同一であるため、ここでは説明を省略する。
【００６４】
前記実施例一、実施例二、実施例三の焦点面調整、倍率調整、並進調整機能は、同時に、又は単独で使用することができる。
【００６５】
以上を要約すると、本発明は、焦点面、倍率、並進の連続的な調整を同時に、又は個別に実現でき、かつ焦点面、倍率、並進を調整するのと同時にその他の変化を導入することのない一組の特殊な形態の調整装置を提供するものであって、前記その他の変化には焦点面調整に起因する像面並進の変化と倍率調整に起因する焦点面の変化が含まれる。
【００６６】
以上は本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を何ら限定するものではない。本技術分野の技術者が本発明の技術的解決手段の範囲内において、本発明が開示する技術的解決手段と技術内容に加えた何等かの形式の同等の入れ替え又は修正等の変更は、全て本発明の技術的解決手段の内容に属するものであり、本発明の保護の範囲に該当する。
【符号の説明】
【００６７】
１：光源、２：フォトマスク、３：調整装置、４：直角反射鏡、５：レンズ、６：凹面反射鏡、７：直角反射鏡、８：レンズ、９：凹面反射鏡、１０：ダイソン光学系、１１：ダイソン光学系、１２：感光基板、３１：光学レンズ、３２：光学レンズ、３３：光学レンズ、３４：ウエッジレンズ、３５：光学レンズ、３６：光学レンズ、３７：光学レンズ、３８：ウエッジレンズ、△Ｘ：Ｘ方向並進量、△Ｙ：Ｙ方向並進量、１３：ウエッジレンズ、１４：光学レンズ、１５：光学レンズ、１６：光学レンズ、１７：ウエッジレンズ。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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