JPH0786139A

JPH0786139A - 露光装置

Info

Publication number: JPH0786139A
Application number: JP5228721A
Authority: JP
Inventors: Kinya Kato; 欣也加藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1993-09-14
Publication date: 1995-03-31
Anticipated expiration: 2018-07-14
Also published as: JP3427128B2

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成で倍率補正を実行できる露光装置
を提供すること。【構成】第１の物体(2) と第２の物体(6) とを走査さ
せつつ投影光学系を介して第１の物体の像を第２の物体
上に投影露光する露光装置は、第１の物体と第２の物体
との少なくとも走査直交方向で曲率を持つように撓ませ
る手段(13)を有する。そして、投影光学系は、第１の物
体の正立像を形成する複数の正立光学系 (3a〜3e) を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走査型の露光装置に関
し、特に大画面を露光する際に好適な露光装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】広い露光領域を一括して転写する露光装
置としては、マスクと基板とを移動させつつ互いにコン
セントリックな球面反射鏡によってマスクの像を基板上
に順次形成するスリット走査型の露光装置が、ミラープ
ロジェクションアライナーとして従来から知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、広い露
光領域において高解像度のもとでパターンを転写する場
合、上述の如きミラープロジェクションアライナーで
は、高精度な球面反射鏡の大口径化を図る必要がある。
そのため、反射鏡の製造が困難となると共に、製造コス
トが大幅に高くなるという問題点がある。

【０００４】そこで、多数のレンズアレイを１次元方向
に沿って配置し、この方向と直交方向に原画（転写パタ
ーン）と被露光物体とを走査させるマルチレンズ方式の
露光装置が本願と同一出願人による特願平5-161588号公
報において提案されている。この特願平5-161588号公報
で提案されている露光装置は、マスクの等倍正立像を基
板上に形成する投影光学系が千鳥状に配列される構成を
有し、マスクと基板との走査露光が行なうものである。
この露光装置では、投影光学系の数を増すことにより露
光領域の拡大化に対応できる。

【０００５】また、最近では、液晶パネル製造のプロセ
ス上の都合で、基板への投影倍率を可変にすることが要
求されている。ここで、マルチレンズ方式の露光装置で
は、複数の投影光学系の倍率を各々変化させたとして
も、各投影光学系間の光軸間隔が一定であるため、画面
全体で一様に倍率を変化させることができなかった。そ
こで、本発明は、簡単な構成で倍率補正を実行できる露
光装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明による露光装置は、以下の構成を有する。例
えば図１に示すように、第１の物体(2) と第２の物体
(6) とを移動させつつ、投影光学系を介して第１の物体
の像を第２の物体上に投影露光する露光装置は、第１の
物体と第２の物体との少なくとも一方を移動する方向と
実質的に直交する方向で曲率を持つように撓ませる手段
(13)を有するように構成され、投影光学系は、第１の物
体の正立像を形成する複数の正立光学系 (3a〜3e) を有
するように構成される。

【０００７】また、正立光学系は、正立光学系の光路長
を可変にする光路長可変手段 (4a〜4e) を有するように
構成されることが望ましい。なお、本発明における正立
像とは、上下左右の横倍率が正となる像のことである。

【０００８】

【作用】上述の構成の如き本発明においては、第１の物
体と第２の物体との少なくとも一方を走査方向に対して
垂直な方向（走査垂直方向）に撓ませることができるた
め、この走査垂直方向における物体の長さを可変にでき
る。従って、走査方向と直交する方向における倍率を実
質的に変化させることが可能となる。

【０００９】例えば、第１の物体を撓ませた場合、第２
の物体上ではＺ方向（光軸方向）における焦点誤差が生
じる。この焦点誤差が投影光学系の被写界深度内であれ
ば、第１の物体を第２の物体上に投影転写する際の影響
はない。ここで、投影光学系の被写界深度とは、焦点深
度に対応する物体側の範囲であって、例えば投影光学系
が等倍であるときには、焦点深度と被写界深度とは等し
くなる。

【００１０】ここで、焦点誤差が投影光学系の被写界深
度よりも大きく発生する場合には、投影光学系の光路長
を可変にする光路長可変手段を設けることが望ましい。
これにより、焦点誤差を投影光学系の被写界深度内に収
めることができ、良好な結像状態のもとで第１の物体の
像を第２の物体上に形成できる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明による実施例
を説明する。図１は、本発明による実施例の構成を示す
図である。尚、本実施例においては、投影光学系３の光
軸方向をＺ軸とし、走査方向をＹ軸としている。そし
て、これらのＺ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸として
いる。

【００１２】図１において、照明光学系１からの露光光
（例えばｇ線、ｉ線等）は、マスクステージ８上に載置
されるマスク２上を均一に照明する。マスク２上には、
例えばクロム等から構成される回路パターンが形成され
ており、この回路パターンは、複数の投影光学系３ａ〜
３ｅによってプレートステージ７上に載置されているプ
レート６上に投影転写される。ここで、複数の投影光学
系３ａ〜３ｅは、それぞれ回路パターンの等倍の正立正
像を形成するものである。複数の投影光学系３ａ〜３ｅ
としては、例えば２組のリレー光学系を組合せたもの
や、不均質レンズ等から構成されるもの等が適用でき
る。なお、図１においては、５組の投影光学系３ａ〜３
ｅを図示しているが、投影光学系の数は５組には限られ
ない。

【００１３】ここで、マスクステージ８とプレートステ
ージ７とは、Ｙ軸方向（図中紙面垂直方向）に移動可能
に構成されており、露光時には、図示なき駆動部によっ
て、マスク２とプレート６とが一体となってＹ方向に移
動する。これにより、プレート６上には、マスク２上の
回路パターンが走査露光される。さて、図１に示す露光
装置には、マスク２を走査垂直方向において撓ませるた
めのマスク変形部１３が設けられている。マスク変形部
１３は、マスク２に対して荷重を加えることによりマス
クを撓ませるものである。このとき、マスク変形部１３
が加える荷重の一例を図２に示す。なお、図２において
は、マスク２に対して荷重を加えるアクチュエータを図
示省略している。

【００１４】図２(a) において、断面がＬ字形状のマス
クステージ８ａ₁,８ａ₂は、マスク２の両端部を真空吸
着して、マスク２を支持している。このとき、マスクス
テージ８ａ₁,８ａ₂が互いに近づくように、図示なき駆
動部によって図中矢印方向（Ｙ方向）に移動させる（マ
スク２のＹ方向に圧縮荷重を加える）と、マスク２は、
投影光学系側に凸面を向けた形状に変形する。

【００１５】また、マスク変形部１３としては、図２
(b) に示す如く、マスク２のＺ方向から集中荷重を加え
るような構成でも良い。図２(b) において、マスク２
は、マスクステージ８ｂ₁,８ｂ₂に真空吸着されてい
る。そして、マスク２のＸ方向における両端部に対し
て、図中矢印方向（Ｚ方向）から荷重を加えると、マス
ク２は、投影光学系側に凸面を向けた形状に変形する。
このとき、マスク２に荷重を加える構成としては、例え
ば棒状の部材をマスク２に当接して、この部材をアクチ
ュエータ等によってＺ方向に駆動する構成が考えられ
る。

【００１６】そして、図２(c) のように、コの字形状の
断面を持つマスクステージ８ｃ₁,ｃ ₂によって、マスク
２の両端部を挟むように保持する構成が考えられる。こ
のとき、図中矢印にて示されるように、マスク２の両端
に沿った軸を中心とした回転方向（Ｘ軸を中心とした回
転方向）でマスクステージ８ｃ₁,ｃ₂を回動させると、
マスク２は、投影光学系側に凸面を向けた形状に変形す
ることになる。尚、図２(b),(c) において、図に示され
る矢印とは逆方向に力を加えると、マスク２は投影光学
系側に凹面を向けた形状に変形することになる。

【００１７】なお、マスク２に対して力を加えるアクチ
ュエータとしては、例えば積層型圧電素子を適用するこ
とができる。また、本実施例では、マスク２を撓ませる
構成としているが、プレート６を撓ませる構成でも良
い。次に、図３を参照して、マスク２の撓み量について
定量的な検討を行なう。図３は、マスク２のＹＺ平面に
おける断面図である。尚、以下の説明においては、マス
ク２の撓みが所定の点を中心とした円弧形状であると仮
定する。

【００１８】図３において、撓んだマスク２のＹ方向に
沿った長さは、撓みの曲率半径をＲとするとき、

【００１９】

【数１】Ｌ≒２Ｒθ ‥‥（１）で近似できる。このとき、撓みの曲率半径Ｒは、図中破
線にて示されるマスク２の厚さ方向における中立面（伸
縮しない面）を基準に考える。そして、マスク２の下面
の片側縮み量ΔＬは、マスク２の厚さをＤ、撓みの曲率
中心点からマスク２の中心点（最も大きな撓み量となる
箇所）へ張る直線とこの曲率中心からマスク２の端部へ
張る直線とのなす角度をθとするとき、

【００２０】

【数２】 ΔＬ＝Ｄ・θ／２ …（２）で表される。ここで、マスク２の端部のおける変形量Δ
Ｚ（マスク２の中心部と端部との光軸方向におけるずれ
量）は、

【００２１】

【数３】 ΔＺ＝Ｒ（１−ｃｏｓθ） ≒Ｒθ²／２ …（３）で示される。このとき、撓む前と撓んだ後とにおけるマ
スク２の縮み率（伸び率）ａは、

【００２２】

【数４】ａ＝２ΔＬ／Ｌ …（４）で表される。この（４）式と前述の（１）式から、縮み
率（伸び率）ａは、

【００２３】

【数５】ａ＝Ｄ・θ／Ｌ …（５）となる。（２）式乃至（５）式より、撓みの曲率半径Ｒ
を消去すれば、マスク２の端部における変形量ΔＺは、

【００２４】

【数６】 ΔＺ＝ａ・Ｌ²／４Ｄ …（６）で表される。例えば、撓んだマスク２のＹ方向の長さが
Ｌ＝300mm 、マスク２の厚さがＤ＝６ｍｍの場合を考え
る、このとき、マスク２の縮み率がａ＝２×10^-5(20pp
m) となるようにするためには、撓みによるマスク２の
端部の変形量ΔＺがΔＺ＝０．０７５ｍｍ＝７５μｍと
なるように、マスク変形部１３によってマスク２を撓ま
せれば良い。尚、マスク２の端部の変形量ΔＺは、マス
ク２の中心部と端部との光軸方向におけるずれ量を指す
ため、マスク２の端部が固定されている場合には、マス
ク２の中心部における変形量と見做せる。

【００２５】さて、撓んだマスク２上の回路パターンの
像は、複数の投影光学系３ａ〜３ｅによって、プレート
６上に形成される。このとき、プレート６上に形成され
る回路パターン像の走査直交方向（Ｘ方向）における倍
率は、マスク２の縮み率ａと同じとなる。このように、
本実施例による露光装置では、走査直交方向（Ｘ方向）
における倍率を実質的に変化させることが可能となる。

【００２６】上述の実施例において、撓みによるマスク
２の変形量ΔＺが各投影光学系３ａ〜３ｅの被写界深度
内に収まっていれば、プレート６上には良好な結像状態
のもとでマスク２の回路パターン像が形成される。以
下、撓みによるマスク２の変形量ΔＺと投影光学系の被
写界深度との関係について具体的に説明する。なお、以
下の説明においては、マスク２のＹ方向の長さＬをＮ個
（但しＮは奇数）の領域に分割して露光を行なう場合を
考え、マスク２のＹ方向における中心の領域を基準（１
番目）とする。

【００２７】ｎ番目（ｎは自然数）の領域におけるＺ方
向のずれ量δ_nは、ｎ−１番目の領域の外側の端部と中
心点とのＺ方向のずれ量ΔＺ_n-1と、ｎ番目の領域にお
ける外側の端と中心点とのＺ方向のずれ量ΔＺ_nとの差
である。よって、ｎ番目の領域におけるＺ方向のずれ量
δ_nは、ｎ番目の領域における外側の端と撓みの曲率中
心とを結ぶ直線と、中心部（中心の領域の中心点）と撓
みの曲率中心とを結ぶ直線とがなす角度をθ_nとする
と、

【００２８】

【数７】 δ_n＝ΔＺ_n−ΔＺ_n-1 ＝（θ_n ²−θ_n-1 ²）・Ｒ／２ …（７）と表される。ただし、θ_n＝θ／ｎ＋２θ／Ｎ＝（２ｎ−１）θ／ｎ（ｎ＝１，２，‥‥（Ｎ＋１）／２）である。

【００２９】ここで、マスク２の両端の領域は、（Ｎ＋
１）／２番目となる。従って、マスク２の両端部の領域
におけるＺ方向のずれ量δ_(N+1)/2は、

【００３０】

【数８】 δ_(N+1)/2＝（Ｒθ²／２）｛４（Ｎ−１）／Ｎ²｝＝ΔＺ・４（Ｎ−１）／Ｎ² …（８）で表される。ここで、マスク２の両端の領域におけるＺ
方向のずれ量δ_(N+1)/2は、投影光学系の被写界深度の
量をΔｔ（本発明では等倍であるため焦点深度と等し
い）とするとき、

【００３１】

【数９】 δ_(N+1)/2 ≦ Δｔ …（９）を満足させると良い。ここで、Δｔ＝ΔＺ／ｂ（ｂは定
数）とすると、上記（９）式は、

【００３２】

【数１０】４（Ｎ−１）／Ｎ²≦１／ｂ …（１０）となり、この（１０）式を変形すると、以下の（１１）
式の如くなる。

【００３３】

【数１１】Ｎ≧２｛ｂ＋（ｂ²−ｂ）^1/2｝ …（１１）例えば、マスク２の撓み量ΔＺ（マスク２の中心部と端
部とのＺ方向におけるずれ）が７５μｍ、投影光学系の
焦点深度が±１２．５μｍの場合には、ｂ＝３であるた
め、Ｎ≧１０．９となる。従って、上述の場合、マスク
２を１１分割よりも多く分割すれば、各投影光学系の被
写界深度内にマスク２が位置することになる。

【００３４】さて、上記の例では、露光領域を分割する
ことによって、マスク２の撓みによる焦点誤差の補正を
行なっている。ここで、例えば撓みによるマスク２の変
形量ΔＺが各投影光学系３ａ〜３ｅの焦点深度よりも大
きくなる場合には、各投影光学系３ａ〜３ｅの光路中に
光路長補正手段を配置して、各投影光学系３ａ〜３ｅの
焦点位置を補正すれば良い。

【００３５】具体的には、図１に示す如く、各投影光学
系３ａ〜３ｅの光路中に光路長補正部材４ａ〜４ｅを挿
入する。これにより、マスク２の撓みにより生じる焦点
誤差を各投影光学系３ａ〜３ｅの光路長を互いに異なら
せて補正できる。以下、光路長補正部材４ａ〜４ｅの構
成について定量的な検討を行なう。尚、以下の説明にお
いては、上述の例と同様に、マスク２のＹ方向の長さＬ
をＮ個（但しＮは奇数）の領域に分割して露光を行なう
場合を考える。

【００３６】ｍ番目（ｍは自然数）の領域におけるＺ方
向のずれ量δ_mは、ｍ−１番目の領域における外側の端
と中心点とのＺ方向のずれ量ΔＺ_m-1と、ｍ番目の領域
における外側の端と中心点とのＺ方向のずれ量ΔＺ_mと
の差である。ここで、ｍ番目の領域における変形量の平
均（中心点に対する変形量の平均値）ΔＺ_maは、上記
（７）式より、

【００３７】

【数１２】 ΔＺ_ma＝（ΔＺ_m＋ΔＺ_m-1）／２＝（Ｒ／２）（θ_m ²＋θ_m-1 ²）／２＝（４ｍ²−８ｍ＋５）Ｒθ²／２Ｎ² …（１２）で表される。

【００３８】従って、このｍ番目の領域をプレート６上
に投影する投影光学系の光路中に、上記変形量の平均Δ
Ｚ_maだけ光路長を補正する光路長補正部材を挿入すれ
ば、このｍ番目の領域をプレート６上に焦点誤差なく結
像させることができる。ここで、光路長補正部材４ａ〜
４ｅがそれぞれ平行平面板で構成される場合、以下の
（１３）式を満足するように、この平行平面板を構成す
れば、撓みによるマスク２の焦点誤差を補正することが
できる。

【００３９】

【数１３】ｄ（ｎ−１）／ｎ＝（４ｍ²−８ｍ＋５）Ｒθ²／２Ｎ² …（１３）但し、ｄ：平行平面板の厚さ、ｎ：平行平面板の露光波長における屈折率、である。そして、上記（１３）式は、以下のように変形
できる。

【００４０】

【数１４】ｄ＝ｎ（４ｍ²−８ｍ＋５）Ｒθ²／｛（ｎ−１）２Ｎ²｝…（１４）なお、上記（１４）式においては、撓んだマスク２の中
心部を基準としている。すなわち、マスク２の中心部か
らｍ番目の領域をプレート６上に結像させる投影光学系
の光路中に上記（１４）式を満足するように構成される
平行平面板を挿入する。

【００４１】ここで、図１の例のように、マスク２が投
影光学系３ａ〜３ｅ側に凸面を向けた形状に撓む場合を
考える。このとき、マスク２の中心領域（１番目の領
域）を投影する投影光学系の光路内の平行平面板の厚さ
をｄ₀とすると、ｍ番目の領域を投影する投影光学系の
光路内に配置される平行平面板の厚さｄ_mは、

【００４２】

【数１５】ｄ_m＝ｄ₀＋ｄ …（１５）で表される。また、マスク２が投影光学系側に凹面を向
けた形状に撓む場合、マスク２の中心領域（１番目の領
域）を投影する投影光学系の光路内に配置される平行平
面板の厚さをｄ₀とすると、ｍ番目の領域を投影する投
影光学系の光路内に配置される平行平面板の厚さｄ
_mは、以下の（１６）式を満足する。

【００４３】

【数１６】ｄ_m＝ｄ₀−ｄ …（１６）この光路長補正部材４ａ〜４ｅの具体的な構成の一例を
図４に示す。図４において、互いに異なる厚さを有する
平行平面板４１〜４４は、複数の開口部を持つ枠４０の
開口部内に設けられている。そして、枠４０は、平行平
面板４１〜４４の配列方向に沿って移動可能に設けられ
ており、これらの平行平面板４１〜４４の何れか１枚が
投影光学系の光路中に位置する、またはこれらの平行平
面板４１〜４４の何れも位置しないように光路長補正部
１４によって駆動される。

【００４４】次に、図１に戻って、倍率調整の動作につ
いて説明する。図１に示す露光装置には、倍率に関する
情報を入力するために、キーボード等からなる入力部１
１が設けられている。この入力部１１に入力された所望
の倍率に関する情報は、ＣＰＵ及びメモリー部から構成
される制御部１２へ出力される。また、図１の露光装置
には、マスク２の変形量を検出するためのマスク変形量
検出部１０ａ，１０ｂが設けられている。このマスク変
形量検出部１０ａ，１０ｂは、マスク２上の複数の箇所
に対して斜め方向から光を照射する投光部１０ａと、マ
スク２で反射された投光部１０ａからの光を受光して光
の受光位置に関する情報を出力する受光部１０ｂとから
構成されている。この受光部１０ｂからの受光位置情報
は、制御部１２へ出力される。なお、マスク変形量検出
部１０ａ，１０ｂによるマスクの変形量の検出箇所は、
少なくとも照明光学系による照明領域（投影光学系によ
る視野領域）内のみの箇所であれば良い。

【００４５】以下、具体的に倍率調整の際の制御部１２
の動作につき説明する。倍率調整を行なうにあたって、
まず、入力部１１へ所望の倍率を入力する。入力された
所望の倍率に関する情報は、制御部１２へ出力される。
制御部１２は、入力部１２からの倍率情報に基づいて、
マスク２の変形量ΔＺを算出する。そして、制御部１２
は、受光部１０ｂからの受光位置に関する情報に基づい
て、マスク２の現在の変形量を検出しつつ、検出された
変形量と算出された変形量ΔＺとが等しくなるように、
マスク変形部１３を制御してマスク２を撓ませる。

【００４６】次に、制御部１２は、分割された各領域毎
のマスク２の変形量を算出する。このとき、各領域毎の
変形量が各投影光学系３ａ〜３ｅの被写界深度よりも小
さい場合には、制御部１２は、図示なき駆動部を制御し
て、プレートステージ７とマスクステージ８とを一体に
移動させ、走査露光を行なう。また、各領域毎の変形量
が各投影光学系３ａ〜３ｅの被写界深度よりも大きい場
合には、制御部１２は、算出された変形量に基づいて、
各投影光学系３ａ〜３ｅ内に配置される光路長補正部材
４ａ〜４ｅの厚さを算出する。そして、制御部１２は、
光路長補正部１４を制御し、各投影光学系３ａ〜３ｅの
光路中に算出された厚さの平行平面板が位置させる。こ
れにより、プレート６上には、倍率調整されたマスク２
の像が良好な結像状態のもとで形成される。その後、制
御部１２は、図示なき駆動部を制御して、プレートステ
ージ７とマスクステージ８とを一体に移動させ、走査露
光を行なう。

【００４７】なお、図１に示す実施例においては、投影
光学系３ａ〜３ｅの像側に光路長補正部材４ａ〜４ｅを
挿入する構成としているが、この光路長補正部材４ａ〜
４ｅを各投影光学系３ａ〜３ｅの物体側に配置しても良
い。次に、本発明による別の実施例につき図５を参照し
て説明する。図５は、投影光学系が２組のリレー光学系
から構成される例を示す光路図である。

【００４８】図５において、図示なき照明光学系からの
照明光は、マスク２を均一に照明する。そして、マスク
２からの光は、マスク２の下方に設けられた３組の投影
光学系２３ａ〜２３ｃを介してプレート６上に達し、プ
レート６上にマスク２の像を形成する。なお、図５には
図示していないが、本実施例においても、マスクを支持
するマスクステージ、プレートを載置するプレートステ
ージ、マスクを変形させるマスク変形部が設けられてい
る。

【００４９】ここで、各投影光学系２３ａ〜２３ｃは、
マスク２の中間像を形成する第１リレー系２３ａ₁，２
３ｂ₁，２３ｃ₁と、この中間像からの光に基づいてマ
スク２の正立像を形成する第２リレー系２３ａ₂，２３
ｂ₂，２３ｃ₂と、中間像形成位置に設けられた視野絞
り２５ａ，２５ｂ，２５ｃとを有するように構成されて
いる。ここで、第１リレー系２３ａ₁〜２３ｃ₁と、第
２リレー系２３ａ₂〜２３ｃ₂とは、両側テレセントリ
ックな光学系で構成される。

【００５０】さて、図示なきマスク変形部によって、倍
率補正を行なうためにマスク２が撓んだ場合には、マス
ク２の端部において焦点誤差が発生する。ここで、各領
域（３組の投影光学系２３ａ〜２３ｃのそれぞれの視野
領域）におけるマスク２の変形量が各投影光学系２３ａ
〜２３ｃの被写界深度よりも大きくなる場合には、変形
による焦点誤差を補正するために、光路長補正部材２４
ａ、２４ｃを投影光学系２３ａ，２３ｃの光路中に配置
する。なお、図５の例では、マスク２が投影光学系２３
ａ〜２３ｃ側に凸面を向けた形状に撓むものとし、マス
ク２の中心部における回路パターン面とプレート６上の
面とが共役であるとする。

【００５１】この光路長補正部材２４ａ、２４ｃは、平
行平面板にて構成されており、この平行平面板は、それ
ぞれ前述の（１５）式で示す如き厚さで構成されてい
る。本実施例のように、２組のリレー光学系によって投
影光学系が構成される場合には、光路長補正部材２４
ａ、２４ｃは、マスク２と視野絞り２５ａ，２５ｂ，２
５ｃとの間の光路中に設けられることが望ましい。ここ
で、光路長補正部材２４ａ，２４ｃが視野絞り２５ａ，
２５ｂ，２５ｃとプレート６との間の光路中に配置され
ると、プレート６上に投影される視野絞り２５ａ，２５
ｂ，２５ｃの像の結像状態が悪化するため好ましくな
い。

【００５２】さらに、本実施例のように、投影光学系２
３ａ〜２３ｃがテレセントリックで構成される場合、光
路長補正部材２４ａ、２４ｃは、主光線がテレセントリ
ックとなる光路中に配置されることがさらに望ましい。
この場合、平行平面板を光線が通過することによる非点
収差やコマ収差等の収差の影響を低減させることができ
る。

【００５３】なお、投影光学系が２組以上のリレー光学
系で構成される場合においても、光路長補正部材をマス
クと視野絞りとの間の光路中に配置することが望ましい
ことは言うまでもない。次に、本発明によるさらに別の
実施例を図６を参照して説明する。図６は、本発明を本
願と同一出願人による特願平5-161588号公報による露光
装置に適用した例を示す模式図である。

【００５４】図６において、照明光学系１０による露光
光によって、マスク２は均一に照明される。照明された
マスク２上の回路パターンからの光は、複数の投影光学
系３３ａ〜３３ｇを介して、プレート６上にマスク２の
像を形成する。ここで、複数の投影光学系３３ａ〜３３
ｇは、それぞれ２組の部分光学系を有するように構成さ
れている。以下、投影光学系の構成について図７を参照
して説明する。図７は投影光学系の構成を示す図であ
る。ここで、説明を簡単にするために、投影光学系３３
ａのみについて説明する。

【００５５】図７において、投影光学系３３ａは、マス
ク２上の１次像を形成する第１部分光学系３３ａ₁と、
この１次像からの光によりプレート６上にマスク２の２
次像を形成する第２部分光学系３３ａ₂と、１次像形成
位置に配置された視野絞り２５とから構成される。これ
らの第１及び第２部分光学系３３ａ₁，３３ａ₂は、そ
れぞれダイソン型光学系を変形したもので構成されてい
る。

【００５６】マスク２からの光は、直角プリズムＰ₁、
平凸形状のレンズ成分Ｌ₁、メニスカス形状のレンズ成
分Ｌ₂を順に経て、レンズ成分Ｌ₂に設けられた反射面
Ｍ₁に達する。反射面Ｍ₁で反射された光は、レンズ成
分Ｌ₂、レンズ成分Ｌ₁、直角プリズムＰ₂を順に経
て、直角プリズムＰ₂の射出側に、マスク２の等倍の１
次像を形成する。ここで、直角プリズムＰ₁，Ｐ₂、レ
ンズ成分Ｌ₁，Ｌ₂が第１部分光学系３３ａ₁を構成し
ている。この１次像は、倒立像（上下左右の横倍率が負
となる像）であり、１次像形成位置には、所定形状の開
口部を有する視野絞り２５ａが設けられている。

【００５７】そして、この視野絞り２５ａを介した光
は、直角プリズムＰ₃、平凸形状のレンズ成分Ｌ₃、メ
ニスカス形状のレンズ成分Ｌ₄を順に経て、レンズ成分
Ｌ₃に設けられた反射面Ｍ₂に達する。反射面Ｍ₂で反
射された光は、レンズ成分Ｌ₃、レンズ成分Ｌ₄を順に
経て、プレート６上に、マスク２の等倍の２次像を形成
する。この２次像は、正立像である。ここで、直角プリ
ズムＰ₃，Ｐ₄、レンズ成分Ｌ₃，Ｌ₄が第２部分光学
系３３ａ₂を構成している。

【００５８】これらの第１及び第２部分光学系３３
ａ₁，３３ａ₂は、両側テレセントリック光学系であ
る。すなわち、投影光学系３３ａ（３３ｂ〜３３ｇ）が
両側テレセントリック光学系となる。従って、これらの
投影光学系３３ａ〜３３ｇを走査直交方向（Ｙ方向）に
沿って一列に配置する構成とすると、一回の走査露光で
は、マスク２の全ての領域を露光することができない。
よって、本実施例では、投影光学系３ａ〜３ｇを千鳥状
に配列している。

【００５９】ここで、各投影光学系による視野領域は、
図８の平面図に示す如く、Ｙ方向において互いに重なり
合うように規定されている。図８において、各視野領域
２０ａ〜２０ｇは、重なり合わない領域のＸ方向の長さ
と、互いに重なり合う領域のＸ方向の長さとの和が等し
くなるように規定されている。これにより、プレート６
上のＹ方向に沿ったいずれの箇所でも常に等しい露光量
となる。なお、各視野領域２０ａ〜２０ｇの形状は、各
投影光学系３３ａ〜３３ｇの視野絞りの開口部の形状に
よって規定される。ここでは、視野絞りの開口部と視野
領域２０ａ〜２０ｇとは、それぞれ相似形状である。

【００６０】さて、図１に戻って、これらの投影光学系
３３ａ〜３３ｇは千鳥状に配置されている。ここで、投
影光学系３３ａ〜３３ｄは、走査直交方向において一列
となるように配置されており、投影光学系３３ｅ〜３３
ｇは、投影光学系３３ａ〜３３ｄの配列位置とは異なる
Ｙ方向の列に沿って配置されている。これらの投影光学
系３３ａ〜３３ｇにより、プレート６上には、図中Ｙ方
向に沿って配列された露光領域６０ａ〜６０ｄが形成さ
れ、投影光学系３３ｅ〜３３ｇによって、露光領域６０
ａ〜６０ｄとは異なる位置にＹ方向に沿って配列された
露光領域６０ｅ〜６０ｇが形成される。これらの露光領
域６０ａ〜６０ｇは、視野領域２０ａ〜２０ｄの等倍の
正立像である。

【００６１】さて、本実施例による露光装置において
も、プレート６上での倍率を調節するためにマスク変形
部１３が設けられている。これにより、マスク２は、走
査直交方向において曲率を持つように撓むことになり、
プレート６上での倍率を可変にできる。そして、図７に
示す如く、本実施例の投影光学系３３ａ内の視野絞り２
５ａと第１部分光学系３３ａ₁との間の光路中には、撓
みによる焦点誤差を補正するための光路長補正部材２４
ａが設けられている。これにより、プレート６上には、
倍率調整されたマスク２の像が良好な結像状態のもとで
形成される。

【００６２】ここで、マスク２はマスクステージ８上に
載置されており、プレート６は、プレートステージ７上
に載置されている。ここで、マスクステージ８とプレー
トステージ７とは、図中Ｘ方向に沿って一体に移動す
る。これにより、プレート６上には、照明光学系１０に
より照明されたマスク２の像が逐次転写され、所謂走査
露光が行なわれる。マスク２の移動により、視野領域２
０ａ〜２０ｇによるマスク２の全面の走査が完了する
と、プレート６上の全面に渡ってマスク２の像が転写さ
れる。

【００６３】なお、投影光学系３３ａ〜３３ｄにおいて
は、マスク２のＹ方向における中心線を基準として、光
路長補正部材の厚さを考えれば良い。このように、走査
直交方向において配列された投影光学系が２列以上ある
場合でも、本発明によれば、倍率調整を行なうことがで
きる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、簡単な
構成で倍率補正を実行できる露光装置を提供することが
できる。さらに、複数の投影光学系内に、光路長を可変
にする光路長可変手段を配置すれば、撓みによる倍率補
正時に生じる焦点誤差を良好に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例の構成を示す図である。

【図２】マスク変形部による荷重の一例を示す図であ
る。

【図３】マスクの撓み量と縮み量との関係を説明する図
である。

【図４】光路長補正部材の構成を示す図である。

【図５】本発明による別の実施例の構成を示す図であ
る。

【図６】本発明によるさらに別の実施例の構成を示す斜
視図である。

【図７】投影光学系の構成の一例を示す図である。

【図８】投影光学系による視野領域を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

２ … マスク、３ａ〜３ｅ … 投影光学系、４ａ〜４ｅ … 光路長補正部材、６ … プレート、１３ … マスク変形部、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 7352−4Ｍ５１５Ｄ 7352−4Ｍ５１８ 7352−4Ｍ５２６Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の物体と第２の物体とを移動させつ
つ、投影光学系を介して前記第１の物体の像を前記第２
の物体上に投影露光する露光装置において、前記第１の物体と前記第２の物体との少なくとも一方を
前記移動する方向と実質的に直交する方向で曲率を持つ
ように撓ませる手段を有し、前記投影光学系は、前記第１の物体の正立像を形成する
複数の正立光学系を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】前記正立光学系は、前記正立光学系の光路
長を可変にする光路長可変手段を有することを特徴とす
る請求項１記載の露光装置。