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TWI430045B - 投影光學裝置、曝光方法與裝置、光罩、以及元件與光罩的製造方法 - Google Patents

投影光學裝置、曝光方法與裝置、光罩、以及元件與光罩的製造方法 Download PDF

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TWI430045B
TWI430045B TW096147451A TW96147451A TWI430045B TW I430045 B TWI430045 B TW I430045B TW 096147451 A TW096147451 A TW 096147451A TW 96147451 A TW96147451 A TW 96147451A TW I430045 B TWI430045 B TW I430045B
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projection optical
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optical system
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TW096147451A
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TW200834257A (en
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熊澤雅人
畑田仁志
Original Assignee
尼康股份有限公司
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Publication date
Application filed by 尼康股份有限公司 filed Critical 尼康股份有限公司
Publication of TW200834257A publication Critical patent/TW200834257A/zh
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

投影光學裝置、曝光方法與裝置、光罩、以及元件與光罩的製造方法
本發明是關於一種將光罩等第1物體的放大像形成於感光基板等第2物體上的投影光學裝置、以及使用該投影光學裝置的曝光技術以及元件製造技術。此外,本發明是關於一種形成有藉由投影光學裝置而轉印的圖案的光罩、以及該光罩的製造方法。
例如,當製造半導體元件或液晶顯示元件等時,一直是使用將光罩(reticle、mask等)的圖案經由投影光學系統而投影於塗佈有光阻劑的板(玻璃板或半導體晶圓等)上的投影曝光裝置。先前,多使用以步進重複(step and repeat)方式使各光罩的圖案一次性統一曝光於板上的各曝光照射區域的投影曝光裝置(步進器,steper)。近年來,提出有如下步進掃描(step and scan)方式的掃描型投影曝光裝置,即,並非使用一個較大的投影光學系統,而是沿著掃描方向以預定間隔配置有多行具有等倍倍率的較小的多個局部投影光學系統,一方面對光罩及板進行掃描,一方面藉由各局部投影光學系統使各個光罩的圖案曝光於板上。
於上述先前的掃描型投影曝光裝置中,多個局部投影光學系統分別包括具備例如凹面鏡(或者反射鏡)及透鏡而形成中間像的反射折射光學系統、以及另一段反射折射光學系統,該投影曝光裝置利用各局部投影光學系統,將 光罩上的圖案的等倍正立正像形成於板上。
近年來,板日益大型化,開始逐步使用超過2米平方的板。此處,使用上述步進掃描方式的曝光裝置於大型板上進行曝光時,由於局部投影光學系統具有等倍的倍率,故而光罩亦大型化。關於光罩的成本,由於既需要維持光罩基板的平面性,又,面積越大製造步驟越複雜,故而大型化越大成本越高。此外,例如為了形成液晶顯示元件的薄膜電晶體部,通常需要4~5層光罩,故而需要巨大成本。因此,提出有如下掃描型投影曝光裝置:藉由使用多透鏡(multi lens)系統,將例如沿著掃描方向配置成兩行的多個局部投影光學系統的倍率分別設定為各個放大倍率,來縮小光罩圖案(例如參照專利文獻1)。
【專利文獻1】美國專利第6512573號說明書
然而,上述先前的具有放大倍率的多透鏡系統中,各局部投影光學系統的光罩上的光軸與板上的光軸實際上配置於同一位置。因此,存在如下問題,即,藉由不同行的局部投影光學系統而掃描曝光於板上的圖案之間無法相互接合。
本發明鑒於上述情況,目的在於提供一種投影技術及曝光技術、以及使用該曝光技術的元件製造技術,當使用多個投影光學系統(局部投影光學系統)以掃描曝光方式將光罩圖案的放大像形成於板等物體上時,可良好地進行圖案轉印。
此外,本發明的目的亦在於提供一種光罩及其製造技術,該光罩能夠於使用上述投影技術或曝光技術時使用。
又,本發明的第1投影光學裝置是將配置於第1面內的第1物體(MA)的放大像形成於第2物體(PT)上,該第2物體(PT)以能夠對於該放大像而沿著預定的第1方向(X方向)相對移動的方式,配置於與上述第1面相離的第2面內,該第1投影光學裝置包括第1行投影光學系統及第2行投影光學系統,其中該第1行投影光學系統包括在沿著橫切該第1方向的第2方向(Y方向)的第1行(C1)上分別具有視場(OF1、OF3、OF5)的多個投影光學系統(PL1、PL3、PL5),該第2行投影光學系統包括在沿著該第2方向的行即與上述第1行不同的第2行(C2)上分別具有視場(OF2、OF4)的多個投影光學系統(PL2、PL4)。該第1行投影光學系統將與該第1行投影光學系統的多個視場成共軛的多個像場(IF1、IF3、IF5)形成於該第2面內的第3行(C3)上;該第2行投影光學系統將與該第2行投影光學系統的多個視場成共軛的多個像場(IF2、IF4)形成於該第2面內的第4行(C4)上,當自該第1面與該第2面的連接方向觀察該第1行至該第4行時,該第1行位於該第2行與該第4行之間,而該第2行位於該第1行與該第3行之間。
本發明的第2投影光學裝置是將配置於第1面內的第1物體(MA)的放大像形成於第2物體(PT)上,該第2 物體(PT)以能夠對於該放大像沿著預定的第1方向(X方向)相對移動的方式而配置於第2面內。該第2投影光學裝置包括第1投影光學系統(PL1)及第2投影光學系統(PL2),其中該第1投影光學系統(PL1),將該第1面上的預定的第1視點(a)發出的光束,引導至與該第1視點對應的位於第2面上的第1共軛點(A),且將該第1面內的第1物體的放大像形成於該第2面內的第2物體上,該第2投影光學系統(PL2),將該第1面上的預定的第2視點(b)發出的光束,引導至與該第2視點對應的位於第2面上的第2共軛點(B),且將該第1面內的第1物體的放大像形成於該第2面內的第2物體上。該第1投影光學系統具有第1光束移送部件(FM1、FM2),以使來自該第1視點的光束相對於該第1視點,在該第1方向上產生位移,而將該光束移送至該第1共軛點;該第2投影光學系統具有第2光束移送部件(FM3、FM4),以使來自第2視點的光束相對於該第2視點在該第1方向上產生位移,而將該光束移送至該第2共軛點。當以該第2面作為投影面時,自該第2面內與該第1方向正交的第2方向(Y方向)觀察,該第1視點正交投影於該第2面上的第1投影點與該第1共軛點連接而成的第1線段(a'A)、和該第2視點正交投影於該第2面上的第2投影點與該第2共軛點連接而成的第2線段(b'B)重疊。
又,本發明的第3投影光學裝置是將配置於第1面內的第1物體(MA)的放大像形成於第2物體(PT)上, 該第2物體(PT)以能夠對於該放大像沿著預定的第1方向(X方向)相對移動的方式而配置於第2面內,該第3投影光學裝置包括第1投影光學系統(PL1)及第2投影光學系統(PL2)。其中該第1投影光學系統(PL1)將該第1面上的預定的第1視點(a)發出的光束,引導至與該第1視點對應的位於第2面上的第1共軛點(A),且將該第1面的放大像形成於該第2面內的第2物體上;該第2投影光學系統(PL2)將該第1面上的預定的第2視點(b)發出的光束,引導至與該第2視點對應的位於第2面上的第2共軛點(B),且將該第1面的放大像形成於該第2面內的第2物體上。該第1投影光學系統具有第1光束移送部件,以使來自上述第1視點的光束相對於上述第1視點在橫切上述第1方向的方向(Y方向)上產生位移,而將該光束移送至上述第1共軛點,該第2投影光學系統具有第2光束移送部件,以使來自該第2視點的光束相對於該第2視點在橫切上述第1方向的方向(Y方向)上產生位移,而將該光束移送至該第2共軛點。
又,本發明的第1投影曝光裝置,是利用照明光經由第1物體而使第2物體曝光,該第1投影曝光裝置包括照明光學系統(IU)、本發明的投影光學裝置(PL)以及平臺機構(MSTG、PSTG)。其中該照明光學系統(IU)利用其照明光對該第1物體照明,該投影光學裝置(PL)將該照明光學系統所照明的該第1物體的像形成於該第2物體上,該平臺機構(MS TG、PSTG)使該第1物體與該第 2物體以該投影光學裝置的放大倍率作為速度比,而於該第1方向上相對移動。
又,本發明的第2投影曝光裝置是一方面使配置於第1面內的第1物體與配置於第2面內的第2物體沿著預定的掃描方向相對移動,一方面進行曝光。該第2投影曝光裝置包括第1投影光學系統(PL1)、第2投影光學系統(PL2)及平臺機構(MSTG、PSTG),且該第1投影光學系統及該第2投影光學系統於掃描方向上的該放大倍率小於-1,其中該第1投影光學系統(PL1)將該第1面內的第1視場區域(OF1)內的第1物體的一部分放大像形成於該第2面內的第1投影區域(IF1),該第2投影光學系統(PL2)將該第1面內的第2視場區域(OF2)內的第1物體的另一部分放大像形成於該第2面內的第2投影區域(IF2),該平臺機構(MSTG、PSTG)使該第1物體與該第2物體以該第1投影光學系統及第2投影光學系統於掃描方向上的放大倍率作為速度比,而於該掃描方向上相對移動。
又,本發明的曝光方法是利用照明光經由第1物體而使第2物體曝光的方法,該曝光方法包括以下步驟:利用該照明光對該第1物體照明;將被照明的該第1物體的像,經由本發明的投影光學裝置(PL)投影於該第2物體上;以及,使該第1物體與該第2物體以該投影光學裝置的該放大倍率作為速度比,而於該第1方向上相對移動。
又,本發明的元件製造方法包括,曝光步驟及顯影步驟,其中該曝光步驟是使用本發明的投影曝光裝置,使光 罩的圖案曝光於感光基板上,該顯影步驟是使藉由該曝光步驟而曝光的該感光基板顯影。
其次,本發明的光罩是用以將圖案轉印至預定的基板上,該光罩(MA1)包括沿著該光罩上的第1方向(Y方向)相互間隔而形成的第1行圖案部(EM10)以及第2行圖案部(EM20)。該第1行圖案部具有第1反轉圖案(RP10),該第1反轉圖案(RP10)是將轉印至該預定基板上的圖案所對應的原圖案的一部分區域即第1原圖案區域內的圖案,以該第1方向作為對稱軸加以反轉而形成,該第2行圖案部具有第2反轉圖案(RP20),該第2反轉圖案(RP20)是將與該第1原圖案區域不同的第2原圖案區域內的圖案,以該第1方向作為對稱軸加以反轉而形成,且該第1行圖案部及該第2行圖案部具有共同反轉圖案(RPc),該共同反轉圖案(RPc)是將該第1原圖案區域及該第2原圖案區域之間的共同區域內的原圖案,以該第1方向作為對稱軸加以反轉而形成。
又,本發明的光罩的製造方法是製造本發明的光罩的方法,該光罩的製造方法包括以下步驟:準備該原圖案;提取第1圖案資料(PD1)、第2圖案資料(PD2)、以及共同圖案資料(PDC),其中該第1圖案資料(PD1)是原圖案的一部分區域即該第1原圖案區域內的該原圖案的資料,該第2圖案資料(PD2)是與該第1原圖案區域不同的第2原圖案區域內的該原圖案的資料,該共同圖案資料(PDC)是位於該第1原圖案區域與第2原圖案區域間的 共同圖案區域內的該原圖案的資料;將該第1圖案資料、該第2圖案資料及該共同圖案資料以該第1方向作為對稱軸而分別加以反轉,藉此獲得第1反轉圖案資料(RPD1)、第2反轉圖案資料(RPD2)及共同反轉圖案資料(RPDc);以及,將該第1反轉圖案資料以及該共同反轉圖案資料描繪於光罩上的第1區域,且將該第2反轉圖案資料以及該共同反轉圖案資料描繪於該光罩上的第2區域,藉此形成該第1行圖案部及該第2行圖案部。
又,本發明的光罩是用以使用具有預定投影倍率的第1投影光學系統及第2投影光學系統而將圖案轉印至預定基板上的光罩,該光罩具備沿著該光罩上的第1方向(Y方向)相互間隔而形成的第1行圖案部(EM10)以及第2行圖案部(EM20),該第1轉印區域(EP10)是藉由該第1投影光學系統(PL1)將該第1行圖案部轉印至該基板上而獲得,該第2轉印區域(EP20)是藉由該第2投影光學系統(PL2)將該第2行圖案部轉印至該基板上的區域而獲得,該第1轉印區域(EP10)與該第2轉印區域(EP20)於該基板上的第2方向(Y方向)上部分重疊,且沿著該第2方向的該第1轉印區域的中心與該第2轉印區域的中心之間的距離,不同於沿著第1方向的該第1行圖案部的中心與該第2行圖案部的中心之間的距離。
再者,以上本發明的預定要素旁附加的帶括號的符號對應於表示本發明的一實施形態的圖式中的部件,但各符號僅為本發明的要素的例示,用以使本發明易於理解,而 並未將本發明限定為該實施形態的結構。
根據本發明的投影光學裝置以及第1投影曝光裝置,可藉由例如光束移送部件,將兩個投影光學系統或兩行投影光學系統的兩個視點或兩列視點發出的光束,於第2物體上沿著該第1方向而向相反方向移送。又,根據本發明的第2投影曝光裝置,為使兩個投影光學系統於掃描方向上形成倒立的放大像,可將該兩個投影光學系統的兩個視點發出的光束,於第2物體上沿著該掃描方向而向相反方向移送。因此,可容易地使兩個投影光學系統或兩行投影光學系統所投影的第1物體上的各圖案區域的像與該第2物體接合,從而可良好地進行圖案轉印。
又,自該第2方向觀察,第1光束移送部件的光束移送量與第2光束移送部件的光束移送量至少部分重疊,且自該第2方向觀察,該第1行投影光學系統的視場至像場的光束移送量與第2行投影光學系統的視場至像場的光束移送量至少部分重疊,該現象表示該第1投影光學系統與第2投影光學系統、以及第1行投影光學系統與第2行投影光學系統為嵌套配置,藉此,可整體縮小投影光學裝置的大小,且可減少因裝置振動等干擾而引起的像振動。
又,藉由調整該光束的移送量等的重疊量等,可使該兩個投影光學系統或兩行投影光學系統所投影的第1物體上的各圖案區域的該第1方向(掃描方向)的位置偏距(offset)、與掃描曝光時該第2物體的掃描距離之間達到
平衡。因此,根據需要,藉由將該偏距設為0,可縮小用於該第1物體的平臺大小,且能夠以更高精度形成該圖案,並且,藉由縮短該掃描距離,可縮小用於該第2物體的平臺基底部的大小,且可縮短曝光時間而提高處理量(throughput)。
又,利用本發明的光罩,可藉由本發明的投影光學裝置的第1投影光學系統及第2投影光學系統,來對第1行圖案部及第2行圖案部的圖案的像進行投影,故而可使用該投影光學裝置。
[第1實施形態]
以下,參照圖1~圖12,對本發明的第1實施形態加以說明。
圖1表示第1實施形態的步進掃描方式的掃描型投影曝光裝置的照明裝置以及光罩平臺的概略結構,圖2表示該投影曝光裝置的投影光學裝置以及基板平臺的概略結構。於圖1及圖2中,該投影曝光裝置包括照明裝置IU 、光罩平臺MSTG、投影光學裝置PL、基板平臺PSTG、線性馬達(linear motor)等驅動機構(未圖示)、以及控制系統(未圖示)等。其中該照明裝置IU利用來自光源的照明光對光罩MA(第1物體)的圖案照明,該光罩平臺MSTG保持並移動該光罩MA,該投影光學裝置PL將該光罩MA的圖案的放大像投影於板(基板)PT(第2物體)上,該基板平臺PSTG保持並移動板PT,該線性馬達(linear motor)等驅動機構驅動光罩平臺MSTG及基板平臺PSTG,該控制系統對該驅動機構等的動作進行統一控制。再者,作為本例的板PT的一例,例如為塗佈著用於製造液晶顯示元件的光阻劑(感光材料)的1.9 m×2.2 m見方、2.2 m×2.4 m見方、2.4 m×2.8 m見方、或2.8 m×3.2 m見方左右的矩形平板狀玻璃板。又,作為一例,如圖2所示,板PT的表面劃分為分別轉印有光罩MA的圖案的兩個圖案轉印區域EPA、EPB。再者,作為該板PT,亦可使用用於製造薄膜磁頭的陶瓷基板、或用於製造半導體元件的圓形半導體晶圓等。
於圖1的照明裝置IU中,例如由超高壓水銀燈光源構成的光源1所射出的光束,藉由橢圓鏡2及分色鏡(dichroic mirror)3反射後,入射至準直透鏡(collimated lens)4。藉由橢圓鏡2的反射膜及分色鏡3的反射膜, 出包含g射線(波長436 nm)、h射線(波長405 nm)及i射線(波長365 nm)的光在內的波長帶的光,繼而包含g射線、h射線、i射線的光在內的波長帶的光入射至準直透鏡4。又,由於光源1配置於橢圓鏡2的第1焦點位置,因此包含g射線、h射線、i射線的光在內的波長帶的光於橢圓鏡2的第2焦點位置形成光源像。來自該光源像的發散光束經由準直透鏡4而轉變為平行光束後,透過僅使預定的曝光波長帶的光束透過的波長選擇濾光片5。
通過波長選擇濾光片5的照明光,通過中性密度濾光片(neutral density filter)6,藉由聚光透鏡7而聚集於光 導纖維8的入射口8a。此處,光導纖維8是例如任意捆束多股纖維束而形成的無規光導纖維(random light-guide fiber),具有入射口8a以及五個射出口8b、8c、8d、8e、8f。入射至光導纖維8的入射口8a的照明光在光導纖維8的內部傳播之後,經五個射出口8b~8f分割後射出,分別入射至對光罩MA進行局部照明的五個局部照明光學系統IL1、IL2、IL3、IL4、IL5。
自光導纖維8的射出口8b~8f射出的照明光,分別入射至局部照明光學系統IL1~IL5,且經由配置於射出口8b~8f附近的準直透鏡9a而轉變為平行光束,入射至光學積分器(optical integrator)即複眼透鏡(fly eye lens)9b。來自形成於局部照明光學系統IL1~IL5的複眼透鏡9b的後側焦點面的多個二次光源的照明光,分別經由聚光透鏡9c而對可變視場光闌9d照明,且來自可變視場光闌9d的光束經由聚光透鏡(condenser lens)9e而大致均勻地對光罩MA上的視場區域OF1、OF2、OF3、OF4、OF5照明。再者,實際上,是對由可變視場光闌9d規定的視場區域OF1~OF5內的預定形狀的照明區域ILF1等照明,然而,以下是假設對預定形狀的視場區域OF1~OF5照明來進行說明。
來自光罩MA上的視場區域OF1~OF5的光,分別經由各自對應的圖2的在光罩MA側及板PT側上遠心的第1投影光學系統PL1、第2投影光學系統PL2、第3投影光學系統PL3、第4投影光學系統PL4及第5投影光學系統 PL5,而使板PT上的像場區域(像場區域)IF1、IF2、IF3、IF4、IF5曝光。再者,實際上,是使與像場區域IF1~IF5內的照明區域ILF1等成共軛的投影區域EF1等曝光,然而,以下是假設使像場區域IF1~IF5曝光來進行說明。在本例中,投影光學裝置PL由該五個投影光學系統(局部投影光學系統)PL1~PL5而構成,各投影光學系統PL1~PL5分別藉由將光罩MA(第1面)上的視場區域OF1~OF5內的圖案以共同的放大倍率M加以放大後,將像形成於板PT的表面(第2面)上的像場區域IF1~IF5。
本例的投影光學系統PL1~PL5將光罩MA的圖案的倒立像形成於板PT上。因此,該放大倍率M小於-1,例如為-2.5(2.5倍)。本例的光罩MA的設置面與板PT的設置面平行,以下,在與板PT的設置面平行的面內,將沿著掃描曝光時光罩MA及板PT的掃描方向SD的方向定義為X軸,將沿著與該掃描方向正交的非掃描方向的方向定義為Y軸,且將與該設置面垂直的方向定義為Z軸來進行說明。此時,光罩MA的圖案面及板PT的表面平行於XY平面,光罩MA及板PT的掃描方向是沿著X軸的方向(X方向),非掃描方向是沿著Y軸的方向(Y方向)。
於圖1中,光罩MA藉由光罩固持器(mask holder)(未圖示)而吸附保持於光罩平臺MSTG上。光罩平臺MSTG上固定有X軸移動鏡50X以及Y軸移動鏡50Y,且以與該些X軸移動鏡50X及Y軸移動鏡50Y相向的方式而配置有第1雷射干涉儀(未圖示),該第1雷射干涉儀 用以計測光罩平臺MSTG的位置,且將計測結果發送至平臺驅動系統(未圖示)。又,於圖2中,板PT藉由基板固持器(未圖示)而吸附保持於基板平臺PSTG上。基板平臺PSTG上固定有X軸的移動鏡51X及Y軸的移動鏡51Y,且以與該些X軸的移動鏡51X以及Y軸的移動鏡51Y相向的方式而配置有第2雷射干涉儀(未圖示),該第2雷射干涉儀用於計測基板平臺PSTG的位置,且將計測結果發送至該平臺驅動系統(未圖示)。該平臺驅動系統根據第1雷射干涉儀及第2雷射干涉儀的計測值,來控制光罩平臺MSTG及基板平臺PSTG的位置與速度。進行掃描曝光時,於X方向上以速度VM驅動光罩平臺MSTG,與此同步,基板平臺PSTG於X方向上以速度M.VM(M是投影光學系統PL1~PL5的放大倍率)驅動。本例中,放大倍率M是負值,因此,光罩平臺MSTG的掃描方向與基板平臺PSTG的掃描方向沿著X軸呈相反方向。
又,上述圖1的局部照明光學系統IL1、IL3、IL5配置成在Y方向(非掃描方向)上以預定間隔而形成第1行,與局部照明光學系統IL1、IL3、IL5相對應而設置的圖2的投影光學系統PL1、PL3、PL5亦同樣地,配置成在Y方向上以預定排列而形成第1行。又,局部照明光學系統IL2、IL4以於Y方向上以預定間隔而形成第2行的方式,配置成相對於第1行向+X方向進行位移,而與局部照明光學系統IL2、IL4相對應而設置的投影光學系統PL2、PL4亦同樣地,於Y方向上以預定的排列而配置。
又,雖未圖示,但在第1行投影光學系統與第2行投影光學系統附近,配置著用以對板PT進行位置對準的離軸(off axis)的對準系統(alignment system)、以及用於計測光罩MA以及板PT在Z方向上的位置(聚焦位置)的自動聚焦系統。同樣地,光罩MA上亦配置著用以對光罩MA進行位置對準的對準系統(未圖示),當於板PT上進行重疊曝光時,使用該些對準系統使光罩MA與板PT對準。又,根據該自動聚焦系統的計測結果,使用未圖示的Z驅動機構來控制例如光罩平臺MSTG在Z方向上的位置,藉此,使板PT的表面與投影光學系統PL1~PL5的像面對焦。
其次,對構成本例的投影光學裝置PL的投影光學系統PL1~PL5的結構及配置進行詳細說明。再者,第1行投影光學系統PL1、PL3、PL5的結構相同,第2行投影光學系統PL2、PL4的結構相同,因此,以下主要就第1投影光學系統PL1及第2投影光學系統PL2的結構進行說明。圖3是表示分別關於圖1中的投影光學系統PL1~PL5成共軛關係的視場區域OF1~OF5與像場區域IF1~IF5間的關係的平面圖,圖4是自Y方向觀察投影光學系統PL1、PL2的圖。
於圖3中,投影光學系統PL1、PL2的視場區域OF1、OF2內的光軸AX11、AX21(參照圖4)上的點(視點)分別用點a、點b表示。又,板PT上的投影光學系統PL1、PL2的像場區域IFl、IF2內的光軸AX13、AX23(參照圖 4)上的點分別用點A、點B表示。點A、點B與點a、點b關於投影光學系統PL1、PL2成共軛關係。再者,點a、點b亦可為例如視場區域OF1、OF2的中心點。又,當例如視場區域OF1、OF2內的各照明區域的中心不位於光軸上時,點a、點b亦可為該照明區域的中心等。
又,第1行投影光學系統PL1、PL3、PL5的視場區域OF1、OF3、OF5內的光軸上的點(點a等)配置於與非掃描方向(Y方向)平行的直線C1上。第2行投影光學系統PL2、PL4的視場區域OF2、OF4內的光軸上的點(點b等)連接而成的直線C2,與經過該點a平行於Y軸的直線C1平行,且與該直線C1於X方向上相隔預定間隔LM。該間隔LM可視為投影光學系統PL1、PL2的視場區域內的點a、點b沿著X方向(掃描方向)的間隔(以下,亦稱作光罩上間隔距離LM)、或可視為該兩個投影光學系統PL1、PL2於光罩MA上沿著X方向的間隔。
又,第1行視場區域OF1、OF3、OF5分別具有將配置於Y方向上的兩邊作為斜邊的相同形狀的梯形狀(其中,不同之處在於兩端部的視場區域OF1、OF5的內側的邊與X軸平行),第2行視場區域OF2、OF4具有視場區域OF3旋轉180∘而成的梯形狀。再者,視場區域OF1~OF5並不限於梯形狀,而亦可具有例如沿著Y方向形成為三角形等形狀的端部。
為使本例的投影光學系統PL1~PL5形成放大倍率M的倒立像,像場區域IF1~IF5分別具有將視場區域OF1 ~OF5以放大倍率M放大後而形成的梯形狀(已旋轉180∘)。因此,第1行投影光學系統PL1、PL3、PL5的像場區域IF1、IF3、IF5內的光軸上的點(點A等)配置於與非掃描方向(Y方向)平行的直線C3上,第2行投影光學系統PL2、PL4的像場區域IF2、IF4內的光軸上的點(點B等)連接而成的直線C4,與經過該點A平行於Y軸的直線C3平行,且與該直線C3於X方向上以預定間隔LP相隔。該間隔LP可視為與投影光學系統PL1、PL2的視場區域內的點a、點b成共軛的像場區域內的點A、點B沿著X方向的間隔(以下,亦稱作板上間隔距離LP)、或者該兩個投影光學系統PL1、PL2於板PT上沿著X方向的間隔。
此外,在本例中,相對於第1行投影光學系統PL1、PL3、PL5的光罩MA上的光軸,板PT上的光軸分別於+X方向即第1偏轉方向FD1上以位移量(移送量)CRK10進行位移,並且,相對於第2行投影光學系統PL2、PL4的光罩MA上的光軸,板PT上的光軸分別於-X方向即第2偏轉方向FD2上以位移量CRK20進行位移。亦即,第1偏轉方向FD1與第2偏轉方向FD2沿著X方向而朝向相反方向。
如上所述,為使板PT上的光軸相對於光罩MA上的光軸而產生位移,亦即,為了將視場點發出的光束引導至相對於該視場點於X方向上產生位移的像場區域上的共軛點,圖4中,投影光學系統PL1(PL2)自光罩MA側起 依序具備具有平行於Z軸的光軸AX11(AX21)的第1局部光學系統SB11(SB21)、及平行於X軸的光軸AX12(AX22)的第2局部光學系統SB12(SB22)、以及平行於Z軸的光軸AX13(AX23)的第3局部光學系統SB13(SB23)。第1投影光學系統PL1內的三個局部光學系統SB11、SB12、SB13,以及第2投影光學系統PL2內的三個局部光學系統SB21、SB22、SB23,將分別構成光罩MA上的圖案的放大倍率M的像(倒立像)整體形成於板PT上的一次成像光學系統。再者,於圖4中,作為一例,將該成像光學系統分為三個局部光學系統SB11、SB12、SB13等,但該成像光學系統的結構及配置可任意設置。該成像光學系統只要是可將光罩MA上的圖案的倒立像整體形成於板PT上即可,可採用形成偶數次的中間像的成像光學系統或反射折射光學系統等。
此外,投影光學系統PL1(PL2)包括第1反射鏡FM 1(FM3)及第2反射鏡FM2(FM4),其中該第1反射鏡FM1(FM3)使來自第1局部光學系統SB11(SB21)的光束向第1偏轉方向FD1(第2偏轉方向FD2)偏轉,該第2反射鏡FM2(FM4)使來自第2局部光學系統SB12(SB22)的光束向-Z方向偏轉。此時,第1投影光學系統PL1中,藉由兩個偏轉部件即反射鏡FM1及FM2(第1光束移送部件),使來自光罩MA上的點a的光束於該第1偏轉方向FD1上以位移量CRK10進行位移後,將該光束移送至板PT上的共軛點A上。又,在第2投影光學系統PL2中, 藉由兩個偏轉部件即反射鏡FM3及FM4(第2光束移送部件),使來自光罩MA上的點b的光束於該第2偏轉方向FD2上以位移量CRK20進行位移後,將該光束移送至板PT上的共軛點B上。
如上所述,當藉由兩個偏轉部件使光束(光軸)產生位移時,該兩個偏轉部件在投影光學系統PL1、PL2的光路上的配置的自由度非常高,因此,能夠容易地構成投影光學系統PL1、PL2。又,作為該偏轉部件,除反射鏡(mirror)以外,亦可使用稜鏡(prism)等。此外,亦可取代兩個偏轉部件,而組合使用例如三個以上的偏轉部件來使光束產生位移。又,投影光學系統PL1、PL2配置成偏離Y方向,因此投影光學系統PL2亦可為將投影光學系統PL1旋轉180∘而形成的光學系統。此時,位移量CRK1O及位移量CRK20於相反方向上相同。
其次,返回至圖3,本例的五個投影光學系統PL1~PL5的像場區域IF1~IF5,由於在X方向上相對移動,而配置成於Y方向上連續。與此相對,為使投影光學系統PL1~PL5以放大倍率投影,於投影光學系統PL1~PL5的視場區域OF1~OF5之間沿著Y方向而形成預定間隙。因此,如圖5(A)及圖1所示,於光罩MA上的圖案形成區域內,於Y方向上以預定間隔形成在X方向上具有長度MSL的細長的五個圖案區域EM10、EM20、EM30、EM40、EM50。進行曝光時,投影光學系統PL1~PL5的視場區域OF1~OF5於掃描方向SM1(圖5(A)所示的示例中為-X 方向)上掃描圖案區域EM10~EM50。本例中,板PT上形成有倒立像,因此光罩MA上的圖案區域EM10(或EM20等)的+Y方向的端部、及相鄰的圖案區域EM20(或者EM30等)的-Y方向的端部具有用於重複曝光的相同圖案a1(或圖案a2等)。
又,如圖5(B)及圖2所示,對於板PT上的一個圖案轉印區域EPA,可分為對應於五個像場區域IF1~IF5、且於Y方向上連續排列的五個曝光區域EP10、EP20、EP30、EP40、EP50來考慮,並且假設相鄰的曝光區域的分界部重疊,各曝光區域沿著X方向的長度為PSL。
又,圖12表示將圖5(A)的光罩MA的圖案曝光於圖5(B)的板PT上時光罩MA與板PT的位置關係,如圖12(A)所示,當光罩MA向掃描方向SM1(此處為-X方向)移動時,與此同步,板PT向掃描方向SP1(+X方向)移動,藉此,視場區域OF2、OF4開始對圖案區域EM20、EM40照明,且像場區域IF2、IF4開始進行板PT的曝光。其後,如圖12(B)所示,當光罩MA移動間隔LM的距離,視場區域OF1、OF3、OF5開始對圖案區域EM10、EM30、EM50照明,且像場區域IF1、IF3、IF5開始進行板PT的曝光時,使圖案區域EM10、EM30、EM50的像以及圖案區域EM20、EM40的像沿著X方向於相同位置接合而曝光。
其後,如圖12(C)及圖12(D)所示,藉由像場區域IF2、IF4對板PT進行的曝光結束,板PT移動間隔LP 的距離之後,藉由像場區域IF1、IF3、IF5對板PT進行的曝光結束,從而將光罩MA的圖案區域EM10~EM50的圖案的倒立像以在Y方向上連續(相接合)的方式曝光於板PT的曝光區域EP10~EP50。此時,如圖5(B)所示,可在板PT上的兩個相鄰的曝光區域EP10、EP20(或曝光區域EP20、EP30等)的分界部A1(或分界部A2等),使光罩MA上的兩處圖案a1(或圖案a2等)的倒立像重複曝光,故而可減少連接誤差。再者,如圖12(D)所示,板PT除需掃描圖案轉印區域EPA的X方向的長度PSL(最短掃描距離)以外,亦需掃描兩行像場區域的間隔LP的長度,因此,該間隔(板上間隔距離)LP亦稱作空走距離RD。
又,繼圖12(D)之後,驅動基板平臺而使板PT於+Y方向上步進移動,其後使光罩MA相對於視場區域OF1~OF5在+X方向上掃描,與此同步,使板PT以放大倍率作為速度比於-X方向上掃描,藉此,使光罩MA的圖案的放大像於板PT上的下一個圖案轉印區域EPB內以相接合的方式曝光。
如上所述,於圖5(A)的本例的光罩MA中,圖案區域EM10~EM50形成於X方向上的同一位置上。然而,實際上,當投影光學系統PL1~PL5的倍率並非等倍倍率時,必須基於使連續的圖案曝光的方面,來考慮圖3的投影光學系統PL1、PL2的視場區域內的點a、點b在X方向上的間隔(光罩上間隔距離)LM、和板PT上與點a、 點b成共軛的點A、點B在X方向上的間隔(板上間隔距離)LP間的關係。亦即,如圖5(B)所示,為使於Y方向上連續的圖案曝光於板PT上的曝光區域EP10~EP50,有時必須在圖1的第1行投影光學系統PL1、PL3、PL5所照明的第奇數個圖案區域EM10、EM30、EM50與第2行投影光學系統PL2、PL4所照明的第偶數個圖案區域EM20、EM40的X方向上的位置,設定預定的偏距(以下稱作光罩偏距(mask offset))MO。
圖13表示曝光至具有上述光罩偏距MO的光罩MA的情形,如圖13(A)所示,由於間隔LP相對於間隔LM較小,故而如圖13(C)所示,在光罩MA上的第奇數個圖案區域EM10等與第偶數個圖案區域EM20等之間,於X方向上設有預定的光罩偏距MO。此時,於-X方向上掃描光罩MA,如圖13(A)所示,視場區域OF2、OF4開始對圖案區域EM20、EM40照明,開始板PT的曝光。其後,如圖13(B)所示,當視場區域OF1、OF3、OF5開始對圖案區域EM10、EM30、EM50照明時,於板PT上,將圖案區域EM10、EM30、EM50的像與圖案區域EM20、EM40的像曝光於X方向上的同一位置
其後,如圖13(C)及圖13(D)所示,藉由像場區域IF2、IF4對板PT進行的曝光結束,板PT移動間隔LP的距離之後,藉由像場區域IF1、IF3、IF5對板PT進行的曝光結束,從而板PT的掃描曝光完畢。此時,板PT的空走距離RD(間隔LP)短於圖12所示情形。亦即,光罩 偏距MO與空走距離RD大致呈反比關係,藉由延長空走距離RD,可縮短光罩偏距MO,從而可於掃描方向上縮短光罩MA的圖案,於掃描方向上使光罩平臺MSTG小型化,並且能夠以高精度形成光罩MA的圖案。另一方面,藉由延長光罩偏距MO,可縮短空走距離RD,從而可於掃描方向上使基板平臺PSTG的基底部件小型化,並且可縮短一次掃描曝光的時間,故而可提高曝光步驟的處理量。因此,根據投影曝光裝置的用途(例如用於微細圖案或用於粗略圖案等),使光罩偏距MO與空走距離RD之間達到相應平衡,藉此可提高投影曝光裝置的成本效率(cost performance)。
在本例中,藉由以預定的條件設定間隔(光罩上間隔距離)LM與間隔(板上間隔距離)LP的關係,可使光罩偏距MO與空走距離RD之間達到平衡。
亦即,於圖4中,投影光學系統PL1的光束(光軸)的位移量CRK10,亦是點a'與點A連接而成的線段a'A(第1線段)沿著X方向的長度成分。該點a'是藉由將投影光學系統PL1的視場區域內的點a以與Z軸平行的方式投影(正交投影)於板PT上而獲得的點,該點A是與點a成共軛的板PT上的點。同樣地,投影光學系統PL2的光束(光軸)的位移量CRK20亦是點b'與點B連接而成的線段b'B(第2線段)沿著X方向的長度成分。該點b'是藉由將投影光學系統PL2的視場區域內的點b,以與Z軸平行的方式投影(正交投影)於板PT上而獲得的點,該點B 是與點b成共軛的板PT上的點。
在本例中,作為一例,自Y方向(非掃描方向)觀察,該線段a'A與該線段b'B至少部分重疊。若將此情形與圖3的第1行投影光學系統PL1、PL3、PL5以及第2行投影光學系統PL2、PL4的配置相對應。則自Z方向觀察時,通過第1行視場區域OF1、OF3、OF5的光軸的直線C1(第1行)於X方向(掃描方向)上,位於通過第2行視場區域OF2、OF4的光軸的直線C2(第2行)和通過與該視場區域成共軛的像場區域IF2、IF4的光軸的直線C4(第4行)之間,且第2行直線C2於X方向(掃描方向)上,位於第1行直線C1和通過與沿著該直線而配置的視場區域成共軛的像場區域IF1、IF3、IF5的光軸的直線C3(第3行)之間。
藉由上述配置,如圖5(B)所示,能夠於使板PT上的曝光區域EP10、EP20(或曝光區域EP10~EP50)於Y方向上容易接合的狀態下,良好地進行曝光,並且間隔LP幾乎不會變太長(空走距離RD幾乎不會變太長),且較該重疊部分更長(光罩偏距MO幾乎不會變太長)。因此,可容易地使光罩偏距MO與空走距離RD之間達到平衡,藉由在此範圍內調整間隔LP及間隔LM,可根據需要而縮短光罩偏距MO,或縮短空走距離RD。
此外,自Y方向觀察時該線段a'A與該線段b'B至少部分重疊(或直線C1位於直線C2與直線C4之間,直線C2位於直線C1與直線C3之間)是指,投影光學系統PL1、 PL2(或第1行投影光學系統PL1、PL3、PL5及第2行投影光學系統PL2、PL4)的光束移送方向相反,E自Y方向觀察時投影光學系統PL1(或PL1、PL3、PL5)與投影光學系統PL2(或PL2、PL4)部分重疊,即投影光學系統PL1、PL2(或投影光學系統PL1~PL5)為嵌套配置。藉此,可整體縮小投影光學裝置PL的尺寸,E可降低因裝置振動等的干擾而引起的像振動,從而可將光罩圖案以高精度轉印至板PT上。
此外,在本例中,線段a'A與該線b'B二者均於X方向上平行。藉此,投影光學系統PL1、PL2只要是可藉由光束移送部件於X方向上移送光束即可,故而使光學系統簡化。
其次,更準確地獲得光罩偏距MO與空走距離RD間的關係。首先,於圖4中,間隔(光罩上間隔距離)LM、間隔(板上間隔距離)LP與位移量CRK10及位移量CRK20之間具有下述關係。其中該間隔LM是上述光罩MA上的投影光學系統PL1、PL2的視場區域內的點a、點b間的X方向的間隔,該間隔LP是與點a、點b成共軛的板PT上的點A、點B間的X方向的間隔,該位移量CRK10及位移量CRK20是藉由投影光學系統PL1、PL2而使光束產生位移的位移量。再者,當自點B、點b向點A、點a的方向為+X方向時,間隔LP及間隔LM的符號為正。又,當自點a'、點b'向點A、點B的方向為+X方向時,位移量CRK10及位移量CRK20的符號為正。
LP=CRK10-CRK20+LM………(1)
又,於本例中,使用投影光學系統PL1、PL2的放大倍率M(符號為負),將間隔LP設定於以下範圍內。
0≦| LP |≦| M×LM |………(2)
再者,如圖4的示例般,當間隔LP為正值,間隔LM為負值,放大倍率M為負值時,式(2)可表達如下。以下,使用式(2A)進行說明。
0≦LP≦M×LM………(2A)
如圖5(A)、(B)所示,光罩MA的圖案區域EM10~EM50的掃描方向的長度(無光罩偏距MO時的長度)MSL、與板PT的曝光區域EP10~EP50的掃描方向的長度PSL之間具有如下關係。
PSL=MSL×| M |………(3)
又,圖13(C)所示的光罩偏距MO如下所示。
MO=LP/M-LM………(4)
又,如下所示,上述基板平臺PSTG的空走距離RD與間隔LP相等。
RD=LP………(5)
將式(4)變形如下。
RD=M×MO+M×LM………(6)
由於本例中放大倍率M的符號為負,故當間隔LM為負值時,滿足式(6)的空走距離RD與光罩偏距MO的關係如圖6所示。於圖6中,在式(2A)成立的範圍(點B2、範圍B3、點B4)內,可使空走距離RD與光罩偏距 MO成反比關係,且可使空走距離RD及光罩偏距MO分別處於預定範圍內,從而可使空走距離RD與光罩偏距MO達到平衡。
又,於下式成立的點B2(式(2A)的上限值)上,光罩偏距MO為0,空走距離RD為間隔LP(=M×LM)。
LP=M×LM………(7)
於間隔LP超過式(2A)的上限值的圖6的範圍B1(LP>M×LM)時,再次產生光罩偏距MO,且空走距離RD亦變大。
另一方面,於間隔LP為式(2A)的下限值的圖6的點B4(LP=0)上,空走距離RD為0,而光罩偏距MO為間隔LM(準確地說是-LM)。且,於間隔LP超過式(2A)的下限值的圖6的範圍B5(LP<0)時,再次產生空走距離RD,且光罩偏距MO變得更大。
此處,分別參照圖7、圖8、圖9及圖10,具體說明上述間隔LP為式(2A)的上限值的情形(即圖6的點B2)、上述間隔LP為該條件式範圍內的情形(即圖6的範圍B3)、上述間隔LP為式(2A)的下限值的情形(圖6的點B4)、以及上述間隔LP大大超過式(2A)的上限值的情形(即圖6的範圍B1)。圖7~圖10中表示以投影光學系統PL1、PL2的放大倍率M的絕對值作為速度比,於-X方向上掃描光罩MA,且於+X方向上掃描板PT的情況,為了便於說明,將投影光學系統PL1(圖案區域EM10)與投影光學系統PL2(圖案區域EM20)於Y方向上加以 調換,且將間隔LM用-LM表示。
又,圖7(A)、圖8(A)、圖9(A)、圖10(A)是表示投影光學系統PL1、PL2的視場區域OF1、OF2與像場區域IF2、IF2間的關係的平面圖,圖7(B)、圖8(B)、圖9(B)、圖10(B)是表示掃描曝光動作開始時,藉由視場區域OF2對光罩MA的照明、以及藉由像場區域IF2對板PT進行的曝光開始時的狀態的平面圖。其中,於圖9(B)中,由於像場區域IF1、IF2於Y方向上並列,因此同時亦開始藉由視場區域OF1對光罩MA的照明、以及藉由像場區域IF1對板PT進行的曝光。
繼而,圖10(C)是表示藉由視場區域OF2對光罩MA的照明、以及藉由像場區域IF2對板PT進行的曝光結束後的狀態的平面圖,圖7(C)、圖8(C)、圖10(D)是表示藉由視場區域OF1對光罩MA的照明、以及藉由像場區域IF1對板PT進行的曝光開始時的狀態的平面圖。又,圖8(D)是表示藉由視場區域OF2對光罩MA的照明、以及藉由像場區域IF2對板PT進行的曝光結束後的狀態的平面圖,圖7(D)、圖8(E)、圖9(B)、圖10(E)是表示藉由視場區域OF1對光罩MA的照明、以及藉由像場區域IF1對板PT進行的曝光結束,而掃描曝光動作結束後的狀態的平面圖。
根據圖7(D)可知,當間隔LP為上限值(M×LM)時,光罩MA的各圖案區域EM10、EM20未產生光罩偏距lMO。因此,可縮小光罩平臺MSTG大小。再者,以上 所述圖12(A)~(D)所示的掃描曝光動作與圖7相對應。
其次,根據圖8(E)可知,當間隔LP在上述範圍內時,雖於光罩MA的各圖案區域EM10、EM20內產生光罩偏距MO,但板PT的空走距離RD變短,因此,可縮小基板平臺PSTG的基底部的大小,且可提高處理量。再者,由於本發明中是以放大倍率為前提,因此,對於平臺速度的速率控制(rate controlling),並非使用具有較小圖案的光罩平臺MSTG,而是使用可投影放大像的基板平臺PSTG。因此,藉由縮短基板平臺PSTG的空走距離RD來提高處理量。再者,以上所述圖13(A)~(D)所示的掃描曝光動作與圖8相對應。
又,根據圖9(C)可知,當間隔LP為下限值(即RD=LP=0)時,雖然光罩MA的各圖案區域EM10、EM20會產生光罩偏距MO,但是可使板PT的空走距離RD為0。因此,可最大限度地發揮提高處理量的效果。
又,根據圖10(D)可知,當間隔LP大大超過上述條件式的上限值時(即LP>>M×LM),於光罩MA的各圖案區域EM10、EM20會產生光罩偏距MO,從而無法縮小光罩的大小,並且板PT的空走距離RD亦會變長,故而亦無法提高處理量。
其次,參照圖11,對本實施形態的光罩尺寸的小型化效果進行說明。
首先,圖11(A)是表示先前的等倍系多投影光學系 統的光罩MA、板PT及七個投影光學系統PLA1~PLA7的位置關係的圖。圖11(A)的各投影光學系統PLE1~PLE7的掃描方向(X方向)的橫倍率(lateral magnification)為+1,非掃描方向(Y方向)的橫倍率亦為+1。
又,圖11(B)是表示本實施形態中使用嵌套配置的投影光學系統PL1~PL5時光罩MA、板PT以及投影光學系統PL1~PL5的位置關係的圖。於該圖11(B)的配置中,當投影光學系統PL1~PL5的放大倍率設為M時,光罩上的間隔距離LM與板上的間隔距離LP滿足LM×M=LP的關係。於圖11(B)的配置中,由於與圖11(A)的情形相比,投影光學系統具有放大倍率,故而可縮小光罩圖案。因此,可大幅度縮小光罩平臺的大小,並且可減小光罩圖案的誤差(描繪誤差等)。又,由於圖11(B)的投影光學系統PL1~PL5為嵌套配置,故而與例如將投影光學系統PL1~PL5設為非嵌套配置(自Y方向觀察時投影光學系統PL1與PL2未重疊的配置)的情形時相比,可整體縮小投影光學系統的大小。該圖11(B)中的各投影光學系統PL1~PL5的掃描方向的橫倍率為負值(M[<-1),非掃描方向的橫倍率亦為負值(M<-1)。然而,如變形例中所詳述般,投影光學系統PL1~PL5的非掃描方向的橫倍率亦可為正值(M>1)。
又,圖11(C)表示與圖11(B)所示的配置相比,於非掃描方向上緊密配置各投影光學系統PL1~PL5的視場的情形。亦即,於圖11(C)所示的各投影光學系統PL1 ~PL5中,除中央的投影光學系統PL3以外,視場中心的非掃描方向的位置的投影光學系統與像場中心的非掃描方向的位置的投影光學系統相互錯開。藉由上述配置,於非掃描方向上亦可縮小光罩尺寸。
再者,上述實施形態的圖1的投影光學裝置PL由五個投影光學系統PL1~PL5構成,但投影光學裝置PL只要至少具備兩個投影光學系統(局部投影光學系統)即可,例如投影光學系統PL1、PL2。
[第2實施形態]
其次,參照圖14~圖20,對本發明的第2實施形態進行說明。第2實施形態中使用的掃描型投影曝光裝置的平臺系統與第1實施形態的平臺系統相同,但第2實施形態的投影光學系統與第1實施形態的圖2所示的投影光學裝置PL相比,投影光學系統PL1~PL5的光束(光軸)的位移方向及位移量不同。以下,於圖14~圖20中,有時對於與圖1~圖5相對應的部分使用相同符號,且簡化相關詳細説明。
於圖14(A)~圖14(C)所示的第2實施形態的投影光學裝置PLA中,圖14(A)是表示光罩MA上的多個圖案區域EM10~EM50的配置的平面圖,圖14(B)是表示多個投影光學系統PL1~PL5的配置的投影圖,圖14(C)是表示形成於板PT上的多個曝光區域EP10~EP50的配置的平面圖。
於圖14的投影光學裝置PLA中,與圖3(第1實施 形態)的投影光學系統的不同之處在於,於與掃描方向(X方向)相交的方向上緊密配置各投影光學系統PL1~PL5的視場。圖14(B)的投影光學裝置PLA具備五個投影光學系統PL1~PL5,各投影光學系統PL1~PL5分別具備第1局部光學系統SB11~SB51、第2局部光學系統(未圖示)、第3局部光學系統SB13~SB53、以及兩個偏轉部件(未圖示)。
第1投影光學系統PL1的視場沿著非掃描方向(Y方向)而與光罩MA上的圖案區域EM10對齊排列。來自該圖案區域EM10的光經由第1投影光學系統PL1的第1局部光學系統SB11,藉由未圖示的第1偏轉部件而射向第1偏轉方向FD1之後,經由未圖示的第2局部光學系統以及第2偏轉部件而透過第3局部光學系統SB13。經由該第3局部光學系統SB13的光,到達板PT上的曝光區域EP10的一部分。
同樣地,第2投影光學系統~第5投影光學系統PL2~PL5的視場,分別沿著非掃描方向而與圖案區域EM20~EM50對齊排列。來自該些圖案區域EM20~EM50的光,分別經由第2投影光學系統~第5投影光學系統PL2~PL5的第1局部光學系統SB21~SB51,藉由未圖示的第1偏轉部件而分別射向第2偏轉方向~第5偏轉方向FD2~FD5,其後分別經由未圖示的第2局部光學系統及第2偏轉部件而透過第3局部光學系統SB23~SB53。分別經由該些第3局部光學系統SB23~SB53的光到達板PT 上的曝光區域EP20~EP50的一部分。
此處,於非掃描方向上位於中央的第3投影光學系統PL3的第3偏轉方向FD3與掃描方向一致,於非掃描方向上第3投影光學系統PL3兩側的第2投影光學系統PL2與第4投影光學系統PL4的第2偏轉方向FD2與第4偏轉方向FD4偏向非掃描方向側。且,於非掃描方向上第2投影光學系統PL2與第4投影光學系統PL4外側的第1投影光學系統PL1與第5投影光學系統PL5的第1偏轉方向FD1與第5偏轉方向FD5,相較於第2偏轉方向FD2與第4偏轉方向FD4更偏向非掃描方向側。
亦即,第3偏轉方向FD3僅具有沿著掃描方向的向量成分,而第2偏轉方向FD2與第4偏轉方向FD4具有沿著掃描方向及非掃描方向的向量成分。又,第1偏轉方向FD1與第5偏轉方向FD5具有沿著掃描方向及非掃描方向的向量成分,且該些沿著非掃描方向的向量成分大於第2偏轉方向FD2與第4偏轉方向FD4的向量成分。
亦即,於圖14(B)的各投影光學系統PL1~PL5中,板PT側的配置與上述圖3(第1實施形態)的配置相同,但光罩MA側的配置是於非掃描方向上較緊密。藉由上述配置,於與掃描方向相交的方向上亦可縮小光罩尺寸。
於圖14的實施形態中,當考慮第1偏轉部件與第2偏轉部件間的距離的X方向成分時,第1實施形態的條件式(1)及條件式(2A)亦成立。再者,於圖14(B)中,圖示有「LP=M×LM」的狀態。
又,於圖14(B)的配置中,自Z方向觀察時,直線C1配置於直線C2與直線C4之間,直線C2配置於該直線C1與直線C3之間,其中該直線C1通過第1行投影光學系統PL1、PL2、PL3的視場內的光軸,該直線C2通過第2行投影光學系統PL2、PL4的視場內的光軸,該直線C4通過與沿著該直線C2的視場成共軛的像場內的光軸,該直線C3通過與沿著該直線C1的視場成共軛的像場內的光軸。藉由該嵌套配置,可使投影光學裝置PLA小型化。
再者,於上述實施形態中,揭示了構成投影光學系統的多個投影光學系統(PL1~PL5等)的視場(視場區域)及像場(像場區域)位於投影光學系統的光軸上,即所謂同軸(on axis)的情形的示例,但投影光學系統的視場以及像場亦可偏離投影光學系統的光軸,即所謂離軸。
此處,為了進行比較,於圖15(A)~圖15(C)中,如圖8之(A)~(E)所示,表示當具有光罩偏距MO時可使用的同軸投影光學裝置PLB。圖15(B)的投影光學裝置PLB由光軸位於視場及像場中心的五個同軸投影光學系統PL1~PL5構成,將圖15(A)的光罩MA的具有光罩偏距MO的圖案區域EM10~EM50的圖案的像,經由投影光學系統PL1~PL5而投影於圖15(C)的板PT上的曝光區域EP10~EP50。
又,圖16(A)及圖16(B)重複表示圖15(A)~圖15(C)的投影光學裝置PLB,圖16(C)及圖16(D)表示當具有相同的光罩偏距MO時可使用的離軸投影光學 裝置PLC。亦即,構成圖16(A)的投影光學裝置PLC的五個投影光學系統PL1~PL5的視場及像場的中心分別自光軸於X方向上產生位移,但將光罩MA上的圖案投影於板PT上的功能與圖16(A)的投影光學裝置PLB相同。
與圖16(A)(圖15(B))的投影光學裝置PLB相比,於圖16(C)的投影光學裝置PLC中,各投影光學系統PL1~PL5的像場,設定為於掃描方向(X方向)上向各視場側進行位移。藉此,各像場間沿著掃描方向的距離(板上間隔距離)LP短於圖16(A)所示的狀態,從而可縮短空走距離RD,因此可與圖16(A)的示例相比實現更高的處理量。
又,於上述各實施形態中,說明了多個投影光學系統( PL1 ~PL5等)為一次成像(不形成中間像的類型)的折射光學系統的情形,但作為投影光學系統,並不限於一次成像,且亦不限於折射光學系統。
圖17表示第1變形例的第1投影光學系統PL1,於該圖17中,對於在非掃描方向(Y方向)上與該第1投影光學系統PL1相鄰的第2投影光學系統,僅圖示有其光軸AX21、AX23。
第1變形例中的第1投影光學系統PL1為二次成像(形成一個中間像的類型)的反射折射光學系統,掃描方向的橫倍率M為負值(M<-1),且非掃描方向的橫倍率M為正值(M>1)。亦即,第1變形例中的第1投影光學系統PL1,形成光罩MA上的圖案區域的一部分放大倒立裡面 像(放大倒立映像)。
圖17的第1投影光學系統PL1,包括形成中間像IM1的第1成像光學系統、以及使該中間像IM1再次在板PT上成像的第2成像光學系統。第1成像光學系統包括第1組G11、第2組G12以及第3組G13,其中該第1組G11沿著於光罩MA面的法線方向上延伸的光軸AX11而配置,該第2組G12具備振幅分割型或偏光分割型的分光鏡(beam splitter)BS及凹面鏡CM1,該第3組G13與光軸AX11正交,且沿著與掃描方向(X方向)平行延伸的光軸AX12而配置。又,第2成像光學系統包括第4組G14、光路折射鏡FL11及第5組G15,其中該第4組G14沿著光軸AX12而配置,該光路折射鏡FL11用以使光軸AX12彎折而成為光軸AX13,該第5組G15沿著與光軸AX11平行、且與板PT的法線方向平行延伸的光軸AX13而配置。
且,於第1成像光學系統與第2成像光學系統之間的中間像形成位置,配置有視場光闌FS1。於第1變形例中,藉由該視場光闌FS1,規定有光罩MA上的視場區域及板PT上的像場。因此,當使用該第1變形例的投影光學系統PL1、PL2等時,可省略包含圖1的照明裝置IU中的可變視場光闌9d及聚光透鏡9e在內的用以規定照明區域ILF1等的光學系統。此情形於以下所述的圖18及圖19的變形例中亦同。圖17的第1變形例的視場區域及像場雖規定為包括光軸AX11、AX13(具有同軸視場及像場),但亦可 使該視場區域及像場偏離光軸AX11、AX13,而具有離軸視場及像場。
再者,於第1變形例中,分光鏡BS的光路分離面對應於第1偏轉部件,施密特稜鏡FL11對應於第2偏轉部件。且,連接該些分光鏡BS及光路折射鏡FL11的光軸AX12的延伸方向對應於第1偏轉方向。
又,於第1變形例中,當將投影光學系統的倍率設為M時,距離LM(對應於光軸AX11與AX21的X方向上的距離)與距離LP(對應於光軸AX13與AX23的X方向上的距離)滿足LP=M×LM的關係。其中該距離LM是光罩MA上的第1投影光學系統PLl與第2投影光學系統之間沿著X方向的距離,該距離LP是板PT上的第1投影光學系統PL1與第2投影光學系統之間沿著X方向的距離。但是,該設定可在滿足0≦LP≦M×LM的範圍內加以變更。
圖18(A)是自Y方向(非掃描方向)觀察第2變形例的第1投影光學系統PL1的圖,圖18(B)是表示該第2變形例的視場及像場的平面圖,於圖18(A)中,對於在非掃描方向(Y方向)上與第1投影光學系統PL1相鄰的第2投影光學系統,僅圖示有該第2投影光學系統的光軸AX21、AX23。又,於圖18(B)中,僅圖示有第1投影光學系統PL1及第2投影光學系統PL2。
圖18(A)的第2變形例中的第1投影光學系統PL1為二次成像(形成一個中間像的類型)的反射折射光學系 統,該第1投影光學系統PL1與圖17的第1變形例的不同之處在於,設有光路折射鏡FL11,以藉由視場分割的方法而分離由凹面反射鏡所形成的往返光路。第2變形例中的第1投影光學系統PL1亦是,掃描方向的橫倍率M為負值(M<-1),且非掃描方向上的橫倍率M為正值(M>1)。亦即,第2變形例的第1投影光學系統PL1形成光罩MA上的圖案區域的一部分放大倒立裡面像(放大倒立映像)。
圖18(A)的第1投影光學系統PL1包括形成中間像IM1的第1成像光學系統、以及使該中間像IM1再次於板PT上成像的第2成像光學系統。第1成像光學系統包括第1組G11、第2組G12、第3組G13以及光路折射鏡FL11,其中該第1組G11沿著於光罩MA面的法線方向上延伸的光軸AX11而配置,該第2組G12具備凹面鏡CM1,該第3組G13沿著與光軸AX11正交、且與掃描方向(X方向)平行延伸的光軸AX12而配置,該光路折射鏡FL11配置於第2組G12與第3組G13之間的光路中,以使光軸AX11彎折而成為光軸AX12。又,第2成像光學系統包括第4組G14、光路折射鏡FL12以及第5組G15,其中該第4組G14沿著光軸AX12而配置,該第5組G15沿著與光軸AX11平行、且與板PT的法線方向平行延伸的光軸AX13而配置。
又,於第1成像光學系統與第2成像光學系統之間的中間像形成位置,配置有視場光闌FS1。於第2變形例中,
亦藉由該視場光闌FS1而規定有光罩MA上的視場區域及板PT上的像場。第2變形例的視場區域以及像場為偏離光軸AX11、AX13的離軸視場及像場。
再者,於第2變形例中,光路折射鏡FL11對應於第1偏轉部件,光路折射鏡FL12對應於第2偏轉部件。又,連接該些光路折射鏡FL11及FL12的光軸AX12的延伸方向對應於第1偏轉方向。
又,於第2變形例中,如圖18(B)所示,當投影光學系統PL1、PL2的倍率設為M時,距離LM與距離LP滿足LP=M×LM的關係,其中該距離LM是光罩MA上的第1投影光學系統PL1的視場區域OF1的中心,與第2投影光學系統PL2的視場區域OF2的中心之間沿著X方向的距離。該距離LP是板PT上的第1投影光學系統PL1的像場IF1的中心,與第2投影光學系統PL2的像場IF 2的中心之間沿著-X方向的距離。但是,該設定可於滿足0≦LP≦M×LM的範圍內加以變更。再者,第1投影光學系統PL1的視場區域OF1的中心的共軛點為像場IF1的中心,第2投影光學系統PL2的視場區域OF2的中心的共軛點為像場IF2的中心。
圖19(A)是自Y方向(非掃描方向)觀察第3變形例的第1投影光學系統PL1的圖,圖19(B)是表示該第3變形例的視場及像場的平面圖。於圖19(A)所示的第3變形例的投影光學系統PL1中,與圖18的第2變形例的不同之處僅在於,將光路折射鏡FL11配置成使光束以橫 切光軸AX11的方式而反射,其他結構均與第2變形例相同。藉由變更該光路折射鏡FL11的配置,使第2變形例的第1投影光學系統PL1(圖18(B))中,在掃描方向(X方向)上位於光軸AX11、AX13外側的視場區域OF1及像場IF1分別位於光軸AX11、AX13的內側。同樣地,使第2投影光學系統PL2中,視場區域OF2及像場IF2亦分別位於光軸AX21、AX23的內側。
於第3變形例中,如圖19(B)所示,當投影光學系統PL1、PL2的倍率設為M時,距離LM與距離LP設定為滿足0≦LP≦M×LM,其中該距離LM是光罩MA上的第1投影光學系統PL1的視場區域OF1的中心與第2投影光學系統PL2的視場區域OF2的中心之間沿著X方向的距離,該距離LP是板PT上的第1投影光學系統PL1的像場IF1的中心與第2投影光學系統PL2的像場IF2的中心之間沿著X方向的距離。尤其是於第3變形例中,視場區域OF1、OF2以及像場IF1、IF2位於掃描方向上的光軸AX11、AX13、AX21、AX23的內側,故而可進行接近上述條件式(0≦LP≦M×LM)的下限的設定,從而可使處理量高於第2變形例的處理量。再者,於第3變形例中亦是,第1投影光學系統PL1的視場區域OF1的中心的共軛點為像場IF1的中心,第2投影光學系統PL2的視場區域OF2的中心的共軛點為像場IF2的中心。
再者,於上述實施形態中,如圖1所示,於光罩平臺MSTG上載置有形成有五個圖案區域EM10~EM50的1 片光罩MA。亦可與此相對,如對於與圖1相對應的部分附以相同符號的圖20的變形例所示,預先將五個光罩MA1~MA5分別經由光罩固持器(未圖示)加以吸附保持,並於該些光罩MA1~MA5上分別形成圖1的圖案區域EM10~EM50的圖案,該五個光罩MA1~MA5沿著Y方向(非掃描方向)以預定間隔配置於光罩平臺MSTG上,且於X方向(掃描方向)上呈細長狀延伸。
將圖20的變形例的光罩MA1~MA5的圖案分別經由圖2的投影光學系統PL1~PL5而投影於板PT上,於此狀態下,於X方向上同步掃描光罩平臺MSTG及基板平臺PSTG,藉此使光罩MA1~MA5的圖案分別轉印至板PT上。
[第3實施形態]
其次,參照圖21~圖24,對本發明的第3實施形態進行說明。於第3實施形態中,對藉由上述實施形態的投影光學裝置PL而轉印圖案的光罩(例如圖1的光罩MA)的製造方法的一例進行說明。
圖21是用以概念性地說明圖1及圖2的實施形態的光罩圖案與轉印至板上的圖案的位置關係的圖。於圖21中,光罩MA1具備有沿著非掃描方向(Y方向)相互間隔而形成的第1行圖案區域EM10及第2行圖案區域EM20。該些圖案區域EM10及EM20具有沿著掃描方向(X方向)的長度方向的長度。
且,第1行圖案區域EM10具有第1圖案區域RP10 及共同圖案區域RPc,其中該第1圖案區域RP10具有沿著掃描方向的長度方向的長度,該共同圖案區域RPc於非掃描方向上與該第1圖案區域RP10相鄰。又,第2行圖案區域EM20具有第2圖案區域RP20及共同圖案區域RPc,其中該第2圖案區域RP20具有沿著掃描方向的長度方向的長度,該共同圖案區域RPc於非掃描方向上與該第2圖案區域RP20相鄰。
此處,形成於圖21的第1行圖案區域EM10及第2行圖案區域EM20內的圖案,分別藉由第1投影光學系統PL1及第2投影光學系統PL2而轉印至板PT上的第1曝光區域EP10及第2曝光區域EP20。該些第1曝光區域EP10及第2曝光區域EP20於非掃描方向上部分重複。
此處,如上述實施形態所述,投影光學系統PL1、PL2於掃描方向上具有負的放大倍率,且於非掃描方向上亦具有負的放大倍率。因此,第1行圖案區域EM10的第1圖案區域RP10內的圖案與第2行圖案區域EM20的第2圖案區域RP20內的圖案可分別藉由如下方式而獲得,即,使欲轉印的圖案以非掃描方向作為對稱軸而反轉,並且以掃描方向作為對稱軸而反轉。且,兩個圖案區域EM10及EM20的共同圖案區域RPc包含以如下方式而獲得的圖案,即,使板PT上的曝光區域EP10及EP20重疊的區域的圖案以非掃描方向作為對稱軸而反轉,且以掃描方向作為對稱軸而反轉。
其次,參照圖22(A)~圖22(D),對圖21的光罩 MA1的製造方法進行說明。
圖22(A)是表示與圖21的板PT上所轉印的圖案相對應的原圖案OPA的平面圖。此處,原圖案OPA並不限於與轉印至板PT上的圖案相似的圖案,而亦可為例如已實施用以修正光學鄰近效果的OPC(Optical Proximity Correction,光學鄰近修正)處理等的圖案。
首先,根據所使用的投影光學系統PL1、PL2的像場的大小及形狀,將該原圖案OPA,由分割線DL1、DL2分割成於非掃描方向上排列的多個區域PA1、PA2、PAC。此處,第1區域PA1對應於僅藉由投影光學系統PL1而投影於板PT上的區域,第2區域PA2對應於僅藉由投影光學系統PL2而投影於板PT上的區域。又,共同區域PAC對應於藉由第1投影光學系統PLl及第2投影光學系統PL2二者而重疊曝光於板PT上的區域。
其次,如圖22(B)所示,自原圖案資料中提取出包括位於第1區域PA1內的原圖案資料即第1圖案資料PD1、以及位於共同區域PAC內的原圖案資料即共同圖案資料PDC的圖案資料,並且,自原圖案資料中提取出包括位於第2區域PA2內的原圖案資料即第2圖案資料PD2、以及位於共同區域PAC內的原圖案資料即共同圖案資料PDC的圖案資料。
繼而,如圖22(C)所示,根據第1投影光學系統PL1及第2投影光學系統PL2的放大倍率的倒數,縮小所提取的各個圖案資料。於本例中,由於第1投影光學系統PL1 及第2投影光學系統PL2於掃描方向上具有負的放大倍率,且於非掃描方向上具有負的放大倍率,因此分別使第1圖案資料PD1、第2圖案資料PD2及共同圖案資料PDC以掃描方向作為軸而反轉,且以非掃描方向作為軸而反轉,藉此使已縮小的圖案資料變為第1反轉圖案資料RPD1、第2反轉圖案資料RPD2、及共同反轉圖案資料RPDc。
繼而,根據該些第1反轉圖案資料RPD1、第2反轉圖案資料RPD2以及共同反轉圖案資料RPDc,使用光罩描繪儀,於光罩MA1上描繪第1圖案區域RP10、第2圖案區域RP20以及共同圖案區域RPc,從而形成第1行圖案區域EM10及第2行圖案區域EM20。所描繪的光罩MA的平面圖如圖22(D)所示。再者,圖22(D)是自光罩MA1的圖案面側、即光罩MA1的投影光學系統側觀察光罩的平面圖。
繼而,參照圖23及圖24,說明當投影光學系統於掃描方向上具有負的放大倍率、且於非掃描方向上具有正的放大倍率時該光罩圖案及其製造方法的一例。
此處,圖23的光罩MA2與圖21的光罩MA1的不同之處在於,圖23的光罩MA2的兩行圖案區域EM10及EM20內的圖案,分別藉由將圖21的圖案區域EM10及EM20內的圖案,關於與掃描方向平行的軸加以反轉而獲得。因此,如圖24(B)及圖24(C)所示,與圖22(A)~圖22(D)所示的光罩MA1的製造方法相比,用以製 造圖23的光罩MA2的圖24(A)~圖24(D)所示的製造方法的不同之處僅在於,使第1圖案資料PD1、第2圖案資料PD2以及共同圖案資料PDC分別以非掃描方向作為軸而反轉,從而獲得第1反轉圖案資料RPD1、第2反轉圖案資料RPD2以及共同反轉圖案資料RPDc。其他製造方法均與圖22所示的示例相同,因此省略對其說明。
再者,於圖21~圖24所示的示例中,說明了使用兩個投影光學系統PL1、PL2時光罩的製造方法,但於投影光學系統的數量大於等於三個時,亦可藉由以同樣的方式生成光罩資料,來製造圖1的具有圖案區域EM10~EM50的光罩MA等。
又,如上述實施形態(例如圖8的光罩MA)所述,當存在光罩偏距MO時,只要根據光罩偏距MO的量,使圖22(D)的第1行圖案區域EM10的整個區域與第2行圖案、區域EM20的整個區域在掃描方向上相應錯開即可。
其次,藉由使用上述實施形態中圖1的使用投影光學裝置PL的掃描型投影曝光裝置,於感光基板(玻璃板)上形成預定圖案(電路圖案、電極圖案等),亦可獲得作為微型元件(micro device)的液晶顯示元件。以下,參照圖25的流程圖,說明該製造方法的一例。
於圖25的步驟S401(圖案形成步驟)中,首先實施塗佈步驟、曝光步驟以及顯影步驟,該塗佈步驟是於曝光對象的基板上塗佈光阻劑以準備感光基板,該曝光步驟是使用上述掃描型投影曝光裝置,將用於液晶顯示元件的光 罩圖案轉印並曝光於該感光基板上,該顯影步驟是使該感光基板顯影。藉由包含該塗佈步驟、曝光步驟及顯影步驟的光微影步驟,而於該基板上形成預定的光阻圖案。繼該光微影步驟之後,經由以該光阻圖案作為光罩的蝕刻步驟及光阻劑剝離步驟等,而於該基板上形成包含多個電極等的預定圖案。該光微影步驟等根據該基板上的層(layer)數而實施多次。
於下一步驟S402(彩色濾光片形成步驟)中,以矩陣狀排列多個對應於紅R、綠G、藍B的三個微細的濾光片的組,或於水平掃描線方向上排列多個紅R、綠G、藍B三根條狀濾光片的組,藉此形成彩色濾光片。於下一步驟S403(單元組裝步驟)中,向例如具有藉由步驟S401而獲得的預定圖案的基板與藉由步驟S402而獲得的彩色濾光片之間注入液晶,而製造液晶面板(液晶單元)。
於其後的步驟S404(模組組裝步驟)中,於如上所述組裝而成的液晶面板(液晶單元)安裝使該液晶面板進行顯示動作的電路、以及背光源(backlight)等零件,藉此完成液晶顯示元件的製作。根據上述液晶顯示元件的製造方法,藉由使用上述實施形態的於掃描方向上縮短光罩圖案的掃描型投影曝光裝置,可縮小光罩平臺大小,從而能夠以較低成本且使用更高精度的光罩圖案來製造高精度的液晶顯示元件。又,藉由使用已縮短空走距離的投影曝光裝置,可使基板平臺小型化,從而能夠以低成本且高處理量來製造液晶顯示元件。
再者,本發明並不限於上述實施形態,而可於不脫離本發明要旨的範圍內採取各種結構。
[產業上的可利用性]
根據本發明的元件製造方法,藉由在曝光步驟中使用本發明的投影光學裝置進行曝光,可使藉由多個(多行)投影光學系統而形成於第2物體上的投影像高精度地接合,從而實現良好的圖案轉印。又,可藉由嵌套配置而使具有放大倍率的投影光學系統小型化,且可降低像振動,故而能夠以低價且以高精度來製造大面積的微型元件。
另外,根據需要,可於掃描方向上縮短第1物體(光罩等)上的圖案,或縮短第2物體(板等)的掃描距離。因此,於前者情形時,能夠以高精度來製造該圖案,且能夠縮小用於該第1物體的平臺大小。另一方面,於後者情形時,由於可縮小用於該第2物體的平臺的基底部大小,且可提高處理量,故而能夠以較低的製造成本且以高精度來製造微型元件。
1‧‧‧光源
2‧‧‧橢圓鏡
3‧‧‧分色鏡
4、9a‧‧‧準直透鏡
5‧‧‧波長選擇濾光片
6‧‧‧中性密度濾光片
7、9c‧‧‧聚光透鏡
8‧‧‧光導纖維
8a‧‧‧入射口
8b~8f‧‧‧射出口
9b‧‧‧複眼透鏡
9d‧‧‧可變視場光闌
9e‧‧‧聚光透鏡
50X、51X‧‧‧X軸移動鏡
50Y、51Y‧‧‧Y軸移動鏡
a‧‧‧第1視點
b‧‧‧第2視點
a'‧‧‧點a在板PT上的正交投影點
b'‧‧‧點b在板PT上的正交投影點
A‧‧‧第1共軛點
B‧‧‧第2共軛點
a1、a2‧‧‧圖案
A1、A2‧‧‧分界部
AX11、AX12、AX13、AX21、AX22、AX23‧‧‧光軸
B1、B2、B3、B5‧‧‧範圍
B4‧‧‧點
BS‧‧‧分光鏡
C1、C2、C3、C4‧‧‧直線
CM1‧‧‧凹面鏡
CRK10、CRK20‧‧‧位移量
DL1、DL2‧‧‧分割線
EF1‧‧‧投影區域
EM10~EM50‧‧‧圖案區域
EP10~EP50‧‧‧曝光區域
EPA、EPB‧‧‧圖案轉印區域
FD1‧‧‧第1偏轉方向
FD2‧‧‧第2偏轉方向
FD3‧‧‧第3偏轉方向
FD4‧‧‧第4偏轉方向
FD5‧‧‧第5偏轉方向
FL11、FL12‧‧‧光路折射鏡
FM1‧‧‧第1反射鏡
FM2‧‧‧第2反射鏡
FM3‧‧‧第3反射鏡
FM4‧‧‧第4反射鏡
FS1‧‧‧視場光闌
G11‧‧‧第1組
G12‧‧‧第2組
G13‧‧‧第3組
G14‧‧‧第4組
G15‧‧‧第5組
IM1‧‧‧中間像
IF1~IF5‧‧‧像場區域(像場)
IL1~IL5‧‧‧局部照明光學系統
ILF1‧‧‧照明區域
IU‧‧‧照明裝置
LM、-LM‧‧‧視場區域的間隔(光罩上的間隔距離)
LP(RD)‧‧‧像場區域的間隔(板上的間隔距離)
M‧‧‧橫倍率
MA、MA1~MA5‧‧‧光罩
MO‧‧‧光罩偏距
MSTG‧‧‧光罩平臺
MSL‧‧‧光罩的圖案區域沿X方向的長度
OF1~OF5‧‧‧視場區域
0PA‧‧‧原圖案
PA1、PA2、PAC‧‧‧區域
PD1‧‧‧第1圖案資料
PD2‧‧‧第2圖案資料
PDC‧‧‧共同圖案資料
PL、PLA、PLB、PLC‧‧‧投影光學裝置
PL1~PL5、PLE1~PLE7‧‧‧投影光學系統
PSL‧‧‧各曝光區域沿X方向的長度
PSTG‧‧‧基板平臺
PT‧‧‧板
RP10‧‧‧第1圖案區域
RP20‧‧‧第2圖案區域
RPc‧‧‧共同圖案區域
RPD1‧‧‧第1反轉圖案資料
RPD2‧‧‧第2反轉圖案資料
RPDc‧‧‧共同反轉圖案資料
SB11~SB51‧‧‧第1局部光學系統
SB12、SB22‧‧‧第2局部光學系統
SB13~SB53‧‧‧第3局部光學系統
SD、SM1、SP1‧‧‧掃描方向
S401~S404‧‧‧流程圖符號
圖1是表示第1實施形態的投影曝光裝置的照明裝置及光罩平臺的立體圖。
圖2是表示第1實施形態的投影光學系統及基板平臺的立體圖。
圖3是表示第1實施形態的視場區域OF1~OF5與像場區域IF1~IF5的關係的圖。
圖4是表示圖2中投影光學系統PL1、PL2的結構的 圖。
圖5(A)是表示圖1中的光罩MA的平面圖,圖5(B)是表示圖2中的板PT的平面圖。
圖6是表示第1實施形態的光罩偏距MO與空走距離RD的關係的圖。
圖7是表示圖6的點B2所對應的掃描曝光的一例的圖。
圖8是表示圖6的範圍3所對應的掃描曝光的一例的圖。
圖9是表示圖6的點B4所對應的掃描曝光的一例的圖。
圖10是表示圖6的範圍B1所對應的掃描曝光的一例的圖。
圖11(A)是表示使用多個等倍的投影光學系統進行曝光的情形的圖,圖11(B)是表示使用第1實施形態的多個投影光學系統進行曝光的情形的圖,圖11(C)是表示亦可於非掃描方向上縮短光罩的曝光方法的圖。
圖12(A)~(D)是表示第1實施形態中掃描曝光時的光罩MA與板PT的位置關係的變化的圖。
圖13(A)~(D)是表示當對具有預定的光罩偏距MO的光罩進行掃描曝光時,光罩MA與板PT的位置關係變化的圖。
圖14(A)~(C)是表示第2實施形態的投影光學裝置PLA、光罩以及板的位置關係的圖。
圖15(A)~(C)是表示具有光罩偏距MO時可使用的同軸投影光學裝置PLB、光罩以及板的位置關係的圖。
圖16(A)是表示圖15的投影光學裝置PLB以及光罩MA的平面圖,圖16(B)是表示圖15所示的板PT的平面圖,圖16(C)是表示離軸投影光學裝置PLC與光罩的圖,圖16(D)是表示藉由投影光學裝置PLC而曝光的板的圖。
圖17是表示投影光學系統PL1的第1變形例的圖。
圖18(A)是表示投影光學系統PL1的第2變形例的圖,圖18(B)是表示該第2變形例的視場區域以及像場的平面圖。
圖19(A)是表示投影光學系統PL1的第3變形例的圖,圖19(B)是表示該第3變形例的視場區域以及像場的平面圖。
圖20是表示於圖1的光-罩平臺MSTG上載置有多個光罩的實施形態的立體圖。
圖21是表示第3實施形態中,經由投影光學系統而將光罩圖案轉印至板上的狀態的立體圖。
圖22(A)~(D)是表示圖21的光罩的製造方法的一例的圖。
圖23是表示第3實施形態中,經由其他投影光學系統而將其他光罩圖案轉印至板上的狀態的立體圖。
圖24(A)~(D)是表示圖23的光罩的製造方法的一例的圖。
圖25是表示使用實施形態的投影曝光裝置的液晶顯示元件的製造步驟的一例的流程圖。
a‧‧‧第1視點
a'‧‧‧點a在板PT上的正交投影點
b‧‧‧第2視點
b'‧‧‧點b在板PT上的正交投影點
A‧‧‧第1共軛點
B‧‧‧第2共軛點
AX11、AX12、AX13、AX21、AX22、AX23‧‧‧光軸
CRK10、CRK20‧‧‧位移量
FD1‧‧‧第1偏轉方向
FD2‧‧‧第2偏轉方向
FM1~FM4‧‧‧反射鏡
LM‧‧‧距離
LP(RD)‧‧‧間隔
MA‧‧‧光罩
PL1、PL2‧‧‧投影光學系統
PT‧‧‧板
SB11、SB21‧‧‧第1局部光學系統
SB12、SB22‧‧‧第2局部光學系統
SB13、SB23‧‧‧第3局部光學系統
SM1、SP1‧‧‧掃描方向

Claims (34)

  1. 一種投影光學裝置,將配置於第1面內的第1物體的放大像形成於第2物體上,該第2物體以能夠對該放大像而沿著預定的第1方向相對移動的方式而配置於第2面內,該投影光學裝置的特徵在於:包括:第1投影光學系統,將上述第1面上預定的第1視點發出的光束,引導至與上述第1視點對應的上述第2面上的第1共軛點,且將上述第1面內的第1物體的放大像形成於上述第2面內的第2物體上;以及第2投影光學系統,將上述第1面上預定的第2視點發出的光束,引導至與上述第2視點對應的上述第2面上的第2共軛點,且將上述第1面內的第1物體的放大像形成於上述第2面內的第2物體上;且上述第1投影光學系統包括第1光束移送部件,以使來自上述第1視點的光束,相對於上述第1視點於至少上述第1方向的方向上產生位移,而將該光束移送至上述第1共軛點,上述第2投影光學系統包括第2光束移送部件,以使來自上述第2視點的光束,相對於上述第2視點於至少上述第1方向的方向上產生位移,而將該光束移送至上述第2共軛點,將上述第1視點連結到正交投影到上述第2面的第1投影點和上述第1共軛點的第1線段,以及將上述第2視點連結到正交投影到上述第2面的第2投影點和上述第2 共軛點的第2線段,在上述第2面上從與上述第1方向正交的第2方向來看,至少一部分是重疊的。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之投影光學裝置,其更包括第3投影光學系統,將上述第1面上的預定的第3視點發出的光束,引導至與上述第3視點對應的上述第2面上的第3共軛點,且將上述第1面內的第1物體的放大像形成於上述第2面內的第2物體上;以及第4投影光學系統,將上述第1面上的預定的第4視點發出的光束,引導至與上述第4視點對應的上述第2面上的第4共軛點,且將上述第1面內的第1物體的放大像形成於上述第2面內的第2物體上;且上述第3投影光學系統包括第3光束移送部件,以使來自上述第3視點的光束,相對於上述第3視點於至少上述第1方向的方向上產生位移,而將該光束移送至上述第3共軛點,上述第4投影光學系統包括第4光束移送部件,以使來自上述第4視點的光束,相對於上述第4視點於至少上述第1方向的方向上產生位移,而將該光束移送至上述第4共軛點。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之投影光學裝置,其中上述第1投影光學系統、上述第2投影光學系統、上述第3投影光學系統及第4投影光學系統是沿上述第2方向配置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之投影光學裝置,其中上述第1投影光學系統的上述第1光束移送部件以及上述第2投影光學系統的上述第2光束移送部件的至少一個,是使來自對應的上述視點的光束相對於該視點而向上述第2方向產生位移,並移送到對應的上述共軛點。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之投影光學裝置,其中上述第1線段與上述第2線段中至少一方與上述第1方向平行。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之投影光學裝置,其中上述第1線段與上述第2線段中至少一方未與上述第1方向及上述第2方向平行。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之投影光學裝置,其中上述第1光束移送部件,將來自上述第1視點的光束向與上述第1線段平行的第1偏轉方向上移送,上述第2光束移送部件,將來自上述第2視點的光束向與上述第2線段平行的第2偏轉方向上移送。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之投影光學裝置,其中上述第1光束移送部件包括:第1偏轉部件,使來自上述第1視點的光束向上述第1偏轉方向彎折;以及第2偏轉部件,使沿著上述第1偏轉方向的光束朝向上述第2面的方向偏轉;且上述第2光束移送部件包括:第3偏轉部件,使來自上述第2視點的光束向上述第2偏轉方向彎折;以及第4 偏轉部件,使沿著上述第2偏轉方向的光束朝向上述第2面的方向偏轉。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之投影光學裝置,其中上述第1投影光學系統包括:第1局部光學系統,配置於上述第1面與上述第1偏轉部件之間的光路中;第2局部光學系統,配置於上述第1偏轉部件與上述第2偏轉部件之間的光路中;以及第3局部光學系統,配置於上述第2偏轉部件與上述第2面之間的光路中;且上述第2投影光學系統包括:第4局部光學系統,配置於上述第1面與上述第3偏轉部件之間的光路中;第5局部光學系統,配置於上述第3偏轉部件與上述第4偏轉部件之間的光路中;以及第6局部光學系統,配置於上述第4偏轉部件與上述第2面之間的光路中。
  10. 如申請專利範圍第4項所述之投影光學裝置,其中當將上述第1投影光學系統及第2投影光學系統的放大倍率設為M,上述第1視點與上述第2視點之間的沿著上述第1方向的間隔設為LM,上述第1共軛點與上述第2共軛點之間的沿著上述第1方向的間隔設為LP時,上述第1投影光學系統與第2投影光學系統滿足下述條件式:0≦| LP |≦| M×LM |。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之投影光學裝置,其中上述放大倍率M、上述間隔LM及上述間隔LP滿足 下述條件式:LP=M×LM。
  12. 如申請專利範圍第4項所述之投影光學裝置,其中第1圖案區域及第2圖案區域設於上述第1面上,且分別藉由上述第1投影光學系統及第2投影光學系統而投影於上述第2面內的第2物體上形成圖案,該第1圖案區域及第2圖案區域於與上述第1方向正交的上述第2方向上以預定間隔而配置,且沿著上述第1方向而配置於相同位置,第1被曝光區域及第2被曝光區域設於上述第2面上,為藉由上述第1投影光學系統及第2投影光學系統而將上述第1物體上的圖案像投影之區域,該第1被曝光區域及第2被曝光區域配置成於上述第2方向上緊密連接或部分重疊,且沿著上述第1方向配置於相同位置。
  13. 如申請專利範圍第3項所述之投影光學裝置,其中上述第3光束移送部件的光束移送量,小於上述第1光束移送部件的光束移送量。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之投影光學裝置,其中上述第1投影光學系統及第2投影光學系統為像側遠心光學系統。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之投影光學裝置,其中上述第1投影光學系統及第2投影光學系統為物體側遠心光學系統。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之投影光學裝置,其中上述第1投影光學系統及上述第2投影光學系統於上述第1方向上的上述放大倍率小於-1。
  17. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之投影光學裝置,更包括:第1行投影光學系統,包括多個投影光學系統,該多個投影光學系統於沿著第2方向的第1行上分別具有視場,上述第1及上述第3投影光學系統是上述第1行投影光學系統的一部分;以及第2行投影光學系統,包括多個投影光學系統,該多個投影光學系統於沿著上述第2方向的與上述第1行不同的第2行上分別具有視場,上述第3及上述第4投影光學系統是上述第1行投影光學系統的一部分;且上述第1行投影光學系統將與上述第1行投影光學系統的上述多個視場成共軛的多個像場,形成於上述第2面內的第3行上,上述第2行投影光學系統,將與上述第2行投影光學系統的上述多個視場成共軛的多個像場,形成於上述第2面內的第4行上,當自上述第2方向觀察上述第1行至上述第4行時,上述第1行位於上述第2行與上述第4行之間,上述第2行位於上述第1行與上述第3行之間。
  18. 一種投影曝光裝置,利用照明光經由第1物體而使第2物體曝光,該投影曝光裝置的特徵在於:包括: 照明光學系統,利用上述照明光對上述第1物體照明;申請專利範圍1至17中任一項所述之投影光學裝置,將藉由上述照明光學系統所照明的上述第1物體的像形成於上述第2物體上;以及平臺機構,使上述第1物體與上述第2物體以上述投影光學裝置的放大倍率作為速度比,而相對於與上述第1方向平行的掃描方向移動。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之投影曝光裝置,其中上述第1投影光學系統及上述第2投影光學系統,於上述掃描方向上的上述放大倍率小於-1。
  20. 如申請專利範圍第19項中所述的投影曝光裝置,其包括:第1行投影光學系統,包括多個投影光學系統,該多個投影光學系統於沿著與上述掃描方向正交的非掃描方向的第1行上分別具有視場;以及第2行投影光學系統,包括多個投影光學系統,該多個投影光學系統於沿著上述非掃描方向的與上述第1行不同的第2行上分別具有視場;且上述第1行投影光學系統,將與上述第1行投影光學系統的上述多個視場成共軛的多個像場,形成於上述第2面內的第3行上,上述第2行投影光學系統,將與上述第2行投影光學系統的上述多個視場成共軛的多個像場,形成於上述第2 面內的第4行上,當自上述第2方向觀察上述第1行至上述第4行時,上述第1行位於上述第2行與上述第4行之間,上述第2行位於上述第1行與上述第3行之間,上述第1行投影光學系統的上述多個投影光學系統,包括上述第1投影光學系統,上述第2行投影光學系統的上述多個投影光學系統,包括上述第2投影光學系統。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之投影曝光裝置,其中上述平臺機構包括用以保持光罩的光罩平臺,該光罩上一體形成有第1圖案區域及第2圖案區域,該第1圖案區域及第2圖案區域內分別形成有藉由上述第1投影光學系統及第2投影光學系統而投影於上述第2面內的第2物體上的圖案。
  22. 如申請專利範圍第18項所述之投影曝光裝置,其中上述平臺機構包括用以保持第1光罩及第2光罩的光罩平臺,該第1光罩上形成有第1圖案區域,該第1圖案區域內形成有藉由上述第1投影光學系統而投影於上述第2面內的第2物體上的圖案,該第2光罩上形成有第2圖案區域,該第2圖案區域內形成有藉由上述第2投影光學系統而投影於上述第2面內的第2物體上的圖案。
  23. 一種曝光方法,利用照明光經由第1物體而使第2 物體曝光,該曝光方法的特徵在於包括如下步驟:利用上述照明光對上述第1物體照明;將上述被照明的上述第1物體的像,經由申請專利範圍第1項至第17項中任一項所述之投影光學裝置,投影於上述第2物體上;以及使上述第1物體與上述第2物體,以上述投影光學裝置的上述放大倍率作為速度比,於上述第1方向上相對移動。
  24. 一種元件製造方法,該元件製造方法的特徵在於包括:曝光步驟,使用申請專利範圍第18項至第22項中任一項所述之投影曝光裝置,使光罩圖案曝光於感光基板上;以及顯影步驟,使藉由上述曝光步驟而曝光的上述感光基板顯影。
  25. 一種光罩,其為了透過如申請專利範圍第1項至的17項任一項所述的投影光學裝置,而投影到上述第2面內的上述第2物體上,作為配置在上述第1面的上述第一物體而使用,該光罩的特徵在於:包括沿著該光罩上的與上述第2方向對應的方向相互間隔而形成的第1行圖案部及第2行圖案部,上述第1行圖案部包括第1反轉圖案,該第1反轉圖案是將轉印至上述第2物體上的圖案所對應的原圖案的一部分區域,即第1原圖案區域內的圖案,以與上述第2方 向對應的方向平行的軸作為對稱軸加以反轉而形成,上述第2行圖案部包括第2反轉圖案,該第2反轉圖案是將與上述第1原圖案區域不同的第2原圖案區域內的圖案,以與上述第2方向對應的方向平行的軸作為對稱軸加以反轉而形成,上述第1行圖案部與上述第2行圖案部具有共同反轉圖案,該共同反轉圖案是將上述第1原圖案區域與上述第2原圖案區域間的共同區域內的原圖案,以與上述第2方向對應的方向平行的軸作為對稱軸加以反轉而形成。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之光罩,其中上述第1行圖案部是藉由上述第1投影光學系統而轉印至上述第2物體上,上述第2行圖案部是藉由上述第2投影光學系統而轉印至上述第2物體上,上述第1行圖案部的上述共同反轉圖案與上述第2行圖案部的上述共同反轉圖案,於上述第2物體上重疊而投影。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之光罩,其中上述第1行圖案部與上述第2行圖案部,對應於上述第1投影光學系統與上述第2投影光學系統之間沿著上述第2方向的間隔而相互間隔。
  28. 如申請專利範圍第25項至第27項中任一項所述之光罩,其中上述共同反轉圖案設於上述第1行圖案部的與上述第 2行圖案部相反的一側的區域、以及上述第2行圖案部的與上述第1行圖案部相反的一側的區域。
  29. 如申請專利範圍第25項至第27項中任一項所述之光罩,其中上述共同反轉圖案設於上述第1行圖案部的上述第2行圖案部側的區域、以及上述第2行圖案部的上述第1行圖案部側的區域。
  30. 如申請專利範圍第25項至第27項中任一項所述之光罩,其中上述第1行圖案部的整個區域配置成,於與上述第1方向對應的方向上,與上述第2行圖案部的整個區域錯開。
  31. 一種光罩的製造方法,用以製造如申請專利範圍第25項至第30項中任一項所述之光罩,其包括如下步驟:準備上述原圖案;提取第1圖案資料、第2圖案資料以及共同圖案資料,其中該第1圖案資料是上述原圖案的一部分區域即上述第1原圖案區域內的上述原圖案的資料,該第2圖案資料是不同於上述第1原圖案區域的第2原圖案區域內的上述原圖案的資料,該共同圖案資料是位於上述第1原圖案區域與第2原圖案區域之間的共同圖案區域內的上述原圖案的資料;將上述第1圖案資料、上述第2圖案資料以及上述共同圖案資料分別以上述第1方向作為對稱軸加以反轉,藉此獲得第1反轉圖案資料、第2反轉圖案資料以及共同反 轉圖案資料;以及將上述第1反轉圖案資料以及上述共同反轉圖案資料描繪於光罩上的第1區域,並且將上述第2反轉圖案資料以及上述共同反轉圖案資料描繪於上述光罩上的第2區域,藉此形成上述第1行圖案部以及上述第2行圖案部。
  32. 一種光罩,其為了透過如申請專利範圍第1項至的17項任一項所述的投影光學裝置,而投影到上述第2面內的上述第2物體上,作為配置在上述第1面的上述第一物體而使用,該光罩的特徵在於:包括沿著該光罩上的與上述第2方向對應的方向相互間隔而形成的第1行圖案部及第2行圖案部,藉由上述第1投影光學系統而使上述第1行圖案部轉印至上述第2物體上的第1轉印區域、與藉由上述第2投影光學系統而使上述第2行圖案部轉印至上述第2物體上的第2轉印區域,於上述第2物體上的上述第2方向上部分重疊,沿著上述第2方向的上述第1轉印區域的中心與上述第2轉印區域的中心之間的距離,不同於沿著與上述第2方向對應的方向的上述第1行圖案部的中心與上述第2行圖案部的中心之間的距離。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之光罩,其中沿著與上述第2方向對應的方向的上述第1行圖案部的上述中心與上述第2行圖案部的上述中心之間的上述距離,短於沿著上述第2方向的上述第1轉印區域的上述中 心與上述第2轉印區域的上述中心之間的上述距離。
  34. 如申請專利範圍第32項或第33項所述之光罩,其中與上述第2方向對應的方向以及上述第2方向是相互平行。
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