成像光学系统、曝光装置和制品制造方法与流程

1.本发明涉及成像光学系统、曝光装置和制品制造方法。


背景技术：

2.曝光装置是在作为半导体设备、液晶显示设备等的制造工艺的光刻工艺中经由投影光学系统将原件(掩模母版(reticle)或掩模)的图案转印到光敏基板(例如，在表面上形成有抗蚀剂层的晶片或玻璃板)上的装置。通常，作为曝光装置的投影光学系统，使用反射投影光学系统，其包括彼此几乎同心布置的凹面反射镜和凸面反射镜，并使用离轴环形良好图像区域将掩模的图案成像在基板上。在这样的光学系统中，已经提出将大直径凹面反射镜用作用于像差校正的可变形反射镜(例如，参见日本专利公开no.2019-28352和no.2017-211493)。施加力以校正凹面反射镜的表面形状的多个校正点被布置在可变形反射镜中。从光学性能角度，期望在光束中提供尽可能多的校正点。
3.当可变形反射镜应用于反射投影光学系统时，从掩模上的一点发射的光束在其被成像在基板上之前被反射镜反射多次。特别地，当使用大直径凹面反射镜时，光束在相对于凹面反射镜的中心线对称的区域中被反射两次。在常规的可变形反射镜中，多个校正点被点对称地布置。在这种情况下，从掩模上的一个点发射的光束中的单个点在光束的扩散中被校正两次。这意味着光束中能够得到校正的点的数量基本上没有增加。
4.另外，由于多个校正点中的每个点由复杂的机械构件形成并且在被驱动时产生热量，所以相邻校正点之间的距离不能容易地减小。因此，难以在一个反射表面上布置大量校正点。


技术实现要素：

5.由于上述问题，需要相对于光束更有效地布置表面形状校正点。考虑到上述问题，本发明提供了一种有利于提高像差校正精度的技术。
6.本发明在其第一方面中提供一种成像光学系统，其包括反射光的多个反射表面，并且经由该多个反射表面将从物平面发射的光束成像在像平面上，该系统包括多个调节器，该多个调节器被配置为通过向该多个反射表面中的至少两个反射表面中的每一个的后表面施加力来调节该至少两个反射表面中的每一个的形状，其中，如果通过将该多个调节器的力作用点沿相对于反射表面定义的光轴方向投影而获得的点被定义为校正点，则作用点被设置为使得：当从物平面上的一个点发射的光束中的第一光线和第二光线被第一反射表面和第二反射表面反射时，第一光线射中第一反射表面的校正点但不射中第二反射表面的校正点，以及第二光线不射中第一反射表面的校正点，但射中第二反射表面的校正点。
7.本发明在其第二方面中提供了一种曝光装置，该曝光装置在扫描掩模和基板时曝光该基板，该曝光装置包括投影光学系统以及多个调节器，该投影光学系统被配置为通过使用离轴环形良好图像区域使从掩模的图案发射的光束依次被第一平面表面、第一凹表面、凸表面、第二凹表面和第二平面表面反射，然后成像在基板上，该多个调节器被配置为
通过向第一凹表面和第二凹表面中的每一个的后表面施加力来调节第一凹表面和第二凹表面中的每一个的形状，其中，如果通过将该多个调节器的力作用点沿与凸表面的光轴平行的方向投影在第一凹表面和第二凹表面上而获得的点被定义为校正点，则作用点被设置为使得：当从掩模上的一个点发射的光束中的第一光线和第二光线被第一凹表面和第二凹表面反射时，第一光线射中第一凹表面的校正点但不射中第二凹表面的校正点，并且第二光线不射中第一凹表面的校正点但射中第二凹表面的校正点。
8.本发明在其第三方面中提供了一种曝光装置，该曝光装置在扫描掩模和基板时曝光该基板，该曝光装置包括投影光学系统以及多个调节器，该投影光学系统被配置为通过使用离轴环形良好图像区域使从掩模的图案发射的光束依次被第一平面表面、第一凹表面、凸表面、第二凹表面和第二平面表面反射，然后成像在基板上，该多个调节器被配置为通过向第一平面表面和第二平面表面中的每一个的后表面施加力来调节第一平面表面和第二平面表面中的每一个的形状，其中，如果通过将该多个调节器的力作用点沿与第一平面表面正交的方向投影在第一平面表面上而获得的点和通过将该多个调节器的力作用点沿与第二平面表面正交的方向投影在第二平面表面上而获得的点被定义为校正点，则作用点被设置为使得：当从掩模上的一个点发射的光束中的第一光线和第二光线被第一平面表面和第二平面表面反射时，第一光线射中第一平面表面的校正点但不射中第二平面表面的校正点，并且第二光线不射中第一平面表面的校正点但射中第二平面表面的校正点。
9.本发明在其第四方面中提供了一种曝光装置，该曝光装置在扫描掩模和基板时曝光该基板，该曝光装置包括投影光学系统以及多个调节器，该投影光学系统被配置为通过使用离轴环形良好图像区域使从掩模的图案发射的光束依次被第一平面表面、第一凹表面、凸表面、第二凹表面和第二平面表面反射，然后成像在基板上，该多个调节器被配置为通过向第一平面表面和凸表面中的每一个的后表面施加力来调节第一平面表面和凸表面中的每一个的形状，其中，如果通过将该多个调节器的力作用点沿与第一平面表面正交的方向投影在第一平面表面上而获得的点和通过将该多个调节器的力作用点沿与凸表面的光轴平行的方向投影在凸表面上而获得的点被定义为校正点，则作用点被设置为使得：当从掩模上的一个点发射的光束中的第一光线和第二光线被第一平面表面和凸表面反射时，第一光线射中第一平面表面的校正点但不射中凸表面的校正点，并且第二光线不射中第一平面表面的校正点但射中凸表面的校正点。
10.本发明在其第五方面中提供一种曝光装置，该曝光装置在扫描掩模和基板时曝光该基板，该曝光装置包括投影光学系统，该投影光学系统被配置为将掩模的图案投影到基板上，其中该投影光学系统包括第一凹表面、凸表面和第二凹表面，且被配置为使透射通过掩模的图案的光依次被第一凹表面、凸表面和第二凹表面反射，该投影光学系统还包括多个调节器，该多个调节器配置为向第一凹表面和第二凹表面中的每一个的后表面施加力以调节第一凹表面和第二凹表面中的每一个的形状，并且该多个调节器被布置为使得该多个调节器在第一凹表面和第二凹表面上的力作用点相对于与凸表面的光轴正交的水平线是非轴对称的。
11.本发明在其第六方面中提供一种曝光装置，该曝光装置在扫描掩模和基板时曝光该基板，该曝光装置包括投影光学系统，该投影光学系统被配置为将掩模的图案投影到基板上，其中该投影光学系统包括第一平面表面、第一凹表面、凸表面、第二凹表面和第二平
面表面，并且该投影光学系统被配置为使透射通过掩模的图案的光依次被第一平面表面、第一凹表面、凸表面、第二凹表面和第二平面表面反射，该投影光学系统还包括多个调节器，该多个调节器被配置为向第一平面表面和第二平面表面中的每一个的后表面施加力，以调节第一平面表面和第二平面表面中的每一个的形状，并且该多个调节器被布置成使得该多个调节器在第一平面表面和第二平面表面上的力作用点相对于与凸表面的光轴正交的水平线是非轴对称的。
12.本发明在其第七方面中提供一种曝光装置，该曝光装置在扫描掩模和基板时曝光该基板，该曝光装置包括投影光学系统，该投影光学系统被配置为将掩模的图案投影到基板上，其中该投影光学系统包括第一平面表面、第一凹表面、凸表面、第二凹表面和第二平面表面，并且该投影光学系统被配置为使透射通过掩模的图案的光依次被第一平面表面、第一凹表面、凸表面、第二凹表面和第二平面表面反射，该投影光学系统还包括多个调节器，该多个调节器被配置为向第一平面表面和凸表面中的每一个的后表面施加力以调节第一平面表面和凸表面中的每一个的形状，并且该多个调节器被布置成使得：当作为第一平面表面的有效光束区域的第一有效光束区域、该多个调节器的力作用点被投影在第一有效光束区域中的位置、作为凸表面的有效光束区域的第二有效光束区域和该多个调节器的力作用点被投影在第二有效光束区域中的位置叠加时，该多个调节器的力作用点被投影在第一有效光束区域中的位置不同于该多个调节器的力作用点被投影在第二有效光束区域中的位置。
13.本发明在其第八方面中提供了一种制品制造方法，包括使用在上述第二方面至第七方面中的任一方面中定义的曝光装置使基板曝光，以及使经曝光的基板显影，其中由经显影的基板制造制品。
14.通过(参考附图)对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
15.图1是根据第一实施例的投影光学系统的光路图；
16.图2a和图2b是示出常规示例中的可变形反射镜的致动器的布置的视图；
17.图3是示出掩模表面上的弧形曝光区域的视图；
18.图4是示出常规的凹面反射镜上的有效光束区域的示意图；
19.图5是示出常规的凹面反射镜上的有效光束区域与校正点之间的位置关系的视图；
20.图6是示出第一实施例中的凹面反射镜上的有效光束区域的光学迹线图；
21.图7是示出第一实施例中的凹面反射镜上的有效光束区域的示意图；
22.图8是示出第一实施例中的有效光束区域和校正点之间的位置关系的视图；
23.图9是示出第一实施例中的一个光束中的有效校正点的阵列的视图；
24.图10是示出第二实施例中的有效光束区域和校正点之间的位置关系的视图；
25.图11是示出第二实施例中的一个光束中的有效校正点的阵列的视图；
26.图12是示出第三实施例中的平面反射镜上的有效光束区域和校正点之间的位置关系的视图；
27.图13是示出第三实施例中的一个光束中的有效校正点的阵列的视图；
28.图14是示出第四实施例中的平面反射镜上的有效光束区域和校正点之间的位置关系的视图；
29.图15是示出第四实施例中的一个光束中的有效校正点的阵列的视图；
30.图16是根据第五实施例的投影光学系统的光路图；
31.图17a和图17b分别是示出第五实施例中第一凹面反射镜和第二凹面反射镜上的有效光束区域与校正点之间的位置关系的示意图；
32.图18是示出第五实施例中的一个光束中的有效校正点的阵列的视图；
33.图19a和图19b分别是示出第六实施例中的第一平面反射镜和第二平面反射镜上的有效光束区域与校正点之间的位置关系的示意图；
34.图20是示出第六实施例中的一个光束中的有效校正点的阵列的视图；
35.图21是示出第七实施例中的第一平面反射镜上的有效光束区域与校正点之间的位置关系的视图；
36.图22是示出第七实施例中的凸面反射镜上的有效光束区域与校正点之间的位置关系的视图；
37.图23是示出第七实施例中的一个光束中的有效校正点的阵列的视图；
38.图24是示出第八实施例中的凸面反射镜上的有效光束区域与校正点之间的位置关系的视图；
39.图25是示出第八实施例中的一个光束中的有效校正点的阵列的视图；
40.图26是示出第一实施例和第二实施例中的曝光装置的布置的视图；
41.图27是示出第三实施例和第四实施例中的曝光装置的布置的视图；
42.图28是示出第五实施例中的曝光装置的布置的视图；
43.图29是示出第六实施例中的曝光装置的布置的视图；以及
44.图30是示出第七实施例中的曝光装置的布置的视图。
具体实施方式
45.在下文中，将参考附图详细描述实施例。注意，以下实施例不旨在限制所要求保护的发明的范围。在实施例中描述了多个特征，但是不限制发明要求所有这种特征，并且可以适当地组合多个这种特征。此外，在附图中，相同的附图标记被给予相同或相似的配置，并且省略了其冗余的描述。
46.图26是示出实施例中的曝光装置的布置的视图。在本说明书中，将在xyz坐标系上指示方向，其中水平表面被定义为x-y平面。通常，基板p被放置在基板台401上，使得基板p的表面变得平行于水平表面(x-y平面)。因此，在以下描述中，在沿着基板p的表面的平面中彼此正交的方向被定义为x轴和y轴，并且垂直于x轴和y轴的方向被定义为z轴。然而，由于曝光装置的布置，z轴和y轴之间的关系可以通过偏转镜相互转换。因此，z轴和y轴之间的关系可以根据要参考的附图互换。
47.照明光学系统1可以包括光源101、nd滤光器102、光学积分器103、孔径光阑104、聚光透镜105、狭缝106、透镜107、反射镜108和透镜109。光源101是高压汞灯等，并且发射紫外光。nd滤光器102具有预定透射率，并且调节从光源101发射的光的强度。光学积分器103由例如复眼透镜(fly-eye lens)形成。复眼透镜由一组多个微小透镜形成，并且多个次级光
源形成在复眼透镜的发光表面附近。孔径光阑104是用于确定由光学积分器103形成的一组次级光源的整体形状的孔径光阑。该组次级光源的整体形状被称为照明形状。聚光透镜105使用来自光学积分器103的光对狭缝106执行柯勒照明。狭缝106使来自光源的光成形。狭缝106的开口部分形成为通过遮蔽刀片照射掩模的形状。已经穿过狭缝106的光经由透镜107、反射镜108和透镜109照射掩模m。
48.掩模台201可以保持掩模m并在y轴方向上移动。激光干涉仪202测量掩模台201的位置。
49.投影光学系统3是成像光学系统，其包括多个反射镜，每个反射镜包括反射光的反射表面和作为反射表面的相对侧上的表面的后表面，并且经由多个反射镜的反射表面将从物平面发射的光束成像在像平面上。更具体地，投影光学系统3将在掩模m上绘制的图案(例如，电路图案)投影到基板p上，该基板p是其上施加有光敏剂的基板。投影光学系统3是所谓的奥夫纳(offner)光学系统。在奥夫纳光学系统中，为了确保良好的图像区域，将弧形光施加到掩模m。因此，狭缝106的透光部分(开口部分)的形状和到达基板p的曝光光的照射形状中的每一个都是弧形的。透射通过掩模m的图案的光在被第一平面反射镜t1、凹面反射镜mo的第一反射区moa、凸面反射镜mt、凹面反射镜mo的第二反射区mob和第二平面反射镜t2按所述顺序反射之后到达基板p。因此，掩模m的图案被转印到基板p上。
50.这里，凹面反射镜mo被描述为包括第一反射区moa和第二反射区mob的一个反射镜。然而，由于光被第一反射区moa和第二反射区mob反射两次，因此凹面反射镜mo基本上与被分成包括第一反射区moa的第一凹面反射镜和包括第二反射区mob的第二凹面反射镜相同。然而，图26所示的投影光学系统旨在以相等的倍率执行成像，并且不需要由单独的主体形成。因此，这里，第一凹面反射镜和第二凹面反射镜由单个光学构件形成，使得凹面反射镜mo被描述为一个反射镜。稍后将描述其中凹面反射镜mo被分成两个主体以提供放大系统或缩小系统的布置。
51.基板台401可以保持基板p并且在至少x方向和y方向上移动。通过与掩模台201同步地保持基板p并在y方向上驱动的基板台401，可以进行基板p的扫描曝光。控制单元5由例如包括cpu和存储器的计算机形成，并且全面控制包括扫描曝光的曝光装置的操作。
52.用户可以经由操作单元6执行曝光装置的各种参数的设置。输入参数值被传输到控制单元5，并且控制单元5可以调节曝光装置中的每个单元。
53.在本实施例中，在使用离轴环形良好图像区域来投影图案的投影光学系统3中，多个反射镜中的至少两个反射镜是可变形反射镜。通过有效地校正可变形反射镜的表面形状，改善了屏幕中的放大或失真、聚焦和诸如像散之类的光学像差。例如，在投影光学系统3中，基本上包括第一凹面反射镜和第二凹面反射镜的凹面反射镜mo是可变形反射镜，并且设置了多个调节器7，各个调节器7向凹面反射镜mo的后表面上的多个部分中的各个部分施加力。多个调节器7中的每个调节器可以由诸如音圈马达的致动器形成。
54.在本说明书中，可变形反射镜上的多个调节器7的力作用点中的每一个也被称为调节点。此外，通过在相对于可变形反射镜(例如，凹面反射镜)定义的光轴方向上将调节点投影到可变形反射镜的反射表面上而获得的点被定义为校正点。注意，这里的“点”是没有面积的虚拟点。
55.图2a和图2b分别是平面图和截面图，示出了在日本专利公开no.2019-28352中公
开的投影光学系统中使用的凹面反射镜是可变形反射镜的情况下的致动器的布置示例。在图2a和图2b中，多个调节点ac(每个调节点ac由一对致动器元件ac1(例如，磁体)和致动器元件ac2(例如，线圈)形成)在光轴的横截面中沿周向方向和径向方向(径向矢量延伸的方向)排列。在图2a和图2b所示的示例中，调节点ac相对于光轴点对称地布置，并且如日本专利公开no.2017-211493中所述，它们根据基于光学像差或表面位移量的校正指令值来驱动。利用这种布置，反射表面侧的表面形状变形。
56.接下来，将描述光束的扩散与凹面反射镜上的校正点之间的位置关系。参考图3和图4，将描述凹面反射镜上的有效光束。图3是示出掩模表面m上的弧形曝光区域的视图。如上所述，位于照明光学系统1内部的狭缝106的开口部分具有弧形形状。该狭缝106允许仅在投影光学系统3的离轴环形良好图像区域上进行选择性照明。图3示出了曝光区域，并且形成在x轴方向上具有曝光宽度w并且在y轴方向上具有狭缝宽度sw的照明区域。在图3中，掩模表面m上的y方向对应于图1中的绘图表面内的横向方向，图1是稍后要描述的投影光学系统3的光线图。在该方向上同步扫描掩模和基板以暴露基板的整个表面。在图3中，r表示形成环形曝光区域的弧的最外半径，并且弧的中心与投影光学系统的光轴o匹配。最内弧存在于通过在y方向(扫描方向)上使弧移位sw而获得的位置处。
57.通过提供这样的照明区域，当执行掩模和基板的扫描曝光时，可以在整个曝光宽度(x方向)上获得均匀的积分曝光量。注意，为了获得均匀的积分曝光量，与图3不同，还可以使弧的最内半径的中心与光轴o匹配，并且在通过使最内半径在y方向上移位sw而获得的位置处形成最外弧。在图3中，点c1指示y轴上的弧的最高点，并且点c2指示其最低点。此外，点r2和l2分别指示在x方向上距y轴最远的弧的右最低点和左最低点。从掩模上的一个点发射的光束在其被成像在基板上之前被反射镜反射多次。在大直径凹面反射镜中，光束在相对于凹面反射镜的中心点对称的区域中被反射两次。
58.图4是示出凹面反射镜mo上的有效光束区域的示意图。更严格地说，图4是其中光束被投影到垂直于投影光学系统3的光轴(在z轴方向上延伸)的平面上并且穿过凹面反射镜mo的光轴的视图。因此，图4中的y轴对应于图1中的z轴。在稍后要描述的第一实施例中，将描述图1的细节。由交替的一长两短虚线围绕的区域ea1是在由凹面反射镜第一次反射光束时的有效光束区域，并且由虚线围绕的区域ea2是在由凹面反射镜第二次反射时的有效光束区域。这里，示出了从弧的中心部分中的点c2发射并被凹面反射镜第一次反射的光束(以c2为中心的)和被凹面反射镜第二次反射的光束(以c22为中心的)。另外，示出了从弧的右端部分中的点r2发射并被凹面反射镜第一次反射的光束(以r2为中心的)和被凹面反射镜第二次反射的光束(以r22为中心的)。
59.图5是通过叠加图2和图4获得的视图，以及示出了校正点阵列的布置状态与凹面反射镜上的有效光束区域之间的关系的视图。与图4中一样，图5中的y轴对应于图1中的z轴。可以看出，用于校正表面形状的点阵列存在于从弧上的点c2和r2发射的光束中。这里，应当注意第一次在凹面反射镜上反射的光束和第二次在凹面反射镜上反射的光束相对于光轴点对称地布置，并且凹面反射镜上的校正点阵列也如图2所示点对称地布置。利用这种布置，从掩模上的一个点发射的光束中的单个点在光束的扩散中被校正两次。这意味着有效校正点的数量小，并且具有以下问题。在光学性能方面，有必要在光束中提供尽可能多的
校正点，以校正由zernike展开项表示的高阶像差。在未来，随着na上升，这种需求将变得更强。另一方面，每个校正点由复杂的机械构件形成，而且在驱动时产生热量。因此，相邻校正点之间的距离不能容易地减小。换句话说，不能在一个反射表面上布置大量的校正点。因此，需要表面形状校正点阵列相对于光束的更有效的布置。将在以下每个实施例中描述用于解决上述问题的布置示例。
60.(第一实施例)
61.图1是第一实施例中的投影光学系统3的光线图。掩模表面m上的点c1、c2、r2和l2在图3中示出。从这些点中的每一个发射的光束穿过掩模表面正下方的光学构件g1，其光路受第一平面反射镜t1的作用以直角弯曲，然后射中凹面反射镜mo。由凹面反射镜mo反射的光束穿过位于光轴oo'附近的光学构件g2，然后射中凸面反射镜mt。凸面反射镜mt位于投影光学系统3的孔径平面上。由凸面反射镜mt反射的光束再次穿过光学构件g2，然后射中凹面反射镜mo。被凹面反射镜mo反射的光束再次朝向第二平面反射镜t2行进，其光路受第二平面反射镜t2的作用以直角弯曲，穿过基板p正上方的光学构件g3，并且成像在基板p上。分别布置在掩模附近和基板附近的上述光学构件g1和g3中的每一个是具有折光力的光学构件，并且可以包括例如具有非球面形状的透镜。
62.在图1中，示出了光轴oo'与从掩模表面上的点r2和l2中的每一个发射的光束的最接近凹面反射镜mo上的光轴oo'的点之间的距离d。注意，由于投影光学系统3是等倍率系统，因此光学系统和光路相对于位于投影光学系统3的孔径平面上的凸面反射镜mt垂直对称。因此，距光轴oo'的上部距离和距光轴oo'的下部距离都等于d。在该实施例中，成像倍率是等倍率。在一个示例中，数值孔径(na)为0.135，并且曝光宽度为820mm。弧半径为600mm，狭缝宽度为60mm。作为曝光波长，使用范围为300nm至365nm的波段中的duv光，并且对其执行像差校正。每个光学构件的曲率半径r、距离d、玻璃构件的光学折射率n以及用于实现上述配置的相应光学构件的参考符号在以下表1中总结。注意，一些光学构件中的每一个形成为具有非球面表面，并且用于定义非球面形状的等式由以下等式1给出。相应系数的示例在以下表2中示出。
63.z＝rh2/(1+(1-(1+k)r2h2)
1/2
)+ah4+bh6+ch8+dh
10
+eh
12
+fh
14
+gh
16
+hh
18
+jh
20
ꢀꢀꢀ
(1)
64.其中，在表1中，r是1/r。
65.表1
66.67.[0068][0069]
[表2]
[0070]
非球面数据
ꢀꢀꢀꢀꢀ
表面编号kabcd20.00e+00-5.12e-10-4.77e-156.55e-21-3.60e-2730.00e+00-5.03e-10-3.05e-15-3.67e-213.60e-26200.00e+00-2.79e-12-1.21e-151.02e-19-4.46e-24240.00e+00-2.79e-12-1.21e-151.02e-19-4.46e-24410.00e+00-5.03e-10-3.05e-15-3.67e-213.60e-26420.00e+00-5.12e-10-4.77e-156.55e-21-3.60e-27表面编号efghj21.31e-32-3.76e-384.28e-440.00e+000.00e+003-7.85e-328.15e-38-2.60e-440.00e+000.00e+00201.06e-28-1.30e-336.48e-390.00e+000.00e+00241.06e-28-1.30e-336.48e-390.00e+000.00e+0041-7.85e-328.15e-38-2.60e-440.00e+000.00e+00421.31e-32-3.76e-384.28e-440.00e+000.00e+00
[0071]
这里，参考图6和图7，将描述凹面反射镜mo上的有效光束。图6是示出本实施例中的凹面反射镜mo上的有效光束区域的光学迹线图。图6中的y轴对应于图1中的z轴。从该图中可以看出，从图3所示的掩模表面m上的弧形区域中的总共15个点(包括x方向上的五个点和y方向上的三个点)发射的成像光束在凹面反射镜mo上形成一组圆。在图6中，表示从掩模上的一个点发射的光束在凹面反射镜mo上的有效光束的直径，并且d表示有效光束组与x轴之间的最小接近距离，如图1所示。
[0072]
图7是示出图1所示的光学系统中的凹面反射镜mo上的有效光束区域的示意图。更严格地，图7是通过将光束投影到垂直于光轴oo'并穿过凹面反射镜mo的光轴的平面上而获得的视图。因此，图7中的y轴对应于图1中的z轴。在图1中，由第一平面反射镜t1弯曲的光束射中凹面反射镜mo。在该实施例中，其被设计成使得主光线在掩模表面和基板表面之间几乎是远心的。因此，从掩模表面m上的每个点(c1、c2、r2和l2)发射的成像光束的每个主光线都几乎平行于光轴oo'行进并射中凹面反射镜mo。因此，在凹面反射镜mo上，图3所示的弧形区域被完整地投影，并且成像光束的扩散区域被添加到其上。因此，确定光束的有效区域。
在图7中，由交替的一长两短虚线表示的弧形区域等于图3所示的掩模表面上的弧形区域，并且r表示每个点处扩散的光束的半径。更具体地，r几乎等于从掩模表面m到凹面反射镜mo的光学距离与成像光束的数值孔径(na)的乘积。在图7中，弧的翘曲量an由以下等式定义：
[0073][0074]
因此，对于图7中由交替的一长两短虚线表示的凹面反射镜mo上的有效光束区域，y方向上的扩展宽度使用到目前为止定义的数值由sw+2r+an表示。x方向上的扩展宽度由w+2r表示。这里，在该实施例中，通过注意有效光束区域中最靠近x轴的点k和h，定义了点k和h中的每一个与x轴之间的距离d。点k和h分别是从图3中的掩模表面上的点r2和l2发射的光束的最接近光轴的点。这里，相对于光轴o的上半圆中的圆组ea1是从掩模表面发射并被凹面反射镜mo第一次反射的光束组，并且图1所示的最短距离d也在图7中示出。相对于光轴o的下半圆中的圆组ea2是被凹面反射镜mo第二次反射的光束组。由于该光学系统是等倍率系统，因此ea1和ea2相对于光轴o点对称地布置。
[0075]
图6中所示的一组圆的区域对应于图7中所示的由交替的一长两短虚线围绕的区域。此外，最短距离d也在图6中示出为正数，并且这指示上部光束和下部光束彼此充分分离。在该实施例中，凹面反射镜上每个点的有效光束的直径为645mm，并且最短距离d的值为+57mm。
[0076]
在本实施例中，设置多个调节器7的力作用点，使得当从掩模上的一个点发射的光束中的第一光线和第二光线被第一凹面反射镜和第二凹面反射镜反射时，满足以下两个条件(a)和(b)。
[0077]
(a)第一光线射中第一凹面反射镜(凹面反射镜mo的第一反射区moa)的校正点，但不射中第二凹面反射镜(凹面反射镜mo的第二反射区mob)的校正点。
[0078]
(b)第二光线不射中第一凹面反射镜(凹面反射镜mo的第一反射区moa)的校正点，但射中第二凹面反射镜(凹面反射镜mo的第二反射区mob)的校正点。
[0079]
为了实现这一点，例如，多个调节器7被布置成使得多个调节器7的力作用点相对于与凸面反射镜mt的光轴正交的水平线(x轴)是非轴对称的。下面将参考图8和图9描述作用点(调节点)的这种设置的具体示例。
[0080]
图8是示出本实施例中的有效光束区域和校正点之间的关系的视图，并且通过叠加图2和图7获得。因此，图7中的y轴对应于图1中的z轴。图8是与示出常规示例的图5相对应的视图，但是以下点与图5不同。即，在图8中，其中y坐标相对于x轴为正的区域(包括第一象限和第二象限并且在下文中被称为北半球)中的校正点的布置与其中y坐标相对于x轴为负的区域(包括第三象限和第四象限并且在下文中被称为南半球)中的校正点的布置相对彼此移位。在北半球中，所有校正点(图8中的黑点)布置在沿圆周方向和径向方向(径向矢量延伸的方向)划分的线上。也就是说，在北半球中，所有校正点分别布置在以光轴o为中心的多个同心圆和以光轴o为中心的多个径向延伸的径向矢量线的交叉点处。另一方面，在南半球中，所有校正点(图8中的白点)被布置在沿径向方向相对于交叉点移位多个同心圆之间的节距的一半的位置处。注意，在图8中，在六个光束中的每一个的中心处显示星形标记。它们作为各个光束的中心点指示从图3中的掩模上的三个点(c2、r2和l2)发射的光束中的每个光束的主光线的通过凹面反射镜mo的两个反射位置。以这种方式，在本实施例中，设置各
个调节点，使得凹面反射镜mo的第二反射区mob(即，第二凹面反射镜)中的校正点布置在沿着以光轴o为中心的径向方向相对于凹面反射镜mo的第一反射区moa(即，第一凹面反射镜)中的校正点移位的位置处。
[0081]
图9是示出该实施例中在一个光束中的有效校正点的阵列的视图。在图8中，当在凹面反射镜mo上反射两次时，从掩模上的点c2发射的光束形成和并且接收在这些区域中存在的校正点组的作用。然而，根据图8所示的布置，两个光束中的校正点组在径向方向上彼此相对移位。因此，如图9所示，在到达基板上的光束中存在基本上是常规示例中的校正点组的两倍的校正点组，并且光束接收其作用。对于从掩模上的其他点(r2和l2)发射的光束，可以获得类似的效果。
[0082]
(第二实施例)
[0083]
图10是示出第二实施例中的有效光束区域和校正点之间的关系的视图，并且通过叠加图2和图7获得。因此，图10中的y轴对应于图1中的z轴。图10是与第一实施例中的图8对应的视图，但是南半球中的校正点的布置模式不同于图8中的布置模式。图10与图8的类似之处在于，北半球中的所有校正点(图10中的黑点)分别布置在以光轴o为中心的多个同心圆和以光轴o为中心的多个径向延伸的径向矢量线的交叉点处。另一方面，在图10所示的南半球中，所有校正点(图10中的点)布置在沿圆周方向相对于交叉点移位多条径向矢量线之间的节距的一半的位置处。
[0084]
图11是示出该实施例中在一个光束中的有效校正点的阵列的视图。在图10中，当在凹面反射镜mo上反射两次时，从掩模上的点c2发射的光束形成和并且接收这些区域中存在的校正点组的作用。然而，根据图10所示的布置，两个光束中的校正点组在圆周方向上彼此相对移位。因此，如图11所示，到达基板上的光束中存在基本上是常规示例中的校正点组的两倍的校正点组，并且光束接收校正点组的作用。对于从掩模上的其他点(r2和l2)发射的光束，可以获得类似的效果。
[0085]
(第三实施例)
[0086]
图27是示出第三实施例中的曝光装置的布置的视图。图27与图26的不同之处在于，不是凹面反射镜mo而是第一平面反射镜t1和第二平面反射镜t2是可变形反射镜。因此，多个调节器7布置在第一平面反射镜t1和第二平面反射镜t2的后表面上。
[0087]
在该实施例中，通过将多个调节器7的力作用点沿与第一平面反射镜t1正交的方向投影在第一平面反射镜t1上而获得的点和通过将多个调节器7的力作用点沿与第二平面反射镜t2正交的方向投影在第二平面反射镜t2上而获得的点被定义为校正点。
[0088]
在该实施例中，设置多个调节器7的力作用点，使得当从掩模上的一个点发射的光束中的第一光线和第二光线被第一平面反射镜t1和第二平面反射镜t2反射时，满足以下两个条件(a)和(b)。
[0089]
(a)第一光线射中第一平面反射镜t1的校正点，但不射中第二平面反射镜t2的校正点。
[0090]
(b)第二光线不射中第一平面反射镜t1的校正点，但射中第二平面反射镜t2的校正点。
[0091]
为了实现这一点，例如，多个调节器7被布置成使得多个调节器7的力作用点相对
于与凸面反射镜mt的光轴正交的水平线(x轴)是非轴对称的。下面将参考图12和图13描述作用点(调节点)的这种设置的具体示例。
[0092]
图12是示出第三实施例中的第一平面反射镜和第二平面反射镜上的有效光束区域与校正点之间的关系的视图。在从切线方向(图12中的p1p2的方向)观察的第一平面反射镜t1的表面中，所有校正点(图12中的黑点)布置在沿x方向等分的多条线上。另一方面，第二平面反射镜t2的校正点的作用点被设置成使得作用点被布置在沿平移方向相对于第一平面反射镜t1的校正点移位的位置处。例如，在从切线方向(图12中的q1q2的方向)观察的第二平面反射镜t2的表面中，所有校正点(图12中的白点)布置在相对于沿x方向等分的线移位一半节距的位置处。
[0093]
图13是示出该实施例中在一个光束中的有效校正点的阵列的视图。在图12中，当在凹面反射镜mo上反射两次时，从掩模上的点c2发射的光束形成和并且接收这些区域中存在的校正点组的作用。然而，根据图12所示的布置，两个光束中的校正点组在x方向上彼此相对移位。因此，如图13所示，在到达基板上的光束中存在基本上是常规示例中的校正点组的两倍的校正点组，并且光束接收其作用。对于掩模上的其他点(r2和l2)，可以获得类似的效果。
[0094]
本实施例是在作为平移方向的x方向上移位第二次反射时的校正点的示例，但可以通过在作为平移方向的y方向上移位校正点获得类似的效果。可替代地，校正点可以在x方向和y方向二者上移位。
[0095]
(第四实施例)
[0096]
类似于第三实施例，在第四实施例中，第一平面反射镜t1和第二平面反射镜t2是可变形反射镜。图14是示出第四实施例中的第一平面反射镜和第二平面反射镜上的有效光束区域与校正点之间的关系的视图。在图14中，在从切线方向(图14的p1p2的方向)观察的第一平面反射镜t1的表面中，所有校正点(图14中的黑点)布置在沿x方向等分的多条线中的每隔一条线上。另一方面，在从切线方向(图14中的q1q2的方向)观察的第二平面反射镜t2的表面中，所有校正点(图14中的白点)布置在沿x方向等分的多条线中没有布置黑点的每隔一条线上。
[0097]
图15是示出该实施例中在一个光束中的有效校正点的阵列的视图。在图14中，当在凹面反射镜mo上反射两次时，从掩模上的点c2发射的光束形成和并且接收这些区域中存在的校正点组的作用。然而，根据图14所示的布置，两个光束中的校正点组在x方向上彼此相对移位。因此，如图15所示，在到达基板上的光束中存在与变稀疏之前基本上相同数量的校正点组，并且光束接收其作用。对于从掩模上的其他点(r2和l2)发射的光束，可以获得类似的效果。
[0098]
利用这种布置，每个平面反射镜的校正点的数量可以减少到一半。结果，可以减少从校正点产生的热量，并且可以抑制曝光期间由热量引起的空气波动，使得图像性能稳定。此外，成本降低的效果也很大。该实施例是其中第二次反射时的校正点在x方向上移位的示例，但是通过在y方向上移位校正点可以获得类似的效果。可替代地，校正点可以在x方向和y方向二者上移位。
[0099]
(第五实施例)
[0100]
图28是示出第五实施例中的曝光装置的布置的视图。图28与图26的不同之处在于投影光学系统3是放大系统。在放大系统的情况下，凹面反射镜mo被分成第一凹面反射镜mo1和第二凹面反射镜mo2，并且它们具有不同的曲率。多个调节器7布置在第一凹面反射镜mo1和第二凹面反射镜mo2的后表面上。
[0101]
图16是第五实施例中的投影光学系统3的光路图。如上所述，形成放大系统。从掩模表面m上所示的点c1、c2、r2和l2发射的光束穿过掩模表面正下方的光学构件g1和g2。之后，它们的光路在第一平面反射镜t1的作用下以直角弯曲，并且光束射中第一凹面反射镜mo1。已经参考图3描述了掩模表面上的点c1、c2、r2和l2之间的位置关系。由第一凹面反射镜mo1反射的各个光束穿过位于光轴oo'附近的折射光学构件g3，然后射中凸面反射镜mt。凸面反射镜mt位于成像光学系统的孔径平面上。由凸面反射镜mt反射的光束再次穿过折射光学构件g3，然后射中第二凹面反射镜mo2。由第二凹面反射镜mo2反射的光束行进到第二平面反射镜t2，并且其光路在第二平面反射镜t2的作用下以直角弯曲。光束穿过基板p正上方的光学构件g4和g5，并且成像在基板p上。布置在掩模附近的上述光学构件g1和g2以及布置在基板附近的上述光学构件g4和g5中的每一个都是具有折光力的光学构件，并且可以包括例如具有非球面形状的透镜。
[0102]
在图16中，示出了光轴oo'与从掩模表面上的点r2和l2中的每一个发射的光束的最接近第一凹面反射镜mo1上的光轴oo'的点之间的距离du，以及光轴oo'与其最接近第二凹面反射镜mo2上的光轴oo'的点之间的距离dl。距离du和dl的值对应于图7中所示的距离d的值。但是，由于图7所示的光学系统是等倍率系统，而图16所示的光学系统是放大系统，因此图7所示的ea1和ea2在图16中彼此不相等。因此，du和dl具有不同的值。在该实施例中，成像倍率为
×
1.15，数值孔径(na)为0.105，并且曝光宽度为750mm。它们都是掩模表面上的值。作为曝光波长，使用i线、h线或g线，并且对其执行像差校正。每个光学构件的曲率半径r、距离d、玻璃构件的光学折射率n以及用于实现上述配置的相应光学构件的参考符号总结在以下的表3中。注意，一些光学构件中的每一个形成为具有非球面，并且用于定义非球面形状的等式由上述等式1给出。相应系数的示例在以下表4中示出。
[0103]
[表3]
[0104]
[0105][0106]
[表4]
[0107]
[0108][0109]
图17a是示出第五实施例中的第一凹面反射镜上的有效光束区域和校正点之间的关系的示意图，图17b是示出第五实施例中的第二凹面反射镜上的有效光束区域和校正点之间的关系的示意图。图17a和图17b中的每一个中的y轴对应于图16中的z轴。图17a中的校正点与图17b中的校正点之间的位置关系与图10中所示的校正点在圆周方向上移位的关系类似。然而，由于在该实施例中光学系统是放大系统，所以第一凹面反射镜mo1和第二凹面反射镜mo2具有不同的曲率半径和有效光束直径。也就是说，图17a中的的大小不同于图17b中的的大小。类似地，和具有不同的大小，而和具有不同的大小。通常，光学系统的放大率或预定的比例关系存在于光束直径之间，并且相应的光束具有相似的形状。
[0110]
图18是示出该实施例中在一个光束中的有效校正点的阵列的视图。根据上述光束之间的关系，如图18所示，在到达基板上的光束中存在基本上两倍数量的圆周方向上的校正点组，并且光束接收其作用。对于从掩模上的其他点(r2和l2)发射的光束，可以获得类似的效果。
[0111]
(第六实施例)
[0112]
图29是示出第六实施例中的曝光装置的布置的视图。图29与图28的不同之处在于，不是第一凹面反射镜mo1和第二凹面反射镜mo2，而是第一平面反射镜t1和第二平面反射镜t2是可变形反射镜。因此，多个调节器7布置在第一平面反射镜t1和第二平面反射镜t2的后表面上。
[0113]
图19a是示出第六实施例中的第一平面反射镜t1上的有效光束区域和校正点之间的关系的示意图，图19b是示出第六实施例中的第二平面反射镜t2上的有效光束区域和校正点之间的关系的示意图。
[0114]
图19a中的校正点与图19中的校正点之间的位置关系与图12所示的校正点在x方向上移位的关系类似。然而，由于在该实施例中光学系统是放大系统，所以第一平面反射镜t1上的有效光束的直径不同于第二平面反射镜t2上的有效光束的直径。类似地，和具有不同的直径，而和具有不同的直径。通常，光学系统的放大率或预定的比例关系存在于光束直径之间，并且相应的光束具有相似的形状。
[0115]
图20是示出该实施例中在一个光束中的有效校正点的阵列的视图。根据上述关系，如图20所示，在到达基板上的光束中存在基本上两倍数量的x方向上的校正点组，并且光束接收其作用。对于从掩模上的其他点(r2和l2)发射的光束，可以获得类似的效果。
[0116]
该实施例是一个例子，其中在x方向上移位第二次反射时的校正点，但是类似的效果可以通过在y方向上移位校正点获得。可替代地，可以在x方向和y方向二者上移位校正点。
[0117]
注意，在第五实施例和第六实施例中的每一个中例示了放大投影光学系统，但是本发明可以类似地应用于缩小投影光学系统。
[0118]
(第七实施例)
[0119]
图30是示出第七实施例中的曝光装置的布置的视图。图30与图26的不同之处在于，不是凹面反射镜mo而是第一平面反射镜t1和凸面反射镜mt是可变形反射镜。因此，多个调节器7布置在第一平面反射镜t1和凸面反射镜mt的后表面上。
[0120]
在该实施例中，通过将多个调节器7的力作用点沿垂直于第一平面反射镜t1的方向投影在第一平面反射镜t1上而获得的点和通过将多个调节器7的力作用点沿平行于凸面反射镜mt的光轴的方向投影在凸面反射镜mt上而获得的点被定义为校正点。
[0121]
在该实施例中，设置多个调节器7的力作用点，使得当从掩模上的一个点发射的光束中的第一光线和第二光线被第一平面反射镜t1和凸面反射镜mt反射时，满足以下两个条件(a)和(b)。
[0122]
(a)第一光线射中第一平面反射镜t1的校正点，但不射中凸面反射镜mt的校正点。
[0123]
(b)第二光线不射中第一平面反射镜t1的校正点，但射中凸面反射镜mt的校正点。
[0124]
这里，考虑区域和位置的叠加，包括：
[0125]
(1)作为第一平面反射镜t1的有效光束区域的第一有效光束区域；
[0126]
(2)投影在第一有效光束区域中的多个调节器7的力作用点的位置；
[0127]
(3)作为凸面反射镜mt的有效光束区域的第二有效光束区域；以及
[0128]
(4)投影在第二有效光束区域中的多个调节器7的力作用点的位置。
[0129]
在一个示例中，多个调节器7被布置成使得当执行叠加时，投影在第一有效光束区域中的多个调节器7的力作用点的位置不同于投影在第二有效光束区域中的多个调节器7的力作用点的位置。下面将参考图21至图23描述作用点(调节点)的这种设置的具体示例。
[0130]
图21是示出第一平面反射镜t1上的有效光束区域与校正点之间的关系的示意图，图22是示出凸面反射镜mt上的有效光束区域与校正点之间的关系的示意图。图21与图19a基本相同，但是在图22中，凸面反射镜mt的几乎整个表面(由最外圆周上的虚线指示的区域)是有效光束区域。这是因为凸面反射镜mt位于整个光学系统的孔径平面上。
[0131]
图23是示出该实施例中在一个光束中的有效校正点的阵列的视图。在图23中，凸
面反射镜mt上的校正点组由旋转对称排列的黑点指示，并且第一平面反射镜t1上的校正点组由在y轴方向上排列的白点表示。由于黑点和白点定位在光束中的不同位置处，因此可以认为已经实现了校正点数量的增加，这是本发明的目的。黑点和白点在某些部分重叠，但这与本发明不矛盾。
[0132]
对于从掩模上的其它点(r2和l2)发射的光束，可以获得类似的效果。在该实施例中，不仅可以校正旋转对称像差，而且可以校正在一个维度上变化的像差。
[0133]
(第八实施例)
[0134]
图24示出了根据第八实施例的示例，其中本发明应用于如日本专利no.3724517中所公开的包括中间成像平面和布置在中间成像平面之前和之后的多个孔径平面的光学系统的孔径平面。图22所示的校正点组布置在第一孔径平面上，并且图24所示的校正点组布置在第二孔径平面上。图24所示的校正点组是通过将图22所示的校正点组在圆周方向上旋转半个节距而获得的。图25示出了由这些校正点组形成的一个光束中的有效校正点的阵列。
[0135]
在该实施例中，由可变形反射镜形成的两个表面都是孔径平面。因此，在光学上，可以高精度地校正整个屏幕共有的像差(聚焦、像散、彗差等)。另外，应用该实施例的光学系统不限于如日本专利no.3724517中连接dyson光学系统的类型。例如，本发明还适用于通过如图1所示串联连接两个如图1所示的凹面反射镜和凸面反射镜而形成光学系统，并且凸面反射镜由两个作为可变形反射镜的凸面反射镜mt形成的情况。
[0136]
(概述)
[0137]
上面已经描述了各种实施例。注意，可以适当地组合上述实施例。这些实施例可以全面总结如下。在每个上述实施例中，示出了成像光学系统，其包括每个都包括反射光的反射表面和在反射表面的相对侧的后表面多个反射镜，并且经由多个反射镜的反射表面将从物平面发射的光束成像在像平面上。成像光学系统包括多个调节器，该多个调节器通过向多个反射镜中的至少两个反射镜中的每一个的后表面施加力来调节该至少两个反射镜中的每一个的反射表面的形状。这里，通过在相对于反射表面定义的光轴方向上投影多个调节器的力作用点而获得的点被定义为校正点。此时，当从物平面上的一个点发射的光束中的第一光线和第二光线被第一反射表面和第二反射表面反射时，第一光线射中第一反射表面的校正点，但不射中第二反射表面的校正点。另外，第二光线不射中第一反射表面的校正点，但射中第二反射表面的校正点。设置多个调节器的作用点以实现这一点。
[0138]
根据上述实施例，实现了表面形状校正点阵列相对于光束的更有效的布置。利用这种布置，即使校正点的数量与校正点被点对称地布置在反射表面上的情况相同，在光学上，也可以使用更大数量的校正点对一个光束执行像差校正。从而提高了像差校正精度。
[0139]
可替代地，即使校正点的数量较少，也可以使用与常规示例中的点对称布置的校正点的数量相等的数量的校正点来对一个光束执行像差校正。由于可以相应地减少校正点的数量，因此分散了驱动时产生的热量，从而提高并稳定了校正精度。
[0140]
此外，如每个实施例所示，本发明可应用于包括孔径平面在内的任意反射表面。因此，不仅可以校正屏幕中的均匀像差，而且可以校正屏幕中变化的聚焦或像散。还可以校正倍率和失真。此外，当共同地曝光大的曝光区域时，可以确保高聚焦精度和高定位精度。
[0141]
由于上述效果，在曝光期间保持了高分辨率，并且变得能够以高生产率曝光高分
辨率面板。
[0142]
《制品制造方法的实施例》
[0143]
根据本发明的实施例的制品制造方法适合于制造制品，例如，诸如半导体器件的微器件或具有微结构的元件。该实施例的制品制造方法包括通过使用上述曝光装置在施加在基板上的光敏剂上形成潜像图案的步骤(使基板曝光的步骤)，以及使在上述步骤中已形成潜像图案的基板显影的步骤。此外，制造方法包括其它众所周知的步骤(氧化、成膜、沉积、掺杂、平面化、蚀刻、抗蚀剂去除、切割、接合、封装等)。该实施例的制品制造方法在制品的性能、质量、生产率和生产成本中的至少一个方面比常规方法更有利。
[0144]
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以便涵盖所有此类修改以及等同的结构和功能。