[发明专利]曝光设备的光学元件保持装置有效

专利信息
申请号: 01120775.2 申请日: 2001-03-30
公开(公告)号: CN1317725A 公开(公告)日: 2001-10-17
发明(设计)人: 柴崎祐一 申请(专利权)人: 株式会社尼康
主分类号: G03F7/20 分类号: G03F7/20
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 叶恺东
地址: 日本*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 曝光 设备 光学 元件 保持 装置
【说明书】:

发明涉及曝光设备,本发明特别是涉及保持曝光设备的光学元件的装置。

在比如,半导体元件、液晶显示元件、摄像元件、薄膜磁头等的微型器件的制造工艺,以及中间掩模或光掩模等的掩模的制造工艺中,包含有采用曝光设备的光刻步骤。在该光刻步骤中,对涂敷有光刻胶等的感光材料的主板(晶片或玻璃板)进行处理。具体来说,在光刻步骤中,通过照明光学系统,对中间掩模上的图形进行照明。另外,通过投影光学系统,将该图形的像转移到在主板上划分的多个放射(shot)区域的每个中。

在近年来的高度集成化的半导体元件的制造中,要求细微的图形的像的转移。由此,在曝光设备中,要求采用波象差或畸变极小的投影光学系统。

在对应于该要求的,图23所示的已有技术的曝光设备100中,具有调节光学元件92的位置的驱动机构95。即,曝光设备100包括镜筒91,接纳于该镜筒91的内部的多个透镜92(92a,92b),保持位于中间掩模R附近的2个透镜92a的光学元件保持装置93。两个透镜92a通过光学元件保持装置93,沿由虚线表示的光轴方向移动,使其光轴相对光轴方向倾斜。另外,位于镜筒91的中间部和晶片W的附近的另一透镜92b固定于镜筒主体91a上。

图25表示活动透镜92a的保持机构。该透镜92a接纳于副镜筒91b的内部。该副镜筒91b通过3个板簧94,以可沿光轴方向移动的方式,与镜筒主体91a的顶端连接。板簧94的一端通过螺栓98,固定于镜筒主体91a或副镜筒91c上。其另一端通过螺栓98固定于副镜筒91b上。由压电元件等形成的多个致动器95沿光轴方向,按照包围镜筒主体91a的方式设置。通过多个致动器95,透镜92a与副镜筒91b一起,沿光轴方向移动。在镜筒主体91a的外面,在多个致动器95的附近,分别设置多个传感器96。通过多个传感器96,检测副镜筒91b的位置和姿势。

通过致动器95,使透镜92a与副镜筒91b一起,沿光轴方向移动。该情况可实现包含镜筒91的投影光学系统的有效的制造。另外,在设置有这样的投影光学系统的曝光设备中,在其实际操作时,由于大气压的变化和照射热量等,产生各种象差或畸变的变化等,但是在曝光中,可容易实时地,对各种象差和畸变的变化进行补偿。

但是,在曝光设备100中,通过致动器95,仅仅使位于中间掩模R附近的透镜92a移动。由此,可补偿的光学象差的种类受到限制。

因此,与接近中间掩模R的顶端部的透镜组(透镜92a)相比较,对于位于投影光学系统的中间部的透镜组(透镜92b),由于沿光轴方向和与光轴方向倾斜的倾斜方向移动,故对成像性能的影响较大。换言之,在使中间部的透镜92b沿光轴方向或倾斜方向移动的场合,其成像性能大大改变。因此,在驱动投影光学系统的中间部的透镜组92b的场合,其驱动控制要求比接近中间掩模R的透镜组92a高的驱动性能和导向精度。于是,曝光设备100难于对应于这样的要求。

在使投影光学系统的中间部的透镜92b活动的场合,与上述的透镜92a相同,必须设置接纳透镜92b的副镜筒。另外,副镜筒91b以可移动的方式支承于该副镜筒上。由此,在这样的镜筒91中,副镜筒91b的驱动容易,但是难于驱动接纳设置有副镜筒91b的,中间部的透镜92b的副镜筒。

于是,考虑采用图24所示的曝光设备200。该曝光设备200不是公知技术,而是本发明人进行深入研究而得到的方案。该曝光设备200包括投影光学系统,该系统具有3个透镜92b,以及3个透镜92a。通过驱动向上叠起的多个活动副镜筒91b,接纳于多个副镜筒91b中的多个透镜92a可活动。但是,在该曝光设备200中,在活动副镜筒91b上,不能够直接叠置接纳有透镜92b的静止副镜筒91c。由此,各静止副镜筒91c通过支承部件97,支承于下方的静止副镜筒91c上。最下位置的静止副镜筒91c直接支承于镜筒主体91a上。

但是,在图24所示的曝光设备200中,由于必须要求其直径大于镜筒91的支承部件97,故镜筒91的整体尺寸较大。另外,由于对应于多个活动副镜筒91b的致动器95和传感器96设置于支承部件97的内部,故难于对致动器95和传感器96进行维修,更换和检查。

另外,在对特定的波象差或畸变进行补偿的场合,从原理上说,必须要求最少5个部位的驱动,必须要求具有活动副镜筒91b的5个光学元件保持装置。在此场合,难于在镜筒主体91a中,确保多个透镜92b的接纳空间。

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