口部的最大半径
[0085]c:微透镜64a校正前的曲率
[0086]A:光波长
[0087]n:微透镜阵列64的原材料的折射率
[0088] S. (r/rmax,.tp)泽尼尔克标准函数
[0089] 此处，关于构成微透镜阵列64的各个微透镜64a，理想的是，通过上述的方法求出 表面形状，关于与光束斑形状有关的第4项（Z4)以上的全部i，在微透镜阵列64的整个面 校正第2成像光学系统58的像差。
[0090] 在通过光刻法来制作微透镜阵列64的情况下，按照各个微透镜64a的每一个而变 更其形状能够较容易地实现。另外，如果仅选择性地校正低阶（i的数字小）、A的数值大、 对感光材料的影响大的项，则微透镜阵列64的形状不会复杂化，因此能够期待以低成本得 到较大的效果。
[0091] 以下，使用具体的例子来说明微透镜64a的面形状。根据用途而考虑各种第2成 像光学系统58的光学的特性。关于在感光材料P上成像的光束斑PB的由与光轴58C的距 离引起的泽尼尔克标准系数低阶项的增减，在图9中示出代表例。根据坐标轴的选择方法， Z5、Z8、ZlO在原理上为零，因此未显示。
[0092]图9的纵轴所示的泽尼尔克标准系数的各项的系数值存在绝对值越大则像差越 大、光束斑PB的形状越崩坏的关系。即，如图9所示，在通过第2成像光学系统58而将光 束斑PB成像到感光材料P上时，根据与光轴58C的距离，泽尼尔克标准系数的各项的系数 值也不同。
[0093] 此处，不希望根据感光材料P的种类而产生光束斑PB的非对称性（与正圆形的背 离），因此优先地校正图9所示的Z6、Z7、Z9等的像差对于维持曝光时的析像度是有效果的。 在后文中，设为对于该绝对值超过0.25(任意单位，arbitraryunit:在图中记为a.u.)的 部位，通过微透镜64a的形状进行校正，而继续进行说明。
[0094] 在图9所示的例子中可知，除去Z4 (焦点偏移），在横轴的像位置70%附近（与光 轴58(：的距离）26的影响较大，在像位置100%附近27、29的影响较大。在后文中，以像位 置70%位置以及像位置100%位置作为代表例，说明通过微透镜64a的形状来校正Z6、Z9 的方法。
[0095] 在图IOA中，具备用于校正相当于图9的像位置70%的部位的Z6、Z9像差的面形 状的微透镜64a的与球面的偏移量用百分比来表示。图中右侧是远离光轴的nML，即图中 左方设为光轴58C侧。
[0096] 用于校正Z6、Z9的面形状由以下的式来规定。在将使用波长设为400nm，将该波 长下的微透镜阵列64的原材料的折射率设为1. 47的情况下，由以下的式3来记述面形状。
[0097](式 3)
[0098] +4. 5Xl(T-4XZ6(r/rmax、7Xl(T-4XZ9(r/rmax、<i>ML)
[0099] 作为表1，通过与球面的比较来在图13A示出使用具备这样的面形状的微透镜64a 时的Z4~Zll的像差的校正状况。
[0100] 同样地，在图IOB中，具备用于校正相当于图9的像位置100 %的部位的Z6、Z9 像差的面形状的微透镜64a的与球面的偏移量用百分比来表示。图中右侧是远离光轴的 qML，即图中左方设为光轴侧，在这一点上与图IOA相同。
[0101] 用于校正Z6、Z9的面形状由以下的式4来规定。
[0102] (式 4)
[0103] -4. 4X1CT-4XZ6 (r/rmax、<})ML)-5. 0X1CT-4XZ9 (r/rmax，<})ML)
[0104] 作为表2,通过与球面的比较来在图13B示出在使用具备该面形状的微透镜64a时 的Z4~Zll像差的校正状况。
[0105] 分别在像位置70%、100%的位置配置上述的微透镜64a，从而在各个位置能够良 好地校正各像差中的数值大的像差。此外，在上述的说明中，作为具体例示出了像高70%位 置与像高100%位置，但对于与该位置不同的部位，通过同样的研究，也能够单独地校正像 差。
[0106] 另外，根据所要求的精度，不需要单独变更微透镜64a的形状。也可以根据成像光 学系统2的像差的分布来阶段性地变更微透镜64a的形状。例如，在成像光学系统2的像 差量比较小的区域中，能够保持球面形状。另外，对于相邻的几个微透镜64a，也可以统一为 校正在对应的范围内的成像光学系统2的代表性的像差值的形状。
[0107] 图6示出根据与成像光学系统2的光轴的距离来分三阶段地变更微透镜64a的形 状的例子。在尽可能按照每个像位置精细地进行面形状的分类的情况下，当然能够进行精 度较高的校正。此时，如图9所示，确认各像位置的泽尼尔克标准形数的变化，并且对于对 光束斑形状造成较强的影响的像差，优先地进行校正，这需要高效的像差的校正。特别是， 通过在泽尼尔克标准系数剧烈变动的像位置的附近使微透镜64a的面形状变化，从而能够 进行高效的校正。
[0108]〈其他〉
[0109] 以上，对本发明的实施例进行了记述，但本发明完全不限定于上述的实施例，在不 脱离本发明的主旨范围内，当然能够以各种方式来实施。
[0110] 例如，在上述实施方式中，举出利用激光来进行曝光的曝光装置的结构作为例子， 但不限定于此，例如也可以使用通常的可见光或者紫外线等。或者除了曝光装置以外，也能 够应用于使用光斑光的各种结构。
[0111] 或者为了校正在感光材料P上形成的图像的周围光量降低，也可以实施如下的方 案，即同时使用越接近第2成像光学系统58的光轴58C则浓度越高的中心滤波器，或者越 是接近光轴58C的微透镜64a则越提高投射浓度等。
[0112]另外，在本实施方式中，使用作为反射型空间调制元件的DMD34来进行了说明，但 也可以代替它而例如采用使用液晶的透射型空间调制元件。
[0113] 关于日本特愿2013-033344的公开内容，其整体通过参照而并入到本说明书。关 于本说明书中记载的全部文献、专利申请以及技术标准，与具体并且分别地记载了通过参 照来并入各个文献、专利申请以及技术标准的情况相同程度地，通过参照而并入到本说明 书中。
【主权项】
1. 一种曝光光学系统， 包括：空间光调制元件，排列有对来自光源的光进行调制的像素部； 微透镜阵列，在平面上排列有对由所述空间光调制元件调制过的光进行聚光的微透 镜； 第1成像光学系统，将通过所述空间光调制元件调制过的光在所述微透镜阵列上成 像；以及 第2成像光学系统，将由所述微透镜阵列聚光的光在感光材料上成像， 所述微透镜阵列根据与所述第2成像光学系统的光轴的距离，排列有形状不同的多个 种类的微透镜。2. 根据权利要求1所述的曝光光学系统，其中， 在将所述第2成像光学系统的光瞳坐标设为P L2、(pL2、.将泽尼尔克标准函数设为 Zi (ρ，φ)、将所述第2成像光学系统的第i项的泽尼尔克标准系数设为A(i)时，并且 在所述第2成像光学系统的某个像位置存在以如下的式1表示的像差时， (式1) Σ Δ ⑴ X λ XZ i (P L2、<i>L2) i 关于与所述像位置对应的所述微透镜的形状，将表示微透镜表面上的坐标的参数设为 r、_H_L.，将所述微透镜的开口部的最大半径设为rmax，将校正前的所述微透镜的面形状的 曲率设为c，将所述光的波长设为λ，将所述微透镜阵列的原材料的折射率设为 n，将泽尼 尔克标准函数设为Zi C r/rmax，φ)，所述微透镜的一部分是以如下的式2以及式3来记 述的面形状，以便校正所述第2成像光学系统的所述像差： (式2)(式3) ΔM(i) = Δ ⑴（i ^ 4)。3. 根据权利要求2所述的曝光光学系统，其中， 关于所述微透镜阵列满足i多4的i的一部分，满足所述式3， 关于除此以外的i，满足ΔΜ(;?) = 0。4. 一种曝光头，包括权利要求1~3中的任一项所述的曝光光学系统。5. -种曝光装置，包括权利要求4所述的曝光头。
【专利摘要】提供一种具备校正成像光学系统的像差的微透镜阵列的曝光光学系统、曝光头以及曝光装置。曝光光学系统(100)包括：排列有对来自光源的光(B)进行调制的像素部(74)的空间光调制元件(34)、在平面上排列有对由所述空间光调制元件(34)调制过的光进行聚光的微透镜(64a)的微透镜阵列(64)、将通过所述空间光调制元件(34)调制过的光(B)在所述微透镜阵列(64)上成像的第1成像光学系统(52)以及将由所述微透镜阵列(64)聚光的光(B)在感光材料P上成像的第2成像光学系统(58)，所述微透镜阵列(64)根据与所述第2成像光学系统(58)的光轴(58C)的距离，排列有形状不同的多个种类的微透镜(64a)。
【IPC分类】G02B3/02, H01L21/027, G02B3/00, G02B13/24, G03F7/20, G02B13/18, G02B27/18
【公开号】CN105074573
【申请号】CN201480009463
【发明人】小森一树
【申请人】株式会社阿迪泰克工程
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2014年2月19日
【公告号】WO2014129514A1