投影光学装置、曝光方法和设备制造方法

专利名称：投影光学装置、曝光方法和设备制造方法
技术领域：
本发明涉及用于将诸如掩模等第一对象的放大图像形成在诸如感i^ 底等第二对象上的投影光学装置，并且涉及曝光技术和使用这种投影光学装置的设备制造技术。
技术背景当制造诸如半导体元件设备和液晶显示设备等设备时，会使用投影 曝光装置，所述投影曝光装置使用投影光学系统将掩模(比如中间掩模 或光掩模)的图案投影到涂敷有抗蚀剂的基底(比如玻璃板或半导体晶 片)上。使用步进扫描方式的投影曝光装置(步进曝光机)在现有技术 中已经广泛使用。步进扫描式投影膝光装置将掩模图案一并膝光到限定 于板上的多个照射区上。近年来已提出了这样的步进扫描式扫描投影曝 光装置，所述步进扫描式扫描投影啄光装置使用多个具有相同放大倍率 的小型局部投影光学系统代替单个大型投影光学系统。在该扫描投影曝 光装置中，多个局部投影光学系统沿着扫描方向以预定间隔设置为多 列。在对掩模和基底进行扫描的同时，扫描投影曝光装置通过使用局部 投影光学系统来将掩模图案曝光在基底上。一种已提出的步进扫描式投影啄光装置使用具有缩小的放大倍率 的局部投影光学系统在基底上将掩模图案投影成具有相似形状的阵列， 所述相似形状的放大比率是局部光学系统的缩小的放大倍率(比如参照 专利文献l)。在传统的扫描投影膝光装置中，多个局部投影光学系统分 别设置有形成中间图像的反射折射系统，所述反射折射系统包括凹面镜 (或简单地是镜子)和透镜以及另外的反射折射系统。每个局部投影光 学系统在基板上以相等或缩小的放大倍率形成掩模图案的正立图像。近些年，所使用的基底已变得大型化，而且尺寸可大至2平方米的 基底正日益得到使用。当使用包括放大倍率相等或缩小的局部投影光学 系统的上述步进扫描式膝光装置来在这种大型基底上施行啄光时，掩模 也要大型化。变大的掩模由于需要维持掩模基底的平直度并且由于在掩模大型化时变得必然的更加复杂的制造工艺而导致成本变高。此外，通 常需要四至五层的掩模来形成比如液晶显示设备的薄膜晶体管部。这进 一步增加了成本。因此，已经提出了能够减小掩模尺寸的扫描投影啄光装置(比如参照专利文献2)。该扫描投影膝光装置4吏用多重透镜系统， 所述多重透镜系统包括多个具有扩大的放大倍率的局部投影光学系统。专利文献l:欧洲专利申请乂i^开No. 825491专利文献2:美国专利No. 6,512,57
发明内容在具有扩大的放大倍率且使用传统扫描投影膝光装置的多重透镜 系统中，在每个局部光学系统中掩模上的光轴和基底上的光轴定位于沿 与扫描方向正交的非扫描方向的相同位置。进一步地，通过连接利用多 个局部投影光学系统的掩模上的视野区域中的光轴上的点而形成的掩 模侧图形沿非扫描方向的长度等于通过连接基底上的与光轴上的点共 轭的点而形成的基底侧图形沿非扫描方向的长度。因此，为了将掩模的扩大图像投影到基底上，掩模上的对应于多个 局部投影光学系统的图案区域必须沿非扫描方向彼此间隔开预定间隔。 进一步地，即使在基底上形成掩模的正立图像，掩模沿非扫描方向的宽 度与其以前的宽度大致相等。所以，掩模的制造成本并未得到有效减低。因此，本发明的目的是提供一种投影技术、 一种使用该投影技术的 啄光技术以及一种设备制造技术，当在诸如基底等对象上利用多个投影 光学系统(局部投影系统)形成掩模图案的放大图像时，这些技术能够 使掩模图案进一步小型化。在根据本发明的第一投影光学装置中，通过以扩大的放大倍率放大 第一对象上的第一线段来获得第二对象上的第二线段。因此，通过以扩 大的放大倍率放大第一对象上的图案而形成的图像直接形成了第二对 象上的图像，并且在第一对象上的图案可以沿与扫描方向正交的非扫描 方向连续地形成。因此，在第一对象(掩模等)上的图案中，不需要提 供在非扫描方向上没有图案的区域。进一步地，图案的尺寸可以最小化， 并且能够减少投影到第二对象上的图像的连续性误差。在根据本发明的第二投影光学装置中，使用相等的放大倍率作为放 大比率，从而使得第一图形和第二图形是相似的。多个投影光学系统的 视野区域(观察区域)和图像区域在与扫描方向相交的方向上是连续的。 因此，第一对象上的图案能够在尺寸上最小化，第一对象上的图案能够 通过单次扫描膝光而全部传送至第二对象上，并且瀑光步骤的通过量得 以改进。在本发明的投影曝光装置和曝光方法中，本发明的投影光学装置用 来施行扫描啄光，以便使以扩大的放大倍率放大的第一对象上的图案的 图像啄光。这使得第一对象上的图案的尺寸能够减小，并使得用于第一 对象的托台得以小型化。在本发明进一步的投影曝光装置和曝光方法中，可以在第一对象上 沿非扫描方向连续地形成图案。这使得第一对象上的图案的尺寸能够全 部得以减小，并减少了投影图像的连续性误差以及使得用于第一对象的 托台得以小型化。


图l是示出根据第一实施方式的投影曝光装置的结构的示意性立体图；图2是示出图1的照明区域ILF1至ILF5与投影区域EF1至EF5 的关系的图示；图3是示出在扫描啄光开始时图1的掩模MA与基底PT的位置关 系的图示；图4是示出扫描膝光期间图1的掩模MA与基底PT的位置关系的 图示；图5是示出图1的投影光学系统PL1和PL2的第一示例的图示；图6是示出图1的投影光学系统PL1和PL2的第二示例的图示；图7是示出在图1的投影光学系统PL1至PL5的第三示例中视野 区域与图像区域的关系的图示；图8是示出在图1的投影光学系统PL1至PL5的第三示例中光束 传输构件的立体图；图9是示出图像区域上的与视野区域上的第一图形共轭的第二图形 的放大中心定位于第一图形中的示例的图示；图10是示出图像区域上的与视野区域上的第一图形共轭的第二图 形的放大中心定位于第一图形中的示例的示意图；图11 (A)是示出图像区域上的与视野区域上的第一图形共轭的第 二图形的放大中心定位于第一图形的外部的示例的图示；且图11 (B) 是示出本示例中投影光学系统PL1和PL2的布局的图示；图12是示出图像区域上的与视野区域上的第一图形共轭的第二图 形的放大中心的另一示例的图示；图13 (A)是示出根据第二实施方式的投影膝光装置的结构的示意 性立体图，且图13 (B)是示出图13 (A)的投影光学系统PL1至PL3 的布局的图示；图14 ( A)是示出在第二实施方式中第一次施行扫描曝光时掩模 MA和基底PT的初始布局的图示，图14 (B)是示出第一次施行扫描 曝光时掩模MA和基底PT的最终布局的图示，图14 (C)是示出在第 二次施行扫描啄光时掩模MA和基底PT的初始布局的图示，且图14 (D)是示出第二次施行扫描膝光时掩模MA和基底PT的最终布局的 图示；图15是示出根据第二实施方式的投影光学系统PL2的另一示例的 立体图；图16是示出根据第二实施方式的投影光学系统PL1的另一示例的 图示；图17是示出根据第二实施方式的投影光学系统PL1的另一示例的 立体图；图18是示出第一图形和第二图形处于镜反射关系的示例的图示，所述第 一 图形通过连接掩模MA上的点而形成，所述第二图案通过连接 基底PT上的共轭点而形成；并且图19是示出通过使用根据实施方式的投影膝光装置来制造液晶显 示设备的程序的示例的流程图。附图标记说明 MAPL, PLSPTIUPL1至PL5 OF1至OF5掩模投影光学装置基底照明单元 投影光学系统视野区域ILF1至ILF5 照明区域IF1至IF5图像区域EF1至EF5 投影区域12A至12E 光束传输构件DM1和DM3 达赫镜13A至16A 镜子17 放大中心具体实施方式
第一实施方式下面参照图1至12描述本发明的第一实施方式。图l示出了根据本发明第一实施方式的使用步进扫描方式的扫描投影膝光装置的示意性结构。在图l中，投影曝光装置包括照明单元IU、 掩模托台MSTG、投影光学系统PL、基底托台PSTG、驱动机构(未 图示)和控制单元(未图示)。照明单元IU通过从光源射出的照明光照 亮掩模MA (第 一对象)的图案。掩模托台MSTG保持及移动掩模MA。 投影光学系统PL将掩模MA的图案的放大图像投影在基底(板)PT (第二对象)上。基底托台PSTG保持及移动基底PT。驱动机构包括 比如用于驱动掩模托台MSTG和基底托台PSTG的线性马达。控制单 元在中央控制驱动机构等的操作。本实施方式的基底PT可以是比如矩 形平坦玻璃板，其边线或对角线的长度大于500mm。基底PT可以涂敷 上用于制造比如液晶显示设备的光致抗蚀剂(感光材料)。用于制造薄 膜磁头的陶瓷基底或用于制造半导体设备的圆形半导体晶片可以用作 基底PT。在图1中所示的照明单元IU中，从比如超高压汞灯的光源(未图 示)射出的光束被椭圆镜2和二向色镜3反射，而后进入准直透镜4。 椭圆镜2的反射涂层和二向色镜3的反射涂层选择性地反射具有一定波 长范围的光，或者具体而言反射包括g线(波长为436nm)、 h线(波 长为405nm)和i线(波长为365nm)的光。结果，包括g线、h线和 i线的光进入准直透镜4。光源设置在椭圆镜2的第一焦点位置处。因 此，包括g线、h线和i线的光在椭圆镜2的第二焦点位置处形成光源 图像。来自在椭圆镜2的第二焦点位置处形成的光源图像的发散光束通 过准直透镜4而转变为平行光束，而后该平行光束穿过波长选择滤光镜 5，所述波长选择滤光镜5仅允许预定膝光波长范围中的光束穿过。已穿过波长选择滤光镜5的照明光穿过中性密度滤光镜6，然后被 聚光透镜7聚集到光导纤维单元8的光入口 8a。光导纤维单元8可以是 比如通过随机组合多个纤维而形成的随机导向纤维单元。光导纤维单元 8具有光入口 8a和五个光出口 (以下称为光出口 8b、 8c、 8d、 8e和8f )。 已通过光入口 8a进入光导纤维单元8的照明光在光导纤维单元8内传 播，然后从五个光出口 8b至8f分别射出。从五个光出口 8b至8f射出 的光进入五个局部照明光学系统(以下称为局部照明光学系统IL1、IL2、 IL3、 IL4和IL5)，其每一个都部分地照亮掩模MA。从光导纤维单元8的光出口8b至8f中的每个射出的照明光进入相应的局部照明光学系统IL1至IL5中的一个，并通过设置在光出口 8b 至8f中的每个的附近的准直透镜而转变为平行光束。然后该平行光进 入复眼透镜阵列，所述复眼透镜阵列是光学积分器。来自在局部照明光 学系统IL1至IL5的复眼透镜阵列的后侧焦平面上形成的多个二次光源 的照明光经由聚光透镜以大致均匀的方式照亮掩模MA上的照明区域 ILF1、 ILF2、 ILF3、 ILF4和ILF5。照明单元IU由包括光源至局部照 明光学系统IL1至IL5的上述光学部件形成。来自在掩模MA上形成的照明区域ILF1至ILF5的光经由第一、第 二、第三、第四及第五投影光学系统PL1、 PL2、 PL3、 PL4及PL5而 使在基底PT上形成的投影区域EF1、 EF2、 EF3、 EF4和EF5 (参照 图2)膝光。第一至第五投影光学系统PL1至PL5是掩模侧和基底侧的 远心光学系统。在本实施方式中，投影光学装置PL由五个投影光学系 统(局部投影光学系统)PL1至PL5形成。投影光学系统PL1至PL5 分别以扩大的放大倍率P在形成于基底PT的表面(第二表面)上的相 应投影区域EF1至EF5上形成图案的放大正立图像(即水平和竖向的 横放大倍率为正的放大图像)，所述图案包括在形成于掩模MA (第一 表面)上的相应投影区域EF1至EF5中，所述扩大的放大倍率P对所 有投影光学系统PL1至PL5而言是共同的。扩大的放大倍率P可以是 比如1.5x或更大，比如可以是2.5x。优选的是局部投影光学系统PL1 至PL5的扩大的放大倍率P是1.5 x或更大。在本实施方式中，其上安装掩模MA的表面和其上安装基底PT的 表面彼此平行。下文中，X-轴定义为在平行于基底PT的安装表面的平 面内沿着扫描爆光期间掩模MA和基底PT的扫描方向SD延伸，Y-轴 定义为在平行于基底PT的安装表面的平面内沿着与扫描方向正交的非 扫描方向延伸，而Z-轴则定义为沿着垂直于基底PT的安装表面的方向 延伸。在这种情况下，掩模MA和基底PT的扫描方向是沿着X-轴的方 向(X-方向)。掩模MA和基底PT的非扫描方向是沿着Y-轴的方向(Y-方向)。在图1中，经由掩模保持件(未图示)通过吸附将掩模MA保持在 掩模托台MSTG上。在掩模托台MSTG上固定有X-轴可移动镜50X 和Y-轴可移动镜50Y。第一激光干涉仪(未图示)设置为面向X-轴和Y-轴可移动镜50X和50Y。第一激光干涉仪对掩模托台MSTG的位置 进行测量，并将测量结果提供给托台驱动单元(未图示)。经由基底保 持件(未图示)通过吸附将基底PT保持在基底托台PSTG上。在基底 托台PSTG上固定有X-轴可移动镜51X和Y-轴可移动镜51Y。第二激 光干涉仪(未图示K殳置为面向X-轴可移动镜51X和Y-轴可移动镜51Y。 第二激光干涉仪对基底托台PSTG的位置进行测量，并将测量结果提供 给托台驱动单元(未图示)。托台驱动单元基于第一激光干涉仪和第二 激光干涉仪的测量值对掩模托台MSTG和基底托台PSTG的位置和移 动速度进行控制。扫描曝光期间，基底托台PSTG以与掩模托台MSTG 同步的方式沿+X-方向(或-X-方向)以速度P论VM(其中P是投影光学 系统PL1至PL5的放大倍率)受到驱动，所述掩模托台MSTG沿+X-方向(或-X-方向)以速度VM受到驱动。上述局部照明光学系统IL1、 IL3和IL5以预定间隔沿Y-方向(非 扫描方向)设置，从而形成第一列。以同样的方式，与局部照明光学系 统IL1、 IL3和IL5对应的投影光学系统PL1、 PL3和PL5也以预定设 置方式沿Y-方向设置，从而形成第一列。局部照明光学系统IL2和IL4 以预定间隔沿Y-方向"^:置为第二列。第二列中的局部照明光学系统IL2 和IL4定位于)从第一列沿+X-方向移位的位置处。与局部照明光学系 统IL2和IL4对应的投影光学系统PL2和PL4也以同样的方式以预定 间隔沿Y-方向设置。投影光学系统PL2和PL4定位在相对于第一列沿 +乂-方向移位的位置处。在第 一 列投影光学系统与第二列投影光学系统之间设置有测量传 感器保持构件52。在测量传感器保持构件52上设置有离轴对准单元和 自动聚焦单元。离轴对准单元使基底PT对准。自动聚焦单元对掩模 MA和基底PT的Z-方向位置(焦点位置)进行测量。以同样的方式， 在掩模MA上也设置有用于使掩模MA对准的对准单元(未图示)。这 些对准单元用来使掩模MA和基底PT对准，从而在基底PT上以重叠 方式施行膝光。基于自动聚焦单元的测量结果，Z-向驱动机构(未图示) 用来调整比如掩模托台MSTG的Z-方向位置，从而在基底PT的表面 上使投影光学系统PL1至PL5的成像表面聚焦。下面详细描述根据本实施方式的投影光学系统PL1至PL5的结构。图2是示出相对于图1中所示的投影光学系统PL1至PL5彼此共轭的 照明区域ILF1至ILF5与投影区域EF1至EF5之间的关系的平面图。 图3和4示出了扫描啄光期间掩模MA与基底PT之间的位置关系。在图2中，掩模MA上的照明区域ILF1至ILF5设定在投影光学系 统PLl至PL5的视野区域OFl、 OF2、 OF3、 OF4和OF5中。包括在 视野区域中且位于光轴AXll、 AX21、 AX31、 AX41和AX51上的点(参 照图3和4)分别称为点a、 b、 c、 d和e。进一步地，基底PT上的投 影区域EF1至EF5设定在投影光学系统PL1至PL5的图像区域IF1 、 IF2、 IF3、 IF4和IF5中。包括在图像区域中且位于光轴AX13、 AX23、 AX33、 AX43和AX53上的点(参照图3和4 )分别称为点A、 B、 C、 D和E。在本实施方式中，掩模MA上的点a至e也是包括在照明区域 ILF1至ILF5中的点。相对于投影光学系统PL1至PL5与点a至e共 轭的基底PT上的点A至E也是包括在投影区域EF1至EF5中的点。包括在第一列中的第一、第三及第五投影光学系统PL1 、PL3及PL5 的照明区域ILF1、 ILF3及ILF5中的点a、 c和e(位于光轴上的点) 设置在平行于非扫描方向(Y-方向)的直线上。连结包括在第二列中的 第二及第四投影光学系统PL2及PL4的照明区域ILF2和ILF4中的点 b和d(位于光轴上的点)的直线平行于其上设置了点a、 c和e的直线 且远离其上设置了点a、 c和e的直线预定距离。第一列中的照明区域 ILF1、 ILF3和ILF5分别呈大致相同的梯形，所述梯形沿Y-方向的两 边是梯形的斜边(然而设置在两端处的照明区域ILF1和ILF5分别具 有平行于X-轴的外边)。第二列中的照明区域ILF2和ILF4分别呈通过 将照明区域ILF3旋转180度而获得的梯形。本实施方式的投影光学系 统PL1至PL5分别以扩大的放大倍率P形成正立图像。因此，投影区 域EF1至EF5呈通过以扩大的放大倍率P放大相应的照明区域ILF1 至ILF5而获得的梯形。呈梯形的第一图形abdec通过连结掩模MA上的五个点a至e而形 成。呈梯形的第二图形ABDEC通过连结基底PT上与点a至e共轭的 五个点而形成。在本实施方式中，第二图形ABDEC是第一图形abdec 的正立图像的相似图形。第二图形ABDEC相对于第一图形abdec的放 大倍率等于投影光学系统PL1至PL5的扩大的放大倍率P 。进一步地，在本实施方式中，投影光学系统PL1至PL5在掩模MA侧的光轴AX11 至AX15平行于Z-轴。基底PT上的光轴AX13至AX53垂直于Z-轴。 因此，当第二图形ABDEC通过使用相对于第一图形abdec的扩大的放 大倍率p而与第一图形abdec相似时，五个投影光学系统PL1至PL5 中的至少四个需要包括光束传输构件，以使来自于包括在掩模MA上的 相应的照明区域中的点(视野点)的光束至少沿Y-方向(非扫描方向) 移位至少预定移位量(传送量)并将光束传送至包括在基底PT上的相 应的投影区域中的点。在本实施方式中，基底PT上的点C从掩模MA 上的点c沿-X-方向移位。因此，相应的第三投影光学系统PL3包括光 束传输构件12C，以使来自包括在照明区域ILF3中的点的光束沿-X-方向传送(参照图3)。基底PT上的其它点A、 B、 D和E从掩模MA 上的点a、 b、 d和e沿X-方向和Y-方向向外移位。因此，相应的投影 光学系统PL1、 PL2、 PL4和PL5包括光束传输构件12A、 12B、 12D 和12E,所述光束传输构件12A、 12B、 12D和12E用于使来自包括在 相应的照明区域中的点的光束沿X-方向和Y-方向传送(参照图3和4 )。 进一步地，光束传输构件12A至12E还可以当作是这样的光学系统， 所述光学系统首先使垂直于掩模MA的光轴AX11至AX51偏转并使光 轴AX11至AX51沿X-方向及Y-方向移位预定移位量，然后再次使光 轴AX11至AX51偏转以产生再次垂直于基底PT的光轴AX13至AX53。 当来自投影光学系统PL1至PL5的主光束不必垂直于基底PT时，或 者当投影光学系统PL1至PL5不必是基底侧远心光学系统时，投影光 学系统PL1至PL5可以是比如立体校正光学系统。这使得不再需要用 以形成要与第一图形abdec相似的第二图形ABDEC的光束传输构件。 在这种情况下，立体校正光学系统也起到光束传输构件的作用。在图2中，如本实施方式中那样，当第二图形ABDEC以相对于第 一图形abdec的扩大的放大倍率P与第一图形abdec相似时，通过将投 影光学系统PL1至PL5的视野区域OF1至OF5中的任何点连结而形成 的第一图形和通过将图像区域IF1至IF5中的、与视野OF1至OF5中 的点共轭的点连结而形成的第二图形是以扩大的放大倍率P放大的相 似图形。在图2中，作为一个示例，下面将关注两个投影光学系统PL1和 PL2。连结包括在投影光学系统PL1和PL2的照明视场ILF1和ILF2中的点a和b的第一线段ab，以及连结包括在投影区域EF1和EF2中 的、与点a和b共轭的点A和B的第二线段AB,可以称为其放大倍率 是扩大的放大倍率P的相似图形。第一线段ab和第二线段AB也可以 称为形成第一图形abdec和第二图形ABDEC的相应的边的线段，所述 第一图形abdec和所述第二图形ABDEC是其放大倍率为扩大的放大倍 率P的相似图形。同样在这种情况下，投影光学系统PL1和PL2中的 至少 一个需要包括光束传输构件，以将来自于包括在掩模MA上的照明 区域中的点的光束移位和导引至基底PT上的相应的投影区域。在图2中，第一列中的照明区域ILF1、 ILF3和ILF5沿Y-方向以 规则间隔设置。在这种状态下，第二列中的照明区域ILF2和ILF4沿 X-方向移动预定间隔。结果，照明区域ILF1、 ILF3和ILF5的区间斜 边部和照明区域ILF2及ILF4的斜边部彼此重叠。进一步地，五个照 明区域ILF1至ILF5 (进而视野OF1至OF5 )设置为沿Y-方向彼此接 续。因此，与照明区域ILF1至ILF5共轭的投影区域EF1至EF5 (进 而图^SL区域IF1至IF5)被i殳置为在相对于彼此沿X-方向移动时沿Y-方向彼此接续。换句话说，视野区域OF1至OF5和图像区域IF1至IF5 设置为沿与扫描方向相交的方向(在本示例中是与扫描方向正交的方 向)彼此接续。如图3中所示，在掩模MA上形成的图案区域EM可包括与图2中 的五个照明区域ILF1至ILF5对应的五个局部区域10A、 IOB、 IOC、 10D和IOE。五个局部区域10A至10E分别具有相同的沿Y-方向的宽 度。局部区域10A至10E实际上沿Y-方向彼此接续。在掩模MA的制 造期间，在整个图案区域EM中连续地形成电路图案(字母A)。这使 得掩模MA的图案区域EM小型化。进一步地，掩模MA的制造成本 降低，而且使图1中所示的掩模托台MSTG小型化。这降低了投影爆 光装置的制造成本。基底PT上的图案传送区域EP也可包括五个局部 区域11A、 IIB、 IIC、 11D和11E，其分别具有相同的沿Y-方向的宽度。 局部区域11A至11E也实际上彼此接续。在这种情况下，局部区域IOA、 10C和10E利用第一列照明区域 ILF1、 ILF3和ILF5照亮，所述局部区域10A、 10C和10E是掩模MA 上的间隔的局部区域。如图4中所示，局部区域10A、 10C与10E之间的局部区域10B和10D利用第二列照明区域ILF2和ILF4照亮。照明 区域ILF1至ILF5的边界部是相邻的照明区域的重叠部。每个边界部 沿Y-方向具有重叠宽度dl。照明区域ILF1和ILF2的边界部作为一个 示例示出。局部区域10A至10E的边界部利用两个照明区域以重叠方 式照亮。作为一个示例，局部区域10A及10B的宽度为dl的边界部10AB 利用照明区域ILF1和ILF2以重叠方式照亮。结果，局部区域IIA、 11C 和11E通过第一列投影区域EF1、EF3和EF5膝光，所述局部区域IIA、 11C和11E是基底PT上的间隔的局部区域。局部区域IIA、 11C与11E 之间的局部区域11B和11D通过第二列投影区域EF2和EF4膝光。进 一步地，投影区域EF1至EF5的边界部是相邻的投影区域的重叠部。 每个边界部具有沿Y-方向的宽度d2 (其通过以扩大的放大倍率P放大 宽度dl而获得)。在图中投影区域EF1和EF2的边界部作为一个示例 示出。局部区域11A至11E的边界部也是利用两个投影区域以重叠方式 照亮。作为一个示例，局部区域IIA和11B的宽度为d2的边界部11AB 利用投影区域EF1及EF2以重叠方式照亮。尽管基底PT的五个投影 区域EF1至EF5单独膝光，但是这种方法仍消除了基底PT上的局部 区域11A至11E的边界部中的连续性上的误差。在掩模MA的整个图案区域EM中形成连续的电路图案。这减少了 掩模MA上的电路图案的描写误差，并因此而减少了投影到第二对象上 的图像的连续性上的误差。与此相反，当在形成于掩模MA上的多个离 散区域中形成的电路图案被投影到第二对象上时，在形成于掩模MA的 多个离散区域中的电路图案中会发生描写误差。当掩模MA的图案传送至基底PT上时，使掩模MA移动从而照亮 图1中的照明区域ILF1至ILF5的前侧(比如-X-方向)，且使基底PT 移动从而将图案传送至投影区域EF1至EF5的前侧。之后，通过使用 投影放大倍率P作为速比而使掩模托台MSTG和基底托台PSTG沿十X-方向同步地受到驱动。结果，掩模MA的局部区域10A、 IOC和IOE首 先开始以第一列照明区域ILF1、 ILF3和ILF5而被照亮。然后，照明 区域ILF1、 ILF3和ILF5中的图案经由投影光学系统PL1、 PL3和PL5 而被传送至在基底PT上形成的局部区域IIA、 11C和11E上的投影区 域EF1、 EF3和EF5。之后，掩模MA和基底PT如由箭头SM1和SP1 所示那样沿+X-方向彼此同步地被扫描。结果，如图4中所示，掩模MA的局部区域10B和10D开始利用第二列照明区域ILF2和ILF4而 被照亮。包括在照明区域ILF2和ILF4中的图案经由投影光学系统PL2 和PL4而被传送至在基底PT上的局部区域11B和11D上形成的投影 区域EF2和EF4。当掩模MA的图案区域EM利用第二列照明区域ILF2 和ILF4而被扫描并且基底PT上的图案传送区域EP利用第二列投影区 域EF2和EF4而被扫描时，掩模MA上的图案区域EM中的整个图案 的放大正立图像被传送至在基底PT上形成的图案传送区域，所述放大 正立图像已以投影放大倍率P进行了放大。如上所述，掩模MA上的局部区域10A至10E的、分别具有沿Y-方向的宽度dl的边界部在相邻的照明区域ILF1至ILF5中以重叠方式 被照亮。结果，基底PT上的局部区域11A至11E的、分别具有沿Y-方向的宽度d2的边界部通过相邻的投影区域EF1至EF5而被曝光两 次。这消除了边界部中的图像的连续性上的误差。进一步地，在本实施 方式中连续地形成掩模MA的图案。因此，掩模MA本身不具有非连续 部分。这也减少了基底PT上的图像的连续性上的误差。施行扫描啄光 之后，图1中的基底托台PSTG上的基底PT更换以另一个基底，然后 掩模MA和基底沿-X-方向彼此同步地受到驱动。这使得将掩模MA的 图案的放大图像传送至下一个基底上。在如上所述的本实施方式中，通过连结包括在掩模MA上的投影光 学系统PL1至PL5的照明区域ILF1至ILF5中的点a至e而形成的第 一图形abdec和通过连结包括在基底PT上的投影区域EF1至EF5中 的、与点a至e共辄的点A至E而形成的第二图形ABDEC是相似的图 形，其中第二图形ABDEC是通过使用扩大的放大倍率P作为放大比率 而从第一图形abdec获得的。照明区域ILF1至ILF5和投影区域EF1 至EF5在沿X-方向相对于彼此移动时变得沿Y-方向(非扫描方向)彼 此接续。结果，掩模MA和基底PT通过使用扩大的放大倍率P作为速 比而被同步地扫描一次，同时掩模MA的图案的放大图像经由投影光学 系统PL1至PL5 (投影光学装置PL )而被投影到基底PT上。这使得 掩模MA的图案能够以高精确度、高通过量和极小的连续性误差而被传 送至基底PT上。如图2中所示，在本实施方式中，掩模MA上的投影光学系统PL1至PL5的照明区域ILF1至ILF5沿Y-方向(与扫描方向正交的方向) 延长。基底PT上的与照明区域ILF1至ILF5共轭的投影区域EF1至 EF5 (投影光学系统PL1至PL5的图像区域)也沿Y-方向(与扫描方 向正交的方向)延长。因此，投影区域EF1至EF5沿扫描方向仅占据 更小宽度。这使得基底PT的空走距离最小化且改进了通过量。下面描述根据本实施方式的投影光学系统PL1至PL5的各个示例。 如上所述，投影光学系统PL1至PL5需要满足两个下述条件。1)投影光学系统PL1至PL5分别在基底上以共同的扩大的放大倍 率p形成正立图像。2败影光学系统PL1至PL5中的至少四个分别包括光束传输构件， 以使来自掩模MA上的相应的照明区域的光束至少沿Y-方向(或X-方 向及Y-方向)移位并将该光束导引至基底PT上的相应的投影区域，从 而使得基底PT上的第二图形ABDEC相似于图2中的掩模MA上的第 一图形abdec，并且通过使用扩大的放大倍率P作为放大比率而被放大。图5 (A)示出了根据第一示例的投影光学系统PL1和PL2。投影 光学系统PL1 (PL2)包括三个局部光学系统SBll、 SB12和SB13 (SB21、 SB22和SB23 );达赫(屋脊)镜DM1 (DM3 );以及镜子FM2 (FM4 )。达赫镜DM1 ( DM3 )使掩模MA侧的且平行于Z-轴的光轴 AXll (AX21)偏转，从而产生XY平面内的光轴AX12 ( AX22 )并使 光束反转。镜子FM2 (FM4)再次使光轴AX12 ( AX22 )偏转以产生 光轴AX13 ( AX23 )，所述光轴AX13 ( AX23 )位于基底PT侧且平行 于Z-轴。在这种情况下，达赫镜DM1 (DM3)具有两个垂直反射表面， 如图5 (B)中所示，所述垂直反射表面使进入达赫镜DM1 (DM3)的 光束反转。在图5(A)中，投影光学系统PL1的三个局部光学系统SB11、SB12 和SB13是一起将以扩大的放大倍率P放大的掩模MA的图案的放大倒 立图像形成到基底PT上的成像光学系统(可以是折射系统或反射折射 系统)。达赫镜DM1和镜子FM2将倒立图像转变为正立图像。在这种 情况下，达赫镜DM1不仅起到光束传输构件12A的作用，而且还起到 用于形成正立图像的光学部件的作用。同样的结构应用于其它投影光学系统PL2至PL5。镜子FM2 ( FM4 )和起到光束传输构件12A (12B ) 的作用的达赫镜DM1 ( DM3 )使来自掩模MA的光束移位。掩模MA 上的投影光学系统PL1与PL2的光轴上的点之间的距离(或线段长度) 称为距离LM。基底PT上与掩模MA上的点共轭的点之间的距离(或 线段长度)称为距离LP。距离LP相对于距离LM的放大倍率等于扩 大的放大倍率P 。图6示出了根据第二示例的投影光学系统PL1和PL2。在图6中， 投影光学系统PL1 (PL2)包括第一成像光学系统(SB21)、第二成像 光学系统SB13 (包括前组SB22和后组SB23的第二成4象光学系统)、 镜子DM1 (DM3)以及镜子FM2 ( FM4 )。第一成像光学系统包括用 于形成掩模MA的图案的倒立中间图像IM1 (IM2)的前组SBll和后 组SB12。第二成《象光学系统SB13将中间图#^的倒立图# 形成到基底 PT上。镜子DM1 ( DM3 )使掩模MA侧的光轴偏转以产生XY平面内 的光轴CRK1 ( CRK2 )。镜子FM2 ( FM4 )使光轴CRK1 ( CRK2 )偏 转以产生基底PT侧的光轴。在这种情况下，投影光学系统PL1的第一 成像系统和第二成像系统一起在基底PT上形成以扩大的放大倍率P放 大的掩模MA的图案的放大正立图像。两个镜子DM1和FM2起到光 束传输构件12A的作用，以使来自掩模MA的光束移位并将该光束导 引至基底PT侧。这种结构以相同的方式应用在其它投影光学系统PL2 至PL5中。图7示出了根据第三示例的投影光学系统PL1至PL5。在图7中， 投影光学系统PL1的光轴从更靠近掩模MA的一侧被偏转以产生平行 于Z-轴的光轴AXll、平行于X-轴的光轴AX12、平行于Y-轴的光轴 AX13、平行于X-轴的光轴AX14以及位于基底PT侧且平行于Z-轴的 光轴AX15。以这种方式使投影光学系统PL1的光轴偏转，从而基于与 波罗棱镜正像系统相同的原理在基底PT上形成掩模MA的图案的正立 图像。进一步地，第二图形ABDEC与第一图形abdec相似且通过使用 扩大的放大倍率P作为放大比率而获得。结果，包括在投影光学系统 PL1中的成像光学系统可以是仅在基底PT上形成一次掩模MA的图案 的倒立图像的普通光学系统，或者是形成偶数个中间图像的光学系统。 这种结构以相同的方式应用在其它投影光学系统PL2至PL5中。图8示出了包括在投影光学系统PL1至PL5中的用于以图7中所 示的方式使光束或光轴偏转(弯折)的镜子的布局。在图8中，投影光 学系统PL1包括四个镜子，或者更具体而言，包括第一镜子13A、第二 镜子14A、第三镜子15A和第四镜子16A(偏转构件(弯折构件))，这 些镜子从更靠近掩模MA的一侧按顺序设置。第一镜子13A至第四镜 子16A使来自掩模MA的光束的光路(或相应的光轴)偏转。包括光 轴上的第二镜子14A和第三镜子15A的反射表面的法向矢量的平面平 行于掩模MA的图案表面(XY平面)。在第二镜子14A上反射并进入 第三镜子15A的光束被导引成沿与掩模MA的扫描方向(X-方向)相 交的Y-方向。四个镜子13A至16A使得能够在基底PT上形成掩模MA 的图案的正立图像。四个镜子13A至16A还起到用于将来自掩模MA 的光束传送至基底PT侧的光束传输构件的作用。这种结构以相同的方 式应用在其它投影光学系统PL2至PL5中。比如，投影光学系统PL4 (PL5 )包括镜子13D至16D (14E至16E )。
投影光学系统PL1可以包括除所述四个镜子13A至16A以外的镜子。
图2中的第二图形ABDEC是与第一图形abdec相似且通过使用扩 大的放大倍率P作为放大比率而获得的正立图形。这些图形的放大中心 (相似中心)可以定位于任何位置，如下文所述的改型方案中所示。通 过连结投影光学系统PL1至PL5的视野区域中的点而形成的图形abdec 等可以呈任何形状。
图9示出了在图形的放大中心17定位于连结包括在投影光学系统 PL2和PL3的视野区域中的点b和d的线段的中点时形成第一及第二 图形的改型方案。
图IO示出了在图形的放大中心17定位于连结包括在投影光学系统 PL1至PL5的视野区域中的点a至e而形成的第 一 图形abdec的中心的 附近时所形成的第一及第二图形，并且，第一至第五投影光学系统PL1 及PL5的光束传输构件分别将光束传送相同的移位量(将光轴传送相同 的移位量)以及第二至第四投影光学系统PL2至PL4的光束传输构件 分别将光束传送相同的移位量。在这种情况下，投影光学系统PL1和 PL5可以具有相同的结构，而投影光学系统PL2至PL4可以具有相同的结构。
图ll(A)示出了在图形的放大中心17定位于连结包括在投影光学 系统PL1至PL5的视野区域中的点a至b而形成的第一图形abdec的 外部时形成第一及第二图形的改型方案。在这种情况下，包括光学系统 18A和19A的第一投影光学系统PL1使光束移位比包括光学系统18B 和19B的第二投影光学系统PL2更大的移位量，如图ll (B)中所示。
图12示出了这样的改型方案，其中，在图形的放大中心17定位于 连结包括在投影光学系统PL1至PL5的视野区域中的点a至e而形成 的第一图形abdec的中心的附近时形成第一及第二图形，并且，投影光 学系统PL1至PL5的光束传输构件分别将光束传送相同的移位量LC (将光轴传送相同的移位量)。在这种情况下，投影光学系统PL1至PL5 可以具有相同的结构。这降低了投影光学系统的制造成本。
在上述实施方式中，连结包括在视野区域中的点A至E而形成的第 二图形是连结点a至e而形成的第一图形的正立图像，其中所述点A至 E与包括在投影光学系统PL1至PL5的视野区域中的点a至e共轭。 可替代地，第二图形可以是第一图形的倒立图像，或者可以是第一图形 仅沿X-方向或仅沿Y-方向的正立图《象。
图18示出了连结包括在掩模MA上的投影光学系统PL1至PL5的 照明区域(视野区域)中且位于投影光学系统PL1至PL5的光轴上的 点a至e而形成第一图形abdec的改型方案。投影光学系统PL1至PL5 具有扩大的放大倍率P 。连结包括在基底PT上的投影区域(图像区域) 中且位于投影光学系统PL1至PL5的光轴上的点A至E而形成第二图 形ABDEC。点A至E与点a至e相对于投影光学系统PL1至PL5共 轭。第二图形ABDEC是图形的放大图像，其与第一图形abdec相对于 Y-轴呈线对称且以扩大的放大倍率P放大。在这种情况下，第二图形 ABDEC是第一图形abdec沿扫描方向(X-方向)的倒立图像并且是第 一图形abdec沿非扫描方向(Y-方向)的正立图像。因此，投影光学系 统PL1至PL5中的每个需要将掩模MA的图案的图像形成到基底PT 上，所述图像沿扫描方向是倒立图像而沿非扫描方向则是正立图像。在 本示例中，要在掩模MA上形成的原始图案(字母F)提前仅沿扫描方 向倒立且尺寸减小。扫描膝光期间，掩模MA的扫描方向SM1和基底PT的扫描方向SP1设定为沿着X-方向彼此方向相反。结果，在基底 PT上形成具有理想形状的图案。以这种方式，当第一图形abdec的放 大图像和第二图形ABDEC具有线对称(镜反射)关系时，第一图形 abdec的放大图像和第二图形ABDEC也当作是相似的图形。
在上述实施方式中，投影光学系统PL1至PL5设定为具有相同的 放大倍率。然而，比如，当按照在加工基底PT时出现的基底PT的非 线性失真来传送图案时，可以采用在投影光学系统PL1至PL5的放大 倍率稍微不同的状态下用于施行扫描啄光的第一技术。可替代地，可以 采用用于在稍微改变放大倍率的同时施行扫描瀑光的第二技术。
在第一技术中，按照在投影光学系统PL1至PL5的图像区域中基 底的失真量来独立地为多个投影光学系统PL1至PL5中的每个设定放 大倍率。然后，在需要时，在基底平面中移位图像的位置的同时施行扫 描膝光。
在第二技术中，当利用第一技术施行扫描膝光时，按照基底PT沿 扫描方向的局部失真来改变投影光学系统PL1至PL5中的每个的放大 倍率。
第二实施方式
下面参照附图13至17描述本发明的第二实施方式。才艮据本实施方 式的扫描投影啄光装置的托台系统与第一实施方式中所描述的托台系 统相同。然而，本实施方式的投影光学装置PLS与图1中所示的第一 实施方式的投影光学装置PL的不同之处在于投影光学装置PLS仅使 用单列投影光学系统PL1至PL3而不是第一列及第二列投影光学系统 PL1至PL5;以及通过光束传输构件(光束偏转(弯折)构件)沿与掩 模MA的扫描方向正交的非扫描方向移位光束。第二实施方式中使用单 列投影光学系统PL1至PL3的投影光学装置PL施行两次扫描曝光以 将掩模MA的整个图案传送至基体PT上。下文中，图13至17中所示 的与图l至4中所示的部件对应的部件将被赋予与那些部件相同的附图 标记，且不会详细描述。
图13(A)是本实施方式的投影膝光装置的示意性立体图。图13(B)是示出包括在投影膝光装置中的投影光学装置PLS的布置的投影图。 投影光学装置PLS包括多个投影光学系统。图14示意性地示出了投影 膝光装置的操作。
下面参照图13 (A)和13 (B)，本实施方式的投影膝光装置包括具 有第一至第三投影光学系统PL1至PL3的投影光学装置PLS。这里， 第一至第三投影光学系统PL1至PL3与图5中所示的投影光学系统PL1 和PL2的结构大致相同。投影光学系统PL1和PL3与图5中所示的投 影光学系统PL1和PL2的不同之处在于投影光学系统PL1和PL3的光 路偏转构件(光束传输构件)的光束偏转方向(移位方向)是掩模MA 的非扫描方向(Y-方向)。第二实施方式的第二投影光学系统PL2不包 括光学偏转构件(光束传输构件)，但包括设置在光轴AX21和AX23 上的多个局部光学系统SB21至SB23。光轴AX21和AX23在直线上延 伸。利用这种结构，如图13(B)中所示，在XY平面上投影时，第二 投影光学系统PL2的视野区域OF2的中心g和图像区域IF2的中心G (与视野区域OF2的中心共轭的点)彼此重叠。
第二实施方式的投影光学系统PL1至PL3设置为形成沿非扫描方 向(Y-方向)延伸的预定列。投影光学系统PL1至PL3的视野区域OF1 至OF3和图像区域IF1至IF3在沿非扫描方向(Y-方向)延伸的直线 上沿扫描方向(X-方向)以预定间隔设置。将视野区域OFl至OF3的 中心f、 g和h连结而形成的图形fgh (第一线段)和将基底PT上与视 野区域OF1至OF3的中心共轭的点F、 G和H (图像区域IF1至IF3 的中心点)连结而形成的图形FGH是相似的图形。这些图形的相似比 等于投影光学系统PL1至PL3的扩大的放大倍率P 。这些图形的相似 中心位于连结视野区域OF2的中心点g和与中心点g共轭的点G (图 像区域IF2的中心点)的直线上。
视野区域OF1至OF3的中心点f、 g与h之间的距离与视野区域 OF1至OF3中的每个沿非扫描方向(Y-方向)的宽度大致相等。视野 区域IF1至IF3的中心点F、 G与H之间的距离与图像区域IF1至IF3 中每个沿非扫描方向(Y-方向)的宽度大致相等。在图13 (A)中，照 明单元IU在掩模MA上形成照明区域ILF1至ILF3的方式为使得照明 区域ILF1至ILF3与投影光学系统PL1至PL3的视野区域OF1至OF3的形状相同.然而，照明区域ILF1至ILF3的形状不局限于与视野区 域OF1至OF3相同的形状。照明区域ILF1至ILF3的形状仅需要如此 即可，即使得在掩模MA的图案表面(第一表面)上照明区域ILF1 至ILF3能够包含在相应的视野区域OF1至OF3中。照明区域的形状 与视野区域的形状之间的这种关系在第一实施方式及其改型方案中也 得到满足。
如图15中所示，比如，投影光学系统PL2可以包括场阑FS2。在 这种情况下，照明单元IU可以在掩模MA的表面(第一表面)上形成 比如矩形照明区域ILF2。然后，照明单元IU可以通过使用场阑FS2 而使来自掩模MA的光束成形，所述场阑FS2具有多边形孔口且设置 在投影光学系统PL2的中间图像形成点的附近。以这种方式，照明单元 IU可以在基底PT的表面(第二表面)上形成与场阑FS2的孔口部的形 状相似的图像区域IF2。
返回来参照图14，下面描述根据本实施方式的投影膝光装置的膝光 操作。图14 (A)示出了紧接在第一扫描曝光开始之后的状态。图14 (B)示出了第一扫描膝光即将完成之前的状态。图14 (C)示出了第 二扫描啄光即将开始之前的状态。图14 (D)示出了紧接在第二扫描啄 光完成之后的状态。为了简化附图，图14 (A)至14 (D)没有示出第 一和第三投影光学系统PL1至PL3，而是仅示出了投影光学系统PL1 至PL3的光轴。
首先使设置为沿非扫描方向(Y-方向)成列的图像区域(投影区域) IF1至IF3对准于基底PT上的图案传送区域EP的+Y-方向端部。视野 区域OF1至OF3也对准于掩模MA上的图案区域EM的+Y-方向端部。 如图14(A)中所示，然后，在使掩模MA和基底PT沿如由箭头SM1 和SP1所示的+X-方向以与投影光学系统的放大倍率相应的速比移动的 同时施行第一扫描啄光。
如图14(B)中所示，用于图案图像形成的图像区域IF1至IF3相 对于基底PT沿-X-方向移动的第一扫描曝光造成在基底PT上形成多个 图案传送区域EP10至EP30。图案传送区域EP20至EP30沿非扫描方 向(Y-方向)间隔开且沿扫描方向(X-方向)延伸。第一扫描膝光完成 之后，掩模MA和基底PT以步进方式沿如由箭头SM2和SP2所示的2007
非扫描方向(-Y-方向)移动一定移动量，其比率与投影光学系统PL1 至PL3的放大倍率相应。然后，开始第二扫描瀑光。如图14(C)中所 示，在使掩模MA和基底PT沿如由箭头SM1和SP1所示的-X-方向(与 第一扫描瀑光的方向相反的方向)以一定速比移动的同时施行第二扫描 膝光，所述速比与投影光学系统PL1至PL3的放大倍率相应。
如图14(D)中所示，用于图案图像形成的图像区域IF1至IF3相 对于基底PT沿+X-方向移动的第二扫描曝光在基底PT上形成多个图案 传送区域EP11至EP31。图案传送区域EP11至EP31沿非扫描方向(Y-方向)间隔开且沿扫描方向(X-方向)延伸。
通过第一扫描啄光形成的图案传送区域IPIO至EP30和通过第二扫 描膝光形成的图案传送区域EP11至EP31沿非扫描方向重叠。图案传 送区域EP10至EP30和图案传送区域EP11至EP31的重叠部是以重叠 方式啄光的区域。在第一扫描啄光中，图像区域IF1呈不等边梯形的形 状，而图像区域IF2和IF3则分别呈等腰梯形的形状。在第二扫描曝光 中，图像区域IF1和IF2分别呈等腰梯形的形状，而图像区域IF3则呈 不等边梯形的形状。这种在间隔的区域中施行的曝光使得图案传送区域 能够相对于多个投影光学系统PL1至PL3的数量更大。
图16示出了能够用在图13(A)和图1中所示的投影光学装置PLS 和PL中的投影光学系统PL1的另一个示例。在图6中，投影光学系统 PL1使用折射构件而非反射构件作为光束传输构件12A (第 一及第二偏 转构件)。
在图16中，第一偏转构件包括第一棱镜构件FLll，而第二偏转构 件包括第二棱镜构件FL12。第一棱镜构件FL11具有入光表面和出光表 面，所述入光表面与其法线与第一局部光学系统SB11的光轴AX11重 合的平面对准，而所述出光表面对准为相对于入光表面形成楔角。进入 第 一棱镜构件FL11的光束在XZ平面内被偏转且沿着相对于光轴AX11 倾斜的光轴AX12射出。
第二棱镜构件FL12具有面向第二局部光学系统SB12且相对于光 轴AX12倾斜的入光表面以及与其法线与平行于光轴AX11的光轴 AX13重合的平面对准的出光表面。由第二棱镜构件FL12的入光表面和出光表面形成的楔角等于由第一棱镜构件FLU的入光表面和出光表 面形成的楔角。进入第二棱镜构件FL12的光束在XZ平面内被偏转， 且沿着平行于光轴AX11的光轴AX13射出。
在图16中所示的示例中，第一棱镜构件FL11和第二棱镜构件FL12 形成光束传输构件的一部分。在图16中，光束沿扫描方向(X-方向) 传输。当光束传输构件绕着Z-轴旋转时，进入光束会被传输至沿至少非 扫描方向移位的位置。
图17示出了根据另一个示例的投影光学系统PL1。投影光学系统 PL1包括形成单个中间图像的反射折射二次成像光学系统而非折射投 影光学系统。在图17中，投影光学系统PL1包括用于形成中间图像EM1 的第 一成像光学系统和用于将中间图像IM1再次成像到基底PT上的第 二中间光学系统。第一成像光学系统包括沿着在掩模MA的表面的法线 的方向上延伸的光轴AX11设置的第一组Gll、是振幅分离器或是偏振 光束分离器的光束分离器BS1、包括凹面镜CM1的第二组G12以及沿 着与光轴AX11正交且平行于扫描方向(X-方向)延伸的光轴AX12设 置的第三组G13 。第二成像光学系统包括沿着光轴AX12设置的第四组 G14、是振幅分离器或是偏振光束分离器的光束分离器BS2、包括凹面 镜CM1的第五组G15以及沿着平行于光轴AX11且平行于基底PT的 法线的方向延伸的光轴AX13设置的第六组G16。
在图17中所示的示例中，视野区域和图像区域限定为包括光轴 AX11和AX13 (在轴视野区域和在轴图像区域)。可替代地，视野区域 和图像区域可以从光轴AX11和AX13移位。换句话说，视野区域和图 像区域可以是离轴视野区域和离轴图像区域。在图17中所示的示例中， 光束分离器BS1的分离表面对应于第一偏转构件，光束分离器BS2的 分离表面对应于第二偏转构件。连结光束分离器BS1和BS2的光轴 AX12延伸的方向对应于第一偏转方向。
在每个上述实施方式中，在掩模MA的图案区域中形成的电路图案 传送至基底PT上的单个图案传送区域。可替代地，可以在基底PT沿 非扫描方向移动之后施行扫描膝光，并且可以在基底PT上的多个传送 区域上施行膝光。在这种情况下，多个传送区域可以彼此分隔或者重叠。使用如上所述的投影光学系统PL (或者PLS)的扫描膝光装置可 以用来在基底(玻璃板)上形成预定图案(比如电路图案或电极图案) 以获得诸如液晶显示设备等微型设备。下面参照图19中所示的流程描 述使用扫描投影膝光装置制造液晶显示设备的方法。
在图19的步骤S401 (图案形成工序)中，施行涂覆工序、曝光工 序和显影工序。在涂覆工序中，通过对要在其上施行曝光的基底涂覆光 致抗蚀剂来制备感光基底。在啄光工序中，通过使用扫描投影膝光装置 在感光基底上传送并膝光用于液晶显示设备的掩模图案。在显影工序， 使感光基底显影。涂覆工序、曝光工序和显影工序构成石印工序，通过 该石印工序在基底上形成预定的抗蚀图案。石印工序之后，施行使用抗 蚀图案作为掩模的刻蚀工序、抗蚀剂去除工序和其它工序。通过这些工 序，在基底上形成包括多个电极的预定图案。以与在基底上形成的层数 相应的次数来施行石印工序和其它工序。
在步猓S402 (彩色滤光片形成工序)中，通过对与红色(R)、绿 色(G)和蓝色(B)对应的三个精密滤光片的组以矩阵进行设置，或 者沿水平扫描方向设置三个带状R、 G和B滤光片的组而形成彩色滤光 片。在步骤S403 (单元组装工序)中，在具有预定图案的比如通过步 骤S401而获得的基底与比如通过步骤S402而获得的彩色滤光片之间注 射液晶。这样便制成了液晶面板(液晶单元)。
在步骤S404(模块组装工序)中，将包括背部照明和使液晶面板(液 晶单元)能够进行显示操作的电气回路在内的其它部件安装在制成的液 晶面板(液晶单元)上。这样便完成了液晶显示设备的制造。如上所述 的液晶显示设备的制造方法使用了上述实施方式的使掩模图案小型化 的扫描投影膝光装置。利用这种制造方法，能够以低成本制造液晶显示 设备。特别地，使用图1中的投影光学系统PL的投影啄光装置减少了 感光基底上的图像的连续性上的误差，并使得能够以高精确度来制造设 备.
本发明不应当局限于上述实施方式，而是可以在不背离本发明的范 围和精神的情况下进行多种改型。
工业应用性在根据本发明的设备制造方法中，根据本发明的投影光学装置用 来在瀑光步骤中施行膝光。这减小了第一对象(掩模)上的图案的尺寸 并减少了第二对象上的投影图像的连续性误差。因此，能够以高精确度 和低制造成本制造微型设备等设备。进一步地，当使用根据本发明的第 二投影光学装置时，第一对象上的图案可以通过单次扫描曝光而全部被 传送至第二对象。这改进了通过量。
权利要求
1.一种用于在第二对象上形成第一对象的放大图像的投影光学装置，其中，所述第一对象和所述第二对象沿预定的扫描方向相对地移动，所述投影光学装置的特征在于具有第一投影光学系统和第二投影光学系统，所述第一投影光学系统和所述第二投影光学系统具有扩大的放大倍率，所述第一投影光学系统和所述第二投影光学系统中的每个在所述第二对象上形成所述第一对象的一部分的图像；其中，所述第一投影光学系统和所述第二投影光学系统中的至少一个包括光束传输构件，所述光束传输构件用于通过使来自所述第一对象上的任意视野点的光束沿至少与所述扫描方向正交的方向移位而将来自视野点的光束传输至所述第二对象上的共轭点。
2.根据权利要求l所述的投影光学装置，其特征在于，所述光束传输构件通过使来自所述第一对象上的任意视野点的光束沿所述扫描 方向和与所述扫描方向正交的方向移位而将来自视野点的光束传输至所述第二对象上的共轭点。
3.根据权利要求1或2所述的投影光学装置，其特征在于，所述第 一投影光学系统的放大倍率不同于所述第二投影光学系统的放大倍率。
4.根据权利要求l所述的投影光学装置，其特征在于，当通过连 接所述第一对象上的所述第一投影光学系统和所述第二投影光学系统 的任意视野点而获得第一线段并且通过连接所述第二对象上的视野点 中的两个的共轭点而获得第二线段时，所述第一投影光学系统和所述第 二投影光学系统设置为使得所述第一线段形成与所述第一对象的一部 分相关的笫一图形的一边，并且使得所述第二线段形成与所述第一对象 的一部分的图像相关的第二图形的一边，其中所述第二图形是所述第一 图形的相似图形，所述第二图形相对于所述第一图形的放大比率是所述 放大倍率。
5.根据权利要求4所述的投影光学装置，其特征在于，所述光束传输构件通过使来自所述第一对象上的任意视野点的光束沿所述扫描 方向和与所述扫描方向正交的方向移位而将来自视野点的光束传输至所述第二对象上的共轭点。
6.根据权利要求4或5所述的投影光学装置，其特征在于具有多个投影光学系统，所述多个投影光学系统包括所述第一投影光学 系统和所述第二投影光学系统；其中，当通过连接所述第一对象上的所述多个投影光学系统的任意 视野点而获得第 一 图形并且通过连接所述第二对象上的视野点的共轭 点而获得第二图形时，所述第一投影光学系统和所述第二投影光学系统 设置为使得所述第二图形是所述第 一图形的相似图形，所述第二图形相 对于所述第一图形的放大比率是所述放大倍率；并且所述第 一对象上的所述多个投影光学系统的视野区域和所述第二 对象上的图像区域沿与所述扫描方向相交的方向连续地设置。
7. 根据权利要求6所述的投影光学装置，其特征在于，所述第二 图形是所述第一图形的正立图像或倒立图像。
8. 根据权利要求6或7所述的投影光学装置，其特征在于 所述第 一 图形是所述第 一线段； 所述第二图形是所述第二线段；并且所述第二对象上的所述多个投影光学系统的投影区域沿与所述扫 描方向正交的方向彼此间隔开。
9.根据权利要求l-8中任一项所述的投影光学装置，其特征在于， 所述第 一投影光学系统和所述第二投影光学系统在所述第二对象上形 成所述第一对象的一部分的正立图像。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的投影光学装置，其特征在于， 所述第一投影光学系统和所述第二投影光学系统中的至少一个形成所 述第一对象的一部分的中间图像并且包括设置在形成所述中间图像的 位置处的视野孔口.
11.根据权利要求9所述的投影光学装置，其特征在于，所述第一 投影光学系统和所述第二投影光学系统中的至少一个包括第一局部光学系统、第二局部光学系统和第三局部光学系统，这些 局部光学系统从更靠近所述第 一对象的 一侧按顺序设置以整体地形成 所述第一对象的一部分的倒立图^^;第一偏转构件，所述第一偏转构件用于使来自所述第一局部光学系 统的光束偏转并将光束导引至所述第二局部光学系统；以及第二偏转构件，所述第二偏转构件用于使来自所述第二局部光学系 统的光束偏转并将光束导引至所述第三局部光学系统；其中，所述第一偏转构件或所述第二偏转构件具有用于使光束偏转 的达赫表面。
12.根据权利要求9所述的投影光学装置，其特征在于，所述第一 投影光学系统和所述第二投影光学系统中的至少 一个形成所述第 一对 象的一部分的奇数个中间图像。
13.根据权利要求9所述的投影光学装置，其特征在于，所述第一 投影光学系统和所述第二投影光学系统中的至少一个包括至少四个偏转构件，或者第一偏转构件、第二偏转构件、第三偏转 构件和第四偏转构件，这些偏转构件从更靠近所述第一对象的一侧按顺 序设置，其中每个偏转构件都使来自所述第 一对象的光束的光路偏转；其中，包括所述第二偏转构件和所述第三偏转构件的反射表面的光 轴的法向矢量的平面平行于所述第一对象的图案表面；并且通过所述第二偏转构件反射并进入所述第三偏转构件的光束沿与 所述扫描方向相交的方向定向。
14. 根据权利要求1-13中任一项所述的投影光学装置，其特征在 于，所述第一投影光学系统和所述第二投影光学系统是图像侧远心光学 系统，其中更靠近所述第二对象的一侧是远心侧。
15. 根据权利要求14所述的投影光学装置，其特征在于，所述第一 投影光学系统和所述第二投影光学系统是更靠近所述第二对象的一侧 为远心侧的光学系统。
16. 根据权利要求1-15中任一项所述的投影光学装置，其特征在 于，通过所述第一投影光学系统和所述第二投影光学系统在所述第二对 象上形成的图像区域分别具有沿纵向方向的长度，所述纵向方向沿着与 所述扫描方向正交的方向延伸。
17. —种利用照明光经由第 一对象使第二对象曝光的投影曝光装 置，所述投影膝光装置的特征在于具有照明光学系统，所述照明光学系统利用照明光照亮所述第 一对象；根据权利要求1至16中任一项所述的投影光学装置，所述投影光 学装置在所述第二对象上形成由所述照明光学系统照亮的所述第 一对 象的图像；以及托台机构，所述托台机构通过使用所述投影光学装置的放大倍率作 为速比来使所述第一对象和所述第二对象沿所述扫描方向相对地移动。
18. 根据权利要求17所述的投影膝光装置，其特征在于，当使所述 第二对象膝光时，所述托台机构使所述第一对象和所述第二对象沿相同的方向移动。
19. 根据权利要求17或18所述的投影曝光装置，其特征在于，所 述照明光学系统在所述第一对象上形成多个照明区域；经由所述多个照明区域中的一个将光导引至所述第一投影光学系统；并且经由所述照明区域中的另一个将光导引至所述第二投影光学系统。
20.根据权利要求19所述的投影膝光装置，其特征在于，所述照明 光学系统包括设置在与所述第一对象成光学共轭的位置处的视野孔口 。
21. —种投影膝光装置，用于在使笫一对象和第二对象沿预定的扫 描方向相对地移动的同时在所述第二对象上形成所述第一对象的放大 图像，所述投影膝光装置的特征在于具有多个投影光学系统，所述多个投影光学系统具有扩大的放大倍率， 所述投影光学系统中的每个在所述第二对象上形成所述第一对象的一 部分的图4象；以及照明光学系统，所述照明光学系统用于在所述第一对象上形成多个 照明区域；其中，所述多个照明区域沿与所述扫描方向正交的方向设置，使得 所述照明区域中的相邻照明区域彼此部分地重叠。
22. 根据权利要求21所述的投影啄光装置，其特征在于，所述多个 照明区域分别具有沿纵向方向延伸的长度，所述纵向方向沿着与所述扫 描方向正交的方向延伸。
23. 根据权利要求21或22所述的投影膝光装置，其特征在于，所 述第 一投影光学系统的放大倍率不同于所述第二投影光学系统的放大 倍率。
24. —种利用照明光经由第一对象使第二对象膝光的曝光方法，所 述曝光方法的特征在于以下步骤利用照明光照亮所述第 一对象；利用根据权利要求1至16中任一项所述的投影光学装置将被照亮的所述第一对象的图像投影到所述第二对象上；以及通过使用所述投影光学装置的放大倍率作为速比来使所述第一对 象和所述第二对象沿所述扫描方向相对地移动。
25. —种利用照明光经由笫一对象使第二对象曝光的曝光方法，所 述膝光方法的特征在于以下步骤利用照明光在所述第 一对象上形成多个照明区域，所述多个照明区 域包括第一照明区域和不同于所述第一照明区域的第二照明区域；利用来自所述多个照明区域的光按照预定的扩大的放大倍率在所 述第二对象上的多个啄光区域中的每个中形成所述第一对象的放大图 像；以及通过使用所述预定的扩大的放大倍率作为速比来使所述第一对象 和所述第二对象相对于彼此移动；其中，在所述移动步骤中由所述第一照明区域在所述第一对象上扫 掠的区域和在所述移动步骤中由所述第二照明区域在所述第一对象上 扫掠的区域彼此部分地重叠。
26.根据权利要求25所述的膝光方法，其特征在于，所述多个照明 区域分别具有沿纵向方向的长度，所述纵向方向沿着与所述扫描方向正 交的方向延伸。
27.根据权利要求25或26所述的膝光方法，其特征在于，以不同 的放大倍率在所述多个啄光区域中形成所述第一对象的放大图^f象。
28.根据权利要求25至27中任一项所述的曝光方法，其特征在于， 在所述移动步骤中改变在所述多个曝光区域中形成的所述第一对象的 放大图像的放大倍率。
29. —种设备制造方法，其特征在于具有:膝光步骤，通过使用根据权利要求17至23中任一项所述的投影曝 光装置来在感光基底上曝光掩模的图案；显影步骤，使在所述曝光步骤中曝光的所述感光基底显影并产生成 形为与所述感光基底的表面上的所述图案一致的掩模层；以及加工步骤，经由所述掩模对所述感光基底的表面进行加工。
全文摘要
在利用多个投影光学系统在对象上形成掩模图案的放大图像时，使掩模图案的尺寸最小化。投影曝光装置使掩模(MA)和基底(PT)相对地移动并形成掩模(MA)的图案的放大图像。该装置包括投影光学系统(PL1，PL2)，其分别具有扩大的放大倍率且在所述基底(PT)上形成掩模(MA)的图案的图像。通过连接掩模(MA)上的投影光学系统(PL1，PL2)的视野点(a，b)而形成的第一线段和通过连接基底(PT)上的视野点的共轭点(A，B)而形成的第二线段形成了两个相似图形的相应的边，所述两个相似图形的放大比率是所述放大倍率。
文档编号G03F7/20GK101611352SQ20078004926
公开日2009年12月23日 申请日期2007年12月25日 优先权日2007年1月4日
发明者熊泽雅人, 登道男 申请人:株式会社尼康