[發明專利]曝光設備的光學元件保持裝置

有效

• 申請號: 01120775.2
• 申請日: 2001-03-30
• 公開（公告）號: CN1317725A
• 公開（公告）日: 2001-10-17
• 發明（設計）人: 柴崎祐一
• 申請（專利權）人: 株式會社尼康
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 葉愷東

本發明涉及曝光設備，本發明特別是涉及保持曝光設備的光學元件的裝置。

在比如，半導體元件、液晶顯示元件、攝像元件、薄膜磁頭等的微型器件的制造工藝，以及中間掩模或光掩模等的掩模的制造工藝中，包含有采用曝光設備的光刻步驟。在該光刻步驟中，對涂敷有光刻膠等的感光材料的主板(晶片或玻璃板)進行處理。具體來說，在光刻步驟中，通過照明光學系統，對中間掩模上的圖形進行照明。另外，通過投影光學系統，將該圖形的像轉移到在主板上劃分的多個放射(shot)區域的每個中。

在近年來的高度集成化的半導體元件的制造中，要求細微的圖形的像的轉移。由此，在曝光設備中，要求采用波象差或畸變極小的投影光學系統。

在對應于該要求的，圖23所示的已有技術的曝光設備100中，具有調節光學元件92的位置的驅動機構95。即，曝光設備100包括鏡筒91，接納于該鏡筒91的內部的多個透鏡92(92a，92b)，保持位于中間掩模R附近的2個透鏡92a的光學元件保持裝置93。兩個透鏡92a通過光學元件保持裝置93，沿由虛線表示的光軸方向移動，使其光軸相對光軸方向傾斜。另外，位于鏡筒91的中間部和晶片W的附近的另一透鏡92b固定于鏡筒主體91a上。

圖25表示活動透鏡92a的保持機構。該透鏡92a接納于副鏡筒91b的內部。該副鏡筒91b通過3個板簧94，以可沿光軸方向移動的方式，與鏡筒主體91a的頂端連接。板簧94的一端通過螺栓98，固定于鏡筒主體91a或副鏡筒91c上。其另一端通過螺栓98固定于副鏡筒91b上。由壓電元件等形成的多個致動器95沿光軸方向，按照包圍鏡筒主體91a的方式設置。通過多個致動器95，透鏡92a與副鏡筒91b一起，沿光軸方向移動。在鏡筒主體91a的外面，在多個致動器95的附近，分別設置多個傳感器96。通過多個傳感器96，檢測副鏡筒91b的位置和姿勢。

通過致動器95，使透鏡92a與副鏡筒91b一起，沿光軸方向移動。該情況可實現包含鏡筒91的投影光學系統的有效的制造。另外，在設置有這樣的投影光學系統的曝光設備中，在其實際操作時，由于大氣壓的變化和照射熱量等，產生各種象差或畸變的變化等，但是在曝光中，可容易實時地，對各種象差和畸變的變化進行補償。

但是，在曝光設備100中，通過致動器95，僅僅使位于中間掩模R附近的透鏡92a移動。由此，可補償的光學象差的種類受到限制。

因此，與接近中間掩模R的頂端部的透鏡組(透鏡92a)相比較，對于位于投影光學系統的中間部的透鏡組(透鏡92b)，由于沿光軸方向和與光軸方向傾斜的傾斜方向移動，故對成像性能的影響較大。換言之，在使中間部的透鏡92b沿光軸方向或傾斜方向移動的場合，其成像性能大大改變。因此，在驅動投影光學系統的中間部的透鏡組92b的場合，其驅動控制要求比接近中間掩模R的透鏡組92a高的驅動性能和導向精度。于是，曝光設備100難于對應于這樣的要求。

在使投影光學系統的中間部的透鏡92b活動的場合，與上述的透鏡92a相同，必須設置接納透鏡92b的副鏡筒。另外，副鏡筒91b以可移動的方式支承于該副鏡筒上。由此，在這樣的鏡筒91中，副鏡筒91b的驅動容易，但是難于驅動接納設置有副鏡筒91b的，中間部的透鏡92b的副鏡筒。

于是，考慮采用圖24所示的曝光設備200。該曝光設備200不是公知技術，而是本發明人進行深入研究而得到的方案。該曝光設備200包括投影光學系統，該系統具有3個透鏡92b，以及3個透鏡92a。通過驅動向上疊起的多個活動副鏡筒91b，接納于多個副鏡筒91b中的多個透鏡92a可活動。但是，在該曝光設備200中，在活動副鏡筒91b上，不能夠直接疊置接納有透鏡92b的靜止副鏡筒91c。由此，各靜止副鏡筒91c通過支承部件97，支承于下方的靜止副鏡筒91c上。最下位置的靜止副鏡筒91c直接支承于鏡筒主體91a上。

但是，在圖24所示的曝光設備200中，由于必須要求其直徑大于鏡筒91的支承部件97，故鏡筒91的整體尺寸較大。另外，由于對應于多個活動副鏡筒91b的致動器95和傳感器96設置于支承部件97的內部，故難于對致動器95和傳感器96進行維修，更換和檢查。

另外，在對特定的波象差或畸變進行補償的場合，從原理上說，必須要求最少5個部位的驅動，必須要求具有活動副鏡筒91b的5個光學元件保持裝置。在此場合，難于在鏡筒主體91a中，確保多個透鏡92b的接納空間。