CN105074573A

CN105074573A - 曝光光学系统、曝光头以及曝光装置

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Publication number: CN105074573A
Application number: CN201480009463.2A
Authority: CN
Inventors: 小森一树
Original assignee: ADITECH ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: ADITECH ENGINEERING Co Ltd; Adtec Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: KR20150120981A; KR102137428B1; TWI623817B; JP2014164027A; TW201443576A; CN105074573B; WO2014129514A1

Abstract

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)。

Description

曝光光学系统、曝光头以及曝光装置

技术领域

本发明涉及曝光光学系统、曝光头以及曝光装置。

背景技术

公知具备曝光头、通过该曝光头来在感光材料上对所期望的图案进行曝光的图像曝光装置。这种图像曝光装置的曝光头基本上具备：光源；空间光调制元件，由多个像素部排列而成，该多个像素部根据控制信号而各自独立地对从该光源照射的光进行调制；以及成像光学系统，将基于通过该空间光调制元件调制过的光的像在感光材料上进行成像。

作为上述的图像曝光装置的曝光头的结构例，示出了如下结构，包括：光源；作为光调制元件的数字微镜器件(以下称为“DMD”)，具备多个微镜；以及微透镜阵列，排列有各自单独地对通过该多个微镜调制过的多个光束进行聚光的多个微透镜(例如，参照专利文献1)。

根据使用这样的微透镜阵列的结构，即使放大在感光材料上曝光的图像的尺寸等，由于来自空间光调制元件的各像素部的光束通过微透镜阵列的各微透镜而被聚光，因此感光材料上的曝光图像的像素尺寸(＝各光线的光斑尺寸)收缩而保持得较小，有能够将图像的清晰度保持得较高的这样的优点。

日本特开2007-33973号公报所示的曝光头在上述的微透镜阵列的射出侧还具备成像光学系统，在感光材料的表面(曝光面)将来自空间光调制元件的各像素部的光束成像为光斑。

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在图像曝光装置中，设置在微透镜阵列的射出侧的成像光学系统的各像差对感光面上的光斑形状造成影响，也成为由于光斑的放大、变形而使焦点劣化的原因。

在上述的日本特开2007-33973号公报所记载的例子中，特别是在图像周围部分，无法避免显著的成像光学系统的离轴像差对光斑形状造成的影响。

本发明考虑上述实际情况，其课题在于，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。

用于解决课题的技术方案

本发明的第1方式涉及一种曝光光学系统，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。

根据上述的发明，能够通过配置有形状不同的微透镜的微透镜阵列来校正在曝光光学系统中存在的像差。在该结构中，不将任何校正光学系统插入到光路中，使微透镜自身的形状按照与光轴的距离而变化，来校正成像光学系统的离轴像差，因此能够使曝光光学系统整体的性能(明亮度、对比度等)不发生劣化地校正像差。

在本发明的第2方式中，在将所述第2成像光学系统的光瞳坐标设为ρL2、将泽尼尔克标准函数设为将所述第2成像光学系统的第i项的泽尼尔克标准系数设为Δi时，并且在所述第2成像光学系统的某个像位置存在以式1表示的像差时，如果将表示微透镜表面上的坐标的参数设为r、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则所述微透镜的一部分是校正所述第2成像光学系统的所述像差以式2、3(后述)记述的面形状。

根据上述的发明，通过根据与第2成像光学系统的光轴的距离来配置形状不同的多个种类的微透镜的微透镜阵列，来校正在第2成像光学系统中存在的离轴像差，从而能够不使用校正光学系统而通过简单的结构来校正离轴像差。

在本发明的第3方式中，关于所述微透镜阵列满足i≥4的i的一部分，满足所述式3，关于除此以外的i，满足ΔM(i)＝0。

根据上述的发明，通过特别地进行选择而校正像散、3阶彗形像差等丧失光束的对称性的4阶以上的高阶像差，能够维持感光材料表面上的光束斑的形状。

在本发明的第4方式中，包括第1～第3方式中的任一个所述的曝光光学系统。

根据上述的发明，能够通过配置形状不同的多种微透镜而利用微透镜阵列来校正在曝光光学系统中存在的像差。在该结构中，不将任何校正光学系统插入到光路中，使微透镜自身的形状按照与光轴的距离而变化来校正离轴像差，因此能够使曝光光学系统的性能不发生劣化地校正像差。

在本发明的第5方式中，包括本发明的第4方式所述的曝光头。

发明效果

本发明由于采用上述结构，因此能够成为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。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的曝光装置的主要部分的立体图。

图2是示出本发明的实施方式的曝光头的主要部分的立体图。

图3是示出本发明的实施方式的光学系统中使用的DMD的构造例的立体图。

图4A是示出本发明的实施方式中使用的DMD的接通状态的立体图。

图4B是示出本发明的实施方式中使用的DMD的断开状态的立体图。

图5是示出本发明的实施方式的光学系统的DMD之后的光学构件配置的概念图。

图6是示出本发明的实施方式的光学系统中使用的微透镜阵列的相对于第2成像光学系统光轴的多个种类的微透镜的排列的概念图。

图7A是示出本发明的实施方式的光学系统中的由微镜调制过的光束在感光材料P上成像为光束斑PB时微透镜、第2成像光学系统、感光材料P的各坐标系下的光束的位置的光路图。

图7B是示出微透镜的面形状的与光轴的距离(矢径方向)和放射方向的图。

图7C是示出微透镜表面的极坐标的图。

图7D是示出第2成像光学系统中的像差的光瞳坐标系。

图8A是示出泽尼尔克(Zernike)标准系数的定义的数值表。

图8B是使用图8A的标准泽尼尔克多项式的例子。

图9是示出本发明的实施方式的光学系统中使用的微透镜阵列的相对于与第2成像光学系统光轴的距离的高阶像差的增减所导致的光束斑形状的变化的概念图。

图10是示出本发明的实施方式的微透镜的面形状的概念图。

图10A是用于校正从光轴到描绘范围的像位置(距离)70％处的像差的面形状。

图10B是用于校正像位置(距离)100％即描绘范围极限处的像差的面形状。

图11是示出本发明的实施方式的微透镜的面形状的通过与光轴的距离(矢径方向)和放射方向来记述的坐标系和与其对应的感光材料表面(焦点面)的坐标系的关系的概念图。

图12是示出以往的光学系统中的物体位置以及成像光学系统的离轴像差对光斑形状的影响的概念图。

图13A是示出本申请发明的实施方式的像位置(像高)70％处的成像面的校正前后的像差系数值(任意单位)的比较表。

图13B是示出本申请发明的实施方式的像位置(像高)100％处的成像面的校正前后的像差系数值(任意单位)的比较表。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式的一个例子。

<整体结构>

如图1、图2所示，本实施方式的包括曝光光学系统100的曝光装置10具备将片状的感光材料P吸附在表面并保持的平板状的移动台14。在被多根(例如4根)支脚部16支撑的厚板状的设置台18的上表面设置有沿台移动方向延伸的2根引导件20。移动台14配置成其长度方向朝向台移动方向，并且被支撑为能够沿着引导件20往返移动。此外，在该曝光装置10设置有沿着引导件20驱动作为副扫描构件的移动台14的台驱动装置(未图示)。

在设置台18的中央部，以跨过移动台14的移动路径的方式设置有天桥形状的门状部22。门状部22的端部分别固定于设置台18的两侧各面。在隔着该门状部22的一侧设置有扫描仪24，在另一侧设置有检测感光材料P的前端以及后端的多个(例如2个)传感器26。扫描仪24以及传感器26分别安装于门状部22，固定配置在移动台14的移动路径的上游。此外，将扫描仪24以及传感器26与控制它们的未图示的控制器连接。

扫描仪24具备例如m行n列的呈大致矩阵状排列的多个(在图中为14个)的曝光头28。基于各曝光头28的曝光区域30是将副扫描方向作为短边的矩形状。因此，伴随着移动台14的移动，在感光材料P上按照每个曝光头28而形成带状的曝光完成区域31。

多个曝光头28具备射出例如波长400nm的激光的未图示的光源(作为例子，是半导体激光器(LD)等)、以及作为根据图像数据而针对各像素部的每一个来对从光源射出的激光进行调制的空间光调制元件，该空间光调制元件例如是图3所示的DMD34。该DMD34与具备数据处理部和反光镜驱动控制部的未图示的控制器连接。在控制器的数据处理部中，根据所输入的像数据，按照各曝光头28的每一个来生成对DMD34上的使用区域内的各微镜74(后述)进行驱动控制的控制信号。另外，在反光镜驱动控制部中，根据由图像数据处理部生成的控制信号，按照各曝光头28的每一个来控制DMD34的各微镜74的反射面的角度。

在图5中以概念图示出DMD34之后的光学系统。在DMD34的光反射侧(出射侧、射出侧)配置有将在DMD34反射的激光B在感光材料P上成像的主光学系统。该主光学系统包括：放大由DMD34调制过的光束的第1成像光学系统52、使光束在感光材料P上成像的第2成像光学系统58、被插入到这些成像光学系统之间的微透镜阵列64、与微透镜阵列64的出射侧紧邻配置的第1开口阵列66以及配置在微透镜阵列64的焦点位置的第2开口阵列68。

第1成像光学系统52例如由入射侧的透镜52A、出射侧的透镜52B构成，DMD34配置在透镜52A的焦点面上。透镜52A与透镜52B的焦点面一致，进而在透镜52B的出射侧的焦点面上配置有微透镜阵列64。第2成像光学系统58也例如由入射侧的透镜58A、出射侧的透镜58B构成，透镜58A与透镜58B的焦点面一致，进而，配置有第2开口阵列68的微透镜阵列64的焦点位置是透镜58A的焦点面。在透镜58B的出射侧的焦点面配置有感光材料P。

上述第1成像光学系统52放大基于DMD34的像而在微透镜阵列64上成像。进而，第2成像光学系统58将经过了微透镜阵列64的像在感光材料P上成像、投影。另外，第1成像光学系统52以及第2成像光学系统58都将来自DMD34的多个光束作为彼此大致平行的光束而射出。

如图3所示，本实施方式中使用的DMD34是在SRAM单元(存储器单元)72上呈格子状地排列有构成各个像素(pixel)的多个(例如1024个×768个)微小反光镜(微镜74)的反光镜设备。在各像素中，在最上部设置有被支柱支撑的矩形的微镜74，在微镜74的表面蒸镀有例如铝等反射率高的材料。

如果将数字信号写入到DMD34的SRAM单元72，则被支柱支撑的各微镜74以对角线为中心，相对于配置有DMD34的基板侧而以±α度中的某一个角度倾斜。图4A示出微镜74处于接通(on)状态即以+α°倾斜的状态，图4B示出微镜74处于断开(off)状态即以-α°倾斜的状态。因此，根据图像信号，如图4A图4B所示地控制DMD34的各像素中的微镜74的倾斜度，从而使入射到DMD34的激光B向各个微镜74的倾斜度方向反射。

此外，在图4A图4B中，示出放大DMD34的一部分(1片微镜部分)、微镜74被控制成+α°或者-α°的状态的一个例子。各个微镜74的接通断开控制通过与DMD34连接的未图示的控制器来进行。

<微透镜阵列>

在微透镜阵列64中，呈2维状地排列有例如1024个×768个左右的与DMD34上的各微镜74对应的多个微透镜64a。在本实施方式中，使用由石英玻璃形成的平凸透镜。各微透镜64a如后面所述，形成为校正第2成像光学系统的像差的面形状。

此外，不限于上述的例子，也可以将两凸透镜等用作基本方式。另外，也可以通过相同的材料来对各微透镜64a以及将它们呈阵列状连接的连接部分进行一体成型而形成微透镜阵列64，或者，也可以将各微透镜64a嵌入到设置有与各个微镜74对应的多个开口的底座的各个开口中。进而也可以重叠具有透镜光学能力的2层微透镜阵列而形成微透镜阵列64。

另外，将设置有与各微透镜64a对应的多个开口的开口阵列68设置在微透镜阵列64的出射侧。

开口阵列68既可以在微透镜64a的出射侧面的开口部以外的部位设置有铬掩模(由铬构成的遮光膜)、或者实施透射性/半透射性的涂层而形成掩模，或者也可以与微透镜64a不直接接触，而在出射面的附近配置在透明的掩模板上设置有遮光膜的部件。

<微透镜的形状与配置>

如上所述，通过了微透镜阵列64的光束(激光B)通过第2成像光学系统58而在感光材料P上成像为光束斑PB。此时，特别是由于在第2成像光学系统58中存在的离轴像差，如图12所示，有可能使光束斑PB的形状发生变形，光斑直径放大而得不到所期望的析像力。

即，如图12所示，在简单地将相同形状的物体164a排列在与光轴58C的距离不同的位置的情况下，第2成像光学系统58的像差(离轴像差)对像(＝光束斑PB)的形状造成影响，如果与第2成像光学系统58的光轴58C分离，则有可能使像(光束斑PB)的形状发生变形。由此，存在着在成像面处得不到所期望的析像度的可能性。

因此，在本实施方式中，使构成图5所示的微透镜阵列64的微透镜64a的形状根据与第2成像光学系统58的光轴58C的距离而变化，校正第2成像光学系统58的离轴像差。由此，防止在感光材料P上成像的光束斑PB的形状的变形，抑制光束斑PB的放大，从而提高图像周围部分的析像力。

具体地说，例如，如图6所示，通过形状不同的3种微透镜64a～64c来构成微透镜阵列64。微透镜64根据与第2成像光学系统58的光轴58C的距离来从3种微透镜64a1～64a3中进行选择，以预定的方向性相对于第2成像光学系统58的光轴58C进行配置。即，如后文所述，微透镜64a2、3是非球面透镜，并且在形状上具有方向性，因此需要以预定的方向朝向光轴58配置。

在图6的例子中，在紧邻光轴58C的位置使用未进行用于校正离轴像差的面形状加工的(球面的)微透镜64a1。接着，根据与光轴58C的距离，放射状地配置具有用于校正离轴像差的面形状的微透镜64a2、64a3，构成为微透镜阵列64。

在图7A所示的光学系统中，设为使通过某个微透镜64a的光束B利用第2成像光学系统58而在感光材料P上成像为光束斑PB。此时，将微透镜64a设为形成直径rMAX的圆形的平凸透镜，如图7B所示，在将与光轴58C的距离设为ξML，将与它正交的坐标设为ηML时，如图7C所示，能够通过与中心的距离r、角度来记述微透镜64a的表面上的极坐标。

同样地，在第2成像光学系统58中，在记述作为光瞳坐标系(ξL2、ηL2)的坐标值下的像差时，如图7D所示，能够使用极坐标而以ρL2、进行表示。另外，当在感光材料P上对光束斑PB进行成像时，能够将与第2成像光学系统58的光轴58C的距离设为Y_end，将与它正交的坐标设为X_end而同样地进行记述。

另外，如图11所示，针对构成微透镜阵列64的各微透镜64a，坐标系(ξML，ηML)、与它对应的感光材料P表面上的坐标系(X_end，Y_end)不恒定，而是变化的。在从DMD34侧观察光学系统整体时，相对于第2成像光学系统58的光轴58C，各个光学系统的对应关系为：ηML轴以及Y_end轴为矢径方向(与光轴58C的接近离开方向)，ξML以及X_end为与矢径方向正交的放射方向。因此，在对于感光材料P的特定部位处的光束斑PB进行应对的情况等下，需要考虑在微透镜64a侧相当的位置。

基于上述内容，说明微透镜64a的形状。在记述像差时使用的标准泽尼尔克(Zernike)多项式如图8B所述。

泽尼尔克标准系数是如图8A所示地按照各阶数而分解地掌握各种像差的系数，例如第4项表示焦点位置的偏移，与光束斑PB的形状有关的是第4项(Z4)以上的高阶像差。

设为在第2成像光学系统58的某个像位置存在如下所述的函数所示的像差。

(式1)

ΣΔi×λ×Zi(ρL2，φL2)

i

ρL2，表示第2成像光学系统58的光瞳坐标的参数

泽尼尔克标准函数

Δi：第2成像光学系统58的像差系数

(第i项的泽尼尔克标准系数，单位为λ：光波长)

在微透镜64a是平凸透镜时，为了对它进行校正，在变更对应的微透镜64a的面形状而校正Δi的像差的情况下，所需的微透镜64a的面形状除了设为通常的球面形状(第1项，微透镜64a1)之外，还设为由追加了第2项的式2记述的面形状。

(式2)

r、表示微透镜64a表面上的坐标的参数

rmax：微透镜64a开口部的最大半径

c：微透镜64a校正前的曲率

λ：光波长

n：微透镜阵列64的原材料的折射率

泽尼尔克标准函数

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。

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)、Δ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。

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、Z10在原理上为零，因此未显示。

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。

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。

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58C的距离)Z6的影响较大，在像位置100％附近Z7、Z9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。

在图10A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ηML，即图中左方设为光轴58C侧。

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。

(式3)

+4.5×10^-4×Z6(r/rmax、φML)-1.7×10^-4×Z9(r/rmax、φML)

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～Z11的像差的校正状况。

同样地，在图10B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ηML，即图中左方设为光轴侧，在这一点上与图10A相同。

用于校正Z6、Z9的面形状由以下的式4来规定。

(式4)

-4.4×10^-4×Z6(r/rmax、φML)-5.0×10^-4×Z9(r/rmax，φML)

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～Z11像差的校正状况。

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。

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。

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。

<其他>

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。

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。

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。

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。

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。

Claims

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ρL2、将泽尼尔克标准函数设为将所述第2成像光学系统的第i项的泽尼尔克标准系数设为Δ(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)

ΣΔ(i)×λ×Zi(ρL2、φL2)

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、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(i)(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≥4的i的一部分，满足所述式3，

关于除此以外的i，满足ΔM(i)＝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。

5.一种曝光装置，包括权利要求4所述的曝光头。