JP2000187332A

JP2000187332A - 走査型投影露光装置および露光方法

Info

Publication number: JP2000187332A
Application number: JP10366266A
Authority: JP
Inventors: Masahito Kumazawa; 雅人熊澤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2000-07-04
Also published as: TW463234B; KR20000057078A

Abstract

(57)【要約】【課題】感光性基板の交換動作を複雑にすることな
く、感光性基板の変形に応じて投影倍率を随時調整する
ことのできる走査型投影露光装置。【解決手段】第１基板（１０）のパターンの像を第２
基板（３０）上に形成するための複数の投影光学ユニッ
ト（ＰＬ）を有する。各投影光学ユニットは、屈折光学
系と凹面反射鏡とを含む結像光学系（ＨＫ１、ＨＫ２）
と、第１基板からの光を結像光学系へ導くための第１偏
向部材（Ｐ1r）と、結像光学系を介した光を第２基板へ
導くための第２偏向部材（Ｐ4r）とを有する。第１偏向
部材と結像光学系との間の光路中、結像光学系と第２偏
向部材との間の光路中、または結像光学系内の光路中に
は、第２基板の形状変化に応じて投影光学ユニットの投
影倍率を調整するための倍率調整部材（ＣＭ）が設けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型投影露光装
置および露光方法に関し、特に複数の反射屈折型の投影
光学ユニットからなる投影光学系に対してマスクとガラ
ス基板とを移動させつつマスクのパターンをガラス基板
上に投影露光する走査型投影露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ワープロやパソコンやテレビ等の
表示素子として、液晶表示パネルが多用されるようにな
っている。液晶表示パネルは、ガラス基板上に透明薄膜
電極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパター
ニングして製造される。このフォトリソグラフィのため
の装置として、マスク上に形成された原画パターンを投
影光学系を介してガラス基板上のフォトレジスト層に露
光する投影露光装置が用いられている。

【０００３】なお、最近では、液晶表示パネルの大面積
化の要求が高まっており、その要求に伴ってこの種の投
影露光装置においても露光領域の拡大が望まれている。
そこで、露光領域を拡大するために、いわゆる走査型投
影露光装置が提案されている。走査型投影露光装置で
は、複数の投影光学ユニットからなる投影光学系に対し
てマスクとガラス基板とを移動させつつ、マスクのパタ
ーンをガラス基板上に投影露光する。

【０００４】一般に、投影露光装置では、１枚のガラス
基板に対して所定のプロセス処理を施しながら何層にも
亘ってパターン露光を繰り返す。このとき、プロセス処
理、特に加熱処理によってガラス基板が伸縮し、初期の
形状から変形することになる。特開平７−１８３２１２
号公報には、このガラス基板の伸縮すなわち形状変化に
応じて各投影光学ユニットの倍率調整を行うことのでき
る走査型投影露光装置が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開平７−１８３２１２号公報に開示された走査型投影
露光装置では、プロセス処理によるガラス基板の変形に
応じて各投影光学ユニットの投影倍率を調整するのに必
要な平行平面板を、ガラス基板と各投影光学ユニットと
の間の狭い光路中に配置している。その結果、平行平面
板とガラス基板との間に十分な距離を確保することがで
きず、ガラス基板の交換に際してガラス基板を平行平面
板から一旦遠ざけた後に本来の交換動作を行うため、ガ
ラス基板の交換動作が、ひいては交換機構が複雑にな
る。

【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、感光性基板の交換動作を複雑にすることな
く、プロセス処理による感光性基板の変形に応じて投影
倍率を随時調整することのできる走査型投影露光装置お
よび露光方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、投影光学系に対して第１基板および第
２基板を移動させて、前記第１基板に形成されたパター
ンを前記投影光学系を介して前記第２基板上へ投影露光
する走査型投影露光装置において、前記投影光学系は、
前記第１基板および前記第２基板の移動方向を横切る所
定方向に沿って配列されて、前記第１基板のパターンの
像を前記第２基板上に形成するための複数の投影光学ユ
ニットを有し、前記複数の投影光学ユニットの各々は、
屈折光学系と凹面反射鏡とを含む結像光学系と、前記第
１基板からの光を前記結像光学系へ導くための第１偏向
部材と、前記結像光学系を介した光を前記第２基板へ導
くための第２偏向部材とを有し、前記第１偏向部材と前
記結像光学系との間の光路中、前記結像光学系と前記第
２偏向部材との間の光路中、または前記結像光学系内の
光路中には、前記第２基板の形状変化に応じて前記投影
光学ユニットの投影倍率を調整するための倍率調整部材
が設けられていることを特徴とする走査型投影露光装置
を提供する。この場合、前記第１偏向部材と前記結像光
学系との間の光路中、前記結像光学系と前記第２偏向部
材との間の光路中、または前記結像光学系内の光路中に
は、前記投影光学ユニットの光路中に前記倍率調整部材
を付設したことにより発生する収差を補正するための収
差補正部材が設けられていることが好ましい。

【０００８】本発明の好ましい態様によれば、前記結像
光学系は、前記結像光学系は、前記第１基板のパターン
からの光を集光して前記パターンの一次像を形成するた
めに第１屈折光学系と第１凹面反射鏡とを含む第１反射
屈折光学系と、前記一次像からの光を集光して前記パタ
ーンの二次像を前記第２基板上に形成するために第２屈
折光学系と第２凹面反射鏡とを含む第２反射屈折光学系
と、前記第１反射屈折光学系を介した光を前記一次像へ
導くための第３偏向部材と、前記一次像からの光を前記
第２反射屈折光学系へ導くための第４偏向部材とを有
し、前記倍率調整部材は、前記第１偏向部材と前記第１
反射屈折光学系との間の光路中、前記第１反射屈折光学
系と前記第３偏向部材との間の光路中、前記第３偏向部
材と前記第４偏向部材との間の光路中、前記第４偏向部
材と前記第２反射屈折光学系との間の光路中、または前
記第２反射屈折光学系と前記第２偏向部材との間の光路
中に設けられている。この場合、前記第１偏向部材と前
記第１反射屈折光学系との間の光路中、前記第１反射屈
折光学系と前記第３偏向部材との間の光路中、前記第３
偏向部材と前記第４偏向部材との間の光路中、前記第４
偏向部材と前記第２反射屈折光学系との間の光路中、ま
たは前記第２反射屈折光学系と前記第２偏向部材との間
の光路中には、前記投影光学ユニットの光路中に前記倍
率調整部材を付設したことにより発生する収差を補正す
るための収差補正部材が設けられていることが好まし
い。

【０００９】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記倍率調整部材は、間隔を隔てて配置された平凸レンズ
と平凹レンズとを有し、前記平凸レンズの凸面と前記平
凹レンズの凹面とが対向するように配置され、前記投影
光学ユニットの投影倍率の調整に際して、前記平凸レン
ズと前記平凹レンズとの間隔が変化する。さらに、本発
明の好ましい態様によれば、前記収差補正部材は、平凸
レンズと平凹レンズとを有し、前記平凸レンズの凸面と
前記平凹レンズの凹面とが対向するように配置されてい
る。

【００１０】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記第２基板の形状変化を計測するための計測手段をさら
に備え、前記計測手段により計測された前記第２基板の
形状変化のうち前記第２基板の移動方向と直交する方向
に沿った形状変化に応じて各投影光学ユニットの投影倍
率を調整する。この場合、前記計測手段により計測され
た前記第２基板の形状変化のうち前記第２基板の移動方
向に沿った形状変化に応じて、前記第１基板の移動速度
と前記第２基板の移動速度との速度比を調整することが
好ましい。

【００１１】また、本発明の別の局面によれば、複数の
反射屈折型の投影光学ユニットからなる投影光学系に対
して第１基板および第２基板を移動させて、前記第１基
板に形成されたパターンを前記投影光学系を介して前記
第２基板上へ等倍で投影露光する露光方法において、露
光に先立って前記第２基板の形状変化を計測する工程
と、計測された前記第２基板の形状変化のうち前記第２
基板の移動方向と直交する方向に沿った形状変化に応じ
て、各投影光学ユニットの投影倍率を調整する工程と、
投影倍率の調整された前記投影光学系に対して前記第１
基板および前記第２基板を移動させて走査露光を行う工
程とを含むことを特徴とする露光方法を提供する。この
場合、前記走査露光を行う工程は、計測された前記第２
基板の形状変化のうち前記第２基板の移動方向に沿った
形状変化に応じて、前記第１基板の移動速度と前記第２
基板の移動速度との速度比を調整する工程を含むことが
好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明では、複数の反射屈折型の
投影光学ユニットからなる投影光学系を有する走査型投
影露光装置において、感光性基板（第２基板）の形状変
化に応じて投影光学ユニットの投影倍率を調整するため
の倍率調整部材を、感光性基板と投影光学ユニットとの
間の狭い光路以外の適当な光路中に配置している。ま
た、倍率調整部材の付設により発生する収差を補正する
ための収差補正部材を、感光性基板と投影光学ユニット
との間の狭い光路以外の適当な光路中に必要に応じて配
置している。

【００１３】具体的に、倍率調整部材は、たとえば曲面
が対向するように間隔を隔てて配置された平凸レンズと
平凹レンズとから構成することができる。この場合、平
凸レンズと平凹レンズとの間隔を変化させることによ
り、走査方向と直交する方向に沿った感光性基板の形状
変化に応じて各投影光学ユニットの投影倍率を調整す
る。また、走査方向に沿った感光性基板の形状変化に応
じて、マスクの走査速度（移動速度）と感光性基板の走
査速度との速度比を調整する。ちなみに、収差補正部材
は、倍率調整部材の構成に対応させて、たとえば曲面が
対向するように配置された平凸レンズと平凹レンズとか
ら構成することができる。

【００１４】以上のように、本発明では、プロセス処理
により感光性基板が変形しても、倍率調整部材の作用に
より、感光性基板の形状変化に応じて各投影光学ユニッ
トの投影倍率を随時調整することができる。また、倍率
調整部材の付加により発生する倍率色収差を収差補正部
材によって良好に補正することができる。さらに、感光
性基板と各投影光学ユニットとの間の狭い光路中に倍率
調整部材や収差補正部材のような光学部材が全く配置さ
れていないので、複雑な交換機構を設けることなく感光
性基板の交換動作を迅速且つ円滑に行うことができる。
したがって、本発明では、感光性基板の交換動作を複雑
にすることなく、プロセス処理による感光性基板の変形
に応じて投影倍率を随時調整することができる。その結
果、所望の走査露光を繰り返すことにより、高精度な液
晶表示素子などを製造することができる。

【００１５】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明の各実施例にかかる走査
型投影露光装置の全体構成を概略的に示す斜視図であ
る。また、図２は、投影光学系を構成する複数の投影光
学ユニットのうちの１つの典型的な投影光学ユニットに
着目して各実施例にかかる走査型投影露光装置の全体構
成をさらに詳細に示す斜視図である。図１および図２で
は、所定の回路パターンが形成されたマスク１０および
レジストが塗布されたガラス基板３０を移動させる方向
（走査方向）に沿ってＸ軸を設定している。また、マス
ク１０の平面内でＸ軸と直交する方向に沿ってＹ軸を、
ガラス基板３０の法線方向に沿ってＺ軸を設定してい
る。

【００１６】図示の投影露光装置は、マスクステージ
（図１では不図示）１１上においてＸＹ平面に平行に支
持されたマスク１０を均一に照明するための照明光学系
（図１および図２では不図示）を備えている。この照明
光学系は、マスク１０上においてＹ方向に並んだ複数
（図１では合計で７つ）の台形状の領域を照明する。マ
スク１０上の各照明領域からの光は、各照明領域に対応
するようにＹ方向に沿って配列された複数の投影光学ユ
ニットからなる投影光学系に入射する。投影光学系を介
した光は、基板ステージ（図１では不図示）３１上にお
いてＸＹ平面に平行に支持されたガラス基板３０上にマ
スクパターン像を形成する。なお、後述するように各投
影光学ユニットは等倍正立系として構成されているの
で、感光性基板であるガラス基板３０上において各照明
領域に対応するようにＹ方向に並んだ複数の台形状の露
光領域には、マスクパターンの等倍正立像が形成され
る。

【００１７】ところで、マスクステージ１１には、この
ステージを走査方向であるＸ方向に沿って移動させるた
めの長いストロークを有する走査駆動系１４が設けられ
ている。また、マスクステージ１１をＹ方向に沿って微
小量だけ移動させるとともにＺ軸周りに微小量だけ回転
させるための一対のアライメント駆動系１５および１６
が設けられている。図示を省略したが、同様の駆動系が
基板ステージ３１にも設けられている。すなわち、基板
ステージ３１を走査方向であるＸ方向に沿って移動させ
るための長いストロークを有する走査駆動系、基板ステ
ージ３１をＹ方向に沿って微小量だけ移動させるととも
にＺ軸周りに微小量だけ回転させるための一対のアライ
メント駆動系が設けられている。

【００１８】こうして、マスクステージ側の走査駆動系
１４および基板ステージ側の走査駆動系の作用により、
複数の投影光学ユニットからなる投影光学系に対してマ
スク１０とガラス基板３０とをＸ方向に沿って同期移動
させることによって、マスク１０上のパターン領域の全
体をガラス基板３０上の露光領域の全体に転写すること
ができる。なお、複数の台形状の露光領域の形状および
配置、ひいては複数の台形状の照明領域の形状および配
置については、たとえば特開平７−１８３２１２号公報
などに詳細な説明が記載されており重複する説明は省略
する。

【００１９】図３は、本発明の第１実施例にかかる各投
影光学ユニットの構成を示す図である。図示の投影光学
ユニットＰＬは、マスク１０からの光に基づいてマスク
パターンの一次像を形成する第１結像光学系Ｋ１と、こ
の一次像からの光に基づいてマスクパターンの正立正像
（二次像）をガラス基板３０上に形成する第２結像光学
系Ｋ２とを有する。なお、マスクパターンの一次像の形
成位置の近傍には、マスク１０上における投影光学ユニ
ットＰＬの視野領域（照明領域）およびガラス基板３０
上における投影光学ユニットＰＬの投影領域（露光領
域）を規定する視野絞りＦＳが設けられている。また、
第１実施例では、第１反射屈折光学系ＨＫ１と第２偏向
部材の第２反射面Ｐ2rとの間の光路中に収差補正光学系
ＣＢが設けられ、第２反射屈折光学系ＨＫ２と第４偏向
部材の第４反射面Ｐ4rとの間の光路中に倍率調整光学系
ＣＭが設けられている。

【００２０】以下、各投影光学ユニットの基本的な構成
の説明を簡略化するために、まず収差補正光学系ＣＢお
よび倍率調整光学系ＣＭが付設されていない状態につい
て説明する。第１結像光学系Ｋ１は、マスク１０から−
Ｚ方向に沿って入射する光を＋Ｘ方向に反射するように
マスク面（ＸＹ平面）に対して４５°の角度で斜設され
た第１偏向部材の第１反射面Ｐ1rを備えている。また、
第１結像光学系Ｋ１は、第１反射面Ｐ1r側から順に、正
の屈折力を有する第１屈折光学系Ｇ1Pと、第１反射面Ｐ
1r側に凹面を向けた第１凹面反射鏡Ｍ１とを備えてい
る。第１屈折光学系Ｇ1Pおよび第１凹面反射鏡Ｍ１はＸ
方向に沿って配置され、全体として第１反射屈折光学系
ＨＫ１を構成している。さらに、第１結像光学系Ｋ１
は、第１反射屈折光学系ＨＫ１から−Ｘ方向に沿って入
射する光を−Ｚ方向に反射するようにマスク面（ＸＹ平
面）に対して４５°の角度で斜設された第２偏向部材の
第２反射面Ｐ2rを備えている。

【００２１】一方、第２結像光学系Ｋ２は、第２反射面
Ｐ2rから−Ｚ方向に沿って入射する光を＋Ｘ方向に反射
するようにガラス基板面（ＸＹ平面）に対して４５°の
角度で斜設された第３偏向部材の第３反射面Ｐ3rを備え
ている。また、第２結像光学系Ｋ２は、第３反射面Ｐ3r
側から順に、正の屈折力を有する第２屈折光学系Ｇ2P
と、第３反射面Ｐ3r側に凹面を向けた第２凹面反射鏡Ｍ
２とを備えている。第２屈折光学系Ｇ2Pおよび第２凹面
反射鏡Ｍ２はＸ方向に沿って配置され、全体として第２
反射屈折光学系ＨＫ２を構成している。さらに、第２結
像光学系Ｋ２は、第２反射屈折光学系ＨＫ２から−Ｘ方
向に沿って入射する光を−Ｚ方向に反射するようにガラ
ス基板面（ＸＹ平面面）に対して４５°の角度で斜設さ
れた第４偏向部材の第４反射面Ｐ4rを備えている。

【００２２】前述したように、マスク１０上に形成され
たパターンは、当技術分野で一般的に使用される照明光
学系４０からの照明光（露光光）により、ほぼ均一の照
度で照明される。マスク１０上の各照明領域に形成され
たマスクパターンから−Ｚ方向に沿って進行した光は、
第１反射面Ｐ1rにより９０°だけ偏向され、＋Ｘ方向に
沿って第１反射屈折光学系ＨＫ１に入射する。第１反射
屈折光学系ＨＫ１に入射した光は、第１屈折光学系Ｇ1P
を介して、第１凹面反射鏡Ｍ１に達する。第１凹面反射
鏡Ｍ１で反射された光は、再び第１屈折光学系Ｇ1Pを介
して、−Ｘ方向に沿って第２反射面Ｐ2rに入射する。第
２反射面Ｐ2rで９０°だけ偏向されて−Ｚ方向に沿って
進行した光は、視野絞りＦＳの近傍にマスクパターンの
一次像を形成する。なお、一次像のＸ方向における横倍
率は＋１倍であり、Ｙ方向おける横倍率は−１倍であ
る。

【００２３】マスクパターンの一次像から−Ｚ方向に沿
って進行した光は、第３反射面Ｐ3rにより９０°だけ偏
向され、＋Ｘ方向に沿って第２反射屈折光学系ＨＫ２に
入射する。第２反射屈折光学系ＨＫ２に入射した光は、
第２屈折光学系Ｇ2Pを介して、第２凹面反射鏡Ｍ２に達
する。第２凹面反射鏡Ｍ２で反射された光は、再び第２
屈折光学系Ｇ2Pを介して、−Ｘ方向に沿って第４反射面
Ｐ4rに入射する。第４反射面Ｐ4rで９０°だけ偏向され
て−Ｚ方向に沿って進行した光は、ガラス基板３０上に
おいて対応する露光領域にマスクパターンの二次像を形
成する。ここで、二次像のＸ方向における横倍率および
Ｙ方向における横倍率はともに＋１倍である。すなわ
ち、投影光学ユニットＰＬを介してガラス基板３０上に
形成されるマスクパターン像は等倍の正立正像であり、
投影光学ユニットＰＬは等倍正立系を構成している。

【００２４】なお、上述の第１反射屈折光学系ＨＫ１で
は、第１屈折光学系Ｇ1Pの後側焦点位置に第１凹面反射
鏡Ｍ１が配置されているため、マスク１０側および視野
絞りＦＳ側においてテレセントリックとなる。また、第
２反射屈折光学系ＨＫ２においても、第２屈折光学系Ｇ
2Pの後側焦点位置に第２凹面反射鏡Ｍ２が配置されてい
るため、視野絞りＦＳ側およびガラス基板３０側におい
てテレセントリックとなる。その結果、投影光学ユニッ
トＰＬは、両側（上記マスク１０側およびガラス基板３
０側）テレセントリック光学系である。

【００２５】上述したように、投影光学ユニットＰＬを
介してガラス基板３０上に形成されるマスクパターン像
は等倍の正立正像である。したがって、マスクステージ
１１上に保持されているマスク１０と基板ステージ３１
に保持されているガラス基板３０とを一体的に同一方向
（Ｘ方向）に沿って移動させることにより所望の走査露
光を行うことができる。しかしながら、プロセス処理等
の影響によりガラス基板３０に伸縮等の変形が発生する
と、ガラス基板３０の形状変化に応じて投影光学ユニッ
トＰＬの倍率、すなわちマスク１０からガラス基板３０
への投影倍率を等倍から微小量だけ変更する必要が生じ
る。

【００２６】そこで、第１実施例では、ガラス基板３０
の形状変化に応じて投影光学ユニットＰＬの倍率を調整
するために、第２反射屈折光学系ＨＫ２と第４偏向部材
の第４反射面Ｐ4rとの間の光路中に倍率調整光学系ＣＭ
を付設している。また、倍率調整光学系ＣＭの付設によ
り発生する収差を補正するために、第１反射屈折光学系
ＨＫ１と第２偏向部材の第２反射面Ｐ2rとの間の光路中
に収差補正光学系ＣＢを付設している。以下、倍率調整
光学系ＣＭおよび収差補正光学系ＣＢの構成および作用
について説明する。

【００２７】図３を参照すると、第１反射屈折光学系Ｈ
Ｋ１の光軸をＡＸ１で表し、第２反射屈折光学系ＨＫ２
の光軸をＡＸ２で表している。また、視野絞りＦＳで規
定されるマスク１０上の視野領域の中心から−Ｚ方向に
進行し、視野絞りＦＳの中心を通り、同じく視野絞りＦ
Ｓで規定されるガラス基板３０上の露光領域の中心に達
する光線の経路を軸線ＡＸFCで表している。図３に示す
ように、視野中心軸線ＡＸFCは、マスク１０と第１偏向
部材の第１反射面Ｐ1rとの間、第２偏向部材の第２反射
面Ｐ2rと第３偏向部材の第３反射面Ｐ3rとの間、および
第４偏向部材の第４反射面Ｐ4rとガラス基板３０との間
の光路中においてＺ方向に沿って延びている。

【００２８】また、軸線ＡＸFCは、第１反射屈折光学系
ＨＫ１と第１偏向部材の第１反射面Ｐ1rとの間、第１反
射屈折光学系ＨＫ１と第２偏向部材の第２反射面Ｐ2rと
の間、第２反射屈折光学系ＨＫ２と第３偏向部材の第３
反射面Ｐ3rとの間、および第２反射屈折光学系ＨＫ２と
第４偏向部材の第４反射面Ｐ4rとの間の光路中において
Ｘ方向に沿って延びている。さらに、軸線ＡＸFCは、第
１凹面反射鏡Ｍ１の反射面の中心（すなわち光軸ＡＸ１
との交点）において光軸ＡＸ１に関して対称に折り返さ
れ、第２凹面反射鏡Ｍ２の反射面の中心（すなわち光軸
ＡＸ２との交点）において光軸ＡＸ２に関して対称に折
り返されている。

【００２９】倍率調整光学系ＣＭは、第２屈折光学系Ｇ
2Pと第４反射面Ｐ4rとの光路中において軸線ＡＸFCに沿
って第２屈折光学系Ｇ2Pから順に、第２屈折光学系Ｇ2P
側に平面を向けた平凹レンズＬ１と、第４反射面Ｐ4r側
に平面を向けた平凸レンズＬ２とから構成されている。
すなわち、倍率調整光学系ＣＭの光軸は軸線ＡＸFCと一
致し、平凹レンズＬ１の凹面と平凸レンズＬ２の凸面と
が間隔を隔てて対向している。一方、収差補正光学系Ｃ
Ｂは、第１屈折光学系Ｇ1Pと第２反射面Ｐ2rとの光路中
において軸線ＡＸFCに沿って第１屈折光学系Ｇ1Pから順
に、第１屈折光学系Ｇ1P側に平面を向けた平凸レンズＬ
３と、第２反射面Ｐ2r側に平面を向けた平凹レンズＬ４
とから構成されている。すなわち、収差補正光学系ＣＢ
の光軸は軸線ＡＸFCと一致し、平凸レンズＬ３の凸面と
平凹レンズＬ４の凹面とが間隔を隔てて対向している。

【００３０】図４は、倍率調整光学系ＣＭの基本的な作
用を説明する図であって、（ａ）は投影光学ユニットの
倍率が等倍に等しい基準状態を、（ｂ）は投影光学ユニ
ットの倍率が等倍よりもわずかに大きい倍率に調整され
た調整状態をそれぞれ示している。図４（ａ）の基準状
態において、倍率調整光学系ＣＭを構成する平凹レンズ
Ｌ１と平凸レンズＬ２とは、軸線ＡＸFC（すなわち倍率
調整光学系ＣＭの光軸）に沿って軸上空気間隔Ｄ12を隔
てて配置されている。この基準状態において、第２屈折
光学系Ｇ2Pを介して軸線ＡＸFCに平行に且つ軸線ＡＸFC
からＨ１の高さで平凹レンズＬ１に入射した光線は、入
射高Ｈ１よりも大きい高さＨ２を有し且つ軸線ＡＸFCに
平行な光線となり平凸レンズＬ２から射出される。

【００３１】したがって、倍率調整光学系ＣＭの基準状
態では、等倍系である第２反射屈折光学系ＨＫ２と倍率
調整光学系ＣＭとは、等倍よりもわずかに大きい倍率を
有する光学系を構成している。これに対応して、等倍系
である第１反射屈折光学系ＨＫ１と収差補正光学系ＣＢ
とは、等倍よりもわずかに小さい倍率を有する光学系を
構成している。その結果、第１反射屈折光学系ＨＫ１と
収差補正光学系ＣＢと第２反射屈折光学系ＨＫ２と倍率
調整光学系ＣＭとからなる投影光学ユニットＰＬは、全
体として等倍正立系を構成することになる。

【００３２】次いで、図４（ｂ）に示すように、平凹レ
ンズＬ１と平凸レンズＬ２との軸上空気間隔を基準状態
の軸上空気間隔Ｄ12からＤ12＋α（α＞０）に増大させ
ると、Ｈ１の高さで平凹レンズＬ１に入射した光線は、
基準状態における射出高Ｈ２よりも大きい高さＨ２’を
有し且つ軸線ＡＸFCにほぼ平行な光線となり（正確には
平行な光線とならない）平凸レンズＬ２から射出され
る。その結果、図４（ｂ）に示す調整状態では、投影光
学ユニットＰＬの倍率が等倍よりもわずかに大きい倍率
に調整されることになる。同様に、平凹レンズＬ１と平
凸レンズＬ２との軸上空気間隔を基準状態の軸上空気間
隔Ｄ12から減少させることにより、投影光学ユニットＰ
Ｌの倍率を等倍よりもわずかに小さい倍率に調整するこ
とができる。

【００３３】以下、第１実施例の各投影光学ユニットＰ
Ｌの具体的な構成についてさらに説明する。図５は、各
実施例の投影光学ユニットにおける反射屈折光学系のレ
ンズ構成を示す図である。各実施例において、第１反射
屈折光学系ＨＫ１と第２反射屈折光学系ＨＫ２とは同じ
構成を有し、そのレンズ構成は図５に示すとおりであ
る。図５に示すように、各実施例の反射屈折光学系ＨＫ
は、光軸ＡＸに沿って偏向部材側から順に、偏向部材側
に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ11と、偏向部材側
に凹面を向けた正メニスカスレンズと偏向部材側に凹面
を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズＬ12と、両
凸レンズＬ13と、偏向部材側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズＬ14と、偏向部材側に凹面を向けた凹面反射鏡
Ｍとから構成されている。

【００３４】また、各実施例において、露光波長とし
て、基準波長であるｇ線（λ＝４３６ｎｍ）とｈ線（λ
＝４０５ｎｍ）とを使用している。次の表（１）に、第
１実施例の各投影光学ユニットＰＬの諸元の値を掲げ
る。表（１）において、面番号は物体面であるマスク面
から像面であるガラス基板面へ軸線ＡＸFCにしたがって
光線の進行する方向に沿ったマスク側からの面の順序
を、ｒは各面の曲率半径を、ｄは各面の軸上間隔すなわ
ち面間隔をそれぞれ示している。

【００３５】なお、各面の軸上間隔ｄは、反射される度
にその符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄ
の符号は、第１反射面Ｐ1rから第１凹面反射鏡Ｍ１まで
の光路中では負とし、第２反射面Ｐ2rから第３反射面Ｐ
3rまでの光路中では負とし、第２凹面反射鏡Ｍ２から第
４反射面Ｐ4rまでの光路中では負とし、その他の光路中
では正としている。そして、各面の軸上間隔ｄが正であ
る光路中においては、光線の入射側に向かって凸面の曲
率半径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。逆
に、各面の軸上間隔ｄが負である光路中においては、光
線の入射側に向かって凹面の曲率半径を正とし、凸面の
曲率半径を負としている。さらに、表（１）において、
ｎg およびｎh はｇ線（λ＝４３６ｎｍ）およびｈ線
（λ＝４０５ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ表してい
る。なお、各面の軸上間隔ｄが負である光路中において
は、屈折率の符号を負としている。

【００３６】

【表１】面番号ｒｄｎg ｎh （マスク面） 26 1 ∞ 10 1.60384 1.60825 2 ∞ 60.5 3 ∞ -35.5 （Ｐ1r） 4 564.1 -18 -1.48088 -1.48329 （Ｌ11） 5 248.6 -2 6 2064.0 -25 -1.48088 -1.48329 （Ｌ12） 7 130.4 -16 -1.60384 -1.60825 8 414.7 -2 9 -237.0 -20 -1.48088 -1.48329 （Ｌ13） 10 1725.6 -220.6 11 -437.3 -15 -1.48088 -1.48329 （Ｌ14） 12 -256.3 -25.9 13 472.5 25.9 （Ｍ１） 14 -256.3 15 1.48088 1.48329 （Ｌ14） 15 -437.3 220.6 16 1725.6 20 1.48088 1.48329 （Ｌ13） 17 -237.0 2 18 414.7 16 1.60384 1.60825 （Ｌ12） 19 130.4 25 1.48088 1.48329 20 2064.0 2 21 248.6 18 1.48088 1.48329 （Ｌ11） 22 564.1 8.5 23 ∞ 5 1.60384 1.60825 （Ｌ３） 24 -1503.2 3 25 -1503.2 5 1.60384 1.60825 （Ｌ４） 26 ∞ 14 27 ∞ -91.8 （Ｐ2r） 28 ∞ -6.4 -1.46674 -1.46966 29 ∞ -5 （ＦＳ） 30 ∞ -10 -1.60384 -1.60825 31 ∞ -81.4 32 ∞ 35.5 （Ｐ3r） 33 -564.1 18 1.48088 1.48329 （Ｌ11） 34 -248.6 2 35 -2064.0 25 1.48088 1.48329 （Ｌ12） 36 -130.4 16 1.60384 1.60825 37 -414.7 2 38 237.0 20 1.48088 1.48329 （Ｌ13） 39 -1725.3 220.7 40 437.3 15 1.48088 1.48329 （Ｌ14） 41 256.3 25.8 42 -472.5 -25.8 （Ｍ２） 43 256.3 -15 -1.48088 -1.48329 （Ｌ14） 44 437.3 -220.7 45 -1725.3 -20 -1.48088 -1.48329 （Ｌ13） 46 237.0 -2 47 -414.7 -15 -1.60384 -1.60825 （Ｌ12） 48 -130.4 -25 -1.48088 -1.48329 49 -2064.0 -2 50 -248.6 -18 -1.48088 -1.48329 （Ｌ11） 51 -564.1 -8.5 52 ∞ -5 -1.60384 -1.60825 （Ｌ１） 53 -1359.5 -3 54 -1359.5 -5 -1.60384 -1.60825 （Ｌ２） 55 ∞ -14 56 ∞ 96.8 （Ｐ4r）（基板面）

【００３７】第１実施例では、投影光学ユニットＰＬに
対して倍率調整光学系ＣＭを付加することより倍率色収
差が発生するが、この倍率色収差は収差補正光学系ＣＢ
によって良好に補正される。そして、倍率調整光学系Ｃ
Ｍの平凹レンズＬ１と平凸レンズＬ２との軸上空気間隔
を基準状態から０．１ｍｍだけ変更することにより、投
影光学ユニットＰＬの投影倍率を４０ｐｐｍ程度だけ変
更することができる。さらに詳細には、倍率調整光学系
ＣＭの軸上空気間隔を基準状態から０．１ｍｍだけ増大
させることにより投影倍率を等倍から４０ｐｐｍ程度だ
け増大させることができ、軸上空気間隔を基準状態から
０．１ｍｍだけ減少させることにより投影倍率を等倍か
ら４０ｐｐｍ程度だけ減少させることができる。

【００３８】次に、図２を再び参照して、第１実施例に
おける投影倍率の調整動作について説明する。図２に示
すように、マスク１０には、３つのアライメントマーク
ＭＡ１、ＭＡ２およびＭＡ３が設けられている。また、
ガラス基板３０にも、３つのアライメントマークＰＡ
１、ＰＡ２およびＰＡ３が設けられている。ここで、マ
スク１０では、アライメントマークＭＡ１とＭＡ２とが
Ｙ方向に沿って間隔を隔てて配置され、アライメントマ
ークＭＡ２とＭＡ３とがＸ方向に沿って間隔を隔てて配
置されている。これに対応するように、ガラス基板３０
では、アライメントマークＰＡ１とＰＡ２とがＹ方向に
沿って間隔を隔てて配置され、アライメントマークＰＡ
２とＰＡ３とがＸ方向に沿って間隔を隔てて配置されて
いる。

【００３９】また、図２に示すように、マスク１０の上
方（＋Ｚ方向）には、２つのアライメントセンサＡ１お
よびＡ２がＹ方向に沿って間隔を隔てて配置されてい
る。したがって、２つのアライメントセンサＡ１および
Ａ２に対してマスク１０およびガラス基板３０のＸ方向
位置およびＹ方向位置を合わせることにより、アライメ
ントセンサＡ１およびＡ２は、アライメントマークＭＡ
１およびＭＡ２の位置をそれぞれ検出するとともに、対
応する投影光学ユニットＰＬを介してアライメントマー
クＰＡ１およびＰＡ２の位置をそれぞれ検出する。次い
で、アライメントセンサＡ２に対してマスク１０および
ガラス基板３０のＸ方向位置およびＹ方向位置を合わせ
ることにより、アライメントセンサＡ２は、アライメン
トマークＭＡ３およびＰＡ３の位置を検出する。

【００４０】こうして、各アライメントマークの位置検
出に基づいて、マスク１０とガラス基板３０との相対位
置関係を検出することができる。すなわち、マスク１０
とガラス基板３０との間のＸ方向の位置ずれ、Ｙ方向の
位置ずれ、およびＺ軸周りの回転方向の位置ずれを検出
することができる。そして、検出された位置ずれ情報に
基づいて、駆動系１４、１５および１６を介してマスク
ステージ１１を、ひいてはマスク１０を駆動し、マスク
１０とガラス基板３０との位置合わせ（アライメント）
を行う。この場合、基板ステージ３１側の駆動系を用い
て基板ステージ３１を、ひいてはガラス基板３０を駆動
することによって位置合わせを行うこともできる。マス
ク１０とガラス基板３０とが位置合わせされた状態で、
マスク１０とガラス基板３０とをＸ方向に沿って同期移
動させることによって、マスク１０のパターン領域の全
体がガラス基板３０上の露光領域の全体に転写される。

【００４１】ある露光工程が終了すると、ガラス基板３
０は、プロセス処理を受けるために基板ステージ３１か
ら搬出される。所定のプロセス処理を経たガラス基板３
０は、次の露光工程のために、基板ステージ３１上に再
び搬送される。第１実施例では、アライメントセンサＡ
１およびＡ２を用いて、基板ステージ３１上に再び搬送
されたガラス基板３０の形状変化を計測する。そして、
この計測結果に基づいて、各投影光学ユニットＰＬの調
整倍率値を設定する。ここで、調整倍率値とは、ガラス
基板３０の形状変化に応じて調整されるべき各投影光学
ユニットＰＬの倍率値である。

【００４２】まず、ガラス基板３０の形状変化の計測に
ついて説明する。例えば、アライメントセンサＡ１およ
びＡ２を用いて検出した、アライメントマークＭＡ１と
ＰＡ１との相対位置およびアライメントＭＡ２とＰＡ２
との相対位置に基づいて、ガラス基板３０のＹ方向に沿
った形状変化（伸縮）を計測する。すなわち、ガラス基
板３０のＹ方向に沿った形状変化倍率ＭY を計測する。
また、アライメントセンサＡ２を用いて検出した、アラ
イメントマークＭＡ２とＰＡ２との相対位置およびアラ
イメントＭＡ３とＰＡ３との相対位置に基づいて、ガラ
ス基板３０のＸ方向に沿った形状変化を計測する。すな
わち、ガラス基板３０のＸ方向に沿った形状変化倍率Ｍ
X を計測する。なお、形状変化倍率ＭYおよびＭX は、
ガラス基板３０の所望形状を基準とした倍率である。

【００４３】そして、Ｙ方向（すなわち走査方向（Ｘ方
向）と直交する方向）に沿ったガラス基板３０の形状変
化倍率ＭY に応じて、各投影光学ユニットＰＬの調整倍
率値を設定する。すなわち、ガラス基板３０の形状変化
倍率ＭY と一致するように、各投影光学ユニットＰＬの
調整倍率値を設定する。具体的には、計測された形状変
化倍率ＭY が１よりも大きい場合には、倍率調整光学系
ＣＭの平凹レンズＬ１と平凸レンズＬ２との間の軸上空
気間隔を基準状態よりも大きくすることによって、形状
変化倍率ＭY と一致するように各投影光学ユニットＰＬ
の投影倍率を等倍よりも大きくする。一方、計測された
形状変化倍率ＭY が１よりも小さい場合には、倍率調整
光学系ＣＭの平凹レンズＬ１と平凸レンズＬ２との間の
軸上空気間隔を基準状態よりも小さくすることによっ
て、形状変化倍率ＭY と一致するように各投影光学ユニ
ットＰＬの投影倍率を等倍よりも小さくする。

【００４４】ところで、ガラス基板３０の形状変化に応
じて各投影光学ユニットＰＬの投影倍率を調整する場
合、投影倍率の調整に応じて各投影光学ユニットＰＬの
各露光領域の位置関係も同様に調整する必要が生じる。
換言すると、投影倍率の調整に応じて各投影光学ユニッ
トＰＬの投影中心（視野中心軸線ＡＸFCとガラス基板３
０との交点）を変更する必要が生じる。具体的には、各
投影光学ユニットＰＬの投影倍率の基準状態からの変化
率（増大率あるいは減少率）と、投影光学ユニットＰＬ
の投影中心の間のＹ方向に沿った距離の基準状態からの
変化率（増大率あるいは減少率）とを一致させなければ
ならない。第１実施例では、たとえば倍率調整光学系Ｃ
Ｍと第４反射面Ｐ4rとの光路中に平行平面板（不図示）
を配置し、この平行平面板をＺ軸周りに微小量だけ回転
させることにより、投影倍率の調整に応じて各投影光学
ユニットＰＬの各露光領域の位置関係を調整することが
できる。

【００４５】また、Ｘ方向（すなわち走査方向）に沿っ
たガラス基板３０の形状変化倍率ＭX に応じて、基板ス
テージ３１の走査速度ＶP とマスクステージ１１の走査
速度ＶM との速度比ＶP ／ＶM を設定する。すなわち、
ガラス基板３０の形状変化倍率ＭX と一致するように、
速度比ＶP ／ＶM を設定する。具体的には、計測された
形状変化倍率ＭX が１よりも大きい場合には、速度比Ｖ
P ／ＶM が形状変化倍率ＭX と一致するように、基板ス
テージ３１の走査速度ＶP よりもマスクステージ１１の
走査速度ＶM を小さく設定する。一方、計測された形状
変化倍率ＭX が１よりも小さい場合には、速度比ＶP ／
ＶM が形状変化倍率ＭX と一致するように、マスクステ
ージ１１の走査速度ＶM よりも基板ステージ３１の走査
速度ＶPを小さく設定する。

【００４６】以上のように、第１実施例では、プロセス
処理によりガラス基板３０が変形しても、第２反射屈折
光学系ＨＫ２と第４反射面Ｐ4rとの間の光路中に配置さ
れた倍率調整光学系ＣＭの作用により、ガラス基板３０
の形状変化に応じて各投影光学ユニットの投影倍率を調
整することができる。また、倍率調整光学系ＣＭの付加
により発生する倍率色収差を、第１反射屈折光学系ＨＫ
１と第２反射面Ｐ2rとの間の光路中に配置された収差補
正光学系ＣＢによって良好に補正することができる。さ
らに、ガラス基板３０と各投影光学ユニットＰＬとの間
の狭い光路中に光学部材が全く配置されていないので、
複雑な交換機構を設けることなくガラス基板３０の交換
動作を迅速且つ円滑に行うことができる。したがって、
第１実施例の投影露光装置では、ガラス基板３０の交換
動作を複雑にすることなく、プロセス処理によるガラス
基板３０の変形に応じて投影倍率を随時調整することが
でき、その結果、所望の走査露光を繰り返すことにより
高精度な液晶表示素子などを製造することができる。

【００４７】なお、第１実施例では、収差補正光学系Ｃ
Ｂを倍率調整部材として機能させ、倍率調整光学系ＣＭ
を収差補正部材として機能させることも可能である。こ
の場合、投影光学ユニットＰＬに対して光学系ＣＢを付
加することより発生する倍率色収差を光学系ＣＭによっ
て良好に補正することになる。そして、光学系ＣＢの軸
上空気間隔を基準状態から増大させることにより投影倍
率を等倍からわずかに減少させるとともに、軸上空気間
隔を基準状態から減少させることにより投影倍率を等倍
からわずかに増大させることができる。

【００４８】図６は、本発明の第２実施例にかかる各投
影光学ユニットの構成を示す図である。第２実施例にお
いて、投影光学ユニット以外のその他の構成は第１実施
例と同様である。図６に示すように、第２実施例の投影
光学ユニットは、第１実施例の投影光学ユニットと類似
の構成を有する。しかしながら、第２実施例では、収差
補正光学系ＣＢの構成および配置だけが第１実施例と相
違している。したがって、図６において第１実施例の構
成要素と同様の機能を有する要素には、図３と同じ参照
符号を付している。以下、第１実施例との相違点に着目
しながら、第２実施例を説明する。

【００４９】図６に示すように、第２実施例では、倍率
調整光学系ＣＭの付設により発生する収差を補正するた
めの収差補正光学系ＣＢを、第２偏向部材の第２反射面
Ｐ2rと第３偏向部材の第３反射面Ｐ3rとの間の光路中に
配置している。この収差補正光学系ＣＢは、視野中心軸
線ＡＸFCに沿って第２反射面Ｐ2r側から順に、第２反射
面Ｐ2r側に平面を向けた平凹レンズＬ３と、第２反射面
Ｐ2r側に凸面を向けた平凸レンズＬ４との接合レンズか
ら構成されている。

【００５０】なお、第２実施例において、倍率調整光学
系ＣＭを構成する平凹レンズＬ１と平凸レンズＬ２との
軸上空気間隔を基準状態から増大させることにより投影
倍率をわずかに増大させる点は第１実施例と同様であ
る。したがって、第２実施例では、倍率調整光学系ＣＭ
の基準状態において、第１反射屈折光学系ＨＫ１が等倍
よりもわずかに小さい倍率を有する光学系を構成し、収
差補正光学系ＣＢと第２反射屈折光学系ＨＫ２と倍率調
整光学系ＣＭとが等倍よりもわずかに大きい倍率を有す
る光学系を構成している。その結果、第１反射屈折光学
系ＨＫ１と収差補正光学系ＣＢと第２反射屈折光学系Ｈ
Ｋ２と倍率調整光学系ＣＭとからなる投影光学ユニット
ＰＬは、第１実施例と同様に全体として等倍正立系を構
成することになる。

【００５１】次の表（２）に、第２実施例の各投影光学
ユニットＰＬの諸元の値を掲げる。表（２）において、
面番号は物体面であるマスク面から像面であるガラス基
板面へ軸線ＡＸFCにしたがって光線の進行する方向に沿
ったマスク側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径
を、ｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔をそれぞれ示し
ている。なお、各面の軸上間隔ｄは、反射される度にそ
の符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符
号は、第１反射面Ｐ1rから第１凹面反射鏡Ｍ１までの光
路中では負とし、第２反射面Ｐ2rから第３反射面Ｐ3rま
での光路中では負とし、第２凹面反射鏡Ｍ２から第４反
射面Ｐ4rまでの光路中では負とし、その他の光路中では
正としている。そして、各面の軸上間隔ｄが正である光
路中においては、光線の入射側に向かって凸面の曲率半
径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。逆に、各
面の軸上間隔ｄが負である光路中においては、光線の入
射側に向かって凹面の曲率半径を正とし、凸面の曲率半
径を負としている。さらに、表（２）において、ｎg お
よびｎh はｇ線（λ＝４３６ｎｍ）およびｈ線（λ＝４
０５ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ表している。な
お、各面の軸上間隔ｄが負である光路中においては、屈
折率の符号を負としている。

【００５２】

【表２】面番号ｒｄｎg ｎh （マスク面） 26 1 ∞ 10 1.60384 1.60825 2 ∞ 61 3 ∞ -35 （Ｐ1r） 4 564.1 -18 -1.48088 -1.48329 （Ｌ11） 5 248.6 -2 6 2064.0 -25 -1.48088 -1.48329 （Ｌ12） 7 130.4 -16 -1.60384 -1.60825 8 414.7 -2 9 -237.0 -20 -1.48088 -1.48329 （Ｌ13） 10 1725.6 -220.6 11 -437.3 -15 -1.48088 -1.48329 （Ｌ14） 12 -256.3 -25.9 13 472.5 25.9 （Ｍ１） 14 -256.3 15 1.48088 1.48329 （Ｌ14） 15 -437.3 220.6 16 1725.6 20 1.48088 1.48329 （Ｌ13） 17 -237.0 2 18 414.7 16 1.60384 1.60825 （Ｌ12） 19 130.4 25 1.48088 1.48329 20 2064.0 2 21 248.6 18 1.48088 1.48329 （Ｌ11） 22 564.1 35 23 ∞ -87 24 ∞ -10 -1.60384 -1.60825 25 ∞ -10 （ＦＳ） 26 ∞ -5 -1.45815 -1.46030 （Ｌ３） 27 1300 -5 -1.46735 -1.46966 （Ｌ４） 28 ∞ -76.3 29 ∞ 35.0 （Ｐ3r） 30 564.1 18 1.48088 1.48329 （Ｌ11） 31 248.6 2 32 2064.0 25 1.48088 1.48329 （Ｌ12） 33 130.4 16 1.60384 1.60825 34 414.7 2 35 -237.0 20 1.48088 1.48329 （Ｌ13） 36 1725.6 221.1 37 -437.3 15 1.48088 1.48329 （Ｌ14） 38 -256.3 25.4 39 472.5 -25.4 （Ｍ２） 40 -256.3 -15 -1.48088 -1.48329 （Ｌ14） 41 -437.3 -221.1 42 1725.6 -20 -1.48088 -1.48329 （Ｌ13） 43 -237.0 -2 44 414.7 -16 -1.60384 -1.60825 （Ｌ12） 45 130.4 -25 -1.48088 -1.48329 46 2064.0 -2 47 248.6 -18 -1.48088 -1.48329 （Ｌ11） 48 564.1 -8 49 ∞ -5 -1.60384 -1.60825 （Ｌ１） 50 1396.3 -3 51 1359.5 -5 -1.60384 -1.60825 （Ｌ２） 52 ∞ -14 53 ∞ 97.7 （Ｐ4r）（基板面）

【００５３】第２実施例では第１実施例と同様に、投影
光学ユニットＰＬに対して倍率調整光学系ＣＭを付加す
ることより倍率色収差が発生するが、この倍率色収差は
収差補正光学系ＣＢによって良好に補正される。そし
て、倍率調整光学系ＣＭの平凹レンズＬ１と平凸レンズ
Ｌ２との軸上空気間隔を基準状態から０．１ｍｍだけ変
更することにより、投影光学ユニットＰＬの投影倍率を
等倍から４０ｐｐｍ程度だけ変更することができる。さ
らに詳細には、倍率調整光学系ＣＭの軸上空気間隔を基
準状態から０．１ｍｍだけ増大させることにより投影倍
率を等倍から４０ｐｐｍ程度だけ増大させることがで
き、軸上空気間隔を基準状態から０．１ｍｍだけ減少さ
せることにより投影倍率を等倍から４０ｐｐｍ程度だけ
減少させることができる。

【００５４】図７は、本発明の第３実施例にかかる各投
影光学ユニットの構成を示す図である。第３実施例にお
いても、投影光学ユニット以外のその他の構成は第１実
施例と同様である。図７に示すように、第３実施例の投
影光学ユニットは、第１実施例の投影光学ユニットと類
似の構成を有する。しかしながら、第２実施例では、倍
率調整光学系ＣＭの基準状態において一次像として等倍
像が形成される点だけが第１実施例と相違している。し
たがって、図７において第１実施例の構成要素と同様の
機能を有する要素には、図３と同じ参照符号を付してい
る。以下、第１実施例との相違点に着目しながら、第３
実施例を説明する。

【００５５】すなわち、第３実施例では、基準状態にお
ける倍率調整光学系ＣＭおよび収差補正光学系ＣＢが無
屈折力に構成されている。したがって、第３実施例で
は、倍率調整光学系ＣＭの基準状態において、第１反射
屈折光学系ＨＫ１と収差補正光学系ＣＢとが等倍系を構
成し、同様に第２反射屈折光学系ＨＫ２と倍率調整光学
系ＣＭとが等倍系を構成している。その結果、第１反射
屈折光学系ＨＫ１と収差補正光学系ＣＢと第２反射屈折
光学系ＨＫ２と倍率調整光学系ＣＭとからなる投影光学
ユニットＰＬは、第１実施例と同様に全体として等倍正
立系を構成することになる。なお、第３実施例において
も、倍率調整光学系ＣＭを構成する平凹レンズＬ１と平
凸レンズＬ２との軸上空気間隔を基準状態から増大させ
ることにより投影倍率を等倍からわずかに増大させる点
は第１実施例と同様である。

【００５６】次の表（３）に、第３実施例の各投影光学
ユニットＰＬの諸元の値を掲げる。表（３）において、
面番号は物体面であるマスク面から像面であるガラス基
板面へ軸線ＡＸFCにしたがって光線の進行する方向に沿
ったマスク側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径
を、ｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔をそれぞれ示し
ている。なお、各面の軸上間隔ｄは、反射される度にそ
の符号を変えるものとする。したがって、面間隔ｄの符
号は、第１反射面Ｐ1rから第１凹面反射鏡Ｍ１までの光
路中では負とし、第２反射面Ｐ2rから第３反射面Ｐ3rま
での光路中では負とし、第２凹面反射鏡Ｍ２から第４反
射面Ｐ4rまでの光路中では負とし、その他の光路中では
正としている。そして、各面の軸上間隔ｄが正である光
路中においては、光線の入射側に向かって凸面の曲率半
径を正とし、凹面の曲率半径を負としている。逆に、各
面の軸上間隔ｄが負である光路中においては、光線の入
射側に向かって凹面の曲率半径を正とし、凸面の曲率半
径を負としている。さらに、表（３）において、ｎg お
よびｎh はｇ線（λ＝４３６ｎｍ）およびｈ線（λ＝４
０５ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ表している。な
お、各面の軸上間隔ｄが負である光路中においては、屈
折率の符号を負としている。

【００５７】

【表３】面番号ｒｄｎg ｎh （マスク面） 26 1 ∞ 10 1.60384 1.60825 2 ∞ 61.2 3 ∞ -34.8 （Ｐ1r） 4 564.1 -18 -1.48088 -1.48329 （Ｌ11） 5 248.6 -2 6 2064.0 -25 -1.48088 -1.48329 （Ｌ12） 7 130.4 -16 -1.60384 -1.60825 8 414.7 -2 9 -237.0 -20 -1.48088 -1.48329 （Ｌ13） 10 1725.6 -220.5 11 -437.3 -15 -1.48088 -1.48329 （Ｌ14） 12 -256.3 -26 13 472.5 26 （Ｍ１） 14 -256.3 15 1.48088 1.48329 （Ｌ14） 15 -437.3 220.5 16 1725.6 20 1.48088 1.48329 （Ｌ13） 17 -237.0 2 18 414.7 16 1.60384 1.60825 （Ｌ12） 19 130.4 25 1.48088 1.48329 20 2064.0 2 21 248.6 18 1.48088 1.48329 （Ｌ11） 22 564.1 8 23 ∞ 5 1.60384 1.60825 （Ｌ３） 24 -4675.9 3 25 -4640 5 1.60384 1.60825 （Ｌ４） 26 ∞ 13.8 27 ∞ -90.2 （Ｐ2r） 28 ∞ -1.4 29 ∞ -5 30 ∞ -10 -1.60384 -1.60825 （ＦＳ） 31 ∞ -87.3 32 ∞ 34.8 （Ｐ3r） 33 -564.1 18 1.48088 1.48329 （Ｌ11） 34 -248.6 2 35 -2064.0 25 1.48088 1.48329 （Ｌ12） 36 -130.4 16 1.60384 1.60825 37 -414.7 2 38 237.0 20 1.48088 1.48329 （Ｌ13） 39 -1725.3 220.8 40 437.3 15 1.48088 1.48329 （Ｌ14） 41 256.3 25.6 42 -472.5 -25.6 （Ｍ２） 43 256.3 -15 -1.48088 -1.48329 （Ｌ14） 44 437.3 -220.8 45 -1725.3 -20 -1.48088 -1.48329 （Ｌ13） 46 237.0 -2 47 -414.7 -15 -1.60384 -1.60825 （Ｌ12） 48 -130.4 -25 -1.48088 -1.48329 49 -2064.0 -2 50 -248.6 -18 -1.48088 -1.48329 （Ｌ11） 51 -564.1 -8 52 ∞ -5 -1.60384 -1.60825 （Ｌ１） 53 -1015.6 -3 54 -1040 -5 -1.60384 -1.60825 （Ｌ２） 55 ∞ -13.8 56 ∞ 97 （Ｐ4r）（基板面）

【００５８】第３実施例においても第１実施例と同様
に、投影光学ユニットＰＬに対して倍率調整光学系ＣＭ
を付加することより倍率色収差が発生するが、この倍率
色収差は収差補正光学系ＣＢによって良好に補正され
る。そして、倍率調整光学系ＣＭの平凹レンズＬ１と平
凸レンズＬ２との軸上空気間隔を基準状態から０．１ｍ
ｍだけ変更することにより、投影光学ユニットＰＬの投
影倍率を等倍から４０ｐｐｍ程度だけ変更することがで
きる。さらに詳細には、倍率調整光学系ＣＭの軸上空気
間隔を基準状態から０．１ｍｍだけ増大させることによ
り投影倍率を等倍から４０ｐｐｍ程度だけ増大させるこ
とができ、軸上空気間隔を基準状態から０．１ｍｍだけ
減少させることにより投影倍率を等倍から４０ｐｐｍ程
度だけ減少させることができる。

【００５９】なお、第３実施例では、収差補正光学系Ｃ
Ｂと倍率調整光学系ＣＭとの配置関係を逆にすることが
できる。すなわち、倍率調整光学系ＣＭを第２偏向部材
の第２反射面Ｐ2rと第１反射屈折光学系ＨＫ１との間の
光路中に配置し、収差補正光学系ＣＢを第２反射屈折光
学系ＨＫ２と第４偏向部材の第４反射面Ｐ4rとの間の光
路中に配置してもよい。

【００６０】なお、上述の各実施例では、各投影光学ユ
ニットが一対の結像光学系を有する走査投影露光装置に
ついて本発明を適用しているが、各投影光学ユニットが
１つまたは２つ以上の結像光学系を有する型式の走査投
影露光装置に対しても本発明を適用することができる。
また、上述の各実施例では、間隔を隔てて配置された平
凸レンズと平凹レンズとで構成した倍率調整光学系ＣＭ
を第２反射屈折光学系ＨＫ２と第４偏向部材の第４反射
面Ｐ4rとの間の光路中に配置しているが、これに限定さ
れることなく、倍率調整部材の構成および配置について
は様々な変形例が可能である。

【００６１】すなわち、上述の各実施例において、倍率
調整光学系ＣＭを、マスク１０と第１偏向部材の第１反
射面Ｐ1rとの間の光路中、第１反射屈折光学系ＨＫ１の
光路中、第２反射屈折光学系ＨＫ２の光路中、および第
４偏向部材の第４反射面Ｐ4rとガラス基板３０との間の
光路中を除く他の光路中に配置することができる。これ
に対応して、収差補正光学系ＣＢも、マスク１０と第１
偏向部材の第１反射面Ｐ1rとの間の光路中、第１反射屈
折光学系ＨＫ１の光路中、第２反射屈折光学系ＨＫ２の
光路中、および第４偏向部材の第４反射面Ｐ4rとガラス
基板３０との間の光路中を除く他の光路中に配置するこ
とができる。

【００６２】また、上述の各実施例では、投影露光装置
に設けられたアライメントセンサＡ１およびＡ２を用い
て、基板ステージ３１上に載置されたガラス基板３０の
形状変化を計測している。しかしながら、プロセス処理
を受けたガラス基板３０の形状変化を、投影露光装置と
は独立した別の装置で計測し、その計測結果を投影露光
装置で利用するように構成することもできる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
感光性基板の形状変化に応じて投影光学ユニットの投影
倍率を調整するための倍率調整部材が、感光性基板と投
影光学ユニットとの間の狭い光路以外の適当な光路中に
配置されている。したがって、プロセス処理により感光
性基板が変形しても、倍率調整部材の作用により、感光
性基板の形状変化に応じて各投影光学ユニットの投影倍
率を随時調整することができる。また、感光性基板と各
投影光学ユニットとの間の狭い光路中に倍率調整部材の
ような光学部材が全く配置されていないので、複雑な交
換機構を設けることなく感光性基板の交換動作を迅速且
つ円滑に行うことができる。その結果、本発明では、感
光性基板の交換動作を複雑にすることなくプロセス処理
による感光性基板の変形に応じて投影倍率を随時調整す
ることができ、所望の走査露光を繰り返すことにより高
精度な液晶表示素子などを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施例にかかる走査型投影露光装置
の全体構成を概略的に示す斜視図である。

【図２】投影光学系を構成する複数の投影光学ユニット
のうちの１つの典型的な投影光学ユニットに着目して各
実施例にかかる走査型投影露光装置の全体構成をさらに
詳細に示す斜視図である。

【図３】本発明の第１実施例にかかる各投影光学ユニッ
トの構成を示す図である。

【図４】倍率調整光学系ＣＭの基本的な作用を説明する
図であって、（ａ）は投影光学ユニットの倍率が等倍に
等しい基準状態を、（ｂ）は投影光学ユニットの倍率が
等倍よりもわずかに大きい倍率に調整された調整状態を
それぞれ示している。

【図５】各実施例の投影光学ユニットにおける反射屈折
光学系のレンズ構成を示す図である。

【図６】本発明の第２実施例にかかる各投影光学ユニッ
トの構成を示す図である。

【図７】本発明の第３実施例にかかる各投影光学ユニッ
トの構成を示す図である。

【符号の説明】

１０マスク１１マスクステージ１４走査駆動系１５駆動系１６駆動系３０ガラス基板３１基板ステージ４０照明光学系ＣＭ倍率調整光学系ＣＢ収差補正光学系ＦＳ視野絞りＰＬ投影光学ユニットＨＫ１第１反射屈折光学系ＨＫ２第２反射屈折光学系Ｇ1P 第１屈折光学系Ｇ2P 第２屈折光学系Ｍ１第１凹面反射鏡Ｍ２第２凹面反射鏡Ｋ１第１結像光学系Ｋ２第２結像光学系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投影光学系に対して第１基板および第２
基板を移動させて、前記第１基板に形成されたパターン
を前記投影光学系を介して前記第２基板上へ投影露光す
る走査型投影露光装置において、前記投影光学系は、前記第１基板および前記第２基板の
移動方向を横切る所定方向に沿って配列されて、前記第
１基板のパターンの像を前記第２基板上に形成するため
の複数の投影光学ユニットを有し、前記複数の投影光学ユニットの各々は、屈折光学系と凹
面反射鏡とを含む結像光学系と、前記第１基板からの光
を前記結像光学系へ導くための第１偏向部材と、前記結
像光学系を介した光を前記第２基板へ導くための第２偏
向部材とを有し、前記第１偏向部材と前記結像光学系との間の光路中、前
記結像光学系と前記第２偏向部材との間の光路中、また
は前記結像光学系内の光路中には、前記第２基板の形状
変化に応じて前記投影光学ユニットの投影倍率を調整す
るための倍率調整部材が設けられていることを特徴とす
る走査型投影露光装置。
【請求項２】前記第１偏向部材と前記結像光学系との
間の光路中、前記結像光学系と前記第２偏向部材との間
の光路中、または前記結像光学系内の光路中には、前記
投影光学ユニットの光路中に前記倍率調整部材を付設し
たことにより発生する収差を補正するための収差補正部
材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
走査型投影露光装置。
【請求項３】前記結像光学系は、前記第１基板のパタ
ーンからの光を集光して前記パターンの一次像を形成す
るために第１屈折光学系と第１凹面反射鏡とを含む第１
反射屈折光学系と、前記一次像からの光を集光して前記
パターンの二次像を前記第２基板上に形成するために第
２屈折光学系と第２凹面反射鏡とを含む第２反射屈折光
学系と、前記第１反射屈折光学系を介した光を前記一次
像へ導くための第３偏向部材と、前記一次像からの光を
前記第２反射屈折光学系へ導くための第４偏向部材とを
有し、前記倍率調整部材は、前記第１偏向部材と前記第１反射
屈折光学系との間の光路中、前記第１反射屈折光学系と
前記第３偏向部材との間の光路中、前記第３偏向部材と
前記第４偏向部材との間の光路中、前記第４偏向部材と
前記第２反射屈折光学系との間の光路中、または前記第
２反射屈折光学系と前記第２偏向部材との間の光路中に
設けられていることを特徴とする請求項１に記載の走査
型投影露光装置。
【請求項４】前記第１偏向部材と前記第１反射屈折光
学系との間の光路中、前記第１反射屈折光学系と前記第
３偏向部材との間の光路中、前記第３偏向部材と前記第
４偏向部材との間の光路中、前記第４偏向部材と前記第
２反射屈折光学系との間の光路中、または前記第２反射
屈折光学系と前記第２偏向部材との間の光路中には、前
記投影光学ユニットの光路中に前記倍率調整部材を付設
したことにより発生する収差を補正するための収差補正
部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載
の走査型投影露光装置。
【請求項５】複数の反射屈折型の投影光学ユニットか
らなる投影光学系に対して第１基板および第２基板を移
動させて、前記第１基板に形成されたパターンを前記投
影光学系を介して前記第２基板上へ等倍で投影露光する
露光方法において、露光に先立って前記第２基板の形状変化を計測する工程
と、計測された前記第２基板の形状変化のうち前記第２基板
の移動方向と直交する方向に沿った形状変化に応じて、
各投影光学ユニットの投影倍率を調整する工程と、投影倍率の調整された前記投影光学系に対して前記第１
基板および前記第２基板を移動させて走査露光を行う工
程とを含むことを特徴とする露光方法。
【請求項６】前記走査露光を行う工程は、計測された
前記第２基板の形状変化のうち前記第２基板の移動方向
に沿った形状変化に応じて、前記第１基板の移動速度と
前記第２基板の移動速度との速度比を調整する工程を含
むことを特徴とする請求項５に記載の露光方法。