KR100396872B1 - 투영노광장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투영 광학계에서 잔존하고 투영 광학계의 광축에 대하여 회전 비대칭인 광학적 특성을 조정할 수 있는 내구성 및 재생성이 우수한 고성능 투영 노광 장치에 관한 것이다. 본 발명의 투영 노광 장치는 조명 광학계, 투영 광학계 및 광학 수단으로 이루어진다. 조명 광학계는 제 1 물체를 조명하고 투영 광학계는 제 1 물체의 상을 소정의 배율로 제 2 물체에 투영한다. 광학 수단은 제 1 물체와 제 2 물체 사이에 배치되며 투영 광학계의 광축에 대하여 회전 비대칭 파워를 갖는다. 결과적으로, 광학 수단은 투영 광학계에 잔존하는, 투영 광학계의 광축에 대하여 회전 비대칭 광학 특성을 조정할 수 있다.

Description

투영노광장치
본 발명은 제 1 물체에 빛을 조명하고, 조명된 제 1 물체의 패턴을 제 2 물체로서의 기판 등에 축소 투영하기 위한 투영노광장치에 관한 것이며, 특히, 본 발명은 제 1 물체로서의 레티클(마스크) 상에 형성된 회로 패턴을, 제 2 물체로서의 기판(웨이퍼)상에 투영 노광하기에 적절한 투영노광장치에 관한 것이다.
최근에 있어서는, 집적회로의 패턴이 미세해짐에 따라 웨이퍼상에 인쇄하는 데에 사용되는 투영노광장치에 대하여 요구되는 성능도 한층 엄격해지고 있다.
이와같은 상황속에서 투영 광학계에 대해서는 높은 해상력, 결상면의 평탄성, 적은 디스토션(이하, 왜곡수차라 칭한다)등이 요구되고 있다. 그것들 때문에 노광 파장(λ)을 짧게 하고, 투영 광학계의 개구수 NA를 크게 하거나, 결상면 만곡을 작게하여 왜곡수차를 경감하는 시도가 행해져 왔었다. 이와같은 예로서는 USP 제 5,260,832 호, 일본국 특개평 5-173065 호 등의 것이 있다.
또, 배율 오차만을 조정하는 방법으로서, 일본국 특개 소 59-144127 호, 동 특개 소 62-35620 호가 있다. 전자에서는 대단히 얇아 결상성능에 영향을 미치지 않는 막, 예컨대 페리클(pellicle)을 만곡시켜서 광로(optical path)중에 배치하는 것이 기재되어 있다. 후자에서는 회전 대칭의 평-볼록렌즈, 혹은 회전 대칭의 평-볼록렌즈와 평-오목렌즈의 짝을 광축 방향으로 움직여서 웨이퍼 면에서의 전체의 배율을 등방적으로 조정하는 것이 제안되고 있다.
그러나, USP 제 5,260,832 호, 일본국 특개평 5-173065 호의 각 특허공보에서 제안되고 있는 고성능의 투영 광학계는, 렌즈의 구성 매수가 15-24이다. 특히 개구수(NA)가 적어도 0.4인 고해상의 투영 광학계로 되면, 구성 매수가 20매 이상으로 대단히 많아지고 있다. 이와같이 요구성능이 엄격해짐에 따라, 한층 투영 광학계는 구성 매수도 증가하여 대단히 복잡한 구성으로 되어 오고 있다.
그 때문에, 이들의 투영 광학계를 실제로 제조하기 위해, 상면만곡, 비점수차, 왜곡수차 등의 수차를 설계치된 범위 내에서 유지하면서 투영광학계를 투영노광장치에 설치하기 위해서, 그리고 고성능을 발휘시키기 위해서는, 개개의 렌즈 부품의 정확도나 조립의 정확도를 대단히 엄격하게 제어할 필요가 있으며, 그 때문에 수율이 불량하거나, 제조 일정이 대단히 많이 소요되거나, 혹은 충분한 성능을 발휘할 수 없는 등의 문제가 있었다.
또, 일본국 특개 소 59-144127 호에 기재되어 있는 배율 오차의 보정 방법에서는, 광학계의 결상성능에 영향을 미치지 않도록 극히 얇은 박막을 만곡시켜서 그 프리즘 작용에 의해 배율 오차를 보정하고는 있으나, 투영 광학계 내에 잔존하는방향성이 있는 비대칭의 배율 오차 성분의 보정량이나 보정 방향에 대한 미세조정은 할 수 없다.
더구나, 얇은 막을 사용하고 있기 때문에, 거울 투영 방식과 같이 노광 영역이 가늘고 긴 경우에는 금속주형 등에 결합되어 2차원적으로 유지 가능하나, 노광영역이 사각형이나 직사각형의 경우에는 그와 같은 얇은 막을 3차원적으로 유지하고, 양호한 재현성을 발휘시키는 것은 대단히 어렵다. 또, 형상을 유지하기 위하여 얇은 막 대신에 유리를 사용한다고 해도 결상성능에 영향을 미치지 않도록 얇고 균일한 막을 형성하는 것을 역시 곤란하다. 더욱이 그것들의 막 등을 실제로 사용했을 때의 노광 광의 열흡수 등에 의한 파손사고를 포함한 막 등의 내구성, 노광 광의 열 흡수나 환경 변화에 따르는 광학성능의 변화와 같은 심각한 문제가 있다.
또, 일본국 특개소 62-35620 호에서는 회전 대칭 렌즈를 사용하여 배율 오차를 조정하는 기술이 기재되어 있으나, 회전 대칭 렌즈를 광축 방향으로 움직이게 하는 것만으로는 웨이퍼면에서의 전체 배율만을 등방적 기준으로 만 조정할 수 있고, 투영 광학계 내에 잔존하는 방향성이 있는 비대칭 배율 오차 성분은 조정할 수 없다.
또한, 일본국 특개 소 59-144127 호 및 동 특개 소 62-35620 호에 기재되어 있는 배율 오차의 보정 방법에서는, 배율 오차만이 기본적으로 보정가능하며, 축외(off-axial)수차로서의 비점수차 등에 대한 보정은 할 수 없다. 더우기, 투영 광학계 내에서 회전 비대칭으로 국소적으로 무작위로 잔존하는 배율 오차 성분이나, 왜곡 수차 성분을 처리하기에도 곤란하다.
본 발명은 이상의 문제점을 감안하여 이루어진 것이다. 그러므로, 본 발명의 목적은 개개의 부품의 정밀도나 조립의 정밀도를 대단히 엄격하게 억제함이 없이, 투영 광학계 내에 잔존하며 투영 광학계의 광축에 대하여 회전 비대칭의 광학 특성, 예컨대 회전 비대칭의 축외수차 성분(비 점수차, 상면만곡 등), 회전 비대칭의 배율 오차 성분 등을 조정할 수 있고, 내구성, 재현성이 우수한 고성능의 투영 노광장치를 제공하는 데에 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은 투영 광학계에서, 회전 비대칭으로 국소적으로 무작위로 잔존하는 회전 비대칭의 왜곡 수차등의 보정에 대해서도 충분히 대응할 수 있는 투영노광장치를 제공하는 데에 있다.
상기 목적 및 또 다른 목적은 하기 발명의 상세한 설명에 의해 보다 명확해 질 것이다.
본 발명은, 소정의 패턴이 형성된 레티클을 조명하는 조명계와 ; 상기 조명계에 의해 조명된 상기 레티클의 상을 소정의 배율하에서 기판에 투영하는 투영광학계를 포함하고, 여기서, 상기 투영광학계는, 조정 가능하게 설치되어 상기 투영광학계의 결상 성능에 기여하는 광학유니트를 포함하고, 상기 광학유니트는, 상기 투영광학계에 잔존하는 상기 투영광학계의 광축에 관하여 회전 비대칭인 광학특성을 보정하기 위해 상기 투영광학계의 광축에 관하여 회전 비대칭인 광학특성을 갖는 것을 특징으로 하는 투영노광장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 광학유니트의 회전비대칭인 광학특성은 회전비대칭적인 굴절력을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 광학유니트는, 상기 투영광학계의 광축에 관하여 회전가능하고 또한 상기 투영광학계의 광축에 따라 이동 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 광학유니트는, 직교한 방향에 있어서 다른 굴절력을 갖는 토릭형 광학계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 토릭형 광학계는, 직교한 방향에 있어서 다른 굴절력을 갖는 제1 및 제2렌즈 요소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제1 및 제2렌즈 요소는, 상기 투영광학계의 광축에 관하여 상대적으로 회전가능하고 또한 상기 투영광학계의 광축에 따라 상대적으로 이동가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 광학유니트는, 상기 광축에 관하여 회전 비대칭인 제1광학면을 갖는 제1광학부재와, 상기 광축에 관하여 회전 비대칭인 제2광학면을 갖는 제2광학부재를 포함하고, 여기서, 상기 제1광학부재와 상기 제2광학부재 중 하나는, 상기 제1광학부재와 상기 제2광학부재의 상대적인 위치를 변화시키기 위해 조정 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 하기 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면에 의해 보다 충분히 이해될 것이며, 이들은 예시적으로 기재한 것이지 , 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 추가의 적용 범위는 하기 발명의 상세한 설명에서 명확해질 것이다. 그러나, 발명의 상세한 설명 및 특정 실시 예는 본 발명의 바람직한 구체예이지만, 예시적으로만 제시된 것이므로 당업자라면 발명의 상세한 설명으로부터 본발명의 정신 및 범위내에서 다양한 변화 및 변형을 할 수 있음이 명백하다.
제 1 도에 도시한 바와같이, 직교된 방향에서 상이한 파워를 지닌 토릭 렌즈의 1종인 부의 굴절력을 지닌 원주 렌즈(1)의 메리디오날(meridional, 자오선) 방향(YY' 평면방향)의 촛점 거리를 f1, 원주 렌즈(1)로부터 제 1 물체로서의 레티클면(4)(XY평면)까지의 거리를 d11, 레티클면(4)의 중심 위치 (레티클면과 광축 Ax가 교차되는 위치)를 물점으로 할 때에 원주 렌즈(1)에 의해 물점(레티클면4)과 원주 렌즈(1)와의 사이에 형성되는 상점(허상)위치를 d12로 한다. 이때, 이 원주 렌즈(1)에 의한 Y축으로부터 θ회전된 Y방향(광축(Ax)와 Y축을 포함하는 평면방향)의 결상 배율(β1) 및, 원주 렌즈(1)로 부터 상점위치까지의 거리 d12 (이하, 단순히 결상 위치라 칭한다)는 이하에 표시한 것처럼 된다. 제 1 도에서는 도시하지 않았으나, 원주 렌즈에 대하여 레티클면(4)의 반대측에는 레티클의 패턴을 웨이퍼에 투영하기 위한 투영 광학계가 배치되어 있고, 후술하는 제 2 도 내지 제 4 도에 관해서도 동일하다.
마찬가지로, Y방향과 직교하는 X방향(광축 Ax와 X축을 포함하는 평면 방향)의 결상 배율(β1‘)과 상점 위치(d12’)는 이하에 표시한 것처럼 된다.
따라서, 비점수차량(AS1)은 다음과 같다.
따라서, 원주 렌즈(1)를 이동시키면 식(1)～식(4)에서 d11이 변화하기 때문에 식 (5)에서의 비점수차량이 변화하는 동시에 식 (1) 및 식(3)의 배율이 변화된다는 것을 알 수 있다.
한편, 원주 렌즈(1)을 회전시키면 식(1)～식(4)의 θ가 변화하기 때문에 식 (5)에서의 비점수차량이 변화하는 동시에 식(1) 및 식 (3)의 배율이 변화된다는 것도 알 수 있다.
또, 제 2 도에 도시한 바와같이, 토릭 렌즈의 1종인 정의 굴절력을 지닌 원주 렌즈(2)의 메리디오날 방향(yy' 평면방향)의 촛점 거리를 f2, 원주 렌즈(2)로부터 제 1 물체로서의 레티클면(4)(xy평면)까지의 거리를 d21, 레티클면(4)의 중심위치 (레티클면과 광축 Ax이 교차되는 위치)를 물점으로 할 때에 원주 렌즈(2)에 의해 형성되는 상점 위치를 d22로 한다. 이때, 이 원주 렌즈에 의한 y축에서 θ회전한 y방향(광축 Ax와 y축을 포함하는 평면방향)의 결상 배율(β2) 및 원주 렌즈(2)와 상점 위치의 거리 (d22)(이하, 단순히 결상 위치라 칭한다)는 하기의 식으로 제공된다.
마찬가지로, Y방향과 직교하는 X방향 (광축 Ax와 X축을 포함하는 평면방향)의 결상 배율(β2‘)와 상점 위치(d22')는 하기 식(8) 및 (9)와 같이 된다.
따라서, 비점수차량 AS2는 하기의 식이 된다.
따라서, 원주 렌즈(2)를 이동시키면, 식(6)～식 (9) 중의 d21이 변화하기 때문에 식 (10)에서 비점수 차량이 변화되는 동시에 식(6) 및 식(8)의 배율이 변화한다는 것을 알 수 있다.
한편, 원주 렌즈(2)를 회전시키면, 식(6)～식(9) 중의 θ가 변화하기 때문에 식(10)에서 비점수차량이 변화되는 동시에 식(6) 및 식(8)의 배율이 변화한다는 것도 알 수 있다.
그런데 상기식(5) 및 식(10)으로 표시한 AS1, AS2는 각각의 원주 렌즈(1,2)에 의해 보정할 수 있는 비점수차량으로 된다. 그때의 최량 촛점면은 각각 하기의식으로 주어진다.
최량 촛점면은 d11, d21, θ에 의해 변화되기 때문에, 상면만곡량도 변화된다.
이상과 같이 결상 배율, 비점수차, 상면만곡의 량 및 방향은 원주 렌즈 등의 토릭 렌즈를 광축 방향으로 이동시키거나, 혹은 회전시킴으로써 조정할 수 있다. 또한, 상기 조정 수단 이외에 토릭 렌즈 자체의 촛점 거리를 변경하는 방법이 있다.
그리고, 제 2 도에 도시한 원주 렌즈(2)를 사용하는 경우에 있어서 최대의 비점수차의 보정량을 견적하기 위하여 θ = 0으로 한다. 그때의 최대의 비점수차는 이하와 같이 된다.
지금, 제 1 물체로서의 레티클과 제 2 물체로서의 웨이퍼 사이의 거리를 L로 했을때, 10미크론 이하의 선폭을 인쇄하는 투영노광 장치에 관하여, 시험 인쇄를 행하여 검토를 거듭해간 결과, 보정해야할 최대의 비점수차량 AS2max는, 10-5L 이하로 함이 좋은 것이 판명되었다.
따라서 d21 <= 10-2L 로 하면, 식(13)으로부터,
이 된다. 정의 원주 렌즈(2)의 촛점 거리는 상기 (14)식의 범위를 충족시키는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 도 및 제 2 도에 도시한 바와같은 2개 이상의 원주 렌즈등의 토릭 렌즈를 편성하는 경우나, 다른 광학 소자와 편성하는 경우에는, 레티클(4)의 물점으로부터 제 1의 토릭 렌즈나 다른 광학 소자에 의해 형성된 주목하고 있는 방향에서의 결상 위치를 새로운 물점으로 하여 이 새로운 물점으로부터 다음의 토릭 렌즈나 다른 광학 소자까지의 거리를 새로 구하고, 그 거리를 d11나 d21로 해주면 된다.
다음에 제 1도에 도시한 부의 원주 렌즈(1)와 제 2도에서 도시한 정의 원주 렌즈(2)를 광축 방향에 따라 직렬적으로 배치한 경우에 대하여 검토한다.
지금, 2개의 원주 렌즈(1,2)의 모선방향이 서로 일치하는 동시에 2개의 원주 렌즈의 결상 배율의 곱이 1, 즉 ｜β1·β2｜= 1인 경우, 각 방향에서의 2개의 원주 렌즈(1,2)의 합성 파워는 대략 0으로 되고, 배율 및 축외수차 (비점수차, 상면만곡 등)등의 광학 특성은 전혀 변화하지 않는다.
한편, 2개의 원주 렌즈(1,2)의 모선 방향이 서로 직교한 경우에는 최대의 배율 및 최대의 축외수차를 발생시킬 수 있다.
따라서, 2개의 원주 렌즈(1,2)를 상대적으로 회전시키면, 투영 광학계내에잔존하는 방향성이 있는 비대칭의 배율 오차 성분 및 축외수차 성분의 보정량이나 보정 방향에 대한 조정을 실현할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 제 1도에 도시한 2개의 부의 원주 렌즈(1)를 광축 방향에 따라 직렬적으로 배치한 경우, 혹은 제 2 도에 도시한 2개의 정의 원주 렌즈(2)를 광축 방향에 따라 직렬적으로 배치한 경우에는, 각각의 원주 렌즈의 모선방향이 서로 일치하면, 최대의 축외수차를 발생시킬 수 있고, 또 각각의 원주 렌즈의 모선방향이 서로 직교하면 실질적으로 한장의 회전대칭의 구면 렌즈와 동일한 렌즈 작용을 지니게 할 수 있다.
이와같이 토릭 렌즈의 1종인 원주 렌즈를 적어도 2장 사용하여, 적어도 한쪽의 원주 렌즈를 회전가능하게 해줌으로써, 배율 및 축외수차 (비점수차, 상면만곡 등)등의 광학 특성량과 방향을 임의로 조정할 수 있다.
이상에 있어서는 비점수차 및 상면만곡에 관한 조정에 대하여 주로 기술해왔으나, 다음에 제 1도에 도시한 부의 원주 렌즈(1) 또는 제 2도에 도시한 정의 원주 렌즈(2)를 광축(Ax)를 중심으로 회전시켰을 때의 배율 오차의 조정에 관하여 제 3도 ~제 7도를 참조하면서 상세하게 설명한다.
제 3 도는 제 1 도에 도시한 부의 원주 렌즈(1)에 대하여 광축(Ax)을 중심으로 한 반경(R)의 평행 광속을 입사시켰을 때의 상태를 도시하고 있다. 여기서, 제 3도에 있어서 광축(Ax)를 중심으로 한 반경(R)의 평행광속이 레티클면(4)(xy평면)을 통과할 때의 궤적을 원(13)으로서 표시하고, 광축(Ax)을 중심으로 한 반경(R)의 평행광속이 원주 렌즈(1)에 의해 확산된 광속이 가상평면(x'y' 평면)을 통과할 때의 궤적을 타원(11)으로서 나타내고 있다. 또한, 제 5 도는 제 3 도에 도시한 가상평면(x'y' 평면) 상에서의 광속 크기의 상태를 나타내고 있다.
한편, 제 4도는 제 2도에 도시한 정의 원주 렌즈(2)에 대해 광축(Ax)을 중심으로 한 반경(R)의 평행광속을 입사시켰을 때의 상태를 나타내고 있다. 여기서, 제 4도에 있어서 광축(Ax)을 중심으로 한 반경 R의 평행광속이 레티클면(4)(xy평면)을 통과시의 궤적을 원(13)으로서 도시하고, 광축 Ax를 중심으로 한 반경 R의 평행 광속이 원주 렌즈(2)에 의해 수렴작용을 받은 광속이 가상평면(x'y' 평면)을 통과할 때의 궤적을 타원(12)으로서 도시하고 있다. 또, 제 6도는 제 4도에 도시한 가상평면(x'y' 평면)상에서의 광속 크기의 상태를 나타내고 있다.
또한, 제 3 도 중의 타원(11) 및 제 4 도 중의 타원(12)은, 원주 렌즈(1,2)를 광축 중심으로 회전시키면 그것에 따라 회전한다.
제 7도에 도시한 바와같이, 부의 원주 렌즈(1)에 의한 가상 평면(x'y' 평면)상의 메리디오날 방향인 y'방향(광축 Ax와 y'축을 포함하는 평면방향)의 광속 직경의 변화량을 △R1으로 했을 때, 부의 원주 렌즈(1)로부터 가상평면(x'y' 평면)까지의 거리를 e1으로하면 이하의 관계가 성립된다.
마찬가지로, 제 8도에 도시한 바와같이 정의 원주 렌즈(2)에 의한 가상평면(x'y' 평면) 상의 메리디오날 방향인 y'방향(광축 Ax 와 y'를 포함하는 평면방향)의 광속 직경의 변화량을 △R2로 했을때, 정의 원주 렌즈(2)에서가상평면(x'y' 평면)까지의 거리를 e2로 하면 이하의 관계가 성립된다.
따라서, 제 5도 및 제 6도에 도시된 바와같이 가상평면(x'y' 평면) 상에서의 실선으로 도시한 'y'방향의 직경 (제 5 도에서는 긴 직경의 반, 제 6도에서는 짧은 직경의 반)을 각각 R1, R2로 한다. 그러면, 이들은 다음의 식과 같이 나타낼 수 있다.
x' 방향의 직경은 공히 R이기 때문에, 제 5 도 및 제 6 도의 실선으로 도시하는 타원(11), 타원(12)은 각각 하기 식과 같이 표현할 수 있다.
로 된다.
이와같이, 투영 광학계 내부에 예컨대 제 6 도에 도시한 바와 같은 비대칭의 배율 오차를 가지고 있는 경우에는, 제 5도와 같은 광학 특성을 가지는 제 3도의 원주 렌즈(1)를 회전시켜, 제 6도에 도시한 바와같은 광속 직경은 타원에서 원에 걸쳐 임의로 변화시킬 수 있기 때문에, 비대칭의 배율 오차를 조정할 수가 있다.반대로, 투영 광학계 내부에 예컨대 제 5도에 도시한 바와같은 비대칭의 배율 오차를 가지고 있는 경우에는 제 6도와 같은 광학 특성을 가진 제 4 도의 원주 렌즈(2)를 회전시켜, 제 5 도에 도시한 바와같은 광속 직경은 타원으로부터 원에 걸쳐 임의로 변화시킴으로써, 비대칭의 배율 오차를 조정할 수 있다.
여기서 제 1 도에 도시한 바와같은 부의 원주 렌즈(1)를 사용하는 경우, 제 1 물체로서의 레티클로부터 제 2 물체로서의 웨이퍼까지의 거리를 L로 했을때, 10미크론 이하의 선폭을 인쇄하는 투영 노광 장치에 관하여 시험인쇄를 행하여 검토를 거듭한 결과, 최대의 배율 오차의 보정량은 10-4(=100ppm) 이하로 하는 것이 바람직함이 판명되었다.
또, 원주 렌즈(1)의 촛점 거리(f1)와 원주 렌즈(1)의 배율(β1)과의 관계를 나타내는 상기 식(1)을 변형하면 다음식이 얻어진다.
상기 최대의 배율 오차의 보정량 10-4(=100ppm)을 β1으로 환산하면, β1=0.9999(또는 1.0001)로 된다. 따라서, d11 <= 10-2L로 하면 식(21)으로부터,
로 된다. 그러므로, 부의 원주 렌즈(1)의 촛점 거리는 상기식 (22)의 범위를 충족시키는 것이 바람직하다.
또한, 이상에서는 1개의 토릭 렌즈 (원주 렌즈)를 광축 방향을 중심으로하여회전시켜서 배율 오차를 보정하는 예를 기술하였으나, 1개의 토릭 렌즈(원주 렌즈)를 광축 방향으로 이동시켜서, 배율 오차를 보정할 수 있음은 상기식(1), (3), (6) 및 (8)에서 명백하다. 이 경우에는 상기식(22)을 충족시키는 것이 보다 바람직하다.
그런데, 이상에 있어서는 1개의 토릭 렌즈(원주 렌즈)를 사용하여 배율 오차를 보정할 수 있는 것에 대하여 설명하였으나, 토릭 렌즈의 1종인 원주 렌즈를 적어도 2매 사용하여, 적어도 한쪽의 원주 렌즈를 회전가능하게 해줌으로써, 배율 오차 등의 광학 특성의 양과 방향을 임의로 조정할 수 있다.
이 때문에 제 1도에 도시한 부의 원주 렌즈(1)와 제 2 도에 도시한 정의 원주 렌즈(2)와를 투영 광학계의 광축 방향에 따라 직렬적으로 배치하고, 이들을 상대적으로 회전시켜도 무방하다. 이 경우, 부의 원주 렌즈(1)는 제 5 도에 도시한 바와같은 광학 특성을 가지며, 정의 원주 렌즈(1)는 제 6 도에 도시한 바와같은 광학 특성을 가지고 있기 때문에, 이들의 원주 렌즈(1,2)에 의해 형성되는 광속 직경은 제 5도 및 제 6 도에 도시하는 광속 직경의 합성으로 되며, 이들을 상대적으로 회전시키면, 광속 직경은 타원으로부터 원에 걸쳐 임의로 변화시킬 수 있고, 비대칭의 배율 오차를 보정할 수 있음을 확인하였다.
또한, 투영 광학계가 예컨대 제 5 도 또는 제 6 도에 도시한 바와같은 비대칭의 배율 오차를 가지고 있는 경우에는 적어도 2개 이상의 원주 렌즈를 광축 방향에 따라 직렬적으로 배치하고, 그것들의 원주 렌즈 내의 적어도 1개를 회전가능하게 설치하면, 제 5 도 또는 제 6 도에 도시한 바와같은 광속 직경은 타원으로부터원에 걸쳐 임의로 변화시킬 수가 있기 때문에 비대칭의 배율 오차를 조정할 수가 있다.
또한, 2개 이상의 토릭 렌즈(원주 렌즈)를 편성하는 경우나, 다른 광학 소자와 편성시키는 경우에는, 주목하고 있는 광속이 제 1 토릭 렌즈(원주 렌즈)나 다른 광학 소자를 통과하여 형성되는 광속을 새로운 광속으로서 다음의 토릭 렌즈(원주 렌즈) 등에 입사해 온 것으로 하여 추적을 행해주면 좋다.
2개의 토릭 렌즈(원주 렌즈)의 편성으로 제 1 도와같은 부의 원주 렌즈(1)와, 제 2 도와 같은 정의 원주 렌즈(2)를 근접시켜서 설치한 경우, 각각의 렌즈의 모선 방향이 일치했을 때에는, 각 방향의 총 렌즈 파워는 대략 0으로 되며, 광속형상은 변하지 않으나, 각각의 렌즈의 모선방향이 직교했을 때에는 최대의 형상변화로 된다.
또, 제 1도에 도시한 2개의 부의 원주 렌즈(1)가 광축 방향에 따라 직렬적으로 배치된 경우, 혹은 제 2 도에 도시된 2개의 정의 원주 렌즈(2)가 광축 방향에 따라 직렬적으로 배치된 경우에는, 각각의 원주 렌즈의 모선방향이 서로 일치하면, 최대의 배율 및 최대의 축외 수차를 발생시킬 수 있고; 또, 각각의 원주 렌즈의 모선방향이 서로 직교하면, 대략 1매의 회전대칭의 구면 렌즈와 같은 렌즈 작용을 지니게 할 수 있다.
이와같이, 토릭 렌즈의 1종인 원주 렌즈를 적어도 2매 사용하여, 적어도 한쪽의 원주 렌즈를 회전가능하게 해줌으로써, 배율 및 축외수차(비점수차, 상면만곡 등)등의 광학 특성량과 방향을 임의로 조정할 수 있다.
또한, 상기한 식(14) 및 (22)을 일반적인 모양으로 표현하면, 비점수차의 보정에 유효하게 작용시킬 수 있는 원주 렌즈의 촛점 거리를 fA, 배율 오차의 보정에 유효하게 작용시킬 수 있는 원주 렌즈의 촛점 거리를 fD로 하면, 하기의 식으로 나타낼 수 있다.
비점수차를 유효하게 보정하기 위해서는 상기식(23)을 충족시키는 것이 바람직하며, 또 배율 오차를 유효하게 보정하기 위해서는 상기식(24)을 충족시키는 것이 바람직하다. 단, 이 경우의 원주 렌즈의 촛점 거리(fA, fD)는, 단일의 원주 렌즈에 한하지 않고, 복수의 원주 렌즈 등의 토릭 렌즈나 토릭형의 반사 부재를 편성한 경우에도 적용할 수 있다. 즉, 이 원주 렌즈의 촛점 거리(fA, fD)는 복수의 토릭형 광학 부재를 편성한 경우의 복수의 원주 렌즈의 합성 촛점 거리로 된다.
식(23) 또는 (24)의 관계로부터 벗어나면, 토릭의 성분이 너무 강하여 각각 다른 수차에 영향을 주는 문제가 있다. 가령, 비점수차의 보정에서는 상면 만곡, 배율 오차가 불량하게 되거나, 배율 오차의 보정에서는 텔레센트릭성, 비점수차가 불량하게 되거나 한다. 이 때문에 상기 범위내이면 유효하게 비대칭 수차의 보정을 행할 수 있다.
그런데, 상기식(23), (24)에서는 토릭형 광학 부재의 최적의 촛점 거리 범위를 나타내었으나, 다음에 별도 관점에서 토릭형 광학 부재의 최적의 촛점 거리 범위에 대하여 검토하였다.
우선, 제 9 도에는 투영 광학계가 개구 조리개(S)를 끼워서 레티클(4)측의 전군 GF, 웨이퍼(5)측의 후군(GR)을 지닌 구성을 도시하고 있다. 여기서는, 전군(GF)은 fGF의 촛점 거리를 가지며, 후군(GR)은 fGR의 촛점 거리를 가지고 있다. 투영 광학계는 레티클측 및 웨이퍼측에서 모두 텔리센트릭이다.
제 10 도는 제 9 도에 도시한 투영 광학계의 전군(GF)와 레티클(4)과의 사이에 토릭형 광학 부재로서의 정의 파워를 지닌 원주 렌즈를 배치했을 때의 상태를 도시하고 있다. 이 원주 렌즈(2)의 파워는 제 10 도의 지면방향(메리디오날 방향)이다.
여기서, 제 10 도에 도시한 바와같이 원주 렌즈 (2)의 촛점 거리를 f2로 하고 원주 렌즈(2)와 전군(GF)와의 사이의 거리(쌍방의 광학계의 주점간격의 거리)를 D1으로 하면, 원주 렌즈(2)와 전군(GF)와의 합성 촛점 거리 F1은 하기의 관계에 의해 구해진다.
또, 투영 광학계(GF·GR)의 결상 배율을 B1으로 하고 원주 렌즈(2)와 투영광학계(GF, GR)의 합성계의 결상 배율을 B1'으로 하면, 이하의 관계가 성립된다.
따라서, 투영 광학계의 서지털(sagittal) 방향과 메리디오날 방향에서의 배율차 △B1은 다음과 같이 된다.
한편, 원주 렌즈(2)와 전군 GF와의 합성계에 의한 레티클 측의 주점을 H1, 원주 렌즈(2)와 전군(GF)와의 합성계에 의한 레티클측에서의 촛점 위치를 P1, 그 촛점 위치 (P1)과 레티클(4)까지의 거리를 △S1, 원주 렌즈(2)와 투영 광학계(GF,GR)와의 합성계에 의한 레티클(4)의 결상 위치 Q1으로부터 웨이퍼(5)까지의 거리를 △S1′으로 하면 이하의 관계가 성립된다.
여기서, △S1′는 투영 광학계의 서지털 방향과 메리디오날 방향에서의 결상 위치의 차, 즉 비점수차량(비점격차)을 의미한다.
또, 투영 광학계의 레티클 측의 개구수를 NAR, 노광 광의 파장을 λ로 하면, 투영 광학계의 레티클 측에서의 촛점 심도 DOFR은 이하와 같이 된다.
그래서, 비점수차량을 투영 광학계의 레티클 측에서의 촛점 심도 이내에 억제하기 위해서는 상기식(29) 및 (31)으로부터 다음식이 도출된다.
따라서, 식(32)을 충족시키도록 원주 렌즈(2)를 구성하여 이것에 의해 비점수차량을 촛점 심도 이내로 억제할 수 있는 것이 바람직하다.
이 식(32)을 일반적으로 표현하면 토릭형 광학 부재의 직교된 방향에서의 파워 차이를 △f로 하면, 이하와 같이 된다.
이와같이, 토릭형 광학 부재를 사용한 경우, 이 부재에 의한 비점수차량을 투영 광학계의 레티클측에서의 촛점 심도 이내로 억제하기 위해서는 상기식 (33)을 충족시키는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 또한, 상기식 (32) 및 (33)의 관계는 투영 광학계가 등배, 축소 또는 확대의 배율을 가진 경우에도 성립함은 말할 것도 없다.
한 예로서, 투영 광학계의 레티클 측의 개구수 NAR을 0.1, 노광 광의 파장 λ를 436nm, fGF= 250mm, fGR= 250mm, 및 D1= 200mm 로 한다. 상기 식(32)으로부터 원주 렌즈의 메리디오날 방향에서의 촛점 거리 f2(일반적으로 말하면 상기식(33)으로부터, 토릭형 광학 부재의 직교된 방향에서의 파워차 △f)는 5.7×104mm 이상으로 되고, 이때의 가변으로 할 수 있는 배율보정량(배율차 △B1)은 870ppm(=8.7×10-4) 이하로 된다.
또한, 이상에 있어서는 토릭형 광학 부재를 레티클과 투영 광학계와의 사이에 배치한 경우를 전제로 하여 식(33)을 도출하였으나, 토릭형 광학 부재를 투영 광학계와 웨이퍼와의 사이에 배치한 경우에도 동일한 관계가 성립하기 때문에, 이 경우에는 이하의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
단, NAW는 투영 광학계의 웨이퍼측의 개구수이며, D1'는 토릭형 광학 부재와 후군(GR)과의 사이의 거리(쌍방의 광학계의 주점간격 거리)이다.
다음에, 제 11 도를 참조하면서 투영 광학계중의 전군(GF)와 후군(GR)과의사이, 바꾸어 말하면 개구 스톱 S의 근방에 정의 원주 렌즈(2)를 배치한 경우에 있어서 원주 렌즈(2)의 최적인 촛점 거리 범위에 대하여 검토한다.
제 11 도는 제 9 도에 도시한 투영 광학계의 전군 GF와 후군(GR)와의 사이에 토릭형 광학 부재로서의 정의 파워를 지닌 원주 렌즈(2)를 배치했을 때의 상태를 도시하고 있고, 이 원주 렌즈(2)의 파워는 제 11 도의 지면 방향(메리 디오날 방향)이다.
여기서, 제 11 도에 도시한 바와같이, 원주 렌즈(2)의 촛점 거리를 f2로 하고, 전군 GF와 원주 렌즈(2)와의 사이의 거리(쌍방의 광학계의 주점간격 거리)를 D2로 하면, 전군(GF)와 원주 렌즈(2)와의 합성 촛점 거리 (F2)는 이하의 관계가 성립한다.
또, 투영 광학계(GF, GR)의 결상 배율을 B2로 하고, 원주 렌즈(2)와 투영 광학계(GF, GR)와의 합성계에서의 결상 배율을 B2'로 하면, 이하의 관계가 성립된다.
따라서, 투영 광학계의 서지탈 방향과 메리디오날 방향에서의 배율차 △B2는이하와 같이 된다.
한편, 전군 GF와 원주 렌즈(2)와의 합성계에 의한 레티클 측의 주점을 H2, 전군 GF와 원주 렌즈(2)와의 합성계에 의한 레티클측에서의 촛점위치를 P2, 그 촛점위치 P2와 레티클(4)까지의 거리를 △S2, 투영 광학계(GF, GR)와 원주 렌즈(2)와의 합성계에 의한 레티클(4)의 결상 위치 Q2로부터 웨이퍼 (5)까지의 거리를 △S2'로 하면 이하의 관계가 성립된다.
여기서 △S2'는 투영 광학계의 서지탈 방향과 메리디오날 방향에서의 결상 위치의 차, 즉 비점수차량(비점격차)을 의미한다.
그래서 비점수차량을 투영 광학계의 레티클측에서의 촛점 심도 이내로 억제하기 위해서는 상기식 (31) 및 (39)에 의해 다음식이 도출된다.
따라서, (41)식을 충족시키도록 원주 렌즈(2)를 구성하여 이것에 의해 비점수차량을 촛점 심도 이내에 억제할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
이 (41)식을 일반적으로 표현하면, 토릭형 광학 부재의 직교될 방향에서의 파워차를 △f로 하여 이하와 같이 된다.
이와같이, 토릭형 광학 부재를 사용한 경우, 이 부재에 의한 비 점수차량을 투영 광학계의 레티클측에서의 촛점 심도 이내에 억제하기 위해서는, 상기식 (42)을 충족시키는 것이 바람직한 것이 이해된다. 또한, 상기식 (41) 및 (42)의 관계는, 투영 광학계의 레티클측에서의 촛점 심도 이내에 억제하기 위해서는, 상기식 (42)을 충족시키는 것이 바람직한 것으로 생각된다. 또한, 상기식 (41) 및 (42)의 관계는, 투영 광학계가 등배, 축소, 또는 확대의 배율을 가진 경우에도 성립하는 것은 말할 것도 없다.
한 예로서 투영 광학계의 레티클측의 개구수 NAR을 0.1, 노광광의 파장 λ를 436nm, fGF= 250mm, fGR= 250mm, 및 D2= 200mm로 한다. 상기식(41)으로부터 원주 렌즈의 메리디오날 방향에서의 촛점 거리 f2(일반적으로 말하면 상기식(42)으로부터, 토릭형 광학 부재의 직교된 방향에서의 파워차 △f)는, 1.43×106mm 이상으로 되고, 이때의 가변으로 할 수 있는 배율보정량(배율차 △B1)은, 35ppm(=3.5×10-5) 이하로 된다.
이상의 제 9도~제 11도에서 해석의 결과로부터 레티클과 투영 광학계와의 사이, 또는 투영 광학계와 웨이퍼와의 사이에 토릭형 광학 부재를 배치한 경우에는 비점수차에 대한 보정의 기여를 작게 억제하면서, 배율 오차에 대한 보정의 기여를 크게 할 수 있게 되고; 한편, 투영 광학계의 동공 혹은 그 근방에 토릭형 광학 부재를 배치한 경우에는, 배율 오차에 대한 보정의 기여를 작게 억제하면서 비점수차에 대한 보정의 기여를 크게 할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서 말하는 토릭 광학 부재란, 회전대칭의 구면의 1 방향에 대하여 많은 연마를 실시하고, 직교된 방향에서 상이한 파워를 지니게한 토릭 렌즈로 대체할 수 있다. 이와같은 토릭 렌즈를 사용한 투영 광학계에 대해서는 후술한다. 또한, 토릭 광학 부재는 직교된 방향에서 상이한 파워를 지닌 반사경 또는, 직교된 방향에서 상이한 파워를 지닌 분포형의 렌즈일 수 있다.
그런데, 지금까지의 설명은 투영 광학계의 광축에 대하여 회전 비대칭의 비구면으로서, 직교된 방향에서 상이한 파워가 있는 토릭 광학 부재를 사용하여 회전 비대칭으로 발생하는 비점수차, 상면만곡, 배율 오차 등을 보정하는 것에 대하여 설명하였다. 회전 비대칭으로 발생하는 이들의 수차나 배율 오차에 대하여 투영 광학계 내에서 회전 비대칭으로 국소적으로 무작위로 잔존하는 배율 오차 성분이나 왜곡수차 성분이 발생하는 경우에는, 광축 방향에 따라 이동가능 또는 광축을 중심으로 회전가능한 토릭 광학 부재의 1종으로서의 원주 렌즈의 렌즈면에 국소적으로 연마등의 가공을 실시한다. 그 가공이 실시된 원주 렌즈를 레티클과 웨이퍼와의 사이에 배치하면, 회전 비대칭으로 발생하는 비점수차, 상면만곡, 배율 오차의 보정에 대하여 랜덤하게 발생하는 배율 오차 성분이나, 왜곡 수차 성분을 보정할 수가있다.
또한, 투영 광학계가 회전 비대칭으로 국소적으로 무작위로 잔존하는 배율 오차 성분이나 왜곡 수차 성분만을 가지고 있는 경우에는 투영 광학계를 구성하는 광학 소자(렌즈 또는 반사경) 자체에 국소적으로 연마 등의 가공을 실시하면, 무작위로 발생하는 배율 오차 성분이나 왜곡 수차 성분을 보정하는 것도 가능하다.
또한, 투영 광학계가 회전 비대칭으로 국소적으로 무작위로 잔존하는 배율 오차 성분이나 왜곡수차 성분만을 가지고 있는 경우에 있어서, 무작위로 발생하는 배율 오차 성분이나 왜곡 수차 성분을 보정하기 위하여 소정의 두께를 지닌 평행 평면판에 국소적으로 연마등의 가공을 실시하고, 그 가공이 실시된 평행 평면판을, 레티클과 투영 광학계의 사이, 투영 광학계의 내부 또는 투영 광학계와 웨이퍼 와의 사이에 배치해도 무방하다. 단, 이 경우 평행 평면판은 소정의 두께를 가지고 있기 때문에, 구면 수차가 발생하나, 그 구면 수차를 보정할 수 있도록 투영 광학계를 미리 배열할 수 있다.
다음에 제 12도를 참조하면서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
제 12 도는 본 발명의 실시예에 의한 투영 노광 장치의 구성을 예시하고 있다. 제 12 도에 도시한 바와같이, 양측(또는 한쪽) 텔리센트릭한 투영 렌즈(36)의 윗쪽에는 도시하지 않은 레티클 스테이지에 유지된 레티클(35)이 배치되고, 레티클(35)과 투영 렌즈(36)와의 사이에는, 그 투영 렌즈(36)의 광축에 대하여 회전 비대칭의 파워를 지닌 광학수단으로서 직교된 방향이 상이한 파워를 지닌 토릭형 광학 부재가 배치되어 있다. 이 토릭형 광학 부재는 레티클측으로부터 순차적으로 투영 렌즈에 대해 오목면을 갖고 지면 방향으로 부의 파워를 지닌 부의 원주 렌즈(1)와, 레티클 측에 대해 볼록면 갖고 지면방향으로 정의 파워를 지닌 정의 원주 렌즈(2)를 가지며, 원주 렌즈(1)와 원주 렌즈(2)는 투영 렌즈(36)의 광축을 중심으로 각각 회전가능하게 설치되어 있다.
또, 투영 렌즈(36)에 관하여 레티클(35)과 켤레(conjugate) 관계에 있는 위치에는, 웨이퍼 스테이지(37) 상에 적재된 웨이퍼(38)가 배치되어 있고, 이 웨이퍼 스테이지(37)는, 2차원적으로 이동가능한 XY스테이지 및 투영 렌즈(36)의 광축 방향으로 이동가능한 Z스테이지로부터 구성되어 있다.
한편, 레티클(35)의 윗쪽은 레티클(35)을 균일하게 코홀러(Khler) 조명하기 위한 조명 광학계(21, 22, 23, 24, 25, 32, 33, 34)가 설치되어 있고, 조명 광학계 중에는 투영 렌즈의 광학 특성을 계측하기 위한 계측계(42)와, 후술하는 노광광(1L)하고는 동일한 파장광에 의해 레티클(35)과 웨이퍼 (38)와의 상대적인 위치 검출을 광학적으로 행하는 제 1 얼라인먼트계(47)를 포함한다.
또, 투영 렌즈(36)의 외측에 오프-엑시스(off-axis) 형의 제2 얼라인먼트계(48)는, 후술하는 노광광(1L)과는 상이한 파장광에 의해 웨이퍼(38)의 위치를 광학적으로 검출한다.
제 12 도에 도시한 실시예를 구체적으로 설명하면, 수은등과 같은 광원(21)으로부터 방사되는 노광광(1L)은 타원경(22)에 의해 집광되고, 반사 거울(23)에 의해 반사된 후, 콜리메이터(collimator) 렌즈(24)에 의해 대략 평행광속으로 변환되고, 플라이 아이(fly eye)렌즈로 된 광학 인테그레이터(25)에 입사한다. 타원경(22)의 제 2 촛점 근방에는 셔터(26)가 배치되고, 이 셔터(26)를 모터와 같은 구동부(27)를 통하여 회전함으로써, 그 노광광(1L)을 수시 차단할 수 있다.
셔터(26)로 노광광(1L)을 차단하고 있을 때는 그 셔터(26)에 의해 반사된 노광광(1L)이 타원경(22)의 광축에 대략 수직방향으로 사출된다. 따라서 이와같이 사출된 노광광(1L)은 집광 렌즈(28)에 의해 라이트 가이드(29)의 하나의 말단에 입사된다. 따라서, 광원(21)으로부터 방사되는 노광광(1L)은 광학 인테그레이터(25) 또는 라이트 가이드(29)의 어딘가에 입사된다.
광학 인테그레이터(25)에 노광광(1L)이 입사되면, 광학 인테그레이터(25)의 레티클 측의 촛점면에는 다수의 2차 광원상(이하, 단순히 2차 광원이라 칭한다)이 형성된다. 이 2차 광원 형성면에는 가변개구 조리개(30)가 배치되어 있다. 그들 2차 광원으로부터 사출된 노광광(1L)은 광축에 대하여 45도 경사하여 배치된 반 거울(31)을 투과한 후에, 제 1 의 집광 렌즈(32), 색선별 거울(33), 및 제 2 집광 렌즈(34)를 경유하여 레티클(35)의 하부면측의 패턴영역을 균일한 조명도로 조명한다.
노광시에는, 토릭형 광학 부재(1, 2) 및 투영 렌즈(36)에 의해 레티클(35)의 패턴상이 웨이퍼(38)상에 결상된다. 이 경우, 광학 인테그레이터(25)의 2차 광원 형성면은 투영 렌즈(36)의 동공면과 켤레관계에 있으며, 그 2차 광원 형성면에 배치된 가변개구 조리개(30)의 구경을 조정함으로써, 레티클(35)을 조명하는 조명광학계의 일치성을 나타내는 σ치를 변경할 수 있다. 레티클(35)을 조명하는노광광(1L)의 최대 입사각을 θ1L, 투영 렌즈(36)의 레티클(35) 측의 개구반각을 θPL로 하면, σ치는 Sin θ1L/Sin θPL로 표시할 수 있다. 여기서 σ치는 약 0.3 내지 0.7 범위내에서 설정된다.
또한, 투영 렌즈(36)의 동공위치에는 도시하지 않으나 개구조리개가 설치되어 있고, 이 개구조리개의 개구를 가변으로 되도록 구성해도 무방하다.
또, 웨이퍼 스테이지(37)의 웨이퍼 홀더 근방에는, 예컨대 유리판으로 된 조정판(39)이 고정 설치 되어 있고, 이 조정판(39)의 투영 렌즈(36)측의 면에는 기준 패턴이 형성되어 있다. 이 것에 대응하여 투영 렌즈(36)의 이미지 필드 내에서, 또한 레티클(35)의 패턴영역 근방에는, 그 조정판(39)상의 기준 패턴과 투영 렌즈(36)에 관하여 켤레관계의 위치에 레티클마크(RM)가 형성되어 있다. 한 예로서 조정판(39)측의 기준 패턴은 차광부 중에 형성된 십자형의 개구 패턴으로서, 웨이퍼 (35)측의 레티클 마크(RM)는 그 기준 패턴에 토릭형 광학 부재(1,2) 및 투영 렌즈(36)에 의한 투영 배율을 곱하여 얻어진 패턴의 명암을 반전시켜 얻어진 패턴이다.
웨이퍼 스테이지 (37)의 조정판(39)의 하부면에는 집광 렌즈(41) 및 반사 거울(40)이 배치되고, 집광 렌즈(41)의 후측 촛점면에 라이트 가이드(29)의 사출끝이 고정되어 있다. 이 라이트 가이드(29)의 사출끝면은 투영 렌즈(36)의 동공면과 켤레관계에 있으므로 가변 개구 조리개(30)와도 켤레관계에 있다. 또, 이 라이트 가이드(29)의 사출끝의 발광면은, 가변 개구조리개(30)상에의 투영상의 크기가 가변개구 조리개(30)의 구경에 대략 동등하게 되도록 취하고 있기 때문에, 조정판(39) 상의 기준 패턴은 노광광(1L)용의 조명 σ치에 대략 동등한 조명 σ치로 조명된다.
또한, 노광광(1L)의 조명광학계 중에 있어서, 반 거울(31)에 관하여 가변 개구 조리개(30)와 켤레관계의 위치에 포토멀티플라이어(42)의 수광부가 배치되어 있다. 즉, 포토멀티플라이어(42)의 수광부는 투영 렌즈(36)의 동공면 및 라이트 가이드(29)의 사출 끝면과 켤레관계가 되도록 배치되어 있다. 그 수광부의 검출면은 그 위에 투영될 라이트 가이드(29)의 사출 끝의 발광면의 상 보다도 크게 취하여 광량 손실을 방지하고 있다. 따라서, 조정판(39)의 기준 패턴을 하부면측으로부터 조명할 경우에는, 조정판(39)이 투영 렌즈(36)의 이미지 필드의 어느 위치에 존재하여도 조정판(39)의 기준 패턴으로부터 사출된 빛의 대부분은 투영 렌즈(36) 및 토릭형 광학 부재(1,2)에 입사되고, 레티클(35)의 레티클 마크(RM)를 경유하여 포토멀티플라이어(42)의 수광면에 입사된다.
중앙처리 유니트(43)(이하, CPU라 칭한다)는, 포토멀티플라이어(42)와 전기적으로 접속되어 있고, 이 포토멀티플라이어(42)로부터 출력되는 광전변환 신호가 CPU(43)에 공급된다. 또, 웨이퍼 스테이지(37)의 상부면에는 X방향용 미러 및 도시하지 않은 Y방향용 미러가 고정되고, 레이저 간섭계(44) 및 그들 2개의 미러를 사용함으로써, 웨이퍼 스테이지(37)상의 위치의 좌표를 항상 모니터할 수 있다. 레이저 간섭계(44)로부터 CPU(43)에 대하여 그 웨이퍼 스테이지(37)로부터의 좌표정보가 공급되고, CPU(43)는 스테이지 구동부(45)를 통하여 그 웨이퍼 스테이지 (37)의 위치를 소망의 좌표 위치까지 이동시킬 수 있다.
다음에 본 실시예의 동작에 대하여 설명한다. 조립 오차 등에 의해 투영 렌즈(36)및 토릭형 광학 부재(1,2)내에서 잔존하는 투영 광학계의 광축에 대하여 회전 비대칭의 광학 특성(비점수차, 상면만곡, 배율 오차, 왜곡수차)을 계측하기 위하여 먼저, 도시하지 않은 레티클 스테이지에는 제 13 도에 도시한 바와같은 미리 기준 레티클(35′)이 배치되어 있다. 이 기준레티클(35′)의 패턴영역에는 제 13 도에 도시한 바와같이 십자형상의 크롬등의 차광패턴이 2차원적으로 소정의 간격으로 배열되고 있다.
CPU(43)는 구동부(27)를 통하여 셔터(26)로 노광광(1L)을 차단한 후에, 스테이지 구동부(45)를 통하여 웨이퍼 스테이지(37) 상의 조정판(39)을 투영 렌즈(36)의 이미지 필드내에 이동시킨다. 이것에 의해, 셔터(26)로부터 반사된 노광광(1L)(이하, 단순히 조명광이라 칭한다) 이 집광 렌즈(28) 및 라이트 가이드(29)를 통하여 웨이퍼 스테이지 (37)의 내부에 사출된다. 이 조명광은 반사미러 (40)로 반사된 후에, 집광 렌즈(41)로 대략 평행광속으로 변환되어서 조정판(39)에 형성된 기준 패턴을 하부 면측으로부터 조명한다. 이 조정판(39)의 기준 패턴은, 투영 렌즈(36) 및 토릭형 광학 부재(1,2)에 의해, 기준레티클(35′)의 차광패턴 상에 투영되고, 이 2개의 패턴끼리의 정합상태는, 제 2의 집광 렌즈(34), 색선별 거울(33), 제 1 의 집광 렌즈(32) 및 반 거울(31)을 통하여 포토멀티플라이어(42)로서 광전적으로 검출된다. 그리고, CPU(43)는 기준 레티클(35′) 내에서 2차원적으로 배열된 복수의 차광 패턴 위치의 좌표를 포토멀티플라이어(42)를 통하여 순차적으로 검출하기 위하여, 레이저 간섭계(44)를 통하여 웨이퍼 스테이지(37)의 좌표위치를 항상 모니터하면서 스테이지 구동부(45)를 통하여 웨이퍼 스테이지(37)를 순차적으로 이동시킨다. 이것에 의해 포토멀티플라이어(42)는 기준 레티클(35′)내에서 2차원적으로 배열된 복수의 차광패턴과 조정판(39)의 기준 패턴과의 정합상태를 각각 광전적으로 검출하고, CPU(43)는 각각의 정합상태로 되는 좌표위치를 레이저 간섭계(44)를 통하여 CPU(43) 내부의 도시하지 않은 제 1 메모리부에서 순차적으로 저장한다. 또한, CPU(43) 내부에는 도시하지 않은 제 2 메모리부 및 제 1 보정량 산출부를 가지고 있고, 이 제 2메모리부에는 투영 광학계의 광축에 대하여 회전 비대칭의 광학 특성(비점수차, 상면만곡, 배율 오차, 왜곡수차)와 토릭형 광학 부재(1,2)의 상대적인 회전량에 관한 상관적인 정보가 미리 저장한다. 따라서, 제 1 보정량 산출부는 제 1 및 제 2 메모리부로부터의 정보에 의거하여 토릭형 광학 부재(1,2)의 보정해야 할 최적의 상대적인 회전량을 산출한다. 그리고, 이 제 1 보정량 산출부로부터의 보정 정보에 의거하여 CPU(43)는 구동신호를 모터등의 구동부(46)에 출력하고, 구동부(46)는 소정의 보정량(회전량)만을 토릭형 광학 부재(1,2)의 상대적으로 회전시킨다.
이상의 동작이 완료된 후, 실제의 프로세스에 사용하는 통상의 레티클(35)이, 도시하지 않은 레티클 스테이지 상에 설정되고, CPU(43)는 구동부(27)를 통하여 셔터(26)를 전환한다. 이것에 의해, 노광광(1L)은 조명광학계를 통하여 레티클(35)을 조명하여, 레티클(35)의 패턴상은 토릭형 광학 부재(1,2) 및 투영 렌즈(36)를 통하여 웨이퍼(38) 상에 충실하게 전사된다. 이와같이 투영노광 장치에 의한 노광 전사를 연속적으로 행하면, 투영 렌즈(36)에는 노광광(1L)에 의한 열에너지가 비축되고, 투영 렌즈(36)의 광학 특성의 변동이 생길 것이다. 따라서, 노광 전사의 동작도중에서 정기적으로 이상에서 설명한 바와같이 투영 렌즈(36)에 의한 광학 특성을 계측하고, 그 계측된 결과에 의거하여 토릭형 광학 부재(1,2)를 회전시킨다. 이때, 투영 렌즈(36)를 구성하는 렌즈 사이에서의 압력을 제어하여, 투영 렌즈(36)를 자체의 배율을 조정한다고 하는 주지의 기술과 병용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 토릭형 광학 부재(1,2)의 상대적인 회전량에 의해 투영 렌즈(36)에 잔존하는 회전 비대칭의 광학 특성(비점수차, 상면만곡, 배율 오차, 왜곡수차)이 완전히 최적화된 상태로 보정되어 있는가를 확인하는 것이 바람직하다. 이 경우에는 이상에서 설명한 동작을 반복하면, 보다 완전한 보정이 달성될 수 있다.
또, 투영 렌즈(36) 내에 잔존하는 배율 오차, 왜곡수차를 계측할 때에는 웨이퍼 스테이지(37)를 2차원적으로 이동시켜서 기준 레티클(35′) 내의 각 차광패턴의 좌표위치를 구하면 된다. 투영 렌즈(36) 내에 잔존하는 비점수차, 상면만곡을 보다 정확하게 계측할 때에는, 웨이퍼 스테이지(37)를 투영 렌즈(36)의 광축 방향에 이동 시키면서, 포토멀티플라이어(42)로부터의 출력신호의 콘트라스트가 최대로 되는 것과 같은 기준 레티클(35′) 내의 각 차광패턴의 좌표위치를 구하면 된다.
그리고, 본 실시예의 투영 노광 장치는, 반도체 제조 프로세스 등에 의해 웨이퍼 (38)의 비선형 신축, 또는 복수의 투영 노광 장치에 의해 반도체를 제조하는 경우에서의 투영 노광 장치간의 배율 오차 및 왜곡수차의 차가 생길 경우에도 충분히 대응할 수가 있다. 구체적으로는 우선 CPU(43)는 웨이퍼 상에 형성되어 있는 복수의 웨이퍼 마크의 좌표위치를 투영 렌즈(36)의 외부측에 설치되어 있는 제 2 얼라인먼트계(48)를 통하여 순차, 광학적으로 검출하기 위하여 레이저 간섭계(44)를 통하여 웨이퍼 스테이지(37)의 좌표위치를 항상 모니터하면서, 스테이지 구동부(45)를 통하여 웨이퍼 스테이지(37)를 순차적으로 이동시킨다. 이 것에 의해 CPU(43)는 제 2 얼라이먼트계(48) 및 레이저 간섭계(44)로부터 얻어지는 웨이퍼 상에 형성된 각 웨이퍼 마크의 좌표위치를 CPU(43)의 내부의 도시하지 않은 제 3 의 메모리부에서 순차적으로 저장한다. 그 위에 CPU(43)내부에는 도시하지 않은 제 4 메모리부 및 제 2 보정량 산출부를 가지고 있고, 이 제 4 메모리부에는 투영 광학계의 광축에 대하여 회전 비대칭의 광학 특성(비점수차, 상면만곡, 배율 오차, 왜곡수차)와 토릭형 광학 부재(1,2)의 상대적인 회전량에 관한 상관적인 정보가 미리 저장되어 있다. 따라서, 제 2 보정량 산출부는 제 3 및 제 4 메모리부로부터의 정보에 의거하여, 토릭형 광학 부재(1,2)의 보정해야할 최적의 상대적인 회전량을 산출한다. 그리고, 이의 보정량 산출부로부터의 보정 정보에 의거하여 CPU(43)는 구동신호를 모터등의 구동부(46)에 출력하고, 구동부(46)는 소정의 보정량(회전량)만을 토릭형 광학 부재(1,2)를 상대적으로 회전시킨다.
이상의 제 12 도에 도시한 실시예에서는 토릭형 광학 부재(1,2)의 상대적인 회전량에 의해 투영 렌즈(36)에 잔존하는 회전 비대칭의 광학 특성(비점수차, 상면만곡, 배율 오차, 왜곡수차)를 보정하는 예를 기술하였으나, 토릭형 광학 부재(1,2)를 상대적으로 투영 렌즈(36)의 광축 방향에 이동시켜도 됨은 말할 것도 없다. 또, 제 12 도의 실시 예에서는 투영 렌즈(36)에 잔존하는 회전 비대칭의 광학 특성(비점수차, 상면만곡, 배율 오차, 왜곡수차)를 자동보정하는 예를 예시하였으나, 토릭형 광학 부재(1,2)의 회전 또는 이동을 매뉴얼적으로 행하는 것도 가능하다.
또, 본 실시예 중의 광원(21), 타원경(22) 및 콜리메이터 렌즈(24) 대신에 평행 광속을 공급하는 엑시머 레이저 등의 레이저 광원을 사용할 수 있다. 또한, 이 레이저 및 이 레이저 광을 소정의 광속단면의 빛으로 변환하는 빔 익스팬더를 편성할 수도 있다.
그리고, 제 12 도에 도시한 실시예에서는, 레티클과 투영 렌즈 간에 토릭형 광학 부재(1,2)를 배치한 예를 기술하였으나, 이 배치에 한정되지는 않는다. 예를들어, 제 14A 내지 14F 도에 도시한 바와같은 배치를 할 수도 있다.
제 14A 도는, 투영 렌즈(36)와 웨이퍼 (38)와의 사이에 토릭형 광학 부재(1,2)를 배치한 예를 예시하고 있다. 도시한 바와같이 토릭형 광학 부재(1,2)는 웨이퍼(38)측으로부터 순차적으로 레티클(35)측에 오목면을 향하게 한 부의 원주 렌즈(1)와 웨이퍼(38)측에 볼록면을 향하게 한 정의 원주 렌즈(2)를 가지고 있다. 이 구성에 의하면 제 12 도에 도시한 실시 예와 동일하게 비점수차에 대하여 그다지 영향을 미치지 않고 배율 오차의 보정에 대하여 크게 기여 시킬 수 있다.
따라서, 투영 렌즈(36) 내에서 배율 오차가 크게 잔존하고 있는 경우에 있어서 유효(제12도에 도시한 실시예와 동일하게 유효)하다.
제 14B 도는, 전군(36A)과 후군(36B)으로 형성되는 투영 렌즈(36)에 있어서, 전군(36A)과 후군(36B)과의 사이, 즉 투영 렌즈(36)의 동공위치 혹은 그 근방에 토릭형 광학 부재(1,2)를 배치한 예를 예시하고 있다. 도시한 바와같이, 토릭형 광학 부재(1,2)는 레티클(35)측으로부터 순차적으로 웨이퍼(38)측에 오목면을 향하게 한 부의 원주 렌즈(1)와, 레티클(35)측에 볼록면을 향하게 한 정의 원주 렌즈(2)를 가지고 있다. 이 구성에 의하면 배율 오차에 대하여 그다지 영향을 미치지 않고 비점수차의 보정에 대하여 크게 기여시킬 수 있다. 따라서, 투영 렌즈(36)내에서 비점수차가 크게 잔존되어 있는 경우에 있어서 유효하다.
제 14C 도는 투영 렌즈(36)를 끼워서 레티클(35)측과 웨이퍼(38)측에 각각 토릭형 광학 부재(2A, 2B)를 배치한 예를 예시하고 있다. 도시한 바와같이, 레티클(35)과 투영 렌즈(36)와의 사이에는, 웨이퍼(38) 측에 볼록면을 향하게 한 제 1 의 정의 원주 렌즈(2A)가 설치되어 있고, 투영 렌즈(36)와 웨이퍼(38) 사이에는 레티클(35)측에 오목면을 향하게 한 제 2 의 정의 원주 렌즈(2B)가 설치되어 있다. 이 구성에 의하면 제 12 도 및 제 14 도 A에 도시한 예와 동일하게 비점수차에 대하여 그다지 영향을 미치지 않고, 배율 오차의 보정에 대하여 크게 기여시킬 수 있다.
제 14D 도는 제 14C 도를 다시 응용한 예를 예시하고 있고, 투영 렌즈(36)를 끼우고 레티클(35)측과 웨이퍼(38)측에 각각 배치된 정의 원주 렌즈(2A, 2B)의 각각에 부의 원주 렌즈(1A, 1B)를 편성한 예를 예시하고 있다. 이 구성에 의하면 비점수차에 대하여 그다지 미치지 않고 배율 오차의 보정에 대하여 크게 기여시킬 수 있다. 이 경우, 제 1의 토릭형 광학 부재(1A, 2A)와 제 2의 토릭형 광학 부재(1B, 2B)내의 한쪽에 의해 투영 렌즈(36)에 잔존하는 배율 오차를 주로 보정하고, 다른쪽에 의해 웨이퍼(38)의 신축에 대한 배율 오차의 보정을 행하여도 무방하다. 또한, 이 구성에 의거하여 제 1 의 토릭형 광학 부재(1A, 2A)와 제 2 의 토릭형 광학 부재(1B, 2B)내의 한쪽의 파워를 강하게 하고, 다른쪽을 약하게 되도록 구성하면, 한쪽의 파워가 강한 토릭형 광학 부재에서는, 비점수차에 대하여 그다지 영향을 미치지 않고 배율 오차의 거친 조정이 행할 수 있으며, 다른쪽의 파워가 약한 토릭형 광학 부재에서는 비점수차에 대하여 그다지 영향을 미치지 않고 배율 오차의 미세조정을 행할 수 있다.
제 14E 도는, 제 14A 도와 제 14B 도를 편성하여 다시 응용한 예를 예시하고 있다. 도시한 바와같이 레티클(35)과 투영 렌즈(전군 36A)와의 사이에는 부의 원주 렌즈(1A)와 정의 원주 렌즈(2A)로 구성되는 제 1 의 토릭형 광학 부재(1A, 2A)가 설치되어 있고, 투영 렌즈(36) 중에 있어서의 전군(36A)과 후군(36B)과의 사이(투영 렌즈 36의 동공위치 혹은 그 근방)에는, 부의 원주 렌즈(1B)와 정의 원주 렌즈(2B)로 구성되는 제 2의 토릭형 광학 부재(1B, 2B)가 설치되어 있다. 이 구성에 의하면 제 1 의 토릭형 광학 부재(1A, 2A)에서는 비점수차에 대하여 그다지 영향을 미치지 않고 배율 오차의 조정을 행할 수 있고, 제 2의 토릭형 광학 부재(1B, 2B)에서는 배율 오차에 대해서 그다지 영향을 미치지 않고 비점수차의 조정이 행할 수 있다. 즉, 배율 오차와 비점수차를 서로 독립적으로 보정할 수 있다.
제 14F 도는 제 14D 도와 제 14E 도를 편성한 예를 예시하고 있고, 배율 오차와 비점수차를 각각 독립적으로 보정에 더하여, 각각의 배율 오차와 비점수차에 대해서 거친조정과 미세조정을 행할 수 있다.
이상의 설명에 있어서는 투영 렌즈(36)하고는 별도로 토릭형 광학 부재인 원주 렌즈(1,2) 등이 설치되어 있으나, 투영 렌즈(36)를 구성하는 일부의 렌즈가 회전 비대칭의 파워를 지니도록 할 수도 있다.
다음에 이와같은 구성을 가지는 투영 렌즈(36)에 대하여 설명한다.
제 15 도에 도시한 투영 렌즈(26)에 있어서, 렌즈(L1, L2)의 한 면은 토릭면에 가공되어 있고, 제 15도의 지면방향의 곡율은 각각 ram·rbm로 되어 있다.
이 제 15 도에 도시한 투영 렌즈(36)를 지면방향(지면과 평행한 방향)에서 봤을때의 상태를 제 16 도에 도시한다.
토릭면에 가공되어 있는 렌즈(L1, L2)의 곡율은 제 16 도에 도시한 지면방향에 있어서 각각 ras·rbs로 되어 있고, 하기의 관계를 갖는다.
토릭면에 가공된 렌즈(L1, L2)는, 광축(Ax)을 중심으로 회전가능하게 되어 있고, 구동부(46)에 의해 회전가능하다.
이 렌즈(L1, L2)에 있어서의 토릭면의 서로에 직교된 그 방향에서의 파워차(△f)가, 식(33)을 충족되도록 하면, 비점수차량을 투영 렌즈(36)의 레티클 측에서의 촛점 심도 내에 억제하면서 회전 비대칭의 배율 오차를 양호하게 보정할 수 있다.
동일하게 투영 렌즈(36)에 있어서 렌즈(L8, L9)의 편면은 각각 토릭면에 가공되어 있고, 광축(Ax)을 중심으로 하여 구동부(46)에 의해 회전가능하게 되어 있다.
이 토릭면의 곡율은 제 15 도의 지면방향에 있어서 rcm, rdm으로 되어 있고, 제 16 도의 지면방향의 곡율은 rcs, rds로 되어 있다. 또, 하기의 곡률간의 관계를 갖는다.
렌즈(L8, L9)의 토릭면의 서로 직교된 그 방향에서의 파워차(△f)가, 식 (38)에서 부여되는 회전 비대칭의 배율 오차가 작아지도록 선택되어 있으면 회전 비대칭의 배율 오차 발생을 억제하면서 비점수차를 양호하게 보정할 수 있다.
이와같은 투영 렌즈(36)를 사용한 시스템 전체의 구성을 제 17 도에 도시한다. 구동부(46)는 렌즈(L1, L2) 쌍 및 렌즈(L8, L9) 쌍의 어느 한쪽 쌍을 회전시킨다.
또한, 제 15 도 및 제 16 도에 도시한 투영 렌즈계(36)에 있어서, 렌즈(L1, L2, L8, L9) 이외의 렌즈, 즉, 렌즈(L3～L7, L10～L14)의 일부를 토릭형 광학 부재로 배열 할 수 있다.
상기한 바와같이 본 발명은 여러 방식으로 변형시킬 수 있다. 이러한 변형은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 것으로 간주되며 이러한 모든 변형은 당업자에게는 하기 특허청구범위의 범위에 포함되는 것임이 명확하다.
참고 출원에는 일본국 출원 제 5-323721 호(1993.12.22.)가 있다.
제 1 도는 토릭 렌즈(toric lens)를 부의 원주 렌즈(negative cylindrical lens)로 했을 때의 원리도이다.
제 2 도는 토릭 렌즈를 정(positive)의 원주 렌즈로 했을때의 원리도이다.
제 3 도는 제 1 도의 부의 원주 렌즈에 의한 작용을 도시한 도면이다.
제 4 도는 제 2 도의 정의 원주 렌즈에 의한 작용을 도시한 도면이다.
제 5 도는 제 3 도에 도시한 가상평면에서의 광속(beam) 단면의 상태를 도시한 평면도이다.
제 6 도는 제 4 도에 도시한 가상평면에서의 광속단면의 상태를 도시한 평면도이다.
제 7 도는 제 3 도에 도시한 부의 원주 렌즈의 기하학적-광학 관계를 나타낸 도면이다.
제 8 도는 제 4 도에 도시한 정의 원주 렌즈의 기하학적-광학 관계를 나타낸 도면이다.
제 9 도는 투영 광학계의 기하학적-광학인 관계를 나타낸 도면이다.
제 10 도는 제 9 도에 도시한 투영 광학계와 레티클과의 사이에 토릭 렌즈로서의 원주 렌즈를 배치했을때의 기하학적-광학인 관계를 나타낸 도면이다.
제 11 도는 제 9 도에 도시한 투영 광학계의 동공 근방에 토릭 렌즈로서의 원주 렌즈를 배치했을때의 기하학적인 관계를 나타낸 도면이다.
제 12 도는 본 발명에 의한 실시예의 전체구성을 나타내는 도면이다.
제 13 도는 기준 레티클의 구성을 나타내는 평면도이다.
제 14A 도는 레티클과 투영 렌즈와의 사이에 토릭 렌즈로서의 정의 원주 렌즈와 부의 원주 렌즈를 배치했을 때의 상태를 나타낸 도면이다.
제 14B 도는 투영 렌즈의 동공위치 또는 그 근방에 토릭 렌즈로서의 정의 원주 렌즈와 부의 원주 렌즈를 배치했을 때의 상태를 나타낸 도면이다.
제 14C 도는 레티클과 투영 렌즈와의 사이 및 투영 렌즈와 웨이퍼와의 사이의 각각에, 토릭 렌즈로서의 정의 원주 렌즈를 배치했을 때의 상태를 나타내는 도면이다.
제 14D 도는 레티클과 투영 렌즈와의 사이 및 투영 렌즈와 웨이퍼와의 사이의 각각에, 토릭 렌즈로서의 정의 원주 렌즈와 부의 원주 렌즈를 배치했을 때의 상태를 나타내는 도면이다.
제 14E 도는 레티클과 투영 렌즈와의 사이 및 투영 렌즈의 동공 위치 또는 그 근방의 각각에 토릭 렌즈로서의 정의 원주 렌즈와 부의 원주 렌즈를 배치했을 때의 상태를 나타내는 도면이다.
제 14F 도는 레티클과 투영 렌즈와의 사이 및 투영 렌즈의 동공 위치 또는 그 근방 및 투영 렌즈와 웨이퍼와의 사이의 각각에 토릭 렌즈로서의 정의 원주 렌즈와 부의 원주 렌즈를 배치했을 때의 상태를 나타내는 도면이다.
제 15 도는 투영 렌즈를 구성하는 렌즈의 일부를 회전 비대칭의 렌즈파워를 지닌 토릭형 광학 부재로 한 실시예를 도시한 구성도이다.
제 16 도는 제 15도에 도시한 투영 렌즈를 제 15 도의 지면과 평행한 방향으로부터 본 바를 나타낸 렌즈 구성도이다.
제 17 도는 제 15도 및 제 16도에 도시한 투영 렌즈를 사용한 실시예의 전체구성을 나타낸 도면이다.

Claims (7)

  1. 소정의 패턴이 형성된 레티클을 조명하는 조명계와 ;
    상기 조명계에 의해 조명된 상기 레티클의 상을 소정의 배율하에서 기판에 투영하는 투영광학계를 포함하고,
    여기서, 상기 투영광학계는, 조정 가능하게 설치되어 상기 투영광학계의 결상 성능에 기여하는 광학유니트를 포함하고,
    상기 광학유니트는, 상기 투영광학계에 잔존하는 상기 투영광학계의 광축에 관하여 회전 비대칭인 광학특성을 보정하기 위해 상기 투영광학계의 광축에 관하여 회전 비대칭인 광학특성을 갖는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학유니트의 회전비대칭인 광학특성은 회전비대칭적인 굴절력을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광학유니트는, 상기 투영광학계의 광축에 관하여 회전가능하고 또한 상기 투영광학계의 광축에 따라 이동 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 광학유니트는, 직교한 방향에 있어서 다른 굴절력을 갖는 토릭형 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 토릭형 광학계는, 직교한 방향에 있어서 다른 굴절력을 갖는 제1 및 제2렌즈 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2렌즈 요소는, 상기 투영광학계의 광축에 관하여 상대적으로 회전가능하고 또한 상기 투영광학계의 광축에 따라 상대적으로 이동가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 광학유니트는, 상기 광축에 관하여 회전 비대칭인 제1광학면을 갖는 제1광학부재와, 상기 광축에 관하여 회전 비대칭인 제2광학면을 갖는 제 2광학부재를 포함하고,
    여기서, 상기 제1광학부재와 상기 제2광학부재 중 하나는, 상기 제1광학 부재와 상기 제2광학부재의 상대적인 위치를 변화시키기 위해 조정 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
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