TW201344378A

TW201344378A - 光學系統、曝光裝置、及元件製造方法

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Publication number: TW201344378A
Application number: TW102112172A
Authority: TW
Inventors: Nobuhiko Yabu
Original assignee: Canon Kk
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2013-11-01
Also published as: JP2013219089A; KR20130112753A; CN103364963A

Abstract

一種光學系統，係被配置於從物體面至像面的光路上，並調整將配置於物體面的物體的像投影到像面的投影光學系統的倍率及焦點；其特徵在於，具備：第1光學元件，具有與投影光學系統的光軸正交的平面及位於平面的相反面之曲面；第2光學元件，具有與第1光學元件的曲面相對之曲面；第3光學元件，具有在與投影光學系統的光軸正交的第1方向上擁有母線的圓柱面；以及，第4光學元件，具有與在第1方向上擁有母線的第3光學元件的圓柱面相對的圓柱面、和位於該圓柱面的相反面且與投影光學系統的光軸正交的平面。第2光學元件，係具有在曲面的相反面相對於第1方向擁有梯度的傾斜平面。第3光學元件，係具有在圓柱面的相反面與第2光學元件的傾斜平面相對置、且相對於第2光學元件的傾斜平面平行的傾斜平面。

Description

光學系統、曝光裝置、及元件製造方法

本發明係有關光學系統、具備光學系統的曝光裝置以及使用曝光裝置製造元件的元件製造方法。

圖9是表示以往的構成曝光裝置的投影光學系統的投影光學單元的結構的圖。該曝光裝置被稱為所謂的多掃描型投影曝光裝置，在多個投影光學單元之間搭載調整焦點位置以及倍率的機構(日本特開2004-145269號公報)。曝光裝置係具備：對配置於投影光學系統的物體面OP的遮罩M進行掃描的遮罩台MS(mask stage)、以及對配置於投影光學系統的成像面IP的玻璃基板P進行掃描的基板台PS。第1成像光學系統K1係根據來自遮罩M的光，在中間成像面MP上形成遮罩圖案的中間像。第2成像光學系統K2係根據來自該中間像的光，將遮罩圖案的像形成在玻璃基板P上。作為調整焦點位置的機構，由2個楔形透鏡構成的焦點補正光學系統70係以使一方的楔形透鏡在與光軸正交的方向(Y方向)移動的方式來補正焦點。作為調整倍率的機構，倍率補正光學系統80由3 個透鏡構成，並具有相對置配置的凹型以及凸型X圓柱面、同樣相對置配置的凹型以及凸型Y圓柱面。以改變相對置配置的凹型以及凸型圓柱面的間隔的方式，獨立地補正縱橫倍率(日本特開2010-39347號公報)。

但是，如果補正光學系統變多，則由於玻璃材料費以及加工費的增加，而成為使曝光裝置的成本增大的主要原因。另外，在高NA(例如NA0.12以上)的投影光學系統中，為了使光束的擴散變大，投影光學單元內的空間減少。因此，存在以下問題：在高NA的投影光學系統中不能配置補正機構、或者能夠配置的地方受到限制。

本發明鑒於前述問題，提供一種能夠利用透鏡個數少的結構來獨立地調整焦點和倍率的光學系統。

有關達成前述目的的本發明的一個面向的光學系統係被配置在從物體面到像面的光路上，並且調整將配置於前述物體面的物體的像投影到前述像面的投影光學系統的倍率以及焦點；其特徵為，具備：第1光學元件，具有：與前述投影光學系統的光軸正交的平面、以及位於在前述平面的相反面之曲面，第2光學元件，具有與前述第1光學元件的前述曲面相對置的曲面，第3光學元件，具有在與前述投影光學系統的光軸正交的第1方向上擁有母線圓柱面，以及第4光學元件，具有與在前述第1方向上擁有母線的前述第3光學元件的前述圓柱面相對置的圓柱面、以及位於該圓柱面的相反面且與前述投影光學系統的光軸正交的平面；前述第2光學元件，係具有在前述曲面的相反面相對於前述第1方向擁有梯度的傾斜平面；前述第3光學元件，係具有在前述圓柱面的相反面與前述第2光學元件的傾斜平面相對置、且相對於前述第2光學元件的前述傾斜平面平行的傾斜平面。

另外，有關本發明的另一面向的曝光裝置具有將遮罩的圖案投影到基板的投影光學系統，前述投影光學系統具備前述光學系統。

另外，有關本發明的另一面向的元件製造方法，具有：通過前述曝光裝置對塗布有感光劑的基板進行曝光的製程、以及顯影前述感光劑的製程。

根據本發明，能夠提供一種利用透鏡個數少的結構來可以獨立地調整焦點以及倍率的光學系統。

從以下示意性的實施方式的描述(參照附圖)本發明進一步的特徵將變得明顯。

1‧‧‧光源

2‧‧‧光纖

3‧‧‧照明光學系統

11‧‧‧圓弧形的區域

13‧‧‧第1平面鏡

14‧‧‧第1凹面鏡

15‧‧‧第1凸面鏡

16‧‧‧第2凹面鏡

17‧‧‧第2平面鏡

18‧‧‧第3平面鏡

19‧‧‧第3凹面鏡

20‧‧‧第2凸面鏡

21‧‧‧第4凹面鏡

22‧‧‧第4平面鏡

23‧‧‧焦點面

24‧‧‧焦點面

40‧‧‧焦點/倍率補正光學系統

41‧‧‧第1透鏡

42‧‧‧第2透鏡

43‧‧‧第3透鏡

44‧‧‧第4透鏡

50‧‧‧焦點/倍率補正光學系統

51‧‧‧第1透鏡

52‧‧‧第2透鏡

53‧‧‧第3透鏡

54‧‧‧第4透鏡

60‧‧‧像移位元補正光學系統

+DZ‧‧‧+Z方向

41a‧‧‧第1透鏡上表面

41b‧‧‧第1透鏡下表面

42a‧‧‧第2透鏡上表面

42b‧‧‧第2透鏡下表面

43a‧‧‧第3透鏡上表面

43b‧‧‧第3透鏡下表面

44a‧‧‧第4透鏡上表面

44b‧‧‧第4透鏡下表面

51a‧‧‧第1透鏡上表面

51b‧‧‧第1透鏡下表面

52a‧‧‧第2透鏡上表面

52b‧‧‧第2透鏡下表面

53a‧‧‧第3透鏡上表面

53b‧‧‧第3透鏡下表面

54a‧‧‧第4透鏡上表面

54b‧‧‧第4透鏡下表面

-DY‧‧‧-Y方向

EE‧‧‧曝光裝置

FS‧‧‧視野光闌

IL‧‧‧照明系統

IP‧‧‧成像面

K1‧‧‧第1成像光學系統

K2‧‧‧第2成像光學系統

M‧‧‧遮罩(負片)

MP‧‧‧中間成像面

MS‧‧‧遮罩台

OP‧‧‧物體面

P‧‧‧玻璃基板

PL1‧‧‧投影光學單元

PL2‧‧‧投影光學單元

PL3‧‧‧投影光學單元

PL5‧‧‧投影光學單元

PO‧‧‧投影光學系統

PS‧‧‧基板台

圖1是表示具有第1實施方式的補正光學系統的曝光裝置的結構的圖。

圖2是表示具有第1實施方式的補正光學系統的投影光學單元的圖。

圖3是表示第1實施方式的補正光學系統的圖。

圖4A-F是表示採用第1實施方式的補正光學系統的倍率補正方法的圖。

圖5A-F是表示採用第1實施方式的補正光學系統的焦點補正方法的圖。

圖6是表示第2實施方式的補正光學系統的圖。

圖7A-F是表示採用第2實施方式的補正光學系統的倍率補正方法的圖。

圖8是使用具有第1實施方式的補正光學系統的曝光裝置的曝光方法的流程圖。

圖9是表示以往的構成曝光裝置的投影光學系統的投影光學單元的結構的圖。

以下參照附圖，例示性地詳細說明本發明的實施方式。但是，在該實施方式中記載的構成要素只不過是例示，本發明的技術性範圍由申請專利範圍來確定，並不限於以下的個別實施方式。

以下說明有關本發明的實施方式之光學系統(以下，稱為「補正光學系統」)，係被配置在從物體面到像面的光路上，並補正(調整)將配置於物體面的物體的像投影到像面的投影光學系統的倍率以及焦點。補正光學系統例如具有利用同一材料(玻璃材料)形成的4個光學元件(透鏡)。第1光學元件具有：與投影光學系統的光軸正交的平面、以及位於該平面的相反面之曲面。第2光學元件具有與第1光學元件的曲面相對置的曲面。第3光學元件具有圓柱面，該圓柱面在與投影光學系統的光軸方向正交的第1方向上擁有母線。第4光學元件具有：與在第1方向上擁有母線的第3光學元件的圓柱面相對置的圓柱面、以及位於該圓柱面的相反面且與投影光學系統的光軸正交的平面。此處，第2光學元件在曲面的相反面具有相對於第1方向擁有梯度的傾斜平面，第3光學元件在與第2光學元件相對置的圓柱面的相反面具有相對於第2光學元件的傾斜平面平行的傾斜平面。

在以下的第1實施方式中，說明第1光學元件的曲面構成為在與投影光學系統的光軸方向(Z軸方向)以及第1方向(Y方向)正交的第2方向(X軸方向)上擁有母線的凹型圓柱面的情況。另外，例示性地說明第2光學元件的曲面構成為在第2方向(X方向)上擁有母線的凸型圓柱面的情況。而且，圓柱面的構成也可以設為在第1光學元件的曲面構成凸型圓柱面，在第2光學元件的曲面構成凹型圓柱面。

另外，在第2實施方式中，例示性地說明第1光學元件的曲面構成為凹型的球面、第2光學元件的曲面構成為凸型的球面的情況。而且，球面的構成也可以設為在第1光學元件的曲面構成凸型的球面，在第2光學元件的曲面構成凹型的球面。

(第1實施方式)

圖1是概略地表示具有本發明的第1實施方式的補正光學系統的曝光裝置EE的整體構成的立體圖。另外，圖2是著眼於構成曝光裝置EE的投影光學系統PO的多個投影光學單元PL1~5(PL4未圖示)中的一個典型的投影光學單元而表示投影光學單元的結構的圖。

在圖1以及圖2中，沿著使形成有規定的電路圖案的遮罩(負片)M、以及塗布有抗蝕劑的玻璃基板P移動的方向，即掃描方向(圖1中通過白色箭頭表示)設定Y軸。另外，在遮罩M的平面內沿著與Y軸正交的方向設定X軸。沿著遮罩(負片)M、以及玻璃基板P的法線方向(投影光學系統PO的光軸方向)設定Z軸。X軸與Y軸以及Z軸正交，Y軸與X軸以及Z軸正交。通過X軸以及Y軸構成的XY平面相對於Z軸正交。

曝光裝置具備：照明系統IL；投影光學系統PO；對配置於投影光學系統PO的物體面OP的遮罩M進行掃描的遮罩台MS；對配置於投影光學系統PO的成像面IP的玻璃基板P進行掃描的基板台PS。遮罩台MS通過遮罩驅動機構能夠進行移動，基板台PS通過基板驅動機構能夠進行移動。通過使保持在遮罩台MS上的遮罩M和保持於基板台PS的玻璃基板P一體地在同一方向(例如 Y方向)上移動，能夠對玻璃基板P進行遮罩M的遮罩圖案的掃描曝光。

照明系統IL以大致均勻的照度照射在遮罩M上在X方向排列的多個(圖1中一共5個)圓弧形的區域11。照明系統IL具備光源1、光纖2、照明光學系統3。作為光源1例如構成水銀燈，作為曝光光使用i、h、g射線等水銀燈的輸出波長的一部分。光纖2將從光源1射出的光分支成多路(圖1中一共5路)，引導到規定的位置。照明光學系統3具有對從光纖2射出的光進行聚光等而在遮罩M上得到所希望的照度分佈的作用。

來自遮罩M上的各照明區域的光入射到投影光學系統PO，該投影光學系統PO包括以與各照明區域對應的方式沿著X方向排列的多個投影光學單元PL。經過投影光學系統PO的光導入到在基板台PS上與XY平面平行地被支撐的玻璃基板P上，形成遮罩圖案像。構成投影光學系統PO的投影光學單元PL具有第1成像光學系統K1、第2成像光學系統K2。第1成像光學系統K1根據來自遮罩M的光在中間成像面MP上形成遮罩圖案的中間像。第2成像光學系統K2根據來自該中間像的光，將遮罩圖案的正立正像(二次像)形成在玻璃基板P上。在遮罩圖案的中間像的形成位置附近設置視野光闌FS，該視野光闌FS規定在遮罩M上的投影光學單元PL的視野區域(照明區域)、以及在玻璃基板P上的投影光學單元PL的投影區域(曝光區域)。而且，照明系統IL具備視野光闌，當通過該視野光闌規定遮罩M上的照明區域的情況下，還能夠省略視野光闌FS。

第1成像光學系統K1在從物體面OP到中間成像面MP的光路上，具有從物體面側順序配置的第1平面鏡13、第1凹面鏡14、第1凸面鏡15、第2凹面鏡16、第2平面鏡17。物體面OP和第1平面鏡13之間的光路與第2平面鏡17和中間成像面MP之間的光路平行。包含第1平面鏡13的鏡面的平面與包含第2平面鏡17的鏡面的平面相互成90度的角度。在圖2中，第1平面鏡13和第2平面鏡17分開地構成，但第1平面鏡13和第2平面鏡17也可以一體地構成。另外，在圖2中，第1凹面鏡14和第2凹面鏡16分開地構成，但第1凹面鏡14和第2凹面鏡16也可以一體地構成。

另一方面，第2成像光學系統K2在從中間成像面MP到成像面IP的光路上，具有從物體面側順序配置的第3平面鏡18、第3凹面鏡19、第2凸面鏡20、第4凹面鏡21、第4平面鏡22。中間成像面MP和第3平面鏡18之間的光路與第4平面鏡22和第2成像面IP之間的光路平行。包含第3平面鏡18的鏡面的平面與包含第4平面鏡22的鏡面的平面相互成90度的角度。在圖2中，第3平面鏡18和第4平面鏡22分開地構成，但第3平面鏡18和第4平面鏡22也可以一體地構成。另外，在圖2中，第3凹面鏡19和第4凹面鏡21分開地構成，但第3凹面鏡19和第4凹面鏡21也可以一體地構成。

(補正光學系統)

在第2平面鏡17和中間成像面MP之間的光路上，作為用於分別獨立地補正焦點以及倍率的光學系統，設置有焦點/倍率補正光學系統40(補正光學系統)。圖3是表示焦點/倍率補正光學系統40(補正光學系統)的構成的圖。焦點/倍率補正光學系統40(補正光學系統)作為光學元件例如具有第1透鏡41、第2透鏡42、第3透鏡43以及第4透鏡44的4個透鏡。

第1透鏡上表面41a是與XY平面平行的平面。在此，Y方向是與遮罩M的掃描方向平行的方向，X方向是相對於遮罩M的法線方向(投影光學系統PO的光軸：Z軸方向)以及遮罩M的掃描方向(Y方向)正交的方向。遮罩M的法線方向(投影光學系統PO的光軸：Z軸方向)相對於XY平面垂直。第1透鏡下表面41b是在相對於遮罩M的法線方向(投影光學系統PO的光軸：Z軸方向)以及遮罩M的掃描方向(Y方向)正交的X方向上擁有母線的凹型圓柱面。

第2透鏡上表面42a是在X方向上擁有母線的凸型圓柱面，第2透鏡下表面42b是相對於XY平面在Y方向上擁有梯度的傾斜平面。

第3透鏡上表面43a是相對於XY平面在Y方向上擁有梯度的傾斜平面，第3透鏡下表面43b是在Y方向上擁有母線的凹型圓柱面。

第4透鏡上表面44a是在Y方向上擁有母線的凸型圓柱面，第4透鏡下表面44b是與XY平面平行的平面。

第1透鏡下表面41b的凹型圓柱面的曲率與第2透鏡上表面42a的凸型圓柱面的曲率實際上相等(第1曲率)。第1透鏡下表面41b與第2透鏡上表面42a例如隔著5~20mm的空氣間隔相對置。另外，第3透鏡下表面43b的凹型圓柱面的曲率與第4透鏡上表面44a的凸型圓柱面的曲率實際上相等(第2曲率)。第3透鏡下表面43b與第4透鏡上表面44a例如隔著5~20mm的空氣間隔相對置。另外，第2透鏡下表面42b的傾斜平面與第3透鏡上表面43a的傾斜平面相互平行，例如隔著1mm~10mm的空氣間隔相對置。

第1透鏡41具備在Z軸方向上使位置發生變化的機構(未圖示)，使得能夠補正投影光學單元PL的Y倍率。另外，第4透鏡44具備在Z軸方向上使位置發生變化的機構(未圖示)，使得能夠補正投影光學單元PL的X倍率。另外，第3透鏡43具備在Y軸方向(第1方向)上使位置發生變化的機構(未圖示)，使得能夠補正投影光學單元PL的焦點。第1透鏡41與第2透鏡42的間隔能夠通過在投影光學系統的光軸方向上的第1透鏡41的移動來調整。另外，第3透鏡43與第4透鏡44的間隔能夠通過投影光學系統的光軸方向上的第4透鏡44的移動來調整。

(像移位元補正光學系統)

在圖2的中間成像面MP和第2平面鏡18之間的光路上，設置有像移位元補正光學系統60。像移位元補正光學系統60包含2塊平行平板玻璃。2塊平行平板玻璃中的一方構成為具備圍繞X軸旋轉的機構而能夠補正Y軸方向(第1方向)的像移位。另外，另一方構成為具備圍繞Y軸旋轉的機構而能夠補正X軸方向(第2方向)的像移位。

如上所述，形成在遮罩M上的遮罩圖案利用來自照明系統IL的照明光(曝光光)以大致均勻的照度照射。從形成於遮罩M上的各照明區域的遮罩圖案沿著-Z方向前進的光按照第1平面鏡13、第1凹面鏡14、第1凸面鏡15、第2凹面鏡16、第2平面鏡17的順序反射。其後，按照構成焦點/倍率補正光學系統40的第1透鏡41、第2透鏡42、第3透鏡43、第4透鏡44的順序通過，在中間成像面MP(1次成像面)形成遮罩圖案的中間像。在中間成像面MP(1次成像面)上設置視野光闌FS，遮擋視野外的光線。而且，中間像的X方向上的橫倍率是+1倍，Y方向上的橫倍率是-1倍。

從形成於中間成像面MP(1次成像面)的遮罩圖案的中間像沿著-Z方向前進的光在通過了像移位元補正光學系統60後，按照第3平面鏡18、第3凹面鏡19、第2凸面鏡20、第4凹面鏡21、第4平面鏡22的順序反射。之後光沿著-Z方向前進，在成像面IP(2次成像面)形成遮罩圖案的像(二次像)。在此，在二次像的X方向上的橫倍率以及Y方向上的橫倍率都是+1倍。即，經由投影光學單元PL形成在玻璃基板P上的遮罩圖案像是等倍的正立正像，投影光學單元PL構成等倍正立系統。

本實施方式中的投影光學單元PL雖然構成等倍正立系統，但投影光學單元PL也可以構成為等倍成像光學系統、擴大成像光學系統以及縮小成像光學系統中的某一個。但是，投影光學單元PL構成為等倍成像光學系統者為佳，進而主光線在物體面側以及像面側是平行的，即在物體面以及像面的雙方上具有雙遠心性(telecentric)者為較佳。

如上所述，經由投影光學單元PL形成在玻璃基板P上的遮罩圖案像是等倍的正立正像。因而，包含多個投影光學單元PL的投影光學系統PO作為整體將等倍的正立正像的遮罩圖案像形成在玻璃基板P上。通過使保持在遮罩台MS上的遮罩M以及保持於基板台PS的玻璃基板P一體地沿著同一方向(Y方向)移動，能夠進行所希望的掃描曝光。

(投影光學單元PL的倍率調整)

接著，說明投影光學單元PL的倍率調整、即從遮罩M到玻璃基板P的投影倍率的調整。如上所述，構成投影光學系統PO的投影光學單元PL以形成等倍的投影像的方式製造，但當組裝投影光學系統PO的情況下，有時因製造誤差等而在各投影光學單元PL中在倍率上產生誤差。另外，由於對基板燒製多層，或者由於多次使用遮罩(負片)而產生伸縮，有可能產生在X方向和Y方向上不同的倍率誤差。這種情況下，為了將各投影光學單元PL的倍率設為等倍，在各投影光學單元PL中進行倍率調整。

圖4A以及圖4B是示出了在表示成為基準的狀態的標稱狀態中的焦點/倍率補正光學系統40的圖。圖4A是表示焦點/倍率補正光學系統40的YZ剖面的圖，圖4B是表示焦點/倍率補正光學系統40的XZ剖面的圖。

投影光學單元PL的Y倍率調整通過改變構成焦點/倍率補正光學系統40的第1透鏡41的Z方向位置而進行。圖4C以及圖4D是表示在+Z方向上改變第1透鏡41的位置，使Y倍率正向變化(擴大)的狀態中的焦點/倍率補正光學系統40的圖。圖4C是表示焦點/倍率補正光學系統40的YZ剖面的圖，圖4D是表示焦點/倍率補正光學系統40的XZ剖面的圖。如圖4C以及圖4D所示，當在+Z方向上改變第1透鏡41的位置的情況下，第1透鏡41和第2透鏡42的間隔擴大，各投影光學單元PL的Y倍率正向變化(擴大)(圖4C)。各投影光學單元PL的X倍率沒有變化(圖4D)。相反，當在-Z方向上改變第1透鏡41的位置的情況下，第1透鏡41和第2透鏡42的間隔縮小，各投影光學單元PL的Y倍率負向變化(縮小)。即使在第1透鏡41的位置在-Z方向上被改變的情況下，各投影光學單元PL的X倍率也沒有變化。

投影光學單元PL的X倍率調整藉由改變構成焦點/倍率補正光學系統的第4透鏡44的Z方向位置的方式而進行。圖4E以及圖4F是表示在-Z方向上改變第4透鏡44的位置而使X倍率正向變化(擴大)的狀態中的焦點/倍率補正光學系統40的圖。圖4E是表示焦點/倍率補正光學系統40的YZ剖面的圖，圖4F是表示焦點/倍率補正光學系統40的XZ剖面的圖。如圖4E以及圖4F所示，當在-Z方向上改變第4透鏡44的位置的情況下，第4透鏡44和第3透鏡43的間隔擴大，各投影光學單元PL的X倍率正向變化(擴大)(圖4F)。各投影光學單元PL的Y倍率沒有變化(圖4E)。相反，當在+Z方向上改變第4透鏡44的位置的情況下，第4透鏡44和第3透鏡43的間隔縮小，各投影光學單元PL的X倍率負向變化(縮小)。即使在第4透鏡44的位置在+Z方向上被改變的情況下，各投影光學單元PL的X倍率也沒有變化。

當在投影光學單元PL1~5的每一個中進行前述那樣的X倍率調整的情況下，在投影光學單元PL1~5各自的成像面IP中的成像位置的X方向的相對位置上發生偏移。為了補正該相對位置的偏移，需要藉由像移位元補正光學系統60來調整投影光學單元PL的成像位置的X方向位置。具體地說，使構成像移位元補正光學系統60的2塊平行平板玻璃中的一方圍繞Y軸旋轉，產生X方向的像移位，從而調整各投影光學單元PL的成像位置的 X方向位置。

(投影光學單元PL的焦點調整)

接著，說明投影光學單元PL的焦點調整。圖5A以及圖5B是示出了在表示成為基準的狀態的標稱狀態中的焦點/倍率補正光學系統40的圖。圖5A是表示焦點/倍率補正光學系統40的YZ剖面的圖，圖5B是表示焦點/倍率補正光學系統40的XZ剖面的圖。另外，焦點面23表示在標稱狀態中的投影光學單元PL的焦點位置。

投影光學單元PL的焦點調整藉由改變構成焦點/倍率補正光學系統40的第3透鏡43的Y方向位置的方式來進行。即，在第3透鏡上表面43a的傾斜平面相對於第2透鏡42(第2透鏡下表面42b的傾斜平面)平行的狀態下使第3透鏡43移動。圖5C以及圖5D是表示在-Y方向上改變第3透鏡43的位置而使焦點位置在+Z方向上變化的狀態中的焦點/倍率補正光學系統40的圖。圖5C是表示焦點/倍率補正光學系統40的YZ剖面的圖，圖5D是表示焦點/倍率補正光學系統40的XZ剖面的圖。如圖5C以及圖5D所示，當在-Y方向上改變第3透鏡43的位置的情況下，光通過的玻璃的厚度減少，所以焦點在+Z方向上變化。焦點面24表示使焦點面23上的焦點位置在+Z方向上變化時的焦點位置。相反，當在+Y方向上改變第3透鏡43的位置的情況下，光通過的玻璃的厚度增大，所以焦點在-Z方向上變化。

當改變第3透鏡43的Y方向位置時，第3透鏡下表面43b是在Y方向上擁有母線的圓柱面，因此相對於第4透鏡上表面44a的第3透鏡下表面43b的位置關係光學上沒有變化。第3透鏡下表面43b和第4透鏡上表面44a的光學位置關係沒有變化，所以對X倍率沒有影響，能夠獨立地僅對焦點進行補正。

另外，如果進行這樣的焦點補正，則第2透鏡下表面42b和第3透鏡上表面43a之間的距離發生變化。由此，發生Y方向的像移位。在圖5C的情況下，在成像位置在+Z方向(+DZ)上變化的同時，在-Y方向(-DY)上也變化(像移位)。

為了補正該Y方向的像移位，在執行焦點補正時，需要配合利用像移位元補正光學系統60進行的像移位補正來進行。具體地說，使構成像移位元補正光學系統60的2塊平行平板玻璃中的一方圍繞X軸旋轉，使之發生Y方向像移位，從而調整成像位置的Y方向位置。

另外，焦點調整不限於前述方法，例如在第3透鏡上表面43a的傾斜平面相對於第2透鏡42(第2透鏡下表面42b的傾斜平面)平行的狀態下，使第3透鏡43在相對於第3透鏡上表面43a的傾斜平面平行的方向上移動。也可以與該移動同時地以維持第4透鏡44和第3透鏡43的間隔的方式，藉由在Z方向上移動第4透鏡44的方式來進行焦點調整。圖5E以及圖5F是表示在同時移動第3透鏡43和第4透鏡44而使焦點位置在+Z方向上變化的狀態中的焦點/倍率補正光學系統40的圖。在圖5E以及圖5F中，在第3透鏡上表面43a的傾斜平面相對於第2透鏡42(第2透鏡下表面42b的傾斜平面)平行的狀態下使第3透鏡43移動。與該移動同時地以維持第4透鏡44和第3透鏡43的間隔的方式使第4透鏡44在Z方向上移動。

圖5E是表示焦點/倍率補正光學系統40的YZ剖面的圖，圖5F是表示焦點/倍率補正光學系統40的XZ剖面的圖。如圖5E以及圖5F所示，當使第3透鏡43向斜上方移動的情況下，光通過的玻璃的厚度減少，所以焦點在+Z方向上變化。焦點面24表示在使焦點在+Z方向上變化時的焦點位置。相反，當使第3透鏡43向斜下方移動的情況下，光通過的玻璃的厚度增大，所以焦點在-Z方向上變化。此時，以將第3透鏡43的移動方向設為與第3透鏡上表面43a的斜面(第2透鏡下表面42b的斜面)平行的方向的方式，來維持第2透鏡42和第3透鏡43的間隔。因而，不發生圖5C所示那樣的Y方向的像移位(-DY)。另外，以使第4透鏡44在+Z方向上移動的方式，也能夠維持第3透鏡下表面43b和第4透鏡上表面44a的間隔。因而，也不發生圖4F那樣的X倍率的擴大。

以上，說明了本實施方式中的補正光學系統的結構，但並不限於前述結構，可以有各種結構。例如，焦點/倍率補正光學系統40也可以更換相對置的圓柱面的凹凸。具體地說，也可以設為第1透鏡下表面41b為凸型圓柱面、第2透鏡上表面42a為凹型圓柱面。另外，也可以設為第3透鏡下表面43b為凸型圓柱面、第4透鏡上表面44a為凹型圓柱面。

另外，焦點/倍率補正光學系統40並不限於配置在第2平面鏡17和中間成像面MP之間，也可以配置在其他的位置。例如，也可以配置在中間成像面MP和第3平面鏡18之間，或者配置在第4平面鏡22和玻璃基板P之間。另外，本實施方式將曝光裝置的投影光學單元作為例子，但焦點/倍率補正光學系統40也可以在其他用途的光學系統中使用。

(使用了具有補正光學系統的曝光裝置的曝光方法)

接著，根據圖8說明使用了具有本實施方式的補正光學系統的曝光裝置的曝光方法。圖8是使用了具有本發明的第1實施方式的補正光學系統的曝光裝置的曝光方法的流程圖。

如圖8所示，首先，在步驟S1中在基板臺上搬入未曝光的玻璃基板(基板搬入)。接著，在步驟S2中，根據規定的判斷基準進行可否實施焦點補正的判斷。判斷基準例如是從前一次的焦點補正實施起是否經過了規定時間、遮罩M的交換、玻璃基板P的處理個數、玻璃基板P的組的切換等。在實施焦點補正的情況下(步驟S2-是)，經由搭載於各投影光學單元的焦點測定機構來測定各投影光學單元的焦點位置的偏移(步驟S3)。接著，使焦點/倍率補正光學系統40的第3透鏡43在Y方向上移動，以補正測定出的焦點位置的偏移(步驟S4)。

接著，根據規定的判斷基準，進行可否實施倍率補正的判斷(步驟S5)。判斷基準與焦點補正實施的判斷基準相同，例如是從前一次的焦點補正實施起是否經過了規定時間、遮罩M的交換、玻璃基板P的處理個數、玻璃基板P的組的切換等。在實施倍率補正的情況下(S5-是)，經由搭載於各投影光學單元的倍率測定機構來測定玻璃基板的X方向以及Y方向的倍率(步驟S6)。接著，使焦點/倍率補正光學系統40的第4透鏡44在Z方向上移動，以補正測定出的X方向倍率(步驟S7)。接著，使焦點/倍率補正光學系統40的第1透鏡41在Z方向上移動，以補正測定出的Y方向倍率(步驟S8)。

以下，藉由改變焦點/倍率補正光學系統40的各透鏡的位置的方式，由像移位元補正光學系統60進行所需要的像移位元補正(步驟S9)。

經由以上程序，測定後的焦點位置的偏移、X倍率以及Y倍率的偏移可以不另外產生像差地進行補正。在以下的製程中，經由曝光在玻璃基板P燒制遮罩M的圖案(步驟S10)。

曝光結束後，搬出基板台PS上的已經曝光的玻璃基板P(步驟S11)，判定應該處理的全部玻璃基板P是否已被曝光(步驟S12)。如果還剩有未曝光的基板，則返回步驟S1，搬入新的未曝光的玻璃基板P，重複前述製程。如果全部的玻璃基板已曝光則結束。

以上說明了本實施方式中的曝光方法，但並不限於前述結構，可以有各種結構。例如，也可以代替在步驟S3中進行焦點測定，藉由預測計算來算出焦點補正目標值，通過該補正目標值進行步驟S4的焦點補正。

另外，也可以代替在步驟S6中進行倍率測定，藉由預測計算來算出倍率補正目標值，藉由該倍率補正目標值進行步驟S7、S8的倍率補正。另外，也可以測定基板溫度，根據該測定結果計算基板的伸展量而進行倍率補正。進而，也可以更換X倍率補正(S7)、Y倍率補正(S8)的補正順序，設為Y倍率補正(S7)、X倍率補正(S8)。

另外，也可以在進行了構成焦點/倍率補正光學系統40的用於補正的透鏡的移動後，進行焦點補正、倍率補正的結果的確認測定。例如，也可以緊接在步驟S4使第3透鏡43移動之後實施焦點測定，確認焦點是否如所希望那樣變化。另外，也可以緊接在步驟S7以及步驟S8中移動第4透鏡44以及第1透鏡41之後實施倍率測定，確認X倍率以及Y倍率是否如所希望那樣變化。

[第2實施方式]

接著，說明本發明的第2實施方式的曝光裝置。第2實施方式的曝光裝置是將圖2的焦點/倍率補正光學系統 40置換為圖6所示的焦點/倍率補正光學系統50的方式。圖6是表示焦點/倍率補正光學系統50(補正光學系統)的結構的圖。

焦點/倍率補正光學系統50例如設置在第2平面鏡17和中間成像面MP之間的光路上。

焦點/倍率補正光學系統50作為光學元件例如具有第1透鏡51、第2透鏡52、第3透鏡53以及第4透鏡54的4塊透鏡。

第1透鏡上表面51a是與XY平面平行的平面，第1透鏡下表面51b是凹型球面。第2透鏡上表面52a是凸型球面，第2透鏡下表面52b是相對於XY平面在Y方向上擁有梯度(第3傾斜角的梯度)的傾斜平面。

第3透鏡上表面53a是相對於XY平面在Y方向上擁有梯度(第4傾斜角的梯度)的傾斜平面。第3透鏡下表面53b是在Y方向上擁有母線的凹型圓柱面。第4透鏡上表面54a是在Y方向上擁有母線的凸型圓柱面，第4透鏡下表面54b是與XY平面平行的平面。

第1透鏡下表面51b的球面的曲率與第2透鏡上表面52a的球面的曲率實際上相等(第1曲率)，第1透鏡下表面51b與第2透鏡上表面52a例如隔著5~20mm的空氣間隔相對置。

另外，第3透鏡下表面53b的圓柱面的曲率與第4透鏡上表面54a的圓柱面的曲率實際上相等(第2曲率)。第3透鏡下表面53b與第4透鏡上表面54a例如隔著5~20mm的空氣間隔相對置。另外，第2透鏡下表面52b的傾斜平面與第3透鏡上表面53a的傾斜平面相互平行，例如，隔著1mm~10mm的空氣間隔相對置。

第1透鏡51以及第4透鏡54具備使位置在Z軸方向上變化的機構(未圖示)，使得能夠進行投影光學單元PL的X倍率補正以及Y倍率補正。另外，第3透鏡53具備使位置在Y軸方向上變化的機構(未圖示)，使得能夠進行投影光學單元PL的焦點補正。

(投影光學單元PL的倍率調整)

以下，說明投影光學單元PL的倍率調整。圖7A以及圖7B是示出了在表示成為基準的狀態的標稱狀態中的焦點/倍率補正光學系統50的圖。圖7A是表示焦點/倍率補正光學系統50的YZ剖面的圖，圖7B是表示焦點/倍率補正光學系統50的XZ剖面的圖。

投影光學單元PL的X倍率調整以及Y倍率調整，係經由改變構成焦點/倍率補正光學系統50的第1透鏡51以及第4透鏡54的Z方向位置的方式來進行。圖7C以及圖7D是示出了在+Z方向上改變第1透鏡51的位置以及第4透鏡54的位置而使X倍率、Y倍率正向變化的狀態中的焦點/倍率補正光學系統50的圖。圖7C是表示焦點/倍率補正光學系統50的YZ剖面的圖，圖7D是表示焦點/倍率補正光學系統50的XZ剖面的圖。如圖7C以及圖7D所示，當在+Z方向上改變第1透鏡51的位置的情況下，第1透鏡下表面51b和第2透鏡上表面52a的間隔擴大，各投影光學單元PL的X倍率、Y倍率都正向變化。但是在+Z方向上同時改變第4透鏡54的位置，所以第3透鏡下表面53b和第4透鏡上表面54a的間隔縮小，X倍率負向變化(圖7D)。如果移動第4透鏡54以使得第1透鏡51的移動產生的正的X倍率被第4透鏡54的移動產生的負的X倍率抵消，則能夠僅使Y倍率正向變化(圖7C)。

藉由其相反的運動，當在-Z方向改變第1透鏡51以及第4透鏡54的位置的情況下，投影光學單元PL的Y倍率負向變化。

投影光學單元PL的X倍率調整，係經由改變構成焦點/倍率補正光學系統50的第4透鏡54的Z方向位置的方式來進行。圖7E以及圖7F是表示在-Z方向上改變第4透鏡54的位置而使X倍率正向變化的狀態中的焦點/倍率補正光學系統50的圖。圖7E是表示焦點/倍率補正光學系統50的YZ剖面的圖，圖7F是表示焦點/倍率補正光學系統50的XZ剖面的圖。如圖7E以及圖7F所示，當在-Z方向上改變第4透鏡54的位置的情況下，第3透鏡下表面53b和第4透鏡上表面54a的間隔擴大，各投影光學單元PL的X倍率正向變化(圖7F)。各投影光學單元PL的Y倍率沒有變化(圖7E)。相反，當在+Z方向上改變第4透鏡54的位置的情況下，投影光學單元PL的X倍率負向變化。即使當在+Z方向上改變第4透鏡54的位置的情況下，各投影光學單元PL的Y倍率也沒有變化。

(投影光學單元PL的焦點調整)

以下，說明投影光學單元PL的焦點調整。投影光學單元PL的焦點調整係利用改變構成焦點/倍率補正光學系統50的第3透鏡53的Y方向位置的方式來進行。

當在-Y方向上改變第3透鏡53的位置的情況下，光通過的玻璃的厚度減少，所以焦點例如如圖5C所示那樣在+Z方向上變化。相反當在+Y方向上改變第3透鏡53的位置的情況下，光通過的玻璃的厚度增大，所以焦點在-Z方向上變化。

另外，也可以藉由在使第3透鏡53在相對於第3透鏡上表面53a的傾斜平面平行的方向上移動的同時，使第4透鏡54以維持與第3透鏡53的間隔的方式在Z方向上移動來進行焦點調整。以將第3透鏡53的移動方向設為與第3透鏡53上表面的斜面(第2透鏡下表面52b的斜面)平行的方向的方式，來維持第2透鏡52和第3透鏡53的間隔。因而，不發生如圖5C那樣的Y方向的像移位(-DY)。另外，以使第4透鏡54在+Z方向上移動的方式，還維持第3透鏡下表面53b和第4透鏡上表面54a的間隔。因而，也不發生如圖4F那樣的X倍率的擴大。

以上，說明了本實施方式中的補正光學系統的結構。但並不限於前述結構，可以有各種結構。例如，焦點/倍率補正光學系統50也可以更換相對置的球面以及圓柱面的凹凸。具體地說，也可以設為第1透鏡下表面51b成為凸型球面、第2透鏡上表面52a成為凹型球面，也可以設為第3透鏡下表面53b成為凸型圓柱面、第4透鏡上表面54a成為凹型圓柱面。

另外，焦點/倍率補正光學系統50不限於第2平面鏡17和中間成像面MP之間，也可以配置在其他的位置。具體地說，也可以配置在中間成像面MP和第3平面鏡18之間，或者配置在第4平面鏡22和玻璃基板P之間。

另外，本實施方式以曝光裝置的投影光學單元為例進行說明，但焦點/倍率補正光學系統50也可以用於以其他的目的使用的光學系統中。

(使用了具有補正光學系統的曝光裝置的曝光方法)

以下說明使用了具有第2實施方式的焦點/倍率補正光學系統50(補正光學系統)的曝光裝置的曝光方法。使用第2實施方式的曝光裝置的曝光方法與在第1實施方式中說明的曝光方法基本上是相同的處理流程。但是，在步驟S4的焦點補正、步驟S7的X倍率補正、步驟S8的Y倍率補正的各步驟中，使在本實施方式中說明的構成焦點/倍率補正光學系統50的透鏡移動，進行焦點補正、X倍率補正、Y倍率補正。藉由相關補正，能夠不另外產生像差而獨立地對測定出的焦點位置的偏移、X倍率以及Y倍率的偏移進行補正。即使在本實施方式的曝光方法中，也可以適用在第1實施方式中說明的曝光方法的變形的變種。

根據前述第1、第2實施方式，能夠提供可以獨立地補正焦點以及縱橫倍率的補正光學系統。

[第3實施方式]

接著，作為本發明的第3實施方式說明元件(液晶顯示裝置等)的製造方法。液晶顯示裝置經過形成透明電極的製程製造。形成透明電極的製程包含：在蒸鍍有透明導電膜的玻璃基板塗布感光劑的製程；使用前述的曝光裝置曝光塗布有感光劑的玻璃基板的製程；顯影玻璃基板的製程。

利用前述曝光裝置的元件製造方法除了液晶顯示裝置外，例如還適合於半導體元件等的元件的製造。前述方法可以包含用前述曝光裝置曝光塗布有感光劑的基板的製程，和顯影前述曝光的基板的製程。進而，前述元件製造方法可以包含其他公知的製程(氧化、成膜、蒸鍍、摻雜、平坦化、蝕刻、抗蝕劑剝離、切割、黏貼、封裝等)。

參照示意性的實施方式說明了本發明，但是應當理解本發明並不限於所公開的示意性的實施方式。所附的申請專利範圍應當與最寬泛的解釋相符合以包含所有的變形以及等同的結構和功能。