TW318212B - - Google Patents

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^18212 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明係關於一棰透鏡系统，其包含多個設於一透鏡托 架中之透鏡元件，透鏡托架接於一裝置，Μ保持托架填入 一具有低折射指数之氣體，本發明亦關於一種含有此一透 鏡条統之照相平版成像装置。 此種含有該透鏡系统且用於製造積體半導體電路之装置 可由5,10 0,237號美國專利瞭解，此裝置中一蔽光片經照 射且重覆成像於一設在一半導體基材上之抗光靡，蔽光片 .....··-. 之影像形成於莪材上後，此基材相關於蔽光片而移動一略 大於待形成ICs長度或寬度之距離，依序形成蔽光片影像 。照射光束應儘可能有高強度，使各I C之照射時間越短越 好，且基材通過裝置之時間，即照射所有I Cs之時間越短 越好，因此，除了 一具有高光線能量之光源外，另潘使用 一具有高傅導性之投影透鏡系統。 為了使蔽光片成像出極小之細部，例如0 . 2 5微米之線寬 ，則不只對投影透鏡糸统光學品質上有極嚴格之要求，特 別是在其解析力上，同時照明光束之液長越小越好，就此 點而言，所用之照明系統放射出之光線波長係在紫外線 (IH)範圍，例如從水銀蒸發燈放出之365微微米波長之I 線光線，或激光雷射之243激微米波長之光線。 經發現透鏡托架內之介質會由有@分子污染，這些分子 係來自透鏡元件接於托架之黏膠，黏膠之一部份像可蒸發 。此外，在製造環境中，周圍之空氣會受到來自基材與抗 光層間黏接層之有機分子所污染，其分子會穿透透鏡托架 *雖然有機分子在透鏡托架中僅有一小濃度，但對投^透 -4- 本纸張Λ度適用中國國家梯準（CNS ) ( 210X297公釐} ------.—1^------II-----,ά. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製. A 7 _ B7 五、發明説明（2 ) 鏡系統仍有不利影W，事實上該粒子在U V照射光束影響下 會分解且沉植在透鏡元件上，形成碳質或含碳薄膜，使元 件之有效傅専性在時間過程中減低。 投影透鏡系統為投影裝置之複雑與昂貴部份，此系统之 姐合極複雜且費時，糸統姐合後不再能分解以手或機械裝 置清潔其姐件。 若透鏡托架内之介質為空氣或氧氣，則污染之有機分子 可藉氧化而轉化為二氧化碳，並用其中一該氣體清洗透鏡 托架而去除之。 惟，該投影透鏡糸統中其本身存在第二項問題►即因此 糸统光學品質上之過高要求，使壓力或溫度之變化扮演一 重要角色，事W上這些變化會造成元件間之差異改變，使 投影透鏡条統之成像品質改變，如SPIE第538期光學微視 平版IV 1 985年版第8640頁所載之'"大氣壓力在減階透 蟫Ψ所生之減少誤差"一文所述者。 ’ 為了避免第二項問題，第4 , 6 1 6 , 90 Γ號美國專利提出填 充氦氣於投影透鏡托架內，此氣體有低折射指敷，使大氣 壓力所生之折射指數變化極小，由於氦易揮發*故新鮮氣 體需持續供給至投影透鏡糸統*使此糸统用氮清洗。除了 氮以外，其他具有低折射指數之氣释如氖或氮亦可用於清 洗，使用此種惰性氣體時，污染之有機粒子無法轉化及去 除，故該污染問題會發生。 其亦無法利用在空氣中或氧氣中清洗已污染之透鏡糸統 ，但可考慮在臭:¾中清洗已污染之透鏡系統，惟，臭氧會 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4悦格（210X297公釐） m HI i i tin HI—— -1—i. -11 1 - I--- n^i ^ϋ· I iaJm I - u (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7

318212 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（5) 侵襲透鏡元件覆層與元件本身之材料’故投影透鏡糸統之 光學品質再次減低。 污染問題也會發生在其他光學裝置中，例如使用激光雷 射之裝置，在充氣光束支承糸统或在陸軍搜尋系统中’特 別是瞜馘在紫外光線之高品質光學糸統。 本發明之目的在解決此問題，並提供一種透鏡系统，其 含有防止污染之裝置，此透鏡系統之持激在氣體所含之臭 氧濃度為每立方米若干公克。 本發明係基於對臭氧之認識，同時使用於此小濃度時不 致伺害到透鏡元件，可防止實際使用期間之污染，即u v光 線通過透鏡糸統時。此外，使用時臭氧之活性會因u v光線 而增加，使稀釋之臭氧亦能清洗已污染之透鏡系統。 本發明透鏡系統之較佳實例另一特激在於該裝置具有一 管件可傳送U V光線且接於透鏡托架，經此管件使具有低折 射指數且加入1纟體積比濃度之氧氣之氣體即可送人，且,」 U V光源照射於管件並放出小於2 0 0微ϋ米之波長。 本發明另關於一種將一蔽光片成像於一基材上之裝置* 依本發明所示，此一裝置包含一供給UV光線之照射單元、 —蔽光片托架、一投影透鏡系統與一基材托架，其特激在 投影透鏡糸统為前述之透鏡糸统。， 本發明之上述與其他特性可參考以下所述之實例而瞭解 〇 圖式中：， · 圖1揭示一種將一蔽光片成像於一基材上之装置/其中 -6- ------,-----扣衣------1T------.^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張^>度適用中國國家揉準（CNS ) ( 210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7 _ _B7 五、發明説明（4 ) 本發明可使用該装置， 圖2揭示本發明透鏡系统之原理，及 圖3簡示一種重覆將一透鏡元件Μ成像於一基材W上之 裝置。 圖1堪示一植用於一基材W上蔽光片Μ重覆成像之装置 〇 此棰裝置特別說明於第5,100,237號美國專利，此裝置 具有—照明般體L Η，可供給—光化學照明光束I Β，此光束 通過一·薄膜DR，且投射在可調整式蔽光桌ΜΤ上之蔽光片Μ 上，例如在Ζ方向上有一定之高度，蔽光桌ΜΤ_成一投影 柱P C之〜部份，投影柱亦結合一投影透鏡糸統p L，該糸統 包含多個透鏡元件，而圖1僅繪出其二1^、匕2。_投影透鏡 '系統將蔽光Η Μ成像於備有一抗光曆（圖中未示）之基材 W上，基材設於一基材支承件W C上，支承件為空氣軸承上 之_衬璜WT—部份。投影透鏡系統具有倍率M = l/5 、数字 孔ΝΑ>0.48及繞射限定成像範圍直徑ram>蔽光桌ΜΤ由 一花崗石基板BP支承，基板接近於投影柱式底側，而投影 柱頂側由蔽光桌MT封閉。 基材可在X、Y、Z方向移位及轉動’例如利用基材桌而 依Z軸線旋轉，諸項移位可由多種何，服条統加Μ控制’例 如聚焦何服糸統，如一 X、Υ人干涉計条统結合支承件， Μ及一可供蔽光片相關於基材蔽光Η而對齊之對準糸統。 由於這些伺脲条統並非本發明之一部份*故其並未出琨於 圖1之電路圖中，而僅表示對準光束與對準糸統之主光線 -7- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 1 裝 訂 J 線 (請先閲讀背面之注意事硕再填家本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 此鏡章碳利透此減 旦透開之下影且亦 率影前上響投，，，質 功投如件影於少品 大於，元之在減像 有收性鏡ΙΒ存只成 應吸導，透束係不之 源量傳y如光物性統 光光之例明耳導糸 ’ 之好，’照莫傳鏡 短量良響UV機之透 縮少有影在有面故 量最具式膜，表， 盡有應形薄生件句 間須件 一 1 產元均 時必元某此而鏡非 射，鏡由，合透亦 照外透可合聚，上 之此影性聚之中域 1C* 投導之物架區 j 卻即傳膜耳托面 每冷，，薄莫之表 使可中述碳機統在 為源統所含有系少 光糸句或用鏡減 ^18212 A7 B7 五、發明説明（5 ) A B :、A B 2，其他特殊之投影系統可#考於5 , 1 0 0 , 2 3 7、 5 , 1 4 4 , 3 6 3及5 , 1 9 1 , 2 0 0號美國專利以及0 4 6 7 4 4 5與0 4 9 8 4 9 9號歐洲專利申請案。 蔽光片霜依基材上待形成之I Cs數而多次成像，每次 皆在基材之不同區域上，就此點而言，在基材放置於投影 柱且對準蔽光片之後，一第一基材區由蔽光片照射，隨後 基材在X或Y方向移位一略為超過I C面積之距離並照射一 第二區，此程序腫湲直到所有基材區皆照射到為止。 在I C s之製造中很重要的是基材通過投影：系統之速率越 高越好，亦即照射整個基材所髂之時間越短越好，所耗之 時間係反比於來自照射殻體L Η之照射光束I B能童，此般體 容裝一光源（圖1未示），光源例如可由一椭圓形反射件 R L及另一積分件I Ν所圍繞，可令照射殻體内之照射光束 I Β中有均勻之光線分布，圖中僅繪示主光線I Β，其亦可由 一苹光透鏡C0圃繞於周側。此外，殺體裝有反射件R X、' R 2，可令光徑折向而使照射殼體之尺守加以限定。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） •I . -- -I - 1- 1 I - - Ln —In , i I 士穴-- ...... .1- - i - - In I - ---/ - In— I n ·1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製. 五、發明説明（6 ) 低。 依本發明所示，透鏡元件上此一薄膜之形成，亦即投影 透鏡系統之污染，其可利用極少董之臭氧於清洗此系統之 氣體中而避免之。 圖2揭示本發明透鏡系統之原埋，此圖中之參考字p匕η 表示装有透鏡元件之透鏡托架 > 一種惰性氣體例如氡，可 由一供給容器GSV供給至此托架，一氣體控制單元GCU設 於此容器與托架PLH之間，此原理中此單元包含一壓力控 制閥V A，該閥利用一回流線PG而令氦自透鏡托架中之排出 孔流回到氣體控制單元。 ：i / 為達到此目的，進人透鏡托架之氣體包含少量濃度之臭 氧，例如每一百萬氦粒子中有機涸臭氧粒子，即每立方米 少於1克之氦，氧氣可加人容器G S V中之氦，K取得 9 9 · 5 之氮與0 . 5 SC之氧，，此氧之一部份利用臭氧產生器而 轉換成臭氧，此臭氧產生器可包含一水銀蒸發燈。 ' 系統可備有一臭氧轉化器0C，將自透鏡托架流回之氦氣 中之其餘臭氧再次轉化成氧，使排出氣體中無臭氧。 圖3揭示本發明透鏡糸統之一實例，此圖為一投影透鏡 系统PL之截面，此糸统含有多個例如14個之透鏡元件 ，其皆設於一透鏡托架PLH中，此.托架在其頂、底側由 玻璃蓋CG或頂底透鏡元件分別封閉，此透鏡托架具有一接 至一第一管件TU i之供給孔0 P :，以供給具有低折射指數 之氣體如氦或氖，透鏡托架具有一接至一第二管件TU2之 排出孔Ο Ρ 2 ，使氖可排出、孔Ο Ρ X、Ο Ρ 2可用不同高度^錯 {請先閱讀背面之注意事項再填商本頁) 裝. 、ar 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製. Α7 Β7 五、發明説明（7 ) 排置*氮或氖有揮發性而可散佈在托架L Η内之整體空間中 ，每小時3公升之氣流通過一具有1 5公升自由空間之投影 透鏡糸統。 為達到此目的，進入透鏡托架之氣體包含小濃度之臭氧 »例如每一百萬之氦粒子中有機個臭氧粒子，氧可加人供 給容器中之氦，以取得99. 5¾之氦與0.5%之氧，存投影透 鏡托架中，此氧之一部份利用一長形水銀蒸發燈H L A而轉 化為臭氧，該燈具有35瓦之低功率，旦其設於管件TU t與 TU2之間並射人管件TU 2 •管件係由石英製成且傳送至燈 之UV光線，使此光線可達成氣體混合物，如所知者，一水 銀蒸發燈不只以3 6 5微微米之波長供給U V光線，且深的 U V光線有1 8 5微微米之波長，此光線可依下式將氧轉化成 臭氧： 18 5 n m 3 〇_2 -----------^ 2 0_3 此式中可確定的是流過透鏡托架之氣^包含在每小時1與 1 0公升間之氣流有每一百萬氦粒子中三個臭氧粒，臭氧量 足使透鏡元件相當乾淨，且若其受污時可媛緩而均勻地清 洗，當投影裝置連纘使用5年，則流過投影透鏡糸統之溴 氧量會少於透鏡糸統Μ純臭氧清洗時之臭氧量，亦即本發 明所用之臭氧量並不影響投影裝置整個經濟壽命之透鏡品 質。 臭氧濃度亦可高於先前所述者，例如每百萬個惰性氣體 有數百個粒子而透鏡元件不受影響，惟，此一增加對^方止 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝- 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製· A7 B7 五、發明説明（8 ) 透鏡元件上之積物成並不必要。 圖3所示實例之優點為水銀蒸發燈可輕易替換•而透鏡 托架中之介質並不改變。 上述所用之透鏡系統中，當透鏡系統使用一些時間後> 可使甩光學補償過濾件*其設於光線路徑中，以將污染所 生之光束中不均匀光線轉化為均勻分佈，藉由本發明刖過 濾件在臭氧具有其清潔效果後即可除去一段時間，過濾件 不再長時使用。 U V光線放射水銀蒸發燈之另一重要優點在其可令所供給 惰性氣體中之污染物無害並過濾此氣體，因此不僅可確定 透鏡托架中之污染物並無有害之影響，且少有污染物可穿 透托架。 除了可直接形成於供給線中，臭氧亦可設於別處 > 例如 利用二個電極間之放電並射入線G G中。 .本發明參考一重覆成像一蔽光片於一基材上之裝置所做’ 之說明並不表示其受到限制，該裝置男可為逐步掃描式， 其中蔽光片之樣式在基材上各1C區照射期間以窄光束掃描 »使一具有小成像區之投射透鏡糸統可使用之。本發明另 可用於一照相平版投影裝置中 > 其中照射光束具有不同之 短波長，並含有一具有436微微米@長之光線 > 本發明之 照相平版裝置不只用於構成1C結構，同時可用於液晶顯示 器（LCD )板面结構上製造，本發明不只用在投射装置中， 亦可用在其他光學裝置之透鏡糸統中 > 其中發生有自由之 有機莫耳數，且其中透鏡系铳曝現於紫外線光線。^ -11- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------士K------丁_______象 (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1^0626號專利申請案 $ 年 中文申請專利範圍修正本(86年7月）3 |補充 ---------— J- 六、申請專利範圍 j 1. 一種透鏡系統，包含複數個設置於一透鏡托架中之透鏡 元件，該透鏡托架連接至一裝置，以維持該托架填充有 一具有折射指數接近1之氣體，其中該氣體含有臭氧， 其濃度是介於每百萬氣體粒子中有數個臭氧粒子至數百 臭氧粒子之間。 2. 根據申請專利範圍第1項之透鏡系統，其冲該裝置具有 一管件可傳送UV光線且接於透鏡托架，.經此管件使具 有低折射指數且加入1 %體積比濃度之氧氣的氣體即可 送入，及一 UV光源照射於管件並放出小於200微微米之 波長的光線3 3. —種將一蔽光片成像於一基材上之成像裝置，該裝置包 含一供給UV光線之照射單元、一蔽光片托架、一投影 透鏡系統與一基材托架，依此順序，其中該投影透鏡系 統爲申請專利範圍第1或2項所述之透鏡系統。 ---------1------ir------^ (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 33357CL.DOC\MrY 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）