本發(fā)明涉及包含能夠變形的鏡(mirror)的光學(xué)裝置、投影光學(xué)系統(tǒng)、曝光裝置以及物品制造方法。

背景技術(shù)：

包含用于校正波面誤差和圖像失真的能夠變形的鏡的光學(xué)裝置特別地應(yīng)用于半導(dǎo)體曝光裝置、液晶曝光裝置、或天體望遠(yuǎn)鏡等。近年來，對曝光裝置中的分辨率的要求越來越嚴(yán)格，因此對曝光像差的要求也變得嚴(yán)格。因此，為了校正曝光像差，提出了一種在曝光裝置中包含能夠變形的鏡的裝置結(jié)構(gòu)。另外，在天文領(lǐng)域中，為了抑制空氣波動對設(shè)置在地上的望遠(yuǎn)鏡的影響，也開始使用能夠變形的鏡。

在日本專利第4817702號中，公開了一種配置有多個致動器(actuator)的光學(xué)裝置，該多個致動器保持能夠變形的鏡的中心部，并使鏡的中心部之外的區(qū)域的表面形狀變形。另外，在日本專利特開2015-70214號中，公開了一種混合搭載有高剛性的致動器和低剛性的致動器以使鏡的固有頻率變高的光學(xué)裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

若在中心部保持能夠變形的鏡，則鏡的中心部附近區(qū)域的剛性與遠(yuǎn)離中心部的周邊區(qū)域相比更高。因此，越靠近鏡表面的中心部的區(qū)域越難以變形，往往需要大的驅(qū)動力。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)若為了改變鏡的表面形狀而使用例如具有相同推力常數(shù)的多個音圈電機(voicecoilmotor，vcm)作為力致動器，則在鏡的中心部附近區(qū)域與周邊區(qū)域之間存在分布較大的發(fā)熱量。由于鏡的中心部固定于基板上，因此中心部附近區(qū)域的vcm能夠輸出比周邊區(qū)域的vcm更大的力，從而發(fā)熱量變大。

本發(fā)明的發(fā)明人獲取了在均等地設(shè)置了具有相同推力常數(shù)的多個vcm的情況下在鏡的中心部附近的中央?yún)^(qū)域與周邊區(qū)域的發(fā)熱量分布。圖3示出了發(fā)熱量分布的結(jié)果。如圖3所示，將鏡以同心圓狀二分為中央?yún)^(qū)域與周邊區(qū)域。若將中央?yún)^(qū)域與周邊區(qū)域的面積比分割為3％：97％，則面積為3％的中央?yún)^(qū)域中的發(fā)熱量占總發(fā)熱量的60％。在這種情況下，中央?yún)^(qū)域與周邊區(qū)域之間的單位面積的發(fā)熱量的比為49：1。若將中央?yún)^(qū)域與周邊區(qū)域的面積比分割為8％：92％，則面積為8％的中央?yún)^(qū)域中的發(fā)熱量占總發(fā)熱量的67％，中央?yún)^(qū)域與周邊區(qū)域之間的單位面積的發(fā)熱量的比為23：1。若將中央?yún)^(qū)域與周邊區(qū)域的面積比分割為32％：68％，則面積為32％的中央?yún)^(qū)域中的發(fā)熱量占總發(fā)熱量的74％，中央?yún)^(qū)域與周邊區(qū)域之間的單位面積的發(fā)熱量的比為6：1。如上所述，鏡的中央?yún)^(qū)域中的發(fā)熱量占支配地位，其結(jié)果是發(fā)現(xiàn)鏡的中心部附近的中央?yún)^(qū)域與周邊區(qū)域之間產(chǎn)生大的溫度分布，并發(fā)生鏡的熱變形。

本發(fā)明提供一種對在鏡的形狀變形時在減小鏡上產(chǎn)生的溫度分布的方面有利的光學(xué)裝置。

用于解決問題的手段

為了解決上述問題，本發(fā)明的光學(xué)裝置的特征在于，包括：鏡，具有反射面和與所述反射面相反側(cè)的背面；底座；固定部件，固定于所述背面的一部分，以將所述鏡固定在所述底座上；以及多個致動器，分別向所述背面施加力以使所述反射面的形狀變化，其中，所述多個致動器包括：多個第一致動器，分別向所述背面中的第一區(qū)域施加力，所述第一區(qū)域包圍由所述固定部件固定的所述鏡的固定部；以及多個第二致動器，分別向所述背面中的、包圍所述第一區(qū)域的第二區(qū)域施加力，所述第一致動器的推力生成的效率比所述第二致動器的推力生成的效率高。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠在鏡的形狀變形時減小鏡上產(chǎn)生的溫度分布。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)裝置的一個示例的圖。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)裝置的工作原理的圖。

圖3是說明本發(fā)明要解決的問題的圖。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置的一個示例的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖等說明本發(fā)明的實施方式。

光學(xué)裝置

圖1的(b)示出了根據(jù)本實施方式的光學(xué)裝置的一個示例，圖1的(a)示出了該光學(xué)裝置的鏡的背面。如圖1的(b)所示，能夠變形的鏡1的一部分(例如中心部)經(jīng)由固定部件2固定于底座3。鏡1的表面1a是反射面。鏡1的與反射面相反側(cè)的背面1b包括包圍由固定部件2固定的中心部(保持區(qū)域)的中央?yún)^(qū)域(第一區(qū)域)1b1和包圍中央?yún)^(qū)域1b1的周邊區(qū)域(第二區(qū)域)1b2。中央?yún)^(qū)域1b1可以是鏡1的背面1b整體之中發(fā)熱量占支配地位的、面積占例如3％或更小的中央部分的區(qū)域?；蛘?，基于發(fā)明要解決的問題一欄中所示的發(fā)熱量分布的數(shù)據(jù)，中央?yún)^(qū)域1b1可以是面積占鏡1的背面1b整體的8％或更小的中央部分的區(qū)域。

在鏡背面1b的中央?yún)^(qū)域1b1中，例如通過粘著設(shè)置有多個第一磁體4a，在周邊區(qū)域1b2中，例如通過粘著設(shè)置有多個第二磁體5a。與鏡背面1b對置的底座3的面3b包括與鏡背面1b的中央?yún)^(qū)域1b1和周邊區(qū)域1b2相對應(yīng)的中央?yún)^(qū)域及周邊區(qū)域。在底座3的中央?yún)^(qū)域中，與多個第一磁體4a對置地配置有多個第一線圈4b，在底座3的周邊區(qū)域中，與多個第二磁體5a對置地配置有多個第二線圈5b。第一線圈4b和第二線圈5b分別固定于底座3的面3b。如圖1的(a)所示，多個第一磁體4a和多個第二磁體5a能夠在鏡背面1b上呈放射狀配置。在這種情況下，與多個第一磁體4a和多個第二磁體5a類似，多個第一線圈4b和多個第二線圈5b也呈放射狀配置。然而，所述磁體和線圈不限于呈放射狀配置。也可以采用例如使單位面積上的致動器的數(shù)量相同等其他的配置方式。

在鏡背面1b和底座面3b的中央?yún)^(qū)域中配置的第一磁體4a和第一線圈4b構(gòu)成了第一致動器4。通過使電流流過第一線圈4b，在第一磁體4a與第一線圈4b之間產(chǎn)生與電流成正比的力，從而能夠使鏡1的中央?yún)^(qū)域的形狀變化。在鏡背面1b和底座面3b的周邊區(qū)域中配置的第二磁體5a和第二線圈5b構(gòu)成了第二致動器5。通過使電流流過第二線圈5b，在第二磁體5a與第二線圈5b之間產(chǎn)生與電流成正比的力，從而能夠使鏡1的周邊區(qū)域的形狀變化。

在本實施方式中，使用作為非接觸力致動器之一的、利用洛侖茲力的低成本的音圈電機(vcm)作為第一致動器4、第二致動器5。然而，也可以使用vcm之外的其他力致動器作為第一致動器4、第二致動器5。

設(shè)vcm的推力常數(shù)(推力生成的效率)為kf，線圈的電阻值為r，流過線圈的電流為i，則產(chǎn)生的力f由式(1)表示。另外，產(chǎn)生力f時所產(chǎn)生的發(fā)熱量p由式(2)表示。

f＝kf×i……(1)

p＝i²r＝(f/kf)²×r……(2)

根據(jù)式(1)，推力常數(shù)kf越大，則產(chǎn)生相同的力f所需的電流值i越小。根據(jù)式(2)，發(fā)熱量與電流的二次方成正比，與線圈的電阻成正比。式(2)意味著要減少產(chǎn)生同樣的力時的vcm的發(fā)熱量，最有效的是減小電流值，其次是減小線圈的電阻。由此，通過使用推力常數(shù)大的致動器，能夠減小必要的驅(qū)動電流，從而能夠有效地減少發(fā)熱量。當(dāng)然，減小線圈的電阻也能夠減少致動器的發(fā)熱量。

因此，在本實施方式中，作為使鏡1的中央?yún)^(qū)域變形的各第一致動器4，使用與使鏡1的周邊區(qū)域變形的各第二致動器5相比推力常數(shù)更大的致動器。在本實施方式中，多個第一致動器4具有彼此相同的推力常數(shù)，多個第二致動器5具有比第一致動器的推力常數(shù)小并且彼此相同的推力常數(shù)。然而，多個第一致動器4和多個第二致動器5也可以被構(gòu)造為其配置位置與鏡1的中心部之間的距離越小則推力常數(shù)越大。在本實施方式中，提出了減少鏡1的中央?yún)^(qū)域中的發(fā)熱量的結(jié)構(gòu)，但是也可以并用使底座3冷卻的溫控方式?；蛘?，也可以并用將底座3的中央?yún)^(qū)域集中地冷卻的方式。

接下來，使用圖2來說明根據(jù)本實施方式的光學(xué)裝置的工作原理。如圖2所示，光學(xué)裝置包括控制多個第一致動器4和多個第二致動器5的控制部6?？刂撇?可以包括運算部6a和致動器驅(qū)動6b。為了校正光學(xué)性能的誤差，將希望鏡1變形成的形狀作為目標(biāo)形狀發(fā)送到控制部6的運算部6a。運算部6a計算出致動器驅(qū)動6b應(yīng)當(dāng)輸出的驅(qū)動指令值，并發(fā)送到致動器驅(qū)動6b。致動器驅(qū)動6b將運算部6a計算出的驅(qū)動指令值分別發(fā)送到多個第一致動器4和第二致動器5。各致動器產(chǎn)生必要的力，使鏡1的表面形狀變形，從而校正光學(xué)性能的誤差。圖2示出的是一個示例，并不限于此。

曝光裝置

關(guān)于根據(jù)本實施方式的曝光裝置，參照圖4來說明。本實施方式的曝光裝置50可以包括照明光學(xué)系統(tǒng)il、投影光學(xué)系統(tǒng)po、能夠保持掩模(原型)并移動的掩模臺(maskstage)ms以及能夠保持基板56并移動的基板臺ws。另外，曝光裝置50可以包括控制使基板56曝光的處理的控制部51。

從照明光學(xué)系統(tǒng)il所包含的光源(未示出)射出的光通過照明光學(xué)系統(tǒng)il所包含的狹縫(slit)能夠在掩模55上形成例如在y方向上較長的圓弧狀曝光區(qū)域。掩模55和基板56分別由掩模臺ms和基板臺ws保持，經(jīng)由投影光學(xué)系統(tǒng)po配置在光學(xué)上基本共軛的位置(投影光學(xué)系統(tǒng)po的物面和像面的位置)上。投影光學(xué)系統(tǒng)po具有規(guī)定的投影倍率(例如1/2倍)，將形成于掩模55的圖案投影到基板56上。此外，在與投影光學(xué)系統(tǒng)po的物面平行的方向(例如x方向)上，以與投影光學(xué)系統(tǒng)po的投影倍率相對應(yīng)的速度比掃描掩模臺ms和基板臺ws。由此，能夠?qū)⑿纬捎谘谀?5的圖案轉(zhuǎn)印到基板56上。

如圖4所示，投影光學(xué)系統(tǒng)po例如可以被構(gòu)造為包括平面鏡52、凹面鏡53以及凸面鏡54。從照明光學(xué)系統(tǒng)il射出并透過掩模55的曝光光被平面鏡52的第一面52a折射光路，并入射到凹面鏡53的第一面53a。在凹面鏡53的第一面53a上反射的曝光光在凸面鏡54處反射，并入射到凹面鏡53的第二面53b。在凹面鏡53的第二面53b上反射的曝光光被平面鏡52的第二面52b折射光路，并在基板上成像。在這種構(gòu)造的投影光學(xué)系統(tǒng)po中，凸面鏡54的表面成為光學(xué)瞳孔。在曝光裝置50的結(jié)構(gòu)中，上述光學(xué)裝置例如可以用作使作為鏡1的凹面鏡53的反射面變形的裝置。通過將上述光學(xué)裝置用于曝光裝置50，能夠使凹面鏡53的反射面(第一面53a和第二面53b)變形，從而能夠高精度地校正投影光學(xué)系統(tǒng)po中的光學(xué)像差。在此，曝光裝置50中的控制部51可以被構(gòu)造為包括用于控制光學(xué)裝置中的致動器的控制部6。

物品的制造方法

根據(jù)本實施方式的物品的制造方法，適宜用于制造例如半導(dǎo)體器件(device)等的微器件(microdevice)或具有精密構(gòu)造的元件等的物品。本實施方式的物品的制造方法包括使用上述曝光裝置在涂敷于基板的感光劑上形成潛像圖案的步驟(基板曝光步驟)和使在該步驟中形成了潛像圖案的基板顯影的步驟。此外，該制造方法還包括其他公知的步驟(氧化、成膜、蒸鍍、摻雜(doping)、平坦化、蝕刻(etching)、去除抗蝕劑(resist)、切割(dicing)、鍵合(bonding)、包裝(packaging)等)。與已有的方法相比，本實施方式的物品的制造方法在物品的性能、品質(zhì)、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本之中的至少一方面有優(yōu)勢。

其他實施例

本發(fā)明還可以通過將實現(xiàn)上述實施方式的一個或更多的功能的程序經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或存儲介質(zhì)提供給系統(tǒng)或裝置，由該系統(tǒng)或裝置的計算機中的一個或更多處理器讀出并執(zhí)行程序的處理來實現(xiàn)。另外，也可以通過實現(xiàn)一個或更多功能的電路(例如asic)來實現(xiàn)。

本發(fā)明的實施例還可以通過如下的方法來實現(xiàn)，即，通過網(wǎng)絡(luò)或者各種存儲介質(zhì)將執(zhí)行上述實施例的功能的軟件(程序)提供給系統(tǒng)或裝置，該系統(tǒng)或裝置的計算機或是中央處理單元(cpu)、微處理單元(mpu)讀出并執(zhí)行程序的方法。

雖然參照示例性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所公開的示例性實施例。應(yīng)當(dāng)對所附權(quán)利要求的范圍給予最寬的解釋，以使其涵蓋所有這些變型例以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。