JP2000056198A

JP2000056198A - 光学ユニット、光学ユニットの製造方法、光学ユニットを用いた光学系、光学ユニットを用いた露光装置及びこの露光装置を用いたデバイスの製造方法

Info

Publication number: JP2000056198A
Application number: JP10222585A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishii; 弘之石井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】回折光学素子に生じる歪み、変形を抑止す
る。【解決手段】回折光学素子２５を有する光学ユニット
２２は、回折光学素子２５とシールガラス２６を張り合
わせによって構成されており、両者の周縁部２５ａ，２
６ａが当接するとともに、中心部近傍において支柱２６
ｃが素子面に当接している。回折光学素子２５の変形を
支柱２６ｃによって抑えることができるため、回折光学
素子２５の変形を最小限に抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回折光学素子など
の光学素子を備えた光学ユニットに関し、特に、ＩＣや
ＬＳＩ等を製作する際に好適な光学ユニットに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体素子の製造技術の進展は目
覚ましく、それに伴う微細加工技術の進展も著しい。特
に、近年はサブミクロンの解像力を有する微小投影露光
装置、通称ステッパーを用いて微細加工を行うことが主
流であり、さらなる解像力向上にむけて光学系の開口数
（ＮＡ）の拡大や、露光波長の短波長化、また新しい光
学素子の導入も盛んに研究されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の露光装置におい
ては、例えば色収差の補正に用いる回折光学素子の如く
薄い光学素子を鏡筒内に保持した場合、重力によって、
すなわち自重によって光学素子が歪んで変形し、変形に
よる収差が発生する場合があった。

【０００４】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、簡易な構成で薄い光学素子の変
形を抑止又は小さくして、収差の発生を最小限に抑える
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の光学ユニット
は、光学素子と光学部材とを備えた光学ユニットであっ
て、前記光学素子と前記光学部材は周縁部において接合
されるとともに両者の間には所定の空間が形成されてお
り、前記光学部材の前記光学素子側には前記所定の空間
で前記光学素子の表面と当接する支持部材が少なくとも
１つ形成されている。

【０００６】本発明の光学ユニットの一態様例におい
て、前記光学素子は、入射する光線を所望の偏向角に回
折させる回折光学素子である。

【０００７】本発明の光学ユニットの一態様例におい
て、前記回折光学素子は、表面が光軸方向に階段状に形
成されている。

【０００８】本発明の光学ユニットの一態様例において
は、前記周縁部の外側から前記空間に達する開孔が設け
られている。

【０００９】本発明の光学ユニットの一態様例において
は、前記支持部材が前記光学素子の中心近傍から放射状
に形成されている。

【００１０】本発明の光学ユニットの一態様例において
は、前記支持部材の占有面積が前記光学素子の有効面積
の５％以内である。

【００１１】本発明の光学ユニットの一態様例において
は、前記空間の幅が、前記光学素子に照射される光線の
波長の０．３倍〜２倍の範囲内である。

【００１２】本発明の光学ユニットの一態様例において
は、前記光学素子を透過する光線の光軸から０°、４５
°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０
°、３１５°のそれぞれの方向を中心とする２２．５°
の角度範囲の領域に形成された前記支持部材の面積が、
前記領域外に形成された前記支持部材の面積よりも小さ
い。

【００１３】本発明の光学ユニットの一態様例において
は、前記空間に所定の気体が所定の圧力で密閉され、前
記空気孔が封止されている。

【００１４】本発明の光学ユニットの一態様例において
は、前記光学素子の表面に前記支持部材が直接又は接着
剤を介して当接している。

【００１５】本発明の光学ユニットの製造方法は、第１
の基板上の所定領域を選択的に除去することにより、表
面を階段状に加工する工程と、第２の基板上の周縁を残
して中央部を選択的に除去することにより、第２の基板
内に凹部を形成するとともに、該凹部から突出する支持
部材を少なくとも１つ形成する工程と、前記第１の基板
と前記第２の基板と周縁部において密着させるととも
に、前記支持部材を前記階段状の前記第１の基板表面の
一部と当接させて、前記第１の基板と前記第２の基板を
一体化する。

【００１６】本発明の光学ユニットの製造方法の一態様
例においては、前記支持部材が前記凹部に複数個点在す
るように形成する。

【００１７】本発明の光学ユニットの製造方法の一態様
例においては、前記支持部材が前記第２の基板の中心部
近傍から放射状に延在する形状に形成する。

【００１８】本発明の光学系は、上記光学ユニットと、
光学レンズを鏡筒内に備えている。

【００１９】本発明の露光装置は、上記光学系を照明光
学系及び／又は投影光学系として備え、被照射面に所定
パターンを投影し露光を行う。

【００２０】本発明のデバイスの製造方法は、被照射面
に感光材料を塗布するステップと、上記露光装置を用い
て、前記感光材料が塗布された前記被照射面に所定パタ
ーンの露光を行うステップと、前記所定パターンの露光
が行われた前記感光材料を現像するステップとを備えて
いる。

【００２１】本発明のデバイスの製造方法の一態様例に
おいては、前記被照射面はウェハ面上に形成され、当該
ウェハ面に半導体素子を形成する。

【００２２】

【作用】本発明においては、光学ユニットを光学素子と
光学部材の２部材によって構成し、両者の間に所定の空
間を形成するとともに、光学部材の所定空間内の所定位
置に支持部材を形成して光学素子を支持している。これ
により、自重等により変形する光学素子を支持部材によ
って保持することができるため、変形量を最小限に抑え
ることが可能である。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は第
１の実施形態に係る光学ユニットを用いたステッパー
（縮小投影露光装置）の全体構成を示す側面図である。
図２は、図１に示すステッパーにおける投影光学系の一
部を示す概略断面図である。また、図３は図２の光学系
における光学ユニットを示す分解斜視図である。そし
て、図４は光学ユニットの光軸に垂直な方向の断面を示
す概略断面図である。

【００２４】先ず、第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態のステッパーの主要構成を示す
模式図である。このステッパーは、所望のパターンが描
かれたレチクル１１に照明光を照射するための照明光学
系１０と、レチクル１１を通過した照明光が入射して当
該レチクル１１のパターンをウェハ１３の表面に縮小投
影するための投影光学系１２と、ウェハ１３が載置固定
されるウェハチャック１４と、ウェハチャック１４が固
定されるウェハステージ１５とを有している。

【００２５】前記光学系は、紫外線や遠紫外線等の短波
長光、ここでは照明光としての高輝度のＡｒＦエキシマ
レーザー光を発する光源１と、光源１からの照明光を所
望の光束形状に変換するビーム形状変換手段２と、複数
のシリンドリカルレンズや微小レンズを２次元的に配置
されてなるオプティカルインテグレータ３と、不図示の
切替手段により任意の絞りに切替可能とされ、オプティ
カルインテグレータ３により形成された２次光源の位置
近傍に配置された絞り部材４と、絞り部材４を通過した
照明光を集光するコンデンサーレンズ５と、例えば４枚
の可変ブレードにより構成され、レチクル１１の共役面
に配置されてレチクル１１の表面での照明範囲を任意に
決定するブラインド７と、ブラインド７で所定形状に決
定された照明光をレチクル１１の表面に投影するための
結像レンズ８と、結像レンズ８からの照明光をレチクル
１１の方向へ反射させる折り曲げミラー９とを有してい
る。

【００２６】以上のように構成されたステッパーを用
い、レチクル１１のパターンをウェハ１３の表面に縮小
投影する動作について説明する。

【００２７】先ず、光源１から発した照明光は、ビーム
形状変換手段２で所定形状に変換された後、オプティカ
ルインテグレータ３に指向される。このとき、その射出
面近傍に複数の２次光源が形成される。この２次光源か
らの照明光が、絞り部材４を介してコンデンサーレンズ
５で集光され、ブラインド７で所定形状に決定された後
に結像レンズ８を介して折り曲げミラー９で反射し、レ
チクル１１のパターンを通過して投影光学系１２に入射
する。そして、投影光学系１２を通過して前記パターン
が所定寸法に縮小されてウェハ１３の表面に投影され、
露光が施される。

【００２８】次に、第１の実施形態における光学ユニッ
ト２２を備えた投影光学系１２の構成を説明する。図２
は、図１における投影光学系１２の一部を示す断面図で
ある。鏡筒２１の内部に光学ユニット２２が固定されて
おり、光学ユニット２２の上側と下側に光学レンズ２
３，２４が固定、又は移動可能に保持されている。

【００２９】光学ユニット２２は、単体で通常の光学レ
ンズを複数枚用いたものと同等の効果を有するユニット
であり、投影光学系１２における収差、特に色収差を抑
えることが可能である。

【００３０】すなわち、投影光学系１２に光学ユニット
２２を挿入することにより、投影光学系１２の光学レン
ズの枚数を少なくして、収差の発生を最小限に抑えるこ
とが可能である。

【００３１】図３は光学ユニット２２を分解した状態で
の斜視図を示している。光学ユニット２２は、主に回折
光学素子２５とシールガラス２６から構成されている。
回折光学素子２５は主に石英からなる素材に微小な段差
を形成することにより素子面２５ｂを形成したバイナリ
ー型光学素子であって、この微小な段差により入射する
光線を所望の偏向角（回折角）で偏向（回折）させるこ
とができる。

【００３２】回折光学素子２５の素子面２５ｂは、上述
した石英を主とする素材を半導体製造プロセスにおいて
使用されるフォトリソグラフィー及びドライエッチング
技術によって微細加工したものであり、理想的格子形状
（キノフォームと呼ばれるブレーズド形状）を、図４に
示すように階段状に近似した形状に形成されている。こ
こで、階段状断面の１段の高さは４０ｎｍ〜６０ｎｍ程
度である。

【００３３】素子面２５ｂの回折パターンを形成するに
は、円盤状の基板の表面にフォトリソグラフィー及びド
ライエッチングを施すことによりパターニングして形成
するが、図４に示す如く回折パターンを階段状に形成す
るには、その段数に応じた回数のパターニングが必要で
ある。図４に示す如く、回折パターンを４段状に形成す
る場合には、２回のパターニングが必要となる。ここ
で、回折光学素子２５の素材となる円盤状基板が比較的
大きい場合には、１回の露光で全範囲を露光することが
できないため、素子面を同心円状に分割してそれぞれの
領域毎に２回のパターニングを行うことになる。

【００３４】シールガラス２６は回折光学素子２５の素
子面２５ｂ側に固定されることにより素子面２５ｂを保
護する役割を果たす。シールガラス２６の周縁部２６ａ
の肉厚は中心部よりも厚く形成されている。従って、シ
ールガラス２６の周縁部２６ａよりも中心側には凹部２
６ｂが形成されている。そして、凹部２６ｂの所定位置
に複数の支柱２６ｃが形成されている。支柱２６ｃの先
端は周縁部２６ａの表面と略同一面に形成されている。
また、シールガラス２６の周縁部２６ａには、凹部２６
ｂに到達する空気孔２６ｄが形成されている。空気孔２
６ｄは１ケ所のみならず、複数箇所形成しておいてもよ
い。このようなシールガラス２６の表面形状も、通常の
半導体製造プロセスと同様にフォトリソグラフィー及び
エッチングにより形成される。ここで、シールガラス２
６をエッチングする際には、エッチング前に表面の面精
度を高めて平坦化しておくことにより、周縁部２６ａと
支柱２６ｃの高さを同一面に形成することができる。

【００３５】図４は、光学ユニット２２の光軸と垂直な
方向における断面図を示している。このように、回折光
学素子２５の素子面２５ｂとシールガラス２６の凹部２
６ｂを向かい合わせて固定することにより、光学ユニッ
ト２２が構成される。そして、シールガラス２６に形成
された凹部２６ｂによって、回折光学素子２５とシール
ガラス２６の間には、所定の空間２７が形成される。こ
の空間２７の幅（ｄ）は、ステッパーの光源からの光の
波長をλとした場合、０．３λ〜３λの範囲内としてお
くことが望ましい。このように空間２７の幅を規定する
ことによって、特に１次回折光を低減させることなく光
学ユニット２２を透過させることができる。本実施形態
においては、支柱２６ｃの高さを光源１からの光線の波
長の１／２の長さに設定している。

【００３６】回折光学素子２５の素子面２５ｂに形成さ
れた階段状断面の微小段差のうち、最上段部２５ｄの表
面は回折光学素子２５の周縁部２５ａの表面と同一又は
略同一高さの面に形成されている。シールガラス２６の
周縁部２６ａと支柱２６ｃの上面も略同一の面に形成さ
れているため、回折光学素子２５の周縁部２５ａとシー
ルガラス２６の周縁部２６ａを当接させるとシールガラ
ス２６の支柱２６ｃと最上段部２５ｄが当接することに
なる。

【００３７】このように、シールガラス２６に支柱２６
ｃを形成しておくことにより、図４に示すように、自重
によって回折光学素子２５の中央近傍が下側（矢印Ａ方
向）に変形しようとしても、シールガラス２６の支柱２
６ｃが確実に回折光学素子２５を保持するため、回折光
学素子２５が歪むことはない。

【００３８】これにより、製造時の回折光学素子２５の
形状を恒久的に保つことができ、回折光学素子２５の変
形による収差の発生を抑止又は小さくし、光学性能の劣
化を最小限に抑えることができる。

【００３９】支柱２６ｃの位置、本数については、回折
光学素子２５の大きさ、厚み等に応じて自由に設定する
ことができる。例えば、回折光学素子２５の直径がφ１
２０程度回折光学素子２５の厚さが１ｍｍ程度の場合、
２ｃｍ四方に１ケ所程度の割合で支柱２６ｃを形成して
おくことにより回折光学素子２５の変形を効果的に抑制
することができる。

【００４０】支柱２６ｃと最上段部２５ｄが当接する部
位の面積は、素子面２５ｂを透過する光線の有効径の面
積の５％以内に抑えることが望ましい。当接部位を透過
した光線は結像に寄与せず、迷光となりフレアーを増加
させる要因となるからである。なお、支柱２６ｃの直径
を素子面２５ｂの素子のピッチよりも大きく形成してお
けば、確実に支柱２６ｃの表面と素子の最上段部２５ｄ
を当接させることが可能である。

【００４１】また、素子面２５ｂの所定の範囲は、他の
領域に比して回折光がより多く透過するため、この部位
に支柱２６ｃを設けないことが望ましい。図７は、支柱
２６ｃの位置として適正な領域を示す平面図である。光
軸中心から０°、４５°、９０°、１３５°、１８０
°、２２５°、２７０°、３１５°の方向を避けて支柱
２６ｃ形成するのが望ましい。更には、これらの方向に
対して２２．５°の範囲の領域（ハッチングで示す領
域）に支柱２５ｃを形成した場合には、この領域におけ
る支柱２６ｃの面積の合計がこれらの領域外（ハッチン
グのない領域）に形成された支柱２６ｃの面積の合計よ
りも小さくなるようにするのが望ましい。

【００４２】この条件で支柱２６ｃを形成することによ
って、支柱２６ｃと最上段部２５ｄが当接することによ
る回折光の照度低下量を最小限に押さえることができ、
投影光学系１２における光量のロスを抑止することがで
きる。

【００４３】また、回折光学素子２５の素子面２５ｂを
シールガラス２６によって完全に覆うことができるた
め、取扱時における素子面のキズの形成を抑止すること
ができ、また、素子面２５ｂにゴミや有機物が付着する
ことを抑止することができる。

【００４４】回折光学素子２５とシールガラス２６の固
定は、例えば回折光学素子２５とシールガラス２６の周
縁部２５ａ，２６ａに接着剤を塗布して密着させて接着
固定することができる。また、回折光学素子２５とシー
ルガラス２６の周縁部２５ａ，２６ａの表面の面精度を
高めた状態で両者を密着させて、オプティカルコンタク
トにより接合してもよい。

【００４５】回折光学素子２５とシールガラス２６の接
着の際には、支柱２６ｃの上面と素子面２５ｂを接着し
てもよい。これにより、回折光学素子２５が下側、シー
ルガラス２６が上側にくるように光学ユニット２２を配
置した場合、回折光学素子２５が自重によりシールガラ
ス２６から離間する方向に変形しようとしても、支柱２
６ｃと素子面２５ｂが接着されていることにより、回折
光学素子２５の変形を抑止することができる。

【００４６】そして、回折光学素子２５とシールガラス
２６の間に形成された空間２７は、シールガラス２６の
周縁部２６ａに形成された空気孔２６ｄによって外気圧
と同等に保たれるため、温度変化による回折光学素子２
５及びシールガラス２６の変形を抑止することが可能で
ある。

【００４７】以上説明したように、第１の実施形態にお
いては、回折光学素子２５とシールガラス２６を張り合
わせて光学ユニット２２を構成し、回折光学素子２５の
素子面２５ｂをシールガラス２６によって保護すること
ができるため、素子面２５ｂにキズが生じたり、ゴミや
有機物が付着することを抑止することができる。

【００４８】また、回折光学素子２５とシールガラス２
６を密着させて生じる空間２７には、シールガラス２６
に形成された空気孔２６ｄが到達しているため、温度変
化による回折光学素子２５の変形を抑止することができ
る。

【００４９】従って、第１の実施形態によれば、極薄の
回折光学素子であっても、自重、温度変化による素子の
変形を抑止することができ、所望の光学性能を有する光
学ユニット２２を構成することができる。

【００５０】そして、この光学ユニット２２を縮小投影
露光装置の照明光学系１０あるいは投影光学系１２に用
いることにより、光学レンズの枚数を削減して、収差の
発生を抑止することができる。従って、縮小投影露光装
置の構成を簡易な構成にするとともに、製造コストを低
減させることができる。

【００５１】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態を図面に基づいて説明する。第２の実施形態に
おいても本発明に係る光学ユニットを用いた装置として
ステッパーを例示する。第２の実施形態におけるステッ
パーの主要構成は、第１の実施形態におけるステッパー
の主要構成と同一であるため、説明は省略する。なお、
第２の実施形態を説明する図において、第１の実施形態
と実質的に同一の構成部材等については第１の実施形態
と同一の符号を記す。

【００５２】第２の実施形態における光学ユニット２２
は、第１の実施形態と同様に回折光学素子２５とシール
ガラス２６の張り合わせによって構成されている。第２
の実施形態においては、シールガラス２６の凹部２６ｂ
に形成された支持部材の形状が、第１の実施形態におけ
る支柱２６ｃの形状と異なっている。

【００５３】すなわち、第２の実施形態においては、シ
ールガラス２６の中心、すなわち回折光学素子２５の光
軸中心位置から放射状に延在した形状で支持壁２６ｃ’
が形成されている。

【００５４】この際、前述したように、光軸中心から０
°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、
２７０°、３１５°の方向を避けて形成することによ
り、回折光学素子２５を透過した光線の照度低下量を最
小限に抑えることができる。

【００５５】図６は、第２の実施形態における光学ユニ
ット２２の光軸と垂直方向の断面を示している。このよ
うに、第２の実施形態においては、支持壁２６ｃ’を中
心から外方へ延在した形状としているため、回折光学素
子２５の最上段部２５ｄと支持壁２６ｃ’の当接面を径
方向に長く確保することができ、回折光学素子２５をよ
り安定的に保持することができる。

【００５６】従って、第２の実施形態においては、特に
光軸近傍において回折光学素子２５が変形することを抑
止することができ、変形による光学性能の劣化を抑止す
ることができる。

【００５７】なお、第２の実施形態においては、光学ユ
ニット２２を回折光学素子２５とシールガラス２６によ
って構成しているため、第１の実施形態と同様に素子面
２５ｂを確実に保護することができ、また、シールガラ
ス２６に設けた空気孔２６ｄによって、温度変化に起因
した回折光学素子２５の変形を抑止することができる。

【００５８】（変形例）図８に第２の実施形態の変形例
を示す。この変形例においては、第２の実施形態のシー
ルガラス２６の支持壁２６ｃ”の形状が第２の実施形態
と異なっている。

【００５９】すなわち、図８に示すように、第２の実施
形態におけるシールガラス２６の支持壁２６ｃ”は、シ
ールガラス２６の凹部２６ｃに、光軸位置を中心として
円弧状に形成されている。

【００６０】この場合も第１及び第２の実施形態と同様
に、光軸中心から０°、４５°、９０°、１３５°、１
８０°、２２５°、２７０°、３１５°の方向を避けて
支持壁２６ｃ”を形成するのが好適である。

【００６１】なお、上述した第１及び第２の実施形態に
おいては、シールガラス２６に空気孔２６ｄを形成して
おくことによって、空間２７と外気を同じ圧力に保つこ
とができるが、空気孔２６を封止することによって積極
的に空間２７に気体を密閉してもよい。この場合には、
ステッパーの光源の波長と空間２７に密閉された気体の
種類、圧力を適当に設定することによって、効果的に光
線を回折させることが可能である。この場合、ネオン
（Ｎｅ）等の不活性ガス、窒素（Ｎ₂）等を光源１の光
線の波長に応じて選択することができる。

【００６２】次に、図１を用いて説明したステッパーを
利用した半導体装置（半導体デバイス）の製造方法の一
例を説明する。

【００６３】図１０は、半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ
等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の
製造工程のフローを示す。先ず、ステップ１（回路設
計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ
２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成した
マスクを製作する。一方、ステップ３（ウェハ製造）で
はシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。ステッ
プ４（ウェハプロセス）は前工程と称され、上記の如く
用意したマスクとウェハを用いて、フォトリソグラフィ
ー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。次の
ステップ５（組み立て）は後工程と称され、ステップ４
によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する
工程であり、アッセンプリ工程（ダイシング、ボンディ
ング）、パッケージンク工程（チップ封入）等の工程を
含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷（ステップ７）される。

【００６４】図１１は上記ウェハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウェハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウェハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウェハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウェハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明したステッパーによっ
てマスクの回路パターンをウェハに焼付露光する。ステ
ップ１７（現像）では露光したウェハを現像する。ステ
ップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の
部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエ
ッチングが終了して不要となったレジストを除去する。
これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウェ
ハ上に多重に回路パターンが形成される。

【００６５】この製造方法を用いれば、ステップ１６に
おいて本実施形態のステッパーを用いてその使用形態を
限定されず自由度の高い状態で、ウェハ面に各種光学的
収差の補正された均一な照明光が照射されるので、従来
は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易且
つ確実に製造することができる。なお、この製造方法に
よって、半導体デバイスのみならず回折光学素子２５自
身を製造してもよい。

【００６６】なお、上述した第１及び第２の実施形態に
おいては、光学ユニット２２を用いた光学装置としてス
テッパーを例示したが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。例えば、図９に示すように、テレビカメラを
構成するレンズの一部として光学ユニットを用いてもよ
い。

【００６７】図９に示すテレビカメラにおいては、光電
変換素子（ＣＣＤ）１０１の前側、すなわち被写体側に
レンズ群１０２〜１０５が構成されている。ここで１０
２はフォーカシングレンズ群であり、１０３はバリエー
ターレンズ群である。また、１０４はコンペンセータレ
ンズ群、１０５はリレーレンズ群である。

【００６８】フォーカシングレンズ群１０２はフォーカ
シングレンズ鏡筒によって保持され、光軸方向に移動す
るように構成されており、フォーカシングレンズ群１０
２が移動することにより、合焦動作が行われる。バリエ
ーターレンズ群１０３とコンペンセータレンズ群１０４
が移動することにより、ズーミングが行われる。そし
て、被写体の像がリレーレンズ群１０５の後方の光電変
換素子１０１に結像されることにより、画像が形成され
る。

【００６９】このような構成のテレビカメラにおいて、
本発明に係る光学ユニット２２は例えばコンペンセータ
レンズ群１０４の最前部に固定されている。これによ
り、収差の発生を抑えるために必要とされたレンズ群の
一部を光学ユニット２２によって置き換えることができ
る。そして、光学ユニット２２をテレビカメラの光学系
の中に構成することによって、光学系全体としてのレン
ズ枚数を削減することができ、近時の要請である小型化
を実現でき、簡易な構成でテレビカメラを構成するとと
もに、製造コストを大幅に削減することができる。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、薄い光学素子の変形を
抑止又は小さくすることができる。従って、変形による
収差の発生を抑止又は小さくし、光学性能の劣化を最小
限に抑えた光学素子を備えた光学ユニットを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るステッパーの全
体構成を示す模式図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る縮小光学系の一
部を示す概略断面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る光学ユニットを
示す分解斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る光学ユニットを
示す概略断面図である。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る光学ユニットを
示す分解斜視図である。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る光学ユニットを
示す概略断面図である。

【図７】本発明の実施形態において、支柱を形成する適
正領域を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施形態の変形例に係る光学ユ
ニットを示す斜視図である。

【図９】本発明に係るテレビカメラを示す概略断面図で
ある。

【図１０】本発明に係るステッパーを用いた半導体デバ
イスの製造工程を示すフローチャートである。

【図１１】図１０の工程中のウェハプロセスを更に詳細
に示すフローチャートである。

【符号の説明】

１光源２ビーム形状変換手段３オプティカルインテグレータ４絞り部材５コンデンサーレンズ７ブラインド８結像レンズ９折り曲げミラー１０照明光学系１１レチクル１２投影光学系１３ウェハ１４ウェハチャック１５ウェハステージ２２光学ユニット２３，２４光学レンズ２５回折光学素子２５ａ周縁部２５ｂ素子面２６シールガラス２６ａ周縁部２６ｂ凹部２６ｃ支柱２６ｃ’，２６ｃ” 支持壁２６ｄ空気孔２７空間１０１光電変換素子１０２フォーカシングレンズ群１０３バリエーターレンズ群１０４コンペンセータレンズ群１０５リレーレンズ群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学素子と光学部材とを備えた光学ユニ
ットであって、前記光学素子と前記光学部材は周縁部において接合され
るとともに両者の間には所定の空間が形成されており、前記光学部材の前記光学素子側には、前記所定の空間で
前記光学素子の表面と当接する支持部材が少なくとも１
つ形成されていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】前記光学素子は、入射する光線を所望の
偏向角に回折させる回折光学素子であることを特徴とす
る請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項３】前記回折光学素子は、表面が光軸方向に
階段状に形成されていることを特徴とする請求項２に記
載の光学ユニット。
【請求項４】前記周縁部の外側から前記空間に達する
開孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の
いずれか１項に記載の光学ユニット。
【請求項５】前記支持部材が前記光学素子を透過する
光線の光軸中心近傍から放射状に形成されていることを
特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ユ
ニット。
【請求項６】前記支持部材の占有面積が前記光学素子
の有効面積の５％以内であることを特徴とする請求項１
〜５のいずれか１項に記載の光学ユニット。
【請求項７】前記空間の幅が、前記光学素子に照射さ
れる光線の波長の０．３倍〜２倍の範囲内であることを
特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ユ
ニット。
【請求項８】前記光学素子を透過する光線の光軸から
０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５
°、２７０°、３１５°のそれぞれの方向を中心とする
２２．５°の角度範囲の領域に形成された前記支持部材
の面積が、前記領域外に形成された前記支持部材の面積
よりも小さいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか
１項に記載の光学ユニット。
【請求項９】前記空間に所定の気体が所定の圧力で密
閉され、前記空気孔が封止されていることを特徴とする
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学ユニット。
【請求項１０】前記光学素子の表面に前記支持部材が
直接又は接着剤を介して当接していることを特徴とする
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学ユニット。
【請求項１１】第１の基板上の所定領域を選択的に除
去することにより、表面を階段状に加工する工程と、第２の基板上の周縁を残して中央部を選択的に除去する
ことにより、第２の基板内に凹部を形成するとともに、
該凹部から突出する支持部材を少なくとも１つ形成する
工程と、前記第１の基板と前記第２の基板と周縁部において密着
させるとともに、前記支持部材を前記階段状の前記第１
の基板表面の一部と当接させて、前記第１の基板と前記
第２の基板を一体化することを特徴とする光学ユニット
の製造方法。
【請求項１２】前記支持部材が前記凹部に複数個点在
するように形成することを特徴とする請求項１１に記載
の光学ユニットの製造方法。
【請求項１３】前記支持部材が前記第２の基板の中心
部近傍から放射状に延在する形状に形成することを特徴
とする請求項１１に記載の光学ユニットの製造方法。
【請求項１４】請求項１〜１０のいずれか１項に記載
の光学ユニットと、光学レンズを鏡筒内に備えたことを
特徴とする光学系。
【請求項１５】請求項１４に記載の光学系を照明光学
系あるいは投影光学系として備え、被照射面に所定パタ
ーンを投影し露光を行うことを特徴とする露光装置。
【請求項１６】被照射面に感光材料を塗布するステッ
プと、請求項１５に記載の露光装置を用いて、前記感光材料が
塗布された前記被照射面に所定パターンの露光を行うス
テップと、前記所定パターンの露光が行われた前記感光材料を現像
するステップとを備えることを特徴とするデバイスの製
造方法。
【請求項１７】前記被照射面はウェハ面上に形成さ
れ、当該ウェハ面に半導体素子を形成することを特徴と
する請求項１６に記載のデバイスの製造方法。