JP3031375B2 - レンズ鏡筒及びそれを用いた投影露光装置 - Google Patents
レンズ鏡筒及びそれを用いた投影露光装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自重及び／又は支持
により変形する光学素子を有するレンズ鏡筒及びそれを
用いた投影露光装置に関し、例えば光学素子としてバイ
ナリ型の回折光学素子を有するレンズ鏡筒及びこのレン
ズ鏡筒を有する投影露光装置に関する。
により変形する光学素子を有するレンズ鏡筒及びそれを
用いた投影露光装置に関し、例えば光学素子としてバイ
ナリ型の回折光学素子を有するレンズ鏡筒及びこのレン
ズ鏡筒を有する投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、回折光学素子を用いた光学系が種
々と提案されている。回折光学素子としては、例えばフ
レネルゾーンプレート、キノフォーム、バイナリオプテ
ィックス、ホログラム等が知られている。
々と提案されている。回折光学素子としては、例えばフ
レネルゾーンプレート、キノフォーム、バイナリオプテ
ィックス、ホログラム等が知られている。
【０００３】回折光学素子は、入射波面を定められた波
面に変換する光学素子として用いられている。この回折
光学素子は屈折型レンズにはない特長を持っている。例
えば、屈折型レンズと逆の分散を有すること、厚みを薄
くできるので、光学系がコンパクトになること等の特長
を持っている。
面に変換する光学素子として用いられている。この回折
光学素子は屈折型レンズにはない特長を持っている。例
えば、屈折型レンズと逆の分散を有すること、厚みを薄
くできるので、光学系がコンパクトになること等の特長
を持っている。
【０００４】一般に回折光学素子の形状をバイナリ型の
形状にすると、その作製に半導体素子の製造技術が適用
可能となり、微細なピッチも比較的容易に実現すること
ができる。この為、ブレーズド形状を階段形状で近似し
たバイナリ型の回折光学素子に関する研究が最近盛んに
進められている。
形状にすると、その作製に半導体素子の製造技術が適用
可能となり、微細なピッチも比較的容易に実現すること
ができる。この為、ブレーズド形状を階段形状で近似し
たバイナリ型の回折光学素子に関する研究が最近盛んに
進められている。
【０００５】一方、回折光学素子やレンズ等の光学素子
をレンズ鏡筒中の所定の場所に位置決めする手法として
は、従来より玉押し、投げ込み等がある。
をレンズ鏡筒中の所定の場所に位置決めする手法として
は、従来より玉押し、投げ込み等がある。
【０００６】図１３は玉押しによる光学素子の位置決め
を行なった鏡筒構造の概略図である。同図において、８
は投影光学系を構成するレンズ、９はレンズ８を保持す
る鏡筒、１０は鏡筒９に設けられ、レンズ設置部ａにレ
ンズ８を突き当てて固定するための押え環である。
を行なった鏡筒構造の概略図である。同図において、８
は投影光学系を構成するレンズ、９はレンズ８を保持す
る鏡筒、１０は鏡筒９に設けられ、レンズ設置部ａにレ
ンズ８を突き当てて固定するための押え環である。
【０００７】レンズ８の外形は予めレンズ光軸Ｌａに対
して所定の同軸度で研削されており、その外径寸法は所
定の精度で計測されている。
して所定の同軸度で研削されており、その外径寸法は所
定の精度で計測されている。
【０００８】鏡筒９の内径は計測されたレンズ８の外径
に応じ、レンズ８を嵌合させたときに所定のクリアラン
スになるよう切削されている。
に応じ、レンズ８を嵌合させたときに所定のクリアラン
スになるよう切削されている。
【０００９】レンズ８の光軸Ｌａ方向の位置決めは、押
え環１０の外周部に設けられた雄ネジ部を、鏡筒９の内
径に設けられた雌ネジ部９０にねじ込んで、レンズ８を
鏡筒９に設けられたレンズ設置部ａに突き当てて固定す
ることによって行なっている。
え環１０の外周部に設けられた雄ネジ部を、鏡筒９の内
径に設けられた雌ネジ部９０にねじ込んで、レンズ８を
鏡筒９に設けられたレンズ設置部ａに突き当てて固定す
ることによって行なっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図１３に示す従来のレ
ンズ鏡筒では、レンズがレンズ設置部ａに押し付けられ
ることによりレンズ表面形状が押え環１０及びレンズ設
置部ａの形状に倣って変形し光学特性が変化するという
問題点があった。
ンズ鏡筒では、レンズがレンズ設置部ａに押し付けられ
ることによりレンズ表面形状が押え環１０及びレンズ設
置部ａの形状に倣って変形し光学特性が変化するという
問題点があった。
【００１１】また、押え環１０を用いずにレンズ８を鏡
筒内壁に接着することによりレンズに加わる押圧力を減
らすこともできるが、光軸と重力方向が一致する場合に
はレンズの自重変形によりレンズ設置部ａの形状に倣っ
てレンズがある方向へある量だけ変形することがある。
筒内壁に接着することによりレンズに加わる押圧力を減
らすこともできるが、光軸と重力方向が一致する場合に
はレンズの自重変形によりレンズ設置部ａの形状に倣っ
てレンズがある方向へある量だけ変形することがある。
【００１２】レンズ設置部の平面精度はレンズの面精度
以上の高精度に加工することが難しいこと、レンズ設置
部の形状は鏡筒毎に異なり、そこに当接するレンズがど
のように変形するかを事前に推定することができないの
で、微小変形が問題となる光学系では、組立後に光学性
能を評価した上で、所定のレンズの姿勢もしくは位置調
整によって面変形による諸収差を補正する必要があり、
組立調整工数を増大させていた。
以上の高精度に加工することが難しいこと、レンズ設置
部の形状は鏡筒毎に異なり、そこに当接するレンズがど
のように変形するかを事前に推定することができないの
で、微小変形が問題となる光学系では、組立後に光学性
能を評価した上で、所定のレンズの姿勢もしくは位置調
整によって面変形による諸収差を補正する必要があり、
組立調整工数を増大させていた。
【００１３】回折光学素子等の特に薄い光学素子を鏡筒
で保持する場合、前述の変形量が大きくなり、光学素子
の姿勢もしくは位置調整を行なっても所望の光学性能が
得られない場合もある。
で保持する場合、前述の変形量が大きくなり、光学素子
の姿勢もしくは位置調整を行なっても所望の光学性能が
得られない場合もある。
【００１４】本発明は、上記問題に鑑みて成されたもの
であり、改良されたレンズ鏡筒及び投影露光装置を提供
することを目的とする。
であり、改良されたレンズ鏡筒及び投影露光装置を提供
することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のレンズ
鏡筒は、自重及び／又は支持で光通過面が変形する光学
素子，及び該光学素子を支持する複数の凸部を有し、該
複数の凸部は、該光学素子の光通過面が、光軸を含む平
面に関して対称に変形するように、配置していることを
特徴としている。
鏡筒は、自重及び／又は支持で光通過面が変形する光学
素子，及び該光学素子を支持する複数の凸部を有し、該
複数の凸部は、該光学素子の光通過面が、光軸を含む平
面に関して対称に変形するように、配置していることを
特徴としている。
【００１６】請求項２の発明のレンズ鏡筒は、自重によ
りその表面が変形する光学素子と、該光学素子を支持す
る支持手段とを有するレンズ鏡筒において、該支持手段
は実質的に該自重のみで該光学素子の表面が光軸を含む
少なくとも１つの平面に関して対称に変形するように支
持することを特徴としている。
りその表面が変形する光学素子と、該光学素子を支持す
る支持手段とを有するレンズ鏡筒において、該支持手段
は実質的に該自重のみで該光学素子の表面が光軸を含む
少なくとも１つの平面に関して対称に変形するように支
持することを特徴としている。
【００１７】請求項３の発明のレンズ鏡筒は、自重及び
支持によりその表面が変形する光学素子と、該光学素子
を支持する支持手段とを有するレンズ鏡筒において、該
支持手段は実質的に該自重及び支持のみで該光学素子の
表面が光軸を含む少なくとも１つの平面に関して対称に
変形するように支持することを特徴としている。
支持によりその表面が変形する光学素子と、該光学素子
を支持する支持手段とを有するレンズ鏡筒において、該
支持手段は実質的に該自重及び支持のみで該光学素子の
表面が光軸を含む少なくとも１つの平面に関して対称に
変形するように支持することを特徴としている。
【００１８】請求項４の発明は請求項１，２又は３の発
明において、前記光学素子が一対有り、該一対の光学素
子は、互いにその変形による光学特性の変動を補正し合
うことを特徴としている。
明において、前記光学素子が一対有り、該一対の光学素
子は、互いにその変形による光学特性の変動を補正し合
うことを特徴としている。
【００１９】請求項５の発明は請求項１，２又は３の発
明において、前記光学素子の変形による光学特性の変動
を補正するレンズを有することを特徴としている。
明において、前記光学素子の変形による光学特性の変動
を補正するレンズを有することを特徴としている。
【００２０】請求項６の発明は請求項１の発明におい
て、前記光学素子の表面は該光学素子の自重により変形
することを特徴としている。
て、前記光学素子の表面は該光学素子の自重により変形
することを特徴としている。
【００２１】請求項７の発明は請求項１の発明におい
て、前記複数の凸部は前記光学素子を実質的に点接触し
ていることを特徴としている。
て、前記複数の凸部は前記光学素子を実質的に点接触し
ていることを特徴としている。
【００２２】請求項８の発明は請求項１の発明におい
て、前記複数の凸部の光軸方向位置は互いに同じである
ことを特徴としている。
て、前記複数の凸部の光軸方向位置は互いに同じである
ことを特徴としている。
【００２３】請求項９の発明は請求項１の発明におい
て、前記複数の凸部の数は２，３，４，５，６，７，８
または９であることを特徴としている。
て、前記複数の凸部の数は２，３，４，５，６，７，８
または９であることを特徴としている。
【００２４】請求項１０の発明は請求項１，２又は３の
発明において、前記光学素子の外周部の複数の箇所が、
接着剤により、前記レンズ鏡筒の内壁に接着しているこ
とを特徴としている。
発明において、前記光学素子の外周部の複数の箇所が、
接着剤により、前記レンズ鏡筒の内壁に接着しているこ
とを特徴としている。
【００２５】請求項１１の発明は請求項１，２又は３の
発明において、前記光学素子はレンズまたはミラーであ
ることを特徴としている。
発明において、前記光学素子はレンズまたはミラーであ
ることを特徴としている。
【００２６】請求項１２の発明は請求項１，２又は３の
発明において、前記光学素子は回折光学素子であること
を特徴としている。
発明において、前記光学素子は回折光学素子であること
を特徴としている。
【００２７】請求項１３の発明は請求項１，２又は３の
発明において、自重によって光通過面が実質的に変形し
ない光学素子を複数個有し、該複数個の光学素子は、レ
ンズ及び／又はミラーを有することを特徴としている。
発明において、自重によって光通過面が実質的に変形し
ない光学素子を複数個有し、該複数個の光学素子は、レ
ンズ及び／又はミラーを有することを特徴としている。
【００２８】請求項１４の発明は請求項１の発明におい
て、前記複数の凸部は半球形状またはピン形状を有する
ことを特徴としている。
て、前記複数の凸部は半球形状またはピン形状を有する
ことを特徴としている。
【００２９】請求項１５の発明は請求項１の発明におい
て、前記複数の凸部は、前記光透過面が、光軸を含む第
１平面と該光軸を含み該第１平面と直交する第２平面と
に関して、対称に変形するように、配置していることを
特徴としている。
て、前記複数の凸部は、前記光透過面が、光軸を含む第
１平面と該光軸を含み該第１平面と直交する第２平面と
に関して、対称に変形するように、配置していることを
特徴としている。
【００３０】請求項１６の発明は請求項１５の発明にお
いて、前記複数の凸部の光軸方向位置は互いに同じであ
ることを特徴としている。
いて、前記複数の凸部の光軸方向位置は互いに同じであ
ることを特徴としている。
【００３１】請求項１７の発明は請求項１６の発明にお
いて、前記複数の凸部の数は２，３，４，５，６，７，
８または９であることを特徴としている。
いて、前記複数の凸部の数は２，３，４，５，６，７，
８または９であることを特徴としている。
【００３２】請求項１８の発明のレンズ鏡筒は、レンズ
及び／又はミラーを含む複数の光学素子、自重及び／又
は支持で光通過面が変形する少なくとも１つの光学素
子，及び該光学素子を支持する２，３または４個の凸部
とを有し、該複数の凸部は、光軸方向位置が互いに同じ
で、それぞれ該光学素子と実質的に点接触し、該光学素
子の光透過面が、光軸を含む第１平面と該光軸を含み該
第１平面と直交する第２平面とに関して対称に変形する
ように、配置していることを特徴としている。
及び／又はミラーを含む複数の光学素子、自重及び／又
は支持で光通過面が変形する少なくとも１つの光学素
子，及び該光学素子を支持する２，３または４個の凸部
とを有し、該複数の凸部は、光軸方向位置が互いに同じ
で、それぞれ該光学素子と実質的に点接触し、該光学素
子の光透過面が、光軸を含む第１平面と該光軸を含み該
第１平面と直交する第２平面とに関して対称に変形する
ように、配置していることを特徴としている。
【００３３】請求項１９の発明は請求項１８の発明にお
いて、前記支持した前記光学素子の表面は該光学素子の
自重のみで変形することを特徴としている。
いて、前記支持した前記光学素子の表面は該光学素子の
自重のみで変形することを特徴としている。
【００３４】請求項２０の発明は請求項１８の発明にお
いて、前記少なくとも１つの光学素子はレンズ又はミラ
ーであることを特徴としている。
いて、前記少なくとも１つの光学素子はレンズ又はミラ
ーであることを特徴としている。
【００３５】請求項２１の発明の投影露光装置は、請求
項１から２０のいずれか１項のレンズ鏡筒を有してお
り、該レンズ鏡筒が前記変形する光学素子を含む投影光
学系を有し、該投影光学系により、マスクのパターンを
被露光基板上に投影することを特徴としている。
項１から２０のいずれか１項のレンズ鏡筒を有してお
り、該レンズ鏡筒が前記変形する光学素子を含む投影光
学系を有し、該投影光学系により、マスクのパターンを
被露光基板上に投影することを特徴としている。
【００３６】請求項２２の発明のデバイス製造方法は、
請求項２１の投影露光装置と回路パターンを有するマス
クと被露光基板とを用いてデバイスを製造することを特
徴としている。
請求項２１の投影露光装置と回路パターンを有するマス
クと被露光基板とを用いてデバイスを製造することを特
徴としている。
【００３７】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態１を、図１〜図
６を用いて説明する。図１は本発明の実施形態１にかか
るレンズ鏡筒の一部分の構成を表す要部概略図である。
重力方向は、光軸方向と一致し、図中の−Ｚ方向であ
る。１（１ａ，１ｂ）は光学系を構成する屈折レンズ、
２および３はガラス基板表面にブレーズド状の回折格子
パターンを同心円状に形成した回折光学素子であり、後
述する球状の凸部材６を介して鏡筒４の支持部材４ａ，
４ｂに支持している。
６を用いて説明する。図１は本発明の実施形態１にかか
るレンズ鏡筒の一部分の構成を表す要部概略図である。
重力方向は、光軸方向と一致し、図中の−Ｚ方向であ
る。１（１ａ，１ｂ）は光学系を構成する屈折レンズ、
２および３はガラス基板表面にブレーズド状の回折格子
パターンを同心円状に形成した回折光学素子であり、後
述する球状の凸部材６を介して鏡筒４の支持部材４ａ，
４ｂに支持している。
【００３８】４は光学系を収納する鏡筒で、屈折レンズ
１ａと、回折光学素子２および屈折レンズ１ｂと回折格
子３を、光軸に沿って所定の間隔で接着剤５により所定
部位に固定することで位置決めしている支持部材４ａ，
４ｂを、ネジ（不図示）により所定の互いの光軸が一致
するように締結されて構成されている。
１ａと、回折光学素子２および屈折レンズ１ｂと回折格
子３を、光軸に沿って所定の間隔で接着剤５により所定
部位に固定することで位置決めしている支持部材４ａ，
４ｂを、ネジ（不図示）により所定の互いの光軸が一致
するように締結されて構成されている。
【００３９】図２は、鏡筒４の内壁における回折光学素
子２の位置決めを行なう機構の詳細図である。また、回
折光学素子３の位置決めを行なう機構も同様の機構を用
いている。６は光軸と直交する平面にある支持部材４ａ
上の光軸に直交する軸（第１の直交軸）Ｌ２上の光軸か
ら等距離の位置に設けた球状の凸部材で、ＸＺ平面に関
して対称な位置にある２つの凸部材６の頂部が光軸に直
交する同一平面内（即ち光軸方向同一位置）に配置さ
れ、これらの頂部が素子３に実質的に点接触する球状の
凸部材６の代わりに、端部に微小平面部を有するピン状
の凸部部材を用いても良い。その場合、２つの微小平面
部がそれぞれ前記の光軸に直交する同一平面内（即ち光
軸方向同一位置）に配置される。
子２の位置決めを行なう機構の詳細図である。また、回
折光学素子３の位置決めを行なう機構も同様の機構を用
いている。６は光軸と直交する平面にある支持部材４ａ
上の光軸に直交する軸（第１の直交軸）Ｌ２上の光軸か
ら等距離の位置に設けた球状の凸部材で、ＸＺ平面に関
して対称な位置にある２つの凸部材６の頂部が光軸に直
交する同一平面内（即ち光軸方向同一位置）に配置さ
れ、これらの頂部が素子３に実質的に点接触する球状の
凸部材６の代わりに、端部に微小平面部を有するピン状
の凸部部材を用いても良い。その場合、２つの微小平面
部がそれぞれ前記の光軸に直交する同一平面内（即ち光
軸方向同一位置）に配置される。
【００４０】回折光学素子２は凸部材６の頂部又は微小
平面部でのみ、直接に支持部材４ａと接触しており、接
着部５は回折光学素子２の周辺部のうち凸部材６の近傍
のみであるので、回折光学素子２が、軸Ｌ２まわりに回
転することはなく、かつ接着部５以外の周辺部は拘束無
く自重変形することができるようになっている。この場
合の変形後の光学素子２の光入出射面（光通過面）の面
形状は、ＸＺ平面に関して対称であり、変形後の光学素
子３の光入出射面の面形状はＹＺ平面に関して対称であ
る。
平面部でのみ、直接に支持部材４ａと接触しており、接
着部５は回折光学素子２の周辺部のうち凸部材６の近傍
のみであるので、回折光学素子２が、軸Ｌ２まわりに回
転することはなく、かつ接着部５以外の周辺部は拘束無
く自重変形することができるようになっている。この場
合の変形後の光学素子２の光入出射面（光通過面）の面
形状は、ＸＺ平面に関して対称であり、変形後の光学素
子３の光入出射面の面形状はＹＺ平面に関して対称であ
る。
【００４１】従来例は、支持部材のレンズの設置部の形
状が加工品毎に異なるため、そこに当接するレンズがど
のように変形するかを事前に推定することができないの
に対し、本実施例による前述の保持方法を用いれば、回
折光学素子２は図３に示すように軸Ｌ２及びそれに直交
する軸（第２の直交軸）Ｌ２′（即ちＸＺ平面とＹＺ平
面）それぞれに対してはほぼ対称に自重で変形する。素
子２の各点のたわみ量は有限要素法等により光学系設計
時に精度よく算出することができる。
状が加工品毎に異なるため、そこに当接するレンズがど
のように変形するかを事前に推定することができないの
に対し、本実施例による前述の保持方法を用いれば、回
折光学素子２は図３に示すように軸Ｌ２及びそれに直交
する軸（第２の直交軸）Ｌ２′（即ちＸＺ平面とＹＺ平
面）それぞれに対してはほぼ対称に自重で変形する。素
子２の各点のたわみ量は有限要素法等により光学系設計
時に精度よく算出することができる。
【００４２】図４は本実施形態で用いた厚さ１ｍｍの回
折光学素子の変形具合を有限要素法で計算した結果を描
いた絵である。
折光学素子の変形具合を有限要素法で計算した結果を描
いた絵である。
【００４３】また、計算に依らずとも、事前にたわみ量
を実験的に計測することで回折光学素子の変形具合を求
めても良い。実験による方法でも十分に再現性を得るこ
とができる。
を実験的に計測することで回折光学素子の変形具合を求
めても良い。実験による方法でも十分に再現性を得るこ
とができる。
【００４４】本実施形態では、接着剤５によって軸Ｌ２
まわりの回折光学素子２の回転を拘束することにより、
その姿勢を決めているが、図５に示すように、一方の凸
部材６の代りに凸部材６′を支持部材４ａ上の軸Ｌ２近
傍の２箇所に設けることによって回折光学素子２の姿勢
を決めるようにしても良い。
まわりの回折光学素子２の回転を拘束することにより、
その姿勢を決めているが、図５に示すように、一方の凸
部材６の代りに凸部材６′を支持部材４ａ上の軸Ｌ２近
傍の２箇所に設けることによって回折光学素子２の姿勢
を決めるようにしても良い。
【００４５】その場合、回折光学素子２が軸Ｌ２および
軸Ｌ２′に対称に変形するように、２つの凸部材６′を
近距離に、そして軸Ｌ２から等距離配置するとともに、
凸部材６および２つの凸部材６′の頂部を光軸に直交す
る同一平面内（光軸方向同一位置）にそれぞれ配置して
いる。
軸Ｌ２′に対称に変形するように、２つの凸部材６′を
近距離に、そして軸Ｌ２から等距離配置するとともに、
凸部材６および２つの凸部材６′の頂部を光軸に直交す
る同一平面内（光軸方向同一位置）にそれぞれ配置して
いる。
【００４６】図６は、図１に示した２つの回折光学素子
２および３を前記の方法によって保持した際に、各素子
の変形によって生じる非点収差、縦横倍率差等の収差を
算出して当該収差を補正するために、それぞれの変形の
基準軸である軸Ｌ２、軸Ｌ３が互いに直交するように、
回折光学素子２および３がそれぞれの支持部材４ａ，４
ｂ上に配置されることを示す説明図である。
２および３を前記の方法によって保持した際に、各素子
の変形によって生じる非点収差、縦横倍率差等の収差を
算出して当該収差を補正するために、それぞれの変形の
基準軸である軸Ｌ２、軸Ｌ３が互いに直交するように、
回折光学素子２および３がそれぞれの支持部材４ａ，４
ｂ上に配置されることを示す説明図である。
【００４７】ここでは、回折光学素子２および３の一方
が他方の回折光学素子の変形によって生じる光学特性の
変化を補正する補正光学素子となっている。これとは別
に、一方の光学素子として変形しない又は変形するアナ
モルフィックレンズを用いることもできる。
が他方の回折光学素子の変形によって生じる光学特性の
変化を補正する補正光学素子となっている。これとは別
に、一方の光学素子として変形しない又は変形するアナ
モルフィックレンズを用いることもできる。
【００４８】上記の実施形態によれば、回折光学素子の
設計仕様が決まった時点で、その変形具合および変形に
よって生じる光学系の収差を精度よく推定することがで
き、実際に光学系を組立てる以前に収差を補正するため
の補正光学系を設計することができ、組立工数を確実に
減らすことができる。
設計仕様が決まった時点で、その変形具合および変形に
よって生じる光学系の収差を精度よく推定することがで
き、実際に光学系を組立てる以前に収差を補正するため
の補正光学系を設計することができ、組立工数を確実に
減らすことができる。
【００４９】また、回折光学素子の変形量が大きくて収
差補正が困難である場合にもそれを予測することがで
き、回折光学素子の厚みを変えるなどして補正可能な変
形量になるよう、加工、組立前に光学設計にフィードバ
ックすることもできるので、製品の歩留まりの向上にも
効果がある。
差補正が困難である場合にもそれを予測することがで
き、回折光学素子の厚みを変えるなどして補正可能な変
形量になるよう、加工、組立前に光学設計にフィードバ
ックすることもできるので、製品の歩留まりの向上にも
効果がある。
【００５０】本実施形態では、自重及び／又は鏡筒（支
持部材）のおさえによる変形がそれ自身やそれを含む光
学系全体の光学特性に与える影響が比較的大きい薄肉の
回折光学素子に適用した場合を示したが、当然変形する
屈折レンズ、変形する反射ミラーなどの光学素子の保持
をする場合も同様に本実施形態の手法を適用することが
できる。また、変形する光学素子以外の光学素子も、レ
ンズに限らず、ミラー又はレンズとミラーなどの場合が
あり得る。従って、本願でレンズ鏡筒というのは必ずし
もレンズを有するものではない。
持部材）のおさえによる変形がそれ自身やそれを含む光
学系全体の光学特性に与える影響が比較的大きい薄肉の
回折光学素子に適用した場合を示したが、当然変形する
屈折レンズ、変形する反射ミラーなどの光学素子の保持
をする場合も同様に本実施形態の手法を適用することが
できる。また、変形する光学素子以外の光学素子も、レ
ンズに限らず、ミラー又はレンズとミラーなどの場合が
あり得る。従って、本願でレンズ鏡筒というのは必ずし
もレンズを有するものではない。
【００５１】本発明の実施形態２を以下、図７〜図１０
を用いて説明する。図７は本発明の実施形態２にかかる
レンズ鏡筒の構成を表す要部概略図である。図７におい
て、先の図１の実施形態１と同一の符号は同一の部材を
表す。重力方向は光軸方向と一致し、図中の−Ｚ方向で
ある。
を用いて説明する。図７は本発明の実施形態２にかかる
レンズ鏡筒の構成を表す要部概略図である。図７におい
て、先の図１の実施形態１と同一の符号は同一の部材を
表す。重力方向は光軸方向と一致し、図中の−Ｚ方向で
ある。
【００５２】図７において、７は本実施形態で使用した
回折光学素子で、ガラス基板表面にブレーズド状の回折
格子パターンが形成されている。
回折光学素子で、ガラス基板表面にブレーズド状の回折
格子パターンが形成されている。
【００５３】図８は、図１３の回折光学素子２が自重変
形した状態での焦点位置を示しており、図中の破線は回
折光学素子の輪帯回折格子パターンの境界である。この
場合、回折光学素子２の輪帯回折格子パターンが光軸に
対して同心円状に配置されており、隣り合う輪帯回折格
子パターンとの間隔（以下、回折格子パターンのピッチ
と記す）は円周方向に一定であるため、回折光学素子２
が自重変形した状態では、図中の光軸と軸Ｌ２を含む面
内の焦点位置Ｐ２と、それに直交する面内の焦点位置Ｐ
２′とが一致しない。
形した状態での焦点位置を示しており、図中の破線は回
折光学素子の輪帯回折格子パターンの境界である。この
場合、回折光学素子２の輪帯回折格子パターンが光軸に
対して同心円状に配置されており、隣り合う輪帯回折格
子パターンとの間隔（以下、回折格子パターンのピッチ
と記す）は円周方向に一定であるため、回折光学素子２
が自重変形した状態では、図中の光軸と軸Ｌ２を含む面
内の焦点位置Ｐ２と、それに直交する面内の焦点位置Ｐ
２′とが一致しない。
【００５４】図９は、本実施形態で用いた回折光学素子
７の焦点位置を示した図である。同図に示すように回折
光学素子７が鏡筒４内で自重変形した状態の時、光軸と
軸Ｌ７を含む面内の焦点位置と、それに直交する面内の
焦点位置とが点Ｐ７において一致するように、回折格子
パターンのピッチが、変形の対称軸Ｌ７方向には狭く、
それと垂直方向には広くなるように設計している。
７の焦点位置を示した図である。同図に示すように回折
光学素子７が鏡筒４内で自重変形した状態の時、光軸と
軸Ｌ７を含む面内の焦点位置と、それに直交する面内の
焦点位置とが点Ｐ７において一致するように、回折格子
パターンのピッチが、変形の対称軸Ｌ７方向には狭く、
それと垂直方向には広くなるように設計している。
【００５５】実施形態１が、複数の光学素子を組み合わ
せて変形による収差を補正していたのに対して、本実施
形態２では、回折光学素子７が自重変形した状態で所望
の光学特性が得られるように、回折光学素子７の変形前
の回折格子パターンのピッチを場所により変えてピッチ
分布を最適化した設計を行ない、これによって補正光学
系を設けることなく変形後の状態で素子７から所望の光
学性能を得られ、従って光学系をコンパクトにすること
ができるようにしている。
せて変形による収差を補正していたのに対して、本実施
形態２では、回折光学素子７が自重変形した状態で所望
の光学特性が得られるように、回折光学素子７の変形前
の回折格子パターンのピッチを場所により変えてピッチ
分布を最適化した設計を行ない、これによって補正光学
系を設けることなく変形後の状態で素子７から所望の光
学性能を得られ、従って光学系をコンパクトにすること
ができるようにしている。
【００５６】また、光学系を構成する光学素子の枚数が
少なくなると、透過率の向上及びフレアの低減などにも
効果がある。
少なくなると、透過率の向上及びフレアの低減などにも
効果がある。
【００５７】また回折光学素子を支持する複数の凸部材
数や位置は、本実施形態において実施した構成に限定す
る必要はない。例えば回折光学素子を支持する箇所は２
点に限られず、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように３点
もしくは４点もしくは５，６，７，８，９のいずれかの
数の点で回折光学素子を保持してもよいが、いずれの場
合も同図に破線で示したように、それぞれの変形の方向
および変形量に応じて場所によりピッチを変えた多重の
輪帯回折格子パターンを製作する必要がある。
数や位置は、本実施形態において実施した構成に限定す
る必要はない。例えば回折光学素子を支持する箇所は２
点に限られず、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように３点
もしくは４点もしくは５，６，７，８，９のいずれかの
数の点で回折光学素子を保持してもよいが、いずれの場
合も同図に破線で示したように、それぞれの変形の方向
および変形量に応じて場所によりピッチを変えた多重の
輪帯回折格子パターンを製作する必要がある。
【００５８】輪帯回折格子パターンのブレーズド形状
（光軸を含む平面で切った時の断面形状）を複数段の階
段形状で近似したバイナリ型の回折光学素子を用いる場
合には、その製作に半導体製造用の露光装置を用いて原
版のパターンをガラス基板上に転写する方法が提案され
ているが、その際、不図示の原版のパターンは、前述の
場所によりピッチを変えた回折格子パターンがガラス基
板上転写できるように製作することが、当然必要とな
る。
（光軸を含む平面で切った時の断面形状）を複数段の階
段形状で近似したバイナリ型の回折光学素子を用いる場
合には、その製作に半導体製造用の露光装置を用いて原
版のパターンをガラス基板上に転写する方法が提案され
ているが、その際、不図示の原版のパターンは、前述の
場所によりピッチを変えた回折格子パターンがガラス基
板上転写できるように製作することが、当然必要とな
る。
【００５９】また、パターンは無負荷の状態では同心円
状の原版のパターンを、圧電素子などを用いて原版もし
くはガラス基板のうち少なくとも一方を面内変形させて
露光転写を行なうことによっても、同様の効果を得るこ
とができる。
状の原版のパターンを、圧電素子などを用いて原版もし
くはガラス基板のうち少なくとも一方を面内変形させて
露光転写を行なうことによっても、同様の効果を得るこ
とができる。
【００６０】本発明の実施例３を、図１１を用いて説明
する。
する。
【００６１】図１１は本発明の実施例３にかかる投影光
学系の構成を表す概略図である。図１１において、先の
実施例と同一の符号は同一の部材を表す。重力方向は光
軸と一致し、図中の-Ｚ方向である。
学系の構成を表す概略図である。図１１において、先の
実施例と同一の符号は同一の部材を表す。重力方向は光
軸と一致し、図中の-Ｚ方向である。
【００６２】本実施例では実施例１で用いた光学素子保
持方法を、光軸まわりに回転対称な面形状をもつ通常の
球面レンズ８に適用している。
持方法を、光軸まわりに回転対称な面形状をもつ通常の
球面レンズ８に適用している。
【００６３】１８０°ピッチの２箇所に設けられた球状
部材に支持された球面レンズ８は球状部材を結ぶ線を対
称に自重変形してＸＺ平面及びＹＺ平面に関して対称な
非球面形状を形成する。従って、例えば、球面レンズ８
を保持する際に生じる非点収差、縦横倍率差等の収差を
予め計算して光学設計を行なうことで、非球面レンズを
用いた光学系と同様の性能を達成できる。
部材に支持された球面レンズ８は球状部材を結ぶ線を対
称に自重変形してＸＺ平面及びＹＺ平面に関して対称な
非球面形状を形成する。従って、例えば、球面レンズ８
を保持する際に生じる非点収差、縦横倍率差等の収差を
予め計算して光学設計を行なうことで、非球面レンズを
用いた光学系と同様の性能を達成できる。
【００６４】また、組み立てられた光学系の収差を補正
するための補正光学系として、本実施例のレンズ８（非
球面レンズ）を適用することも可能である。
するための補正光学系として、本実施例のレンズ８（非
球面レンズ）を適用することも可能である。
【００６５】もちろん、球状部材の配置は１８０°ピッ
チの２箇所に限定されず、３箇所、４箇所に配置してレ
ンズを保持することも可能である。また、非球面レンズ
に対して、上記保持法を適用しても良い。
チの２箇所に限定されず、３箇所、４箇所に配置してレ
ンズを保持することも可能である。また、非球面レンズ
に対して、上記保持法を適用しても良い。
【００６６】図１２は本発明のレンズ鏡筒を半導体素子
製造用の投影露光装置に適用した実施例であるところの
実施形態３の要部概略図である。同図においては、照明
系ＥＲからの露光光で照明されたレチクル（第１物体）
Ｒに設けた回路パターンを投影光学系ＴＬによってウエ
ハ（感光基板）Ｗ面上に投影している。ここで投影光学
系ＴＬは前記実施形態１や２や３の変形する素子ＢＯを
有したレンズ鏡筒を有している。そして回路パターン像
で露光されたウエハＷに対して公知の現像とエッチング
等の処理を行なって半導体デバイスを製造している。
製造用の投影露光装置に適用した実施例であるところの
実施形態３の要部概略図である。同図においては、照明
系ＥＲからの露光光で照明されたレチクル（第１物体）
Ｒに設けた回路パターンを投影光学系ＴＬによってウエ
ハ（感光基板）Ｗ面上に投影している。ここで投影光学
系ＴＬは前記実施形態１や２や３の変形する素子ＢＯを
有したレンズ鏡筒を有している。そして回路パターン像
で露光されたウエハＷに対して公知の現像とエッチング
等の処理を行なって半導体デバイスを製造している。
【００６７】
【発明の効果】本発明によれば、改良されたレンズ鏡筒
及び投影露光装置を達成することができる。
及び投影露光装置を達成することができる。
【図１】本発明の実施形態１の要部概略図
【図２】図１の回折光学素子の位置決めを行なう部位の
詳細図
詳細図
【図３】図１の回折光学素子が自重変形した状態を示す
断面図
断面図
【図４】図１の回折光学素子の自重変形を有限要素法に
より計算した計算結果の説明図
より計算した計算結果の説明図
【図５】図１において回折光学素子の位置決め用の球状
部材を３箇所に配置したときの説明図
部材を３箇所に配置したときの説明図
【図６】図１の２枚の回折光学素子の相対位置関係を示
す概略図
す概略図
【図７】本発明の実施形態２の要部概略図
【図８】図１で用いた回折光学素子の回折格子パターン
と自重変形した状態での焦点位置を示した概略図
と自重変形した状態での焦点位置を示した概略図
【図９】図７で用いた回折光学素子の回折格子パターン
と自重変形した状態での焦点位置を示した概略図
と自重変形した状態での焦点位置を示した概略図
【図１０】図７において回折光学素子の位置決め用の凸
部材を３箇所と４箇所に配置した説明図
部材を３箇所と４箇所に配置した説明図
【図１１】本発明の実施形態４の要部概略図
【図１２】本発明の投影露光装置の要部概略図
【図１３】従来の玉押しによるレンズ鏡筒構造の概略図
１ 屈折レンズ ２ 回折光学素子 ３ 回折光学素子 ４ 鏡筒 ４ａ 支持部材 ５ 接着剤 ６ 凸部材 ６′ 球状部材 ７ 回折光学素子 ８ レンズ ９ 鏡筒 １０ 押え環 ａ レンズ設置部 Ｌ２，Ｌ２′，Ｌ３，Ｌ７ 変形の対称軸 Ｐ２，Ｐ２′，Ｐ７ 焦点位置 ＥＲ 照明系 Ｒ レチクル ＴＬ 投影光学系 Ｗ 感光基板 ＢＯ 回折光学素子
Claims (22)
- 【請求項１】 自重及び／又は支持で光通過面が変形す
る光学素子，及び該光学素子を支持する複数の凸部を有
し、該複数の凸部は、該光学素子の光通過面が、光軸を
含む平面に関して対称に変形するように、配置している
ことを特徴とするレンズ鏡筒。 - 【請求項２】 自重によりその表面が変形する光学素子
と、該光学素子を支持する支持手段とを有するレンズ鏡
筒において、該支持手段は実質的に該自重のみで該光学
素子の表面が光軸を含む少なくとも１つの平面に関して
対称に変形するように支持することを特徴とするレンズ
鏡筒。 - 【請求項３】 自重及び支持によりその表面が変形する
光学素子と、該光学素子を支持する支持手段とを有する
レンズ鏡筒において、該支持手段は実質的に該自重及び
支持のみで該光学素子の表面が光軸を含む少なくとも１
つの平面に関して対称に変形するように支持することを
特徴とするレンズ鏡筒。 - 【請求項４】 前記光学素子が一対有り、該一対の光学
素子は、互いにその変形による光学特性の変動を補正し
合うことを特徴とする請求項１，２又は３のレンズ鏡
筒。 - 【請求項５】 前記光学素子の変形による光学特性の変
動を補正するレンズを有することを特徴とする請求項
１，２又は３のレンズ鏡筒。 - 【請求項６】 前記光学素子の表面は該光学素子の自重
により変形することを特徴とする請求項１のレンズ鏡
筒。 - 【請求項７】 前記複数の凸部は前記光学素子を実質的
に点接触していることを特徴とする請求項１のレンズ鏡
筒。 - 【請求項８】 前記複数の凸部の光軸方向位置は互いに
同じであることを特徴とする請求項１のレンズ鏡筒。 - 【請求項９】 前記複数の凸部の数は２，３，４，５，
６，７，８または９であることを特徴とする請求項１の
レンズ鏡筒。 - 【請求項１０】 前記光学素子の外周部の複数の箇所
が、接着剤により、前記レンズ鏡筒の内壁に接着してい
ることを特徴とする請求項１，２又は３のレンズ鏡筒。 - 【請求項１１】 前記光学素子はレンズまたはミラーで
あることを特徴とする請求項１，２又は３のレンズ鏡
筒。 - 【請求項１２】 前記光学素子は回折光学素子であるこ
とを特徴とする請求項１，２又は３のレンズ鏡筒。 - 【請求項１３】 自重によって光通過面が実質的に変形
しない光学素子を複数個有し、該複数個の光学素子は、
レンズ及び／又はミラーを有することを特徴とする請求
項１，２又は３のレンズ鏡筒。 - 【請求項１４】 前記複数の凸部は半球形状またはピン
形状を有することを特徴とする請求項１のレンズ鏡筒。 - 【請求項１５】 前記複数の凸部は、前記光透過面が、
光軸を含む第１平面と該光軸を含み該第１平面と直交す
る第２平面とに関して、対称に変形するように、配置し
ていることを特徴とする請求項１のレンズ鏡筒。 - 【請求項１６】 前記複数の凸部の光軸方向位置は互い
に同じであることを特徴とする請求項１５のレンズ鏡
筒。 - 【請求項１７】 前記複数の凸部の数は２，３，４，
５，６，７，８または９であることを特徴とする請求項
１６のレンズ鏡筒。 - 【請求項１８】 レンズ及び／又はミラーを含む複数の
光学素子、自重及び／又は支持で光通過面が変形する少
なくとも１つの光学素子，及び該光学素子を支持する
２，３または４個の凸部とを有し、該複数の凸部は、光
軸方向位置が互いに同じで、それぞれ該光学素子と実質
的に点接触し、該光学素子の光透過面が、光軸を含む第
１平面と該光軸を含み該第１平面と直交する第２平面と
に関して対称に変形するように、配置していることを特
徴とするレンズ鏡筒。 - 【請求項１９】 前記支持した前記光学素子の表面は該
光学素子の自重のみで変形することを特徴とする請求項
１８のレンズ鏡筒。 - 【請求項２０】 前記少なくとも１つの光学素子はレン
ズ又はミラーであることを特徴とする請求項１８のレン
ズ鏡筒。 - 【請求項２１】 請求項１から２０のいずれか１項のレ
ンズ鏡筒を有しており、該レンズ鏡筒が前記変形する光
学素子を含む投影光学系を有し、該投影光学系により、
マスクのパターンを被露光基板上に投影することを特徴
とする投影露光装置。 - 【請求項２２】 請求項２１の投影露光装置と回路パタ
ーンを有するマスクと被露光基板とを用いてデバイスを
製造することを特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11113413A JP3031375B2 (ja) | 1998-04-23 | 1999-04-21 | レンズ鏡筒及びそれを用いた投影露光装置 |
| US09/296,563 US6285512B1 (en) | 1998-04-23 | 1999-04-22 | Lens barrel having deformed optical element, and projection including same |
| DE69918592T DE69918592T3 (de) | 1998-04-23 | 1999-04-23 | Linsenfassung und Projektor mit Ausrichtanordnung |
| EP99108057A EP0952490B2 (en) | 1998-04-23 | 1999-04-23 | Lens barrel and projection aligner |
| US09/902,597 US6563652B2 (en) | 1998-04-23 | 2001-07-12 | Lens barrel and projection aligner |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-129523 | 1998-04-23 | ||
| JP12952398 | 1998-04-23 | ||
| JP11113413A JP3031375B2 (ja) | 1998-04-23 | 1999-04-21 | レンズ鏡筒及びそれを用いた投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000009980A JP2000009980A (ja) | 2000-01-14 |
| JP3031375B2 true JP3031375B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=26452400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11113413A Expired - Fee Related JP3031375B2 (ja) | 1998-04-23 | 1999-04-21 | レンズ鏡筒及びそれを用いた投影露光装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6285512B1 (ja) |
| EP (1) | EP0952490B2 (ja) |
| JP (1) | JP3031375B2 (ja) |
| DE (1) | DE69918592T3 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030051421A (ko) * | 2000-03-31 | 2003-06-25 | 가부시키가이샤 니콘 | 광학 부재의 유지 방법 및 장치, 광학 장치, 노광 장치 및디바이스 제조 방법 |
| JP2001343582A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-14 | Nikon Corp | 投影光学系、当該投影光学系を備えた露光装置、及び当該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法 |
| JP2002090606A (ja) * | 2000-09-18 | 2002-03-27 | Olympus Optical Co Ltd | 光学機器 |
| WO2002039491A1 (fr) * | 2000-11-10 | 2002-05-16 | Nikon Corporation | Dispositif optique, dispositif d'exposition et leurs procedes de fabrication |
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