JPH0756090A - 走査型投影光学系 - Google Patents
走査型投影光学系Info
- Publication number
- JPH0756090A JPH0756090A JP5203413A JP20341393A JPH0756090A JP H0756090 A JPH0756090 A JP H0756090A JP 5203413 A JP5203413 A JP 5203413A JP 20341393 A JP20341393 A JP 20341393A JP H0756090 A JPH0756090 A JP H0756090A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- lens group
- scanning
- concave mirror
- focal length
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/008—Systems specially adapted to form image relays or chained systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
- G02B17/0812—Catadioptric systems using two curved mirrors off-axis or unobscured systems in which all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0892—Catadioptric systems specially adapted for the UV
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的小さな光学部材で構成することがで
き、かつ大きなＮＡを得るために有利な反射屈折光学系
を採用し、物像領域が軸外の円弧であり、投影倍率が１
倍である走査型投影光学系を提供すること 【構成】 投影光学系が、物側、像側共テレセントリッ
クな光学系であり、正のパワーを有する第１屈折レンズ
群と、殆どパワーを有しない第２屈折レンズ群と、さら
には１枚の凹面鏡とを有し、上記正のパワーを有する第
１屈折レンズ群と上記凹面鏡とによってペッツバール条
件を満たして像面湾曲を補正し、この第２屈折レンズ群
は、第１屈折レンズ群及び上記凹面鏡で満たされたペッ
ツバール条件を崩すことなく、光軸上を中心とする円弧
状領域の収差を補正するように構成されていることを特
徴とする。
き、かつ大きなＮＡを得るために有利な反射屈折光学系
を採用し、物像領域が軸外の円弧であり、投影倍率が１
倍である走査型投影光学系を提供すること 【構成】 投影光学系が、物側、像側共テレセントリッ
クな光学系であり、正のパワーを有する第１屈折レンズ
群と、殆どパワーを有しない第２屈折レンズ群と、さら
には１枚の凹面鏡とを有し、上記正のパワーを有する第
１屈折レンズ群と上記凹面鏡とによってペッツバール条
件を満たして像面湾曲を補正し、この第２屈折レンズ群
は、第１屈折レンズ群及び上記凹面鏡で満たされたペッ
ツバール条件を崩すことなく、光軸上を中心とする円弧
状領域の収差を補正するように構成されていることを特
徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、広いフィールドを有
し、高解像力で投影する走査型投影光学系に関するもの
である。
し、高解像力で投影する走査型投影光学系に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の高解像力で投影する投影光学系の
代表的なものとしては、屈折光学系を使用し、被投影物
である被写体を複数の部分に分割し、部分毎に順次投影
露光するステップ露光方式のステッパーが知られてい
る。該ステッパーは、縮小・拡大が可能であり、また開
口数（ＮＡ）を大きく取ることができる。このステップ
露光方式とは、一本の屈折型投影レンズにより露光する
方式であり、この投影レンズとしては、広いフィールド
すなわち広露光域を確保するように、投影倍率が１倍で
設計されている。しかし、この投影レンズにおいて軸外
収差が満足されている領域は光軸を中心とした１５０×
１５０mm程度の範囲に限定され、産業界が求めているフ
ィールド、例えば１0.４″のパネルを露光する場合には
不十分となる。この場合においては、図１３に示すよう
に、短辺が１０．４″の露光域を４分割し、あるいは、
図１４に示すように、短辺が６″の露光域を２分割し
て、分割域毎に順次投影露光する。図１３及び図１４に
おいて、ＡないしＤはそれぞれ異なったマスク（被投影
物）を示す。従って、この方式を使用すれば、走査テー
ブルの走査ストロークを大きくすることによって、広い
フィールドの露光が可能となる。
代表的なものとしては、屈折光学系を使用し、被投影物
である被写体を複数の部分に分割し、部分毎に順次投影
露光するステップ露光方式のステッパーが知られてい
る。該ステッパーは、縮小・拡大が可能であり、また開
口数（ＮＡ）を大きく取ることができる。このステップ
露光方式とは、一本の屈折型投影レンズにより露光する
方式であり、この投影レンズとしては、広いフィールド
すなわち広露光域を確保するように、投影倍率が１倍で
設計されている。しかし、この投影レンズにおいて軸外
収差が満足されている領域は光軸を中心とした１５０×
１５０mm程度の範囲に限定され、産業界が求めているフ
ィールド、例えば１0.４″のパネルを露光する場合には
不十分となる。この場合においては、図１３に示すよう
に、短辺が１０．４″の露光域を４分割し、あるいは、
図１４に示すように、短辺が６″の露光域を２分割し
て、分割域毎に順次投影露光する。図１３及び図１４に
おいて、ＡないしＤはそれぞれ異なったマスク（被投影
物）を示す。従って、この方式を使用すれば、走査テー
ブルの走査ストロークを大きくすることによって、広い
フィールドの露光が可能となる。
【０００３】一方、このステップ露光方式においては、
露光毎にマスクの交換が必要となり、また露光域の継ぎ
目が顕著となる問題がなる。この継ぎ目の問題は、露光
時の露光域間の面継ぎアライメントの精度を向上させる
ことによってある程度は解決できるが、今後予想される
液晶パネルの高精密化及び大型化に伴い、露光域の継ぎ
目が目立ち易くなり、大型液晶パネルディスプレーの製
造上の欠陥となることが予想される。また、露光毎にマ
スクを交換するということは、露光処理時間、すなわち
スループットの低下をもたらし、生産性の立場からも好
ましいことではない。このステッパー方式の欠点を解決
する方式として、高解像力・広フィールドもった走査型
の反射投影方式がある。この反射投影方式の光学系は、
特公昭５７−５１０８３号公報に開示されており、図１
０に示すように、凹面鏡１００と、凸面鏡１０２とを対
向して配置してなる。この光学系においては、被写体位
置と結像位置を光軸１０４を中心とする対称な位置と
し、光軸１０４を中心とする環状部分に収差が補正され
た収差補正領域１０６が形成される。投影に使用する光
束は、被写体位置と共役な位置に配置された照明光学系
内の視野絞り（図示せず）によって限定された収差補正
領域１０６を通過する光束のみである。走査は、投影光
学系に対し、被写体位置に配置された被投影物と結像位
置に配置された感光材料とを同期させて移動させること
によって行う。
露光毎にマスクの交換が必要となり、また露光域の継ぎ
目が顕著となる問題がなる。この継ぎ目の問題は、露光
時の露光域間の面継ぎアライメントの精度を向上させる
ことによってある程度は解決できるが、今後予想される
液晶パネルの高精密化及び大型化に伴い、露光域の継ぎ
目が目立ち易くなり、大型液晶パネルディスプレーの製
造上の欠陥となることが予想される。また、露光毎にマ
スクを交換するということは、露光処理時間、すなわち
スループットの低下をもたらし、生産性の立場からも好
ましいことではない。このステッパー方式の欠点を解決
する方式として、高解像力・広フィールドもった走査型
の反射投影方式がある。この反射投影方式の光学系は、
特公昭５７−５１０８３号公報に開示されており、図１
０に示すように、凹面鏡１００と、凸面鏡１０２とを対
向して配置してなる。この光学系においては、被写体位
置と結像位置を光軸１０４を中心とする対称な位置と
し、光軸１０４を中心とする環状部分に収差が補正され
た収差補正領域１０６が形成される。投影に使用する光
束は、被写体位置と共役な位置に配置された照明光学系
内の視野絞り（図示せず）によって限定された収差補正
領域１０６を通過する光束のみである。走査は、投影光
学系に対し、被写体位置に配置された被投影物と結像位
置に配置された感光材料とを同期させて移動させること
によって行う。
【０００４】この反射投影方式の特徴は、図１０に示す
ように、光軸より一定高さの収差補正領域１０６を使用
することである。すなわち収差補正領域１０６は、図１
１に示すように、円弧状の領域となり、その位置は、２
枚の鏡１００、１０２の曲率半径とその配置条件で一義
的に決まる。実際の露光の円弧巾Ｗを大きくするため、
凹面鏡及び凸面鏡の曲率半径を大きくする傾向がある。
この反射投影方式により、例えば図１３に示した１0.
４″パネルを露光する場合を考えてみると、１0.４″の
短辺方向に、図１１に示す円弧長さｌを選ぶ。しかし、
この場合においても長辺方向においては、円弧幅Ｗだけ
が露光されるだけである。従って上述したようにマスク
と基板（感光材料）とを同期させてパネルの全領域を露
光する。この方式によれば、マスクの交換も不用で、ス
テッパー方式において問題となって面継ぎの問題もな
く、高精度な露光を行うことができ、大型液晶パネルの
製造が可能となる。今後予想される１0.４″以上の高精
度の大画面液晶パネルに対して、ステッパー方式では、
露光域が１５０×１５０mm2 前後が限界であり、ひたす
ら分割数を増すことになり、従来以上に面継ぎ目が目立
ち易くなり、スループットが低下する傾向となる。
ように、光軸より一定高さの収差補正領域１０６を使用
することである。すなわち収差補正領域１０６は、図１
１に示すように、円弧状の領域となり、その位置は、２
枚の鏡１００、１０２の曲率半径とその配置条件で一義
的に決まる。実際の露光の円弧巾Ｗを大きくするため、
凹面鏡及び凸面鏡の曲率半径を大きくする傾向がある。
この反射投影方式により、例えば図１３に示した１0.
４″パネルを露光する場合を考えてみると、１0.４″の
短辺方向に、図１１に示す円弧長さｌを選ぶ。しかし、
この場合においても長辺方向においては、円弧幅Ｗだけ
が露光されるだけである。従って上述したようにマスク
と基板（感光材料）とを同期させてパネルの全領域を露
光する。この方式によれば、マスクの交換も不用で、ス
テッパー方式において問題となって面継ぎの問題もな
く、高精度な露光を行うことができ、大型液晶パネルの
製造が可能となる。今後予想される１0.４″以上の高精
度の大画面液晶パネルに対して、ステッパー方式では、
露光域が１５０×１５０mm2 前後が限界であり、ひたす
ら分割数を増すことになり、従来以上に面継ぎ目が目立
ち易くなり、スループットが低下する傾向となる。
【０００５】一方、走査型の反射投影方式においては、
ステッパーで予想される２つの問題「面継ぎ」と「マス
ク交換によるスループットの低下」がなく、高解像広フ
ィールドの要求に対応できるものであり、光学系として
は如何に広い円弧長ｌ及び円弧幅Ｗのものを現実的に設
計することが可能かということになる。
ステッパーで予想される２つの問題「面継ぎ」と「マス
ク交換によるスループットの低下」がなく、高解像広フ
ィールドの要求に対応できるものであり、光学系として
は如何に広い円弧長ｌ及び円弧幅Ｗのものを現実的に設
計することが可能かということになる。
【０００６】
【従来技術の検討】従来技術として、高解像力システム
としては屈折光学系が採用され、広フィールドシステム
には反射光学系が採用されている。後者の広フィールド
露光を達成する場合の光学系としての問題点は、システ
ムが大型となる点にある。広フィールド露光を達成する
反射光学系が大型となる理由は、図１０において、大型
反射部材である凹面鏡の外径は、その凹面鏡の曲率半
径、像高、光学系システムとしてのＮＡによって決定さ
れる。この反射光学系の光束は、被写体位置１０６より
ＮＡで凹面鏡１００に向かって広がっていく。この場合
第１光学部材である凹面鏡１００とその被写体位置、結
像位置１０６との距離Ｌが光学系システムの全長とな
り、必然的にその外径は大きくなる。また、円弧幅Ｗを
大きく取ろうとすると、凹面鏡の曲率半径は大きな傾向
となり、さらなる大型化が考えられる。従って、仮に反
射光学系を採用した場合、その技術的課題は、この大型
の凹面鏡１００を如何にして高精度に製作してかつその
精度を維持して支持することができるかという点にあ
る。一方、反射光学部材及び屈折光学部材の歪みの収差
に与える影響について検討すると、光学部材の歪みの最
大値Ｐv によって発生する収差は、 反射光学部材の歪みにおいては、 ２×Ｐv 屈折光学部材の歪みにおいては、 （ｎ−１）×Ｐv となる。ここで、ｎはレンズの屈折率であり一般にｎ＝
1.5 であるから、屈折光学部材による収差の発生は（0.
5 ×Ｐv ）となり、反射光学部材の1/4 倍の影響を与え
ることになる。結果的に、光学部材を大型化して広フィ
ールド露光を達成するためには、屈折光学部材の方が有
利となる。
としては屈折光学系が採用され、広フィールドシステム
には反射光学系が採用されている。後者の広フィールド
露光を達成する場合の光学系としての問題点は、システ
ムが大型となる点にある。広フィールド露光を達成する
反射光学系が大型となる理由は、図１０において、大型
反射部材である凹面鏡の外径は、その凹面鏡の曲率半
径、像高、光学系システムとしてのＮＡによって決定さ
れる。この反射光学系の光束は、被写体位置１０６より
ＮＡで凹面鏡１００に向かって広がっていく。この場合
第１光学部材である凹面鏡１００とその被写体位置、結
像位置１０６との距離Ｌが光学系システムの全長とな
り、必然的にその外径は大きくなる。また、円弧幅Ｗを
大きく取ろうとすると、凹面鏡の曲率半径は大きな傾向
となり、さらなる大型化が考えられる。従って、仮に反
射光学系を採用した場合、その技術的課題は、この大型
の凹面鏡１００を如何にして高精度に製作してかつその
精度を維持して支持することができるかという点にあ
る。一方、反射光学部材及び屈折光学部材の歪みの収差
に与える影響について検討すると、光学部材の歪みの最
大値Ｐv によって発生する収差は、 反射光学部材の歪みにおいては、 ２×Ｐv 屈折光学部材の歪みにおいては、 （ｎ−１）×Ｐv となる。ここで、ｎはレンズの屈折率であり一般にｎ＝
1.5 であるから、屈折光学部材による収差の発生は（0.
5 ×Ｐv ）となり、反射光学部材の1/4 倍の影響を与え
ることになる。結果的に、光学部材を大型化して広フィ
ールド露光を達成するためには、屈折光学部材の方が有
利となる。
【０００７】さらに、反射光学部材を使用して大きなＮ
Ａを得ようとすると、図１０に示す反射光学系におい
て、光束が凸面鏡１０２によりケラレるため、大きなＮ
Ａを得ることはできない。
Ａを得ようとすると、図１０に示す反射光学系におい
て、光束が凸面鏡１０２によりケラレるため、大きなＮ
Ａを得ることはできない。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、上述した検討に鑑み、比較的
小さな光学部材で構成することができ、かつ大きなＮＡ
を得るために有利な反射屈折光学系を採用し、物像領域
が軸外の円弧であり、投影倍率が１倍である走査型投影
光学系を提供することを目的とする。本発明はまた、ザ
イデルの５収差及び色収差を容易に補正することがで
き、解像力２７８mmすなわち数μｍという高解像力が要
求される例えば２０”フラットパネルデイスプレーの露
光に使用可能な走査型投影光学系を提供することを目的
とする。
小さな光学部材で構成することができ、かつ大きなＮＡ
を得るために有利な反射屈折光学系を採用し、物像領域
が軸外の円弧であり、投影倍率が１倍である走査型投影
光学系を提供することを目的とする。本発明はまた、ザ
イデルの５収差及び色収差を容易に補正することがで
き、解像力２７８mmすなわち数μｍという高解像力が要
求される例えば２０”フラットパネルデイスプレーの露
光に使用可能な走査型投影光学系を提供することを目的
とする。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】本発明は、被投影物を
所定の走査幅で走査することによって投影する走査型投
影光学系であって、被投影物を円弧状領域に照明する照
明部と、上記照明部によって円弧状に照明された被投影
物の像を像面内に形成する反射屈折光学系と、上記被投
影物及び上記像面に配置された受光部材と、上記照明部
及び上記反射屈折投影部を照明方向と直交する方向へ相
対的に移動させる駆動装置とを有する走査型投影装置に
おいて、上記投影光学系は、物側、像側共テレセントリ
ックな光学系であり、正のパワーを有する第１屈折レン
ズ群と、殆どパワーを有しない第２屈折レンズ群と、さ
らには１枚の凹面鏡とを有し、上記正のパワーを有する
第１屈折レンズ群と上記凹面鏡とによってペッツバール
条件を満たして像面湾曲を補正し、この第２屈折レンズ
群は、第１屈折レンズ群及び上記凹面鏡で満たされたペ
ッツバール条件を崩すことなく、光軸上を中心とする円
弧状領域の収差を補正するように構成されていることを
特徴とする走査型投影光学系である。
所定の走査幅で走査することによって投影する走査型投
影光学系であって、被投影物を円弧状領域に照明する照
明部と、上記照明部によって円弧状に照明された被投影
物の像を像面内に形成する反射屈折光学系と、上記被投
影物及び上記像面に配置された受光部材と、上記照明部
及び上記反射屈折投影部を照明方向と直交する方向へ相
対的に移動させる駆動装置とを有する走査型投影装置に
おいて、上記投影光学系は、物側、像側共テレセントリ
ックな光学系であり、正のパワーを有する第１屈折レン
ズ群と、殆どパワーを有しない第２屈折レンズ群と、さ
らには１枚の凹面鏡とを有し、上記正のパワーを有する
第１屈折レンズ群と上記凹面鏡とによってペッツバール
条件を満たして像面湾曲を補正し、この第２屈折レンズ
群は、第１屈折レンズ群及び上記凹面鏡で満たされたペ
ッツバール条件を崩すことなく、光軸上を中心とする円
弧状領域の収差を補正するように構成されていることを
特徴とする走査型投影光学系である。
【００１０】
【発明の原理】図２に示す薄肉レンズ１枚と球面鏡１枚
よりなるカタディオプトリック光学系において、テレセ
ントリックな光学系を構成するには、焦点距離ｆ1 の薄
肉レンズ１０への主光線の入射角ｕ0 が０のとき、焦点
距離ｆ4 の球面鏡１２への主光線ｈ2 の入射高さは０で
なければならない。このことにより、薄肉レンズ１０と
球面鏡１２の間隔ｄ1 は、 ｄ1 ＝ｆ1 となる。一方、ペッツバール和を０として像面湾曲を補
正するためには、以下の関係式が成立することを要す
る。 ΣＰν＝１／ｆ1 ｎ1 ＋１／ｆ4 ＋１／ｆ1 ｎ1 ＝２／ｆ1 ｎ1 ＋１／ｆ4 ＝０ （１） ここで、球面鏡１２の焦点距離ｆ4 は、ｆ4 ＝ｒ4 ／２
で与えられることを考慮すれば、式（１）より球面鏡の
曲率半径ｒ4 は以下のようになる。 ｒ4 ＝−ｎ1 ｆ1 （２） 式（２）より、球面鏡１２は凹面鏡となる。
よりなるカタディオプトリック光学系において、テレセ
ントリックな光学系を構成するには、焦点距離ｆ1 の薄
肉レンズ１０への主光線の入射角ｕ0 が０のとき、焦点
距離ｆ4 の球面鏡１２への主光線ｈ2 の入射高さは０で
なければならない。このことにより、薄肉レンズ１０と
球面鏡１２の間隔ｄ1 は、 ｄ1 ＝ｆ1 となる。一方、ペッツバール和を０として像面湾曲を補
正するためには、以下の関係式が成立することを要す
る。 ΣＰν＝１／ｆ1 ｎ1 ＋１／ｆ4 ＋１／ｆ1 ｎ1 ＝２／ｆ1 ｎ1 ＋１／ｆ4 ＝０ （１） ここで、球面鏡１２の焦点距離ｆ4 は、ｆ4 ＝ｒ4 ／２
で与えられることを考慮すれば、式（１）より球面鏡の
曲率半径ｒ4 は以下のようになる。 ｒ4 ＝−ｎ1 ｆ1 （２） 式（２）より、球面鏡１２は凹面鏡となる。
【００１１】次に、物体距離ｓ1 を求める。まず、球面
鏡１２の物体位置と像位置の共役関係より ｓ2 ＝s2′＝ｒ4 薄肉レンズの像距離ｓ1 は、図２より ｓ1′＝ｒ4 ＋ｆ1 式（２）を考慮して ｓ1′＝（１−ｎ1 ）ｆ1 （３） また、薄肉レンズｆ1 による結像関係より １／ｓ1 ＝１／ｓ1′−１／ｆ1 （４） 結局式（３）及び式（４）より ｓ1 ＝（１−ｎ1）ｆ1 ／ｎ1 （５） となる。すなわち、物体側及び像側がテレセントリック
であること、倍率が１倍であること、そして像面湾曲が
ないことという３条件より、式（５）が求められる。式
（５）において、ｓ1 とは、光学系における作動距離Ｗ
Ｄを示していることになる。作動距離ＷＤは、光学シス
テムにおいて非常に重要な要素であり、光学システムに
よって決まる所定値を超える値が必要である。従って、
光学システム設計において作動距離ＷＤが与えられる
と、式（５）から薄肉レンズ１０の焦点距離ｆ1 が決定
される。
鏡１２の物体位置と像位置の共役関係より ｓ2 ＝s2′＝ｒ4 薄肉レンズの像距離ｓ1 は、図２より ｓ1′＝ｒ4 ＋ｆ1 式（２）を考慮して ｓ1′＝（１−ｎ1 ）ｆ1 （３） また、薄肉レンズｆ1 による結像関係より １／ｓ1 ＝１／ｓ1′−１／ｆ1 （４） 結局式（３）及び式（４）より ｓ1 ＝（１−ｎ1）ｆ1 ／ｎ1 （５） となる。すなわち、物体側及び像側がテレセントリック
であること、倍率が１倍であること、そして像面湾曲が
ないことという３条件より、式（５）が求められる。式
（５）において、ｓ1 とは、光学系における作動距離Ｗ
Ｄを示していることになる。作動距離ＷＤは、光学シス
テムにおいて非常に重要な要素であり、光学システムに
よって決まる所定値を超える値が必要である。従って、
光学システム設計において作動距離ＷＤが与えられる
と、式（５）から薄肉レンズ１０の焦点距離ｆ1 が決定
される。
【００１２】この本発明の基本構成は、凹面鏡１４が、
図３に示すように、従来の広フィールドの反射系の凹面
鏡１６に比べて小形化される。すなわち、本発明の光学
系の第１レンズ群２０と第４レンズ群２２は、従来の広
フィールドの反射系の主要構成である凹面鏡１４に比較
して非常に小型となることが分かる。上述した図２に示
す光学系に基づく説明により、レンズ１枚と球面鏡１枚
の光学系において、像面湾曲の収差のみ補正可能である
ことが分かった。本発明はさらに、所望の解像力を得る
ために、光学系の無収差領域で像面湾曲のみならずザイ
デルの５収差及び色収差を補正しなければならない。そ
の場合考えられることは、上述した式（２）及び式
（５）を満たす光学システムにおいて、さらに、 上記焦点距離ｆ1 の薄肉レンズ１０のレンズ枚数を
増やし、全体の収差補正を行う。 上記焦点距離ｆ1 の薄肉レンズ１０を、該薄肉レン
ズ１０とほぼ同じパワーの第１レンズ群と、パワーを有
する第２レンズ群とによって構成し、全体の収差補正を
行う。 上記焦点距離ｆ1 の薄肉レンズ１０を、該薄肉レン
ズ１０とほぼ同じパワーの第１レンズ群と、パワーを有
しない第２レンズ群とによって構成し、全体の収差補正
を行う。 の三つの方法が考えられる。
図３に示すように、従来の広フィールドの反射系の凹面
鏡１６に比べて小形化される。すなわち、本発明の光学
系の第１レンズ群２０と第４レンズ群２２は、従来の広
フィールドの反射系の主要構成である凹面鏡１４に比較
して非常に小型となることが分かる。上述した図２に示
す光学系に基づく説明により、レンズ１枚と球面鏡１枚
の光学系において、像面湾曲の収差のみ補正可能である
ことが分かった。本発明はさらに、所望の解像力を得る
ために、光学系の無収差領域で像面湾曲のみならずザイ
デルの５収差及び色収差を補正しなければならない。そ
の場合考えられることは、上述した式（２）及び式
（５）を満たす光学システムにおいて、さらに、 上記焦点距離ｆ1 の薄肉レンズ１０のレンズ枚数を
増やし、全体の収差補正を行う。 上記焦点距離ｆ1 の薄肉レンズ１０を、該薄肉レン
ズ１０とほぼ同じパワーの第１レンズ群と、パワーを有
する第２レンズ群とによって構成し、全体の収差補正を
行う。 上記焦点距離ｆ1 の薄肉レンズ１０を、該薄肉レン
ズ１０とほぼ同じパワーの第１レンズ群と、パワーを有
しない第２レンズ群とによって構成し、全体の収差補正
を行う。 の三つの方法が考えられる。
【００１３】の方法においては、両テレセントリック
光学系であるという条件より、枚数を増加した薄肉レン
ズ１０に対応した光学系のレンズの口径が、無収差の物
像領域以上に大きくなる。すなわち、この方法は、大口
径レンズの枚数を増加することになり、好ましくない。
の方法においては、第１レンズ群、第２レンズ群のパ
ワーの正、負により の三つの場合が考えられる。解３において、第１レンズ
群が負のパワーの場合は、必然的に第２レンズ群のパワ
ーは強くなり、なおかつ大口径となり好ましくない。本
発明の光学系は、解１、解２の二つの解を含み、特に上
記に近似した解を与えるものである。すなわち、正の
パワーを有する第１レンズ群と、殆どパワーを有しない
第２レンズ群と、凹面鏡とより構成されることを特徴と
する。
光学系であるという条件より、枚数を増加した薄肉レン
ズ１０に対応した光学系のレンズの口径が、無収差の物
像領域以上に大きくなる。すなわち、この方法は、大口
径レンズの枚数を増加することになり、好ましくない。
の方法においては、第１レンズ群、第２レンズ群のパ
ワーの正、負により の三つの場合が考えられる。解３において、第１レンズ
群が負のパワーの場合は、必然的に第２レンズ群のパワ
ーは強くなり、なおかつ大口径となり好ましくない。本
発明の光学系は、解１、解２の二つの解を含み、特に上
記に近似した解を与えるものである。すなわち、正の
パワーを有する第１レンズ群と、殆どパワーを有しない
第２レンズ群と、凹面鏡とより構成されることを特徴と
する。
【００１４】次に、第２レンズ群としてパワーの小さな
解が、最適な解であることを説明する。レンズの性能を
評価する方法は、一般に良く知られた幾何収差量、ＭＴ
Ｆ等があるが、説明の都合上理解しやすい波面収差量に
て行うこととする。その場合、一般に良く知られている
波面収差のＲＭＳ値にて評価することとする。このＲＭ
Ｓ値での評価に関しては、理想レンズの条件としてマレ
ーシャルの条件、 ＲＭＳ≦0.０７λ＝（λ／１４） （λ；波長） を満足する領域が無収差な領域と考えて検討する。検討
モデルとしては、図１に示すような、第２レンズ群６と
して凸レンズ２及び凹レンズ３より構成され、レンズの
大口径化を避けるため、第２レンズ群６が第１レンズ群
１より大きく離れた構成を検討する。基準像高を２２０
mmとし、この基準点よりどれほど広い範囲が理想レンズ
となり得るかという点すなわちどれだけ広い円弧巾Ｗが
とれるかという点を検討する。図４は、第２レンズ群６
の焦点距離ｆ23を変化させた場合の波面収差のＲＳＭの
値である。横軸が像高を、縦軸が波面収差のＲＭＳ値を
示す。第２レンズ群６の焦点距離ｆ23が１００００mmか
ら２５００mmと小さくなるに従い、波面収差のＲＭＳ値
が大きくなっていくことが分かる。ｆ23≦３０００mmで
波面収差でのＲＭＳ値の最小値が0.０７λとなるので、
焦点距離としてはこの値より大きいことが必要となる。
図５は同様のグラフで、第２レンズ群６が負の場合につ
いて示す。第２レンズ群６の焦点距離ｆ23が−１０００
０mmから−５０００mmと大きくなるに従い波面収差のＲ
ＭＳの値が大きくなる。ｆ23＝−９０００mmでの波面収
差の最小値が0.０７λとなるので焦点距離としてはこの
値よりも小さいことが必要となる。
解が、最適な解であることを説明する。レンズの性能を
評価する方法は、一般に良く知られた幾何収差量、ＭＴ
Ｆ等があるが、説明の都合上理解しやすい波面収差量に
て行うこととする。その場合、一般に良く知られている
波面収差のＲＭＳ値にて評価することとする。このＲＭ
Ｓ値での評価に関しては、理想レンズの条件としてマレ
ーシャルの条件、 ＲＭＳ≦0.０７λ＝（λ／１４） （λ；波長） を満足する領域が無収差な領域と考えて検討する。検討
モデルとしては、図１に示すような、第２レンズ群６と
して凸レンズ２及び凹レンズ３より構成され、レンズの
大口径化を避けるため、第２レンズ群６が第１レンズ群
１より大きく離れた構成を検討する。基準像高を２２０
mmとし、この基準点よりどれほど広い範囲が理想レンズ
となり得るかという点すなわちどれだけ広い円弧巾Ｗが
とれるかという点を検討する。図４は、第２レンズ群６
の焦点距離ｆ23を変化させた場合の波面収差のＲＳＭの
値である。横軸が像高を、縦軸が波面収差のＲＭＳ値を
示す。第２レンズ群６の焦点距離ｆ23が１００００mmか
ら２５００mmと小さくなるに従い、波面収差のＲＭＳ値
が大きくなっていくことが分かる。ｆ23≦３０００mmで
波面収差でのＲＭＳ値の最小値が0.０７λとなるので、
焦点距離としてはこの値より大きいことが必要となる。
図５は同様のグラフで、第２レンズ群６が負の場合につ
いて示す。第２レンズ群６の焦点距離ｆ23が−１０００
０mmから−５０００mmと大きくなるに従い波面収差のＲ
ＭＳの値が大きくなる。ｆ23＝−９０００mmでの波面収
差の最小値が0.０７λとなるので焦点距離としてはこの
値よりも小さいことが必要となる。
【００１５】以上の計算結果より、本発明によるレンズ
系は、正のパワーを有する第１レンズ群、零に近いパワ
ーを有する第２のレンズ群、さらに凹面鏡より構成さ
れ、第２のレンズ群の焦点距離の逆数であるパワーは −1.１×１０-4＜１／ｆ23＜3.３×１０-4 （６） の条件を満たすことが必要であることが理解できる。上
記第２レンズ群の条件は、パワーとして殆ど作用しない
光学系であり、上記（１）式の条件を満足する解が必要
になる。すなわち、第１レンズ群と凹面鏡の焦点距離の
間には、（１）式より ｆ1 ／ｆ4 ≒−２／ｎ1 の関係が満足されることも必要となる。この関係式は第
２レンズ群の微小パワーを考慮すれば −1.４＜ｆ1 ／ｆ4 ＜−1.０ （７） なる関係式で示すことができる。また第２レンズ群を２
枚のレンズにより構成する場合においては、正、負各一
枚のレンズで構成されることは明らかであり、この第２
レンズ群のパワーは概ね零であることを考慮すれば、 ｜ｆ2 ｜≒｜ｆ3 ｜ （８） なる関係が成立することは容易に理解できる。
系は、正のパワーを有する第１レンズ群、零に近いパワ
ーを有する第２のレンズ群、さらに凹面鏡より構成さ
れ、第２のレンズ群の焦点距離の逆数であるパワーは −1.１×１０-4＜１／ｆ23＜3.３×１０-4 （６） の条件を満たすことが必要であることが理解できる。上
記第２レンズ群の条件は、パワーとして殆ど作用しない
光学系であり、上記（１）式の条件を満足する解が必要
になる。すなわち、第１レンズ群と凹面鏡の焦点距離の
間には、（１）式より ｆ1 ／ｆ4 ≒−２／ｎ1 の関係が満足されることも必要となる。この関係式は第
２レンズ群の微小パワーを考慮すれば −1.４＜ｆ1 ／ｆ4 ＜−1.０ （７） なる関係式で示すことができる。また第２レンズ群を２
枚のレンズにより構成する場合においては、正、負各一
枚のレンズで構成されることは明らかであり、この第２
レンズ群のパワーは概ね零であることを考慮すれば、 ｜ｆ2 ｜≒｜ｆ3 ｜ （８） なる関係が成立することは容易に理解できる。
【００１６】
【実施例１】第１実施例の投影露光装置は、円弧状投影
像を走査させる円弧スキャナーである。投影露光装置１
の光学系は、図１に示すように、第１光軸３６上に、光
源３０、光源３０からの束光を集光するためのコンデン
サーレンズ３１、円弧状絞り３２、円弧状絞り像をマス
ク原板３４状に形成するためのリレーレンズ３３、マス
ク原板３４、第１反射鏡３５を配置してなる。光源３０
からの光束は、コンデンサーレンズ３１によって、第１
光軸３６を中心とする円弧状絞り３２を平行光束で照明
する。リレーレンズ３３は、円弧状絞り像をマスク原板
３４上に形成する。第１光軸３６の第１反射鏡３５によ
る反射光軸である第２光軸３７上には、凸レンズ１、凹
レンズ２、凹レンズ３及び凹面鏡８が配置される。マス
ク原板３４上に円弧状に照明された部分からの光束は、
第１反射鏡１２で反射され、凸レンズ１からなる第１レ
ンズ群と、凸レンズ２及び凹レンズ３からなる第２レン
ズ群を通過した後、凹面鏡８で反射される。凹面鏡８で
反射された反射光束は、再び第２レンズ群、第１レンズ
群を通過した後、第２反射鏡３８で反射される。
像を走査させる円弧スキャナーである。投影露光装置１
の光学系は、図１に示すように、第１光軸３６上に、光
源３０、光源３０からの束光を集光するためのコンデン
サーレンズ３１、円弧状絞り３２、円弧状絞り像をマス
ク原板３４状に形成するためのリレーレンズ３３、マス
ク原板３４、第１反射鏡３５を配置してなる。光源３０
からの光束は、コンデンサーレンズ３１によって、第１
光軸３６を中心とする円弧状絞り３２を平行光束で照明
する。リレーレンズ３３は、円弧状絞り像をマスク原板
３４上に形成する。第１光軸３６の第１反射鏡３５によ
る反射光軸である第２光軸３７上には、凸レンズ１、凹
レンズ２、凹レンズ３及び凹面鏡８が配置される。マス
ク原板３４上に円弧状に照明された部分からの光束は、
第１反射鏡１２で反射され、凸レンズ１からなる第１レ
ンズ群と、凸レンズ２及び凹レンズ３からなる第２レン
ズ群を通過した後、凹面鏡８で反射される。凹面鏡８で
反射された反射光束は、再び第２レンズ群、第１レンズ
群を通過した後、第２反射鏡３８で反射される。
【００１７】第２光軸３７の第２反射鏡３８による反射
光軸である第３光軸３９上には、感光性を有する基板４
０が配置される。第２反射鏡３８によって反射された光
束は、基板４０上に第３光軸３９を中心とする円弧状の
像を形成する。マスク原板３４及び基板４０は、同期し
て第１光軸３６及び第３光軸３９に対し直交する方向に
移動させる。これにより、円弧の幅×移動距離の範囲で
の投影走査露光が行われることとなる。上述した第１実
施例の走査型投影光学系において、凸レンズ１の焦点距
離をｆ 1 、凸レンズ２の焦点距離をｆ2 、凹レンズ３
の焦点距離ｆ3 、レンズ群６の焦点距離をｆ23、さらに
凹面鏡８の焦点距離をｆ4 とし、全体の焦点距離をｆと
する。この反射屈折型広フィールド露光光学系は、凹面
鏡の位置が瞳位置となる対称系の両テレセントリック光
学系である。波長ｇ線、倍率１倍、ＮＡが0.１２、円弧
半径が２２０mmであり、 ｒ１〜ｒ７；曲率半径（mm） ｄ１〜ｄ６；レンズ厚、レンズ間隔（mm） ｎ１〜ｎ３；レンズのｇ線における屈折率 とすると、 ｒ１＝−４０１3.１２ ｄ１＝９０ ｎ１＝1.５２６２１４ ｒ２＝−６６5.９２ ｄ２＝７００ νe ＝６3.９ ｒ３＝−１４４５5.４７ ｄ３＝７０ ｎ１＝1.７２９４４３ ｒ４＝−１４０6.７４ ｄ４＝１００ νe ＝５3.６ ｒ５＝−８９5.３９ ｄ５＝４０ ｎ１＝1.５９９６４４ ｒ６＝−３０７9.８４ ｄ６＝３８０ νe ＝４0.５ ｒ７＝−２３６5.５６ である。
光軸である第３光軸３９上には、感光性を有する基板４
０が配置される。第２反射鏡３８によって反射された光
束は、基板４０上に第３光軸３９を中心とする円弧状の
像を形成する。マスク原板３４及び基板４０は、同期し
て第１光軸３６及び第３光軸３９に対し直交する方向に
移動させる。これにより、円弧の幅×移動距離の範囲で
の投影走査露光が行われることとなる。上述した第１実
施例の走査型投影光学系において、凸レンズ１の焦点距
離をｆ 1 、凸レンズ２の焦点距離をｆ2 、凹レンズ３
の焦点距離ｆ3 、レンズ群６の焦点距離をｆ23、さらに
凹面鏡８の焦点距離をｆ4 とし、全体の焦点距離をｆと
する。この反射屈折型広フィールド露光光学系は、凹面
鏡の位置が瞳位置となる対称系の両テレセントリック光
学系である。波長ｇ線、倍率１倍、ＮＡが0.１２、円弧
半径が２２０mmであり、 ｒ１〜ｒ７；曲率半径（mm） ｄ１〜ｄ６；レンズ厚、レンズ間隔（mm） ｎ１〜ｎ３；レンズのｇ線における屈折率 とすると、 ｒ１＝−４０１3.１２ ｄ１＝９０ ｎ１＝1.５２６２１４ ｒ２＝−６６5.９２ ｄ２＝７００ νe ＝６3.９ ｒ３＝−１４４５5.４７ ｄ３＝７０ ｎ１＝1.７２９４４３ ｒ４＝−１４０6.７４ ｄ４＝１００ νe ＝５3.６ ｒ５＝−８９5.３９ ｄ５＝４０ ｎ１＝1.５９９６４４ ｒ６＝−３０７9.８４ ｄ６＝３８０ νe ＝４0.５ ｒ７＝−２３６5.５６ である。
【００１８】図６は、第１実施例の走査型投影光学系の
非点収差を示す。図６より、使用像高２２０mm近傍で非
点収差はゼロとなり、像面が立っていることが解る。図
７は、像高２２０mmにおける横収差曲線を表す。図７よ
り、横収差も十分補正されていることが解る。収差補正
の状況は、図８に示すように、横軸が像高、縦軸が波面
収差のＲＭＳ値を表している。図８において、曲線Ａが
本発明による結果を示す。波面収差のＲＭＳ値で0.０７
λ以下を無収差領域とすれば、像高で２０７mmから２３
４mmまでの領域であり、２７mmの円弧幅がとれる。一
方、図８において、全長を同じにした場合の従来方式
（反射方式）、すなわち、図１０に示すように、２枚の
ミラーより構成され、凹面鏡の曲率半径としては２００
０mmのものによる収差量が、破線の曲線Ｂで示される。
この従来方式によれば、波面収差のＲＭＳ値で0.０７λ
以下を無収差領域とすれば、無収差領域としては６mmと
なり、第１実施例よりはるかに劣っている。上記従来方
式において 第１実施例の走査型投影光学系は、図１に
示すように、焦点距離ｆ1 の 凸レンズ１、焦点距離ｆ
2 の 凸レンズ２及び焦点距離ｆ3 の 凹レンズ３から
なる焦点距離ｆ23の第２レンズ群６、さらに焦点距離ｆ
4 の 凹面鏡８から構成され、焦点距離ｆである。この
反射屈折型広フィールド露光光学系は、凹面鏡の位置が
瞳位置となる対称系の両テレセントリック光学系であ
る。被投影物として光軸を中心とする円弧状領域が照明
され、結像として実質上光軸を中心とする円弧状領域が
使用される。
非点収差を示す。図６より、使用像高２２０mm近傍で非
点収差はゼロとなり、像面が立っていることが解る。図
７は、像高２２０mmにおける横収差曲線を表す。図７よ
り、横収差も十分補正されていることが解る。収差補正
の状況は、図８に示すように、横軸が像高、縦軸が波面
収差のＲＭＳ値を表している。図８において、曲線Ａが
本発明による結果を示す。波面収差のＲＭＳ値で0.０７
λ以下を無収差領域とすれば、像高で２０７mmから２３
４mmまでの領域であり、２７mmの円弧幅がとれる。一
方、図８において、全長を同じにした場合の従来方式
（反射方式）、すなわち、図１０に示すように、２枚の
ミラーより構成され、凹面鏡の曲率半径としては２００
０mmのものによる収差量が、破線の曲線Ｂで示される。
この従来方式によれば、波面収差のＲＭＳ値で0.０７λ
以下を無収差領域とすれば、無収差領域としては６mmと
なり、第１実施例よりはるかに劣っている。上記従来方
式において 第１実施例の走査型投影光学系は、図１に
示すように、焦点距離ｆ1 の 凸レンズ１、焦点距離ｆ
2 の 凸レンズ２及び焦点距離ｆ3 の 凹レンズ３から
なる焦点距離ｆ23の第２レンズ群６、さらに焦点距離ｆ
4 の 凹面鏡８から構成され、焦点距離ｆである。この
反射屈折型広フィールド露光光学系は、凹面鏡の位置が
瞳位置となる対称系の両テレセントリック光学系であ
る。被投影物として光軸を中心とする円弧状領域が照明
され、結像として実質上光軸を中心とする円弧状領域が
使用される。
【００１９】従来のものと同様な無収差領域の幅を得る
ためには、凹面鏡の曲率半径を３０００mm〜４０００mm
にしなければならず、非常に大型の光学系となることが
わかる。なお、第１実施例においては、 １／ｆ23＝1.６３×１０-5 ｆ1 ／ｆ4 ＝−1.２４８ ｆ2 ＝２１３２ ｆ3 ＝−２１２０ となり、式（６）、式（７）及び式（８）を満足してい
ることが解る。
ためには、凹面鏡の曲率半径を３０００mm〜４０００mm
にしなければならず、非常に大型の光学系となることが
わかる。なお、第１実施例においては、 １／ｆ23＝1.６３×１０-5 ｆ1 ／ｆ4 ＝−1.２４８ ｆ2 ＝２１３２ ｆ3 ＝−２１２０ となり、式（６）、式（７）及び式（８）を満足してい
ることが解る。
【００２０】
【実施例２】使用波長はｇ線、倍率；１倍 ＮＡ；0.１
２、円弧半径；２２０mmとする。以下の表示は、第１実
施例と同様に ｒ１〜ｒ７；曲率半径（mm） ｄ１〜ｄ６；レンズ厚、レンズ間隔（mm） ｎ１〜ｎ３；レンズのｇ線における屈折率 を表し、 ｒ１＝−２１４2.４４ ｄ１＝９０ ｎ１＝1.５２６２１４ ｒ２＝−５９0.５９ ｄ２＝７２０ νe ＝６3.９ ｒ３＝ ∞ ｄ３＝８０ ｎ１＝1.５２６２１４ ｒ４＝−１６６3.１０ ｄ４＝１２０ νe ＝６3.９ ｒ５＝−８２5.３５ ｄ５＝６０ ｎ１＝1.５８４２１７ ｒ６＝−１５３5.１２ ｄ６＝３３０ νe ＝４2.５ ｒ７＝−２３１0.１４ となる。
２、円弧半径；２２０mmとする。以下の表示は、第１実
施例と同様に ｒ１〜ｒ７；曲率半径（mm） ｄ１〜ｄ６；レンズ厚、レンズ間隔（mm） ｎ１〜ｎ３；レンズのｇ線における屈折率 を表し、 ｒ１＝−２１４2.４４ ｄ１＝９０ ｎ１＝1.５２６２１４ ｒ２＝−５９0.５９ ｄ２＝７２０ νe ＝６3.９ ｒ３＝ ∞ ｄ３＝８０ ｎ１＝1.５２６２１４ ｒ４＝−１６６3.１０ ｄ４＝１２０ νe ＝６3.９ ｒ５＝−８２5.３５ ｄ５＝６０ ｎ１＝1.５８４２１７ ｒ６＝−１５３5.１２ ｄ６＝３３０ νe ＝４2.５ ｒ７＝−２３１0.１４ となる。
【００２１】第２実施例の非点収差図は、図６に示すも
のとほぼ同一であり、使用像高２２０mm近傍で非点収差
はゼロとなり像面が立っている。図９は、第２実施例の
透過波面収差のＲＭＳ値を表す。このグラフより十分な
無収差領域（円弧巾）をとる事ができることが理解され
る。また、この第２実施例においては、 １／ｆ23＝6.８１×１０-6 ｆ1 ／ｆ4 ＝−1.３１５ ｆ2 ＝３１６１ ｆ3 ＝−３１５４ であり、第２実施例も式（６）、式（７）及び式（８）
を満足していることが解る。上述した第１実施例及び第
２実施例において、 ＮＡ＝0.１２ 像高＝２２０mm 無収差領域幅＝２７mm である。解像力としては となる。フィールドサイズとしては円弧長さ４００mmが
可能となり、ステージの走査長さを６００mm以上取れ
ば、４００×６００mmといった広フィールドの一括露光
が可能となる。この４００mm×６００mmという値は、 １0.４”であれば ４枚 １６ ”であれば ２枚 ２３ ”であれば １枚 の露光を一括で行うことができるものである。
のとほぼ同一であり、使用像高２２０mm近傍で非点収差
はゼロとなり像面が立っている。図９は、第２実施例の
透過波面収差のＲＭＳ値を表す。このグラフより十分な
無収差領域（円弧巾）をとる事ができることが理解され
る。また、この第２実施例においては、 １／ｆ23＝6.８１×１０-6 ｆ1 ／ｆ4 ＝−1.３１５ ｆ2 ＝３１６１ ｆ3 ＝−３１５４ であり、第２実施例も式（６）、式（７）及び式（８）
を満足していることが解る。上述した第１実施例及び第
２実施例において、 ＮＡ＝0.１２ 像高＝２２０mm 無収差領域幅＝２７mm である。解像力としては となる。フィールドサイズとしては円弧長さ４００mmが
可能となり、ステージの走査長さを６００mm以上取れ
ば、４００×６００mmといった広フィールドの一括露光
が可能となる。この４００mm×６００mmという値は、 １0.４”であれば ４枚 １６ ”であれば ２枚 ２３ ”であれば １枚 の露光を一括で行うことができるものである。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、比較的小さな光学部材
で構成することができ、かつ大きなＮＡを得るために有
利な屈折光学系を採用し、物像領域が軸外の円弧であ
り、投影倍率が１倍である走査型投影光学系を得ること
ができる。本発明によれば、ザイデルの５収差及び色収
差を容易に補正することができ、例えば解像力２７８mm
すなわち数μｍという高解像力が要求される２０”フラ
ットパネルデイスプレーの露光に使用可能な走査型投影
光学系を得ることができる。
で構成することができ、かつ大きなＮＡを得るために有
利な屈折光学系を採用し、物像領域が軸外の円弧であ
り、投影倍率が１倍である走査型投影光学系を得ること
ができる。本発明によれば、ザイデルの５収差及び色収
差を容易に補正することができ、例えば解像力２７８mm
すなわち数μｍという高解像力が要求される２０”フラ
ットパネルデイスプレーの露光に使用可能な走査型投影
光学系を得ることができる。
【図１】本発明の走査型投影光学系の光学図である。
【図２】本発明の原理を説明するための光学図である。
【図３】本発明の基本構成光学系と従来の光学系の寸法
を比較するための光学図である。
を比較するための光学図である。
【図４】本発明の第１実施例の球面鏡の曲率に対応した
波面収差図である。
波面収差図である。
【図５】本発明の第１実施例の第２レンズ群の焦点距離
に対応した波面収差図である。
に対応した波面収差図である。
【図６】本発明の第１実施例及び第２実施例の非点収差
図である。
図である。
【図７】本発明の第１実施例の横収差図である。
【図８】本発明の第１実施例の像高に対応した波面収差
図である。
図である。
【図９】本発明の第２実施例の像高に対応した波面収差
図である。
図である。
【図１０】従来の走査型投影光学系の光学原理図であ
る。
る。
【図１１】従来の走査型投影光学系の光学系の構成図で
ある。
ある。
【図１２】従来の走査型投影光学系の走査説明図であ
る。
る。
【図１３】従来の４分割ステッパーの説明図である。
【図１４】従来の４分割ステッパーの説明図である。
２ 凸レンズ ３ 凹レンズ ６ 第２レンズ群 １０ 薄肉レンズ １２ 球面鏡 ２０ 第１レンズ群 ２２ 第４レンズ群 １００ 凹面鏡 １０２ 凹面鏡 １０６ 被写体位置、結像位置
Claims (4)
- 【請求項１】 被投影物を所定の走査幅で走査すること
によって投影する走査型投影光学系であって、被投影物
を円弧状領域に照明する照明部と、上記照明部によって
円弧状に照明された被投影物の像を像面内に形成する反
射屈折光学系と、上記被投影物及び上記像面に配置され
た受光部材と、上記照明部及び上記反射屈折投影部を照
明方向と直交する方向へ相対的に移動させる駆動装置と
を有する走査型投影装置において、 上記投影光学系は、物側、像側共テレセントリックな光
学系であり、正のパワーを有する第１屈折レンズ群と、
殆どパワーを有しない第２屈折レンズ群と、さらには１
枚の凹面鏡とを有し、 上記正のパワーを有する第１屈折レンズ群と上記凹面鏡
とによってペッツバール条件を満たして像面湾曲を補正
し、 この第２屈折レンズ群は、第１屈折レンズ群及び上記凹
面鏡で満たされたペッツバール条件を崩すことなく、光
軸上を中心とする円弧状領域の収差を補正するように構
成されていることを特徴とする走査型投影光学系。 - 【請求項２】 上記反射屈折光学系において、第２レン
ズ群の焦点距離をｆ23とすると、その焦点距離が −1.1 ×10-4＜１／ｆ23＜2.5 ×10-4 の条件を満たすことを特徴とする、請求項１記載の走査
型投影光学系。 - 【請求項３】 上記反射屈折光学系において、第１レン
ズ群の焦点距離をf1、最終凹面鏡の焦点距離をｆ4 とす
ると、 −1.4 ＜ｆ1／ｆ4 ＜−1.0 の関係が満足されることを特徴とする、請求項１または
２に記載の走査型投影光学系。 - 【請求項４】 上記反射屈折光学系において、第２レン
ズ群は正、負二枚のレンズで構成され、それぞれの焦点
距離をｆ2 、ｆ3 すると、 ｜ｆ2｜ 〜 ｜ｆ3｜ の関係が満足されることを特徴とする、請求項１、２、
３のいずれか１項に記載の走査型投影光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5203413A JPH0756090A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 走査型投影光学系 |
| US08/762,985 US5673135A (en) | 1993-08-17 | 1996-12-10 | Scanning projection optical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5203413A JPH0756090A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 走査型投影光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0756090A true JPH0756090A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16473667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5203413A Pending JPH0756090A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 走査型投影光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5673135A (ja) |
| JP (1) | JPH0756090A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000039557A (ja) * | 1998-05-21 | 2000-02-08 | Nikon Corp | 投影光学系、投影光学装置、走査型露光装置、光加工方法および露光方法 |
| KR20000034918A (ko) * | 1998-11-10 | 2000-06-26 | 헨켈 카르스텐 | 편광학적으로 보상되는 오브젝티브 |
| US6157497A (en) * | 1993-06-30 | 2000-12-05 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
| JP2006225181A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Konica Minolta Opto Inc | ガラス基板、ガラス基板の製造方法、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法 |
| JP2011047951A (ja) * | 1999-07-07 | 2011-03-10 | Kla-Tencor Corp | 試料を検査するための装置および対物光学系 |
| US11317798B2 (en) | 2016-09-06 | 2022-05-03 | Nikon Corporation | Catadioptric unit-magnification afocal pupil relay and optical imaging system employing the same |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19906874C1 (de) * | 1999-02-18 | 2001-01-11 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Relaisoptik für ein Ablenksystem sowie ein Ablenksystem |
| US7116401B2 (en) * | 1999-03-08 | 2006-10-03 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic projection apparatus using catoptrics in an optical sensor system, optical arrangement, method of measuring, and device manufacturing method |
| US20040075894A1 (en) * | 2001-12-10 | 2004-04-22 | Shafer David R. | Catadioptric reduction objective |
| US7046459B1 (en) * | 2001-12-18 | 2006-05-16 | Carl Zeiss Smt Ag | Catadioptric reductions lens |
| JP2003329944A (ja) * | 2002-05-09 | 2003-11-19 | Olympus Optical Co Ltd | 分散補償器および分散補償システム |
| US20060158615A1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-07-20 | Williamson David M | Catadioptric 1x projection system and method |
| US9409255B1 (en) | 2011-01-04 | 2016-08-09 | Nlight, Inc. | High power laser imaging systems |
| US10095016B2 (en) | 2011-01-04 | 2018-10-09 | Nlight, Inc. | High power laser system |
| US9429742B1 (en) * | 2011-01-04 | 2016-08-30 | Nlight, Inc. | High power laser imaging systems |
| US9720244B1 (en) | 2011-09-30 | 2017-08-01 | Nlight, Inc. | Intensity distribution management system and method in pixel imaging |
| US9310248B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-04-12 | Nlight, Inc. | Active monitoring of multi-laser systems |
| US9709810B2 (en) * | 2014-02-05 | 2017-07-18 | Nlight, Inc. | Single-emitter line beam system |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3748015A (en) * | 1971-06-21 | 1973-07-24 | Perkin Elmer Corp | Unit power imaging catoptric anastigmat |
| JPS5939632B2 (ja) * | 1980-09-09 | 1984-09-25 | 新日本製鐵株式会社 | 制振２重鋼管 |
| JPH06118341A (ja) * | 1991-11-11 | 1994-04-28 | Topcon Corp | 走査型投影装置 |
| JPH05249379A (ja) * | 1992-03-04 | 1993-09-28 | Topcon Corp | 広フィールド露光光学系 |
-
1993
- 1993-08-17 JP JP5203413A patent/JPH0756090A/ja active Pending
-
1996
- 1996-12-10 US US08/762,985 patent/US5673135A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6157497A (en) * | 1993-06-30 | 2000-12-05 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
| JP2000039557A (ja) * | 1998-05-21 | 2000-02-08 | Nikon Corp | 投影光学系、投影光学装置、走査型露光装置、光加工方法および露光方法 |
| KR20000034918A (ko) * | 1998-11-10 | 2000-06-26 | 헨켈 카르스텐 | 편광학적으로 보상되는 오브젝티브 |
| JP2011047951A (ja) * | 1999-07-07 | 2011-03-10 | Kla-Tencor Corp | 試料を検査するための装置および対物光学系 |
| JP2006225181A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Konica Minolta Opto Inc | ガラス基板、ガラス基板の製造方法、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法 |
| US11317798B2 (en) | 2016-09-06 | 2022-05-03 | Nikon Corporation | Catadioptric unit-magnification afocal pupil relay and optical imaging system employing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5673135A (en) | 1997-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| USRE38421E1 (en) | Exposure apparatus having catadioptric projection optical system | |
| JPH0756090A (ja) | 走査型投影光学系 | |
| JP5769356B2 (ja) | 中間像を有するカタジオプトリック投影対物レンズ | |
| JP4245286B2 (ja) | 反射屈折光学系および該光学系を備えた露光装置 | |
| US6392822B1 (en) | Dual-imaging optical system | |
| JPH0862502A (ja) | 反射屈折縮小投影光学系 | |
| US8274638B2 (en) | Reflective, refractive and projecting optical system; reflective, refractive and projecting device; scanning exposure device; and method of manufacturing micro device | |
| JP2003114387A (ja) | 反射屈折光学系および該光学系を備える投影露光装置 | |
| JPH08262367A (ja) | 照明光学装置及び該装置に使用されるフライアイレンズ | |
| JPH1184248A (ja) | 反射屈折縮小光学系 | |
| JP5836686B2 (ja) | 反射屈折光学系及びそれを有する撮像装置 | |
| JPH08255746A (ja) | 露光装置 | |
| US6856377B2 (en) | Relay image optical system, and illuminating optical device and exposure system provided with the optical system | |
| JP2005234452A (ja) | 投影光学系 | |
| JPH06118341A (ja) | 走査型投影装置 | |
| JP3339592B2 (ja) | 反射屈折投影光学系、並びに露光方法及び装置 | |
| JP3812051B2 (ja) | 反射屈折投影光学系 | |
| JP3455992B2 (ja) | 投影光学系、それを備えた走査型投影露光装置、及び素子製造方法 | |
| JP2003233009A (ja) | 反射屈折投影光学系、反射屈折光学系、投影露光装置、及び投影露光方法 | |
| JPH05249379A (ja) | 広フィールド露光光学系 | |
| TW530335B (en) | Image-forming optical system and exposure device equipped therewith | |
| JPH0553057A (ja) | 反射光学系 | |
| JP2004093953A (ja) | 投影光学系、露光装置、及びマイクロデバイスの製造方法 | |
| JP2005024584A (ja) | 走査型投影露光装置及び露光方法 | |
| JP2000208396A (ja) | 視野絞り投影光学系及び投影露光装置 |