JPH08220432A - Projection optical system and exposure device provided with same - Google Patents

Projection optical system and exposure device provided with same

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JPH08220432A
JPH08220432A JP7053579A JP5357995A JPH08220432A JP H08220432 A JPH08220432 A JP H08220432A JP 7053579 A JP7053579 A JP 7053579A JP 5357995 A JP5357995 A JP 5357995A JP H08220432 A JPH08220432 A JP H08220432A
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JP
Japan
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optical system
cylindrical
image
afocal
projection optical
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Application number
JP7053579A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Kudo
祐司 工藤
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to US08/684,656 priority patent/US5986744A/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

PURPOSE: To independently enlarge and reduce an image on an objective surface in the longitudinal and lateral directions and to project the image employing only one set of cylindrical optical systems by making the image forming positions coincided in mutually orthogonal two directions within a second surface of the cylindrical optical systems. CONSTITUTION: When viewing the optical system along the longitudinal direction, a set of Galileo type cylindrical afocal systems is constituted of a pair of two cylindrical lenses 3a and 3b both having a generatrix along the lateral direction. Lenses 3a and 3b have negative and positive refractive powers, respectively, in the longitudinal direction. Moreover, on the objective surface Q1 side of the cylindrical afocal system, a first Kepler type afocal system is constituted of two spherical surface lenses 2a and 2b in a pair. Furthermore, on the image surface Q3 of the cylindrical afocal system, a second Kepler type afocal system is constituted of two spherical surface lenses 4a and 4b in a pair. The image forming positions in mutually orthogonal two direction within the second surface are made to concide by the cylindrical optical systems.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は投影光学系および該光学
系を備えた露光装置に関し、特に物体面の像を縦方向と
横方向とで互いに異なる倍率で拡大または縮小して像面
に投影するための光学系に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection optical system and an exposure apparatus equipped with the optical system, and in particular, an image of an object plane is enlarged or reduced at different magnifications in the vertical and horizontal directions and projected on the image plane. Optical system for doing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の投影光学系としては、図
8(a)および(b)に示すように、母線が互いに直交
した二組のシリンドリカルアフォーカル系を組み合わせ
た投影光学系が知られている。なお、図8(a)および
(b)は、光軸を含んで直交した2つの面方向、すなわ
ち縦方向および横方向にそれぞれ沿った同一の光学系を
示している。なお、この種の投影光学系としては、シリ
ンドリカルアフォーカル系の前後にリレー系を用いた場
合が多いため、図8(a)および(b)には、面Q1上
の物体を面R1に再結像する第1リレー系(22a、2
2b)と、面R2上の物体を面Q3に再結像する第2リ
レー系(24a、24b)とを配置した様子を示してい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a projection optical system of this type, as shown in FIGS. 8A and 8B, there is known a projection optical system in which two sets of cylindrical afocal systems whose generating lines are orthogonal to each other are combined. Has been. Note that FIGS. 8A and 8B show the same optical system along two plane directions orthogonal to each other including the optical axis, that is, the vertical direction and the horizontal direction, respectively. As a projection optical system of this type, a relay system is often used before and after the cylindrical afocal system, and therefore, in FIGS. 8A and 8B, an object on the surface Q1 is re-formed on the surface R1. First relay system (22a, 2) that forms an image
2b) and a second relay system (24a, 24b) for re-imaging an object on the surface R2 on the surface Q3 are arranged.

【0003】図8(a)に示すように、縦方向に沿って
光学系を見ると、母線がともに横方向に沿った2つのシ
リンドリカルレンズ11および13が対をなして、1組
のケプラー型のシリンドリカルアフォーカル系を構成し
ている。上述したように、このシリンドリカルアフォー
カル系の前後には、第1リレー系(22a、22b)と
第2リレー系(24a、24b)とがそれぞれ配置され
ている。したがって、物体面Q1からの光は、第1リレ
ー系(22a、22b)を介して面R1に再結像する。
そして、1組のケプラー型シリンドリカルアフォーカル
系(11、13)は、面R1と面R2とを共役に結ぶと
ともに、面R1から射出された平行光束を3倍程度に拡
大して面R2に平行に入射させている。さらに、面R2
からの光は、第2リレー系(24a、24b)を介して
像面Q3に再結像する。なお、後述するように、他の2
つのシリンドリカルレンズ12および14の母線はとも
に縦方向に沿っており、縦方向において屈折力を有しな
い。このため、2つのシリンドリカルレンズ12および
14は、縦方向において光線の屈折に影響を与えない。
As shown in FIG. 8 (a), when the optical system is viewed in the vertical direction, two cylindrical lenses 11 and 13 whose busbars are both in the horizontal direction form a pair, and a pair of Kepler-type lenses are formed. It constitutes a cylindrical afocal system. As described above, the first relay system (22a, 22b) and the second relay system (24a, 24b) are arranged before and after the cylindrical afocal system. Therefore, the light from the object plane Q1 is re-imaged on the plane R1 via the first relay system (22a, 22b).
The pair of Kepler-type cylindrical afocal systems (11, 13) conjugately couples the surfaces R1 and R2 with each other, expands the parallel light flux emitted from the surface R1 by about 3 times and is parallel to the surface R2. Is incident on. Furthermore, surface R2
The light from is re-imaged on the image plane Q3 via the second relay system (24a, 24b). As will be described later, the other two
The generatrixes of the two cylindrical lenses 12 and 14 are along the vertical direction and have no refractive power in the vertical direction. Therefore, the two cylindrical lenses 12 and 14 do not affect the refraction of light rays in the vertical direction.

【0004】一方、図8(b)に示すように、横方向に
沿って光学系を見ると、母線がともに縦方向に沿った2
つのシリンドリカルレンズ12および14が対をなし
て、1組のケプラー型のシリンドリカルアフォーカル系
を構成している。したがって、物体面Q1からの光は、
第1リレー系(22a、22b)を介して面R1に再結
像する。そして、1組のケプラー型シリンドリカルアフ
ォーカル系(12、14)は、面R1と面R2とを共役
に結ぶとともに、面R1から射出された平行光束をほぼ
等倍のまま面R2に平行に入射させている。さらに、面
R2からの光は、第2リレー系(24a、24b)を介
して像面Q3に再結像する。なお、上述したように、他
の2つのシリンドリカルレンズ11および13の母線は
ともに横方向に沿っており、横方向において屈折力を有
しない。このため、2つのシリンドリカルレンズ11お
よび13は、横方向において光線の屈折に影響を与えな
い。
On the other hand, as shown in FIG. 8 (b), when the optical system is viewed along the horizontal direction, the busbars are both aligned along the vertical direction.
The two cylindrical lenses 12 and 14 form a pair to form a pair of Kepler-type cylindrical afocal systems. Therefore, the light from the object plane Q1 is
The image is re-imaged on the surface R1 via the first relay system (22a, 22b). Then, the pair of Kepler-type cylindrical afocal systems (12, 14) connect the surfaces R1 and R2 to each other in a conjugate manner, and make the parallel light flux emitted from the surface R1 enter the surface R2 in parallel with substantially the same magnification. I am letting you. Further, the light from the surface R2 is re-imaged on the image surface Q3 via the second relay system (24a, 24b). As described above, the generatrixes of the other two cylindrical lenses 11 and 13 are along the lateral direction and have no refractive power in the lateral direction. Therefore, the two cylindrical lenses 11 and 13 do not affect the refraction of light rays in the lateral direction.

【0005】このように、図8(a)および(b)に示
す投影光学系は、母線が互いに直交した二組のシリンド
リカルアフォーカル系を組み合わせて構成されているの
で、物体面の像を縦方向と横方向とで互いに異なる倍率
でそれぞれ拡大または縮小して像面に投影することが可
能である。また、物体面からの光の縦方向における結像
位置と横方向における結像位置とを一致させることによ
り、軸上非点収差の発生を防ぐことも可能である。
As described above, since the projection optical system shown in FIGS. 8A and 8B is constructed by combining two sets of cylindrical afocal systems whose generatrices are orthogonal to each other, the image of the object plane is vertically It is possible to project the image on the image plane by enlarging or reducing it in different magnifications in the direction and the lateral direction. It is also possible to prevent the generation of axial astigmatism by matching the vertical image forming position of the light from the object plane with the horizontal image forming position.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
ような従来の投影光学系では、母線が縦方向に沿った少
なくとも2つのシリンドリカルレンズからなる第1のシ
リンドリカルアフォーカル系と、母線が横方向に沿った
少なくとも2つのシリンドリカルレンズからなる第2の
シリンドリカルアフォーカル系とを備えている。換言す
れば、母線方向が互いに直交した二組のシリンドリカル
アフォーカル系が必要である。すなわち、従来の投影光
学系では、少なくとも4つのシリンドリカルレンズを備
える必要があった。
As described above, in the conventional projection optical system as described above, the first cylindrical afocal system composed of at least two cylindrical lenses having the generatrix along the longitudinal direction, and the generatrix laterally. A second cylindrical afocal system including at least two cylindrical lenses along the direction. In other words, two sets of cylindrical afocal systems whose generatrix directions are orthogonal to each other are required. That is, in the conventional projection optical system, it is necessary to include at least four cylindrical lenses.

【0007】しかしながら、一般的に、シリンドリカル
レンズは球面レンズよりもレンズ面の加工が困難であ
る。したがって、光学系のコストダウンを図るには、シ
リンドリカルレンズの枚数を極力少なくすることが望ま
しい。また、調整時においても、複数のシリンドリカル
レンズの母線を同じ方向にそろえるのは比較的容易であ
るが、複数のシリンドリカルレンズの母線が互いに直交
するように調整するのは難しい。このため、光学系にお
けるシリンドリカルレンズの母線方向がすべて一致して
いることが望ましい。本発明は、前述の課題に鑑みてな
されたものであり、シリンドリカル光学系を1組しか用
いることなく、物体面の像を縦横独立に拡大または縮小
して像面上に投影することのできる投影光学系を提供す
ることを目的とする。
However, in general, it is more difficult to process the lens surface of a cylindrical lens than a spherical lens. Therefore, in order to reduce the cost of the optical system, it is desirable to reduce the number of cylindrical lenses as much as possible. Further, even at the time of adjustment, it is relatively easy to align the generatrix lines of the plurality of cylindrical lenses in the same direction, but it is difficult to adjust so that the generatrix lines of the plurality of cylindrical lenses are orthogonal to each other. Therefore, it is desirable that the generatrix directions of the cylindrical lenses in the optical system are all the same. The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to project an image of an object plane on the image plane by enlarging or reducing the image in the vertical and horizontal directions independently using only one set of cylindrical optical systems. The purpose is to provide an optical system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、第1面からの光束を集光して所
定の第2面上に前記第1面の像を形成するとともに、前
記第2面内での互いに直交した2方向のうちの少なくと
も一方の方向の像を他方の方向の像に対して相対的に拡
大または縮小する投影光学系において、前記投影光学系
は、前記互いに直交した2方向のうちの一方の方向のみ
に屈折力を有するシリンドリカル光学系を有し、前記シ
リンドリカル光学系は、前記互いに直交した2方向のう
ちの一方の方向のみに屈折力を有する第1光学手段と、
該第1光学手段の屈折力を有する方向のみに屈折力を有
する第2光学手段とを有し、前記シリンドリカル光学系
によって前記第2面内での互いに直交した2方向におけ
る結像位置を一致させることを特徴とする投影光学系を
提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, the light flux from the first surface is condensed to form an image of the first surface on a predetermined second surface. A projection optical system for enlarging or reducing an image in at least one of two directions orthogonal to each other in the second surface relative to an image in the other direction, wherein the projection optical system comprises: A cylindrical optical system having a refractive power only in one of two mutually orthogonal directions, the cylindrical optical system having a refractive power in only one of the two mutually orthogonal directions; Optical means,
A second optical unit having a refractive power only in a direction having a refractive power of the first optical unit, and the cylindrical optical system matches image forming positions in two directions orthogonal to each other in the second plane. A projection optical system characterized by the above.

【0009】また、本発明の別の局面によれば、上述の
投影光学系と、前記投影光学系の第1面に対して所定の
光束径を有する光束を供給する光源手段と、前記投影光
学系によって前記第2面上で所定の光束径に整形された
整形光束に基づいて複数の光源像を形成する多光源形成
手段と、前記複数の光源像からの光束をそれぞれ集光し
て投影原版を重畳的に照明するコンデンサー光学系と、
前記投影原版上に形成されたパターンの像を基板上に投
影露光する投影露光用光学系とを備えていることを特徴
とする露光装置を提供する。
According to another aspect of the present invention, the above-mentioned projection optical system, light source means for supplying a light beam having a predetermined light beam diameter to the first surface of the projection optical system, and the projection optical system. A multi-light source forming means for forming a plurality of light source images based on a shaped light beam shaped into a predetermined light beam diameter on the second surface by a system, and light beams from the plurality of light source images are respectively condensed to form a projection original plate. A condenser optical system for illuminating
An exposure apparatus comprising: a projection exposure optical system for projecting an image of a pattern formed on the projection original onto a substrate.

【0010】[0010]

【作用】本発明では、像面での互いに直交した2方向、
すなわち縦方向と横方向とのうちの一方の方向のみに屈
折力を有する2つの光学手段を有するシリンドリカル光
学系を備えている。そして、シリンドリカル光学系によ
って像面での互いに直交した2方向における結像位置が
一致するように構成されている。こうして、本発明で
は、シリンドリカル光学系を1組しか用いることなく、
物体面の像を縦横独立に拡大または縮小投影することが
できる。さらに、縦方向においても横方向においても物
体面と像面とを共役に保ち、軸上非点収差の発生を防止
することができる。
In the present invention, two directions orthogonal to each other on the image plane,
That is, a cylindrical optical system having two optical means having a refractive power in only one of the vertical direction and the horizontal direction is provided. The cylindrical optical system is configured so that the image forming positions in the two directions orthogonal to each other on the image plane coincide with each other. Thus, in the present invention, only one set of cylindrical optical system is used,
The image of the object plane can be projected vertically or horizontally independently in an enlarged or reduced manner. Furthermore, it is possible to keep the object plane and the image plane conjugate with each other in both the vertical direction and the horizontal direction, and prevent axial astigmatism from occurring.

【0011】さらに具体的には、本発明の投影光学系
は、たとえば2つの球面レンズからなるアフォーカル系
と、たとえば母線がともに縦方向に沿った2つのシリン
ドリカルレンズからなるシリンドリカルアフォーカル系
とを備えているのが好ましい。こうして、縦方向におい
ては物体面からの平行光束をアフォーカル系だけで拡大
または縮小し、横方向においては物体面からの平行光束
をアフォーカル系とシリンドリカルアフォーカル系とで
拡大または縮小することができる。また、アフォーカル
系およびシリンドリカルアフォーカル系を介した物体面
からの光の結像位置が縦方向と横方向とで一致するよう
に、アフォーカル系とシリンドリカルアフォーカル系と
を光軸に沿って相対位置決めするのが好ましい。こうし
て、縦方向においても横方向においても物体面と像面と
を共役に保つことができる。
More specifically, the projection optical system of the present invention comprises an afocal system composed of, for example, two spherical lenses and a cylindrical afocal system composed of, for example, two cylindrical lenses whose generatrices are both along the longitudinal direction. It is preferably provided. Thus, in the vertical direction, the parallel light beam from the object plane can be enlarged or reduced only by the afocal system, and in the horizontal direction, the parallel light beam from the object plane can be enlarged or reduced by the afocal system and the cylindrical afocal system. it can. In addition, the afocal system and the cylindrical afocal system are arranged along the optical axis so that the image forming positions of the light from the object plane through the afocal system and the cylindrical afocal system are aligned in the vertical direction and the horizontal direction. Relative positioning is preferred. In this way, the object plane and the image plane can be kept conjugate in both the vertical and horizontal directions.

【0012】また、本発明の投影光学系を備えた本発明
の露光装置では、投影光学系の物体面に対して光源が平
行光束を供給し、投影光学系の像面に多光源形成手段と
してのフライアイレンズの入射面が配置される。こうし
て、シリンドリカル光学系を1組しか用いることなく光
源からの平行光束をフライアイレンズの断面形状に応じ
て光量損失を最小限に抑えて整形することができる。さ
らに、フライアイレンズの入射面において軸上非点収差
が発生しないので、光源の角度ずれに対する許容度が大
きくなる。また、シリンドリカルレンズの母線がすべて
同一方向であるため、母線方向をそろえる調整が容易で
ある。
Further, in the exposure apparatus of the present invention provided with the projection optical system of the present invention, the light source supplies a parallel light beam to the object plane of the projection optical system, and serves as a multi-light source forming means on the image plane of the projection optical system. The entrance surface of the fly-eye lens of is arranged. In this way, the parallel light flux from the light source can be shaped in accordance with the cross-sectional shape of the fly-eye lens while minimizing the light amount loss, using only one set of cylindrical optical systems. Further, since no axial astigmatism is generated on the incident surface of the fly-eye lens, the tolerance for the angular deviation of the light source becomes large. Further, since all the generatrix lines of the cylindrical lens are in the same direction, it is easy to adjust the generatrix directions.

【0013】[0013]

【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図1は、ガリレオ型のシリンドリカルアフォーカ
ル系を含んだ本発明の第1実施例にかかる投影光学系の
構成を概略的に示す図である。図1(a)および(b)
は、光軸を含んで直交した2つの面方向、すなわち縦方
向および横方向にそれぞれ沿った同一の光学系を示して
いる。なお、縦方向および横方向は、投影光学系の像面
において互いに直交した2方向に他ならない。また、図
3(a)および(b)は図1(a)および(b)に対応
する図であって、図1の投影光学系中のシリンドリカル
アフォーカル系の光路を示す拡大図である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a projection optical system according to the first embodiment of the present invention, which includes a Galileo-type cylindrical afocal system. 1 (a) and (b)
Shows the same optical system along two plane directions orthogonal to each other including the optical axis, that is, in the vertical direction and the horizontal direction, respectively. The vertical direction and the horizontal direction are nothing but two directions orthogonal to each other on the image plane of the projection optical system. 3A and 3B are diagrams corresponding to FIGS. 1A and 1B and are enlarged views showing the optical paths of the cylindrical afocal system in the projection optical system of FIG.

【0014】図1(a)に示すように、縦方向に沿って
光学系を見ると、母線がともに横方向に沿った2つのシ
リンドリカルレンズ3aおよび3bが対をなして、シリ
ンドリカル光学系を、さらに特定すれば1組のガリレオ
型のシリンドリカルアフォーカル系を構成している。な
お、各シリンドリカルレンズ3aおよび3bは、縦方向
においてそれぞれ負屈折力および正屈折力を有する。ま
た、シリンドリカルアフォーカル系(3a、3b)の物
体面Q1側には、2つの球面レンズ2aおよび2bが対
をなして、第1のケプラー型アフォーカル系を構成して
いる。さらに、シリンドリカルアフォーカル系(3a、
3b)の像面Q3側には、2つの球面レンズ4aおよび
4bが対をなして、第2のケプラー型アフォーカル系を
構成している。
As shown in FIG. 1 (a), when the optical system is viewed along the vertical direction, two cylindrical lenses 3a and 3b whose busbars are both along the horizontal direction form a pair, and the cylindrical optical system is More specifically, it constitutes a set of Galileo-type cylindrical afocal systems. Each of the cylindrical lenses 3a and 3b has a negative refractive power and a positive refractive power in the vertical direction. Two spherical lenses 2a and 2b form a pair on the object plane Q1 side of the cylindrical afocal system (3a, 3b) to form a first Kepler-type afocal system. Furthermore, a cylindrical afocal system (3a,
On the image plane Q3 side of 3b), two spherical lenses 4a and 4b form a pair to form a second Kepler-type afocal system.

【0015】したがって、縦方向においては、物体面Q
1から射出された平行光束は、第1のケプラー型アフォ
ーカル系(2a、2b)を通過して拡大または縮小され
た後、ガリレオ型シリンドリカルアフォーカル系(3
a、3b)により拡大される。その後、第2のケプラー
型アフォーカル系(4a、4b)を通過して拡大または
縮小された後、物体面Q1から射出された平行光束より
も太い平行光束として像面Q3に到達する。すなわち、
縦方向においては、物体面Q1から射出された平行光束
の拡大または縮小は、第1のケプラー型アフォーカル系
(2a、2b)、ガリレオ型シリンドリカルアフォーカ
ル系(3a、3b)および第2のケプラー型アフォーカ
ル系(4a、4b)に依存する。
Therefore, in the vertical direction, the object plane Q
The collimated light flux emitted from the beam No. 1 passes through the first Kepler-type afocal system (2a, 2b) to be enlarged or reduced, and then the Galileo-type cylindrical afocal system (3
a, 3b). Then, after passing through the second Keplerian afocal system (4a, 4b) to be enlarged or reduced, it reaches the image plane Q3 as a parallel light flux thicker than the parallel light flux emitted from the object plane Q1. That is,
In the vertical direction, the expansion or contraction of the parallel light flux emitted from the object plane Q1 is performed by the first Kepler-type afocal system (2a, 2b), the Galileo-type cylindrical afocal system (3a, 3b) and the second Kepler. Depends on the type afocal system (4a, 4b).

【0016】一方、横方向においては、ガリレオ型シリ
ンドリカルアフォーカル系(3a、3b)はパワー(屈
折力)を有しない。このため、ガリレオ型シリンドリカ
ルアフォーカル系(3a、3b)によって光束の拡大は
行われない。すなわち、横方向においては、物体面Q1
から射出された平行光束の拡大または縮小は、第1のケ
プラー型アフォーカル系(2a、2b)および第2のケ
プラー型アフォーカル系(4a、4b)にのみ依存す
る。
On the other hand, in the lateral direction, the Galileo type cylindrical afocal system (3a, 3b) has no power (refractive power). Therefore, the luminous flux is not expanded by the Galileo-type cylindrical afocal system (3a, 3b). That is, in the lateral direction, the object plane Q1
The expansion or contraction of the parallel light flux emitted from the laser beam depends only on the first Keplerian afocal system (2a, 2b) and the second Keplerian afocal system (4a, 4b).

【0017】次に、物体面Q1との共役関係に注目す
る。図1(b)および図3(b)に示すように横方向に
おいては、物体面Q1の中心点から射出された光は、再
結像光学系である第1のケプラー型アフォーカル系(2
a、2b)によって面Q21に結像するべく集光され
る。面Q21に結像するべく集光された光は、ガリレオ
型シリンドリカルアフォーカル系(3a、3b)によっ
て屈折される。しかしながら、ガリレオ型シリンドリカ
ルアフォーカル系(3a、3b)は横方向においてパワ
ーを有しないため、単なる平面板として作用する。
Next, pay attention to the conjugate relationship with the object plane Q1. As shown in FIGS. 1B and 3B, in the lateral direction, the light emitted from the center point of the object plane Q1 is the first Kepler-type afocal system (2) which is the re-imaging optical system.
a, 2b) to focus the image on the surface Q21. The light condensed to form an image on the surface Q21 is refracted by the Galileo-type cylindrical afocal system (3a, 3b). However, since the Galileo-type cylindrical afocal system (3a, 3b) has no power in the lateral direction, it functions as a mere plane plate.

【0018】すなわち、ガリレオ型シリンドリカルアフ
ォーカル系(3a、3b)を通過した光は、シリンドリ
カルレンズ3aおよび3bの軸上厚さの総和に応じて面
Q21から像面Q3側に少しずれた面Q22に面Q1の
虚像を形成することになる。このとき、面Q21と面Q
22との間の面Q24の位置に、面Q1の実像が形成さ
れる。その後、再結像光学系である第2のケプラー型ア
フォーカル系(4a、4b)は、面Q22に形成された
虚像をリレーして、像面Q3上に結像させる。
That is, the light which has passed through the Galileo type cylindrical afocal system (3a, 3b) is slightly displaced from the surface Q21 to the image surface Q3 side in accordance with the total axial thickness of the cylindrical lenses 3a and 3b. Then, a virtual image of the surface Q1 is formed. At this time, face Q21 and face Q
A real image of the surface Q1 is formed at a position of the surface Q24 between the surface 22 and 22. After that, the second Kepler-type afocal system (4a, 4b), which is a re-imaging optical system, relays the virtual image formed on the surface Q22 and forms an image on the image surface Q3.

【0019】一方、図1(a)および図3(a)に示す
ように縦方向においては、第1のケプラー型アフォーカ
ル系(2a、2b)によって面Q21に結像するべく集
光された光は、ガリレオ型シリンドリカルアフォーカル
系(3a、3b)を通過して面Q22に面Q1の虚像を
形成する。このとき、面Q22の像面3側の面Q23の
位置に、面Q1の実像が形成される。その後、第2のケ
プラー型アフォーカル系(4a、4b)は、面Q22に
形成された虚像をリレーして、像面Q3上に結像させ
る。なお、第1実施例の投影光学系では、図3(a)に
示す縦方向における面Q22の位置が、図3(b)に示
す横方向における面Q22の位置と一致するように構成
されている。面Q22の位置が縦方向と横方向とで一致
するための条件については、後述する。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 (a) and 3 (a), in the vertical direction, the light is focused by the first Kepler-type afocal system (2a, 2b) so as to form an image on the surface Q21. The light passes through the Galileo-type cylindrical afocal system (3a, 3b) and forms a virtual image of the surface Q1 on the surface Q22. At this time, a real image of the surface Q1 is formed at the position of the surface Q23 on the image surface 3 side of the surface Q22. After that, the second Keplerian afocal system (4a, 4b) relays the virtual image formed on the surface Q22 and forms an image on the image surface Q3. In the projection optical system of the first example, the position of the surface Q22 in the vertical direction shown in FIG. 3A is configured to match the position of the surface Q22 in the horizontal direction shown in FIG. 3B. There is. The conditions for the position of the surface Q22 to match in the vertical and horizontal directions will be described later.

【0020】このように、第1実施例の投影光学系で
は、第1のケプラー型アフォーカル系(2a、2b)に
よる物体面Q1の共役面Q21の虚像が、ガリレオ型シ
リンドリカルアフォーカル系(3a、3b)によって面
Q22に形成される。しかしながら、ガリレオ型シリン
ドリカルアフォーカル系(3a、3b)がパワーを有す
る縦方向とパワーを有しない横方向とで面Q22の位置
が一致するので、ガリレオ型シリンドリカルアフォーカ
ル系(3a、3b)に起因する軸上非点収差は発生しな
い。そして、面Q22に形成された虚像は第2のケプラ
ー型アフォーカル系(4a、4b)によってリレーさ
れ、ガリレオ型シリンドリカルアフォーカル系(3a、
3b)の倍率に応じて縦方向と横方向とで異なった倍率
で像面Q3に結像される。
As described above, in the projection optical system of the first embodiment, the virtual image of the conjugate plane Q21 of the object plane Q1 by the first Kepler-type afocal system (2a, 2b) is changed to the Galileo-type cylindrical afocal system (3a). 3b) is formed on the surface Q22. However, since the position of the surface Q22 is the same in the vertical direction in which the Galileo-type cylindrical afocal system (3a, 3b) has power and in the horizontal direction in which it does not have power, the Galileo-type cylindrical afocal system (3a, 3b) causes On-axis astigmatism is not generated. The virtual image formed on the surface Q22 is relayed by the second Kepler-type afocal system (4a, 4b), and the Galileo-type cylindrical afocal system (3a,
The image is formed on the image plane Q3 at different magnifications in the vertical and horizontal directions according to the magnification of 3b).

【0021】次に、面Q22の位置が縦方向と横方向と
で一致するための条件について、図3(a)および
(b)を参照して説明する。図3(b)に示すように、
横方向において、シリンドリカルアフォーカル系(3
a、3b)は単なる平行平面板として機能する。この場
合、第1のケプラー型アフォーカル系(2a、2b)に
よる物体面Q1の共役面Q21と、シリンドリカルアフ
ォーカル系(3a、3b)による面Q21の虚像面Q2
2との間隔Dは、次の式(1)によって表される。
Next, the conditions for matching the position of the surface Q22 in the vertical and horizontal directions will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). As shown in FIG. 3 (b),
In the lateral direction, the cylindrical afocal system (3
a, 3b) merely function as plane-parallel plates. In this case, the conjugate plane Q21 of the object plane Q1 by the first Kepler-type afocal system (2a, 2b) and the virtual image plane Q2 of the plane Q21 by the cylindrical afocal system (3a, 3b).
The distance D from 2 is represented by the following equation (1).

【0022】 D=(n1−1)t1/n1+(n2−1)t2/n2 (1) ここで、 n1:シリンドリカルレンズ3aの屈折率 n2:シリンドリカルレンズ3bの屈折率 t1:シリンドリカルレンズ3aの軸上厚さ t2:シリンドリカルレンズ3bの軸上厚さD = (n1-1) t1 / n1 + (n2-1) t2 / n2 (1) Where, n1: refractive index of the cylindrical lens 3a n2: refractive index of the cylindrical lens 3b t1: axis of the cylindrical lens 3a Upper thickness t2: On-axis thickness of the cylindrical lens 3b

【0023】式(1)に示すように、面Q21と面Q2
2との間隔Dは、2つのシリンドリカルレンズ3aおよ
び3bの屈折率と軸上厚さとだけで規定され、シリンド
リカルレンズ3aおよび3bの光軸上における位置には
依存しない。一方、面Q21の光軸上における位置は、
シリンドリカルアフォーカル系(3a、3b)には依存
することなく第1のケプラー型アフォーカル系(2a、
2b)のみに依存するので、縦方向と横方向とで一致す
る。したがって、虚像面Q22の位置が縦方向と横方向
とで一致するためには、物体面Q1の共役面Q21と、
縦方向におけるシリンドリカルアフォーカル系(3a、
3b)による面Q21の虚像面Q22との間隔D’が上
述の式(1)で規定される間隔Dと一致するように、2
つのシリンドリカルレンズ3aおよび3bを配置すれば
よいことになる。
As shown in equation (1), the surface Q21 and the surface Q2
The distance D from 2 is defined only by the refractive indices and axial thicknesses of the two cylindrical lenses 3a and 3b, and does not depend on the positions of the cylindrical lenses 3a and 3b on the optical axis. On the other hand, the position of the surface Q21 on the optical axis is
The first Kepler-type afocal system (2a, 3a, 3b) does not depend on the cylindrical afocal system (3a, 3b).
Since it depends only on 2b), it matches in the vertical and horizontal directions. Therefore, in order for the position of the virtual image plane Q22 to match in the vertical and horizontal directions, the conjugate plane Q21 of the object plane Q1 and
Cylindrical afocal system (3a,
3b) so that the distance D ′ between the surface Q21 and the virtual image surface Q22 coincides with the distance D defined by the above equation (1).
It suffices to arrange the three cylindrical lenses 3a and 3b.

【0024】ところで、図3(a)に示す縦方向におい
て、2つのシリンドリカルレンズ3aと3bとの主点間
隔(シリンドリカルレンズ3aの後側(像面側)主平面
から3bの前側(物体面側)主平面までの距離)dは、
次の式(2)で表される。 d=f1+f2 (2) ここで、 f1:シリンドリカルレンズ3aの焦点距離 f2:シリンドリカルレンズ3bの焦点距離
By the way, in the vertical direction shown in FIG. 3A, the principal point spacing between the two cylindrical lenses 3a and 3b (the rear side of the cylindrical lens 3a (the image plane side) and the front side of 3b (the object plane side) ) Distance to the main plane) d is
It is expressed by the following equation (2). d = f1 + f2 (2) Here, f1: focal length of the cylindrical lens 3a f2: focal length of the cylindrical lens 3b

【0025】また、シリンドリカルレンズ3aの前側主
平面から面Q21までの距離をx1とし、シリンドリカ
ルレンズ3aの後側主平面から面Q23までの距離をx
1dとすると、ニュートン(Newton)の公式より次
の式(3)に示す関係が成立する。 1/f1=−(1/x1)+(1/x1d) (3) なお、式(3)において距離x1およびx1dの符号は、
光軸に沿って物体面側から像面側への方向を正とする。
また、以下の説明において、他の距離の符号も光軸に沿
って物体面側から像面側への方向を正とする。
The distance from the front main plane of the cylindrical lens 3a to the surface Q21 is x1, and the distance from the rear main plane of the cylindrical lens 3a to the surface Q23 is x.
If 1d, the relationship shown in the following equation (3) is established from Newton's formula. 1 / f1 =-(1 / x1) + (1 / x1d) (3) Note that the signs of the distances x1 and x1d in the formula (3) are:
The direction from the object plane side to the image plane side along the optical axis is positive.
In addition, in the following description, the signs of other distances also have a positive direction from the object plane side to the image plane side along the optical axis.

【0026】さらに、シリンドリカルレンズ3bの前側
主平面から面Q23までの距離をx2とし、シリンドリ
カルレンズ3bの後側主平面から面Q22までの距離を
x2dとすると、ニュートンの公式より、次の式(4)に
示す関係が成立する。 1/f2=−(1/x2)+(1/x2d) (4) また、距離x1dと距離x2と主点間隔dとの間には、次
の式(5)に示す関係が成立する。 d=x1d−x2 (5)
Further, assuming that the distance from the front main plane of the cylindrical lens 3b to the surface Q23 is x2, and the distance from the rear main plane of the cylindrical lens 3b to the surface Q22 is x2d, the following equation is obtained from Newton's formula: The relationship shown in 4) is established. 1 / f2 =-(1 / x2) + (1 / x2d) (4) Further, the relationship shown in the following expression (5) is established between the distance x1d, the distance x2, and the principal point interval d. d = x1d-x2 (5)

【0027】シリンドリカルレンズ3aの前側主平面と
後側主平面との間隔をp1とし、シリンドリカルレンズ
3bの前側主平面と後側主平面との間隔をp2とする
と、縦方向における面Q21と面Q22の間隔D’と横
方向における面Q21と面Q22の間隔Dとが一致する
ためには、次の式(6)を満足する必要がある。 d+p1+p2=x1−x2d+D (6)
If the distance between the front main plane and the rear main plane of the cylindrical lens 3a is p1 and the distance between the front main plane and the rear main plane of the cylindrical lens 3b is p2, the surfaces Q21 and Q22 in the vertical direction. In order that the distance D ′ between the two and the distance D between the surfaces Q21 and Q22 in the horizontal direction match, the following expression (6) must be satisfied. d + p1 + p2 = x1-x2d + D (6)

【0028】上述の式(2)乃至(6)より、距離x1
は次の式(7)で得られる。
From the above equations (2) to (6), the distance x1
Is obtained by the following equation (7).

【数1】 x1=f1{−D・f1+(f1+f2)2 +f1(p1+p2)}/{(f1−f2)(f1+f2)} (7)## EQU00001 ## x1 = f1 {-D.f1 + (f1 + f2) 2 + f1 (p1 + p2)} / {(f1-f2) (f1 + f2)} (7)

【0029】上述の式(7)を満足するように、シリン
ドリカルアフォーカル系(3a、3b)を配置すること
により、物体面Q1からの光に対する第1のケプラー型
アフォーカル系(2a、2b)とシリンドリカルアフォ
ーカル系(3a、3b)とによる像面Q22の位置が、
ひいては投影光学系全体の像面Q3の位置が縦方向と横
方向とで一致する。すなわち、1組のガリレオ系シリン
ドリカルアフォーカル系(3a、3b)と2組のケプラ
ー型アフォーカル系(2a、2b:4a、4b)とから
なる投影光学系によって、物体面Q1の像を縦横独立の
倍率で拡大あるいは縮小して像面Q3上に投影するとと
もに、縦方向においても横方向においても物体面Q1と
像面Q3とを共役に保ち、軸上非点収差の発生を防止す
ることができる。
By arranging the cylindrical afocal system (3a, 3b) so as to satisfy the above formula (7), the first Kepler-type afocal system (2a, 2b) for the light from the object plane Q1 is arranged. And the position of the image plane Q22 by the cylindrical afocal system (3a, 3b) are
As a result, the position of the image plane Q3 of the entire projection optical system matches in the vertical and horizontal directions. That is, the image of the object plane Q1 is vertically and horizontally independent by the projection optical system including one set of Galileo type cylindrical afocal system (3a, 3b) and two sets of Keplerian type afocal system (2a, 2b: 4a, 4b). It is possible to prevent the occurrence of axial astigmatism by enlarging or reducing the image plane Q3 at a magnification of 1, and projecting onto the image plane Q3, and keeping the object plane Q1 and the image plane Q3 conjugate in both the vertical and horizontal directions. it can.

【0030】次に、第1実施例の具体的な数値例におい
て、軸上非点収差が発生しないための条件を満足するシ
リンドリカルアフォーカル系(3a、3b)の位置を求
めてみる。数値例におけるシリンドリカルアフォーカル
系(3a、3b)の諸元を次の表(1)に示す。表
(1)において、r1は物体面側の面の曲率半径を、r
2は像面側の面の曲率半径を、tは軸上厚さを、nは屈
折率をそれぞれ示している。
Next, in the specific numerical example of the first embodiment, the position of the cylindrical afocal system (3a, 3b) satisfying the condition for preventing the axial astigmatism from occurring will be determined. The following table (1) shows the specifications of the cylindrical afocal system (3a, 3b) in the numerical example. In Table (1), r1 is the radius of curvature of the surface on the object surface side, and r1
Reference numeral 2 denotes the radius of curvature of the image-side surface, t denotes the axial thickness, and n denotes the refractive index.

【0031】[0031]

【表1】 r1 r2 t n レンズ3a −60 ∞ 1.6 1.6 レンズ3b ∞ −120 4.8 1.6Table 1 r1 r2 t n Lens 3a-60 ∞ 1.6 1.6 1.6 Lens 3b ∞ -120 4.8 1.6

【0032】表(1)に示す諸元に基づき、焦点距離f
1、焦点距離f2、主点間隔d、間隔p1およびp2
は、次のような値となる。 f1=−100 f2= 200 d = 100 p1= 0.6 p2= 1.8
Based on the specifications shown in Table (1), the focal length f
1, focal length f2, principal point distance d, distances p1 and p2
Has the following value. f1 = -100 f2 = 200 d = 100 p1 = 0.6 p2 = 1.8

【0033】上述したように、図3(b)に示す横方向
において、シリンドリカルアフォーカル系(3a、3
b)はパワーを有しないので、単なる平行平面板として
作用する。したがって、式(1)により、横方向におけ
る面Q21と面Q22との間隔はD=2.4となる。一
方、上述のf1、f2、D、p1およびp2の値を式
(7)に代入すると、距離x1=+33.3333を得
ることができる。
As described above, in the lateral direction shown in FIG. 3B, the cylindrical afocal system (3a, 3) is used.
Since b) has no power, it acts just as a plane-parallel plate. Therefore, according to the equation (1), the distance between the surface Q21 and the surface Q22 in the lateral direction is D = 2.4. On the other hand, by substituting the values of f1, f2, D, p1 and p2 described above into the equation (7), the distance x1 = + 33.3333 can be obtained.

【0034】したがって、シリンドリカルレンズ3aの
前側主平面から像面側に33.3333の位置に物体面
Q1の共役面Q21が位置するように、第1のケプラー
型アフォーカル系(2a、2b)とシリンドリカルアフ
ォーカル系(3a、3b)とを相対的に位置決めするこ
とにより、光軸上の同じ位置(面Q22の位置)に物体
面Q1の像(本実施例では虚像)が形成される。この面
Q22に形成された像を第2のケプラー型アフォーカル
系(4a、4b)によって像面Q3に投影することによ
り、最終的に物体面Q1の像が縦方向と横方向とで互い
に異なる倍率で形成される。さらに、縦方向においても
横方向においても物体面Q1と像面Q3との共役が保た
れるので、軸上非点収差は発生しない。
Therefore, the first Kepler-type afocal system (2a, 2b) is arranged so that the conjugate plane Q21 of the object plane Q1 is located at a position 33.3333 on the image plane side from the front principal plane of the cylindrical lens 3a. By relatively positioning the cylindrical afocal system (3a, 3b), an image of the object plane Q1 (virtual image in this embodiment) is formed at the same position on the optical axis (position of the surface Q22). By projecting the image formed on the surface Q22 onto the image surface Q3 by the second Kepler-type afocal system (4a, 4b), the images of the object plane Q1 finally differ from each other in the vertical direction and the horizontal direction. Formed at magnification. Furthermore, since the conjugate of the object plane Q1 and the image plane Q3 is maintained in both the vertical direction and the horizontal direction, axial astigmatism does not occur.

【0035】上述の式(1)〜(7)はガリレオ型のシ
リンドリカルアフォーカル系のみに適用されるばかりで
なく、ケプラー型のシリンドリカルアフォーカル系の場
合でもそのまま適用可能である。図4は、ケプラー型の
シリンドリカルアフォーカル系を含んだ本発明の第2実
施例にかかる投影光学系の構成を概略的に示す図であ
る。なお、図4(a)および(b)は、光軸を含んで直
交した2つの面方向、すなわち縦方向および横方向にそ
れぞれ沿った同一の光学系を示している。また、図5は
図4(a)に対応する図であって、図4の投影光学系中
のケプラー型シリンドリカルアフォーカル系の光路を示
す拡大図である。
The above formulas (1) to (7) are applicable not only to the Galileo type cylindrical afocal system, but also to the Kepler type cylindrical afocal system. FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of a projection optical system according to the second embodiment of the present invention including a Kepler-type cylindrical afocal system. 4A and 4B show the same optical system along two plane directions orthogonal to each other including the optical axis, that is, the vertical direction and the horizontal direction. 5 is a view corresponding to FIG. 4A and is an enlarged view showing the optical path of the Kepler-type cylindrical afocal system in the projection optical system of FIG.

【0036】図4(a)に示すように、縦方向に沿って
光学系を見ると、母線がともに横方向に沿った2つのシ
リンドリカルレンズ11aおよび11bが対をなして、
1組のケプラー型のシリンドリカルアフォーカル系を構
成している。なお、各シリンドリカルレンズ11aおよ
び11bは、縦方向においてともに正屈折力を有する。
また、シリンドリカルアフォーカル系(11a、11
b)の像面Q5側には、2つの球面レンズ12aおよび
12bが対をなして、ケプラー型のアフォーカル系を構
成している。
As shown in FIG. 4 (a), when the optical system is viewed along the vertical direction, two cylindrical lenses 11a and 11b whose busbars are both along the horizontal direction form a pair,
It constitutes a pair of Kepler-type cylindrical afocal systems. Each of the cylindrical lenses 11a and 11b has a positive refracting power in the vertical direction.
In addition, a cylindrical afocal system (11a, 11
Two spherical lenses 12a and 12b form a pair on the image plane Q5 side in b) to form a Kepler-type afocal system.

【0037】したがって、縦方向においては、物体面Q
4から射出された平行光束は、ケプラー型シリンドリカ
ルアフォーカル系(11a、11b)により拡大または
縮小され、ケプラー型アフォーカル系(12a、12
b)を通過して拡大または縮小された後、像面Q5に到
達する。すなわち、縦方向においては、物体面Q4から
射出された平行光束の拡大または縮小は、ケプラー型シ
リンドリカルアフォーカル系(11a、11b)および
ケプラー型アフォーカル系(12a、12b)に依存す
る。
Therefore, in the vertical direction, the object plane Q
The parallel light flux emitted from the reference numeral 4 is expanded or reduced by the Kepler-type cylindrical afocal system (11a, 11b), and the Kepler-type afocal system (12a, 12b).
After passing through b) and being enlarged or reduced, it reaches the image plane Q5. That is, in the vertical direction, the expansion or contraction of the parallel light flux emitted from the object plane Q4 depends on the Keplerian cylindrical afocal system (11a, 11b) and the Keplerian afocal system (12a, 12b).

【0038】一方、図4(b)に示すように、横方向に
おいては、ケプラー型シリンドリカルアフォーカル系
(11a、11b)はパワーを有しない。このため、ケ
プラー型シリンドリカルアフォーカル系(11a、11
b)によって光束の拡大または縮小は行われない。すな
わち、横方向においては、物体面Q4から射出された平
行光束の拡大または縮小は、ケプラー型アフォーカル系
(12a、12b)にのみ依存する。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the Kepler-type cylindrical afocal system (11a, 11b) has no power in the lateral direction. Therefore, the Kepler-type cylindrical afocal system (11a, 11
No expansion or reduction of the luminous flux is carried out according to b). That is, in the lateral direction, the expansion or contraction of the parallel light flux emitted from the object plane Q4 depends only on the Keplerian afocal system (12a, 12b).

【0039】次に、上述の式(1)〜(7)に基づい
て、第2実施例の具体的な数値例において、軸上非点収
差が発生しないための条件を満足するシリンドリカルア
フォーカル系(11a、11b)の位置を求めてみる。
数値例におけるシリンドリカルアフォーカル系(11
a、11b)の諸元を次の表(2)に示す。表(2)に
おいて、r1は物体面側の面の曲率半径を、r2は像面
側の面の曲率半径を、tは軸上厚さを、nは屈折率をそ
れぞれ示している。
Next, based on the above equations (1) to (7), in the specific numerical example of the second embodiment, a cylindrical afocal system satisfying the condition for preventing axial astigmatism from occurring. Find the position of (11a, 11b).
Cylindrical afocal system (11
The specifications of a, 11b) are shown in the following table (2). In Table (2), r1 represents the radius of curvature of the object-side surface, r2 represents the radius of curvature of the image-side surface, t represents the axial thickness, and n represents the refractive index.

【0040】[0040]

【表2】 r1 r2 t n レンズ11a 60 ∞ 1.6 1.6 レンズ11b ∞ −120 4.8 1.6Table 2 r1 r2 t n Lens 11a 60 ∞ 1.6 1.6 1.6 Lens 11b ∞ −120 4.8 1.6

【0041】表(2)に示す諸元に基づき、焦点距離f
1、焦点距離f2、主点間隔d、間隔p1およびp2
は、次のような値となる。 f1= 100 f2= 200 d = 300 p1= 0.6 p2= 1.8
Based on the specifications shown in Table (2), the focal length f
1, focal length f2, principal point distance d, distances p1 and p2
Has the following value. f1 = 100 f2 = 200 d = 300 p1 = 0.6 p2 = 1.8

【0042】上述したように、図4(b)に示す横方向
において、シリンドリカルアフォーカル系(11a、1
1b)はパワーを有しないので、単なる平行平面板とし
て作用する。したがって、式(1)により、D=2.4
となる。一方、上述のf1、f2、D、p1およびp2
の値を式(7)に代入すると、距離x1=−300.0
を得ることができる。
As described above, in the lateral direction shown in FIG. 4 (b), the cylindrical afocal system (11a, 1a) is used.
Since 1b) has no power, it acts just as a plane-parallel plate. Therefore, according to equation (1), D = 2.4
Becomes On the other hand, the above-mentioned f1, f2, D, p1 and p2
Substituting the value of into equation (7), the distance x1 = -300.0
Can be obtained.

【0043】したがって、シリンドリカルレンズ11a
の前側主平面から物体面側に300.0の面Q4に、物
体面または物体面の共役面が位置するように構成すれば
よいことがわかる。第2実施例の場合には、物体面また
は物体面の共役面が位置すべき面Q4がシリンドリカル
アフォーカル系(11a、11b)よりも図中左側にあ
る。このため、第1実施例における第1のケプラー型ア
フォーカル系(2a、2b)のような物体面の共役面を
形成するためのリレーレンズ系を省略し、物体面をQ4
面に直接配置することが可能である。
Therefore, the cylindrical lens 11a
It can be seen that the object plane or the conjugate plane of the object plane may be located on the surface Q4 of 300.0 from the front main plane of the above to the object plane side. In the case of the second embodiment, the surface Q4 on which the object plane or the conjugate plane of the object plane should be located is on the left side of the figure with respect to the cylindrical afocal system (11a, 11b). Therefore, the relay lens system for forming the conjugate plane of the object plane, such as the first Kepler-type afocal system (2a, 2b) in the first embodiment, is omitted, and the object plane is Q4.
It can be placed directly on the surface.

【0044】こうして、シリンドリカルアフォーカル系
(11a、11b)によって物体面Q4の共役面Q4’
が物体面Q4から+2.4の位置に形成される。そし
て、共役面Q4’に形成された像が、ケプラー型アフォ
ーカル系(12a、12b)によってリレーされ縦方向
においても横方向においても同じ位置すなわち像面Q5
に投影される。すなわち、1組のケプラー型シリンドリ
カルアフォーカル系(11a、11b)と1組のケプラ
ー型アフォーカル系(12a、12b)とからなる投影
光学系によって、物体面Q4の像を縦横独立の倍率で拡
大あるいは縮小して像面Q5上に投影するとともに、縦
方向においても横方向においても物体面Q4と像面Q5
とを共役に保ち、軸上非点収差の発生を防止することが
できる。
Thus, by the cylindrical afocal system (11a, 11b), the conjugate plane Q4 'of the object plane Q4 is obtained.
Is formed at a position of +2.4 from the object plane Q4. Then, the image formed on the conjugate plane Q4 'is relayed by the Kepler-type afocal system (12a, 12b), and the same position in the vertical direction and the horizontal direction, that is, the image plane Q5.
Projected on. That is, the image of the object plane Q4 is magnified vertically and horizontally by a projection optical system including a pair of Keplerian cylindrical afocal systems (11a, 11b) and a pair of Keplerian afocal systems (12a, 12b). Alternatively, the image is reduced and projected onto the image plane Q5, and the object plane Q4 and the image plane Q5 are projected both vertically and horizontally.
It is possible to prevent the occurrence of axial astigmatism by keeping and conjugate.

【0045】図6は、ガリレオ型のシリンドリカルアフ
ォーカルズーム系を含んだ本発明の第3実施例にかかる
投影光学系の構成を概略的に示す図である。なお、図6
(a)および(b)は、光軸を含んで直交した2つの面
方向、すなわち縦方向および横方向にそれぞれ沿った同
一の光学系を示している。また、図7は図6(a)に対
応する図であって、図6の投影光学系中のガリレオ型シ
リンドリカルアフォーカルズーム系の光路を示す拡大図
である。
FIG. 6 is a schematic view showing the arrangement of a projection optical system according to the third embodiment of the present invention which includes a Galileo type cylindrical afocal zoom system. Note that FIG.
(A) and (b) show the same optical system along two plane directions orthogonal to each other including the optical axis, that is, the vertical direction and the horizontal direction. FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 6A and is an enlarged view showing the optical path of the Galileo-type cylindrical afocal zoom system in the projection optical system of FIG.

【0046】図6(a)に示すように、縦方向に沿って
光学系を見ると、母線がともに横方向に沿った3つのシ
リンドリカルレンズ23、24および25が、3群構成
のガリレオ型シリンドリカルアフォーカルズーム系を構
成している。なお、各シリンドリカルレンズ23、24
および25は、縦方向においてそれぞれ正の屈折力、負
の屈折力および正の屈折力を有する。また、シリンドリ
カルアフォーカルズーム系(23〜25)の物体面Q6
側には、2つの球面レンズ21および22が対をなし
て、ケプラー型のアフォーカル系を構成している。
As shown in FIG. 6 (a), when the optical system is viewed in the vertical direction, three cylindrical lenses 23, 24, and 25 having their generatrixes in the horizontal direction are the three groups of Galileo type cylindrical lenses. It constitutes an afocal zoom system. In addition, each cylindrical lens 23, 24
And 25 have a positive refractive power, a negative refractive power, and a positive refractive power in the longitudinal direction, respectively. Also, the object plane Q6 of the cylindrical afocal zoom system (23 to 25)
On the side, two spherical lenses 21 and 22 are paired to form a Kepler-type afocal system.

【0047】したがって、縦方向においては、物体面Q
6から射出された平行光束は、ケプラー型アフォーカル
系(21、22)を通過して拡大または縮小される。そ
して、シリンドリカルアフォーカルズーム系(23〜2
5)により拡大または縮小された後、像面Q7’に到達
する。すなわち、縦方向においては、物体面Q6から射
出された平行光束の拡大または縮小は、ケプラー型アフ
ォーカル系(21、22)およびシリンドリカルアフォ
ーカルズーム系(23〜25)に依存する。
Therefore, in the vertical direction, the object plane Q
The parallel light flux emitted from 6 passes through the Kepler-type afocal system (21, 22) and is expanded or reduced. Then, the cylindrical afocal zoom system (23-2
After being enlarged or reduced by 5), the image plane Q7 'is reached. That is, in the vertical direction, the expansion or contraction of the parallel light flux emitted from the object plane Q6 depends on the Keplerian afocal system (21, 22) and the cylindrical afocal zoom system (23 to 25).

【0048】一方、横方向においては、シリンドリカル
アフォーカルズーム系(23〜25)はパワーを有しな
い。このため、シリンドリカルアフォーカルズーム系
(23〜25)によって光束の拡大または縮小は行われ
ない。すなわち、横方向においては、物体面Q6から射
出された平行光束の拡大または縮小は、ケプラー型アフ
ォーカル系(21、22)にのみ依存する。
On the other hand, in the lateral direction, the cylindrical afocal zoom system (23 to 25) has no power. Therefore, the luminous flux is not expanded or contracted by the cylindrical afocal zoom system (23 to 25). That is, in the lateral direction, the expansion or contraction of the parallel light flux emitted from the object plane Q6 depends only on the Keplerian afocal system (21, 22).

【0049】図7に示すような三群構成のシリンドリカ
ルアフォーカルズーム系(23〜25)の場合には、軸
上非点収差が発生しないための条件を求めるための数式
は前述の二群構成のシリンドリカルアフォーカル系より
も複雑になる。しかしながら、軸上非点収差が発生しな
いための条件を計算によって求めることは理論上可能で
あることはいうまでもない。
In the case of the three-group cylindrical afocal zoom system (23 to 25) as shown in FIG. 7, the mathematical expression for obtaining the condition for preventing the axial astigmatism from occurring is the above-mentioned two-group structure. It is more complicated than the cylindrical afocal system. However, it goes without saying that it is theoretically possible to obtain the conditions for preventing the axial astigmatism from occurring by calculation.

【0050】ところで、シリンドリカルアフォーカルズ
ーム系(23〜25)について実際に軸上非点収差が発
生しないための条件を求める場合には、物点距離を変化
させながら近軸計算により像点位置を計算し、縦方向に
おける物点から像点までの距離が横方向における物点か
ら像点までの距離Dと一致するレンズ配置を試行錯誤
(Trial and Error)で見つけ出すという方法もある。
By the way, in the case of obtaining the condition for actually causing no axial astigmatism in the cylindrical afocal zoom system (23 to 25), the image point position is calculated by paraxial calculation while changing the object point distance. There is also a method of calculating and finding by trial and error a lens arrangement in which the distance from the object point to the image point in the vertical direction matches the distance D from the object point to the image point in the horizontal direction.

【0051】図7では、物体面Q6の共役面Q7の像が
面Q7’に形成されるように構成されている。そして、
面Q7と面Q7’との間隔は、図6(b)に示す横方向
における物点から像点までの距離Dと一致している。こ
うして、図6(a)、(b)および図7に示すように、
ケプラー型アフォーカル系(21、22)によって物体
面Q6を面Q7に結像させ、面Q7に形成された像から
の光をシリンドリカルアフォーカルズーム系(23〜2
5)によりリレーして、縦方向においても横方向におい
ても像面Q7’に結像させることができる。換言すれ
ば、縦方向においても横方向においても物体面Q6と像
面Q7’とを共役に保ち、軸上非点収差の発生を防止す
ることができる。
In FIG. 7, an image of the conjugate plane Q7 of the object plane Q6 is formed on the plane Q7 '. And
The distance between the surfaces Q7 and Q7 'matches the distance D from the object point to the image point in the lateral direction shown in FIG. 6 (b). Thus, as shown in FIGS. 6 (a), (b) and FIG.
The Kepler-type afocal system (21, 22) forms an image of the object surface Q6 on the surface Q7, and the light from the image formed on the surface Q7 is converted into a cylindrical afocal zoom system (23 to 2).
It is possible to form an image on the image plane Q7 'both vertically and horizontally by relaying by 5). In other words, the object plane Q6 and the image plane Q7 'can be kept conjugate in both the vertical direction and the horizontal direction, and the axial astigmatism can be prevented from occurring.

【0052】ズーム系の場合、軸上非点収差が発生しな
いような物体面(あるいはその共役面)とシリンドリカ
ルレンズ23との間隔がズーミング(変倍)に伴って変
化する。この場合、ズーミングに伴ってシリンドリカル
アフォーカルズーム系(23〜25)を光軸に沿って一
体的に移動させることにより、ズーミングに伴う虚像面
Q7の変動を補正して、軸上非点収差の発生を防止する
ことができる。
In the case of a zoom system, the distance between the object surface (or its conjugate surface) and the cylindrical lens 23 that does not cause axial astigmatism changes with zooming (magnification). In this case, by moving the cylindrical afocal zoom system (23 to 25) integrally along the optical axis with zooming, the fluctuation of the virtual image plane Q7 due to zooming is corrected, and the axial astigmatism is reduced. Occurrence can be prevented.

【0053】図2は、本発明の投影光学系を備えた本発
明の第4実施例にかかる露光装置の構成を概略的に示す
図である。図示の露光装置は、投影光学系の物体面Q1
に平行光束を供給する光源1を備えている。光源1(エ
キシマレーザ等)から発せられた平行光束は、第1のケ
プラー型アフォーカル系(2a、2b)、シリンドリカ
ルアフォーカル系(3a、3b)、および第2のケプラ
ー型アフォーカル系(4a、4b)からなる投影光学系
(ビーム整形光学系)を介して、所定の断面形を有する
平行光束に整形される。整形された平行光束は、ミラー
Mによって図中下方に反射された後、投影光学系の像面
Q3に位置決めされた多光源形成手段であるフライアイ
レンズ6の入射面に導かれる。
FIG. 2 is a schematic view showing the arrangement of an exposure apparatus according to the fourth embodiment of the present invention which comprises the projection optical system of the present invention. The illustrated exposure apparatus has an object plane Q1 of the projection optical system.
A light source 1 for supplying a parallel light flux is provided. The parallel light flux emitted from the light source 1 (excimer laser or the like) includes a first Keplerian afocal system (2a, 2b), a cylindrical afocal system (3a, 3b), and a second Keplerian afocal system (4a). 4b), it is shaped into a parallel light beam having a predetermined cross-sectional shape through the projection optical system (beam shaping optical system). The shaped parallel light flux is reflected downward in the figure by the mirror M, and then guided to the incident surface of the fly-eye lens 6 which is a multi-light source forming unit positioned on the image plane Q3 of the projection optical system.

【0054】フライアイレンズ6に入射した光は、フラ
イアイレンズ6を構成する複数のレンズエレメントによ
り二次元的に分割され、その射出面近傍に複数の二次光
源を形成する。複数の二次光源からの光は、コンデンサ
ーレンズ7により集光され、パターンが形成されたマス
ク(投影原版)8を重畳的に照明する。こうして、マス
ク8上において、極めて均一な照度分布が形成される。
マスク8を透過した光は、投影レンズ9を介してその像
面に位置決めされた基板であるウエハ面10に達する。
こうして、マスク8に形成されたパターンは、投影レン
ズ9によりウエハ面10に転写される。
The light incident on the fly-eye lens 6 is two-dimensionally divided by a plurality of lens elements forming the fly-eye lens 6, and a plurality of secondary light sources are formed near the exit surface thereof. Light from a plurality of secondary light sources is condensed by a condenser lens 7 and illuminates a mask (projection original plate) 8 on which a pattern is formed in a superimposed manner. In this way, an extremely uniform illuminance distribution is formed on the mask 8.
The light transmitted through the mask 8 reaches the wafer surface 10 which is the substrate positioned on the image plane of the light through the projection lens 9.
In this way, the pattern formed on the mask 8 is transferred onto the wafer surface 10 by the projection lens 9.

【0055】ここで、光源1がたとえばエキシマレーザ
ーのように矩形状の光束を発する光源である場合、ほぼ
正方形の断面形状を有するフライアイレンズ6に光を導
く際に、光源1からの矩形状の光束を投影光学系によっ
てほぼ正方形に整形する必要がある。また、光源1自体
の角度ずれに対する許容度を大きくするために、光源1
の射出面Q1(すなわち投影光学系の物体面)とフライ
アイレンズ6の入射面Q3(すなわち投影光学系の像
面)とが光学的にほぼ共役になるように構成する必要が
ある。
Here, when the light source 1 is a light source that emits a rectangular luminous flux such as an excimer laser, when the light is guided to the fly-eye lens 6 having a substantially square cross-sectional shape, the rectangular shape from the light source 1 is used. It is necessary to shape the beam of light into a substantially square shape by the projection optical system. Further, in order to increase the tolerance for the angular deviation of the light source 1 itself, the light source 1
The exit surface Q1 (i.e., the object surface of the projection optical system) and the entrance surface Q3 of the fly-eye lens 6 (i.e., the image surface of the projection optical system) must be optically conjugate.

【0056】第1実施例の説明ですでに述べたように、
第1のケプラー型アフォーカル系(2a、2b)、シリ
ンドリカルアフォーカル系(3a、3b)、および第2
のケプラー型アフォーカル系(4a、4b)からなる投
影光学系を用いると、光束の形状を矩形からほぼ正方形
に整形するとともに、光源1の射出面Q1とフライアイ
レンズ6の入射面Q3とを縦方向においても横方向にお
いても共役に保つことができる。したがって、第4実施
例にかかる露光装置では、光量損失が少なく、光源の角
度ずれに対する許容度が大きい。
As already mentioned in the description of the first embodiment,
First Kepler-type afocal system (2a, 2b), cylindrical afocal system (3a, 3b), and second
When the projection optical system including the Kepler-type afocal system (4a, 4b) is used, the shape of the light flux is shaped from a rectangular shape to a substantially square shape, and the exit surface Q1 of the light source 1 and the entrance surface Q3 of the fly-eye lens 6 are formed. It can be kept conjugate in both the vertical and horizontal directions. Therefore, in the exposure apparatus according to the fourth embodiment, the light quantity loss is small and the tolerance for the angular deviation of the light source is large.

【0057】なお、フライアイレンズ6の断面形状が正
方形でなく縦横比の異なった形状の場合でも、シリンド
リカルアフォーカル系(3a、3b)の倍率を変えるこ
とによって、フライアイレンズ6の断面形状に応じた整
形が可能である。また、上述の第4実施例では、第1実
施例にかかる投影光学系を露光装置に適用した例を示し
ているが、本発明の他の態様に基づく投影光学系を露光
装置に適用可能であることは明らかである。
Even if the cross-sectional shape of the fly-eye lens 6 is not square but has a different aspect ratio, the cross-sectional shape of the fly-eye lens 6 can be changed by changing the magnification of the cylindrical afocal system (3a, 3b). It can be shaped accordingly. Further, in the above-mentioned fourth embodiment, an example in which the projection optical system according to the first embodiment is applied to the exposure apparatus is shown, but the projection optical system according to another aspect of the present invention can be applied to the exposure apparatus. It is clear that there is.

【0058】さらに、上述の各実施例では、シリンドリ
カル光学系がアフォーカル光学系で構成された例を示し
ている。しかしながら、本発明の作用を奏するためにシ
リンドリカル光学系が必ずしもアフォーカル光学系であ
る必要はない。また、上述の各実施例では、シリンドリ
カル光学系の物体側および像面側のうち少なくとも一方
の側に配置された再結像光学系(リレー光学系)がアフ
ォーカル光学系で構成された例を示している。しかしな
がら、本発明の作用を奏するために再結像光学系が必ず
しもアフォーカル光学系である必要はない。
Furthermore, in each of the above-mentioned embodiments, the cylindrical optical system is an afocal optical system. However, the cylindrical optical system does not necessarily have to be an afocal optical system in order to achieve the effects of the present invention. In each of the above-described embodiments, the re-imaging optical system (relay optical system) arranged on at least one of the object side and the image plane side of the cylindrical optical system is an afocal optical system. Shows. However, the re-imaging optical system does not necessarily have to be an afocal optical system in order to achieve the effects of the present invention.

【0059】さらに、上述の各実施例では、投影光学系
が全体としてアフォーカル光学系で構成された例を示し
ている。しかしながら、本発明の作用を奏するために投
影光学系が必ずしもアフォーカル光学系である必要はな
い。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the projection optical system is shown as an overall afocal optical system. However, the projection optical system does not necessarily have to be an afocal optical system in order to achieve the effects of the present invention.

【0060】[0060]

【効果】以上説明したように、本発明の投影光学系で
は、シリンドリカル光学系を1組しか用いることなく、
物体面の像を縦横独立に拡大または縮小して像面上に投
影することができる。すなわち、従来の技術のように母
線が互いに直交する二組のシリンドリカルアフォーカル
系を備える必要がないため、コストを低減することがで
きる。また、シリンドリカルレンズの母線がすべて同一
方向であるため、母線方向をそろえる調整が容易であ
る。また、本発明の投影光学系を備えた本発明の露光装
置では、光源からの光束をフライアイレンズの断面形状
に応じて整形することができ、しかもフライアイレンズ
の入射面において軸上非点収差が発生しない。したがっ
て、光量損失の少ない、光源の角度ずれに対する許容度
の大きな露光装置を実現することができる。
As described above, in the projection optical system of the present invention, only one set of cylindrical optical system is used,
The image of the object plane can be projected on the image plane by enlarging or reducing the image vertically and horizontally independently. That is, unlike the conventional technique, it is not necessary to provide two sets of cylindrical afocal systems whose busbars are orthogonal to each other, so that the cost can be reduced. Further, since all the generatrix lines of the cylindrical lens are in the same direction, it is easy to adjust the generatrix directions. Further, in the exposure apparatus of the present invention provided with the projection optical system of the present invention, the light flux from the light source can be shaped according to the cross-sectional shape of the fly-eye lens, and the axial astigmatism at the incident surface of the fly-eye lens No aberration occurs. Therefore, it is possible to realize an exposure apparatus that has a small loss of light amount and a large tolerance for an angular deviation of a light source.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ガリレオ型のシリンドリカルアフォーカル系を
含んだ本発明の第1実施例にかかる投影光学系の構成を
概略的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a projection optical system including a Galileo type cylindrical afocal system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の投影光学系を備えた本発明の第4実施
例にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。
FIG. 2 is a view schematically showing the arrangement of an exposure apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, which is equipped with the projection optical system of the present invention.

【図3】図3は図1に対応する図であって、図1の投影
光学系中のシリンドリカルアフォーカル系の光路を示す
拡大図である。
3 is a view corresponding to FIG. 1 and is an enlarged view showing an optical path of a cylindrical afocal system in the projection optical system of FIG.

【図4】ケプラー型のシリンドリカルアフォーカル系を
含んだ本発明の第2実施例にかかる投影光学系の構成を
概略的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a projection optical system according to a second embodiment of the present invention including a Kepler-type cylindrical afocal system.

【図5】図4(a)に対応する図であって、図4の投影
光学系中のケプラー型シリンドリカルアフォーカル系の
光路を示す拡大図である。
5 is a view corresponding to FIG. 4A and is an enlarged view showing an optical path of a Kepler-type cylindrical afocal system in the projection optical system of FIG. 4;

【図6】ガリレオ型のシリンドリカルアフォーカルズー
ム系を含んだ本発明の第3実施例にかかる投影光学系の
構成を概略的に示す図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the configuration of a projection optical system including a Galileo-type cylindrical afocal zoom system according to a third example of the present invention.

【図7】図6(a)に対応する図であって、図6の投影
光学系中のガリレオ型シリンドリカルアフォーカルズー
ム系の光路を示す拡大図である。
FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 6A and is an enlarged view showing an optical path of a Galileo-type cylindrical afocal zoom system in the projection optical system of FIG. 6;

【図8】従来の投影光学系の構成を概略的に示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional projection optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2a、2b ケプラー型アフォーカル系 3a、3b ガリレオ型シリンドリカルアフォーカル系 4a、4b ケプラー型アフォーカル系 6 フライアイレンズ 7 コンデンサーレンズ 8 マスク 9 投影レンズ 10 ウエハ Q1 物体面 Q3 像面 M ミラー 1 Light source 2a, 2b Kepler-type afocal system 3a, 3b Galileo-type cylindrical afocal system 4a, 4b Kepler-type afocal system 6 Fly-eye lens 7 Condenser lens 8 Mask 9 Projection lens 10 Wafer Q1 Object surface Q3 Image plane M Mirror

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1面からの光束を集光して所定の第2
面上に前記第1面の像を形成するとともに、前記第2面
内での互いに直交した2方向のうちの少なくとも一方の
方向の像を他方の方向の像に対して相対的に拡大または
縮小する投影光学系において、 前記投影光学系は、前記互いに直交した2方向のうちの
一方の方向のみに屈折力を有するシリンドリカル光学系
を有し、 前記シリンドリカル光学系は、前記互いに直交した2方
向のうちの一方の方向のみに屈折力を有する第1光学手
段と、該第1光学手段の屈折力を有する方向のみに屈折
力を有する第2光学手段とを有し、 前記シリンドリカル光学系によって前記第2面内での互
いに直交した2方向における結像位置を一致させること
を特徴とする投影光学系。
1. A light beam from the first surface is condensed to form a predetermined second light beam.
Forming an image of the first surface on a surface, and enlarging or reducing an image in at least one of the two directions in the second surface which are orthogonal to each other relative to the image in the other direction. In the projection optical system, the projection optical system has a cylindrical optical system having a refractive power only in one of the two directions orthogonal to each other, and the cylindrical optical system is arranged in two directions orthogonal to each other. A first optical unit having a refractive power only in one of the directions, and a second optical unit having a refractive power only in the direction having the refractive power of the first optical unit; A projection optical system characterized in that image forming positions in two directions orthogonal to each other in two planes are made to coincide with each other.
【請求項2】 前記投影光学系は、前記第1面と前記シ
リンドリカル光学系との間の光路中に配置され、前記第
1面からの光束を集光して中間像を形成する再結像光学
系を有し、前記シリンドリカル光学系によって前記中間
像を第2面上に再結像することを特徴とする請求項1に
記載の投影光学系。
2. The re-imaging system, wherein the projection optical system is arranged in an optical path between the first surface and the cylindrical optical system, and collects a light beam from the first surface to form an intermediate image. The projection optical system according to claim 1, further comprising an optical system, wherein the intermediate image is re-imaged on the second surface by the cylindrical optical system.
【請求項3】 前記投影光学系は、前記シリンドリカル
光学系と前記第2面との間の光路中に配置され、前記シ
リンドリカル光学系によって形成される前記第1面の像
を前記第2面上に再結像する再結像光学系を有すること
を特徴とする請求項1に記載の投影光学系。
3. The projection optical system is disposed in an optical path between the cylindrical optical system and the second surface, and an image of the first surface formed by the cylindrical optical system on the second surface. The projection optical system according to claim 1, further comprising a re-imaging optical system for re-imaging to.
【請求項4】 前記投影光学系は、前記第1面と前記シ
リンドリカル光学系との間の光路中に配置され、前記第
1面からの光を集光して中間像を形成する第1再結像光
学系と、前記シリンドリカル光学系と前記第2面との間
の光路中に配置され、前記シリンドリカル光学系によっ
て再結像される前記中間像の像を前記第2面上にさらに
再結像する第2再結像光学系とを有することを特徴とす
る請求項1に記載の投影光学系。
4. The first optical system, wherein the projection optical system is arranged in an optical path between the first surface and the cylindrical optical system, and collects light from the first surface to form an intermediate image. An image of the intermediate image, which is arranged in the optical path between the imaging optical system and the cylindrical optical system and the second surface and is re-imaged by the cylindrical optical system, is further re-formed on the second surface. The projection optical system according to claim 1, further comprising a second re-imaging optical system that forms an image.
【請求項5】 前記シリンドリカル光学系は、該光学系
に入射する平行光束を所定の光束径を有する平行光束に
変換するアフォーカル光学系で構成され、 前記第1光学手段および第2光学手段は、ともにシリン
ドリカルレンズで構成されていることを特徴とする請求
項1乃至4のいずれか1項に記載の投影光学系。
5. The cylindrical optical system is composed of an afocal optical system for converting a parallel light beam incident on the optical system into a parallel light beam having a predetermined light beam diameter, and the first optical means and the second optical means are provided. The projection optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein the projection optical system is formed of a cylindrical lens.
【請求項6】 前記投影光学系は、前記第1面からの平
行光束を所定の光束径を有する平行光束に変換して前記
第2面へ導くアフォーカル光学系で構成されていること
を特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の投
影光学系。
6. The projection optical system is composed of an afocal optical system that converts a parallel light flux from the first surface into a parallel light flux having a predetermined light flux diameter and guides it to the second surface. The projection optical system according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の
投影光学系と、 前記投影光学系の第1面に対して所定の光束径を有する
光束を供給する光源手段と、 前記投影光学系によって前記第2面上で所定の光束径に
整形された整形光束に基づいて複数の光源像を形成する
多光源形成手段と、 前記複数の光源像からの光束をそれぞれ集光して投影原
版を重畳的に照明するコンデンサー光学系と、 前記投影原版上に形成されたパターンの像を基板上に投
影露光する投影露光用光学系とを備えていることを特徴
とする露光装置。
7. The projection optical system according to claim 1, a light source means for supplying a light beam having a predetermined light beam diameter to the first surface of the projection optical system, and the projection. Multi-light source forming means for forming a plurality of light source images based on a shaped light flux shaped into a predetermined light flux diameter on the second surface by an optical system, and light fluxes from the plurality of light source images are condensed and projected. An exposure apparatus comprising: a condenser optical system that illuminates an original in a superimposed manner; and a projection exposure optical system that projects and exposes an image of a pattern formed on the projection original onto a substrate.
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