【発明の詳細な説明】
折返し通過ワイン−ダイソン光学系を備える走査リソグラフィシステム
発明の背景
発明の分野
この発明は小フィールドフォトリソグラフィに関し、リソグラフィシステム用
の投影光学系に関する。
関連技術の説明
ノートブック型コンピュータなどのためのフラットパネルディスプレイ（ＦＤ
Ｐ）の製造は集積回路（Ｉ.Ｃ.）製造用のものと同じリソグラフィ技術を通常用
いた周知のプロセスである。しかし、ＦＤＰは非常に大きい基板（またはブラン
ク）に形成される。通常のフラットパネルディスプレイの寸法は８インチ×６イ
ンチであり、そのようなディスプレイ四つ以上を一枚のガラスブランク上に形成
する。したがって、フラットパネルディスプレイ用のブランクは集積回路（ＩＣ
）よりもずっと大きくＩＣ製造用の直径１２インチ以下のシリコン基板よりも大
きい。
慣用の単一投影リソグラフィシステムは、ブランク並みの大きさの高精度の像
を投影できる光学系の高コストのために、このような大きいブランクに対しては
適切でない。
ニコン プリシジョン社製およびエムアールエス社製などの慣用のステップ・
リピート式リソグラフィシステムはブランクをそれぞれ個別に露光を受けるブロ
ックに区分する。このステップ・リピート式システムは小フィールド寸法（ブロ
ック寸法）の光学系の使用を可能にするが、ブロック相互間の境界における一様
な露光の達成に十分な精度で目合せするのが困難である。したがって、ステップ
・リピート式システムのスピードは各ステップ動作のあと必要となる目合せのた
めに低下する。また、ブロックごとにパターンが互いに異なる場合はレチクルの
頻繁な交換のために能率がさらに低下する。ＩＣ製造用の通常のステップ・リピ
ート式システムでは、境界問題およびレチクル交換を回避するために、各ブロッ
ク
の大きさを少なくともＩＣ完成品の大きさ並みにしている。
完成品ＦＤＰ並みの大きさのフィールドを備える光学系は高価すぎて実際的で
ない。これと対照的に、小フィールド走査システムはブランクと同じ大きさの大
面積レチクルをブランク上に重複ストライプを露光するように倍率１で走査する
。小フィールド走査システムは通常３０mmの単一ストライプの幅と等しいフィー
ルドのより経済的な光学系を通常用いる。
小フィールド走査システムにはワイン−ダイソン光学系と像反転光学系とを備
えるものもある。それらのシステムの中の従来のワイン−ダイソン光学系はレチ
クルとブランクとの間にあり、入力プリズム、出力プリズム、凹面鏡および選択
自由のレンズを備える。レチクルからの光は入力プリズムで反射されて凹面鏡に
導かれ、出力プリズムに戻ったのちブランクに像を形成する。ワイン−ダイソン
光学系の問題点は反射による像反転である。像反転は物体の右側を左側に、左側
を右側に映し出した反転像を形成する。慣用のリソグラフィシステムではブラン
ク上に投影された反転の利用による走査は不可能であり、したがってワイン−ダ
イソン光学系の像反転を除去するための光学素子を付加しなければならない。
ジェイン（Jain）名義の米国特許第5,285,236号「大面積高スループット高精
細度投影像形成システム」およびバーニングほか（Burning et al）名義の米国
特許第4,171870号「小型像投影装置」をここに参照して全体をこの明細書に組み
入れるが、これら特許は像反転除去のための追加の反射を生ずる面をもつ出力プ
リズム（屋根プリズム）を備えるワイン−ダイソン投影光学系を記載している。
スワンソンほか（Swanson et al）名義の米国特許5,298,939号「レチクルパター
ンを走査によって基板に転写する方法および装置」もここに参照して全体をこの
明細書に組み入れるが、この特許は二つのワイン−ダイソン光学系を用いること
を記載している。すなわち、第１のワイン−ダイソン光学系はレチクルの反転像
を形成し、第２のワイン−ダイソン光学系は反転像をさらに反転して正立で非反
転の出力像を形成する。
上記特許記載の光学系にも欠点がある。例えば、屋根プリズムはプリズム製作
が高精度でなければ多重像を形成することがある。また、屋根プリズムはガラス
光路長を増加させ、そのためにフィールド寸法が通常小さくなる。スワンソンほ
かの特許に記載されている光学系ではワイン−ダイソン光学系のコストが２倍に
なり、レチクルとブランクとの間の所要スペースが２倍になる。
フラットパネルディスプレイ製造におけるもう一つの問題はブランクが通常ソ
ーダ石灰ガラスなどのガラスから成っており、このガラスがＩＣ製造におけるシ
リコンと異なり高温度処理工程において大幅な焼結縮みを生ずることである。全
工程におけるそれらガラスの通常の焼結縮みは長さ幅とも例えば約１０乃至１０
０ppmである。ガラスブランク上にパターンを形成するリソグラフィ技術は加工
中に漸次縮んでいくブランクに種々のマスク（レチクル）を正しく目合せしなけ
ればならない。通常はマスクまたはレチクルの大きさはブランク上にリソグラフ
形成すべき像の公称寸法に合わせてある。一つの手法はレチクル寸法をブランク
寸法予想値と等しくする。この手法は焼結縮み発生後のブランク寸法の予測のた
めに製造プロセスに高精度特性抽出を必要とし望ましくない。
代替手法はブランクの縮みによる目合せ誤差を許容するやり方である。目合せ
誤差は製品の品質を低下させ良品率低下に伴うコスト上昇を招くので望ましくな
いと考えられる。
加工によるガラスブランクの縮みに加えて、レチクル作成時のレチクル温度が
ブランクへの投影の段階でのレチクル温度と異なることが問題になる。ブランク
もレチクルも温度とともに伸縮し、両者の熱膨張係数の差が目合せを複雑にする
。製造プロセスの特性抽出が行われレチクル寸法をそれに対応して定めても、プ
ロセス中の高精度の温度制御がなければ、目合せ誤差が生ずる。
したがって、リソグラフィの目標はブランクやレチクルがプロセス中に寸法変
化を受ける際にそれらレチクル（またはそれ以外の原パターン）とブランクとの
間の目合せを改善することである。
フラットパネルディスプレイプロセス技術において、市販のＭＲＳステッパー
（ステップ・リピート式システム）はフラットパネル加工のための一種の倍率補
正用に「パネルスケール」と称する機能を備える。この装置は、レチクルを光学
系に近づけたり遠ざけたりして倍率とレチクル像ピントとを微小に変化させるこ
とのできるテレセントリック物体面を含む。
ウェーハ加工業界については、ＳＰＩＥ第３３４巻「光学的微小リソグラフィ
−１９８０年代半ばの技術」（１９８２年刊）所載のジェームズ ジェイ．グリ
ードほか（James J．Greed et al）著の論文「１：１投影リソグラフィシステム
に
おける可変倍率」にもう一つの手法が記載されている。パーキン−エルマー社製
の装置は慣用の半導体集積回路装置製造用走査マスク目合せ装置においてレチク
ルおよびウェーハへの温度の影響を補正するためのものである。このような走査
マスク目合せ装置においては、少なくともウェーハ上のＩＣと等しい幅のパター
ンを各走査ストライプで露光する。ウェーハ全体にわたるレチクル像走査により
多数のダイスのためのパターンを露光する。
これはフラットパネルディスプレイ製造に用いられる小フィールド走査とは異
なる。フラットパネルディスプレイ製造においては、ブランク上の個別のディス
プレイの各々を数回の互いに重複するストライプで露光する。すなわち、小フィ
ールド走査は慣用のステッパシステムにはないストライプの境界および目合せの
問題を伴い、ＩＣ用ステッパまたは走査マスク目合せ装置とは異なる光投影シス
テムを要する。
フラットパネルディスプレイ、マルチチップモジュール、ＩＣ、プリント基板
などの製造の際に用いる大型ブランクの小フィールド走査のためのフォトリソグ
ラフィ技術は改良を要する。
発明の概要
この発明によると、小フィールド走査フォトリソグラフィシステムに比較的簡
単で小型の光学系により正立非反転像を投影する折返し通過ワイン−ダイソン光
学系を用いる。
この発明のもう一つの実施例は倍率１の折返し通過ワイン−ダイソン光投影シ
ステムを備える。この光学系は入力反射鏡、レンズ、凹面鏡、折返し光学系およ
び出力反射鏡を備える。入力反射鏡は物体からの光を受け、レンズ系の第１象限
を通じてその光を反射する。凹面鏡はレンズ系と同じ光軸を有しレンズ系第１象
限からの光をレンズ系第２象限経由で折り返し光学系に向けて反射する。この折
返し光学系はレンズ系第２象限からの光をレンズ系第３象限に導き、凹面鏡に戻
す。凹面鏡はレンズ系第３象限からの光をレンズ系第４象限経由で出力反射鏡に
向けて反射する。出力反射鏡はレンズ系第４象限からの光を出力像形成面に向け
て反射する。これらレンズ系および凹面鏡の集束特性はこの折返し通過ワイン−
ダイソン光学系の倍率が１になり折返し光学系の中心面で中間像を形成するよう
に設定する。
通常は、上記入力反射鏡、出力反射鏡および折返し光学系は入力プリズム、出
力プリズムおよび折返しプリズムでそれぞれ構成する。一つの実施例では、中間
像の形成される折返しプリズム空隙内にフィールド絞りを設ける。このフィール
ド絞りは物体面の被選択部分だけの正確な像形成を容易にする。
この折返し通過ワイン−ダイソン光学系は入力プリズムおよび出力プリズムま
たは折返しプリズムと結合した倍率調節光学系を含めることによって変形できる
。一つの実施例では、この倍率調節光学系は折返しプリズム内のフィールド絞り
付きまたはフィールド絞りなしで使うことができ、入力プリズムおよび出力プリ
ズムと結合したひと組の互いに整合した平面−凸面素子および平面−凹面素子を
備える。各素子は通常約５０mm以上の大きい曲率半径を備え、各整合素子間に狭
い空隙を形成して低倍率組合せを形成する。これら素子の曲率半径は光学的拡大
力のほとんどない組合せにするために等しくしてある。これら素子を、一方の素
子組については空隙を狭め、他方の素子組については空隙を広げるように、動か
すことによって、この光学系の倍率と像フィールド寸法とをわずかに変化させる
。
この倍率調節素子は、入力プリズムおよび出力プリズムとほぼ共通の光軸を備
え、同素子光軸沿いの光線が同素子以外の光学素子光軸からずれた線沿いに反射
され結像面中心近傍にあるようにした慣用の球面レンズ系でもよい。また、この
倍率調節素子は大きい素子の各四半円区画で構成して折返し通過ワイン−ダイソ
ン光学系の入力プリズムおよび出力プリズムに結合し、これら四半円区画の光軸
がそれ以外の素子の光学系と一致するようにしてもよい。
もう一つの実施例では倍率調節レンズ素子を折返しプリズム中の空隙内に配置
する。その実施例では、倍率調節光学系は三つのレンズ素子のみ、すなわち折返
しプリズム内側表面に接着した中心対称凸（または凹）面素子および平面−凹面
（または平面−凸面）素子のみを備える。倍率調節は中央の対称素子を調整用に
わずかに動かすことによって達成する。
倍率調節光学系はブランクの縮小（または拡大）に合わせて小フィールドの倍
率を変化させることができる。光学的倍率調節に加えて、走査段階でブランクに
対してレチクルを動かして、ブランク全長にわたってレチクルに対するブランク
の縮小（または拡大）の補正を行うようにするのが有益であることがわかった。
走査方向の長さの互いに異なるレチクルとブランクとをこの相対的移動で補正で
きるのである。レチクルとブランクとの相対的移動は露光ストライプと垂直なイ
ンデックス送り方向の長さの差の補正にも好都合である。
図面の簡単な説明
図１はこの発明の実施例によるフォトリソグラフィシステムにおける照射器、
レチクル、投影光学系およびブランクの斜視図である。
図２Ａ、２Ｂ、２Ｃおよび２Ｄは図１のシステムの代替的実施例の図である。
図３はこの発明の実施例によるもう一つのフォトリソグラフィシステムの斜視
図である。
図４Ａおよび４Ｂは図３の実施例におけるレンズの象限およびそれら象限と形
成像との間の関係を示す。
図５Ａおよび５Ｂはこの発明の実施例による折返し通過ワイン−ダイソン光学
系の実施例の光線追跡図である。
図６はこの発明の実施例においてプリズムが生じさせる口径食の図解のための
光線追跡図である。
図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃはこの発明による折返し通過ワイン−ダイソン光学系
および倍率調節光学系を有する小フィールドフォトリソグラフィ走査システムの
各部の斜視図を示す。
図８Ａおよび図８Ｂはこの発明の実施例による折返し通過ワイン−ダイソン光
学系の実施例の光線追跡図を示す。
図９はこの発明による倍率調節光学系を含む折返しプリズムを示す。
図１０は口径食を減らすための基底面ブロック付きの折返しプリズムを示す。
互いに異なる図面にわたって用いた同一の参照符号は同様のまたは同一の素子
を表す。
好ましい実施例の詳細な説明
反対方向動き走査
図１はこの発明の実施例による反対方向動き走査を用いた小フィールド走査フ
ォトリソグラフィシステム１００における主要光学系構成部分の斜視図である。
システム１００において、通常は半導体ウェーハ、プリント基板または感光フォ
トレジストまたは乳剤塗布ずみのガラス基板であるブランク１６０を、このブラ
ンク１６０に転写すべき不透明パターンを有し専用支持部材に支持されたレチク
ル１２０と平行にこれと相対させて支持体（図示してない）に取り付ける。レー
ザまたは水銀アークランプなどの慣用の照射器１１０によって、ブランク１６０
表面上のフォトレジストを変化（「露光」）させ得る波長の光でレチクル１２０
の一部分を照射する。照射器１１０は可動式に取り付け、レチクル照射部分変動
用の光学系を含めてもよい。照明器１１０はレチクル１２０の照射を所定の寸法
および範囲に限定するフィールド絞り（図示してない）を通常備える。
慣用のワイン−ダイソン光学系１７０はレチクル１２０を通過した光を集光し
て像１６２の一部をブランク１６０上に形成する。ワイン−ダイソン光学系１７
０は入力プリズム１３１、レンズ１４０、反射鏡１５０および出力プリズム１３
２を備える。レンズ１４０は通常は集束レンズであり、反射鏡１５０は凹面球面
鏡である。この明細書でいうワイン−ダイソン光学系は一つの反射表面付きのカ
タディオプトリレンズ系を含み、レンズ１４０と凹面鏡１５０との曲率中心をほ
ぼ一致させた光学系に限られない。入力プリズム１３１の集光した光は凹面鏡１
５０による反射の前にレンズ１４０の上側半分を通過する。凹面鏡１５０で反射
された光はレンズ１４０の下側半分を通過し、出力プリズム１３２がその光をブ
ランク１６０に向けて反射してブランク１６０上に像の一部１６２を形成する。
ワイン−ダイソン光学系１７０の像形成特性は主としてレンズ１４０および凹
面鏡１５０によって定まる。これらレンズ１４０および凹面鏡１５０は倍率１の
像をブランク１６０に形成するように選んだ分離距離および焦点距離を有する。
倍率１の場合は光学系の対称性が横収差、歪み、側方色収差およびコマ収差を零
にするからである。光学系１７０はレチクル１２０上のパターンおよびブランク
１６０上の像１６２の寸法よりも小さいフィールドを有する。
照射器１１０および光学系１７０に対してレチクル１２０およびブランク１６
０を動かすことによる走査で光学系１７０の口径と同じ幅で移動距離と同じ長さ
のストライプを露光する。このストライプがブランク１６０の幅よりも狭い場合
はブランク１６０の残りの部分の露光を光学系１７０および照射器１１０または
レチクル１２０およびブランク１６０のインデックス送り（すなわち、ストライ
プと垂直な方向へのシフト）によって行う。このインデックス送りののち、次の
ストライプを露光する。
走査中は、照射器１１０および光学系１７０をレチクル１２０およびブランク
１６０に対して動かすなど慣用のやり方でレンズ１４０および反射鏡１５０の光
軸１７５に垂直な方向の動きを生じさせることはできない。光学システム１７０
内の入力プリズム１３１、凹面鏡１５０、および出力プリズム１３２による反射
の組合せが光軸１７５を垂直な反転軸沿いに像を反転させるからである。像１６
２が正しく形成されるためにはレチクル１２０の左端がブランク１６０の右端１
６４に結像し、レチクル１２０の右端がブランク１６０の左端に結像しなければ
ならない。軸１７５沿いに鏡像を生じたパターン１２２をプリントし、レチクル
１２０およびブランク１６０を互いに反対方向に軸１７５に垂直に動かすことに
よって、この像反転への補正がなされる。レチクル１２０およびブランク１６０
を互いに反対方向に動かすと、レチクル１２０およびブランク１６０の加速中の
無反跳操作が達成できて有利であり、また、比較的簡単なワイン−ダイソン光学
系１７０の使用を可能にする。
図２Ａは光学系１７０など反転像形成の投影光学系を用いたフォトリソグラフ
ィシステムの斜視図を示す。この投影光学系は照射器１１０からの光を投影光学
系に到達させるための開口２１０を含むレンズハウジング２１０の内部に取り付
けてある。レンズハウジング２７０は投影光学系および開口２１０をＹ軸沿いに
動かす精密ステージ２７５に取り付けてある。このＹ軸は投影光学系の反転軸と
垂直である。ステージ２７５は制御ユニット（図示してない）操作のリニアモー
タで駆動される空気軸受けステージで通常構成する。レーザ干渉計などの位置測
定装置２４７でレンズハウジング２７０の位置を測定し、その測定値を制御ユニ
ットに供給する。
レチクル１２０をステージ２２５上の二次ステージ２２０に取り付ける。ブラ
ンク１６０はステージ２６５上の二次ステージ２６０に取り付ける。制御ユニッ
トは測定デバイス２４２および２４６、およびレンズハウジング２７０内の慣用
の目合せシステム（図示してない）からの測定値にしたがってステージ２２０、
２２５、２６０および２６５の動きを制御する。二次ステージ２２０はレチクル
１２０をブランク１６０に目合せする慣用の目合せ操作のためのＹ軸方向の動き
およびＺ軸のまわりの回転が可能な精密ステージである。二次ステージ２６０は
微細動きのためのＸ軸方向の動きおよびブランク１６０表面の投影光学系結像面
への動きのためのＺ軸方向の動きが可能な精密ステージである。ステージ２２５
および２６５はＸ軸、すなわちこの投影光学系で反転されるＸ軸に沿って動く空
気軸受けステージなしの精密ステージである。Ｘ軸沿いの動きは走査用でもイン
デックス送り用でもよい。制御ユニットはレチクル１２０をブランク１６０の動
き（ステージ２６０）とは反対の方向に動かすリニアモータ（ステージ２２０）
を制御するが、後述のように倍率補正のために動きにわずかの差を与えてもよい
。
図２Ｂおよび２Ｃは走査中またはインデックス送り中にレチクル１２０および
ブランク１６０を動かすもう一つの機構の断面図である。レチクル１２０および
ブランク１６０を駆動ベルトシステム２５０上に搭載したステージ２２０および
２６０にそれぞれ取り付ける。一つの実施例ではブランク１６０上のストライプ
を露光中にレチクル１２０およびブランク１６０を逆方向に動かす。図２Ｂは一
つのストライプについてのレチクル１２０およびブランク１６０の開始位置を示
す。開始位置では光学系１７０はレチクル１２０の左端１２６の像をブランク１
６０の右端に形成する。レチクル１２０およびブランク１６０は、光学システム
１７０による像のストライプ１６２形成中は、図２Ｃに示した位置すなわち光学
系１７０がレチクル１２０の右端１２４の像をブランク１６０の左端１６６に形
成する位置に達するまで互いに逆方向に動く。
ベルトシステム２５０はレチクル１２０およびブランク１６０の動きおよび変
位を等しく逆方向に保ちそれによって結像の支障となる反跳および振動を減らす
。ステージ２２０または２６０はブランク１６０の縮みの補正または光学系１７
０の倍率の補正のためにレチクル１２０およびブランク１６０の相対的動きおよ
び変位を変化させることができる。倍率補正を次に詳述する。
レチクル１２０およびブランク１６０が図２Ｃに示した位置に到達すると、レ
チクル１２０およびブランク１６０または照明器１１０のインデックス送りによ
ってブランク１６０を次のストライプの露光に備えさせる。ステージ２２０およ
び２６０はレチクル１２０およびブランク１６０を軸１７５と平行に動かすこと
ができる。代替的には、光学系１７０およびレチクル１２０照射をインデックス
送り中の軸１７５と平行な方向に動かす。ベルトシステム２５０の動きの向きは
次のストライプの形成のために逆にする。
図２Ｄは走査またはインデックス送りの際にレチクル１２０およびブランク１
６０を動かすためのキャプスタンまたは摩擦駆動機構の断面図を示す。図２Ｄの
システムにおいて、ステージ２２０および２６０は精密軸受け（図示してない）
に取り付けてありローラ２８０と摩擦接触している。精密軸受けはローラ２８０
の回転がステージ２２０および２６０を互いに逆方向に動かす際にこれらステー
ジ２２０および２６０の間隔および向きを維持する。
上述の走査方法にはいくつかの変形が可能である。例えば、ベルトシステム２
５０またはローラ２８０の動きは、ストライプ形成のためにステージ２２０およ
び２６０がレチクル１２０およびブランク１６０を軸１７５沿いに動かす際にイ
ンデックス送りを行うことができる。走査は往復両方の向きにもタイプライター
式に一方向にも行うことができる。
折返し通過ワイン−ダイソン光学系
図３はこの発明のもう一つの実施例による小フィールド走査式フォトリソグラ
フィシステム３００を示す。システム３００は不透明パターン３２２を含むレチ
クル１２０の一部分を照射する慣用の照射器１１０を備える。この実施例による
折返し通過ワイン−ダイソン光学系３７０は、レチクル１２０の透明部分を透過
してきた光からパターン３２２の非倒立像パターン３６２をブランク１６０上に
形成する。プリズム３３１はレチクル１２０からの入力光を内部で反射させ、反
射光をレンズ３４０経由で凹面鏡３５０に導く。
図４Ａはレンズ３４０の正面図を示す。プリズム３３１からの光はレンズ３４
０の第１象限４１０を通過して凹面鏡３５０（図３）に導かれる。凹面鏡３５０
はレンズ３４０の象限４１０からの光をレンズ３４０の第２象限４２０経由で図
３の折返しプリズム３３２などの折返しプリズムに向けて反射する。この光は折
返しプリズム３３２の第１の面３３２Ａで内部反射される。レンズ３４０および
凹面鏡３５０はパターン３３２の像がプリズム３３２の中心面に結像するように
選ぶ。プリズム３３２の第２の面の３３２Ｂは入射光をレンズ３４０の第３象限
４３０経由で凹面鏡３５０に向けて反射する。凹面鏡３５０は象限４３０からの
光をレンズ３４０の第４象限４４０経由で出力プリズム３３３に向けて反射し、
このプリズムがその光をブランク１６０に向けて反射する。
光はブランク１６０上に集束される前にレンズ３４０を４回通過し、これは従
来のワイン−ダイソン光学系を２回通過するのと等価である。初めの通過、すな
わちレチクル１２０の物体面から中間像までの光路は第２の通過、すなわち中間
像からブランク１６０上の出力像までの光路と完全に対称であり、この第２の通
過が従来のワイン−ダイソン光学系に起因する像反転を解消する。図４Ａはプリ
ズム３３１、凹面鏡３５０、プリズム３３２および凹面鏡３５０での反射でそれ
ぞれ生ずる向きの変化４１２、４２２、４３２、４４２を示す。パターン３２２
の向きは像３６２の向きと同じである。したがって、レチクル３２０およびブラ
ンク３６０を照射器１１０および光学系３７０に関して同じ方向に動かす従来の
プロセスを採用できる。
図４Ｂに示した台形開口４４４は走査中の露光を均一にするのに通常用いる。
周知の通り、開口４４４の斜辺４４４Ａおよび４４４Ｂはストライプ端部近傍で
強度の小さい光を供給し、重複ストライプの総合露光がストライプ端部を露光過
剰（または露光不足）にならないようにする。
開口４４４の大きさ、すなわち走査の際に露光されるストライプの幅はレンズ
３４０の利用可能面積に左右される。レンズ３４０を象限４１０、４２０、４３
０および４４０に区分する直径近傍のレンズ３４０の面積４４６は後述のとおり
入力プリズムおよび出力プリズムに起因する口径食のために使用できない。開口
４４４は走査方向が開口４４４の平行辺と垂直である場合に各ストライプの幅を
最大にする。この向きに対しては、レンズ３４０および凹面鏡３５０の光軸３７
５が走査方向と４５°の角度をなすようにする。
フラットパネルディスプレイフォトリソグラフィ用の光学系３７０の通常の目
標は、解像度が少なくとも２ミクロンであって開口４４４の幅の平均値で定まる
ストライプ幅または利用可能フィールド寸法が少なくとも３０mmであることであ
る。この解像度への要求が式Ｒ＝０．８λ／ＮＡを用いて波長λが４３６nmのと
き０．１７よりも大きい数値開口（ＮＡ）に反映される。
ニューヨーク州フェアポートのシンクレア オプティックス社から市販されて
いるＧＥＮ１１またはＯＳＬＯなどの従来の光学設計プログラムにおける折返し
通過ワイン−ダイソン光学系３７０の分析のためにプリズム３３１、３３２およ
び３３３における四つの反射を折り返しなしとした。その結果、プリズム３３１
、３３２および３３３を適当なガラス厚で置換して二つのレンズ３４０を互いに
相対させた相似のレイアウト構成になった。歪および横方向色収差はシステム３
７０の対称性のために生じない。また、中間像面はテレセントリックであるので
、
コマ収差もない。設計の仕事は、使用波長において種々のフィールド位置につい
てのひとみ全体にわたる光路差を減らすとともにフィールド曲率を最小にするた
めに、曲率、厚さおよびガラスの種類を最適化することになる。この設計の課題
は、小さい低インデックス素子の十分な厚さを維持するとともにフィールド端部
での収差を抑えながら凹面鏡３５０の半径外に結像面および物体面（実際の折返
し構成における）を配置することである。
図１は照射器１１０からのｇ（４３６nm）およびｈ（４０５nm）水銀スペクト
ル線で最適化した光学系３７０の一つの特定の実施例の光学的パラメータを示す
。ｉ線による設計は非感光光学ガラスの選択が限られるために難しくなるものの
可能である。
表１の各列は図５Ａに示した表面、その表面の曲率半径、次の表面までの距離、
次の表面に到達するのに通過する光路構成材料を特定する。表１において負の厚
さは主反射鏡３５０の表面５０６からの反射のあと逆向きに伝搬する光線を示す
。ＳＦ２、ＫＦ６およびＬＡＫＮ７はペンシルヴァニア州デュレア所在のショッ
トグラステクノロジー社から市販されているそれぞれ低密度鉛ガラス、高密度鉛
ガラスおよび高密度光学ガラスである。
図５Ａに示す光線はレチクル１２０の物体面５０１からＬＡＫＮ７ガラスの入
力プリズム３３１およびＫＦ６ガラス素子およびＳＦ２ガラス素子を有する複合
レンズを通じて伝わる。複合レンズ３４０は反射鏡３５０とこの反射鏡３５０の
曲率中心との間に使用波長４３６nm・４０５nm間の色収差補正用の色消しレンズ
を含む。レンズ３４０からの光線は反射鏡３５０の表面５０６で反射して複合レ
ンズ３４０を通りＬＡＫＮ７ガラスの折返しプリズム３３２に達し、このプリズ
ム３３２内部の中心面５１０に中間像を形成する。図５Ａでは折返しプリズム３
３２内で中間像を結像する光線をよりよく図解するためにやはりＬＡＫＮ７ガラ
ス製の出力プリズム３３３は省略してある。
図５Ｂは折返しプリズム３３２の中心面５１０から出力３３３を経てブランク
１６０に至る光学系３７０を示す。図５Ｂに示した光線は図５Ａに示した光線と
全く対称であるが光学素子を逆の順序で伝わる。図５Ａおよび５Ｂで追跡した光
線はフィールド高さ５０mmであり、レンズ図示のための縮尺を設定している。反
射鏡主表面からプリズム３３１、３３２および３３３付きのレンズ３４０の表面
に至るこの組立体の長さは８９８mmである。
表２に表１の実施例についての設計パラメータおよび性能パラメータを示す。
フィールド半径は光軸３７５からの像光線高さ最大値である。使用可能フィール
ド幅最大値は口径食を考慮してフィールド寸法を小さくしたのちに結像可能な弦
の最大値である。ＯＰＤ（光路差）最大値は同一焦点位置における両波長を含み
、フィールド曲率収差およびそれ以外の収差からの影響をすべて含む。フィール
ド平坦度は両波長における全範囲であり、口径食なしのフィールド全体にわたる
近軸サジタル集束および接線集束についての値である。ＯＰＤおよびフィールド
平
坦度性能の両方については、これらの値を重複走査用台形開口４４４（図４Ｂ）
で用いたフィールド位置のみについて最適化すれば若干の改善が期待できる。主
反射鏡隙間は主反射鏡３５０の端とレチクル１２０との間に得られる空隙である
。数値開口を僅かに減らす設計変更、または数ミリ余分に空隙を設けるようにす
る主反射鏡平坦部の切削によって主反射鏡空隙を大きくすることはできよう。作
業距離は最終段光学面（出力プリズム３３３）と結像面との間の距離である。
光学系３７０を開いた状態にした説明はＧＥＮ１１などのレンズ設計プログラ
ムを用いた分析には有用であるが、入力プリズム、出力プリズムおよび折り返し
プリズム３３１、３３３および３３２に起因する口径食は明らかにしない。しか
し、プリズム３３１、３３２および３３３の幾何学的数値およびレンズ設計プロ
グラムからの光学系情報から算出できる。主光線がプリズム境界に接近する45°
近傍および側面のフィールド領域は口径食を受ける。
図６は口径食を受ける領域を図解している。物体上の点６１０は入力プリズム
３３１により反射されて光学系３７０に向かう光ビーム円錐の限界にある境界光
線６２０を有する。入力プリズム３３１の表面５０３近傍の点は光学系３７０の
形成する像で強度の低下した口径食領域にある。この口径食を受けた領域の幅Ｖ
は表面５０３上の軸緑部光線の高さで与えられる。これは境界光線６２０がプリ
ズム３３１を出る点で物体点を出る光束の拡散値のちょうど半分である。図４Ｂ
の開口４４４が幅Ｖの口径食領域４４６における光を阻止する。表１および表２
に示した光学系では入力プリズム３３１および出力プリズム３３３が開口４４４
の限界を画する。すなわち、半折返しプリズム３１２経由の光路長は入力プリズ
ム３３１および出力プリズム３３３経由の光路長よりも小さいからである。
口径食領域の幅Ｖが与えられると、使用可能なフィールドは幾何学的に計算で
きる。図４ＢはＬ型口径食領域４４６除去後に得られるフィールドを示す。台形
開口４４４はレンズ３４０の円形境界の弦である長さＬの底辺を有する。利用可
能フィールド領域内のこの弦の長さＬの最大値は
で与えられる。
表１および表２の実施例では弦の長さＬは４１．７mmである。台形の高さが１
０mmの場合はブランク上の走査線、ストライプ、相互間の分離は３１．７mmであ
る。台形の高さと走査分離との間はトレードオフの関係にあり、開口４４４の高
さの増加は開口４４４の透過光を増加させるがストライプ相互間の分離を低下さ
せる。また、数値開口と使用可能なフィールド寸法との間もトレードオフの関係
にある。口径食を受けたフィールドの幅Ｖは光学系３７０による集束を受ける物
体光の拡散に比例するからである。システム設計によって装置構成を高精細度小
フィールド寸法モードから低精細度大フィールド寸法モードに変更できる。反射
鏡３５０の開口絞り（図示してない）直径および照射器１１０のフィールド絞り
の寸法を同時に変更することによって、精細度をフィールド寸法のために下げる
こともできる。より大きい開口絞りを小さいフィールド絞りと併せて使うことも
でき、その逆も可能である。
この折返し通過ワイン−ダイソン構成では使用可能なフィールド面積の割合は
ごく小さい。二つの点に留意する必要がある。第１に、光路が２回折り返される
のでレンズ３４０の円形領域の４分の１だけが利用可能であること、第２に物体
面および結像面を平行にし主反射鏡直径以上に分離する必要があるために光路長
が大きくなり光束の拡散が大きくなることである。この２番目の問題は周知のワ
イン−ダイソン光学系にも共通の問題である。
上記バーニングほか名義の米国特許第4,171,870号記載の屋根プリズム、また
は上記スワンソンほか名義の米国特許第5,298,939号記載の二重ダイソン構成に
対比したこの折返し通過ダイソン手法の有利性は明らかである。屋根プリズムは
屋根角度が正確に作成されていない場合はフィールド中心近傍に多重像を生ずる
。また、屋根プリズムは像の主反射鏡通過の際のガラス内光路長を増加させるの
でフィールド寸法を減少させる。さらに、屋根プリズム構成へのフィールド絞り
挿入は困難である。上記二重ダイソン手法は大きいフィールドを形成できるが、
レンズ系１つでなく２つを組み立てて軸合わせするコストと複雑さを伴う。
投影システムおよび倍率補正光学系
図７Ａはこの発明のもう一つの実施例による折返し通過ワイン−ダイソン光学
系７７０を示す。光学系７７０は入力プリズム７３１および出力プリズム７３３
と結合した倍率調節光学系を含む。倍率調節光学系は曲率半径の大きいレンズ素
子の二つの組合せ７１０および７２０を含む。各レンズ組７１０または７２０は
平面−凸面レンズ素子７１２または７２２と平面−凹面レンズ素子７１４または
７２４とを含み、レンズ素子間に狭い（約０．１mmと５mmとの間）メニスカス空
隙７１３または７２３を画する。光学系７７０において、平面−凸面素子７１２
および７２２はプリズム７１４および７２４にそれぞれ接着し、平面−凹面素子
７１４および７２４は上記素子７１２および７１４に対して可動にし、光学系７
７０の倍率の調節に備える。代替的実施例では、平面−凹面素子７１４および７
２４をプリズム７３１および７３２にそれぞれ接着し、平面−凸面素子７１２お
よび７２２を可動にする。
素子７１２、７１４、７２２および７２４の曲率半径は互いに等しく、レンズ
組７１０および７２０は光学系７７０の倍率にはほとんど影響を及ぼさない。こ
の倍率調節光学系は倍率中性点、すなわち空隙７１３および７２３が互いに等し
く折り返しプリズム７３３の中心の中間像結像面について光学系が完全に対称と
なる倍率中心点を有する。負性素子７１４および７２４の両方を同じ方向に動か
すと、一方の空隙７１３または７２３が狭くなり他方の空隙７２３または７１３
が広がり、倍率および光学系７７０の像フィールド寸法が僅かに変化する。
折返しプリズム７３２の中心の空隙にあるフィールド絞り７６０がブランク１
６０への出力像を形成する中間像の一部を選択する。図４Ｂは小フィールド走査
用の典型的な台形開口４４４を示す。フィールド絞り７６０は照射器１１０中の
フィールド絞りの像を物体面（レチクル１２０）に転写する際の精度の要求を緩
和する。折返しプリズム７３２内におけるフィールド絞り７６０の目合せは同じ
組立体の一部であるレンズ７４０に対して行い、したがって、入力プリズム７３
１およびレンズ７４０の照射器１１０への目合せ精度要求が緩和される。倍率調
節光学系７１０および７２０と折返しプリズム７３２空隙内のフィールド絞り７
６０は互いに独立であり、この発明の代替的実施例はこれらの一方または他方を
含むシステムを含む。
一つの実施例においては、倍率調節素子７１２、７１４、７２２および７２４
は慣用の円形素子の４分の１の区画であり、これら素子の光軸が、プリズム７３
１および７３３による反射ののちにレンズ７４０および反射鏡７５０の光軸と一
致するように、入力および出力プリズム７３１および７３３の光軸と軸合わせさ
れている。図７Ｂおよび７Ｃは上記４分の１区画７１２および７２２の軸合わせ
を図解する光学系７７０の一部の二つの斜視図である。素子７１２、７１４、７
２２および７２４を光軸７７５と軸合わせすることはこの光学系の対称性のより
よい維持を可能にするが、目合せおよび製造において不利である。この軸合わせ
については、倍率調節用の定常点は光軸沿いにある。
代替的には、素子７１２、７１４、７２２および７２４は、これら素子の光軸
沿いの光線が反射後に開口７６０のほぼ中心を通過するように軸合わせした慣用
の円形素子であってもよい。しかし、素子７１２、７１４、７２２および７２４
を台形開口中心と正確に軸合わせすることは可能性が低く、物体と像との相互間
の相対的動きが倍率調節の際に生じ得る。したがって、倍率を変化させると像が
物体に対して動き、レチクル１１０およびブランク１６０を倍率調節後に目合せ
しなければならない。
表３は素子７１４および７２４が倍率中心点にあるときの図７Ａの光学系７７
０の実施例の構成パラメータを示す。
表４は素子７１２、７１４、７２２および７２４の光軸を軸７７５と軸合わせし
たときの表３の実施例の性能パラメータおよび構成パラメータを示す。素子７１
２、７１４、７２２および７２４の光軸が光軸７７５からずれている場合のシス
テム分析からも同様の性能が得られる。
表３および４のパラメータは前述の表１および２のパラメータと同じに定義し
てある。図８Ａは物体面８０１から折り返しプリズム７３２中心の中間像結像面
８１２、すなわち光学システム７７０の対称面に至る光学系７７０の光線追跡図
を示す。図８Ｂは中間像結像面８１２から出力像結像面８１９に至る光線追跡を
示す。
表面８０３と表面８０４との間の１mm空隙７１３は、光学系７７０の倍率を１
から外れるように調節するように等しい値だけ空隙７２３を減らす（増やす）と
増える。空隙７１３および７２３の0.158mmの変化は倍率を１００ppmだけ変化さ
せる。倍率調節に要する動きは１mm以下でごく小さいので、可動素子７１４（お
よび素子７２４）を屈服受け部材に取り付けて、カリフォルニア州アーヴィン所
在のメレス グリオ社（Melles Griot，Inc.）から市販されているステッパモー
タ微小位置定め装置で動かすこともできる。この実施例において所定の倍率変化
に必要な動きの量は上記四つの倍率素子の光学的拡大率を変化させることによっ
て調節できる。
表２の光学系は表４の光学系と同様であるが、注目すべき差異がいくつかある
。すなわち、倍率補正レンズの数値開口が０．２から０．１８に減っている。こ
れ
によって口径食が減り、使用可能なフィールド寸法がより大きい４５mmになって
いる。また、Ｎ.Ａ.が小さくなったために反射鏡の直径が２６９mmから２４２mm
に小さくなり、結像面８１９の余裕が１５mm以上になっている。倍率１の状態に
おけるＯＰＤは０．０８λであり、倍率調節の際の収差余裕がそれだけ大きくな
る。高さ１０mm台形開口で走査分離は３５mmとなり、高さ５mmの台形開口で走査
分離は４０mmとなる。表３および４の実施例は倍率１の状態だけについて最適化
してある。調節倍率全部にわたる最適化はＯＰＤ最大値を小さくする。
折返しプリズム７３２内部の表面８１１と表面８１３との間に空隙を設けると
、入力プリズム７３１および出力プリズム７３２に起因する口径食にさらに加わ
る口径食の原因になる。これは、折返しプリズム７３２の半分ずつをフィールド
寸法および像形成光線円錐ビームの拡散を収容するのに十分な大きさにすること
によって防止できる。光学設計が要求する付加的ガラス内光路長はガラスブロッ
ク７３２Ｃを図９に示したプリズム半分片７３２Ａおよび７３２Ｂの基底面に接
着することによって形成できる、表３の実施例についてはＬＡＫＮ７ガラス光路
長101.1653mmをプリズム半分片７３２Ａ（または７３２Ｂ）についての６１mmと
基底面７３２Ｃについての39.1653mmとに分けることができる。こうすると、口
径食は入力プリズム７３１および出力プリズム７３３に起因するものとなる。
図１０は折返しプリズム１０００が二つのメニスカス空隙１０２５および１０
３５を含む折返し通過ワイン−ダイソン光学系用の倍率調節光学系の実施例を示
す。折り返しプリズム１０００は、このプリズム１０００の部分１０１０および
１０５０の内側表面に接着した二つの平面−凹面素子１０２０および１０４０の
間に可動凸面素子１０３０を含み、この対称素子１０３０を動かすことによって
倍率を調節する。
可動素子１０３０は対称凸面素子を形成するように結合した素子７１２および
７２２（図７Ａ）と等価であり、素子１０２０および１０４０は素子７１４およ
び７２４（図７Ａ）と等価である。倍率調節光学系付きの代替的折返しプリズム
は互いに結合した素子７１４および７２４（図７Ａ）に等価な可動対称凹面素子
と、折返しプリズムの内側壁面に接着した素子７１２および７２２（図７Ａ）に
等価な平面−凹面素子とを有する。
倍率調節光学系を折り返しプリズム１０００内に配置することには不都合もあ
る。すなわち、三つの素子１０２０、１０３０および１０４０の収容のために折
り返しプリズム１０００内部に大きい空胴を必要とし、口径食の生ずる可能性が
高まる。中間像結像面が対称素子１０３０の内部にあり、そのためにその素子表
面およびその表面上の塵芥を焦点はずれにしておくのに十分な厚みをその素子１
０３０が備えていなければならない。また、中間像が素子１０３０内部を動き、
その位置でフィールド絞りを挿入する機会がない。
上述の光学系は、フィールド寸法拡大のために各素子を大きくすることによっ
て大きさを変えることができる。しかし、上述の実施例の直径約１mmよりもそれ
ほど大きくない寸法では製造の困難度およびコストがより大きい問題となる。こ
れら光学系のＮ.Ａ.を大きくすることは、口径食および収差の両面からみてより
難しい。平均幅すなわち走査分離に大きく影響する台形開口高さの最適値は照射
器の設計と関連づけて検討しなければならない。この手法をｉライン照射に拡張
することはガラスの選択に制限が加わるもののより直接的である。
倍率補正のための相対的動きを伴うシステム
小フィールド走査リソグラフィに対しては、レチクルを基準としたブランクの
縮小（または拡大）の補正のための光学的倍率調節に加えて、レチクルとブラン
クとの相対的動きを利用できる。より詳しく述べると、ブランクがレチクルより
も小さい寸法に縮んだ場合は、光学系の倍率を１以下、すなわちレチクル寸法対
ブランク寸法比に減らして、レチクル並みの寸法のブランク領域でなくブランク
の縮小した領域を走査で露光しなければならない。レチクルとブランクとの相対
的動きは互いに寸法の異なるレチクルおよびブランクに関する走査の方向に動か
すことによってしばしば行われる。ブランクを走査方向に連続的に動かすことに
よってブランクを基準とした照射器および光学系の動きを削減する。レチクルと
ブランクとの相対的動きも露光ストライプと垂直なインデックス送り方向に沿っ
た長さの差を補償するのに好都合である。
すなわち、小フィールド走査システムにおいて十分な倍率補正を行うには光学
的倍率補正と相対的レチクル−ブランク移動との組合せが有利である。ブランク
とレチクルとの間の相対的動きは両者の一方だけの動きでもよい。両者の走査を
レチクルまたはブランクの一方を他方に対して動かす、例えば二次ステージによ
って行うと、レチクルまたはブランクに僅かながら相対速度が生ずる。この相対
的動きの量は倍率補正所要量に比例する。したがって、ブランクの縮みまたは拡
大による走査方向の目合せ誤差は補正できる。
上記の相対的動きによる倍率補正は光学的倍率補正には左右されず、両者は互
いに独立に利用できる。相対的動きによる倍率補正を用いて一方向の誤差を選択
的に補正できる。例えば、各走査ストライプの分離の調節を、インデックス送り
方向に全ストライプの間で必要となる倍率補正の合計値を一部分担する距離だけ
行うことができる。光学的倍率補正を行わない場合は、通常３０乃至４０mmの走
査フィールド直径方向に、ブランク縮みの１０乃至１００ppmの未補正残留目合
せずれが残る。
レチクルをブランクに対して動かすシステムには多様のシステムがあり、レチ
クルおよびブランクの一方を保持しながら他方をステージに対して動かす上述の
二次ステージの実施は一つの例に過ぎない。上記相対的動きは、レチクル目合せ
システムからの帰還を受ける慣用の制御機構による制御の下に上記二次ステージ
を駆動するマイクロステッパなどの精密モニタによって通常生じさせる。
ここに述べた倍率補正機構は、屋根プリズム、二重ダイソン、従来型ワイン−
ダイソン、テレセントリック倍率１屈折光学系など既述の光学系構成にも適応で
きる。
特定の実施例を参照してこの発明を上に述べてきたが、この説明はこの発明の
応用の一例に留まり、限定的に解釈してはならない。この発明にはこれ以外の多
様な実施態様が可能である。例えば、この発明による倍率調節光学系やブランク
−レチクル間相対的動きによる倍率調節は、ワイン−ダイソン光学系および像反
転用素子付きのシステムや、逆方向動き走査付きワイン−ダイソン光学系や折返
し通過ワイン−ダイソン光学系や、それら以外の投影光学系など多様な投影シス
テムに採用できる。倍率調節光学系は入力プリズムおよび出力プリズムに取り付
けることができ、投影光学系に内蔵することができる。ここに述べた実施例の特
徴項の上記以外の多様な変形や組合せは当業者に明らかであり、それら変形や組
合せは添付請求の範囲の請求項に定義したこの発明の範囲に入るものである。
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】１９９７年４月２４日
【補正内容】
請求の範囲
１．ワイン−ダイソンレンズ（３７０，７７０）を含み、
前記ワイン−ダイソンレンズを一度通過した光をそのワイン−ダイソンレンズ
に向けて再度通過させそれによって正立非反転像を生ずる手段（３３２，７３２
）で特徴づけられた光学装置。
２．前記光を向ける手段が、前記ワイン−ダイソンレンズに隣接配置した折返し
プリズム（３３２，７３２）であって前記ワイン−ダイソンレンズの第１の部分
（４２０）からの出力光が前記折返しプリズムに入射して反射され前記ワイン−
ダイソンレンズの第２の部分（４３０）に戻るように配置した折返しプリズムを
含む請求項１記載の装置。
３．ワイン−ダイソン光学系でレチクルの被照射部分の倒立した第１の像を形成
する過程と、
前記第１の像を形成する光を前記ワイン−ダイソン光学系に向けて再度通過さ
せ、ブランク上に前記レチクルの前記部分の正立非反転の第２の像を形成する過
程と
を含むリソグラフィ方法。
４．前記ワイン−ダイソン光学系で前記第１の像を形成する過程が、第１の反射
鏡、レンズおよび凹面鏡の配置を、前記レチクルの前記被照射部分からの光が前
記第１の反射鏡で反射し前記レンズの第１の部分を通過して前記凹面鏡に達し次
にその凹面鏡で反射して前記レンズの第２の部分を通過して戻りそのあと前記第
１の像を形成するように行う過程を含む請求項３記載の方法。
５．前記光を前記ワイン−ダイソン光学系に向けて再度通過させる過程が、折返
しプリズムの配置を、前記レンズの前記第２の部分からの光が前記折返しプリズ
ムに入射し前記第１の像を形成し前記プリズムによって前記レンズの第３の部分
を通過するべく向けられるように行う過程を含む請求項４記載の方法。
６．前記ワイン−ダイソン光学系の前記レチクルおよび前記ブランクに対する移
動を前記ブランク上にストライプを露光するように行う過程をさらに含む請求項
３記載の方法。
７．レンズ（３４０，７４０）と、
光を反射して前記レンズの第１象限（４１０）を通過させるように配置した第
１の反射鏡（３３１，７３１）と、
前記レンズの前記第１象限からの光を反射して前記レンズの第２象限（４２０
）を通過させるように配置した凹面鏡（３５０，７５０）と、
前記レンズの前記第２象限からの光を反射して前記レンズの第３象限（４３０
）を通過させるように配置した第２の反射鏡であって、前記凹面鏡が前記レンズ
の前記第３象限からの光を反射して前記レンズの第４象限（４４０）を通過させ
るようにする第２の反射鏡と、
前記レンズの前記第４象限からの光を反射してステージ上のブランクの少なく
とも一部に導くように配置した第３の反射鏡（３３３，７３３）と
を含む光学装置。
８．レチクルの表面がレンズ（３４０，７４０）の光軸に実質的に平行になるよ
うにレチクル（１２０）を支持するレチクル支持体と、
前記レチクルの一部を通じて光を向けるように取り付けた照射器（１１０）と
、
ブランクを支持するステージ（１６）と
をさらに含み、前記第３の反射鏡（３３３，７３３）が前記レンズの前記第４象
限からの光を反射して前記ステージ上のブランクの一部に導く請求項７記載の装
置。
９．前記第２の反射鏡（３３２）が第１、第２および第３の面を有する折返しプ
リズムを含み、前記第１の面が前記レンズの前記第２象限（４２０）からの光を
伝達し、前記第２の面（３３２Ａ）が前記レンズの前記第２象限からの光を前記
第３の面（３３２Ｂ）に向けて反射し、前記第３の面が前記第２の面からの光を
反射して前記レンズの前記第３象限（４３０）を通過させる請求項８記載の装置
。
１０．前記第１の反射鏡（３３１，７３１）が入力プリズムを含み、前記第３の
反射鏡（３３３，７３３）が出力プリズムを含む請求項７記載の装置。
１１．前記第２の反射鏡（３３２）が折り返しプリズムを含む請求項１０記載の
装置。
１２．前記折返しプリズム（３３２）が第１の面、第２の面（３３２Ａ）および
第３の面（３３２Ｂ）を有し、前記第１の面が前記レンズの前記第２象限からの
光の入射を受け、前記第２の面が前記第１の面からの光を前記第３の面に反射し
、前記第３の面が前記第２の面からの光を反射し前記第１の面に向けるとともに
前記レンズの前記第４象限を通過させる請求項１１記載の装置。
１３．前記レンズ系の倍率を補正する手段（７１０または７２０）をさらに含む
請求項１０記載の装置。
１４．前記入力および出力プリズム（７３１および７３３）の各々と結合した倍
率調節光学系（７１０および７２０）をさらに含む請求項１０記載の装置。
１５．前記倍率調節光学系（７１０，７２０）が前記入力および出力プリズム（
７３１，７３３）の各々の外側表面に隣接して配置した少なくとも二つの低倍率
レンズ素子（７１２，７１４），７２２，７２４）を含む請求項１４記載の装置
。
１６．前記入力プリズムの外側表面に隣接配置した前記少なくとも二つのレンズ
素子（７１２，７１４）がそれぞれ平面−凸面レンズ素子および平面−凹面レン
ズ素子であって、それら凹面および凸面の表面が互いに隣接している請求項１５
記載の装置。
１７．前記凹面および凸面の表面がほぼ等しい曲率半径を有し、それら凹面およ
び凸面の表面の間の空隙（７１３）をさらに含む請求項１６記載の装置。
１８．前記二つのレンズ素子の少なくとも一方に結合され、それら二つのレンズ
素子（７１２，７１４）の一方を他方に対して動かし前記空隙（７１３）の大き
さを変える倍率調節機構をさらに含む請求項１７記載の装置。
１９．前記空隙（７１３）が約０．１mm乃至５mmである請求項１７記載の装置。
２０．前記第２の反射鏡（７３２）が
空胴を区画する折返しプリズムと、
前記空胴内に配置したフィールド絞り（７６０）と
を含む請求項１４記載の装置。
２１．前記折返しプリズム（７３２）が空胴を区画し、前記空胴内に配置したフ
ィールド絞り（７６０）をさらに含む請求項１１記載の装置。
２２．前記折返しプリズム（１０００）が空胴を区画し、前記空胴内に配置した
倍率調節光学系（１０２０，１０３０，１０４０）をさらに含む請求項１１記載
の装置。
２３．前記倍率調節光学系が二つの平面−凸面素子とそれらの間に配置した複凹
面素子とから成る三つのレンズ素子を含む請求項２２記載の装置。
２４．前記倍率調節光学系が二つの平面−凹面素子（１０２０，１０４０）とそ
れらの間に配置した複凸面素子（１０３０）とから成る三つのレンズ素子を含む
請求項２２記載の装置。
２５．前記倍率調節光学系が二つの空隙（１０２５，１０３５）を区画するよう
に互いに離して配置した少なくとも三つの低倍率レンズ素子（１０２０，１０３
０，１０４０）を含み、前記三つの素子の各々の隣接面が互いにほぼ等しい曲率
半径を有する請求項２２記載の装置。
２６．前記倍率調節光学系に結合され前記つの空隙（１０２５，１０３５）の幅
を変化させる倍率調節機構をさらに含む請求項２５記載の装置。
２７．前記レンズ素子（７１２，７１４），（７２２，７２４）の各々が四分円
区画であり、少なくとも一つのレンズ素子を入力および出力プリズム（７３１，
７３２）のそれぞれの外側表面に接着し、前記四分円区画の各々の光軸を前記光
学系の光軸と一致させてある請求項１５記載の装置。
２８．前記レンズ素子の各々が前記光学系の他部分の光軸からずれた光軸を有す
る請求項１５記載の装置。
─────────────────────────────────────────────────────
【要約の続き】
狭いメニスカス空隙（７１３，７２３）を形成する。片
方の空隙（７１３または７２３）を狭くした方の空隙
（７２３または７１３）を広げることによって倍率がわ
ずかに変わる。