JPS6323111A - レンズマウント及びレンズをレンズセルにマウントする方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高解像力の投影レンズをマウントする装置及
び方法、評言すればセルを加工した後にレンズをレンズ
セルにマウントする装置及び方法に関する。

従来の技術 高解像力のリトグラフィーレンズアセンブリから最良の
性能を得るためＫは、所定のアセンブリ内の全てのレン
ズを共通の光軸に対して、数ミクロンの範囲内で位置決
めすることが必須要件である。更に、これらのレンズマ
ウントは使用、保存及び輸送中に多数の環境条件で極端
に高いレベルの性能を維持することが所望される。

レンズは一般に機械的装置でレンズセル内に固定される
。環境温度の変化中にレンズ内に、レンズとレンズセル
との間の熱膨張系数の差異がレンズ内に偏心及び許容さ
れない応力を惹起することがある。

前記問題点を解決するための１つの手段は、本願と同じ
譲受人に譲渡された特願ｉ］２３６２−５３７２５号に
記載されている。この手段は、レンズをたわみ機構によ
ってレンズセルにマウントすることよジ成る。これらの
たわみ機構は、温度が基準温度からずれ、次いで該温に
戻る際にレンズセルに対する予め決められた立体的相対
位置にレンズを戻す。レンズセルにマウントされたレン
ズに基づき、レンズセルの外周面及び上面及び底面はレ
ンズの光軸に対して正確に加工される。

この手段は先行技術に対して重要な利点を提供するが、
若干の欠点を有する。レンズセルの加工中にレンズセル
に取付けられたレンズが損傷を受けることがある。また
、加工中にエラーが生じた場合、別のレンズセルに設置
するだめにレンズを取除くことが比較的困難である。こ
の後者の特徴はレンズが極めて高価である場合に所望さ
れる。

発明が解決しようとする問題 本発明の課題は、レンズに危険を及ぼすことなく容易か
つ安全に加工することができかつ容易に解体することが
できる、大きな温度ずれに影響されないレンズマウント
を提供することばより、先行技術の前記欠点を排除又は
改善することであった。

問題点を解決するだめの手段 所望の結果を得るために、本発明はレンズをレンズセル
にマウントする装置及び方法を提供する。

要約すれば、レンズセルに回転軸線と同心的なレンズの
球面座を加工する。レンズセルの外周面は回転軸と同心
的であシかつレンズセルの底面は回転軸に対して垂直に
加工する。次いで、３つのたわみアセンプ＋７　ｔレン
ズセルの内周面に取付ける。

次いで、レンズセルを空気軸受台に、配置しかつ電子／
空気マイクロデージを使用して当該の外面を表示するこ
とによりその回転軸線上に心合せする。レンズ上面を表
示するためには電子／空気マイクロメータを使用しかつ
空気軸受台を回転させる。次いで、レンズの上面の振れ
を最小にするように、レンズセルの上面に対して相対的
にレンズをその座上を運動させる。この段階で、レンズ
の軸線は空気軸受台の軸線及びレンズセルの外周面の軸
線と同心的である。

次いで、レンズを６つのたわみ機構に接着する。

前記形式で製造した複数のレンズセルを積重ねることに
よりレンズアセンブリを製作ｆることかできる。これら
のセルを積重ねかつこれらの外周面の全てを同心内にす
ることによシ空気軸受台の軸線に心合せする。次いで、
そうして整合した複数のレンズセルを一緒に接合して、
最終レンズアセンブリを得る。

上記には、以下に記載する本発明の詳細な説明を理解し
やすくするため、及び当該技術分野に対する本発明の寄
与をよシ認識しやすくするために、本発明の比較的重要
な特徴をむしろ一般的に概略を述べ、て来た。しかし、
以下に記載しかつ特許請求の範囲に記載した対象を形成
する本発明の付加的な特徴がもちろん存在する。

当業者にとっては、前記開示の基礎とした技術思想を、
本発明の若干の目的を実施するために別のアセンブリの
設計の基礎として利用できることは、自明のことである
。従って重要なことは、特許請求の範囲は、本発明の思
想及び範囲から逸脱しない同等のアセンブリも包含する
ものと見なされるべきことである。

実施例 図示及び説明のために、本発明の若干の実施例を選択し
た。該実施例につき、本発明の詳細な説明する。

第１図は、嵌合されたレンズ２０を有するレンズセル１
０の横断面図を示す。

レンズセル１０は上面２Ｂ、底“面２４、外周面２６及
び球面２２？有する。レンズ２０は上面２３及び底面２
１を有する。

レンズ２０とレンズセル１０を一緒に以下に記載する方
法で適当に組立ると、それらの構成素子は以下の相互関
係を有する。レンズセルの外周面２６は回転軸線１９と
同心的である。上面２８及び底面２４は回転軸線１９に
対して垂直であり、回転軸線１９は球面座２２の回転対
称軸線である。レンズ２０の球面２１はレンズセル１０
の球面座２２に適合する（この関係は球面２２の光軸が
回転軸線１９であることを保証する）。かつレンズ２０
の上面２３の光軸は回転軸線１９と合致する。

前記相互関係は、以下に記載の形式で確保することがで
きる。

レンズセルを有利には空気軸受で支持することによって
旋盤にマウントしかつ有利にはダイヤモンドポイント工
具を使用して加工する。加工装置は本発明の一部を構成
しない、従って図示しない。レンズセル１０の外周面２
６は旋盤の回転軸と同心的になるように加工する、従っ
て回転軸［−確保する。球面座２２はレンズ２０の底面
２１の曲率に合致するように加工する。更に、球面座２
２を回転軸線１９と合致した対称的回転軸線を有するよ
うに加工する。

上記加工に引続き、レンズセルを精密回転表面、例えば
空気軸受台に配置する。次いで、例えば電子／空気マイ
クロメークを使用して、外周面２６を表示することによ
りその回転軸線１９に心合せする。次いで、レンズ２０
をレンズセル１０内の球面座２２に配置する。

球面座２２を精確に加工しかつレンズ２０の球面２１に
球面座２２を合せることによシ、球面２１の光軸は回転
軸線１９上にある。しかしながら、レンズ２０の表面２
３の元軸２３は、例えば表面２３が非球面である場合に
は、回転軸線１９上にはあり得ない。

従って、デージ、例えば電子／空気マイクロメータを表
面２３上に配置しかつレンズセルを回転させる、これは
レンズ２０を同様に回転させる。次いで、レンズ２０を
デージによって検出される心振れを最小にするためにし
／メセル１０に対して相対的に回転させる。この運動過
程を容易にするために球面座２２に潤滑剤、例えばテフ
ロン又はモ＝リー（Ｍｏ１ｙ　）を施すことができる。

この点で回転軸線１９は、レンズの表面２１及び２３の
光軸、球面座２２の対称の回転軸及びレンズセル１０の
外周面２６の回転軸によって共有される。更に、レンズ
セル１０の上面２８及び底面２４は回転軸線１９に対し
て垂直である。

第２図は、第１図のレンズセル１０及びレンズ２０の平
面図である。第２図はレンズ２０をセル１０に接合する
ために使用される６つのたわみアセンブリ１５〜１７を
示す。該たわみアセンブリ１５〜１７は例えばねじ１４
を使用することによってレンズセルに取付ケラれている
。

これらのねじ１４による取付は後に、たわみアセンブリ
１５〜１７は、接着剤２１の塗抹によりレンズセル１０
に不動に固定することができる。たわみアセンブリ１５
〜１７に対するレンズ２０の実際の結合は、接着剤ボン
ド部、１８によってたわみアーム１１〜１３にレンズ２
０の外周面を接合することにより達成することができる
。接着剤ボンド部１８は、例えば紫外線硬化性エポキシ
でちゃかつ任意の常法で施される。

第６図は６つのたわみアセンブリ１５〜１γの１実施例
を示す。この実施例では夫々のたわみアーム、例えばた
わみアセンブリ１５のたわみアーム１１はたわみアセン
ブリの本体に接続されている。この場合には、レンズは
第３図に示されているように中央突起１１ａでたわみア
ームに接着されている。

たわみアセンブリ１５〜１７の目的及び機能は特願昭６
２−３１６５９号に記載のたわみ機構と同じである。要
約すれば、たわみアーム１１〜１３は夫々たわみアセン
ブリ１５〜１７によってレンズセル１０にレンズ２０を
取付ける。周囲温度が基準温度から上又は下に離れると
、レンズ２０及びレンズセル１０の相対的直径は異なっ
た熱膨張系数に基づき変化する。たわみアセンブリ１５
〜１７は、大々たわみアーム１１〜１３及びボンド部１
８によってレンズ２０を保持する。レンズ２０とレンズ
セル１０の相対的直径が変化すると、たわみアーム１１
〜１３はたわむか又はたわみアセンブリ１５〜１７０本
体、ひいてはレンズセル１０に対して相対的に運動する
。いかなる時も、たわみアーム１１〜１３、レンズ２０
又はボンド部８は夫夫の材料の許容応力限界に達しない
。

周囲温度が基準温度に戻ると、レンズ２０及びレンズセ
ル１０はその組立てられた際の相互関係に戻る。

従って、たわみ機構１５〜１７は環境温度変と 化補償しかつ高い安定性及び高い共鳴を有するレンズセ
ル１０内にレンズ２０を確保する。すなわち、基準温度
でレンズ２０はレンズセル１０に対して実質的に固定の
立体的相対関係に保持される。

たわみアセンブリ１５〜１７はねじ１４及び接着剤の塗
抹によってレンズセル１０に取付ケられるので、これら
はいつでも容易に取外すことができる。このような取外
しはレンズセル１０が不適当に加工されておりかつレン
ズ２０を取出すことが所望である場合に、必要である。

この場合には、レンズ２０を接着されたたわみ機構１５
〜１１と一緒に、レンズセル１０がら毛外せばよい。た
わみアーム１１〜１３の夫々とレンズ２０との間のボン
ド部１８を溶解するためには、適当な溶剤を使用するこ
とができる。

今や、レンズ２０は損傷されることなく、前記形式で別
のレンズセルで組立てることができる。

実質的に同じ外周面２６を有する、前記形式で加工した
複数のレンズセル１０を同軸アセンブリに組立てること
ができる。これはこのような複数のレンズセル１０を、
それらの外周面１０が共通の虚の円筒状面を共有するよ
うな形式で積重ねることにより行うことができる。この
ようにして、このようなレンズセルのスタック内の全て
のレンズの光軸は同軸になる。レンズセル１０の上面２
８及び底面２４が回転軸線１９に対して垂直であること
を確認することにより、隣接したレンズセル１０内のレ
ンズ２０間のくさび状態（ｗｅｄｇｅ　ｃｏｎｄｉｔｉ
ｏｎ　）を排除又は改善することができる。積重ね及び
アライメントの後に、複数のレンズセルを一緒に接着し
てユニットアセンブリ（図示せず）ｔ−形成することが
できる。複数のレンズセルの積重ね、アライメント及び
接着は、特願昭６２−５５７２５号に記載の方法に類似
して実施することができる。

従って、大きな温度偏差に影響されず、相応する光学素
子又はレンズを傷付けることなく容易に加工することが
でき、かつ容易に解体することができるレンズマウント
を開示した。更に、このレンズマウントは極めて安定で
ありかつ高い共鳴周波数を有しかつ軸方向で剛性である
。

【図面の簡単な説明】

第１図はレンズを取付けた本発明によるレンズセルの横
断面図、第２図は第１図のレンズセルの平面図及び第３
図は第２図のたわみ機構の１実施例を示す平面図である
。 １０・・・レンズセル、１１，１２，１３・・・たわみ
アーム、１４・・・ねじ、１５，１６，１７・・・たわ
みアセンブリ、１８・・・ボンド部、１９・・・回転軸
線、２０・・・レンズ、２１・・・底面、２２・・・球
面（＠）、２３・・・底面、２６・・・外周面、２８・
・・上面 手続補正書（方式） 昭和６２年８　月２０日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の表面及び第２の表面を有するレンズと、上面
   、底面、外周面及び内周面を有するレンズセルとから成
   り、上記外周面が上記レンズセルの回転軸線と同心的で
   あり、上記上面及び底面が上記回転軸線に対して実質的
   に垂直であり、上記内周面から内向きにレンズ座が突出
   しており、上記レンズ座が上記レンズの第１の表面の曲
   率に合致する曲率半径を有し、上記レンズ座の回転対称
   軸線が上記レンズセルの回転軸線と合致し、上記レンズ
   の第１の表面が上記レンズ座と実質的に接触し、上記第
   ２の表面の光軸が上記レンズセルの回転軸線と実質的に
   合致し、かつ複数のたわみ機構が上記レンズを上記レン
   ズセルに対して保持することを特徴とするレンズマウン
   ト。 ２、前記たわみ機構がレンズセルに着脱自在に取付けら
   れている、特許請求の範囲第１項記載のレンズマウント
   。 ３、前記たわみ機構が前記レンズセルに取付けられたた
   わみアセンブリと、一方端部で前記たわみアセンブリに
   かつ他方端部で前記レンズに取付けられたたわみアーム
   とから成り、該たわみアームが上記たわみアセンブリに
   対して実質的に平行であり、かつそれから間隔を有して
   いる、特許請求の範囲第１項記載のレンズマウント。 ４、前記たわみアームが接着剤で前記レンズに取付けら
   れている、特許請求の範囲第３項記載のレンズマウント
   。 ５、前記たわみ機構が、前記レンズセルに取付けられた
   たわみアセンブリと、前記たわみアセンブリに対して両
   端部でかつ前記レンズに対して中央部で取付けられたた
   わみアームとから成り、該たわみアームが前記たわみア
   センブリに対して実質的に平行でありかつそれから間隔
   を有している、特許請求の範囲第２項記載のレンズマウ
   ント。 ６、前記たわみアームが前記レンズに接着剤で取付けら
   れている、特許請求の範囲第５項記載のレンズマウント
   。 ７、レンズをレンズマウントに取付ける方法において、
   上面、底面、外面、内周面、内周面、及び該内周面から
   半径方向内向きに突出したレンズ座を有するレンズセル
   を用意し、上記外周面を上記レンズセルの回転軸線と同
   心的に成形し、上記上面及び底面を上記レンズセルの回
   転軸線に対して垂直に成形し、第１の曲率半径及び第２
   の曲率半径を有す るレンズを用意し、上記レンズ座の表面を、上記レンズ
   の第１の表面に適合しかつレンズセルの回転軸線と合致
   した回転対称軸を有するように成形し、上記レンズの第
   １の表面を上記レンズ座と実質的に接触するよりに配置
   し、かつ上記レンズの第２の表面の光軸を上記セルの回
   転軸線とアライメントすることを特徴とする、レンズを
   レンズセルにマウントする方法。 ８、前記レンズを複数のたわみ機構によつて前記レンズ
   セルに取付ける、特許請求の範囲第６項記載の方法。