JPH03200111A

JPH03200111A - 組立レンズ

Info

Publication number: JPH03200111A
Application number: JP33810889A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ueno; 嘉之上野; Shigeo Kimura; 茂雄木村; Reiichi Kurumisawa; 礼一楜沢
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1991-09-02

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）（従来の技術）半導体デバイス用露光装置に用いられる投影レンズには
、極めて収差の小さいことが要求されるため、２０枚程
度の球面レンズで構成されたものが多く、レンズ球面の
精度としてλ／２０程度が要求されるとともに、各レン
ズの光軸からのずれであるチルト、シフト及びレンズ相
互の間隔の誤差を数μｍ以内におさえる高い組立て精度
が要求される。

従来複数のレンズを光軸を合致させるように組立てる方
法には、例えば第５図に示すように鏡筒３にレンズ球面
外周部を受ける段差３０を設け、これにレンズ１をリン
グ状押しねじ４で締め付ける方法がある。この方法では
、レンズ１の嵌込みが可能なように、レンズ外周円筒面
１ｃと鏡筒内面３４の間に隙間を持たせ、レンズ１自身
の両側の球面１ａ、１ｂによる案内効果即ち段差エツジ
３０ａと押しねじのエツジ４ａの間隔が最小になるよう
に固定される。しかしながら、鏡筒内径部の段差加工の
精度はあまり高く加工できないため、この方法において
は押しねじで強く締めるとレンズ球面１ａ、ｌｂと段差
エツジ３０ａと押しねじのエツジ４ａとの接触の不均一
のためレンズ１が歪み、締めか弱すぎるとレンズ球面１
ａ、ｌｂと段差エツジ３０ａと押しねじのエツジ４ａと
の摩擦のため正しい位置に位置決めされないという問題
がある。すなわち、上記方法は基本的に組立ての基準部
を加工精度の出しにくい鏡筒内部に設けているところか
ら生じる問題を有している。

また、第７図に示すような金枠付きレンズＡを第６図に
示すように鏡筒３の内面３４に密接嵌合してレンズを組
立てる方法もある。この場合、レンズ１は金枠５内に接
若剤５１で固定され、この状況で金枠５の外周円筒面２
２はレンズ１の光軸１００に関して真円に、端面２３．
２４は垂直になるようまたその外径が鏡筒３の内径より
極僅か小さくなるように追加工し、鏡筒３の内径に嵌合
させて組立てが行なわれ、隣接するレンズとの間隔は、
間隔環７１．７２により位置決めされる。

この方法では、鏡筒内面の円筒度（真円度及び真直度）
を極めて高精度に加工する必要があり、例えば鏡筒内周
専用加工機を用いた加工などが行なわれ、更に金枠外周
円筒面２２もレンズ光軸１００に対して真円であること
、外形寸法が鏡筒内径に対して極僅か小さいことが必要
であるため、１μｍオーダの極微小切込みの外周加工が
要求される。従って、この方法では嵌合い隙間が小さく
、高精度のものほど組立て作業に困難が伴うという問題
がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、高い組み立て精度で得られ、その組立
て作業が容易な組み立てレンズを提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行な
った結果、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、複数のレンズをその光軸が合致する
位置で鏡筒内に固定してなる組立レンズにおいて、複数
のレンズを間隔環を介して鏡筒内で積層し、上記複数の
レンズと間隔環の位置を鏡筒の外周面または外周面を加
工して設けられて鏡筒の円筒軸線に垂直な平面を基準面
として有する少なくとも三つのスペーサを用いて固定し
、前記複数のレンズと間隔環を鏡筒各端に締結された端
面板を用いて鏡筒軸方向に固定することにより複数のレ
ンズをその光軸が合致する位置でｍ筒内に固定されるこ
とを特徴とする組立レンズである。

（作用）本発明の組立レンズは、複数のレンズが間隔環を介して
積層され、この複数のレンズ及び間隔環が、鏡筒の外周
面または外周面を加工して設けられ、鏡筒の円筒軸線に
垂直な平面を基準面とじて有するスペーサにより位置決
めされるので、用いる鏡筒の外円筒部の円筒度（Ｒ円度
及び真直度）を高精度に加工することにより、高精度に
組立てられる。また、鏡筒の外円筒部の加工は、従来の
組立において行なわれていた鏡筒の内面加工より簡便に
行なうことができるため、本発明の組立レンズは容易に
組立てることができるものとなる。

（実施例）以下、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。

第１図は本発明の組立レンズの構造の一例を示す断面図
であり、これを次の手順で組立てた。

はじめに端面板３１の上に間隔環７１を置き、この上に
レンズ１１を置き、以下順次同様に間隔環７２、レンズ
１２と積み重ね間隔環７５まで積層し、次にこれらの外
側に鏡筒３をかぶせ、鏡筒３と端面板３１をねじ（図示
せず）によって締結した。その後、スペーサ４１（鏡筒
円周上の均等位置３箇所にある）によって間隔環７１を
その軸心が鏡筒３の組立ての基準である外円筒面の軸心
〕００と合致するように位置決め固定し、次いでレンズ
１１をスペーサ４２により同様に位置決め固定した。以
下同様にすべてのレンズ１１〜１４と間隔環７１〜７５
についてそれぞれのスペーサ４１〜４つによって位置決
めを行ない、最後に端面板３２を鏡筒３にねじ止めして
組立てを終了した。

本実施例において、間隔環７１へ・７５はそれぞれ所定
の高さの平行両端面を有し、レンズ球面に接するエツジ
側の円筒面と外円筒面とは高い同心度を持つように仕上
げられたものを用いた。また個々のレンズも外周部は光
軸１００を中心とする円筒面となるよう仕上げられたも
のを用いた。

なお本発明において、レンズとして第７図に示した金枠
付きレンズを用いることもでき、この場合には金枠外周
円筒面２２は光軸１００を中心とする円筒面として仕上
げられ、かつ両端面２３．２４は平行で光軸１００に垂
直な面となるように仕上げられているものが用いられる
。また、組立は、間隔環とは２３．２４の端面で接し、
スペーサとは金枠外周円筒面２２で接するようにして行
なわれる。

次に、レンズ１１〜１４、間隔環７１〜７５それぞれの
軸心と鏡筒３の基準外円筒面３０１の軸心とを合致させ
る位置決め固定法について第２図（第１図に示すＡ−Ａ
−断面）によって詳しく述べる。はじめに３つのスペー
サ４４の内の２ケを貫通孔３０３に挿入し、各々を突当
板４４１に当てた状態で突当板４４１をビス４４２で鏡
筒３の外周面を軸心に沿って加工して得た平面３０２に
密着させて固定する。このとき、スペーサ４４と貫通孔
３０３とはガタのない嵌合を用いることにより高精度の
組立てが可能となる。次いで３ケ目のスペーサ４４の入
るべき貫通孔３０３を通してレンズ１２を軽くスペーサ
４４のレンズ支持４４ａに押しつけ、この状態でスペー
サを挿入しない３つの貫通孔３０３を通してデプスマイ
クロメータで円筒面３０１を基準にしてレンズ１２の外
周円筒面１２ｃまでの距離を測った。このとき、３箇所
の距離が全て等しければレンズ軸心は鏡筒外円筒面軸心
と合致していることとなるので、第３のスペーサ４４を
挿入しレンズに押し当てた状態で反対側の先端４４ｂが
平面３０２と同一面になるようスペーサ長さを修正加工
したのちに突当板４４］をビス４４２で平１ｆｉｌｉ３
０２に密着させて固定した。一方、３箇所の貫通穴３０
３での距離のａｌｌｌｌ定結界なるときには、その測定
値をもとにレンズ］２の軸心のずれを算出し、これを補
正するように先に挿入した２個のスペーサ４４を修正加
工する。

第３図は本発明の別の実施例を示す図である。

本実施例はレンズ外周部に外周輪７０１〜７０４を挿入
して組立てたものであり、外周輪７０１〜７０４の斜視
図を第４図に示す。外周輪にはスペーサ４４用及びレン
ズ外周ｆｌＰＩ定用のデプスマイクロメータのスピンド
ル通過用の孔７０１１が６個穿っである。第３図の場合
、例えばレンズ１１は間隔環７］の上端面エツジ７１ａ
のみと接触し、間隔環７２の下端面エツジ７２ｂとの間
に僅かの隙間（１０μｍ以内）を保たせるように外周輪
７０１の高さを調整する。以下、レンズ１２，１３゜１
４についても同様、レンズ下面のみを下側間隔環の上端
面エツジ７２ａ、７３ａ、７４ａで支持されている。し
たがって支持点にはレンズの自重のみがかかるので積層
重量によるレンズの歪みは生じない。また、この場合に
はレンズ単独に調整できるので、レンズ外周円筒面１１
ｃ〜１４ｃが光軸１００に対して無視できない真円度誤
差をもっている場合の組立てにも適用できる。

以上の実施例に用いたレンズ以外の部品は、鏡筒３、間
隔環７１〜７５、端面板３１，３２、外周輪７０１〜７
０４、スペーサ４１〜４９である。

これらの加工精度は、’１ｌｔｔａ３については外円筒
面３０１の円筒度（真円度と真直度）と両端面の軸心１
００との直交度であって、円筒度は円筒研削によって、
直交度は平面研削又は平面ラッピングによって出すこと
ができる。間隔環７１〜７５の内外面の同心度は、精密
旋削または円筒研削と内面研削の組合わせで出すことが
できる。間隔環７１〜７５、外周輪、端面板の平行平面
は平面研削又は、平行平面ラッピングによって加工でき
る。

これらの精度はいずれも２〜３μｍ以内のところまで実
現できる。スペーサ４１〜４９の修正加工も１μｍのオ
ーダまで可能である。すなわち、本発明の構成部品は、
それらに必要とされる精度を特殊な加工方法、装置を用
いるこなく、汎用の加工法、加工装置で実現できる。

また、本発明の実施における組立て作業は、方法、手順
は明確であり、作業しにくいところや勘に頼るところも
なく、組立て後の総合性能試験の結果、再度ｊ＋Ｉｌ直
しを実施する場合にも、分解、再組立ては容易に行える
構造となっている。

（発明の効果）以上述べたように、本発明の組立レンズは通常の加工方
法によって所要の精度が得られる部品のみの構成と容易
な組立て作業とによって高精度にの組立てレンズを得る
ことができる。また、分解再組立ての繰り返しも容易で
再現性もあるので、組立てレンズの総合試験結果に基ず
く調整の対応する部品（例えばスペーサ）の修正加工を
行うことによって容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は本発明の組立レンズの実施例を示す
縦断面図である。第２図は本発明の組立レンズの実施例第１図Ａ−Ａ”断
面めを示す横断面図である。第４図は、第３図に示した実施例に用いた外周輪の斜視
図である。第５図及び第６図従来の組立てレンズの部品を示す断面
図である第７図は金枠付きレンズを示す断面図である。図中、１．１１〜１４・・・レンズｌａ、ｌｂ・・・レンズ球面１ｃ、１１ｃ〜１４ｃ・・・レンズ外周円筒面３・・・
鏡筒　　　　　　　４・・・リング状押しねじ４ａ・・
・押しねじのエツジ５・・・金枠　　　　　　　２２・・・金枠外周円筒面
２３．２４・・・金枠端面３０・・・鏡筒内面の段差　３０ａ・・・段差エツジ３
１．３２・・・端面板　　３４・・・鏡筒内面４１〜４
９・・・スペーサ４１ａ〜４９ａ・・・スペーサの先端４１ｂ〜４９ｂ・・・スペーサの後端５１・・・接着　　　　　７１〜７５・・・間隔環７１
ａ〜７５ａ・・・ｍ１隔環の上端面エツジ７１ｂ〜７５
ｂ・・・間隔環の下端面エツジ１００・・・光軸　　　
　３０１・・・鏡筒外円筒面３０２・・・ｖＬ筒の平面
　３０３・・・鏡筒貫通穴４４１・・・突当板　　　４
４２・・・ビス７０１〜７０４・・・外周輪を各々示す。図面のｆＰ書く内容に変更なし）第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のレンズをその光軸が合致する位置で鏡筒内
に固定してなる組立レンズにおいて、複数のレンズを間
隔環を介して鏡筒内で積層し、上記複数のレンズと間隔
環の位置を鏡筒の外周面または外周面を加工して設けら
れて鏡筒の円筒軸線に垂直な平面を基準面として有する
少なくとも三つのスペーサを用いて固定し、前記複数の
レンズと間隔環を鏡筒各端に締結された端面板を用いて
鏡筒軸方向に固定することにより複数のレンズをその光
軸が合致する位置で鏡筒内に固定されることを特徴とす
る組立レンズ。