JPH0442208A - テレセントリック投影レンズ - Google Patents

テレセントリック投影レンズ

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JPH0442208A
JPH0442208A JP15124090A JP15124090A JPH0442208A JP H0442208 A JPH0442208 A JP H0442208A JP 15124090 A JP15124090 A JP 15124090A JP 15124090 A JP15124090 A JP 15124090A JP H0442208 A JPH0442208 A JP H0442208A
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JP
Japan
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lens
lens system
object side
line
groups
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Application number
JP15124090A
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English (en)
Inventor
Naohisa Hayashi
尚久 林
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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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) この発明は、微細パターンを露光面に焼き付ける工程に
おける使用に適したテレセントリック投影レンズ、特に
2波長に対して収差が良好に補正された投影レンズに関
する。
(従来の技術とその課題) この種のレンズとしては、例えばステッパー用の投影レ
ンズが挙げられる。ここで、ステッパーとは、フォトマ
スク上に形成された微細パターンをフォトレジストが塗
布された基板上に焼付ける装置であり、このステッパー
では水銀ランプの輝線(g線、h線、i線)が光源とし
て用いられている。これは、フォトレジストの感光波長
帯が紫外域であることに起因するものである。また、フ
ォトレジストへの微細パターンの焼付けに際しては、ス
テッパーに対して高解像力が望まれる。そこで、ステッ
パー用の投影レンズは、通常単一波長(例えばg線)に
対してのみ収差補正が行われている。
しかしながら、露光時間を短縮して作業能率を高める点
では、焼付は時に使用する波長の種類を増やすことが好
ましい。すなわち、例えばg線のみで焼(=Iけを行う
よりも、g、h線で焼付けを行う方がより効率的である
。しかも、定在波を防止してフォトレジストの深さ方向
における感光度合いを均一にする観点からも、従来より
周知のように、複数波長の光を利用することが望ましい
また、投影レンズとフォトレジストを塗布した基板との
距離が多少ずれたとしても、像の寸法がほぼ一定に保た
れるように、投影レンズは像側かテレセントリックとな
るように設計されていることが多い。たたし、物体側に
ついては、従来テレセントリックとされていないのが普
通である。というのも、物体側および像側の両方をテレ
セントリックとした場合には、物体距離および像距離を
変更したとしても、結像倍率を変化させることができず
、結像倍率は投影レンズのレンズ構成によって決定され
てしまう。そのため、レンズ加工において誤差が生じる
と、投影レンズの倍率が設計値と異なってしまう。また
、このようなレンズでは、倍率修正に関して適当な方法
が提案されておらず、倍率変化の修正が困難である。こ
のような事情に鑑みて、従来の投影レンズは像側のみテ
レセントリックとなっている。
しかしながら、上記のように像側のみをテレセントリッ
クとする場合、レンズの対称性を保ったままで、投影レ
ンズを設計することができなくなる。このことは、歪曲
収差をはじめとする諸収差を補正する上では、不利な条
件となる。つまり、対称なレンズの諸収差を補正するこ
とは比較的容易であるが、非対称なレンズでは、収差補
正が対称なレンズに比べて困難である。
(発明の目的) この発明は、上記課題を解決するためになされたもので
、歪曲収差をはじめとする諸収差を容易に補正すること
ができる対称型のテレセントリック投影レンズでありな
がら、レンズ加工の誤差にともなう倍率変化を容易に修
正することができる投影レンズを、提供することを目的
とする。
(目的を達成するための手段) この発明は、完全対称に配列された7群構成の投影レン
ズであって、上記目的を達成するために、物体側から像
側に順次配置された第1−ないし第3レンズ群からなる
前側レンズ系と、前記前側レンズ系の像側に配置され、
光軸方向に移動可能な第4レンズ系と、前記第4レンズ
系の像側に順次配置された第5ないし第7レンズ群から
なる後側レンズ系とを備え、さらに前記前側レンズ系の
後側焦点と前記後側レンズ系の前側焦点とを前記第4レ
ンズ系の近傍位置でほぼ一致させている。
請求項2の発明は、上記目的をより良好に達成するため
に、前記第1および第7レンズ群をそれぞれ単レンズに
よって構成し、前記第2.3.56レンズ群をそれぞれ
2枚の単レンズを貼り合わせたものとし、前記第4レン
ズ群を3枚の11ルンズを貼り合わせたものとし、しか
も、物体側から数えて1番目(1−1〜20)のレンズ
面の曲率半径をr3、物体側から数えて1番目(i−1
〜19)のレンズ面と(i+1)番目のレンズ面との光
軸上のレンズ面間距離をd9、物体側から数えてj番目
(j−1〜13)のレンズのg線、h線に対する屈折率
をそれぞれn  、、  n  、とするとgJ   
hJ き、これらが、 (以下余白) r l−255−7[15 rz−−290,468 rs =84.119 r 4 =−235,8B2 r 5−826−718 r e−158,435 r7==129.040 rg ”” 42.183 rs−81,152 r、o= −69,754 r 、、 = 69.754 r、2= −81,+52 r、3−−42.183 r 、4−−29.040 rl5−153.435 r 、6=−826,718 r、7= 285.862 r、8= −84,119 r、9= 290.468 r 2o=−255,785 d、 = 8.829 62=44.736 d3=10.924 d4= 8.946 d5=29.767 d6= 2.712 67−1.288 d8−35.536 d9−9.000 d 、o=18.000 dl、= 9.000 d、2=35.536 d、3= 7.2[18 d、4= 2.712 d ■5−29.787 6te= 3.946 d、7=10.924 d 、8−44.736 d19= 8.829 ngt ”’ I・75176 ng2″″1・70971 n g3−1・135742 0g4=1.63107 n g5=1−66381 nge =t、es3te ng7=1・63107 ng8”’ 1・63316 n g9″″1・8L181 ngto −t、eatoy ng11=1.[15742 0g12 =1・70971 ngta =1.75176 n、、■= 1.75827 nh2= 1.7+5[15 nh3= 1.68433 nh4”” 1.68776 nh5= 1.86951 nh6= 1.63778 nh7−1.63776 nh8= 1.63778 nh9−1..136951 nhio =1.68778 nhl、 ””1.88433 nhl2−1.71565 nhl3−1.75827 を満足するようにしている。
また、請求項3の発明は、上記目的をより良好に達成す
るために、各レンズ群を前記請求項2の発明と同様に構
成するとともに、物体側から数えてi番目(i=1〜2
0)のレンズ面の曲率半径をri、物体側から数えてi
番目(i−1〜19)のレンズ面と(i+1)番目のレ
ンズ面との光軸上のレンズ面間距離をdl、物体側から
数えてj番目(j−1〜13)のレンズのg線、h線に
対する屈折率をそれぞれn  、、  n  、とする
とき、こgJ   hJ れらが、 (以下余白) r L =294.980 rz =288.1.17 ra ”” 81.491 r 4−−272−084 rs−288,262 re−157,49:1 r7=33.615 re、 =42.769 rta =84.133 r、o= −65,6B1 r u= 65.fi61 r、2=−84,133 ’IS悶−42,7[19 r、4−−83.615 r15= 157.493 ’16子−288.262 r、7= 272.084 r、8= −81,491 r、9= 288.117 r 、、o=−294,98O d、 = 8.20B d2=84.302 d3−9.422 64= 4.520 65=31.512 1= 1..300 d7= 2.250 d8=34.956 d9= 9.500 d 、o=19.000 611= 9.500 6.2=44.956 d、3= 2.250 d14= IJOO d 15−31.512 d、6= 4.52n d、7= 9.422 d 、8=64.302 d、9= 8.206 n gl =1−75176 n g2−1・70971 0g3−1・85742 0g4=1・631O7 ng5=t、eeagt nge =1・65811 n g7−1・68107 1g8=1・65[111 ng9−t、eesst ”gto =1.88107 ’g11″″1・65742 0g12−1.70971 0g18″″1・7517B nhl= 1.75827 n、、2−1.715[!5 nh3−1.8B438 ”h4 = 1.113778 nh5= 1.66951 ’he = 1.66+04 nh7= 1.88778 n、、8= 1.8B+04 nh9−1.66951 nhlo=1.63776 nh、、 −1,68433 nh、2=1.71565 nh13=1.75827 を満足するようにしている。
(作用) この発明によれば、投影レンズは完全対称となっている
。そのため、歪曲収差1倍率色収差およびメリディオナ
ルコマ収差はゼロとなり、またそれ以外の諸収差も小さ
くすることができる。しかも、第4レンズ群は光軸方向
に移動可能であるため、レンズ加工の誤差による倍率変
化に応じて前記第4レンズ群が光軸方向に移動されて、
その倍率変化が修正される。
(実施例) 第1図は、この発明にかかるテレセントリック投影レン
ズの第1実施例を示す図である。この投影レンズは完全
対称に配列された7群13枚構成である。この投影レン
ズでは、第1図にその構成を示すように、物体側(第1
図左方)から像側(第1図右方)へ、第1ないし第13
レンズ11゜21.22,31,32,41,42,4
3,51.52,61.62.71がこの順序で配列さ
れている。
同図に示すように、第ルンズ11によって第ルンス群1
0が構成されている。また、第2゜第3レンズ21.2
2が貼り合わされて第2レンズ群20が構成されている
。さらに、第4.第5レンズ31..32か貼り合わさ
れて第3レンズ群30が構成されている。こうして、構
成された第1ないし第3レンズ群10,20.30から
前側レンズ系LPか形成されている。
また、第6ないし第8レンズ41,42.43か貼り合
わされて第4レンズ1140が構成されている。なお、
この第4レンズ群40は、光軸Z方向に移動可能となる
ように構成されている。
サラに、第9.第10レンズ51.52が貼り合わされ
て第5レンズ群50が構成されている。
また、第11.第12レンズ61..62が貼り合わさ
れて第6レンズ群60が構成されている。さらに、第1
3レンズ71によって第7レンズ群70が構成されてい
る。こうして、構成された第5ないし第7レンズ群50
,60.70から後側レンズ系LRが形成されている。
なお、この投影レンズては、前側レンズ系L■。
の後側焦点と後側レンズ系LRの前側焦点とが第4レン
ズ系40の近傍位置てほぼ一致しており、物体側および
像側てテレセントリ・ツクとなっている。
第1表は上記のように構成された投影レンズのレンズデ
ータを示すものである。
(以下余白) ] 5 r、 = 255.765 r2−290−488 r3−84.119 r4″″−235・862 r5= 326.7+8 re、 −−153,435 r−t =29.040 rg ”” 42.183 rq = 81.152 r、o= −69,754 r、1= 69.754 r、2= −8+、152 r13= −42,183 r ■4= −29,040 ’15=153−435 r 、6=−328,718 r、7= 235.8B2 r、8= −84,119 r、9= 290.468 r 2o−255,785 弔 d、 = 8.829 d2=44.736 63=I0.924 d4= 3.946 d5=29.767 d6= 2.712 d7= 7.268 d8=35.536 69= 9.000 d、o=18.0OO d、、= 9.000 6.2=35.538 d、3= 7.268 6.4−2.712 6.5=29.787 d、6−3.946 d17=10.924 d 18=44.73[i d、9= 8.829 表 ng+−L7517fj n g2 =1−70971 n g3−165742 ng4= 1.63107 n g5−1・6B:181 n g6″″1・83316 n g7−163’ 07 n gs−1−63318 ngq =1.66381 ng、o−1,63107 ngll=1.85742 ng、、、 −1,70971 ng、3=1.75176 n11. = 1.75827 nh、、 = 1.715B5 n、8= 1..86483 nh4= 1.B5778 n 1,5 =−] 、B66951 nhe −1,68778 nh7−1.83776 nh8= 1.88778 n、19= 1.8695I n、、■o=1.63776 n、4.l=1.864.33 nh、2−i、、71565 nh、3=1.75827 同表において、r、は物体側から数えてi番目(i=1
〜20)のレンズ面の曲率半径を、d。
は物体側から数えて1番目(i−1〜1つ)のレンズ面
と(i+1)番[1のレンズ面との光軸Z上のレンズ面
間距離を、n  、、  n  は物体側から数gj 
  bj えて5番目(j−1〜13)のレンズのg線、h線に対
する屈折率をそれぞれ示している。
なお、上記のように構成されたテレセントリック投影レ
ンズの開口数(NA)は0.053であり、結像倍率は
(−1,0)倍であり、画面サイズは71.0である。
第2図および第3図は、上記のように構成された投影レ
ンズの球面収差および非点収差をそれぞれ示す図である
。なお、第2図(および後で説明する第7図)において
、実線gおよび破線りはそれぞれg線、h線に対する球
面収差を示している。
また、第3図(および後で説明する第8図)において、
実線g (S) 、 h (S)はそれぞれg線、h線
についてのサジタル像面を、また破線g(M)、h(M
)はそれぞれg線、h線についてのメリディオ] 8 ナル像面を示している。
第4図、第5図はそれぞれメリディオナル像面。
サジタル像面のコマ収差を示す図である。両図において
、実線gおよび破線りはそれぞれg線、h線に対する結
果を示している。
第2図ないし第5図かられかるように、この実施例によ
れば、g線、h線の2波長において良好な解像力が全画
面にわたって得られる。また、第4レンズ群40が光軸
Z方向に移動可能となるように構成されているので、レ
ンズ加工の誤差等によって倍率が変化したとしても、第
4レンズ群40の、光軸方向への移動によって倍率変化
を容易に修正することができる。その上、上記投影レン
ズは完全な対称系であるため、歪曲収差1倍率色収差お
よびメリディオナルコマ収差をゼロにすることができ、
さらにその他の諸収差も比較的容易に補正することがで
きる。
次に、その他の実施例について説明する。
その他の実施例としては、第6図に示すように、上記投
影レンズと同一のレンズ構成で、しかも曲率半径r、、
レンズ面間距離d1、屈折率n  ll+1     
             1           
gJn hjが以下の数値を満足するものがある。
(以下余白) r r =294−96O r 2−−288.117 ra ”” 81.491 r 4−2’12.0g4 rr、 =288.282 re−157,498 r7=83.fi15 rs ”” 42.769 rta−84,133 r、ロー −65,681 r I、= 65.661 r、2−−84.B13 r13= −42,769 r14= −33,[115 r、5−157.493 r I6−−288.282 r17−272.084 r、8−−81.491 r +9 =288−117 r 、、o=−294,960 dl−8゜206 d2−84.302 d3= 9.422 d4−4.520 65=81.512 1= 1.300 d7= 2.250 d8−34.958 d9= 9.500 d 、ロー19.000 d、、−9,500 d 、、、−84,958 d、3−2.250 d14= 1.300 d15子31.512 d、8−4゜520 d、7= 9.422 d 、8=64.302 d、9−8.206 第 表 n gl=1−75176 n g2−1 ・7097’ 0g3″″l・65742 ng4=1・[13107 n g5″′l ・66381 n ge−1−65611 ngy ”” 1−83107 n gg ′″″1−65811 ng9雪t、eeast nglO−1,83107 ng、■−1.li5742 ng、2””1.70971 ng13−1.75178 nh1= 1.75827 nh2−1.71565 nh3−1.884Ll nh4= 1.B5778 nh5−1.136951 nh6−1.66104 n、7” 1.68778 nh8−1.[1B104 nh9−1.ee95t nh、o=1.L1776 nh、、 −1,13fi438 nhI2−1.71585 n、13筺1.75827 なお、上記のように構成されたテレセントリック投影レ
ンズの開口数(NA)は0.053であり、結像倍率は
(−1,0)倍であり、画面サイズは71.0である。
第7図および第8図は、第6図に示す投影レンズの球面
収差および非点収差をそれぞれ示す図である。また、第
9図、第10図はそれぞれメリディオナル像面、サジタ
ル像面のコマ収差を示す図である。
第7図ないし第10図がらゎがるように、この実施例に
よっても、g線、h線の2波長において良好な解像力が
全画面にわたって得られる。また、この実施例は、先に
説明した第1実施例と同様な構成を採用するため、第1
実施例と同様の効果を奏することは言うまでもない。
なお、上記実施例では、g線、h線の2波長について説
明したが、これに限定されるものではなく、この発明に
したがって投影レンズを設計することによって任意の2
波長について上記と同様の効果を得ることができる。
(発明の効果) 以上のように、この発明によれば、投影レンズを完全対
称としているため、歪曲収差1倍率色収差およびメリデ
ィオナルコマ収差はゼロとなり、またそれ以外の諸収差
も小さくすることができる。
しかも、第4レンズ群を光軸方向に移動可能としている
ので、レンズ加工の誤差による倍率変化に応じて前記第
4レンズ群を光軸方向に移動させて、その倍率変化を修
正することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明にかかるテレセントリック投影レンズ
の第1実施例を示す図であり、第2図および第3図はそ
れぞれその投影レンズの球面収差および非点収差をそれ
ぞれ示す図であり、 第4図および第5図はそれぞれメリディオナル像面、ザ
ジタル像面のコマ収差を示す図であり、第6図はこの発
明にかかるテレセントリック投影レンズの第2実施例を
示す図であり、第7図および第8図はそれぞれその投影
レンズの球面収差および非点収差をそれぞれ示す図であ
り、 第9図および第10図はそれぞれメリディオナル像面、
サジタル像面のコマ収差を示す図である。 ]0・・・第ルンズ群、 20・・第2レンズ群、30
・・第3レンズ群、 40・・・第4レンズ群、50・
・・第5レンズ群、 60・・・第6レンズ群、70・
・・第7レンズ群、 L、・・・前側レンズ系、LR・
・・後側レンズ系、  Z ・・・光輔代理人 弁理士
 吉111.1茂明

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)完全対称に配列された7群構成の投影レンズであ
    って、 物体側から像側に順次配置された第1ないし第3レンズ
    群からなる前側レンズ系と、 前記前側レンズ系の像側に配置され、光軸方向に移動可
    能な第4レンズ系と、 前記第4レンズ系の像側に順次配置された第5ないし第
    7レンズ群からなる後側レンズ系とを備え、 前記前側レンズ系の後側焦点と前記後側レンズ系の前側
    焦点とが前記第4レンズ系の近傍位置でほぼ一致するこ
    とを特徴とするテレセントリック投影レンズ。
  2. (2)前記第1および第7レンズ群はそれぞれ単レンズ
    からなり、前記第2、3、5、6レンズ群はそれぞれ2
    枚の単レンズを貼り合わせたものであり、前記第4レン
    ズ群は3枚の単レンズを貼り合わせたものであり、 しかも、物体側から数えてi番目(i=1〜20)のレ
    ンズ面の曲率半径をr_i、物体側から数えてi番目(
    i=1〜19)のレンズ面と(i+1)番目のレンズ面
    との光軸上のレンズ面間距離をd_i、物体側から数え
    てj番目(j=1〜13)のレンズのg線、h線に対す
    る屈折率をそれぞれn_g_j、n_h_jとするとき
    、これらが、r_1=255.765d_1=8.82
    9n_g_1=1.75176n_h_1=1.758
    27r_2=−290.468d_2=44.736r
    _3=84.119d_3=10.924n_g_2=
    1.70971n_h_2=1.71565r_4=−
    235.862d_4=3.946n_g_3=1.6
    5742n_h_3=1.66433r_5=326.
    718d_5=29.767r_6=−153.435
    d_6=2.712n_g_4=1.63107n_h
    _4=1.63776r_7=29.040d_7=7
    .268n_g_5=1.66381n_h_5=1.
    66951r_8=42.183d_8=35.536
    r_9=81.152d_9=9.000n_g_6=
    1.63316n_h_6=1.63778r_10=
    −69.754d_1_0=18.000n_g_7=
    1.63107n_h_7=1.63776r_1_1
    =69.754d_1_1=9.000n_g_8=1
    .63316n_h_8=1.63778r_1_2=
    −81.152d_1_2=35.536r_1_3=
    −42.183d_1_3=7.268n_g_9=1
    .66381n_h_8=1.66951r_1_4=
    −29.040d_1_4=2.712n_g_1_0
    =1.63107n_h_1_0=1.63776r_
    1_5=153.435d_1_5=29.767r_
    1_8=−326.718d_1_6=3.946n_
    g_1_1=1.65742n_h_1_1=1.66
    433r_1_7=235.862d_1_7=10.
    924n_g_1_2=1.70971n_h_1_2
    =1.71565r_1_8=−84.119d_1_
    8=44.736r_1_9=290.468d_1_
    9=8.829n_g_1_3=1.75176n_h
    _1_3=1.75827r_2_0=−255.76
    5 を満足する請求項1記載のテレセントリック投影レンズ
  3. (3)前記第1および第7レンズ群はそれぞれ単レンズ
    からなり、前記第2、3、5、6レンズ群はそれぞれ2
    枚の単レンズを貼り合わせたものであり、前記第4レン
    ズ群は3枚の単レンズを貼り合わせたものであり、 しかも、物体側から数えてi番目(i=1〜20)のレ
    ンズ面の曲率半径をr_i、物体側から数えてi番目(
    i=1〜19)のレンズ面と(i+1)番目のレンズ面
    との光軸上のレンズ面間距離をd_i、物体側から数え
    てj番目(j=1〜13)のレンズのg線、れ線に対す
    る屈折率をそれぞれn_g_j、n_h_jとするとき
    、これらが、r_1=294.960d_1=8.20
    6n_g_1=1.75176n_h_1=1.758
    27r_2=−288.117d_2=64.302r
    _3=81.491d_3=9.422n_g_2=1
    .70971n_h_2=1.71565r_4=−2
    72.084d_4=4.520n_g_3=1.65
    742n_h_3=1.66433r_5=288.2
    62d_5=31.512r_6=−157.493d
    _6=1.300n_g_4=1.63107n_h_
    4=1.63776r_7=33.615d_7=2.
    250n_g_5=1.66381n_h_5=1.6
    6951r_8=42.769d_8=34.956r
    _9=84.133d_9=9.500n_g_6=1
    .65611n_h_6=1.66104r_1_0=
    −65.661d_1_0=19.000n_g_7=
    1.63107n_h_7=1.63776r_1_1
    =65.661d_1_1=9.500n_g_8=1
    .65611n_h_8=1.66104r_1_2=
    −84.133d_1_2=34.956r_1_3=
    −42.769d_1_3=2.250n_g_9=1
    .66381n_h_8=1.66951r_1_4=
    −33.615d_1_4=1.300n_g_1_0
    =1.63107n_h_1_0=1.63776r_
    1_5=157.493d_1_5=31.512r_
    1_6=−288.262d_1_6=4.520n_
    g_1_1=1.65742n_h_1_1=1.66
    433r_1_7=272.084d_1_7=9.4
    22n_g_1_2=1.70971n_h_1_2=
    1.71565r_1_8=−81.491d_1_8
    =64.302r_1_9=288.117d_1_9
    =8.206n_g_1_3=1.75176n_h_
    1_3=1.75827r_2_0=−294.960 を満足する請求項1記載のテレセントリック投影レンズ
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