JPH08179201A - 紫外線用レンズ - Google Patents
紫外線用レンズInfo
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- JPH08179201A JPH08179201A JP32103494A JP32103494A JPH08179201A JP H08179201 A JPH08179201 A JP H08179201A JP 32103494 A JP32103494 A JP 32103494A JP 32103494 A JP32103494 A JP 32103494A JP H08179201 A JPH08179201 A JP H08179201A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 明るく、良好に収差補正され、像面湾曲が少
ない回折限界の性能を持つ紫外線用レンズ 【構成】 波長が３５０ｎｍ以下の紫外線用レンズであ
って、光束入射側から順に、負の第１レンズ群と、正の
第２レンズ群と、１枚以上の負レンズを持つ全体として
正のパワーの第３レンズ群とから構成され、下記の条件
式（１）、（２）、（３）を満足する紫外線用レンズ。 （１）１．０＜ｄ４／ｆ （２）６．０＜ｄ２／ｆ＜２０．０ （３）−６．０＜ｆ２／ｆ１＜−３．３ 但し、 ｆ；全系の焦点距離、 ｄ４；第２レンズ群と第３レンズ群の間隔、 ｄ２；第１レンズ群と第２レンズ群の間隔、 ｆ１；第１レンズ群の焦点距離、 ｆ２；第２レンズ群の焦点距離。
ない回折限界の性能を持つ紫外線用レンズ 【構成】 波長が３５０ｎｍ以下の紫外線用レンズであ
って、光束入射側から順に、負の第１レンズ群と、正の
第２レンズ群と、１枚以上の負レンズを持つ全体として
正のパワーの第３レンズ群とから構成され、下記の条件
式（１）、（２）、（３）を満足する紫外線用レンズ。 （１）１．０＜ｄ４／ｆ （２）６．０＜ｄ２／ｆ＜２０．０ （３）−６．０＜ｆ２／ｆ１＜−３．３ 但し、 ｆ；全系の焦点距離、 ｄ４；第２レンズ群と第３レンズ群の間隔、 ｄ２；第１レンズ群と第２レンズ群の間隔、 ｆ１；第１レンズ群の焦点距離、 ｆ２；第２レンズ群の焦点距離。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、紫外線を光源とするレンズに関
し、特に波長３５０nm以下の紫外線用に適した結像レン
ズに関する。
し、特に波長３５０nm以下の紫外線用に適した結像レン
ズに関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】光リソグラフィーのよう
な微細パターンを形成するためのレンズ、例えば、Ｉ
Ｃ、ＬＳＩ等の集積回路の微細パターンを縮小投影する
レンズでは、解像できる最小点像の大きさが波長に比例
するために、短波長の光源を使って結像光学系を作るこ
とが望まれている。紫外線を用いた結像光学系は、本来
回折限界の像形成を目的としているために、光学系の残
存収差量は、波長に比例して少なくならなければならな
い。
な微細パターンを形成するためのレンズ、例えば、Ｉ
Ｃ、ＬＳＩ等の集積回路の微細パターンを縮小投影する
レンズでは、解像できる最小点像の大きさが波長に比例
するために、短波長の光源を使って結像光学系を作るこ
とが望まれている。紫外線を用いた結像光学系は、本来
回折限界の像形成を目的としているために、光学系の残
存収差量は、波長に比例して少なくならなければならな
い。
【０００３】収差のうち、特に像面湾曲を抑えるために
は、ペッツバール和を可及的にゼロにすることが不可欠
である。ペッツバール和Ｐは、レンズの各面のパワーを
φ、屈折率をｎとして、Ｐ＝Σφ／ｎの関係があり、こ
のため、可視光のレンズの設計では、各種の屈折率の硝
材を組み合わせて像面湾曲を補正している。しかし、紫
外線用レンズでは、使用できる材料が事実上石英ガラス
に限られるため、異なる屈折率のレンズを組み合わせて
ペッツバール和を小さくするという可視光用のレンズ設
計の手法を適用することはできない。すなわち、光学ガ
ラスには、紫外域に入ると透過率が急激に低下する性質
があり、さらに高屈折率の硝材程、透過率が低くなる傾
向がある。そして３００ｎｍ前後より短波長では、使用
できる材料は石英ガラス（ＳｉＯ2 ）と蛍石（ＣａＦ
2 ）に限られてしまう。蛍石は柔らかく加工しにくいた
め、実用的には、石英のみが有効に利用できる光学材料
である。
は、ペッツバール和を可及的にゼロにすることが不可欠
である。ペッツバール和Ｐは、レンズの各面のパワーを
φ、屈折率をｎとして、Ｐ＝Σφ／ｎの関係があり、こ
のため、可視光のレンズの設計では、各種の屈折率の硝
材を組み合わせて像面湾曲を補正している。しかし、紫
外線用レンズでは、使用できる材料が事実上石英ガラス
に限られるため、異なる屈折率のレンズを組み合わせて
ペッツバール和を小さくするという可視光用のレンズ設
計の手法を適用することはできない。すなわち、光学ガ
ラスには、紫外域に入ると透過率が急激に低下する性質
があり、さらに高屈折率の硝材程、透過率が低くなる傾
向がある。そして３００ｎｍ前後より短波長では、使用
できる材料は石英ガラス（ＳｉＯ2 ）と蛍石（ＣａＦ
2 ）に限られてしまう。蛍石は柔らかく加工しにくいた
め、実用的には、石英のみが有効に利用できる光学材料
である。
【０００４】紫外線用レンズは、このように使用可能材
料が実質的に石英に限られることから、通常の屈折率の
異なる材料を組み合わせることによる収差補正ができ
ず、ペッツバール和や球面収差をを小さくすることが基
本的に困難である。
料が実質的に石英に限られることから、通常の屈折率の
異なる材料を組み合わせることによる収差補正ができ
ず、ペッツバール和や球面収差をを小さくすることが基
本的に困難である。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、このように使用可能材料が実
質的に石英に限られる紫外線用レンズにおいて、明る
く、良好に収差補正され、像面湾曲が少ない回折限界の
性能を持つレンズを得ることを目的とする。
質的に石英に限られる紫外線用レンズにおいて、明る
く、良好に収差補正され、像面湾曲が少ない回折限界の
性能を持つレンズを得ることを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】本発明の紫外線用レンズは、波長が３５
０ｎｍ以下の光束に用いる紫外線用レンズであって、光
束入射側から順に、負の第１レンズ群と、正の第２レン
ズ群と、１枚以上の負レンズを持つ全体として正のパワ
ーの第３レンズ群とから構成され、次の条件式（１）、
（２）、（３）を満足することを特徴としている。 （１）１．０＜ｄ４／ｆ （２）６．０＜ｄ２／ｆ＜２０．０ （３）−６．０＜ｆ２／ｆ１＜−３．３ 但し、 ｆ；全系の焦点距離、 ｄ４；第２レンズ群と第３レンズ群の間隔、 ｄ２；第１レンズ群と第２レンズ群の間隔、 ｆ１；第１レンズ群の焦点距離、 ｆ２；第２レンズ群の焦点距離、 である。
０ｎｍ以下の光束に用いる紫外線用レンズであって、光
束入射側から順に、負の第１レンズ群と、正の第２レン
ズ群と、１枚以上の負レンズを持つ全体として正のパワ
ーの第３レンズ群とから構成され、次の条件式（１）、
（２）、（３）を満足することを特徴としている。 （１）１．０＜ｄ４／ｆ （２）６．０＜ｄ２／ｆ＜２０．０ （３）−６．０＜ｆ２／ｆ１＜−３．３ 但し、 ｆ；全系の焦点距離、 ｄ４；第２レンズ群と第３レンズ群の間隔、 ｄ２；第１レンズ群と第２レンズ群の間隔、 ｆ１；第１レンズ群の焦点距離、 ｆ２；第２レンズ群の焦点距離、 である。
【０００７】第１レンズ群と第２レンズ群は具体的には
それぞれ、負の単レンズと正の単レンズから構成するこ
とができる。第３レンズ群は、光束入射側から順に、正
レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズ、及び正レンズ
から構成し、または正レンズ、正レンズ、負レンズ、正
レンズ、及び正レンズから構成することが好ましい。第
１レンズ群と第２レンズ群は、コマ収差を補正するた
め、その機械鏡筒機構に、両者の組立時の間隔を調整す
る間隔調整機構を備えることが好ましい。
それぞれ、負の単レンズと正の単レンズから構成するこ
とができる。第３レンズ群は、光束入射側から順に、正
レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズ、及び正レンズ
から構成し、または正レンズ、正レンズ、負レンズ、正
レンズ、及び正レンズから構成することが好ましい。第
１レンズ群と第２レンズ群は、コマ収差を補正するた
め、その機械鏡筒機構に、両者の組立時の間隔を調整す
る間隔調整機構を備えることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施例】以下図示実施例について本発明を説明
する。本発明の紫外線用レンズは、光束入射側から順
に、負の第１レンズ群と、正の第２レンズ群と、１枚以
上の負レンズを持つ全体として正のパワーの第３レンズ
群とから構成されている。その理由は次の通りである。
低い屈折率（ｎ）の材質でレンズを作る場合、上述のペ
ッツバール和の式Ｐ＝Σφ／ｎから、Ｐは大きな値を取
りやすく、像面がアンダーに湾曲する。紫外線用レンズ
では、屈折率が選択できず１つの値に決まるため、Ｐを
小さくするには、負レンズのパワーを大きくし、正レン
ズのパワーとの差を小さくする必要がある。レンズのト
ータルのパワーφは、レンズ第１面に入射高さｈ１＝１
で入射する近軸マージナル光線の第ｉ面への入射高さを
ｈi 、第ｉ面のパワーをφi として、 φ＝Σｈi φi で与えられる。よって、負のパワーの強いレンズを用い
ても、トータルのパワーを保つためには、負レンズはｈ
の低い位置に存在することが好ましい。一方、レンズは
一般的に最終レンズと結像面との間隔が大きい程、つま
り、バックフォーカスが大きい程、装置としては使いや
すい。すなわち、いわゆるレトロフォーカスタイプが好
ましい。
する。本発明の紫外線用レンズは、光束入射側から順
に、負の第１レンズ群と、正の第２レンズ群と、１枚以
上の負レンズを持つ全体として正のパワーの第３レンズ
群とから構成されている。その理由は次の通りである。
低い屈折率（ｎ）の材質でレンズを作る場合、上述のペ
ッツバール和の式Ｐ＝Σφ／ｎから、Ｐは大きな値を取
りやすく、像面がアンダーに湾曲する。紫外線用レンズ
では、屈折率が選択できず１つの値に決まるため、Ｐを
小さくするには、負レンズのパワーを大きくし、正レン
ズのパワーとの差を小さくする必要がある。レンズのト
ータルのパワーφは、レンズ第１面に入射高さｈ１＝１
で入射する近軸マージナル光線の第ｉ面への入射高さを
ｈi 、第ｉ面のパワーをφi として、 φ＝Σｈi φi で与えられる。よって、負のパワーの強いレンズを用い
ても、トータルのパワーを保つためには、負レンズはｈ
の低い位置に存在することが好ましい。一方、レンズは
一般的に最終レンズと結像面との間隔が大きい程、つま
り、バックフォーカスが大きい程、装置としては使いや
すい。すなわち、いわゆるレトロフォーカスタイプが好
ましい。
【０００９】本発明は、以上の事情を考慮して、負の第
１レンズ群で入射平行光束を発散させ、正の第２レンズ
群でほぼ平行光に戻し、正の第３レンズ群で一気に集束
させる形とした。この構成によると、第１レンズ群の凹
レンズの像面湾曲補正作用で像面をフラットにしやす
い。
１レンズ群で入射平行光束を発散させ、正の第２レンズ
群でほぼ平行光に戻し、正の第３レンズ群で一気に集束
させる形とした。この構成によると、第１レンズ群の凹
レンズの像面湾曲補正作用で像面をフラットにしやす
い。
【００１０】第２レンズ群と第３レンズ群をともに正と
し、別言すると負の第１レンズ群の後方に位置する正レ
ンズ群を２つのレンズ群に分け、その上で、第２レンズ
群と第３レンズ群とを（１）式を満足するように間隔を
離して配置すると、特に非点収差を良好に補正すること
ができる。第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が（１）
式の下限より狭いと、非点収差の補正が不足し、かつイ
メージサークルを大きくすることが困難になる。
し、別言すると負の第１レンズ群の後方に位置する正レ
ンズ群を２つのレンズ群に分け、その上で、第２レンズ
群と第３レンズ群とを（１）式を満足するように間隔を
離して配置すると、特に非点収差を良好に補正すること
ができる。第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が（１）
式の下限より狭いと、非点収差の補正が不足し、かつイ
メージサークルを大きくすることが困難になる。
【００１１】第３レンズ群は、正レンズ群だけで構成す
ると、ワーキングディスタンス（平行光を結像させる使
用態様でレンズ最終面から結像点までの距離）を容易に
確保できるという効果があるが、反面、そうすると、球
面収差の補正は第１レンズ群の負レンズだけで行なわな
ければならない。しかし、第１レンズ群の負レンズだけ
で球面収差を補正すると、高次の球面収差が残り、明る
い（ＮＡの大きい）レンズを構成できない。解像力はＮ
Ａに比例するため、いくら短波長で使えるレンズであっ
ても、ＮＡの小さいレンズでは意味がない。
ると、ワーキングディスタンス（平行光を結像させる使
用態様でレンズ最終面から結像点までの距離）を容易に
確保できるという効果があるが、反面、そうすると、球
面収差の補正は第１レンズ群の負レンズだけで行なわな
ければならない。しかし、第１レンズ群の負レンズだけ
で球面収差を補正すると、高次の球面収差が残り、明る
い（ＮＡの大きい）レンズを構成できない。解像力はＮ
Ａに比例するため、いくら短波長で使えるレンズであっ
ても、ＮＡの小さいレンズでは意味がない。
【００１２】一方、広画角のレンズを得るには、第１レ
ンズ群以外にも負レンズを持つことが好ましい。しかし
第２レンズ群中に負レンズを持つと、第２レンズ群では
前述のｈi を大きいため、仮に十分な像面湾曲補正効果
を持つパワーをこの負レンズに与えると、全系のパワー
が小さくなってしまうので、強い発散面を持ちながらも
パワーが弱く厚いメニスカスレンズを導入せざるを得な
いが、この手法は製造上寸法公差が厳しくなるために好
ましくない。
ンズ群以外にも負レンズを持つことが好ましい。しかし
第２レンズ群中に負レンズを持つと、第２レンズ群では
前述のｈi を大きいため、仮に十分な像面湾曲補正効果
を持つパワーをこの負レンズに与えると、全系のパワー
が小さくなってしまうので、強い発散面を持ちながらも
パワーが弱く厚いメニスカスレンズを導入せざるを得な
いが、この手法は製造上寸法公差が厳しくなるために好
ましくない。
【００１３】そこで本発明は、第３レンズ群中に負レン
ズを配設したものであるが、第３レンズ群中に負レンズ
を配設すると、バックフォーカスが短くなりやすい。条
件式（２）、（３）は、第３レンズ群中に負レンズを配
設するという構成と、バックフォーカスを短くしないと
いう双方の要求を考慮して、第１レンズ群と第２レンズ
群の焦点距離と間隔を定めた条件である。
ズを配設したものであるが、第３レンズ群中に負レンズ
を配設すると、バックフォーカスが短くなりやすい。条
件式（２）、（３）は、第３レンズ群中に負レンズを配
設するという構成と、バックフォーカスを短くしないと
いう双方の要求を考慮して、第１レンズ群と第２レンズ
群の焦点距離と間隔を定めた条件である。
【００１４】（２）式の下限を下回って、第１レンズ群
と第２レンズ群の間隔が近い場合、負レンズと正レンズ
のパワーを大きくしなければならず、その結果高次の球
面収差が発生するため明るいレンズを構成できない。一
方、本レンズのような微細パターンを投影するレンズ
は、周辺部まで均一な解像力を得るために有効画角内で
光線がけられることがあってはならないが、周辺光を入
れるためにレンズ径を大きくし、かつ（２）式の上限を
上回って同レンズ間隔を広くすると、レンズのコバ厚の
確保が困難になり、あるいは高次の収差によりかえって
画角を広くすることができない。
と第２レンズ群の間隔が近い場合、負レンズと正レンズ
のパワーを大きくしなければならず、その結果高次の球
面収差が発生するため明るいレンズを構成できない。一
方、本レンズのような微細パターンを投影するレンズ
は、周辺部まで均一な解像力を得るために有効画角内で
光線がけられることがあってはならないが、周辺光を入
れるためにレンズ径を大きくし、かつ（２）式の上限を
上回って同レンズ間隔を広くすると、レンズのコバ厚の
確保が困難になり、あるいは高次の収差によりかえって
画角を広くすることができない。
【００１５】（３）式の下限を下回って第１負レンズ群
のパワーを強くすると、負レンズで発生する高次の球面
収差のため、明るいレンズを構成できない。逆に上限を
上回ると、ペッツバール和の補正が不十分になる。そし
て、これらの条件式（１）、（２）、（３）を満足する
ことにより、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群をそ
れぞれ単レンズから構成しても十分な性能が得られる。
のパワーを強くすると、負レンズで発生する高次の球面
収差のため、明るいレンズを構成できない。逆に上限を
上回ると、ペッツバール和の補正が不十分になる。そし
て、これらの条件式（１）、（２）、（３）を満足する
ことにより、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群をそ
れぞれ単レンズから構成しても十分な性能が得られる。
【００１６】第３レンズ群内の負レンズの位置は、最終
レンズを負レンズにすると像面湾曲の補正には非常に好
ましいが、製造時のレンズ厚さ、間隔の誤差による球面
収差変化量が大きくなるか、または曲率半径が小さくな
り過ぎて軸外性能が劣化する。このため、第３レンズ群
中の負レンズは、最終正レンズの前に配置するのがよ
い。一方、第３レンズ群に負レンズを１枚入れて十分な
集光パワーを持たせ、しかも過剰な球面収差を発生させ
ないためには、屈折率の低い石英を用いざるを得ない紫
外線用レンズでは、正レンズは最低４枚必要になる。こ
のため、第３レンズ群は、光束入射側から順に、正、
正、正、負、正または正、正、負、正、正の５枚構成と
することが好ましい。正レンズをさらに分割すること
は、レンズの高ＮＡ化のためには好ましいが、実使用時
のレンズの面精度の確保のために各レンズは適当な厚さ
を持っている必要があることから、第３レンズ群中の正
レンズを５枚以上にすると、つまり第３レンズ群を全体
で６枚以上から構成すると、レンズ全体の大きさが必要
以上に大きくなる。
レンズを負レンズにすると像面湾曲の補正には非常に好
ましいが、製造時のレンズ厚さ、間隔の誤差による球面
収差変化量が大きくなるか、または曲率半径が小さくな
り過ぎて軸外性能が劣化する。このため、第３レンズ群
中の負レンズは、最終正レンズの前に配置するのがよ
い。一方、第３レンズ群に負レンズを１枚入れて十分な
集光パワーを持たせ、しかも過剰な球面収差を発生させ
ないためには、屈折率の低い石英を用いざるを得ない紫
外線用レンズでは、正レンズは最低４枚必要になる。こ
のため、第３レンズ群は、光束入射側から順に、正、
正、正、負、正または正、正、負、正、正の５枚構成と
することが好ましい。正レンズをさらに分割すること
は、レンズの高ＮＡ化のためには好ましいが、実使用時
のレンズの面精度の確保のために各レンズは適当な厚さ
を持っている必要があることから、第３レンズ群中の正
レンズを５枚以上にすると、つまり第３レンズ群を全体
で６枚以上から構成すると、レンズ全体の大きさが必要
以上に大きくなる。
【００１７】また、コマ収差の補正のために、第１レン
ズ群と第２レンズ群の間隔を調整する機構を備えること
が好ましい。第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化
させると、軸外光の相対的な入射高さが変化しコマ収差
の補正状況を変更できる。これは製造上の誤差により発
生したコマ収差を調整により補正するものである。図１
０は、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔調整機構の具
体例を示すものである。第１レンズ群Ｌ１は、負の単レ
ンズからなっており、レンズ保持筒１１の前端部に固定
されている。レンズ保持筒１１の外面には微細雄ねじ１
１ａと筒状摺動部１１ｂとが形成されている。第２レン
ズ群Ｌ２は、正の単レンズからなっており、レンズ保持
リング１２に固定されている。このレンズ保持リング１
２は、大径筒１３内に嵌められ、該大径筒１３内の段部
１３ａに固定リング１４によって押し付けられて、大径
筒１３に対する位置が決まっている。大径筒１３の前方
には、支持筒１５が一体に設けられていて、この支持筒
１５に、レンズ保持筒１１の微細雄ねじ１１ａに螺合す
る細密雌ねじ１５ａと、筒状摺動部１１ｂに摺接する倒
れ防止フランジ１５ｂとが形成されている。第３レンズ
群は大径筒１３の図の右方に接続されるが図示されてい
ない。
ズ群と第２レンズ群の間隔を調整する機構を備えること
が好ましい。第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化
させると、軸外光の相対的な入射高さが変化しコマ収差
の補正状況を変更できる。これは製造上の誤差により発
生したコマ収差を調整により補正するものである。図１
０は、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔調整機構の具
体例を示すものである。第１レンズ群Ｌ１は、負の単レ
ンズからなっており、レンズ保持筒１１の前端部に固定
されている。レンズ保持筒１１の外面には微細雄ねじ１
１ａと筒状摺動部１１ｂとが形成されている。第２レン
ズ群Ｌ２は、正の単レンズからなっており、レンズ保持
リング１２に固定されている。このレンズ保持リング１
２は、大径筒１３内に嵌められ、該大径筒１３内の段部
１３ａに固定リング１４によって押し付けられて、大径
筒１３に対する位置が決まっている。大径筒１３の前方
には、支持筒１５が一体に設けられていて、この支持筒
１５に、レンズ保持筒１１の微細雄ねじ１１ａに螺合す
る細密雌ねじ１５ａと、筒状摺動部１１ｂに摺接する倒
れ防止フランジ１５ｂとが形成されている。第３レンズ
群は大径筒１３の図の右方に接続されるが図示されてい
ない。
【００１８】この構成によると、レンズ保持筒１１を回
動させることにより、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群
Ｌ２の間隔が変化し、この間隔変化により、全体のレン
ズ系のコマ収差を補正または調整することができる。偏
心によるコマ収差が発生しないように、レンズ保持筒１
１と支持筒１５の嵌合長は長くとり、レンズ保持筒１１
を回動させても第１レンズ群Ｌ１が傾かないようにする
ことが好ましい。
動させることにより、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群
Ｌ２の間隔が変化し、この間隔変化により、全体のレン
ズ系のコマ収差を補正または調整することができる。偏
心によるコマ収差が発生しないように、レンズ保持筒１
１と支持筒１５の嵌合長は長くとり、レンズ保持筒１１
を回動させても第１レンズ群Ｌ１が傾かないようにする
ことが好ましい。
【００１９】第３レンズ群の後方には、球面収差調整用
の平行平面板を持つ構成とすることも可能である。ここ
に平行平面板を位置させると、その厚さを選択すること
で、球面収差の補正を行なうことができ、明るいレンズ
の設計製造に有効である。
の平行平面板を持つ構成とすることも可能である。ここ
に平行平面板を位置させると、その厚さを選択すること
で、球面収差の補正を行なうことができ、明るいレンズ
の設計製造に有効である。
【００２０】本発明の紫外線用レンズは、平行光束を入
射させるものである。ＩＣやＬＳＩのような集積回路の
製造に用いる場合には、紫外線光源で照明されたレチク
ル（縮小パターン）透過光束をコリメートレンズ群によ
り平行光束とし、この平行光束を本紫外線用レンズに入
射させてウエハ（感光材料）上に結像させる。そして同
一のウエハ上の異なる位置に、レチクルの像が繰り返し
露光される。このようなステッパの用途では、レンズの
フォーカシングや露光面の微細な段差により倍率が変化
しない結像倍率の安定性がきわめて重要な要素である。
紫外線用結像光学系を、このようにコリメートレンズ群
と結像レンズ群の２つのレンズ群から構成すると、結像
レンズ群だけを移動させてフォーカシングを行なうこと
ができ、しかもフォーカシングによって、倍率が変化し
ない。
射させるものである。ＩＣやＬＳＩのような集積回路の
製造に用いる場合には、紫外線光源で照明されたレチク
ル（縮小パターン）透過光束をコリメートレンズ群によ
り平行光束とし、この平行光束を本紫外線用レンズに入
射させてウエハ（感光材料）上に結像させる。そして同
一のウエハ上の異なる位置に、レチクルの像が繰り返し
露光される。このようなステッパの用途では、レンズの
フォーカシングや露光面の微細な段差により倍率が変化
しない結像倍率の安定性がきわめて重要な要素である。
紫外線用結像光学系を、このようにコリメートレンズ群
と結像レンズ群の２つのレンズ群から構成すると、結像
レンズ群だけを移動させてフォーカシングを行なうこと
ができ、しかもフォーカシングによって、倍率が変化し
ない。
【００２１】次に、具体的な数値実施例を４例説明す
る。これら実施例の紫外線用レンズはいずれも、負の単
レンズからなる第１レンズ群Ｌ１と、正の単レンズから
なる第２レンズ群と、５枚のレンズからなる第３レンズ
群Ｌ３とからなっている。第３レンズ群Ｌ３は、第１、
第３、及び第４実施例では、正、正、正、負、正の構成
であり、第２実施例では、正、正、負、正、正の構成で
ある。絞Ｓは、いずれも、本紫外線用レンズの前側焦点
位置（と共役な位置）に配置されている。ステッパの用
途では、図の左方に紫外線光源、照明用光学系、紫外線
によって照明されるレチクル（縮小投影用パターン）、
及びコリメートレンズ群が位置し、右方に、本紫外線用
レンズによってレチクルの像が縮小投影されるウエハ
（感光材料）が位置する。
る。これら実施例の紫外線用レンズはいずれも、負の単
レンズからなる第１レンズ群Ｌ１と、正の単レンズから
なる第２レンズ群と、５枚のレンズからなる第３レンズ
群Ｌ３とからなっている。第３レンズ群Ｌ３は、第１、
第３、及び第４実施例では、正、正、正、負、正の構成
であり、第２実施例では、正、正、負、正、正の構成で
ある。絞Ｓは、いずれも、本紫外線用レンズの前側焦点
位置（と共役な位置）に配置されている。ステッパの用
途では、図の左方に紫外線光源、照明用光学系、紫外線
によって照明されるレチクル（縮小投影用パターン）、
及びコリメートレンズ群が位置し、右方に、本紫外線用
レンズによってレチクルの像が縮小投影されるウエハ
（感光材料）が位置する。
【００２２】［実施例１］この実施例のレンズ構成を図
１に示し、レンズデータを表１に示し、その諸収差を図
２に示す。図３は、コマ収差補正のために第１レンズ群
Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を71.450から71.650に変
化させたときの諸収差図である。図より球面収差、像面
湾曲、歪曲収差の変動は少なく、正弦条件違反量が大き
く変化していることが分かる。
１に示し、レンズデータを表１に示し、その諸収差を図
２に示す。図３は、コマ収差補正のために第１レンズ群
Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を71.450から71.650に変
化させたときの諸収差図である。図より球面収差、像面
湾曲、歪曲収差の変動は少なく、正弦条件違反量が大き
く変化していることが分かる。
【００２３】表および図面中、NAは開口数、W は半画
角、fBはバックフォーカス、Ｒはレンズ各面の曲率半
径、Ｄはレンズ厚もしくはレンズ間隔、Ｎ(248nm) 、Ｎ
(266nm)はそれぞれ波長２４８ｎｍ、２６６ｎｍの光に
対する屈折率を示す。
角、fBはバックフォーカス、Ｒはレンズ各面の曲率半
径、Ｄはレンズ厚もしくはレンズ間隔、Ｎ(248nm) 、Ｎ
(266nm)はそれぞれ波長２４８ｎｍ、２６６ｎｍの光に
対する屈折率を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】［実施例２］この実施例のレンズ構成図を
図４に示し、レンズデータを表２に示し、その諸収差図
を図５に示す。
図４に示し、レンズデータを表２に示し、その諸収差図
を図５に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】［実施例３］この実施例のレンズ構成図を
図６に示し、レンズデータを表３に示し、その諸収差図
を図７に示す。
図６に示し、レンズデータを表３に示し、その諸収差図
を図７に示す。
【００２８】
【表３】
【００２９】［実施例４］この実施例のレンズ構成図を
図８に示し、レンズデータを表４に示し、その諸収差図
を図９に示す。
図８に示し、レンズデータを表４に示し、その諸収差図
を図９に示す。
【００３０】
【表４】
【００３１】実施例１ないし４の各条件式に対する数値
を表５に表す。
を表５に表す。
【表５】
【００３２】実施例１ないし４は、条件式（１）ないし
（４）を満たしている。また諸収差図より、球面収差、
像面湾曲、歪曲収差の変動は少ない。
（４）を満たしている。また諸収差図より、球面収差、
像面湾曲、歪曲収差の変動は少ない。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、明る
く、良好に収差補正され、像面湾曲が少ない回折限界の
性能を持つ紫外線用レンズが得られる。
く、良好に収差補正され、像面湾曲が少ない回折限界の
性能を持つ紫外線用レンズが得られる。
【図１】本発明の紫外線用レンズの第１の実施例を示す
レンズ構成図である。
レンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成による諸収差図である。
【図３】図１のレンズ構成において、第１レンズ群と第
２レンズ群の間隔を71.450から71.650に変化させたとき
の諸収差図である。
２レンズ群の間隔を71.450から71.650に変化させたとき
の諸収差図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示すレンズ構成図であ
る。
る。
【図５】図４のレンズ構成による諸収差図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示すレンズ構成図であ
る。
る。
【図７】図６のレンズ構成による諸収差図である。
【図８】本発明の第４の実施例を示すレンズ構成図であ
る。
る。
【図９】図８のレンズ構成による諸収差図である。
【図１０】第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化さ
せる具体的な調整機構の例を示す上半断面図である。
せる具体的な調整機構の例を示す上半断面図である。
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群 Ｓ 絞
Claims (6)
- 【請求項１】 波長が３５０ｎｍ以下の紫外線用レンズ
であって、 光束入射側から順に、負の第１レンズ群と、正の第２レ
ンズ群と、１枚以上の負レンズを持つ全体として正のパ
ワーの第３レンズ群とから構成され、 下記の条件式（１）、（２）、（３）を満足することを
特徴とする紫外線用レンズ。 （１）１．０＜ｄ４／ｆ （２）６．０＜ｄ２／ｆ＜２０．０ （３）−６．０＜ｆ２／ｆ１＜−３．３ 但し、 ｆ；全系の焦点距離、 ｄ４；第２レンズ群と第３レンズ群の間隔、 ｄ２；第１レンズ群と第２レンズ群の間隔、 ｆ１；第１レンズ群の焦点距離、 ｆ２；第２レンズ群の焦点距離。 - 【請求項２】 請求項１において、第１レンズ群は負の
単レンズ、第２レンズ群は正の単レンズからなっている
紫外線用レンズ。 - 【請求項３】 請求項１または２において、第３レンズ
群は、光束入射側から順に、正レンズ、正レンズ、正レ
ンズ、負レンズ、及び正レンズからなっている紫外線用
レンズ。 - 【請求項４】 請求項１または２において、第３レンズ
群は、光束入射側から順に、正レンズ、正レンズ、負レ
ンズ、正レンズ、及び正レンズからなっている紫外線用
レンズ。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項におい
て、第１レンズ群と第２レンズ群を支持する鏡筒機構
は、組立時の間隔調整機構を備えている紫外線用レン
ズ。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項におい
て、前側焦点位置に絞が配置されている紫外線用レン
ズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32103494A JPH08179201A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 紫外線用レンズ |
| US08/577,550 US5930032A (en) | 1994-12-22 | 1995-12-22 | UV image forming optical system and lens for UV radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32103494A JPH08179201A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 紫外線用レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08179201A true JPH08179201A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18128067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32103494A Pending JPH08179201A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 紫外線用レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08179201A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7057804B2 (en) | 2003-09-12 | 2006-06-06 | Pentax Corporation | Ultraviolet imaging system |
| JP2023091275A (ja) * | 2021-12-20 | 2023-06-30 | 京セラＳｏｃ株式会社 | 対物レンズ |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP32103494A patent/JPH08179201A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7057804B2 (en) | 2003-09-12 | 2006-06-06 | Pentax Corporation | Ultraviolet imaging system |
| JP2023091275A (ja) * | 2021-12-20 | 2023-06-30 | 京セラＳｏｃ株式会社 | 対物レンズ |
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