JPH0820596B2 - 投影レンズ - Google Patents

投影レンズ

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JPH0820596B2
JPH0820596B2 JP1296898A JP29689889A JPH0820596B2 JP H0820596 B2 JPH0820596 B2 JP H0820596B2 JP 1296898 A JP1296898 A JP 1296898A JP 29689889 A JP29689889 A JP 29689889A JP H0820596 B2 JPH0820596 B2 JP H0820596B2
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lens
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lens group
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Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、フォトリソグラフィの分野において、フ
ォトレジストを塗布した感材に所要の微細なパターンを
焼き付けるのに使用される投影レンズに関し、殊に近紫
外光で焼き付けるのに適する投影レンズに関するもので
ある。
《従来の技術》 この種の投影レンズとしては、従来より例えばステッ
パーと称する超精密縮小焼付装置に用いられている超精
密投影レンズや、縮写用として用いられる製版用引伸レ
ンズがある。
《発明が解決しようとする課題》 上記従来の超精密投影レンズは、高解像力を得るため
に近紫外領域のうち、例えばg線についてのみ諸収差を
高精度で補正したものであるため、下記のような難点が
ある。
イ.フォトレジストの感光波長域は近紫外ないし紫外領
域に及ぶが、上記従来例ではg線についてのみ考慮した
ものであるため、g線、h線、i線のうち、g線の輝線
しか使用できず、そのため露光に寄与するエネルギーが
少なく、露光に要する時間も長くなり、焼付効率の低下
を余儀なくされていた。
ロ.有効な画面サイズが小さい。
一方、上記従来の製版用引伸レンズは、可視光領域を
考慮した製版用レンズであるため、有効な画面サイズは
大きく、可視光領域における諸収差を高精度で補正した
ものであるが、下記のような難点がある。
ハ.近紫外領域の透過率が低いうえ、解像力も低い。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、上
記難点イ〜ハを解決することを技術課題とする。
《課題を解決するための手段》 本発明は上記課題を解決するものとして以下のように
構成される。
即ち、物体側から順に第1レンズ群と第2レンズ群を
配置し、 第1レンズ群は順次物体側に凸面を向けた正のメニス
カスレンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレ
ンズと、負のレンズとから成り、第2レンズ群は順次負
のレンズと、像面側に凸面を向けた正のメニスカスレン
ズと、像面側に曲率半径が小さい方の凸面を向けた正の
レンズとから成り、硝材のi線に対する内部透過率(厚
さ10mm)をTiとし、g線、h線、i線に対する屈折率
を、それぞれng、nh、niとし、分散値を ν=(nh−1)/(ni−ng) とするとき、 それぞれのレンズが Ti>90% 正のレンズが 1.60<nh<1.70 45<ν<52 負のレンズが 1.55<nh<1.65 28<ν<36 を満足する硝材より成るとともに、 物体側から2番目と3番目のレンズが接合配置され、
物体側からそれぞれ2、3、4、5番目のレンズの焦点
距離をf2、f3、f4、f5としたとき、条件式 −1.5<(f2/f3)<−1.2 −2.4<(f5/f4)<−1.8 を満たすことを特徴とするものである。
つまり、本発明では第1レンズ群及び第2レンズ群
が、ガウスタイプのレンズ構成であり、各レンズ群を構
成する正レンズと負レンズが上記のようにg線、h線、
i線の近紫外領域を考慮し、i線に対する内部透過率
(厚さ10mmのとき)が90%以上となる硝材で形成され
る。
《作用》 本発明では、第1レンズ群及び第2レンズ群が、ガウ
スタイプのレンズ構成であり、口径比・画角ともに大き
くとれる。
即ち、第1図に示すように、中央の向かい合う凹面r6
・r7では、光線高が低いのでこれらの面のパワーを強く
でき、その結果ペッツバール和が小さくなり、画角が大
きくなる。同時にこれらの凹面はサジタル・コマ収差の
原因にも成りかねないが、この点については以下のよう
にして補正している。
即ち、コマ収差、湾曲収差をはじめとする諸収差を補
正する上で、正のレンズを構成する硝材の屈折率はなる
べく高いほうが一般的に望ましいが、i線についても高
い透過率を確保するのに用いられる硝材が限定され、あ
まり屈曲率の高い硝材を使うことができない。従って、
前記の条件に適合する硝材を選択することになるが、こ
の場合、第2レンズL2と第3レンズL3との合成系、及び
第4レンズL4と第5レンズL5との合成系をメニスカスレ
ンズ、あるいはそれと等価にし、かつ第2レンズL2と第
3レンズL3との合成系、及び第4レンズL4と第5レンズ
L5との合成系のパワーを小さくすることによりサジタル
・コマ収差と非点収差を補正している。なお、前記硝材
の分散値νの範囲と、上記パワーを小さくすることを
意図したことから、(f2/f3)、(f5/f4)の値に制限 −1.5<(f2/f3)<−1.2 −2.4<(f5/f4)<−1.8 が加わる。
これにより水銀ランプを使用する場合の、フォトレジ
ストの感光波長域内の主要輝線であるg線(435.83n
m)、h線(404.66nm)、i線(365.01nm)に対する透
過率、色収差等を改善している。以上の構成をとること
により、投影レンズは有効画面サイズが大きく、解像力
が高く、全体の透過率も向上する。
《実施例》 以下、本発明に係る投影レンズの実施例をレンズデー
タ表(表1〜表4)と、レンズの配置構成図及び諸収差
を示す図(第1図〜第9図)とによって例示する。
各レンズデータ表中のfは全系の焦点距離、Yは像高
(画面サイズ)、Fは実効Fナンバー、mは基準倍率、
Tiはi線に対する各硝材の内部透過率(厚さ10mm)を示
し、r、d、n、νは第1図中の各符号に対応し、そ
れぞれ、曲率半径、レンズの中心厚(面間距離)、屈折
率、分散値を示す。また、ng、nh、niはそれぞれg線、
h線、i線、に対する屈折率、νは次式で規定する分
散値を示す。
ν=(nh−1)/(ni−ng) なお、以下のすべての実施例1〜実施例4では基準倍
率mを−(1/2)、実効Fナンバーを5.6、最大像高Yを
31.5となるように設定されている。
また、すべての実施例1〜実施例4では、第2レンズ
L2と第3レンズL3を接合配置した6枚構成のものについ
て例示し、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズ
L4、第5レンズL5の焦点距離をそれぞれf2、f3、f4、f5
とするとき、 −1.5<(f2/f3)<−1.2 −2.4<(f5/f4)<−1.8 を満たすように構成されている。
一方、レンズ特性を示す第3図、第5図、第7図、第
9図は、それぞれ実施例1〜実施例4に対応するもの
で、球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す3種のグラ
フA、B、Cを含む。そして、球面収差Aのグラフにお
いては、横軸に収差量を、縦軸にFナンバーをとり、そ
れぞれg線、h線、i線に対する球面収差曲線g、h、
iを示している。なお、非点収差を示すグラフBにおい
てSはサジタル像面を、Mはメリディオナル像面を示
し、歪面収差を示すグラフCと同様に、h線についての
収差を示している。歪曲収差を示すグラフについてあら
かじめ注釈を加えておくと、これらのグラフ(第3図、
第5図、第7図、第9図)は、4種の実施例すべてにつ
いて、すべての像高にわたって歪曲収差が実質上ゼロで
あることを示している。
実施例1 本実施例のレンズデータを表1に、レンズの配置構成
図を第2図に、収差図を第3図に示す。
この実施例は、第1レンズ群G1が順次物体側に凸面を
向けた正のメニスカスレンズL1と、正のメニスカスレン
ズL2と、負のメニスカスレンズL3とから成り、第2レン
ズ群G2が順次像面側に凸面を向けた負のメニスカスレン
ズL4と、正のメニスカスレンズL5と、両面凸レンズL6
から成り、凸凸凹−凹凸凸の組み合わせに配置構成され
ている。なお、第2レンズL2と第3レンズL3は接合配置
されている。
この実施例では、(f2/f3)=−1.44、(f5/f4)=−
2.00になっている。
このように構成することで基準倍率における諸収差を
良好に補正している。
実施例2 本実施例のレンズデータを表2に、レンズの配置構成
図を第4図に、収差図を第5図に示す。この実施例は、
第1レンズ群G1が順次物体側に凸面を向けた正のメニス
カスレンズL1と、正のメニスカスレンズL2と、負のメニ
スカスレンズL3とから成り、第2レンズ群G2が順次像面
側に凸面を向けた負のメニスカスレンズL4と、正のメニ
スカスレンズL5と、両面凸レンズL6とから成り、凸凸凹
−凹凸凸の組み合わせに配置構成されている。なお、第
2レンズL2と第3レンズL3は接合配置されている。
この実施例では、(f2/f3)=−1.36、(f5/f4)=−
1.86になっている。
このように構成することで基準倍率における諸収差を
良好に補正している。
実施例3 本実施例のレンズデータを表3に、レンズの配置構成
図を第6図に、収差図を第7図に示す。この実施例は、
第1レンズ群G1が順次物体側に凸面を向けた正のメニス
カスレンズL1と、正のメニスカスレンズL2と、負のメニ
スカスレンズL3とから成り、第2レンズ群G2が順次像面
側に凸面を向けた負のメニスカスレンズL4と、正のメニ
スカスレンズL5と、両面凸レンズL6とから成り、凸凸凹
−凹凸凸の組み合わせに配置構成されている。なお、第
2レンズL2と第3レンズL3は接合配置されている。
この実施例では、(f2/f3)=−1.22、(f5/f4)=−
2.32になっている。
このように構成することで基準倍率における諸収差を
良好に補正している。
実施例4 本実施例のレンズデータを表4に、レンズの配置構成
図を第8図に、収差図を第9図に示す。この実施例は、
第1レンズ群G1が順次物体側に凸面を向けた正のメニス
カスレンズL1と、正のメニスカスレンズL2と、負のメニ
スカスレンズL3とから成り、第2レンズ群G2が順次像面
側に凸面を向けた負のメニスカスレンズL4と、正のメニ
スカスレンズL5と、両面凸レンズL6とから成り、凸凸凹
−凹凸凸の組み合わせに配置構成されている。なお、第
2レンズL2と第3レンズL3は接合配置されている。
この実施例では、(f2/f3)=−1.36、(f5/f4)=−
1.88になっている。
このように構成することで基準倍率における諸収差を
良好に補正している。
《発明の効果》 以上の説明で明らかなように、本発明に係る投影レン
ズは前記のように構成されているので、下記の効果を奏
する。
イ.各レンズ群を構成する正レンズ及び負レンズがg
線、h線、i線を含む近紫外領域を考慮した硝材で形成
され、フォトレジストの感光波長域における光の透過率
が大幅に向上し、これにより焼付時間の短縮を図ること
ができる。
ロ.有効な画面サイズを大きくできる。
ハ.諸収差が大幅に改善され、画質の向上を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はレンズの諸元を示す配置構成図、第2図・第4
図・第6図・第8図はそれぞれ本発明に係る実施例1〜
実施例4を示すレンズの配置構成図、第3図・第5図・
第7図・第9図はそれぞれ実施例1〜実施例4に対応す
るレンズの収差図である。 G1……第1レンズ群、L1……第1レンズ、L2……第2レ
ンズ、L3……第3レンズ、G2……第2レンズ群、L4……
第4レンズ、L5……第5レンズ、L6……第6レンズ、
ng、nh、ni……それぞれg線、h線、i線に対する屈折
率、ν……分散値、Ti……i線に対する透過率。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側から順に第1レンズ群と第2レンズ
    群を配置し、 第1レンズ群は順次物体側に凸面を向けた正のメニスカ
    スレンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレン
    ズと、負のレンズとから成り、 第2レンズ群は順次負のレンズと、像面側に凸面を向け
    た正のメニスカスレンズと、像面側に曲率半径が小さい
    方の凸面を向けた正のレンズとから成り、 硝材のi線に対する内部透過率(厚さ10mm)をTiとし、
    g線、h線、i線に対する屈折率を、それぞれng、nh
    niとし、 分散値をν=(nh−1)/(ni−ng)とするとき、 それぞれのレンズが Ti>90% 正のレンズが 1.60<nh<1.70 45<ν<52 負のレンズが 1.55<nh<1.65 28<ν<36 を満足する硝材より成るとともに、 物体側から2番目と3番目のレンズが接合配置され、物
    体側からそれぞれ2、3、4、5番目のレンズの焦点距
    離をf2、f3、f4、f5としたとき、条件式 −1.5<(f2/f3)<−1.2 −2.4<(f5/f4)<−1.8 を満たすことを特徴とする投影レンズ。
JP1296898A 1989-11-14 1989-11-14 投影レンズ Expired - Lifetime JPH0820596B2 (ja)

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