JPH0812843B2 - 光学結像装置及び方法 - Google Patents
光学結像装置及び方法Info
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- JPH0812843B2 JPH0812843B2 JP6327589A JP6327589A JPH0812843B2 JP H0812843 B2 JPH0812843 B2 JP H0812843B2 JP 6327589 A JP6327589 A JP 6327589A JP 6327589 A JP6327589 A JP 6327589A JP H0812843 B2 JPH0812843 B2 JP H0812843B2
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- illumination
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
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- G—PHYSICS
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば光源からの照射光によってパター
ン源の投影パターンを被露光部材に露光する縮小投影露
光装置等の光学結像方法及び装置の改良に関する。
ン源の投影パターンを被露光部材に露光する縮小投影露
光装置等の光学結像方法及び装置の改良に関する。
従来の異形のパターンを被露光部材に描画するパター
ン描画方法としては、可変アパーチャを備えたパターン
ジェネレータを使用するのが一般的である。このパター
ンジェネレータは、通常可変アパーチャを構成する２組
の対向ブレードを使用して細長い矩形パターンを形成
し、これを光学レンズ系を介して順次被露光部材上に連
続的に照射することにより、近似円，近似三角形，方形
等の任意の露光パターンを形成することができる。
ン描画方法としては、可変アパーチャを備えたパターン
ジェネレータを使用するのが一般的である。このパター
ンジェネレータは、通常可変アパーチャを構成する２組
の対向ブレードを使用して細長い矩形パターンを形成
し、これを光学レンズ系を介して順次被露光部材上に連
続的に照射することにより、近似円，近似三角形，方形
等の任意の露光パターンを形成することができる。
このパターンジェネレータを使用する場合には、矩形
パターンの集合によって所定の露光パターンを形成する
ので、被露光部材に一回の露光で任意のパターンを露光
することができず、矩形パターンの寸法を指令すると共
に、被露光部材を２次元的に移動させて、任意パターン
を形成する必要があり、描画時間が掛かるという課題が
あった。
パターンの集合によって所定の露光パターンを形成する
ので、被露光部材に一回の露光で任意のパターンを露光
することができず、矩形パターンの寸法を指令すると共
に、被露光部材を２次元的に移動させて、任意パターン
を形成する必要があり、描画時間が掛かるという課題が
あった。
この課題を解決するために、本出願人は、先に実願昭
63−42799号に開示したように、少なくとも一対の対向
ブレードを相対移動可能に配設して、両対向ブレードの
少なくとも一方にＶ字状切欠を設けることにより、任意
の多角形パターンを形成することができるバリアブルア
パーチャを提案したが、この場合には、円に近い形状の
パターンを形成することができるが、完全な円パターン
を形成することができないと共に、多角形パターンのサ
イズを段階的に変更することはできるが連続的に変更す
ることはできないという未解決の課題があった。
63−42799号に開示したように、少なくとも一対の対向
ブレードを相対移動可能に配設して、両対向ブレードの
少なくとも一方にＶ字状切欠を設けることにより、任意
の多角形パターンを形成することができるバリアブルア
パーチャを提案したが、この場合には、円に近い形状の
パターンを形成することができるが、完全な円パターン
を形成することができないと共に、多角形パターンのサ
イズを段階的に変更することはできるが連続的に変更す
ることはできないという未解決の課題があった。
このため、本出願人は、バリアブルアパーチャ等のパ
ターン像を機械的に変化させることなく、光学的にパタ
ーン像の倍率を変化させるようにしたパターン描画方法
及びその装置を、特願昭63−246296号として提案した。
この先行技術は、光源からの照射光をパターン源に照射
し、その投影像を光学レンズ系を介して被露光部材結像
させると共に、パターン源及び被露光部材の少なくとも
一方を光軸方向に移動させるか、又は前記パターン源及
び光学レンズ系間に倍率補正レンズを介挿し、前記パタ
ーン源及び倍率補正レンズの少なくとも一方を光軸方向
に移動させた後、倍率補正レンズの結像位置が所定位置
となるようにパターン源及び倍率補正レンズを移動状態
を保持しながら移動させることにより、投影パターンの
被露光部材上での倍率を無段階に変化させるパターン描
画方法及び装置を提案した。
ターン像を機械的に変化させることなく、光学的にパタ
ーン像の倍率を変化させるようにしたパターン描画方法
及びその装置を、特願昭63−246296号として提案した。
この先行技術は、光源からの照射光をパターン源に照射
し、その投影像を光学レンズ系を介して被露光部材結像
させると共に、パターン源及び被露光部材の少なくとも
一方を光軸方向に移動させるか、又は前記パターン源及
び光学レンズ系間に倍率補正レンズを介挿し、前記パタ
ーン源及び倍率補正レンズの少なくとも一方を光軸方向
に移動させた後、倍率補正レンズの結像位置が所定位置
となるようにパターン源及び倍率補正レンズを移動状態
を保持しながら移動させることにより、投影パターンの
被露光部材上での倍率を無段階に変化させるパターン描
画方法及び装置を提案した。
しかしながら、上記従来のパターン描画方法及び装置
にあっては、パターン源に形成した投影パターンと被露
光部材上の投影パターンとの倍率を任意に変更すること
ができるが、この倍率を変更するために、パターン源、
被露光部材、倍率補正レンズの何れかを光軸方向に移動
させなければならず、それぞれの移動に応じて被露光部
材側の投影パターンの結像位置がずれるので、これを補
正する必要があり、倍率変更を行うための調整が複雑と
なると共に、被露光部材上での投影パターンの解像度が
低下するという未解決の課題があった。
にあっては、パターン源に形成した投影パターンと被露
光部材上の投影パターンとの倍率を任意に変更すること
ができるが、この倍率を変更するために、パターン源、
被露光部材、倍率補正レンズの何れかを光軸方向に移動
させなければならず、それぞれの移動に応じて被露光部
材側の投影パターンの結像位置がずれるので、これを補
正する必要があり、倍率変更を行うための調整が複雑と
なると共に、被露光部材上での投影パターンの解像度が
低下するという未解決の課題があった。
そこで、この発明は、上記従来例の未解決の課題に着
目してなされたものであり、複数のレンズを光軸上に配
設して光学系を形成し、その内のパターン源を挟む一対
のレンズとパターン源とを一対のレンズ間の距離を一定
に保った状態で相対移動させることにより、パターン像
の倍率を、投影レンズの入射瞳位置での照明源像の開口
比を許容範囲内に保って、変化させることが可能な光学
結像方法及び装置を提供することを目的としている。
目してなされたものであり、複数のレンズを光軸上に配
設して光学系を形成し、その内のパターン源を挟む一対
のレンズとパターン源とを一対のレンズ間の距離を一定
に保った状態で相対移動させることにより、パターン像
の倍率を、投影レンズの入射瞳位置での照明源像の開口
比を許容範囲内に保って、変化させることが可能な光学
結像方法及び装置を提供することを目的としている。
請求項（１）に係る光学結像方法は、照明源からの照
明光を少なくとも投影パターンを有するパターン源を介
挿し且つ被露光部材に対向する投影レンズを有する光学
系を介して被露光部材に照射して前記投影パターンを被
露光部材に結像させる光学結像方法において、前記光学
系は前記照明源及び投影レンズ間に第１の照明レンズ、
第２の照明レンズ、前記パターン源、第１の結像レンズ
及び第２の結像レンズをその順に光軸上に配設した構成
を有し、前記第１の照明レンズによって前記第１の結像
レンズの像空間焦点の外側に第１の照明源像を結像し、
該第１の照明源像を前記第２の照明レンズによって前記
第１の結像レンズの物空間焦点の外側に第２の照明源像
として結像し、該第２の照明源像を前記第１の結像レン
ズによって当該第１の結像レンズの像空間焦点の外側で
あって且つ前記第１の照明源像上に当該第１の照明源像
と等倍率で第３の照明源像として結像すると共に、前記
第１の結像レンズの物空間焦点の外側にあるパターン源
を第１のパターン像として当該第１の結像レンズの像空
間焦点の外側に結像し、第２の結像レンズによって前記
第３の照明源像を前記投影レンズの入射瞳許容位置に第
４の照明源像として結像させると共に、第１のパターン
源像を当該投影レンズの物空間許容焦点深度内に第２の
パターン像として結像させ、前記第２の照明レンズ及び
第１の結像レンズの組と前記パターン源とを、両レンズ
間の距離を光軸上で一定に保った状態で相対移動させる
ことにより、第２のパターン像を前記投影レンズの物空
間許容焦点深度内に保ち且つ前記第４の照明源像を当該
第４の照明源像の結像位置及び大きさを許容範囲内に保
ちながら投影レンズの入射瞳位置に保ち、前記投影レン
ズの物空間焦点深度内で第２のパターン像の倍率を前記
投影レンズの物空間許容深度内の範囲において任意に選
定可能とすることを特徴としている。
明光を少なくとも投影パターンを有するパターン源を介
挿し且つ被露光部材に対向する投影レンズを有する光学
系を介して被露光部材に照射して前記投影パターンを被
露光部材に結像させる光学結像方法において、前記光学
系は前記照明源及び投影レンズ間に第１の照明レンズ、
第２の照明レンズ、前記パターン源、第１の結像レンズ
及び第２の結像レンズをその順に光軸上に配設した構成
を有し、前記第１の照明レンズによって前記第１の結像
レンズの像空間焦点の外側に第１の照明源像を結像し、
該第１の照明源像を前記第２の照明レンズによって前記
第１の結像レンズの物空間焦点の外側に第２の照明源像
として結像し、該第２の照明源像を前記第１の結像レン
ズによって当該第１の結像レンズの像空間焦点の外側で
あって且つ前記第１の照明源像上に当該第１の照明源像
と等倍率で第３の照明源像として結像すると共に、前記
第１の結像レンズの物空間焦点の外側にあるパターン源
を第１のパターン像として当該第１の結像レンズの像空
間焦点の外側に結像し、第２の結像レンズによって前記
第３の照明源像を前記投影レンズの入射瞳許容位置に第
４の照明源像として結像させると共に、第１のパターン
源像を当該投影レンズの物空間許容焦点深度内に第２の
パターン像として結像させ、前記第２の照明レンズ及び
第１の結像レンズの組と前記パターン源とを、両レンズ
間の距離を光軸上で一定に保った状態で相対移動させる
ことにより、第２のパターン像を前記投影レンズの物空
間許容焦点深度内に保ち且つ前記第４の照明源像を当該
第４の照明源像の結像位置及び大きさを許容範囲内に保
ちながら投影レンズの入射瞳位置に保ち、前記投影レン
ズの物空間焦点深度内で第２のパターン像の倍率を前記
投影レンズの物空間許容深度内の範囲において任意に選
定可能とすることを特徴としている。
また、請求項（２）に係る光学結像装置は、照明源か
らの照明光を少なくとも投影パターンを有するパターン
源を介挿し且つ被露光部材に対向する投影レンズを有す
る光学系を介して被露光部材に照射して前記投影パター
ンを被露光部材に結像させる光学結像装置において、前
記光学系は、前記照明源及び投影レンズ間に、第１の照
明レンズ、第２の照明レンズ、前記パターン源、第１の
結像レンズ及び第２の結像レンズをその順に光軸上に配
設した構成からなり、前記第１の照明レンズは、照明源
の像をその像空間焦点の外側に第１の照明源像として結
像し、前記第２の照明レンズは、前記第１の照明レンズ
によって結像された第１の照明源像を第１の結像レンズ
の物空間焦点の外側に第２の照明源像として結像し、前
記第１の結像レンズは、前記第２の照明レンズの像空間
焦点内に配設された、パターン源の投影パターン像を第
１のパターン像として第１の結像レンズの像空間焦点の
外側に結像すると共に、前記第２の照明源像を前記第１
の照明源像上に当該第１の照明源像と等しい倍率で第３
の照明源像として結像し、前記第２の結像レンズは、前
記第１の結像レンズによる第１のパターン像及び第３の
照明源像を当該第２の結像レンズの物空間焦点の外側と
し、当該第１のパターン像を第２のパターン像として前
記投影レンズの物空間許容焦点深度内に結像すると共
に、当該第３の照明源像を前記投影レンズの許容入射瞳
位置に第４の照明源像として結像し、前記第２の照明レ
ンズ及び第１の結像レンズの組と前記パターン源とを、
両レンズ間の距離を光軸上で一定に保った状態で相対移
動可能に配設し、前記第４の照明源像を投影レンズの入
射瞳位置に、その結像位置及び大きさを許容範囲内で保
ちながら前記パターン源の投影パターン像を前記投影レ
ンズの物空間焦点深度内で変倍することを特徴としてい
る。
らの照明光を少なくとも投影パターンを有するパターン
源を介挿し且つ被露光部材に対向する投影レンズを有す
る光学系を介して被露光部材に照射して前記投影パター
ンを被露光部材に結像させる光学結像装置において、前
記光学系は、前記照明源及び投影レンズ間に、第１の照
明レンズ、第２の照明レンズ、前記パターン源、第１の
結像レンズ及び第２の結像レンズをその順に光軸上に配
設した構成からなり、前記第１の照明レンズは、照明源
の像をその像空間焦点の外側に第１の照明源像として結
像し、前記第２の照明レンズは、前記第１の照明レンズ
によって結像された第１の照明源像を第１の結像レンズ
の物空間焦点の外側に第２の照明源像として結像し、前
記第１の結像レンズは、前記第２の照明レンズの像空間
焦点内に配設された、パターン源の投影パターン像を第
１のパターン像として第１の結像レンズの像空間焦点の
外側に結像すると共に、前記第２の照明源像を前記第１
の照明源像上に当該第１の照明源像と等しい倍率で第３
の照明源像として結像し、前記第２の結像レンズは、前
記第１の結像レンズによる第１のパターン像及び第３の
照明源像を当該第２の結像レンズの物空間焦点の外側と
し、当該第１のパターン像を第２のパターン像として前
記投影レンズの物空間許容焦点深度内に結像すると共
に、当該第３の照明源像を前記投影レンズの許容入射瞳
位置に第４の照明源像として結像し、前記第２の照明レ
ンズ及び第１の結像レンズの組と前記パターン源とを、
両レンズ間の距離を光軸上で一定に保った状態で相対移
動可能に配設し、前記第４の照明源像を投影レンズの入
射瞳位置に、その結像位置及び大きさを許容範囲内で保
ちながら前記パターン源の投影パターン像を前記投影レ
ンズの物空間焦点深度内で変倍することを特徴としてい
る。
さらに、請求項（３）に係る光学結像装置は、前記第
２の照明レンズ及び第１の結像レンズ間の距離は両者の
焦点距離の和より短く、パターン源及び第２の照明源像
が第２の照明レンズの像空間焦点内で且つ第１の結像レ
ンズの物空間焦点の外側に位置するように選定されてい
ることを特徴としている。
２の照明レンズ及び第１の結像レンズ間の距離は両者の
焦点距離の和より短く、パターン源及び第２の照明源像
が第２の照明レンズの像空間焦点内で且つ第１の結像レ
ンズの物空間焦点の外側に位置するように選定されてい
ることを特徴としている。
さらにまた、請求項（４）に係る光学結像装置は、第
２のパターン像の結像位置、投影レンズ及び被露光部材
の光軸上の位置を予め定めた位置に固定したことを特徴
としている。
２のパターン像の結像位置、投影レンズ及び被露光部材
の光軸上の位置を予め定めた位置に固定したことを特徴
としている。
請求項（１）及び（２）の光学結像方法及び装置にお
いては、第２の照明レンズ及び第１の結像レンズの組と
パターン源とを相対移動させることにより、第２の結像
レンズの像空間焦点の外側の像点に結像した第２のパタ
ーン像の倍率を変化させることができ、この際に倍率変
化に伴う第２のパターン像の光軸上移動量を投影レンズ
の物空間許容焦点範囲内に収め、且つ投影レンズの入射
瞳位置で結像する照明源の第４の照明源像の光軸上移動
量を許容範囲内とすると共に、開口比を許容範囲内に収
めることができ、第２の結像レンズと投影レンズとの間
の距離を補正することなく、第２の照明レンズ及び第１
の結像レンズの組とパターン源との相対移動のみで倍率
変化を行うことができる。
いては、第２の照明レンズ及び第１の結像レンズの組と
パターン源とを相対移動させることにより、第２の結像
レンズの像空間焦点の外側の像点に結像した第２のパタ
ーン像の倍率を変化させることができ、この際に倍率変
化に伴う第２のパターン像の光軸上移動量を投影レンズ
の物空間許容焦点範囲内に収め、且つ投影レンズの入射
瞳位置で結像する照明源の第４の照明源像の光軸上移動
量を許容範囲内とすると共に、開口比を許容範囲内に収
めることができ、第２の結像レンズと投影レンズとの間
の距離を補正することなく、第２の照明レンズ及び第１
の結像レンズの組とパターン源との相対移動のみで倍率
変化を行うことができる。
また、請求項（３）の光学結像装置においては、第１
の照明レンズによる第１の照明源像を虚像と見做す第２
の照明源像を第２の照明レンズによって第１の結像レン
ズの物空間焦点の外側に結像し、これを第１の結像レン
ズによって第１の照明源像位置にこの第１の照明源像と
等倍の第３の照明源像として結像することができ、第２
の照明レンズ及び第１の結像レンズを一体に移動させた
ときの第３の照明源像の移動量を小さくすることができ
る。
の照明レンズによる第１の照明源像を虚像と見做す第２
の照明源像を第２の照明レンズによって第１の結像レン
ズの物空間焦点の外側に結像し、これを第１の結像レン
ズによって第１の照明源像位置にこの第１の照明源像と
等倍の第３の照明源像として結像することができ、第２
の照明レンズ及び第１の結像レンズを一体に移動させた
ときの第３の照明源像の移動量を小さくすることができ
る。
請求項（４）に係る光学結像装置においては、第２の
パターン源像の結像位置、投影レンズ及び被露光部材の
光軸上の位置が予め定めた位置に固定されているため、
パターン源のパターン像を被露光部材上において倍率変
化させる時に、投影レンズの物空間焦点深度内で既に所
望の倍率に変化させた第２のパターン像として結像する
ことができ、パターン源のパターン像が実質的に第２の
パターン像の位置に移っており、この第２のパターン像
を所望の倍率に変倍されたパターン源のパターン像と見
做すことができる。
パターン源像の結像位置、投影レンズ及び被露光部材の
光軸上の位置が予め定めた位置に固定されているため、
パターン源のパターン像を被露光部材上において倍率変
化させる時に、投影レンズの物空間焦点深度内で既に所
望の倍率に変化させた第２のパターン像として結像する
ことができ、パターン源のパターン像が実質的に第２の
パターン像の位置に移っており、この第２のパターン像
を所望の倍率に変倍されたパターン源のパターン像と見
做すことができる。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図はこの発明を縮小投影露光装置に適用した場合
の第１実施例を示す概略構成図である。
の第１実施例を示す概略構成図である。
図中、１はシャドウマスク用原版等の被露光部材２を
保持してXYZ方向に移動可能なXYZステージであって、こ
のXYZステージ１の上方にアーパチャ12を含む光学レン
ズ系４が配設され、この光学レンズ系４の上方位置に反
射板5aを介してキセノンランプ5b及びフライアイレンズ
5cを有する照明源５が配設され、この照明源５からの露
光光線が反射板5a及び光学レンズ系４を介してXYZステ
ージ１上の被露光部材２に照射され、光学レンズ系４に
含まれるアパーチャ12に形成された投影パターンを被露
光部材２上に縮小投影露光する。
保持してXYZ方向に移動可能なXYZステージであって、こ
のXYZステージ１の上方にアーパチャ12を含む光学レン
ズ系４が配設され、この光学レンズ系４の上方位置に反
射板5aを介してキセノンランプ5b及びフライアイレンズ
5cを有する照明源５が配設され、この照明源５からの露
光光線が反射板5a及び光学レンズ系４を介してXYZステ
ージ１上の被露光部材２に照射され、光学レンズ系４に
含まれるアパーチャ12に形成された投影パターンを被露
光部材２上に縮小投影露光する。
XYZステージ１は、上面に右下がりに傾斜した傾斜案
内面1aを形成した基台1bと、下面に基台1bの傾斜案内面
1aに係合する傾斜面1cを上面に水平面1dを形成し、駆動
モータ、ボールねじ等で構成される直線駆動機構1eによ
って左右方向に移動されるＺ方向テーブル1fと、このＺ
方向テーブル1f上にボール等の転動体1gを介して左右方
向に摺動自在に配設されたＸ方向テーブル1hと、このＸ
方向テーブル1g上に前後方向に摺動自在に配設されたＹ
方向移動テーブル1iとを備えており、直線駆動機構1eを
作動させて、Ｚ方向テーブル1fを傾斜面1aに沿って左右
方向に摺動させることにより、Ｙ方向移動テーブル1i上
に載置された被露光部材２が光軸６方向に移動される。
内面1aを形成した基台1bと、下面に基台1bの傾斜案内面
1aに係合する傾斜面1cを上面に水平面1dを形成し、駆動
モータ、ボールねじ等で構成される直線駆動機構1eによ
って左右方向に移動されるＺ方向テーブル1fと、このＺ
方向テーブル1f上にボール等の転動体1gを介して左右方
向に摺動自在に配設されたＸ方向テーブル1hと、このＸ
方向テーブル1g上に前後方向に摺動自在に配設されたＹ
方向移動テーブル1iとを備えており、直線駆動機構1eを
作動させて、Ｚ方向テーブル1fを傾斜面1aに沿って左右
方向に摺動させることにより、Ｙ方向移動テーブル1i上
に載置された被露光部材２が光軸６方向に移動される。
光学レンズ系４は、反射板７を介して照明源５に対向
する第１の照明レンズLL1と、この第１の照明レンズLL1
の像点OL1内に配設された第２の照明レンズLL2及び第１
の結像レンズLI1と、両レンズLL2及びLI1間に配設され
たパターン源としての例えば円形パターンを形成したレ
チクル11と、第１の照明レンズLL1の像点OL1の外側に配
設された第２の結像レンズLI2と、この第２の結像レン
ズLI2による第２のパターン像I2の像点OI2が物空間焦点
深度内となるように配設した投影レンズとしての縮小レ
ンズLRとを備え、これらが光軸６上に直列に配設されて
いる。
する第１の照明レンズLL1と、この第１の照明レンズLL1
の像点OL1内に配設された第２の照明レンズLL2及び第１
の結像レンズLI1と、両レンズLL2及びLI1間に配設され
たパターン源としての例えば円形パターンを形成したレ
チクル11と、第１の照明レンズLL1の像点OL1の外側に配
設された第２の結像レンズLI2と、この第２の結像レン
ズLI2による第２のパターン像I2の像点OI2が物空間焦点
深度内となるように配設した投影レンズとしての縮小レ
ンズLRとを備え、これらが光軸６上に直列に配設されて
いる。
ここで、第２の照明レンズLL2と第１の結像レンズLI1
との間の距離ｌは、第２の照明レンズLL2の焦点距離fL2
と第１の結像レンズLI1の焦点距離fI1との和（fL2＋
fI1）より短く選定され、且つレチクル11及び後述する
第２の照明レンズLL2による，第２の照明光像i2が第２
の照明レンズLL2の像空間焦点距離fL2の内側で第１の結
像レンズLI1の物空間焦点距離fI1の外側となるように選
定され、さらに第２の照明レンズLL2及び第１の結像レ
ンズLI1とが距離ｌを保ってレチクル11に対して光軸６
方向に移動可能に配設されている。
との間の距離ｌは、第２の照明レンズLL2の焦点距離fL2
と第１の結像レンズLI1の焦点距離fI1との和（fL2＋
fI1）より短く選定され、且つレチクル11及び後述する
第２の照明レンズLL2による，第２の照明光像i2が第２
の照明レンズLL2の像空間焦点距離fL2の内側で第１の結
像レンズLI1の物空間焦点距離fI1の外側となるように選
定され、さらに第２の照明レンズLL2及び第１の結像レ
ンズLI1とが距離ｌを保ってレチクル11に対して光軸６
方向に移動可能に配設されている。
両レンズLL2及びLI1とレチクル11とは、具体的には、
第２図（ａ）〜（ｄ）に示すように、バリアブルアパー
チャ12に着脱自在に取付けられた支持機構13によって支
持されている。バリアブルアパーチャ12は、固定部に固
定されてＸ方向に延長し、中央部に方形の透孔14aを有
する断面凹状の案内部材14に、一対の摺動板15a,15bが
摺動自在に案内され、これら摺動板15a,15bの透孔14a側
の対向端部にそれぞれ先端がナイフエッジ状に形成され
たブレード16a,16bが取付けられ、且つ案内部材14の中
央部にＹ方向に延長し中央部に方形の透孔17aを有する
断面逆凹状の案内部材17が固設され、この案内部材17
に、第２図（ｃ）示すように、一対の摺動板18a,18bが
摺動自在に案内され、これら摺動板18a,18bの透孔14a側
の端部に先端がナイフエッジ状に形成されたブレード19
a,19bが取付けられた構成を有し、４つのブレード16a,1
6b及び19a,19bによって方形パターンを形成することが
できる。そして、各摺動板15a,15b及び18a,18bが駆動モ
ータ20に連結されたねじ軸21とこれに螺合し且つ摺動板
15a,15b及び18a,18bに固着されたボールナット22とで構
成されるボールねじによって進退駆動される（なお、第
２図においては摺動板15b,18a及び18bに対する駆動機構
は省略されている）。
第２図（ａ）〜（ｄ）に示すように、バリアブルアパー
チャ12に着脱自在に取付けられた支持機構13によって支
持されている。バリアブルアパーチャ12は、固定部に固
定されてＸ方向に延長し、中央部に方形の透孔14aを有
する断面凹状の案内部材14に、一対の摺動板15a,15bが
摺動自在に案内され、これら摺動板15a,15bの透孔14a側
の対向端部にそれぞれ先端がナイフエッジ状に形成され
たブレード16a,16bが取付けられ、且つ案内部材14の中
央部にＹ方向に延長し中央部に方形の透孔17aを有する
断面逆凹状の案内部材17が固設され、この案内部材17
に、第２図（ｃ）示すように、一対の摺動板18a,18bが
摺動自在に案内され、これら摺動板18a,18bの透孔14a側
の端部に先端がナイフエッジ状に形成されたブレード19
a,19bが取付けられた構成を有し、４つのブレード16a,1
6b及び19a,19bによって方形パターンを形成することが
できる。そして、各摺動板15a,15b及び18a,18bが駆動モ
ータ20に連結されたねじ軸21とこれに螺合し且つ摺動板
15a,15b及び18a,18bに固着されたボールナット22とで構
成されるボールねじによって進退駆動される（なお、第
２図においては摺動板15b,18a及び18bに対する駆動機構
は省略されている）。
支持機構13は、バリアブルアパーチャ12の案内部材17
の透孔17a位置に着脱自在に取付けられた中央部にレチ
クル11を保持する支持体23と、この支持体23に配設され
たリニアボールベアリング23a,23bによって上下方向に
案内される摺動軸24a,24bの上端側に固着された第２の
照明レンズLL2を保持する保持枠25と、摺動軸24a,24bの
下端側に固着された第１の結像レンズLI1を保持する保
持枠26と、支持体23の下面と保持枠26の上面との間にお
いて摺動軸24a,24bの回りに介挿された圧縮コイルばね2
7a,27bと、保持枠25を上下方向に移動させる移動機構28
とを備えている。
の透孔17a位置に着脱自在に取付けられた中央部にレチ
クル11を保持する支持体23と、この支持体23に配設され
たリニアボールベアリング23a,23bによって上下方向に
案内される摺動軸24a,24bの上端側に固着された第２の
照明レンズLL2を保持する保持枠25と、摺動軸24a,24bの
下端側に固着された第１の結像レンズLI1を保持する保
持枠26と、支持体23の下面と保持枠26の上面との間にお
いて摺動軸24a,24bの回りに介挿された圧縮コイルばね2
7a,27bと、保持枠25を上下方向に移動させる移動機構28
とを備えている。
ここで、支持体23は、平板部23cとその下面側に一体
に形成された逆凹状部23dとで構成され、平板部23cの中
央部から逆凹状部23dを貫通して貫通孔23eが形成され、
この貫通孔23eの開口部に対応する逆凹状部23dの底面に
円形パターンを形成したレクチル11が着脱自在に保持さ
れ、この貫通孔23eを挟む左右位置にそれぞれ貫通孔23
f,23gが穿設され、これら貫通孔23f,23g内に前記リニア
ボールベアリング23a,23bが装着されている。
に形成された逆凹状部23dとで構成され、平板部23cの中
央部から逆凹状部23dを貫通して貫通孔23eが形成され、
この貫通孔23eの開口部に対応する逆凹状部23dの底面に
円形パターンを形成したレクチル11が着脱自在に保持さ
れ、この貫通孔23eを挟む左右位置にそれぞれ貫通孔23
f,23gが穿設され、これら貫通孔23f,23g内に前記リニア
ボールベアリング23a,23bが装着されている。
また、移動機構28は、第２図（ａ）及び（ｄ）に示す
ように、支持体23の平板部23cの貫通孔23eを挟む前後位
置に対称的に設けられた長方形状の凹部23h,23iの前後
方向の中心を通って摺動軸29a,29bが摺動自在に配設さ
れ、これら摺動軸29a,29bの支持体23の外方に突出する
両端部が連結杆30a,30bによって連結されていると共
に、凹部23h,23iに対応する位置に右下がりに傾斜する
カム面を有するカム31a,31bが取付けられ、さらに前記
保持枠25にカム31a,31bのカム面に転接するころがり軸
受で構成されるカムフォロア32a,32bが取付けられ、連
結杆30aが摺動板15aの上面に取付けられた支持片33に引
張ばね34a,34bを介して連結され、連結杆30aに形成され
た突出片35aと支持片33に形成された突出長を調整可能
なストッパ35bとが当接され、摺動板15aの移動に伴って
摺動軸29a,29bが移動することにより、保持枠25及び26
が一体に上下動する。
ように、支持体23の平板部23cの貫通孔23eを挟む前後位
置に対称的に設けられた長方形状の凹部23h,23iの前後
方向の中心を通って摺動軸29a,29bが摺動自在に配設さ
れ、これら摺動軸29a,29bの支持体23の外方に突出する
両端部が連結杆30a,30bによって連結されていると共
に、凹部23h,23iに対応する位置に右下がりに傾斜する
カム面を有するカム31a,31bが取付けられ、さらに前記
保持枠25にカム31a,31bのカム面に転接するころがり軸
受で構成されるカムフォロア32a,32bが取付けられ、連
結杆30aが摺動板15aの上面に取付けられた支持片33に引
張ばね34a,34bを介して連結され、連結杆30aに形成され
た突出片35aと支持片33に形成された突出長を調整可能
なストッパ35bとが当接され、摺動板15aの移動に伴って
摺動軸29a,29bが移動することにより、保持枠25及び26
が一体に上下動する。
また、バリアブルアパーチャ12の案内部材14の下面に
形成された支持部材36がブレード支持部材を貫通して内
方に延長され、その中央部に第２の結像レンズLI2が保
持されている。ここで、第２の結像レンズLI2によるレ
チクル11の円形パターン第２のパターン像I2が結像する
像点OI2′がブレード16a,16b及び19a,19bによる方形パ
ターン形成位置に一致するように選定されている。
形成された支持部材36がブレード支持部材を貫通して内
方に延長され、その中央部に第２の結像レンズLI2が保
持されている。ここで、第２の結像レンズLI2によるレ
チクル11の円形パターン第２のパターン像I2が結像する
像点OI2′がブレード16a,16b及び19a,19bによる方形パ
ターン形成位置に一致するように選定されている。
そして、バリアブルアパーチャ12の駆動モータ20が第
３図に示すようにパターン制御装置37によって駆動制御
される。
３図に示すようにパターン制御装置37によって駆動制御
される。
このパターン制御装置37は、入出力インタフェース回
路38a、演算処理装置38b及び記憶装置38cを少なくとも
有するマイクロコンピュータ38と、その入出力インタフ
ェース回路38aの出力側及び駆動モータ20間に介挿され
たモータ駆動回路39と、マイクロコンピュータ38に対し
て投影パターンの倍率を入力するパターン選定入力装置
40とを備えている。
路38a、演算処理装置38b及び記憶装置38cを少なくとも
有するマイクロコンピュータ38と、その入出力インタフ
ェース回路38aの出力側及び駆動モータ20間に介挿され
たモータ駆動回路39と、マイクロコンピュータ38に対し
て投影パターンの倍率を入力するパターン選定入力装置
40とを備えている。
マイクロコンピュータ38の演算処理装置38bは、パタ
ーン選定入力装置40から倍率設定データが入力される
と、これに基づいて予め記憶装置38cに格納された記憶
テーブルを参照して、倍率に対応する第２の照明レンズ
LL2及び第１の結像レンズLI1の移動量を算出し、これと
両レンズLL2,LI1の現在位置との差に応じた移動指令を
モータ駆動回路39に出力して、駆動モータ20を駆動する
ことにより、倍率を設定する。
ーン選定入力装置40から倍率設定データが入力される
と、これに基づいて予め記憶装置38cに格納された記憶
テーブルを参照して、倍率に対応する第２の照明レンズ
LL2及び第１の結像レンズLI1の移動量を算出し、これと
両レンズLL2,LI1の現在位置との差に応じた移動指令を
モータ駆動回路39に出力して、駆動モータ20を駆動する
ことにより、倍率を設定する。
また、第１図に示すように、縮小レンズLRを保持する
固定筒体41の被露光部材２に対向する下端部には、露光
光線を透過する透孔42と、その周囲に等角間隔で形成さ
れた４つの空気吹き出しノズル43とが設けられている。
各ノズル43は、共通の空気供給源44に絞り45を介して接
続されていると共に、共通の差圧変換器46の一方の入力
側に接続されている。差圧変換器46の他方の入力側は、
絞り47を介して前記空気供給源44に接続されていると共
に、大気に連通されている。これらノズル43,空気供給
源44,絞り45,47及び差圧変換器46で空気マイクロメータ
48が構成されている。
固定筒体41の被露光部材２に対向する下端部には、露光
光線を透過する透孔42と、その周囲に等角間隔で形成さ
れた４つの空気吹き出しノズル43とが設けられている。
各ノズル43は、共通の空気供給源44に絞り45を介して接
続されていると共に、共通の差圧変換器46の一方の入力
側に接続されている。差圧変換器46の他方の入力側は、
絞り47を介して前記空気供給源44に接続されていると共
に、大気に連通されている。これらノズル43,空気供給
源44,絞り45,47及び差圧変換器46で空気マイクロメータ
48が構成されている。
そして、差圧変換器46の検出信号がステージ制御装置
50に供給され、この制御装置50で目標値設定器50aで予
め設定した所定の目標値と比較してその差値である偏差
信号が増幅器等で構成される駆動回路50bに供給され、
これにより、モータ等のアクチュエータを作動させる駆
動出力を形成し、これをXYZステージ１の直線駆動機構1
eに供給してこれを駆動し、ノズル43と被露光部材２と
の間の間隔を適正値に調節する。
50に供給され、この制御装置50で目標値設定器50aで予
め設定した所定の目標値と比較してその差値である偏差
信号が増幅器等で構成される駆動回路50bに供給され、
これにより、モータ等のアクチュエータを作動させる駆
動出力を形成し、これをXYZステージ１の直線駆動機構1
eに供給してこれを駆動し、ノズル43と被露光部材２と
の間の間隔を適正値に調節する。
また、XYZステージ１のXY方向の移動は、被露光部材
２に形成された原点マーク（図示せず）を光学的に読取
り、これに基づいて制御原点を設定してから、パターン
の露光間隔に応じてXY方向の絶対距離を検出する例えば
レーザ測長機等の検出器52からの測定値フィードバック
信号に基づいて順次ステップアンドリピート動作され
る。
２に形成された原点マーク（図示せず）を光学的に読取
り、これに基づいて制御原点を設定してから、パターン
の露光間隔に応じてXY方向の絶対距離を検出する例えば
レーザ測長機等の検出器52からの測定値フィードバック
信号に基づいて順次ステップアンドリピート動作され
る。
次に、上記実施例の動作を説明する。光源５のフライ
アイレンズ5cの出射端から露光光線を出射すると、その
露光光線が反射板７で反射されて、第４図に示すよう
に、第１の照明レンズLL1に入射され、この第１の照明
レンズLL1によって、その像点OL1に第１の照明源像i1を
結像し、この第１の照明源像i1が第２の照明レンズLL2
によって、その像空間焦点FL2′内で且つ第１の結像レ
ンズLI1の物空間焦点FI1の外側の像点OL2に第１の照明
源像i1を虚像と見做すよう第２の照明源像i2として結像
し、この第２の照明源像i2が第１の結像レンズLI1によ
って第１の照明源像i1と同一位置にこれと等しい大きさ
の第３の照明源像i3として結像され、この第３の照明源
像i3が第２の結像レンズLI2によって縮小レンズLRの像
点OL4（入射瞳位置）に第４の照明源像i4として結像さ
れる。
アイレンズ5cの出射端から露光光線を出射すると、その
露光光線が反射板７で反射されて、第４図に示すよう
に、第１の照明レンズLL1に入射され、この第１の照明
レンズLL1によって、その像点OL1に第１の照明源像i1を
結像し、この第１の照明源像i1が第２の照明レンズLL2
によって、その像空間焦点FL2′内で且つ第１の結像レ
ンズLI1の物空間焦点FI1の外側の像点OL2に第１の照明
源像i1を虚像と見做すよう第２の照明源像i2として結像
し、この第２の照明源像i2が第１の結像レンズLI1によ
って第１の照明源像i1と同一位置にこれと等しい大きさ
の第３の照明源像i3として結像され、この第３の照明源
像i3が第２の結像レンズLI2によって縮小レンズLRの像
点OL4（入射瞳位置）に第４の照明源像i4として結像さ
れる。
他方、第２の照明レンズLL2の像空間焦点FL2′内に配
設されたレチクル11の円形パターンは、第５図に示すよ
うに、第１の結像レンズLI1によってその像点OI1′に第
１のパターン像I1として結像し、この第１のパターン像
I1が第２の結像レンズLI2によってその縮小レンズLRの
物空間許容焦点深度内の像点OI2′に第２のパターン像I
2として結像し、この第２のパターン像I2が縮小レンズL
Rで縮小されてXYZステージ１に載置された被露光部材２
の露光される。このように、レチクル11の円形パターン
が縮小レンズLRの物空間許容焦点深度内となる第２の結
像レンズLI2の像点OI2′に結像されることから、この像
点OI2′にレチクル11を配置したことと等価となり、各
レンズLL1,LL2及びLI1,LI2があたかも一枚のコンデンサ
レンズの役割を果たす。
設されたレチクル11の円形パターンは、第５図に示すよ
うに、第１の結像レンズLI1によってその像点OI1′に第
１のパターン像I1として結像し、この第１のパターン像
I1が第２の結像レンズLI2によってその縮小レンズLRの
物空間許容焦点深度内の像点OI2′に第２のパターン像I
2として結像し、この第２のパターン像I2が縮小レンズL
Rで縮小されてXYZステージ１に載置された被露光部材２
の露光される。このように、レチクル11の円形パターン
が縮小レンズLRの物空間許容焦点深度内となる第２の結
像レンズLI2の像点OI2′に結像されることから、この像
点OI2′にレチクル11を配置したことと等価となり、各
レンズLL1,LL2及びLI1,LI2があたかも一枚のコンデンサ
レンズの役割を果たす。
この状態で、第２の照明レンズLL2及び第１の結像レ
ンズLI1をパターン制御装置37によってレクチル11に対
して同時に移動させることにより、第２の結像レンズL
I2の像点OI2′に結像するパターン像の倍率を変更する
ことができ、このときの縮小レンズLRの入射瞳に入射さ
れる照明源５の照明源像の開口比を許容範囲内に収める
ことができる。
ンズLI1をパターン制御装置37によってレクチル11に対
して同時に移動させることにより、第２の結像レンズL
I2の像点OI2′に結像するパターン像の倍率を変更する
ことができ、このときの縮小レンズLRの入射瞳に入射さ
れる照明源５の照明源像の開口比を許容範囲内に収める
ことができる。
この第２の照明レンズLL2及び第１の結像レンズLI1の
レクチル11に対する距離を変化させることによりパター
ン像I2の倍率を変更できる原理を次に説明する。
レクチル11に対する距離を変化させることによりパター
ン像I2の倍率を変更できる原理を次に説明する。
先ず、この発明の基礎となる薄肉単レンズの物点Ｏと
移動量Δと、これに対応する像点Ｏ′の移動量Δ′との
関係について説明する。
移動量Δと、これに対応する像点Ｏ′の移動量Δ′との
関係について説明する。
今、第６図に示すように、単レンズの物空間焦点距離
をｆ、像空間焦点距離をｆ′、レンズの主点Ｈから物点
Ｏ及び像点Ｏ′までの距離をＳ及びＳ′とし、物点Ｏの
像の大きさをA,像点Ｏ′の結像の大きさをＢとし、倍率
をｍとすると、結像式は、 で表され、倍率ｍは、 ｍ＝Ｓ′/S＝B/A …………（２） で表すことができる。
をｆ、像空間焦点距離をｆ′、レンズの主点Ｈから物点
Ｏ及び像点Ｏ′までの距離をＳ及びＳ′とし、物点Ｏの
像の大きさをA,像点Ｏ′の結像の大きさをＢとし、倍率
をｍとすると、結像式は、 で表され、倍率ｍは、 ｍ＝Ｓ′/S＝B/A …………（２） で表すことができる。
したがって、上記（１）式及び（２）式から距離Ｓ及
びＳ′は、 Ｓ′＝ｆ′（１−ｍ） …………（４） で表すことができる。
びＳ′は、 Ｓ′＝ｆ′（１−ｍ） …………（４） で表すことができる。
また、物点Ｏを移動させたときの移動量Δと像点Ｏ′
の移動量Δ′との関係は、上記（１）式から で表すことができる。
の移動量Δ′との関係は、上記（１）式から で表すことができる。
このときの移動前の倍率ｍと移動後の倍率ｍ＊との変
化率Ｋは、 Ｋ＝ｍ＊/m …………（７） で表すことができ、この（７）式に（１）式、（３）式
及び（５）式を代入して整理すると、 となり、像点移動量Δ′は、 Δ′＝mf′（１−Ｋ） …………（９） で表すことができる。
化率Ｋは、 Ｋ＝ｍ＊/m …………（７） で表すことができ、この（７）式に（１）式、（３）式
及び（５）式を代入して整理すると、 となり、像点移動量Δ′は、 Δ′＝mf′（１−Ｋ） …………（９） で表すことができる。
同様にして物点移動量Δに関して変化率Ｋを求めれ
ば、 となり、物点移動量Δは、 で表すことができる。
ば、 となり、物点移動量Δは、 で表すことができる。
そして、前記（９）式から上記（11）式を減算する
と、 となり、結局この（12）式から像点移動量Δ′と物点移
動量Δとの関係は、 Δ′＝Δ（m2・Ｋ−１）＋Δ＝Δ・m2・Ｋ …………（1
3） で表すことができる。
と、 となり、結局この（12）式から像点移動量Δ′と物点移
動量Δとの関係は、 Δ′＝Δ（m2・Ｋ−１）＋Δ＝Δ・m2・Ｋ …………（1
3） で表すことができる。
したがって、第５図に示すように、レチクル11の円形
パターンを第２の結像レンズLI2の像点OI2に結像させて
いる状態で、第１の結像レンズLI1を移動させたときの
移動量ΔＩと第２の結像レンズLI2の像点OI2の移動量Δ
Ｉ″との関係は、第１の結像レンズLI1について考える
と、レチクル11をΔＩだけ第１の結像レンズLI1と逆方
向に移動させたことと等価であるので、第１の結像レン
ズLI1による第１のパターン像I1の移動量は、ΔＩ′−
ΔＩで表すことができ、移動前の倍率をmI1、移動後の
倍率をmI1＊とし、倍率変化率をKI1（＝mI1＊/mI1）と
すると、前記（12）式から、 ΔＩ′−ΔＩ＝ΔＩ（mI1 2KI1−１） ……（14） となる。
パターンを第２の結像レンズLI2の像点OI2に結像させて
いる状態で、第１の結像レンズLI1を移動させたときの
移動量ΔＩと第２の結像レンズLI2の像点OI2の移動量Δ
Ｉ″との関係は、第１の結像レンズLI1について考える
と、レチクル11をΔＩだけ第１の結像レンズLI1と逆方
向に移動させたことと等価であるので、第１の結像レン
ズLI1による第１のパターン像I1の移動量は、ΔＩ′−
ΔＩで表すことができ、移動前の倍率をmI1、移動後の
倍率をmI1＊とし、倍率変化率をKI1（＝mI1＊/mI1）と
すると、前記（12）式から、 ΔＩ′−ΔＩ＝ΔＩ（mI1 2KI1−１） ……（14） となる。
また、第２の結像レンズLI2の像点移動量ΔＩ″は、
移動前の倍率をmI2、移動後の倍率をmI2＊とし、倍率変
化率をKI2（＝mI2＊/I2）とすると、前記（13）式か
ら、 ΔＩ″＝（ΔＩ′−ΔＩ）mI2KI2 ＝Δ（m11 2K11−１）mI2KI2 …………（15） で表すことができる。
移動前の倍率をmI2、移動後の倍率をmI2＊とし、倍率変
化率をKI2（＝mI2＊/I2）とすると、前記（13）式か
ら、 ΔＩ″＝（ΔＩ′−ΔＩ）mI2KI2 ＝Δ（m11 2K11−１）mI2KI2 …………（15） で表すことができる。
一方、第１の結像レンズLI1の物点移動量ΔＩは、前
記（11）式から で表され、第２の結像レンズLI2の物点移動量ΔＩ′−
ΔＩも、同様に前記（11）式から で表すことができる。
記（11）式から で表され、第２の結像レンズLI2の物点移動量ΔＩ′−
ΔＩも、同様に前記（11）式から で表すことができる。
また、倍率変化率KI1は、前記（10）式から、 で表すことができ、倍率変化率KI2も、前記（10）式か
ら、 で表すことができる。
ら、 で表すことができる。
そして、第１の結像レンズLI1を移動量ΔＩだけ移動
させることによる第２の結像レンズLI2の像点OI2での総
合倍率KIは、 で表すことができる。
させることによる第２の結像レンズLI2の像点OI2での総
合倍率KIは、 で表すことができる。
mI1＝−１を基準として考えることにより、上記（2
0）式を変形して第１の結像レンズLI1の移動量ΔＩを求
めると、 となる。
0）式を変形して第１の結像レンズLI1の移動量ΔＩを求
めると、 となる。
したがって、縮小レンズLRの物空間許容焦点深度範囲
が例えば0.4mmであるとし、各レンズの諸元が、第１の
照明レンズLL1の焦点距離fL1＝394.40mm、有効径φ＝79
mm、Ｆ値＝4.99、主面から物点までの距離SL1＝−1095.
56mm、主面から像点までの距離SL1′＝290mm、倍率mL1
＝−1/3.7778、第２の照明レンズLL2の焦点距離fL2＝7
6.77mm、有効径φ＝25mm、Ｆ値＝3.07、主面から物点ま
での距離SL2＝256.04mm、主面から像点までの距離SL2′
＝59.06mm、倍率mL2＝1/4.3353、第１の結像レンズLI1
の焦点距離fI1＝30mm、有効径φ＝17mm、Ｆ値＝1.76、
主面から物点までの距離SI1＝−36.92mm、主面から像点
までの距離SI1′＝160.06mm、倍率mI2＝−4.3353（パタ
ーン像に対してはSI1＝−60mm、SI1′＝60mm、倍率mI1
＝−１）、第２の結像レンズLI2の焦点距離fI2＝81mm、
有効径φ＝32mm、Ｆ値＝2.53、主面から物点までの距離
SI2＝−102.44mm、主面から像点までの距離SI2′＝387m
m、倍率mI2＝−3.7778（パターン像に対してはSI2＝−2
02.5mm、SI2′＝135mm、倍率mI2＝−1/1.5）であるもの
としたとき、前記（21）式で、所望の総合倍率KIを与え
ることにより、第１の結像レンズLI1の移動量ΔＩを算
出することができ、このときの第２の結像レンズLI2の
像点OI2″移動量ΔＩ″が前記物空間許容焦点深度範囲
0.4mm未満であれば、焦点ずれのない良好なパターン像
を縮小レンズLRに入射することができることになり、総
合倍率KIを与えたときの第１の結像レンズLI1における
移動量ΔＩ、倍率変化率KI1、像点移動量ΔＩ′−Δ、
第２の結像レンズLI2における倍率変化率KI2及び像点移
動量ΔＩ″の演算結果を下記第１表に示す。
が例えば0.4mmであるとし、各レンズの諸元が、第１の
照明レンズLL1の焦点距離fL1＝394.40mm、有効径φ＝79
mm、Ｆ値＝4.99、主面から物点までの距離SL1＝−1095.
56mm、主面から像点までの距離SL1′＝290mm、倍率mL1
＝−1/3.7778、第２の照明レンズLL2の焦点距離fL2＝7
6.77mm、有効径φ＝25mm、Ｆ値＝3.07、主面から物点ま
での距離SL2＝256.04mm、主面から像点までの距離SL2′
＝59.06mm、倍率mL2＝1/4.3353、第１の結像レンズLI1
の焦点距離fI1＝30mm、有効径φ＝17mm、Ｆ値＝1.76、
主面から物点までの距離SI1＝−36.92mm、主面から像点
までの距離SI1′＝160.06mm、倍率mI2＝−4.3353（パタ
ーン像に対してはSI1＝−60mm、SI1′＝60mm、倍率mI1
＝−１）、第２の結像レンズLI2の焦点距離fI2＝81mm、
有効径φ＝32mm、Ｆ値＝2.53、主面から物点までの距離
SI2＝−102.44mm、主面から像点までの距離SI2′＝387m
m、倍率mI2＝−3.7778（パターン像に対してはSI2＝−2
02.5mm、SI2′＝135mm、倍率mI2＝−1/1.5）であるもの
としたとき、前記（21）式で、所望の総合倍率KIを与え
ることにより、第１の結像レンズLI1の移動量ΔＩを算
出することができ、このときの第２の結像レンズLI2の
像点OI2″移動量ΔＩ″が前記物空間許容焦点深度範囲
0.4mm未満であれば、焦点ずれのない良好なパターン像
を縮小レンズLRに入射することができることになり、総
合倍率KIを与えたときの第１の結像レンズLI1における
移動量ΔＩ、倍率変化率KI1、像点移動量ΔＩ′−Δ、
第２の結像レンズLI2における倍率変化率KI2及び像点移
動量ΔＩ″の演算結果を下記第１表に示す。
この第１表から明らかなように、レチクル11のパター
ン像を第２の結像レンズLI2の像点OI2′に等倍の第２の
パターン像I2を結像している状態から、第１の結像レン
ズLI1を左側に移動させることによって第２のパターン
像I2を拡大することができ、逆に第１の結像レンズLI1
を右側に移動させることによって第２のパターン像I2を
縮小することができ、これらの拡大・縮小範囲を±15％
以内とすることにより、第２のパターン像I2の像点位置
の移動量ΔＩ″が縮小レンズLRの物空間許容焦点深度範
囲（0.4mm）内に収めることができ、別途焦点距離の調
整を行う必要がない。
ン像を第２の結像レンズLI2の像点OI2′に等倍の第２の
パターン像I2を結像している状態から、第１の結像レン
ズLI1を左側に移動させることによって第２のパターン
像I2を拡大することができ、逆に第１の結像レンズLI1
を右側に移動させることによって第２のパターン像I2を
縮小することができ、これらの拡大・縮小範囲を±15％
以内とすることにより、第２のパターン像I2の像点位置
の移動量ΔＩ″が縮小レンズLRの物空間許容焦点深度範
囲（0.4mm）内に収めることができ、別途焦点距離の調
整を行う必要がない。
一方、照明源５からの照明光については、前述したよ
うに、第１の照明レンズLL1によって、第５図及び第７
図に示すように、第１の結像レンズLI1の像焦点FI1′の
外側の像点OL1′に第１の照明源像i1として結像され、
この第１の照明源像i1を第２の照明レンズLL2によっ
て、第８図及び第９図に示すように、その像空間焦点F
L2′の内側で且つ第１の結像レンズLI1の物空間焦点FI1
の外側に第２の照明源像i2として結像され、この第２の
照明源像i2を第１の結像レンズLI1によって第４図に示
すように、第１の照明レンズLL1の像点OL1′に第１の照
明源像i1と等倍の第３の照明源像i3として結像され、こ
の第３の照明源像i3を第２の結像レンズLI2によって、
第４図に示すように、縮小レンズLRの入射瞳位置（像点
OL4）に結像される。
うに、第１の照明レンズLL1によって、第５図及び第７
図に示すように、第１の結像レンズLI1の像焦点FI1′の
外側の像点OL1′に第１の照明源像i1として結像され、
この第１の照明源像i1を第２の照明レンズLL2によっ
て、第８図及び第９図に示すように、その像空間焦点F
L2′の内側で且つ第１の結像レンズLI1の物空間焦点FI1
の外側に第２の照明源像i2として結像され、この第２の
照明源像i2を第１の結像レンズLI1によって第４図に示
すように、第１の照明レンズLL1の像点OL1′に第１の照
明源像i1と等倍の第３の照明源像i3として結像され、こ
の第３の照明源像i3を第２の結像レンズLI2によって、
第４図に示すように、縮小レンズLRの入射瞳位置（像点
OL4）に結像される。
ここで、第２の照明レンズLL2及び第１の結像レンズL
I1を第９図に示すように、移動量ΔＬだけ移動させる
と、第１の照明源像i1が見掛上物点移動量ΔＬだけ移動
したと等価であり、第２の照明源像i2を結像する第２の
照明レンズLL2の像点OL2′が第２の照明レンズLL2に対
して移動量ΔL2′だけ変化することになる。
I1を第９図に示すように、移動量ΔＬだけ移動させる
と、第１の照明源像i1が見掛上物点移動量ΔＬだけ移動
したと等価であり、第２の照明源像i2を結像する第２の
照明レンズLL2の像点OL2′が第２の照明レンズLL2に対
して移動量ΔL2′だけ変化することになる。
したがって、物点移動量ΔＬと像点移動量ΔＬ′との
関係は、前述した（13）式から ΔＬ′＝ΔＬ・mL2 2・KL2 …………（22） で表すことができる。ここで、倍率変化率KL2は、前述
した（10）式から で表わされるので、（22）式に（23）式を代入すること
により、像点移動量ΔI2′は、 となる。
関係は、前述した（13）式から ΔＬ′＝ΔＬ・mL2 2・KL2 …………（22） で表すことができる。ここで、倍率変化率KL2は、前述
した（10）式から で表わされるので、（22）式に（23）式を代入すること
により、像点移動量ΔI2′は、 となる。
このように、第10図（ａ）に示す初期状態から第10図
（ｂ）に示すように、第２の照明源像i2の結像する像点
OL2′が移動量ΔL2′移動することにより、この第２の
照明源像i2と第１の結像レンズLI1との関係は、第１の
結像レンズLI1の物点が移動量ΔL2′と等しい移動量Δ
I1（＝ΔL2′）だけ移動したものとなるので、この物点
移動量ΔI1と像点移動量ΔI1′との関係は、前述した
（13）から ΔI1′＝ΔI1・mI1 2・KI1 …………（25） で表すことができる。ここで、倍率変化率KI1は、前述
した（10）式から で表わされるので、（25）式に（26）式を代入すること
により、像点移動量ΔI1′は、 となる。
（ｂ）に示すように、第２の照明源像i2の結像する像点
OL2′が移動量ΔL2′移動することにより、この第２の
照明源像i2と第１の結像レンズLI1との関係は、第１の
結像レンズLI1の物点が移動量ΔL2′と等しい移動量Δ
I1（＝ΔL2′）だけ移動したものとなるので、この物点
移動量ΔI1と像点移動量ΔI1′との関係は、前述した
（13）から ΔI1′＝ΔI1・mI1 2・KI1 …………（25） で表すことができる。ここで、倍率変化率KI1は、前述
した（10）式から で表わされるので、（25）式に（26）式を代入すること
により、像点移動量ΔI1′は、 となる。
この（27）式において、物点移動量ΔI1は第２の照明
レンズLL2の像点移動量ΔL2′と等しいので、この（2
7）式に前記（24）式を代入すると、 となる。
レンズLL2の像点移動量ΔL2′と等しいので、この（2
7）式に前記（24）式を代入すると、 となる。
このようにして、第11図に示すように、第１の結像レ
ンズLI1を移動量ΔＬだけ移動させることにより、その
像点OL3に結像する第３の照明源像i3が移動量ΔI1′か
ら移動量ΔＬを減算した移動量Δ３だけ移動することに
なる。
ンズLI1を移動量ΔＬだけ移動させることにより、その
像点OL3に結像する第３の照明源像i3が移動量ΔI1′か
ら移動量ΔＬを減算した移動量Δ３だけ移動することに
なる。
したがって、移動量Δ３は、 Δ３＝ΔI1′−ΔＬ …………（29） で表される。
この（29）式に前記（28）式を代入して整理すると、 Ａ＝ΔLfI1fL2mI1 2mL2 2 Ｂ＝ΔＬ｛fI1fL2−ΔＬ（fI1mL2＋fL2mI1mL2 2）｝ Ｃ＝fI1fL2−ΔＬ（fI1mL2＋fL2mI1mL2 2） となる。この（30）式において、第１の照明源像i1と第
３の照明源像i3との倍率が等しく、且つ互いにに倒立関
係で同一に結像させるために必要な条件は、 mI1・mL2＝−１ …………（31） mI1 2・mL2 2＝−１ …………（32） であり、これら（31）式及び（32）式を前記（30）式に
代入して整理すると、 となる。
３の照明源像i3との倍率が等しく、且つ互いにに倒立関
係で同一に結像させるために必要な条件は、 mI1・mL2＝−１ …………（31） mI1 2・mL2 2＝−１ …………（32） であり、これら（31）式及び（32）式を前記（30）式に
代入して整理すると、 となる。
そして、第３図の照明源像i3を第２の結像レンズLI2
によって第４の照明源像i4として縮小レンズLRの入射瞳
位置に結像させるので、この第２の結像レンズLI2の像
点移動量ΔL4′は、前述した（13）式から ΔL4′＝Δ３・m12・K12 …………（34） で表され、ここで、倍率変化率KI2は、前記（10）式か
ら であるので、この（35）式を前記（34）式に代入するこ
とにより、像点移動量ΔL4′は、 となる。
によって第４の照明源像i4として縮小レンズLRの入射瞳
位置に結像させるので、この第２の結像レンズLI2の像
点移動量ΔL4′は、前述した（13）式から ΔL4′＝Δ３・m12・K12 …………（34） で表され、ここで、倍率変化率KI2は、前記（10）式か
ら であるので、この（35）式を前記（34）式に代入するこ
とにより、像点移動量ΔL4′は、 となる。
したがって、第２の結像レンズLI2の像点移動量
ΔL4′と第２の照明レンズLL2及び第１の結像レンズLI1
の移動量ΔＬとの関係は、上記（36）式に前記（33）式
を代入して整理することにより、 となる。
ΔL4′と第２の照明レンズLL2及び第１の結像レンズLI1
の移動量ΔＬとの関係は、上記（36）式に前記（33）式
を代入して整理することにより、 となる。
そして、縮小レンズLRの入射瞳に結像する第４の照明
源像i4の総合倍率KLは、 で表され、物点移動量ΔI1は像点移動量ΔL2′と等しい
ので前記（24）式に基づいて第２の照明レンズLL2及び
第１の結像レンズLI1の移動量ΔＬから算出することが
でき、像点移動量Δ３も前記（33）式に基づいて移動量
ΔＬから算出することができる。
源像i4の総合倍率KLは、 で表され、物点移動量ΔI1は像点移動量ΔL2′と等しい
ので前記（24）式に基づいて第２の照明レンズLL2及び
第１の結像レンズLI1の移動量ΔＬから算出することが
でき、像点移動量Δ３も前記（33）式に基づいて移動量
ΔＬから算出することができる。
したがって、縮小レンズLRの入射瞳位置の許容範囲が
例えば2mmであるときに、前述した諸元から第２の照明
レンズLL2の物空間焦点距離fL2を−76.77mm、第１の結
像レンズLI1の物空間焦点距離fI1を−30mm、第２の結像
レンズLI2の物空間焦点距離fI2を−81mmとし、倍率mL2
を1/4.3353、倍率mI1を−4.3353（倒立像）、倍率mI2を
−3.77778としたときの第４の照明源像i4移動量ΔL4′
が前記縮小レンズLRの入射瞳許容範囲2mm未満であり、
且つ一般に“1"以下に選定される入射瞳の径で照明源像
の径を除した値でなる開口比σの基準値に対して所定範
囲（例えば±0.02）以内であれば、照明源５の照明光を
有効に縮小レンズLRに入射することができることにな
り、前述したパターン像I2を倍率K1で拡大・縮小すると
きの第２の照明レンズLL2及び第１の結像レンズLI1の移
動量ΔＬに対する第２の結像レンズLI2における照明源
像の像点移動量ΔL4′及び開口比σ、第４の照明源像i4
の直径ｄの演算結果を下記第２表に示す。
例えば2mmであるときに、前述した諸元から第２の照明
レンズLL2の物空間焦点距離fL2を−76.77mm、第１の結
像レンズLI1の物空間焦点距離fI1を−30mm、第２の結像
レンズLI2の物空間焦点距離fI2を−81mmとし、倍率mL2
を1/4.3353、倍率mI1を−4.3353（倒立像）、倍率mI2を
−3.77778としたときの第４の照明源像i4移動量ΔL4′
が前記縮小レンズLRの入射瞳許容範囲2mm未満であり、
且つ一般に“1"以下に選定される入射瞳の径で照明源像
の径を除した値でなる開口比σの基準値に対して所定範
囲（例えば±0.02）以内であれば、照明源５の照明光を
有効に縮小レンズLRに入射することができることにな
り、前述したパターン像I2を倍率K1で拡大・縮小すると
きの第２の照明レンズLL2及び第１の結像レンズLI1の移
動量ΔＬに対する第２の結像レンズLI2における照明源
像の像点移動量ΔL4′及び開口比σ、第４の照明源像i4
の直径ｄの演算結果を下記第２表に示す。
この第２表から明らかなように、前述したレチクル11
のパターン像を所望の倍率で拡大・縮小した第２のパタ
ーン像I2を得るときに、照明源像i4の移動量ΔL4′が縮
小レンズLRの入射瞳の許容範囲2mm内に略収め、且つ開
口比の許容範囲±0.02以内に収めることができ、別途縮
小レンズLRの入射瞳位置の調整を行う必要がない。
のパターン像を所望の倍率で拡大・縮小した第２のパタ
ーン像I2を得るときに、照明源像i4の移動量ΔL4′が縮
小レンズLRの入射瞳の許容範囲2mm内に略収め、且つ開
口比の許容範囲±0.02以内に収めることができ、別途縮
小レンズLRの入射瞳位置の調整を行う必要がない。
このため、パターン制御装置35の記憶装置36cにパタ
ーン像の倍率KIとこれに対応する第２の照明レンズLL2
及び第１の結像レンズLI1の移動量ΔＩ（＝ΔＬ）との
関係を記憶テーブルとして記憶しておくことにより、演
算処理装置36bで倍率設定データが入力されたときに、
その倍率に対応するレンズLL2,LI1の移動量を算出する
ことができ、これに基づいて駆動モータ20を駆動してパ
ターン像の倍率調整を行うことができ、この倍率調整が
第２の照明レンズLL2及び第１の結像レンズLI1を所定距
離を保って同時に移動させるだけで、第２のパターン像
I2を縮小レンズLRの物空間許容焦点深度内に収め、且つ
第４の照明源像i4の縮小レンズLRの許容入射瞳位置で且
つ許容開口比範囲内に収めることができ、固定された第
２の結像レンズLI2及び縮小レンズLR間の距離を何ら補
正する必要がない。
ーン像の倍率KIとこれに対応する第２の照明レンズLL2
及び第１の結像レンズLI1の移動量ΔＩ（＝ΔＬ）との
関係を記憶テーブルとして記憶しておくことにより、演
算処理装置36bで倍率設定データが入力されたときに、
その倍率に対応するレンズLL2,LI1の移動量を算出する
ことができ、これに基づいて駆動モータ20を駆動してパ
ターン像の倍率調整を行うことができ、この倍率調整が
第２の照明レンズLL2及び第１の結像レンズLI1を所定距
離を保って同時に移動させるだけで、第２のパターン像
I2を縮小レンズLRの物空間許容焦点深度内に収め、且つ
第４の照明源像i4の縮小レンズLRの許容入射瞳位置で且
つ許容開口比範囲内に収めることができ、固定された第
２の結像レンズLI2及び縮小レンズLR間の距離を何ら補
正する必要がない。
以上のようにして、光学系４の調整を完了した後、縮
小レンズLRと被露光部材２との焦点調整を行う。この焦
点調整は、XYZステージ１を光軸方向に移動させること
により行い、目標値ｂから縮小レンズ３の光心と固定筒
体41の下端面との間の距離ｋが一定であることから、先
ず目標値ｂから距離ｋを算出した値を目標値として目標
値設定器50aに設定し、この状態で空気供給源45から圧
力空気を絞り46を介してノズル44に供給して空気マイク
ロメータ46を作動状態とし、この状態で焦点調整制御装
置50を作動状態とする。
小レンズLRと被露光部材２との焦点調整を行う。この焦
点調整は、XYZステージ１を光軸方向に移動させること
により行い、目標値ｂから縮小レンズ３の光心と固定筒
体41の下端面との間の距離ｋが一定であることから、先
ず目標値ｂから距離ｋを算出した値を目標値として目標
値設定器50aに設定し、この状態で空気供給源45から圧
力空気を絞り46を介してノズル44に供給して空気マイク
ロメータ46を作動状態とし、この状態で焦点調整制御装
置50を作動状態とする。
このように焦点調整制御装置50が作動状態となると、
目標値設定器50aで予め設定された目標値と、差圧変換
器47から出力される差圧検出信号との差値でなる偏差信
号が駆動回路50bに供給され、この駆動回路50bから直線
駆動機構1eにXYZステージ１をＺ軸方向に移動させる駆
動信号が出力され、XYZステージ１が偏差信号が零とな
るようにＺ軸方向に上下動されて位置調整が行われる。
目標値設定器50aで予め設定された目標値と、差圧変換
器47から出力される差圧検出信号との差値でなる偏差信
号が駆動回路50bに供給され、この駆動回路50bから直線
駆動機構1eにXYZステージ１をＺ軸方向に移動させる駆
動信号が出力され、XYZステージ１が偏差信号が零とな
るようにＺ軸方向に上下動されて位置調整が行われる。
そして、焦点調整が終了すると、XYZステージ１をXY
方向に適宜移動させて、被露光部材２を所定のパターン
露光位置にセットし、次いで所定パターンを露光してか
ら、再度XYZステージ１をXY方向に移動させて、被露光
部材２を新たなパターン露光位置に移動させ、再度露光
を行うステップアンドリピートを繰り返し、全ての露光
位置での露光を終了すると、XYZステージ１から被露光
部材２を取り出して、新たな被露光部材２をXYZステー
ジ１に載置して同様の処理を実行する。
方向に適宜移動させて、被露光部材２を所定のパターン
露光位置にセットし、次いで所定パターンを露光してか
ら、再度XYZステージ１をXY方向に移動させて、被露光
部材２を新たなパターン露光位置に移動させ、再度露光
を行うステップアンドリピートを繰り返し、全ての露光
位置での露光を終了すると、XYZステージ１から被露光
部材２を取り出して、新たな被露光部材２をXYZステー
ジ１に載置して同様の処理を実行する。
そして、被露光部材２に露光する投影パターンのサイ
ズを変更する場合には、パターン制御装置37のパターン
入力設定装置40に所望の倍率K1を入力することにより、
駆動モータ20が回転駆動されて第２の照明レンズLL2及
び第１の結像レンズLI1が同時に倍率KIに対応した移動
量ΔＩ（＝ΔＬ）だけ移動されて倍率調整が行われる。
ズを変更する場合には、パターン制御装置37のパターン
入力設定装置40に所望の倍率K1を入力することにより、
駆動モータ20が回転駆動されて第２の照明レンズLL2及
び第１の結像レンズLI1が同時に倍率KIに対応した移動
量ΔＩ（＝ΔＬ）だけ移動されて倍率調整が行われる。
さらに、所定の大きさの矩形パターン等の多角形パタ
ーンを被露光部材２に露光するときには、支持部材23を
取り外して４枚のブレード16a,16b,19a,19bによって所
望の多角形パターンを形成し、これを直接縮小レンズLR
を介して被露光部材２に露光することにより行うことが
できる。
ーンを被露光部材２に露光するときには、支持部材23を
取り外して４枚のブレード16a,16b,19a,19bによって所
望の多角形パターンを形成し、これを直接縮小レンズLR
を介して被露光部材２に露光することにより行うことが
できる。
このように、上記実施例によると、パターン源として
レチクル11を挟む第２の照明レンズLL2及び第１の結像
レンズLI1を移動させることにより、第２の結像レンズL
I2像点OI2′に結像する第２のパターン像I2の倍率を所
定の範囲内で無段階にすることができ、このとき第２の
パターン像I2の基準位置からの移動量ΔＩ″が縮小レン
ズLRの物空間許容焦点深度範囲内に収まると共に、縮小
レンズLRの入射瞳位置に結像する第４の照明源像i4の移
動量ΔL4′が投影レンズにおける入射瞳き許容範囲内
で、且つ所定の開口比許容範囲内に収まるので、パター
ン像の照明を効果的に行うことが可能となり、被露光部
材２に露光する投影パターンの露光ムラを防止して高解
像度を得ることができ、第２の結像レンズLI2と縮小レ
ンズLRとの間の距離を補正する必要もない。
レチクル11を挟む第２の照明レンズLL2及び第１の結像
レンズLI1を移動させることにより、第２の結像レンズL
I2像点OI2′に結像する第２のパターン像I2の倍率を所
定の範囲内で無段階にすることができ、このとき第２の
パターン像I2の基準位置からの移動量ΔＩ″が縮小レン
ズLRの物空間許容焦点深度範囲内に収まると共に、縮小
レンズLRの入射瞳位置に結像する第４の照明源像i4の移
動量ΔL4′が投影レンズにおける入射瞳き許容範囲内
で、且つ所定の開口比許容範囲内に収まるので、パター
ン像の照明を効果的に行うことが可能となり、被露光部
材２に露光する投影パターンの露光ムラを防止して高解
像度を得ることができ、第２の結像レンズLI2と縮小レ
ンズLRとの間の距離を補正する必要もない。
なお、上記実施例においては、各レンズLL1,LL2,LI1,
LI2を一枚のレンズで構成する場合について説明した
が、複数枚のレンズを組み合わせて構成するようにして
もよい。
LI2を一枚のレンズで構成する場合について説明した
が、複数枚のレンズを組み合わせて構成するようにして
もよい。
また、上記実施例においては、第２の照明レンズLL2
及び第１の結像レンズLI1を一体に移動させる場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、レチ
クル11を移動させるようにしてもよい。
及び第１の結像レンズLI1を一体に移動させる場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、レチ
クル11を移動させるようにしてもよい。
さらに、上記実施例においては、パターン源として、
円形パターンを形成したレチクル11を適用した場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、異な
る形状のパターンを形成した複数のレチクル11を円板に
同心的に配置し、この円板を回転させて、所望のパター
ンを光軸６位置に位置決めしたり、他のマスク等の任意
のパターン源を適用することができる。
円形パターンを形成したレチクル11を適用した場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、異な
る形状のパターンを形成した複数のレチクル11を円板に
同心的に配置し、この円板を回転させて、所望のパター
ンを光軸６位置に位置決めしたり、他のマスク等の任意
のパターン源を適用することができる。
またさらに、上記実施例においては、第２の照明レン
ズLL2及び第１の結像レンズLI1を移動する移動機構28と
してカム31a,31b及びこれに転接するカムフォロア32a,3
2bを適用した場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、摺動軸24a,24bを直接送りねじ機構等
の駆動機構で直線駆動するようにしてもよい。
ズLL2及び第１の結像レンズLI1を移動する移動機構28と
してカム31a,31b及びこれに転接するカムフォロア32a,3
2bを適用した場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、摺動軸24a,24bを直接送りねじ機構等
の駆動機構で直線駆動するようにしてもよい。
なおさらに、上記各実施例においては、この発明を縮
小投影露光装置に適用した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、パターンジェネレータ等
のパターン源のパターンを光学レンズを介して被露光部
材に描画するパターン描画装置、その他の光学結像装置
にも適用することができる。
小投影露光装置に適用した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、パターンジェネレータ等
のパターン源のパターンを光学レンズを介して被露光部
材に描画するパターン描画装置、その他の光学結像装置
にも適用することができる。
また、バリアブルアパーチャ12位置の像点OI2に他の
パターン像を配置して、レチクル11のパターン像に重畳
するようにしてもよい。
パターン像を配置して、レチクル11のパターン像に重畳
するようにしてもよい。
以上説明したように、請求項（１）に係る光学結像方
法及び請求項（２）に係る光学結像装置によれば、第１
及び第２の照明レンズと第１及び第２の結像レンズとの
４枚のレンズで構成される光学レンズ系の第２の照明レ
ンズ及び第１の結像レンズ間にパターン源を配置し、両
レンズを所定距離を保って同時に移動させることによ
り、第２の結像レンズの投影レンズの物空間許容焦点深
度内となる像点に所望倍率のパターン像を結像し、且つ
照明源の照明源像を投影レンズの許容入射瞳位置に所定
の開口比範囲内に収まるように結像させることができ、
高コントラストでテレセントリシティの良い照明源が得
られ、しかも倍率調整を行う際に、第２の結像レンズ及
び投影レンズ間の距離を補正する必要がなく第２の照明
レンズ及び第１の結像レンズを一体に移動させるだけで
よいので、その制御が容易であると共に、高精度で行う
ことができる等の効果が得られる。
法及び請求項（２）に係る光学結像装置によれば、第１
及び第２の照明レンズと第１及び第２の結像レンズとの
４枚のレンズで構成される光学レンズ系の第２の照明レ
ンズ及び第１の結像レンズ間にパターン源を配置し、両
レンズを所定距離を保って同時に移動させることによ
り、第２の結像レンズの投影レンズの物空間許容焦点深
度内となる像点に所望倍率のパターン像を結像し、且つ
照明源の照明源像を投影レンズの許容入射瞳位置に所定
の開口比範囲内に収まるように結像させることができ、
高コントラストでテレセントリシティの良い照明源が得
られ、しかも倍率調整を行う際に、第２の結像レンズ及
び投影レンズ間の距離を補正する必要がなく第２の照明
レンズ及び第１の結像レンズを一体に移動させるだけで
よいので、その制御が容易であると共に、高精度で行う
ことができる等の効果が得られる。
また、請求項（３）に係る光学結像装置によれば、第
１の照明レンズによる第１の照明源像は虚像と見做すよ
うな第２の照明源像を第１の結像レンズの物空間焦点の
外側に結像し、これを第１の結像レンズによって第１の
照明源像位置に等倍の第３の照明源像として結像するこ
とができ、第２の照明レンズ及び第１の結像レンズを一
体に移動させたときの第３の照明源像の移動量の小さく
することができる。
１の照明レンズによる第１の照明源像は虚像と見做すよ
うな第２の照明源像を第１の結像レンズの物空間焦点の
外側に結像し、これを第１の結像レンズによって第１の
照明源像位置に等倍の第３の照明源像として結像するこ
とができ、第２の照明レンズ及び第１の結像レンズを一
体に移動させたときの第３の照明源像の移動量の小さく
することができる。
さらに、請求項（４）に係る光学結像装置によれば、
第２のパターン像の結像位置、投影レンズ及び被露光部
材の光軸上の位置が予め定めた位置に固定されるため、
パターン源のパターン像を被露光部材上において倍率を
変化させる時に、投影レンズの物空間焦点深度内に結像
する第２のパターン像が既に所望の倍率に変化されてい
るので、パターン源のパターン像が実質的に第２のパタ
ーン像の位置に移っているので、この第２のパターン像
を所望の倍率に変倍されたパターン源のパターン像富ナ
スことができ、従来例のようにマスクと投影レンズの距
離を変化させて変倍させることもないと共に、この変倍
により投影レンズの被露光部材の結像位置が光軸上で変
化することもないので、変倍の度に投影レンズの焦点調
整を行う必要がないという効果が得られる。
第２のパターン像の結像位置、投影レンズ及び被露光部
材の光軸上の位置が予め定めた位置に固定されるため、
パターン源のパターン像を被露光部材上において倍率を
変化させる時に、投影レンズの物空間焦点深度内に結像
する第２のパターン像が既に所望の倍率に変化されてい
るので、パターン源のパターン像が実質的に第２のパタ
ーン像の位置に移っているので、この第２のパターン像
を所望の倍率に変倍されたパターン源のパターン像富ナ
スことができ、従来例のようにマスクと投影レンズの距
離を変化させて変倍させることもないと共に、この変倍
により投影レンズの被露光部材の結像位置が光軸上で変
化することもないので、変倍の度に投影レンズの焦点調
整を行う必要がないという効果が得られる。
第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）はバリアブルアパー
チャを示す平面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図及びＤ
−Ｄ断面図、第３図はパターン制御装置の一例を示すブ
ロック図、第４図〜第11図はそれぞれこの発明の動作の
説明に供する光学系の模式図である。 図中、１はXYZステージ、1eは直線駆動機構、1fはＺ方
向テーブル、２は被露光部材、12はアパーチャ（パター
ン源）、４は光学レンズ系、５は光源、６は光軸、LL1
は第１の照明レンズ、LL2は第２の照明レンズ、LI3は第
１の結像レンズ、LI2は第２の結像レンズ、LRは縮小レ
ンズ（投影レンズ）、20は駆動モータ、21はねじ軸、22
はボールナット、37はパターン制御装置、50はステージ
制御装置である。
（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）はバリアブルアパー
チャを示す平面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図及びＤ
−Ｄ断面図、第３図はパターン制御装置の一例を示すブ
ロック図、第４図〜第11図はそれぞれこの発明の動作の
説明に供する光学系の模式図である。 図中、１はXYZステージ、1eは直線駆動機構、1fはＺ方
向テーブル、２は被露光部材、12はアパーチャ（パター
ン源）、４は光学レンズ系、５は光源、６は光軸、LL1
は第１の照明レンズ、LL2は第２の照明レンズ、LI3は第
１の結像レンズ、LI2は第２の結像レンズ、LRは縮小レ
ンズ（投影レンズ）、20は駆動モータ、21はねじ軸、22
はボールナット、37はパターン制御装置、50はステージ
制御装置である。
Claims (4)
- 【請求項１】照明源からの照射光を少なくとも投影パタ
ーンを有するパターン源を介挿し且つ被露光部材に対向
する投影レンズを有する光学系を介して被露光部材に照
射して前記投影パターンを被露光部材に結像させる光学
結像方法において、前記光学系は前記照明源及び投影レ
ンズ間に第１の照明レンズ、第２の照明レンズ、前記パ
ターン源、第１の結像レンズ及び第２の結像レンズをそ
の順に光軸上に配設した構成を有し、前記第１の照明レ
ンズによって前記第１の結像レンズの像空間焦点の外側
に第１の照明源像を結像し、該第１の照明源像を前記第
２の照明レンズによって前記第１の結像レンズの物空間
焦点の外側に第２の照明源像として結像し、該第２の照
明源像を前記第１の結像レンズによって当該第１の結像
レンズの像空間焦点の外側であって且つ前記第１の照明
源像上に当該第１の照明源像と等倍率で第３の照明源像
として結像すると共に、前記第１の結像レンズの物空間
焦点の外側にあるパターン源を第１のパターン像として
当該第１の結像レンズの像空間焦点の外側に結像し、第
２の結像レンズによって前記第３の照明源像を前記投影
レンズの入射瞳許容位置に第４の照明源像として結像さ
せると共に、第１のパターン像を当該投影レンズの物空
間許容焦点深度内に第２のパターン像として結像させ、
前記第２の照明レンズ及び第１の結像レンズの組と前記
パターン源とを、両レンズ間の距離を光軸上で一定に保
った状態で相対移動させることにより、第２のパターン
像を前記投影レンズの物空間許容焦点深度内に保ち且つ
前記第４の照明源像を当該第４の照明源像の結像位置及
び大きさを許容範囲内に保ちながら投影レンズの入射瞳
位置に保ち、前記投影レンズの物空間焦点深度内で第２
のパターン像の倍率を前記投影レンズの物空間許容深度
内の範囲において任意に選定可能とすることを特徴とす
る光学結像方法。 - 【請求項２】照明源からの照射光を少なくとも投影パタ
ーンを有するパターン源を介挿し且つ被露光部材に対向
する投影レンズを有する光学系を介して被露光部材に照
射して前記投影パターンを被露光部材に結像させる光学
結像装置において、 前記光学系は、前記照明源及び投影レンズ間に、第１の
照明レンズ、第２の照明レンズ、前記パターン源、第１
の結像レンズ及び第２の結像レンズをその順に光軸上に
配設した構成からなり、 前記第１の照明レンズは、照明源の像をその像空間焦点
の外側に第１の照明源像として結像し、 前記第２の照明レンズは、前記第１の照明レンズによっ
て結像された第１の照明源像を第１の結像レンズの物空
間焦点の外側に第２の照明源像として結像し、 前記第１の結像レンズは、前記第２の照明レンズの像空
間焦点内に配設された、パターン源の投影パターン像を
第１のパターン像として第１の結像レンズの像空間焦点
の外側に結像すると共に、前記第２の照明源像を前記第
１の照明源像上に当該第１の照明源像と等しい倍率で第
３の照明源像として結像し、 前記第２の結像レンズは、前記第１の結像レンズによる
第１のパターン像及び第３の照明源像を当該第２の結像
レンズの物空間焦点の外側とし、当該第１のパターン像
を第２のパターン像として前記投影レンズの物空間許容
焦点深度内に結像すると共に、当該第３の照明源像を前
記投影レンズの許容入射瞳位置に第４の照明源像として
結像し、 前記第２の照明レンズ及び第１の結像レンズの組と前記
パターン源とを、両レンズ間の距離を光軸上で一定に保
った状態で相対移動可能に配設し、前記第４の照明源像
を投影レンズの入射瞳位置に、その結像位置及び大きさ
を許容範囲内で保ちながら前記パターン源の投影パター
ン像を前記投影レンズの物空間焦点深度内で変倍するこ
とを特徴とする光学結像装置。 - 【請求項３】前記第２の照明レンズ及び第１の結像レン
ズ間の距離は両者の焦点距離の和より短く、パターン源
及び第２の照明源像が第２の照明レンズの像空間焦点内
で且つ第１の結像レンズの物空間焦点の外側に位置する
ように選定されている請求項（２）に記載の光学結像装
置。 - 【請求項４】第２のパターン像の結像位置、投影レンズ
及び被露光部材の光軸上の位置が予め定めた位置に固定
したことを特徴とする請求項（２）又は（３）に記載の
光学結像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6327589A JPH0812843B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 光学結像装置及び方法 |
| DE4007069A DE4007069C2 (de) | 1989-03-15 | 1990-03-07 | Vorrichtung zur optischen Abbildung |
| US07/491,505 US5061956A (en) | 1989-03-15 | 1990-03-12 | Optically imaging method and apparatus |
| NL9000599A NL9000599A (nl) | 1989-03-15 | 1990-03-15 | Werkwijze en inrichting voor optische beeldvorming. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6327589A JPH0812843B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 光学結像装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02241018A JPH02241018A (ja) | 1990-09-25 |
| JPH0812843B2 true JPH0812843B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=13224596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6327589A Expired - Lifetime JPH0812843B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 光学結像装置及び方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5061956A (ja) |
| JP (1) | JPH0812843B2 (ja) |
| DE (1) | DE4007069C2 (ja) |
| NL (1) | NL9000599A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5229811A (en) * | 1990-06-15 | 1993-07-20 | Nikon Corporation | Apparatus for exposing peripheral portion of substrate |
| NL9100202A (nl) * | 1991-02-05 | 1992-09-01 | Asm Lithography Bv | Lithografische inrichting met een hangende objecttafel. |
| US6128068A (en) * | 1991-02-22 | 2000-10-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection exposure apparatus including an illumination optical system that forms a secondary light source with a particular intensity distribution |
| US5305054A (en) * | 1991-02-22 | 1994-04-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging method for manufacture of microdevices |
| NL9100421A (nl) * | 1991-03-08 | 1992-10-01 | Asm Lithography Bv | Ondersteuningsinrichting met een kantelbare objecttafel alsmede optisch lithografische inrichting voorzien van een dergelijke ondersteuningsinrichting. |
| JPH0536586A (ja) * | 1991-08-02 | 1993-02-12 | Canon Inc | 像投影方法及び該方法を用いた半導体デバイスの製造方法 |
| US5424803A (en) * | 1991-08-09 | 1995-06-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection exposure apparatus and semiconductor device manufacturing method |
| JP3210123B2 (ja) * | 1992-03-27 | 2001-09-17 | キヤノン株式会社 | 結像方法及び該方法を用いたデバイス製造方法 |
| JP3278896B2 (ja) * | 1992-03-31 | 2002-04-30 | キヤノン株式会社 | 照明装置及びそれを用いた投影露光装置 |
| DE102006038455A1 (de) | 2006-08-16 | 2008-02-21 | Carl Zeiss Smt Ag | Optisches System für die Halbleiterlithographie |
| KR20090116333A (ko) * | 2008-05-07 | 2009-11-11 | 주식회사 프로텍 | 상하 독립구동 방식의 양면 동시 노광시스템 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU406392B2 (en) * | 1966-12-05 | 1970-10-07 | Method and apparatus forthe production of masks for use inthe manufacture of planar transistors and integrated circuits | |
| US4811055A (en) * | 1984-02-27 | 1989-03-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection exposure apparatus |
| JPS6119129A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-28 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 投影光学装置 |
| JPH0720755B2 (ja) * | 1985-03-28 | 1995-03-08 | 大日本印刷株式会社 | 疑似円形描画用光学作図装置 |
| NL8601547A (nl) * | 1986-06-16 | 1988-01-18 | Philips Nv | Optisch litografische inrichting met verplaatsbaar lenzenstelsel en werkwijze voor het regelen van de afbeeldingseigenschappen van een lenzenstelsel in een dergelijke inrichting. |
| JPS63246296A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 | 三菱電機株式会社 | Ｉｃカ−ド装置 |
| JP2690960B2 (ja) * | 1988-09-07 | 1997-12-17 | 株式会社日立製作所 | 拡大投影露光方法及びその装置 |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP6327589A patent/JPH0812843B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-03-07 DE DE4007069A patent/DE4007069C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-12 US US07/491,505 patent/US5061956A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-15 NL NL9000599A patent/NL9000599A/nl not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02241018A (ja) | 1990-09-25 |
| DE4007069A1 (de) | 1990-09-20 |
| DE4007069C2 (de) | 1995-06-29 |
| NL9000599A (nl) | 1990-10-01 |
| US5061956A (en) | 1991-10-29 |
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