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公開番号2024023105
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-21
出願番号2022126704
出願日2022-08-08
発明の名称投影光学系及び露光装置
出願人横浜リーディングデザイン合資会社
代理人個人
主分類G02B 13/22 20060101AFI20240214BHJP(光学)
要約【課題】光量損失が少なく、鮮鋭な光学像を形成することができる投影光学系及び露光装置を提供する。
【解決手段】投影光学系1、1’、1”、20、40は、物体側から順に、物体側と像側の両方でテレセントリックな第1光学系2、21と、2次元に配列された第1レンズ素子30を有する第1レンズアレー22と、2次元に配列された第2レンズ素子31、50を有する第2レンズアレー23、41と、物体側と像側の両方でテレセントリックな第2光学系24と、を含み、第1レンズアレー22の2次元的配列と第2レンズアレー23、41の2次元的配列が一致する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
物体側から順に、
前記物体側と像側の両方でテレセントリックな第１光学系と、
２次元に配列された第１レンズ素子を有する第１レンズアレーと、
２次元に配列された第２レンズ素子を有する第２レンズアレーと、
前記物体側と前記像側の両方でテレセントリックな第２光学系と、を含み、
前記第１レンズアレーの２次元的配列と前記第２レンズアレーの２次元的配列が一致することを特徴とする投影光学系。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第２レンズアレーでは、周辺光線が前記投影光学系の光軸と平行に出射し、
前記第２光学系によって、前記第２光学系の像面に、前記第１光学系と前記第１レンズアレー及び前記第２レンズアレーによる合成の瞳の像が形成されることを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
【請求項３】
前記第２レンズアレーでは、主光線が前記投影光学系の光軸と平行に出射し、
前記第２光学系によって、前記第２光学系の像面に、前記第１光学系と前記第１レンズアレー及び前記第２レンズアレーによる合成の物体面の像が形成されることを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
【請求項４】
前記第１光学系の倍率の範囲は、等倍から１０倍までであることを特徴とする請求項２または３に記載の投影光学系。
【請求項５】
前記第２光学系の倍率の範囲は、０．０５倍から７倍までであることを特徴とする請求項２または３に記載の投影光学系。
【請求項６】
空間変調素子を複数有する空間変調器が物体面に配置され、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項２に記載の投影光学系。
２×（ＮＡ１×Ｄ１）／（Ｐ１×β１×β１）＜０．７１（１）
ここで、
ＮＡ１は、前記第１光学系の開口数、
Ｄ１は、前記第１レンズアレーと前記第２レンズアレーの間の空気換算長、
β１は、前記第１光学系の倍率、
Ｐ１は、隣り合う２つの前記空間変調素子のピッチ、
である。
【請求項７】
前記空間変調器は、１９０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の波長の光により照射されることを特徴とする請求項６に記載の投影光学系。
【請求項８】
光源と、
前記光源からの光を集光する照明光学系と、
２次元に配列された空間変調素子を有し、前記照明光学系により照明される前記空間変調器と、
前記空間変調器と対象物の間に配置された請求項７に記載の投影光学系と、
前記投影光学系の像面に位置する前記対象物を保持するステージと、を含むことを特徴とする露光装置。
【請求項９】
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項３に記載の投影光学系。
（ｆ１－Ｄ１）／ｆ１＜０．７１（２）
ここで、
ｆ１は、前記第１レンズ素子の焦点距離、
Ｄ１は、前記第１レンズアレーと前記第２レンズアレーの間の空気換算長、
である。
【請求項１０】
空間変調器が物体面に配置され、
前記空間変調器は、１９０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の波長の光により照射されることを特徴とする請求項９に記載の投影光学系。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光学系及び露光装置に関する。特に、空間変調器を用いた投影光学系及びこの投影光学系を用いた露光装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
両側テレセントリック光学系は、物体側と像側の両方でテレセントリックな光学系である。両側テレセントリック光学系では、光軸方向の位置ずれが物体側と像側のどちらで生じても、像の大きさは変化しない。そのため、両側テレセントリック光学系は、露光装置の投影光学系に用いられる。
【０００３】
空間変調器として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（以下、「ＤＭＤ」という）が知られている。特許文献１には、ＤＭＤを用いた投影光学系及び露光装置が開示されている。この投影光学系では、物体面にＤＭＤが位置し、像面に対象物が位置している。投影光学系は、物体側から順に、ＤＭＤと、レンズグループと、光学システムと、追加レンズと、を有する。光学システムは、マイクロレンズアレイと、格子と、を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２００４－５１４２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された投影光学系では、マイクロレンズアレイから発散光が出射する。発散光の広がりが大きいと、一部の光が追加レンズの外側に到達する。追加レンズの外側に到達した光は、鏡筒の内面で反射される。反射された光の一部から、迷光が生じる。迷光が像面に到達すると、フレアーが発生する。その結果、フレアーによって像が不鮮明になったり、像のコントラストが低下したりする。フレアーの発生を抑制するために格子が配置されているが、格子によって光量損失が生じる。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、光量損失が少なく、鮮鋭な光学像を形成することができる投影光学系及び露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の投影光学系の態様は、物体側から順に、物体側と像側の両方でテレセントリックな第１光学系と、２次元に配列された第１レンズ素子を有する第１レンズアレーと、２次元に配列された第２レンズ素子を有する第２レンズアレーと、物体側と像側の両方でテレセントリックな第２光学系と、を含み、第１レンズアレーの２次元的配列と第２レンズアレーの２次元的配列が一致する。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の投影光学系の態様によれば、第２レンズアレーでは、周辺光線が投影光学系の光軸と平行に出射し、第２光学系によって、第２光学系の像面に、第１光学系と第１レンズアレー及び第２レンズアレーによる合成の瞳の像が形成される。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の投影光学系の態様によれば、第２レンズアレーでは、主光線が投影光学系の光軸と平行に出射し、第２光学系によって、第２光学系の像面に、第１光学系と第１レンズアレー及び第２レンズアレーによる合成の物体面の像が形成される。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の投影光学系の態様では、第１光学系の倍率の範囲は、等倍から１０倍までである。
（【００１１】以降は省略されています）

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