(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射された紫外線を含む照明光を、マスクを透過させ投影光としてプリント配線基板またはＬＣＤ基板の露光領域に対して投影するときに用いられる投影光学系であって、
前記投影光の方向を変える第１反射面および第２反射面を所定角度に設けた反射体と、この反射体の第１反射面に前記投影光を屈折透過して送る位置に、前記反射体から離間して配置された入射側凸レンズと、前記反射体の第２反射面から反射される前記投影光を屈折透過する位置に、前記反射体から離間して配置された出射側凸レンズと、この出射側凸レンズおよび前記入射側凸レンズを共軸として所定間隔で支持すると共に、前記両凸レンズの光軸方向に対して平行に移動させる支持移動機構と、前記第１反射面で反射した投影光を前記第２反射面に反射し、前記反射体から離間して配置された反射補正光学系と、を備え、
前記反射補正光学系は、前記第１反射面からの投影光を前記第２反射面に向かって反射する凹面反射ミラーと、この凹面反射ミラーと前記反射体の間に設置される補正光学系とを有し、
前記補正光学系は、凸レンズおよび凹レンズを単レンズとして、正の屈折率をもつように配置し、
前記入射側凸レンズおよび前記出射側凸レンズは、同一の屈折率でそれぞれ一枚の単レンズとし、
前記入射側凸レンズまたは前記出射側凸レンズの焦点距離ｆａと、前記凹面反射ミラーの焦点距離ｆｂとにおいて、前記焦点距離ｆａ、ｆｂの比を絶対値で示すときに、１．２＜ｆａ／ｆｂ＜５．５の関係を満足するように、前記入射側凸レンズ、出射側凸レンズおよび前記凹面反射ミラーが配置されたことを特徴とする投影光学系。
【請求項２】
光源から照射された紫外線を含む照明光を、マスクを透過させ投影光としてプリント配線基板またはＬＣＤ基板の露光領域に対して投影するときに用いられる投影光学系であって、
前記投影光の方向を変える第１反射面および第２反射面を所定角度に設けた反射体と、この反射体の第１反射面に前記投影光を屈折透過して送る位置に、前記反射体から離間して配置された入射側凸レンズと、前記反射体の第２反射面から反射される前記投影光を屈折透過する位置に、前記反射体から離間して配置された出射側凸レンズと、この出射側凸レンズおよび前記入射側凸レンズを共軸として所定間隔で支持すると共に、前記両凸レンズの光軸方向に対して平行に移動させる支持移動機構と、前記第１反射面で反射した投影光を前記第２反射面に反射し、前記反射体から離間して配置された反射補正光学系と、を備え、
前記反射補正光学系は、前記第１反射面からの投影光を前記第２反射面に向かって反射する凹面反射ミラーと、この凹面反射ミラーと前記反射体の間に設置される補正光学系とを有し、
前記補正光学系は、第１凸レンズ、第２凸レンズおよび凹レンズを単レンズとして、正の屈折率をもつように配置し、
前記入射側凸レンズおよび前記出射側凸レンズは、同一の屈折率でそれぞれ一枚の単レンズとし、
前記入射側凸レンズまたは前記出射側凸レンズの焦点距離ｆａと、前記凹面反射ミラーの焦点距離ｆｂとにおいて、前記焦点距離ｆａ、ｆｂの比を絶対値で示すときに、１．２＜ｆａ／ｆｂ＜５．５の関係を満足するように、前記入射側凸レンズ、出射側凸レンズおよび前記凹面反射ミラーが配置されたことを特徴とする投影光学系。
【請求項３】
前記支持移動機構は、前記両凸レンズを共軸として所定間隔で支持する支持手段と、この支持手段を前記両凸レンズの光軸方向に対して平行に移動する移動手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投影光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板、ＬＣＤ基板などのワークにマスクを介して紫外線を含む照明光を投影光として投影して所定パターンをワークに投影露光するために用いられる投影光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント配線基板、液晶パネル、液晶用のカラーフィルタなどの電子回路等のパターンを露光形成するために、所定波長の紫外線を投影して露光処理する投影露光装置の投影光学系あるいは反射屈折投影光学系は、様々なものが提案されている。
【０００３】
例えば、図６に示すように、従来の反射屈折投影光学系５０は、レチクル（マスク）５１に対面して配置されると共に、ワーク５９に対して対面して配置され、円筒形に屈曲されたとき固定倍率を像の一軸に沿って変化させるプレート５２、５８と、このプレート５２、５８に対面して配置される光線の向きをかえるプリズム５３，５７と、このプリズム５３，５７に隣接して配置された平凸レンズ５４と、この平凸レンズ５４に隣接して配置されたメニカスレンズ５５と、このメニカスレンズ５５から所定距離を隔てて配置された反射ミラー５６と、を備えるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、従来の反射屈折投影光学系６０は、光源からの照明光を所定方向に向きを変えて出射するルーフプリズム６１と、ワーク側に対向する位置に配した直角プリズム６２と、両プリズム６１，６２に隣接して配置された平凸レンズ６３と、この平凸レンズ６３に隣接して配置された凹凸レンズ６４と、この凹凸レンズ６４に対面して所定距離を隔てた位置に配置されたメニカスレンズ６５と、このメニカスレンズ６５に対面して所定距離を隔てた位置に配置された反射ミラー６６と、前記した直角プリズム６２のワーク側に配置された倍率補正器７０と、を備えている。
【０００５】
そして、投影反射補正光学系６０の倍率補正器７０は、平凹レンズ７１と、この平凹レンズ７１に対面して所定距離を隔てて配置された平凸レンズ７２と、この平凸レンズ７２と平凹レンズ７１との距離を変えるアクチュエータ７３とを備えているものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特表平１０−５０９５６１号公報（第２５頁、第２８頁〜第３０頁、図５）
【特許文献２】
特開平８−１７９２１７号公報（段落番号００３６〜００５３、図１、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の投影露光装置の投影光学系あるいは投影反射補正光学系では、さらに改良する余地があり、以下で示す問題を解決する必要があった。
【０００８】
（１）従来の特許文献１の投影反射補正光学系は、プレート（レンズ）を機械的に湾曲させることで、倍率を調整する構成であるため、プレートの劣化が激しくまた安定した倍率調整を行なうことが困難であった。
【０００９】
（２）従来の特許文献２の投影反射補正光学系は、プリズムのワーク側に配置された倍率補正器により倍率調整を行なっているが、プリズムの片側に配置された平凹レンズおよび平凸レンズを移動させるため、光学的に配置のバランスが悪く、つりあいが取れていない状態で倍率調整を行なうため、歪曲（ディストーション）が発生し易い状態となってしまった。
【００１０】
（３）また、従来の反射補正光学系は、光学系に接合レンズを使用しているため、色収差に対しては優位となるが、紫外線を用いる投影光による場合に、接合していることによる結像性能の劣化が発生し、収差変動により露光性能の要求を満たすためには逆に不利であった。
【００１１】
本発明は、前記の問題点に鑑み創案されたものであり、倍率の調整を行なうときに結像性能を劣化させることなく、また、歪曲の発生を最小限とし、さらに、倍率の調整を紫外線以下の光を精度良く利用できる投影露光装置の投影光学系を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明に係る投影光学系は、前記の問題を解決するため、つぎのように構成した。すなわち、光源から照射された紫外線を含む照明光を、マスクを透過させ投影光としてプリント配線基板またはＬＣＤ基板の露光領域に対して投影するときに用いられる投影光学系であって、前記投影光の方向を変える第１反射面および第２反射面を所定角度に設けた反射体と、この反射体の第１反射面に前記投影光を屈折透過して送る位置に、前記反射体から離間して配置された入射側凸レンズと、前記反射体の第２反射面から反射される前記投影光を屈折透過する位置に、前記反射体から離間して配置された出射側凸レンズと、この出射側凸レンズおよび前記入射側凸レンズを共軸として所定間隔で支持すると共に、前記両凸レンズの光軸方向に対して平行に移動させる支持移動機構と、前記第１反射面で反射した投影光を前記第２反射面に反射し、前記反射体から離間して配置された反射補正光学系と、を備えている。そして、前記反射補正光学系は、前記第１反射面からの投影光を前記第２反射面に向かって反射する凹面反射ミラーと、この凹面反射ミラーと前記反射体の間に設置される補正光学系とを有し、前記補正光学系は、凸レンズおよび凹レンズを単レンズとして、正の屈折率をもつように配置し、前記入射側凸レンズおよび前記出射側凸レンズは、同一の屈折率でそれぞれ一枚の単レンズとした。さらに、前記投影光学系は、前記入射側凸レンズまたは前記出射側凸レンズの焦点距離ｆａと、前記凹面反射ミラーの焦点距離ｆｂとにおいて、前記焦点距離ｆａ、ｆｂの比を絶対値で示すときに、１．２＜ｆａ／ｆｂ＜５．５の関係を満足するように、前記入射側凸レンズ、出射側凸レンズおよび前記凹面反射ミラーが配置された構成とした（請求項１）。
【００１３】
このように構成されることにより、投影光学系は、入射側凸レンズを屈折透過した投影光が、反射体の第１反射面により光路を水平方向から垂直方向に変更され補正光学系を介して凹面反射ミラーにより再び反射体の第２反射面に反射される。そして、投影光学系は、凹面反射ミラーにより反射された投影光が反射体の第２反射面で光路を垂直方向から水平方向に変えて反射され、出射側凸レンズにより屈折透過して出射される。そして、入射側凸レンズおよび出射側凸レンズは、支持移動機構により所定間隔を維持した状態で、反射体の両側でレンズの光軸に平行に移動することで倍率を調整している。また、前記のように構成した投影光学系は、最終的にワーク（プリント配線基板またはＬＣＤ基板）に対してマスクのパターンを結像させる性能を良好に補正することができる。
【００１４】
さらに、前記のように構成した投影光学系は、両凸レンズのそれぞれが同一な焦点距離ｆａとしたときに、反射ミラーの焦点距離ｆｂとの比の関係で１．２＜ｆａ／ｆｂとすることにより結像パワーが過剰になることを抑えテレセントリック性を維持することができ、また、ｆａ／ｆｂ＜５．５とすることで、結像パワー（屈折力）が不足となることを抑え、テレセントリック性を維持することができる。また、前記のように構成した投影光学系は、紫外線および紫外線から短い側の波長となる光を使用する場合において、投影光の劣化による収差変動の影響が最小限となる。
【００１５】
また、投影光学系は、光源から照射された紫外線を含む照明光を、マスクを透過させ投影光としてプリント配線基板またはＬＣＤ基板の露光領域に対して投影するときに用いられる投影光学系であって、前記投影光の方向を変える第１反射面および第２反射面を所定角度に設けた反射体と、この反射体の第１反射面に前記投影光を屈折透過して送る位置に、前記反射体から離間して配置された入射側凸レンズと、前記反射体の第２反射面から反射される前記投影光を屈折透過する位置に、前記反射体から離間して配置された出射側凸レンズと、この出射側凸レンズおよび前記入射側凸レンズを共軸として所定間隔で支持すると共に、前記両凸レンズの光軸方向に対して平行に移動させる支持移動機構と、前記第１反射面で反射した投影光を前記第２反射面に反射し、前記反射体から離間して配置された反射補正光学系と、を備え、前記反射補正光学系は、前記第１反射面からの投影光を前記第２反射面に向かって反射する凹面反射ミラーと、この凹面反射ミラーと前記反射体の間に設置される補正光学系とを有する構成とした。そして、前記補正光学系は、第１凸レンズ、第２凸レンズおよび凹レンズを単レンズとして、正の屈折率をもつように配置し、前記入射側凸レンズおよび前記出射側凸レンズは、同一の屈折率でそれぞれ一枚の単レンズとした。さらに、前記投影光学系は、前記入射側凸レンズまたは前記出射側凸レンズの焦点距離ｆａと、前記凹面反射ミラーの焦点距離ｆｂとにおいて、前記焦点距離ｆａ、ｆｂの比を絶対値で示すときに、１．２＜ｆａ／ｆｂ＜５．５の関係を満足するように、前記入射側凸レンズ、出射側凸レンズおよび前記凹面反射ミラーが配置された構成とした（請求項２）。
【００１６】
このように構成されることにより、投影光学系は、入射側凸レンズを屈折透過した投影光が、反射体の第１反射面により光路を水平方向から垂直方向に変更され補正光学系を介して凹面反射ミラーにより再び反射体の第２反射面に反射される。そして、投影光学系は、凹面反射ミラーにより反射された投影光が反射体の第２反射面で光路を垂直方向から水平方向に変えて反射され、出射側凸レンズにより屈折透過して出射される。そして、入射側凸レンズおよび出射側凸レンズは、支持移動機構により所定間隔を維持した状態で、反射体の両側でレンズの光軸に平行に移動することで倍率を調整している。そして、前記のように構成した投影光学系は、最終的にワーク（プリント配線基板またはＬＣＤ基板）に対してマスクのパターンを結像させる性能を良好に補正することができる。
【００１７】
さらに、前記のように構成した投影光学系は、両凸レンズのそれぞれが同一な焦点距離ｆａとしたときに、反射ミラーの焦点距離ｆｂとの比の関係で１．２＜ｆａ／ｆｂとすることにより結像パワーが過剰になることを抑えテレセントリック性を維持することができ、また、ｆａ／ｆｂ＜５．５とすることで、結像パワー（屈折力）が不足となることを抑え、テレセントリック性を維持することができる。また、前記のように構成した投影光学系は、紫外線および紫外線から短い側の波長となる光を使用する場合において、投影光の劣化による収差変動の影響が最小限となる。
【００１８】
ｒｔｆｃまた、前記投影光学系において、支持移動機構は、前記両凸レンズを共軸として所定間隔で支持する支持手段と、この支持手段を前記両凸レンズの光軸方向に対して平行に移動する移動手段を備える構成とした（請求項３）。
【００１９】
このように構成されることにより、投影したい像の倍率を調整する際には、支持手段を移動手段によりその凸レンズの光軸方向に平行に移動するとき、入射側凸レンズおよび出射側凸レンズの両者が所定間隔を保った状態で光軸に平行に同一量移動する。このとき、入射側凸レンズと出射側凸レンズとが同一方向に移動することで、例えば、入射側凸レンズがピント面に対しプラス側に動くように作用する時、出射側凸レンズがピント面に対しマイナス側に動くように作用する。そして、ピントに対しては互いに影響を打ち消しあい、光路における両凸レンズの位置が変更されることで倍率が調整される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は投影光学系の配置を模式的に示す斜視図、図２は投影光学系の全体を示す断面図である。
【００２１】
図１に示すように、投影光学系１は、投影露光装置Ａのマスクとワークの間に設置されている。そして、図２に示すように、投影光学系１は、共軸となる位置に所定間隔を離間して支持移動機構８に設置された入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３と、この入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３の間に配置された反射体４と、この反射体４により光路が変更された投影光を再び反射体４側に反射する反射補正光学系７とを備え、筐体９内に各光学系（入射側凸レンズ２〜反射補正光学系７）および支持移動機構８が設置されている。
【００２２】
なお、筐体９内に設置される補正光学系７は、設置面に対して水平に配置されている。そして、筐体９内で、支持移動機構８に支持される両凸レンズ２，３は、設置面に対して垂直に配置されている。
【００２３】
入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３は、反射体４を中央にして配置されており、ここでは、単レンズとしてそれぞれ配置されている。この入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３は、凸レンズとしての機能として所定波長の紫外線を含む光線を適切に集光あるいは平行光とすること（屈折透過）ができる素材（アッベ数および屈折率で決まる素材）で形成されるものであれば特に限定されるものではない。なお、入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３は、同一の屈折率となるようにここでは構成されている。
【００２４】
図２に示すように、反射体４は、光の方向を変えるものであり、入射側凸レンズ２から屈折透過されてきた投影光を、水平方向から垂直方向に反射して変えるように所定角度で形成された第１反射面４ａと、この第１反射面４ａに隣接して、反射補正光学系７から送られて来た投影光を、垂直方向から水平方向に反射してその向きを変えるように所定角度で形成された第２反射面４ｂとを備えている。
【００２５】
なお、この反射体４は、ここでは二等辺三角柱に長方体を合せたような形状である五角柱形状に形成され、両反射面４ａ、４ｂが、二等辺部分により形成される傾斜面に対応する位置に設けられている。この反射体４は、三角柱形状、その他の多角柱形状であっても構わない。
【００２６】
また、両反射面４ａ、４ｂは、投影光を的確に反射できる構成であれば、例えば、反射膜をスパッタリング、蒸着などの手段により形成することや、また、鏡面として形成するなど、特に限定されるものではない。さらに、両反射面４ａ，４ｂは、両凸レンズ２，３の光軸方向に対してここでは４５度の傾斜角度に設定されている。この両反射面４ａ，４ｂの傾斜角度は、入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３の光軸方向に対して任意に設定されるものであり、最終的にワーク（図１参照）に対してマスクのパターン（図示せず）を適切に投影して露光できる光路を確保できる状態となれば、特に限定されるものではない。
【００２７】
そして、図２に示すように、この反射体４は、両反射面４ａ、４ｂと両凸レンズ２，３との関係が維持することができ（構成１）、かつ、その両凸レンズ２，３が支持移動機構８により所定間隔を維持した状態で光軸方向に沿って平行に移動することができる（構成２）状態で設置されていればよい。例えば、反射体４は、図示しない支持テーブルに固定された状態で筐体９に配置されることや、また、反射体４の両端部分を図示しない保持部により保持されて設置されるなど、特に設置される形態が前記した（構成１，２）を備えることができれば限定されるものではない。
【００２８】
図２に示すように、反射補正光学系７は、反射体４からの投影光の収差を補正するための補正光学系５と、この補正光学系５を介して送られる投影光を反射する凹面反射ミラー６とを備えている。
【００２９】
凹面反射ミラー６は、反射体４の第１反射面４ａから補正光学系５を介して屈折透過して送られて来た投影光を、再び補正光学系５を介して反射体４の第２反射面４ｂに反射するためのものである。この凹面反射ミラー６は、設置される入射側凸レンズ２、反射体４、補正光学系５などの配置により、設置高さ、焦点距離が設定されるものであり、ここでは、入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３の焦点距離ｆａとしたときに、凹面反射ミラー６の焦点距離ｆｂとの比関係が絶対値において、１．２＜ｆａ／ｆｂ＜５．５（式１）の関係を満足する位置関係となるように配置されている。
【００３０】
凹面反射ミラー６と両凸レンズ２，３との関係において、１．２＜ｆａ／ｆｂの関係を満足しないとき、つまり、１．２．＞ｆａ／ｆｂである場合には、凹面反射ミラー６に対して両凸レンズ２，３は、過剰に結像パワー（屈折力）が大きくなり（焦点距離ｆａが小さくなること）、テレセントリック性（主光軸の平行性）を維持することができない。
【００３１】
また、凹面反射ミラー６と両凸レンズ２，３との関係において、５．５＞ｆａ／ｆｂの関係を満足しないとき、つまり、５．５＜ｆａ／ｆｂである場合には、凹面反射ミラー６に対して両凸レンズ２，３は、過剰に結像パワー（屈折力）が小さくなり（焦点距離ｆａが大きくなること）、テレセントリック性が失われることになる。
【００３２】
なお、凹面反射ミラー６と両凸レンズ２，３との（式１）の関係において、１．２＜ｆａ／ｆｂ＜５．５で示す許容範囲内である場合、および、許容範囲外である場合について、例を示すと、図３（ａ），（ｂ）に示すようになる。すなわち、図３（ａ）は、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）曲線を示すもので、凹面反射ミラーと両凸レンズとの焦点距離おいて（式１）の関係を満足する状態をコントラストおよび空間周波数との関係で示すグラフ図、（ｂ）はＭＴＦ曲線を示すもので、凹面反射ミラーと両凸レンズとの焦点距離において（式１）の関係を満足しない状態をコントラストおよび空間数周波数との関係で示すグラフ図である。
【００３３】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、コントラストが１．０（１００％）の位置から、空間周波数の値が最大となる点Ｐを結んで引いた一点鎖線が理想線となり、また、点Ｐで示す位置がカットオフ周波数（分解能）＝（波長λ／２×ＮＡ（レンズの開口数））となる（なお、ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎα）。
【００３４】
図３（ｂ）に示すように、両凸レンズの焦点距離ｆａ＝８００とし、また、凹面反射ミラーの焦点距離ｆｂ＝６７０としたとき、ｆａ／ｆｂ＝１．１９となった場合では、一点鎖線で示す理想線に対して大きく離れた状態で表示され、テレセントリック性が失われるため、それを維持しようとするとＭＴＦの悪化を招くことになる。また、この図３（ｂ）に示す曲線に対して図３（ａ）に示すように、両凸レンズの焦点距離ｆａ＝１２００とし、また、凹面反射ミラーの焦点距離ｆｂ＝６７０としたとき、ｆａ／ｆｂ＝１．７９となった場合では、一点鎖線で示す理想線に対して状態が近く、良好なテレセントリック性とＭＴＦの双方を満足する。なお、ｆａ／ｆｂの値が５．５を超えると、図３（ｂ）に示す曲線と同様な方向に、理想線から離間した状態として表示される。
【００３５】
したがって、両凸レンズ２，３の焦点距離ｆａと凹面反射ミラー６の焦点距離ｆｂとの関係において、（式１）に示す条件を満足することで、テレセントリック性を維持した高コントラストの結像光を最終的にワーク側に送ることができる。
【００３６】
補正光学系５は、第１凸レンズ５ａと、この第１凸レンズ５ａに共軸となるように配置された第２凸レンズ５ｂと、この第２凸レンズ５ｂに共軸となるように配置された凹レンズ５ｃとを備えている。この補正光学系５の各レンズ５ａ，５ｂ，５ｃは、それぞれ単レンズで構成されている。そして、各凸レンズ５ａ，５ｂは、レンズの一方の面が少なくとも凸面となっていればよい。また、凹レンズ５ｃもレンズの一方の面が凹面となっていればよい。なお、ここでは、補正光学系５は、第１凸レンズ５ａと第２凸レンズ５ｂを有しているが、精度を厳しく要求しない場合には、どちらか一方があれば足りる。つまり、補正光学系５として、第１凸レンズ５ａまたは第２凸レンズ５ｂの一方と、凹レンズ５ｃとを有していればよい。
【００３７】
また、反射補正光学系７は、図２に示すように、凹面反射ミラー６を一定の高さ位置に設定したときに、両面に凸面を備える凸レンズ５ａと、この凸レンズ５ａから所定距離を隔てた位置に配置された片面に凸面を備える凸レンズ５ｂと、この凸レンズ５ｂに近接させた位置に配置された両面に凹面を備える凹面レンズ５ｃとを備え、全体として正の屈折力をもつように、設定されている。なお、補正光学系５の凸レンズ５ａ，凸レンズ５ｂおよび凹レンズ５ｃは、ハウジング９の所定高さ位置に、図示しないレンズホルダを介して設置されると都合がよい。
【００３８】
なお、反射補正光学系７は、補正光学系５を、例えば、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すものとしても構わない。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ反射補正光学系の補正光学系の他の構成を示す模式図である。
図４（ａ）に示すように、補正光学系５Ａは、片面が凸面を備える凸レンズ５ａ1と、この凸レンズ５ａ1に対向する面に凸面を備える凸レンズ５ｂ1と、この凸レンズ５ｂ1の平面に対向する面に凹面を備える凹面レンズ５ｃ1とを備えるものである。この補正光学系５Ａは、正の屈折力をもつように配置されている。
【００３９】
また、図４（ｂ）に示すように、補正光学系５Ｂは、片面が凸面を備える凸レンズ５ａ２と、この凸レンズ５ａ２の凸面側に平面を備える凸レンズ５ｂ２と、この凸レンズ５ｂ２の凸面側に平面を備える凹面レンズ５ｃ２とを備えるものである。この補正光学系５Ｂは、正の屈折力をもつように配置されている。
【００４０】
さらに、図４（ｃ）に示すように、補正光学系５Ｃは、両面が凸面である凸レンズ５ａ３と、この凸レンズ５ａ３に対応する側に凸面を備える凸レンズ５ｂ３と、この凸レンズ５ｂ３の平面側に平面を備える凹レンズ５ｃ３とを備えるものである。この補正光学系５Ｃは、正の屈折力をもつように配置されている。
【００４１】
なお、この発明の補正光学系５は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すような構成の補正光学系５Ａなどに限定されるものではなく、各凸レンズの直径および厚さならびに片面が凸面あるいは両面が凸面のいずれかの構成としたときの配置と、凹レンズの直径および厚さならびに片面が凹面あるいは両面が凹面のいずれかの構成としたときの配置とから設定され、全体として補正光学系５が正の屈折力をもつものであればよい。
【００４２】
また、図２および図３に示すように、支持移動機構８は、入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３を所定間隔で支持する支持手段８Aと、この支持手段８Aを移動させるための移動手段８Ｂとを備えている。
【００４３】
そして、支持手段８Ａは、設置される位置に対して、図示しないスライドレールなどの案内手段により光軸方向に平行に移動自在に支持されている。また、この支持手段８Aを光軸方向に沿って平行に移動させるための移動手段８Ｂは、サーボモータ等の駆動モータ（図示せず）および送りネジ等の伝達手段（図示せず）などを、例えば有しており、精密に支持手段８Ａを移動させることができるものであれば、特に限定されるものではない。
【００４４】
なお、支持手段８Ａは、反射体４の設置状態によりその形態が異なる。例えば、反射体４がその反射体４の底面から垂直に配置した支持テーブル（図示せず）により設置されている場合には、支持手段８Ａは、その支持テーブル（図示せず）を囲む開口（図示せず）を有する構成となることや、また、反射体４の両側端部分が保持されることで設置される場合には、支持手段８Ａは、両凸レンズ２，３に連続するテーブル状に形成されること等、特に限定されるものではない。
【００４５】
つぎに、投影光学系１の作用を説明する。
はじめに、図１に示すように、投影光学系１は、光源側から反射鏡などの光学系を介して送られてきた投影光を、入射側凸レンズ２を介して屈折透過させ反射体４側に送っている。図２に示すように、入射側凸レンズ２により送られた投影光は、反射体４の第１反射面４ａにより反射して水平方向から垂直方向に照射方向を変えた状態で反射補正光学系７側に送られる。なお、投影光は、その入射側凸レンズ２の中心から下側のレンズ面に入射して第１反射面４ａに送られる光路を取るように光路設定されている。
【００４６】
反射体４の第１反射面４ａにより反射された投影光は、補正光学系５および凹面反射ミラー６を介して、反射体４の第２反射面４ｂに送られる。このとき、補正光学系５は、正の屈曲力を持つように配置され、また、凹面反射ミラー６の焦点距離ｆｂと入射側凸レンズ２（出射側凸レンズ３）の焦点距離ｆａとの比の関係において、（式１）で示す関係を満足していることから、テレセントリック性（主光線の平行性）を保った状態を維持することができる。
【００４７】
そして、反射補正光学系７を介して送られて来た投影光は、反射体４の第２反射面４ｂにより、垂直方向から水平方向に向きを変えられた状態で反射して、出射側凸レンズ３を屈折透過して出射する。このとき、反射体４の第２反射面４ｂから出射側凸レンズ３に反射される投影光は、出射側凸レンズ３の中心から下側のレンズ面により出射されて送られる。
【００４８】
また、投影光学系１の倍率変更を行なうときに、支持移動機構８を介して行なう動作を説明する。
図５（ａ）に示すように、入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３の倍率が１（等倍）である場合には、支持移動機構８は、入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３と、反射体４の第１反射面４ａおよび第２反射面４ｂとが、同じ距離を保つ位置に支持手段８Ａが配置されるように移動手段８Ｂにより調整されている。なお、支持移動機構８は、入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３を一定間隔で保持する支持手段８Ａを、移動手段８Ｂにより光軸に沿って平行に移動させる場合、あらかじめ、両凸レンズ２，３がどれだけ移動したときに倍率がどれだけ変化するかが図示しない制御手段により認識されている。
【００４９】
倍率を縮小させる場合には、図５（ａ）に示す状態から図５（ｂ）に示す状態となるように、移動手段８Ｂにより支持手段８ＡをＸ１の方向に移動させることにより、入射側凸レンズ２を反射体４から離間させ、かつ、出射側凸レンズ３を反射体４に近接させるように移動させる（ワークから離間させる方向に移動させる）。このように、入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３を一定間隔の状態を維持して光軸方向に平行に移動させることにより、光路全体ではピントが合った状態で、かつ、倍率を縮小させる状態の投影光を提供することができる。
【００５０】
また、倍率を拡大させる場合には、図５（ａ）（あるいは図５（ｂ））に示す状態から図５（ｃ）に示す状態となるように、移動手段８Ｂにより支持手段８ＡをＸ２の方向に移動させることにより、入射側凸レンズ２を反射体４に近接させ、かつ、出射側凸レンズ３を反射体４から離間させるように光軸方向に平行に移動（ワークに近接させるように移動）させる。このように、入射側凸レンズ２および出射側凸レンズ３を一定間隔の状態を維持して光軸方向に平行に移動させることにより、光路全体ではピントが合った状態で、かつ、倍率を拡大させる状態の投影光を提供することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように説明した本発明にかかる投影光学系では、以下に示すように優れた効果を奏するものである。
投影光学系は、反射体の両側に入射側凸レンズおよび出射側凸レンズを配置して支持移動機構により両凸レンズの光軸に平行に移動させることにより、倍率を変えることができるため、ピントは設定された状態を維持できピントの調整することなく倍率だけ変更できる。したがって、投影光学系は、支持移動機構により両凸レンズを移動させても光学的なバランスを保った状態で倍率の調整をすることができ、両凸レンズの移動に伴う歪曲の発生を極小に抑えられる。
【００５２】
投影光学系は、反射光学系が全体として正の屈折率をもつように構成されるため、最終的にワークに対してマスクのパターンを結像させる性能を良好に補正することができる。
投影光学系は、入射側凸レンズまたは出射側凸レンズの焦点距離ｆａと入射側凸レンズｆｂにおいて、１．２＜ｆａ／ｆｂ＜５．５の関係を満足するように設定されているため、主光線の平行性を維持して適切に光投影することができる。
【００５３】
投影光学系は、入射側凸レンズから出射側凸レンズの光路に使用される各レンズを単レンズとしているため、接合レンズと異なり接合面の微妙な変化を一切考慮する必要がなく、投影光に対して高い精度を常に維持することが可能となる。
【００５４】
投影光学系は、入射側凸レンズおよび出射側凸レンズを所定間隔で支持する支持手段を移動手段により設置面に平行に移動するため、構成が簡素化でき、また、移動精度を維持してスムーズに移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる投影光学系の配置を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明にかかる投影光学系の全体を示す断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明にかかる投影光学系においてＭＴＦ（Modulation Transfer Function）曲線を示すもので、凹面反射ミラーと両凸レンズとの焦点距離おいて（式１）の関係を満足する状態をコントラストおよび空間周波数との関係で示すグラフ図、（ｂ）は、ＭＴＦ曲線を示すもので、凹面反射ミラーと両凸レンズとの焦点距離において（式１）の関係を満足しない状態をコントラストおよび空間数周波数との関係で示すグラフ図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明にかかる投影光学系の補正光学系の他の構成をそれぞれ示す模式図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明にかかる投影光学系において入射側凸レンズおよび出射側凸レンズを光軸方向に沿って移動する状態を示す模式図である。
【図６】従来の投影光学系の構成を示す側面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は従来の投影光学系の構成を示す断面図および斜視図である。
【符号の説明】
１            投影光学系
２            入射側凸レンズ
３            出射側凸レンズ
４            反射体
４ａ          第１反射面
４ｂ          第２反射面
４ｃ          取付面
５            補正光学系
５ａ          凸レンズ
５ｂ          凸レンズ
５ｃ          凹レンズ
６            反射ミラー
７            反射補正光学系
８            支持移動機構
８Ａ          支持手段
８Ｂ          移動手段
９            筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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