(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部材の内面の円周方向に沿った３ヶ所にほぼ等間隔で設けられ、レンズ部材の周縁部が載置される第１の支持部を有するレンズ支持装置において、
前記第１の支持部の間に設けられ、前記第１の支持部に載置された前記レンズ部材の周縁部を重力に抗して押し上げるための弾性力を有する第２の支持部を備えることを特徴とするレンズ支持装置。
【請求項２】
前記第１の支持部は、前記円筒部材と一体に設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ支持装置。
【請求項３】
前記第２の支持部は、前記円筒部材の内面の円周方向に沿って３ヶ所にほぼ等間隔で設けられ、前記第１の支持部および前記第２の支持部は、前記円筒部材の内面の円周方向に沿って互いに等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ支持装置。
【請求項４】
前記第２の支持部は、弾性部材を含むことを特徴とする請求項１記載のレンズ支持装置。
【請求項５】
前記第２の支持部は、弾性力を有する支え部材上に設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ支持装置。
【請求項６】
前記第２の支持部の上面は、前記レンズ部材が支持されていない状態で、前記第１の支持部の上面よりも高く設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ支持装置。
【請求項７】
円筒部材の内面の円周方向に沿ってほぼ等間隔で３ヶ所に設けられた第１の支持部に、レンズ部材の周縁部を載置して、前記レンズ部材を支持するレンズ支持方法において、
前記第１の支持部の間で、前記第１の支持部に載置された前記レンズ部材の周縁部を、弾性力を用いて重力に抗して付勢することを特徴とするレンズ支持方法。
【請求項８】
マスクのパターンを基板上に投影するための投影光学系と、該投影光学系を構成する少なくとも一つのレンズ素子を支持するためのレンズ支持装置とを有する投影露光装置において、
前記レンズ支持装置は、円筒部材と、該円筒部材の内面の円周方向に沿った３ヶ所にほぼ等間隔で設けられ、レンズ部材の周縁部が載置される第１の支持部と、該第１の支持部の間に設けられ、前記第１の支持部に載置された前記レンズ部材の周縁部を重力に抗して押し上げるための弾性力を有する第２の支持部とを備えることを特徴とする投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズを支持するレンズ支持装置および支持方法、特に半導体露光装置に使用される投影レンズ鏡筒のレンズ支持装置、支持方法さらに投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレンズ支持装置、特に半導体露光装置用の投影レンズ鏡筒のレンズ支持装置では、単純にレンズの全周で支持すること、あるいはレンズを支持した際のレンズ変形を少なくするためにレンズの円周方向に等間隔な３点で支持すること、などが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、レンズの全周で支持する一周支持の場合、支持部材のレンズと接触する面（座面）のうねりの影響のため、レンズと接触するのは事実上２点となることが多い。このため、レンズの自重変形が大きくなりレンズ性能が劣化するので、高精度を要する光学系では好ましくないという問題がある。
【０００４】
また、レンズの円周方向に等間隔な３点で支持する（３点支持）の場合、径の大きいレンズでは、支持点の間でのレンズ自重による変形が大きくなってしまう。近年、高性能投影レンズは大口径化しているのでレンズ容積も大きくなり、３点支持でもレンズ自重による変形が発生し問題である。
【０００５】
さらに、レンズの支持点を増やして４点支持以上にすると、各支持点に作用する荷重が不均一となり、レンズ性能上好ましくないとう問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、大口径のレンズでも均等に支持することができ、レンズの自重による変形がほとんどなく、高性能なレンズもその性能を劣化させることなく支持することができるレンズ支持装置、支持方法および投影露光装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
上記目的を達成するために本発明のレンズ支持装置は、円筒部材の内面の円周方向に沿った３ヶ所にほぼ等間隔で設けられ、レンズ部材の周縁部が載置される第１の支持部を有するレンズ支持装置において、前記第１の支持部の間に設けられ、前記第１の支持部に載置された前記レンズ部材の周縁部を重力に抗して押し上げるための弾性力を有する第２の支持部を備えている。ここで、好ましくは前記第１の支持部は、前記円筒部材と一体に設けられていることが望ましい。
【０００８】
かかる構成の本発明のレンズ支持装置では、レンズ等を該装置に載置し、その後、接着剤やネジでレンズを固定する。これにより、レンズは円筒と一体に形成されている第１の支持部により高剛性で堅固に固定される。同時に、第２の支持部は前記第１の支持部に載置されたレンズ部材の周縁部を重力に抗して押し上げるための弾性力を有している。従って、レンズの縁の自重変形を抑制し、結果として、レンズ全体の自重変形を大きく低減することが出来る。
【０００９】
また、本発明のレンズ支持装置では、前記第２の支持部は、前記円筒部材の内面の円周方向に沿って３ヶ所にほぼ等間隔で設けられ、
前記第１の支持部および前記第２の支持部は、前記円筒部材の内面の円周方向に沿って互いに等間隔に設けられていることが好ましい。かかる構成により第１の支持部による堅固な３点支持に加え、第２の支持部によっても３点支持を行うことができる。
【００１０】
また、本発明のレンズ支持装置では、前記第２の支持部は弾性部材を含むこと、または弾性力を有する支え部材上に設けられていることが好ましい。これにより第２の支持部は、かかる弾性力によりレンズ部材の周縁部を重力に抗して押し上げつつ支持することができる。
【００１１】
また、本発明のレンズ支持装置では、前記第２の支持部の上面は、前記レンズ部材が支持されていない状態で、前記第１の支持部の上面よりも高く設けられていることが好ましい。かかる第１および第２の支持部のレンズ支持点の高さの相違により、第２の支持部はレンズ周縁部を重力に抗して押し上げて支持することができる。
【００１２】
また、本発明のレンズ支持方法では、円筒部材の内面の円周方向に沿ってほぼ等間隔で３ヶ所に設けられた第１の支持部に、レンズ部材の周縁部を載置して、前記レンズ部材を支持するレンズ支持方法において、前記第１の支持部の間で、前記第１の支持部に載置された前記レンズ部材の周縁部を、弾性力を用いて重力に抗して付勢することを特徴とする。かかるレンズ支持方法により、レンズは第１の支持部により固定されると同時に、その周縁部を、弾性力を用いて重力に抗して付勢されることとなる。従って、レンズの縁の自重変形を抑制し、結果として、レンズ全体の自重変形を大きく低減することが出来る。
【００１３】
また、本発明による投影露光装置では、マスクのパターンを基板上に投影するための投影光学系と、該投影光学系を構成する少なくとも一つのレンズ素子を支持するためのレンズ支持装置とを有する投影露光装置において、前記レンズ支持装置は、円筒部材と、該円筒部材の内面の円周方向に沿った３ヶ所にほぼ等間隔で設けられ、レンズ部材の周縁部が載置される第１の支持部と、該第１の支持部の間に設けられ、前記第１の支持部に載置された前記レンズ部材の周縁部を重力に抗して押し上げるための弾性力を有する第２の支持部とを備えている。かかる構成により、まず、レンズは第１の支持部により支持される。同時に、第２の支持部は前記第１の支持部に載置されたレンズ部材の周縁部を重力に抗して押し上げるための弾性力有している。従って、レンズの縁の自重変形を抑制し、結果として、レンズ全体の自重変形を大きく低減することが出来る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるレンズ支持装置の概略構成を示す図である。なお、図１において、このレンズ支持装置にレンズを支持したときのレンズの光軸方向とほぼ平行な方向をＺ方向とする。
【００１５】
金属、セラミックス等の円柱材または円筒材を機械加工して、円筒１および円筒１の内筒面に円周方向に中心を見込む角度でほぼ６０度の等間隔で３つの座２および３つの座３を設ける。かかる座２および座３の配置を図２に示す。図２からも明らかなように、座２はほぼ１２０度間隔で３つ設けられ、さらに座３は座２の間に等間隔に設けられている。また、３つの座２の間にはそれぞれいわゆるステー（支え部）４が生成されており、３つの座３は各々ステー４上に形成されている。また、図３に示すように座３の高さは、座２の高さに比較して、レンズ６を支持していない状態で適当な量だけ高くなるようにする。
【００１６】
ステー４は、ワイヤーカットにより座３と円筒１の間を、円筒１の内筒面に沿って、座３を中心に円周方向に８０度程度切断することで作製する。ステー４が円筒１の内面から切り離されているため、ステー４上に形成された座３は、Ｚ方向に弾力性を有することになる。
【００１７】
次に本発明の実施の形態にかかるレンズ支持装置にレンズを支持させる手順を説明する。まず、レンズ６の縁を座２および座３の上面に接触するように搭載する。そして、接着剤またはネジでレンズ６を固定する。これにより、円筒１に一体に設けられている座２により、レンズ６は高剛性で固定される。同時に、ステー４によりＺ方向に弾性力を有する座３は、座２よりも高さが高いために、レンズ６の縁を図示Ｚ方向に重力に抗して押し上げる。このため、レンズ６の縁の自重変形を抑えることが出来るので、レンズ６全体の自重変形が低滅することとなる。この結果、自重の重い高性能な大口径レンズでも、自重変形を生ずることなく、該性能を維持した状態で支持する事ができる。
【００１８】
また、本発明の実施の形態の変形例として、図４に示すように、座２と座３を同じ高さに形成しておいて、レンズ６を搭載する際に、座３とレンズ６の間に薄板７を挟んで使用してもよい。かかる薄板７を用いることで、座３の高さを薄板７の厚み分だけ高くしたのと同様の効果を得ることが出来る。
【００１９】
また、ステー４により大きな弾性を持たせるために、図５に示すような複数の切り欠き５をステー４に設けてもよい。かかる切り欠き５により、座３がレンズ６をＺ方向に重力に抗して持ち上げる作用をより大きくすることが出来るので、よりレンズの自重変形を小さくすることができる。
【００２０】
また、本発明の実施の形態にかかるレンズ支持装置を投影露光装置に用いた例を示す。図６は、本発明の実施の形態にかかるレンズ支持装置を組み込んだ投影露光装置の構成概略を示す図である。該装置は、レチクル１０上に形成された所定パターンをウエハ１２上に投影露光するものである。図６において、露光用光源１４から射出された光束は、レチクルステージ１６に保持されたレチクル１０を照明する。レチクル１０を透過した光は、投影光学装置２０によって、ウエハステージ１８上に載置されたウエハ１２に達し、レチクル１０のパターンが露光領域に投影露光される。ウエハステージ１８上には、反射ミラー２２が固定され、干渉計２４からの光を反射するようになっている。干渉計２４は、反射ミラー２２から戻った光に基づいて、ウエハステージ１８、即ちウエハ１２の位置を検出する。ウエハステージ１８には、駆動装置２６が接続され得ており、干渉計２４によって検出されたウエハ１２の位置に基づいてウエハステージ１８を駆動するようになっている。
【００２１】
次に、図７は、投影光学装置２０内のレンズ支持装置の構成を説明する図である。５枚のレンズ４２、４４、４６、４８、５０は、それぞれレンズ枠（レンズ支持装置）５２、５４、５６、５８、６０によってそれぞれ鏡筒６２内に保持される。また、これらのレンズ枠５２、５４、５６、５８、６０はそれぞれ図１に示す構造を有しており、鏡筒６２内に積み重ねられ、押え環６４によって鏡筒６２内に固定されている。
【００２２】
かかる投影露光装置では、レンズ支持装置を用いて各レンズごとに支持しているので、レンズ枚数に関わりなく各レンズの自重変形の影響なく、高精度な投影露光をすることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のレンズ支持装置、支持方法および投影露光装置ではレンズの自重変形および支持変形を低滅することができる。したがって、高性能（高精度）な半導体露光装置用の投影レンズ等を支持した場合でも、自重変形等による性能劣化がなく、レンズ性能を充分発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるレンズ支持装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるレンズ支持装置を上方から見た図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかるレンズ支持装置のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかるレンズ支持装置の変形例である。
【図５】本発明の実施の形態にかかるレンズ支持装置の他の変形例である。
【図６】本発明の実施の形態にかかるレンズ支持装置を用いた投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかるレンズ支持装置を用いた投影露光装置におけるレンズ支持構成の詳細を示す図である。
【符号の説明】
１    円筒
２、３  座
４    ステー
５    切り欠き
６    レンズ
７    薄板
【図１】
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【図２】
0003956454.tif 000003
【図３】
0003956454.tif 000004
【図４】
0003956454.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003956454.tif 000008