JPH09326352A - 照明光学装置 - Google Patents
照明光学装置Info
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- JPH09326352A JPH09326352A JP8163848A JP16384896A JPH09326352A JP H09326352 A JPH09326352 A JP H09326352A JP 8163848 A JP8163848 A JP 8163848A JP 16384896 A JP16384896 A JP 16384896A JP H09326352 A JPH09326352 A JP H09326352A
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- lens
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- lens element
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- G—PHYSICS
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水銀ランプなどの円形光源を用いて細長い長
方形領域を高い照明効率で照明することのできる照明光
学装置。 【解決手段】 多光源像形成手段は、光源側から順に、
所定の長方形断面を有する複数の第１レンズエレメント
の集合体からなる第１レンズ群と、所定の六角形断面ま
たは７つ以上の辺を有する所定の多角形断面を有する複
数の第２レンズエレメントの集合体からなる第２レンズ
群とを有する。そして、複数の第１レンズエレメントの
各々の光軸は、照明光学装置の光軸とほぼ平行で、且つ
複数の第２レンズエレメントのうちの対応する第２レン
ズエレメントの光軸とほぼ一致する。
方形領域を高い照明効率で照明することのできる照明光
学装置。 【解決手段】 多光源像形成手段は、光源側から順に、
所定の長方形断面を有する複数の第１レンズエレメント
の集合体からなる第１レンズ群と、所定の六角形断面ま
たは７つ以上の辺を有する所定の多角形断面を有する複
数の第２レンズエレメントの集合体からなる第２レンズ
群とを有する。そして、複数の第１レンズエレメントの
各々の光軸は、照明光学装置の光軸とほぼ平行で、且つ
複数の第２レンズエレメントのうちの対応する第２レン
ズエレメントの光軸とほぼ一致する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は照明光学装置に関
し、特に半導体素子または液晶表示素子等の製造工程で
使用される投影露光装置に好適な照明光学装置に関す
る。
し、特に半導体素子または液晶表示素子等の製造工程で
使用される投影露光装置に好適な照明光学装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、マスクのパターン全体を感光基板
の各ショット領域に逐次投影露光する、いわゆるステッ
プ・アンド・リピート方式の投影露光装置が知られてい
る。また、近年、より高い解像力を確保しながらより高
いスループットを実現するために、スキャン方式の投影
露光装置が提案されている。スキャン方式の投影露光装
置では、マスクと感光基板とを投影光学系に対して走査
しながら投影露光を行う。このとき、マスク上において
照明光学装置によって照明される領域すなわち照明領域
は、走査方向に沿って短辺を有し且つ走査方向と直交す
る方向に沿って長辺を有する細長い長方形状となるのが
一般的である。
の各ショット領域に逐次投影露光する、いわゆるステッ
プ・アンド・リピート方式の投影露光装置が知られてい
る。また、近年、より高い解像力を確保しながらより高
いスループットを実現するために、スキャン方式の投影
露光装置が提案されている。スキャン方式の投影露光装
置では、マスクと感光基板とを投影光学系に対して走査
しながら投影露光を行う。このとき、マスク上において
照明光学装置によって照明される領域すなわち照明領域
は、走査方向に沿って短辺を有し且つ走査方向と直交す
る方向に沿って長辺を有する細長い長方形状となるのが
一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、スキャン
方式の投影露光装置では、照明領域の形状と相似な長方
形断面を有するレンズエレメントの集合体でフライアイ
インテグレータを構成することにより、光量損失をでき
るだけ回避して所定の照明効率を確保することが望まし
い。しかしながら、たとえば水銀ランプなどのように所
定の大きさを有する円形光源を用いる場合、長方形断面
を有するレンズエレメントからなる従来のフライアイイ
ンテグレータでは、その射出面において著しい光量損失
が発生してしまう。そこで、本出願人は、フライアイイ
ンテグレータの射出面における上述の光量損失をできる
だけ回避するために、特殊な構成を有するフライアイイ
ンテグレータを備えた照明光学装置を開示している（特
開平８−３１７３６号公報）。
方式の投影露光装置では、照明領域の形状と相似な長方
形断面を有するレンズエレメントの集合体でフライアイ
インテグレータを構成することにより、光量損失をでき
るだけ回避して所定の照明効率を確保することが望まし
い。しかしながら、たとえば水銀ランプなどのように所
定の大きさを有する円形光源を用いる場合、長方形断面
を有するレンズエレメントからなる従来のフライアイイ
ンテグレータでは、その射出面において著しい光量損失
が発生してしまう。そこで、本出願人は、フライアイイ
ンテグレータの射出面における上述の光量損失をできる
だけ回避するために、特殊な構成を有するフライアイイ
ンテグレータを備えた照明光学装置を開示している（特
開平８−３１７３６号公報）。
【０００４】特開平８−３１７３６号公報に開示の照明
光学装置では、フライアイインテグレータの入射側に照
明領域の形状と相似な長方形断面を有するレンズエレメ
ントを配置している。一方、フライアイインテグレータ
の射出側には、形成される円形光源像をできるだけ内包
する矩形断面を有するレンズエレメントを配置してい
る。このように、互いに断面形状の異なる入射側レンズ
エレメントと射出側レンズエレメントとを有するフライ
アイインテグレータを用いることにより、射出面におけ
る光量損失を少なくして照明領域における照度を高くす
ることができる。しかしながら、照明光学装置のリレー
レンズのパワー（屈折力）配置の制約などにより、フラ
イアイインテグレータの射出面において形成される複数
の円形光源像が互いに重なるので、射出面においてある
程度の光量損失を避けることはできなかった。
光学装置では、フライアイインテグレータの入射側に照
明領域の形状と相似な長方形断面を有するレンズエレメ
ントを配置している。一方、フライアイインテグレータ
の射出側には、形成される円形光源像をできるだけ内包
する矩形断面を有するレンズエレメントを配置してい
る。このように、互いに断面形状の異なる入射側レンズ
エレメントと射出側レンズエレメントとを有するフライ
アイインテグレータを用いることにより、射出面におけ
る光量損失を少なくして照明領域における照度を高くす
ることができる。しかしながら、照明光学装置のリレー
レンズのパワー（屈折力）配置の制約などにより、フラ
イアイインテグレータの射出面において形成される複数
の円形光源像が互いに重なるので、射出面においてある
程度の光量損失を避けることはできなかった。
【０００５】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、水銀ランプなどの円形光源を用いて細長い長
方形領域を高い照明効率で照明することのできる照明光
学装置を提供することを目的とする。
のであり、水銀ランプなどの円形光源を用いて細長い長
方形領域を高い照明効率で照明することのできる照明光
学装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、所定の大きさを有するほぼ円形
の光源と、該光源からの光束に基づいて複数の光源像を
形成するための多光源像形成手段と、該多光源像形成手
段を介して形成された前記複数の光源像からの光束を集
光して被照射面を重畳的に照明するためのコンデンサー
光学系とを備えた照明光学装置において、前記多光源像
形成手段は、光源側から順に、所定の長方形断面を有す
る複数の第１レンズエレメントの集合体からなる第１レ
ンズ群と、所定の六角形断面または７つ以上の辺を有す
る所定の多角形断面を有する複数の第２レンズエレメン
トの集合体からなる第２レンズ群とを有し、前記複数の
第１レンズエレメントの各々の光軸は、前記照明光学装
置の光軸とほぼ平行で、且つ前記複数の第２レンズエレ
メントのうちの対応する第２レンズエレメントの光軸と
ほぼ一致することを特徴とする照明光学装置を提供す
る。
に、本発明においては、所定の大きさを有するほぼ円形
の光源と、該光源からの光束に基づいて複数の光源像を
形成するための多光源像形成手段と、該多光源像形成手
段を介して形成された前記複数の光源像からの光束を集
光して被照射面を重畳的に照明するためのコンデンサー
光学系とを備えた照明光学装置において、前記多光源像
形成手段は、光源側から順に、所定の長方形断面を有す
る複数の第１レンズエレメントの集合体からなる第１レ
ンズ群と、所定の六角形断面または７つ以上の辺を有す
る所定の多角形断面を有する複数の第２レンズエレメン
トの集合体からなる第２レンズ群とを有し、前記複数の
第１レンズエレメントの各々の光軸は、前記照明光学装
置の光軸とほぼ平行で、且つ前記複数の第２レンズエレ
メントのうちの対応する第２レンズエレメントの光軸と
ほぼ一致することを特徴とする照明光学装置を提供す
る。
【０００７】本発明の好ましい態様によれば、前記複数
の第１レンズエレメントは、各第１レンズエレメントの
長方形断面形状の短辺同士が互いに当接し、且つ各第１
レンズエレメントの長方形断面形状の長辺が隣接する４
つの第１レンズエレメントの長方形断面形状の対応する
長辺の半分と当接するように配置され、前記複数の第２
レンズエレメントは、各第２レンズエレメントの六角形
断面形状の各辺が隣接する６つの第２レンズエレメント
の六角形断面形状の対応する辺と当接するように配置さ
れている。
の第１レンズエレメントは、各第１レンズエレメントの
長方形断面形状の短辺同士が互いに当接し、且つ各第１
レンズエレメントの長方形断面形状の長辺が隣接する４
つの第１レンズエレメントの長方形断面形状の対応する
長辺の半分と当接するように配置され、前記複数の第２
レンズエレメントは、各第２レンズエレメントの六角形
断面形状の各辺が隣接する６つの第２レンズエレメント
の六角形断面形状の対応する辺と当接するように配置さ
れている。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明では、フライアイインテグ
レータのような多光源像形成手段が、光源側から順に、
複数の第１レンズエレメントの集合体からなる第１レン
ズ群と、複数の第２レンズエレメントの集合体からなる
第２レンズ群とを有する。ここで、第１レンズエレメン
トの各々の光軸は、対応する第２レンズエレメントの光
軸とほぼ一致する。そして、各第１レンズエレメント
は、被照射面上に形成すべき照明領域の形状と相似な所
定の長方形断面を有する。また、各第２レンズエレメン
トは、フライアイインテグレータの射出面（すなわち第
２レンズエレメントの射出面）に形成される各円形光源
像をできるだけ内包するように、所定の六角形断面また
は７つ以上の辺を有する所定の多角形断面を有する。
レータのような多光源像形成手段が、光源側から順に、
複数の第１レンズエレメントの集合体からなる第１レン
ズ群と、複数の第２レンズエレメントの集合体からなる
第２レンズ群とを有する。ここで、第１レンズエレメン
トの各々の光軸は、対応する第２レンズエレメントの光
軸とほぼ一致する。そして、各第１レンズエレメント
は、被照射面上に形成すべき照明領域の形状と相似な所
定の長方形断面を有する。また、各第２レンズエレメン
トは、フライアイインテグレータの射出面（すなわち第
２レンズエレメントの射出面）に形成される各円形光源
像をできるだけ内包するように、所定の六角形断面また
は７つ以上の辺を有する所定の多角形断面を有する。
【０００９】具体的には、第１レンズエレメントは、そ
の断面形状の短辺同士が互いに当接するように直線状に
配置されている。また、直線状に配置された第１レンズ
エレメントの各々は、その断面形状の長辺同士が互いに
半分だけずれて互いに当接するように配置されている。
さらに、複数の第２レンズエレメントは、その断面形状
の各辺が互いに当接するように配置されている。このよ
うに、本発明の照明光学装置では、第１レンズエレメン
トが照明領域の形状と相似な長方形断面を有するととも
に、第２レンズエレメントが円形光源像をできるだけ内
包するような六角形断面を有する。したがって、水銀ラ
ンプなどの円形光源を用いても、フライアイインテグレ
ータの射出面において光量損失が抑えられ、細長い長方
形領域を高い照明効率で照明することができる。
の断面形状の短辺同士が互いに当接するように直線状に
配置されている。また、直線状に配置された第１レンズ
エレメントの各々は、その断面形状の長辺同士が互いに
半分だけずれて互いに当接するように配置されている。
さらに、複数の第２レンズエレメントは、その断面形状
の各辺が互いに当接するように配置されている。このよ
うに、本発明の照明光学装置では、第１レンズエレメン
トが照明領域の形状と相似な長方形断面を有するととも
に、第２レンズエレメントが円形光源像をできるだけ内
包するような六角形断面を有する。したがって、水銀ラ
ンプなどの円形光源を用いても、フライアイインテグレ
ータの射出面において光量損失が抑えられ、細長い長方
形領域を高い照明効率で照明することができる。
【００１０】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の実施例にかかる照明光学装置
の構成を概略的に示す斜視図である。図１において、光
軸ＡＸに沿ってＺ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において
互いに直交する方向にＸ軸およびＹ軸を設定している。
また、図２は、図１の第２フライアイインテグレータ７
の中央部分を光軸ＡＸに沿って見た図である。本実施例
では、照明光学装置を半導体素子の製造のための投影露
光装置に適用した例を示している。
明する。図１は、本発明の実施例にかかる照明光学装置
の構成を概略的に示す斜視図である。図１において、光
軸ＡＸに沿ってＺ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において
互いに直交する方向にＸ軸およびＹ軸を設定している。
また、図２は、図１の第２フライアイインテグレータ７
の中央部分を光軸ＡＸに沿って見た図である。本実施例
では、照明光学装置を半導体素子の製造のための投影露
光装置に適用した例を示している。
【００１１】図示の照明光学装置は、たとえば水銀ラン
プからなる光源１を備えている。光源１は、回転楕円面
からなる反射面を有する集光鏡（楕円鏡）２の第１焦点
位置に位置決めされている。したがって、光源１から射
出された照明光束は、楕円鏡２の第２焦点位置にほぼ円
形の光源像を形成する。円形の光源像が形成される楕円
鏡２の第２焦点位置には、光源像とほぼ同じ大きさを有
する円形開口部を備えたシャッター３が設けられてい
る。したがって、シャッター３の開口部を選択的に開閉
することにより、光源１からの光を有効に取り込んで後
続するコリメートレンズ４に入射させたり、コリメート
レンズ４への入射を完全に遮断したりすることができ
る。以下、シャッター３の開口部が開放されている状態
について説明する。
プからなる光源１を備えている。光源１は、回転楕円面
からなる反射面を有する集光鏡（楕円鏡）２の第１焦点
位置に位置決めされている。したがって、光源１から射
出された照明光束は、楕円鏡２の第２焦点位置にほぼ円
形の光源像を形成する。円形の光源像が形成される楕円
鏡２の第２焦点位置には、光源像とほぼ同じ大きさを有
する円形開口部を備えたシャッター３が設けられてい
る。したがって、シャッター３の開口部を選択的に開閉
することにより、光源１からの光を有効に取り込んで後
続するコリメートレンズ４に入射させたり、コリメート
レンズ４への入射を完全に遮断したりすることができ
る。以下、シャッター３の開口部が開放されている状態
について説明する。
【００１２】シャッター３の開放状態では、光源像から
の光束は、コリメートレンズ４を介して集光された後、
第１フライアイインテグレータ５に入射する。第１フラ
イアイインテグレータ５に入射した光束は、第１フライ
アイインテグレータ５を構成する複数のレンズエレメン
トにより二次元的に分割される。そして、第１フライア
イインテグレータ５の後側焦点位置（すなわち射出面近
傍）に、レンズエレメントの数に対応する複数の光源像
を形成する。なお、第１フライアイインテグレータ５に
入射する光束の断面はほぼ円形であり、その射出面に形
成される光源像もほぼ円形である。したがって、第１フ
ライアイインテグレータ５を構成する各レンズエレメン
トは正方形断面を有し、第１フライアイインテグレータ
５の全体形状はほぼ円形である。
の光束は、コリメートレンズ４を介して集光された後、
第１フライアイインテグレータ５に入射する。第１フラ
イアイインテグレータ５に入射した光束は、第１フライ
アイインテグレータ５を構成する複数のレンズエレメン
トにより二次元的に分割される。そして、第１フライア
イインテグレータ５の後側焦点位置（すなわち射出面近
傍）に、レンズエレメントの数に対応する複数の光源像
を形成する。なお、第１フライアイインテグレータ５に
入射する光束の断面はほぼ円形であり、その射出面に形
成される光源像もほぼ円形である。したがって、第１フ
ライアイインテグレータ５を構成する各レンズエレメン
トは正方形断面を有し、第１フライアイインテグレータ
５の全体形状はほぼ円形である。
【００１３】第１フライアイインテグレータ５の射出面
に形成された複数の光源像からの光束は、リレーレンズ
６を介して集光された後、第２フライアイインテグレー
タ７を重畳的に照明する。第２フライアイインテグレー
タ７は、光源側から順に、細長い長方形断面を有する第
１レンズエレメント７ａの集合体からなる第１レンズ群
７１と、平行平面板７２と、六角形断面を有する第２レ
ンズエレメント７ｂの集合体からなる第２レンズ群７３
とで構成されている。
に形成された複数の光源像からの光束は、リレーレンズ
６を介して集光された後、第２フライアイインテグレー
タ７を重畳的に照明する。第２フライアイインテグレー
タ７は、光源側から順に、細長い長方形断面を有する第
１レンズエレメント７ａの集合体からなる第１レンズ群
７１と、平行平面板７２と、六角形断面を有する第２レ
ンズエレメント７ｂの集合体からなる第２レンズ群７３
とで構成されている。
【００１４】第１レンズエレメント７ａは光源側に凸面
を向けた平凸レンズであり、この平凸レンズの平面が平
行平面板７２の光源側の面に支持されている。また、第
２レンズエレメント７ｂは光源側に平面を向けた平凸レ
ンズであり、この平凸レンズの平面が平行平面板７２の
射出側の面に支持されている。なお、第１レンズエレメ
ント７ａの数と第２レンズエレメント７ｂの数とは等し
く、各第１レンズエレメント７ａの光軸と対応する第２
レンズエレメント７ｂの光軸とは、光軸ＡＸに対して平
行で且つ互いに一致する。
を向けた平凸レンズであり、この平凸レンズの平面が平
行平面板７２の光源側の面に支持されている。また、第
２レンズエレメント７ｂは光源側に平面を向けた平凸レ
ンズであり、この平凸レンズの平面が平行平面板７２の
射出側の面に支持されている。なお、第１レンズエレメ
ント７ａの数と第２レンズエレメント７ｂの数とは等し
く、各第１レンズエレメント７ａの光軸と対応する第２
レンズエレメント７ｂの光軸とは、光軸ＡＸに対して平
行で且つ互いに一致する。
【００１５】さらに図２を参照すると、各第１レンズエ
レメント７ａの断面形状は、Ｘ方向に長辺を有し且つＹ
方向に短辺を有する細長い長方形である。そして、第１
レンズエレメント７ａは、その断面形状の短辺同士が互
いに当接するように、Ｙ方向に沿って直線状に配置され
ている。また、Ｙ方向に沿って直線状に配置された各第
１レンズエレメント７ａは、その断面形状の長辺が隣接
する４つの第１レンズエレメント７ａの断面形状の対応
する長辺の半分と当接するように、Ｘ方向に沿って互い
違いに配置されている。一方、第２レンズエレメント７
ｂの断面形状は六角形であり、各第２レンズエレメント
７ｂの断面形状の辺が隣接する６つの第２レンズエレメ
ント７ｂの対応する辺と当接するように配置されてい
る。
レメント７ａの断面形状は、Ｘ方向に長辺を有し且つＹ
方向に短辺を有する細長い長方形である。そして、第１
レンズエレメント７ａは、その断面形状の短辺同士が互
いに当接するように、Ｙ方向に沿って直線状に配置され
ている。また、Ｙ方向に沿って直線状に配置された各第
１レンズエレメント７ａは、その断面形状の長辺が隣接
する４つの第１レンズエレメント７ａの断面形状の対応
する長辺の半分と当接するように、Ｘ方向に沿って互い
違いに配置されている。一方、第２レンズエレメント７
ｂの断面形状は六角形であり、各第２レンズエレメント
７ｂの断面形状の辺が隣接する６つの第２レンズエレメ
ント７ｂの対応する辺と当接するように配置されてい
る。
【００１６】したがって、第２フライアイインテグレー
タ７に入射した光束は、第１レンズ群７１を構成する複
数の第１レンズエレメント７ａにより二次元的に分割さ
れ、それぞれ集光作用を受ける。次いで、分割された各
光束は、平行平面板７２を通過した後、第２レンズ群７
３を構成する複数の第２レンズエレメント７ｂのうちの
対応する第２レンズエレメント７ｂにそれぞれ入射す
る。各第２レンズエレメント７ｂに入射した光束は、そ
の射出面近傍に第１フライアイインテグレータ５のレン
ズエレメントの数に対応する複数の光源像を形成する。
すなわち、第２フライアイインテグレータ７の射出面近
傍には、第１フライアイインテグレータ５のレンズエレ
メントの数と第２フライアイインテグレータ７のレンズ
エレメントの数との積で表される数の光源像が形成され
る。
タ７に入射した光束は、第１レンズ群７１を構成する複
数の第１レンズエレメント７ａにより二次元的に分割さ
れ、それぞれ集光作用を受ける。次いで、分割された各
光束は、平行平面板７２を通過した後、第２レンズ群７
３を構成する複数の第２レンズエレメント７ｂのうちの
対応する第２レンズエレメント７ｂにそれぞれ入射す
る。各第２レンズエレメント７ｂに入射した光束は、そ
の射出面近傍に第１フライアイインテグレータ５のレン
ズエレメントの数に対応する複数の光源像を形成する。
すなわち、第２フライアイインテグレータ７の射出面近
傍には、第１フライアイインテグレータ５のレンズエレ
メントの数と第２フライアイインテグレータ７のレンズ
エレメントの数との積で表される数の光源像が形成され
る。
【００１７】第２フライアイインテグレータ７の射出面
に形成された多数の光源像からの光束は、コンデンサー
レンズ８の集光作用を受けた後、所定の回路パターンが
形成されたマスク９を重畳的に均一照明する。こうし
て、マスク９上には、第２フライアイインテグレータ７
の第１レンズ群７１を構成する各第１レンズエレメント
７ａの断面形状と相似な細長い長方形の照明領域が形成
される。マスク９を透過した光束は、図示を省略した投
影光学系を介して、感光基板上にマスクパターンの像を
形成する。
に形成された多数の光源像からの光束は、コンデンサー
レンズ８の集光作用を受けた後、所定の回路パターンが
形成されたマスク９を重畳的に均一照明する。こうし
て、マスク９上には、第２フライアイインテグレータ７
の第１レンズ群７１を構成する各第１レンズエレメント
７ａの断面形状と相似な細長い長方形の照明領域が形成
される。マスク９を透過した光束は、図示を省略した投
影光学系を介して、感光基板上にマスクパターンの像を
形成する。
【００１８】図３は、第２フライアイインテグレータ７
の中央部分を構成する各第２レンズエレメント７ｂの射
出面に形成される光源像の全体形状を模式的に示す図で
ある。上述したように、各第２レンズエレメント７ｂの
射出面には、第１フライアイインテグレータ５のレンズ
エレメントの数に対応する複数の光源像を形成する。し
たがって、各第２レンズエレメント７ｂの射出面には、
第１フライアイインテグレータ５の全体形状に対応した
ほぼ円形の光源像（第１フライアイインテグレータ５の
レンズエレメントの数に対応する複数の光源像からな
る）が形成される。図３では、説明の簡単のために、各
第２レンズエレメント７ｂの射出面に形成される光源像
の全体形状を円で近似している。
の中央部分を構成する各第２レンズエレメント７ｂの射
出面に形成される光源像の全体形状を模式的に示す図で
ある。上述したように、各第２レンズエレメント７ｂの
射出面には、第１フライアイインテグレータ５のレンズ
エレメントの数に対応する複数の光源像を形成する。し
たがって、各第２レンズエレメント７ｂの射出面には、
第１フライアイインテグレータ５の全体形状に対応した
ほぼ円形の光源像（第１フライアイインテグレータ５の
レンズエレメントの数に対応する複数の光源像からな
る）が形成される。図３では、説明の簡単のために、各
第２レンズエレメント７ｂの射出面に形成される光源像
の全体形状を円で近似している。
【００１９】図３に示すように、第２フライアイインテ
グレータ７の射出面には、互いに一部が重なるようにほ
ぼ円形の光源像が形成される。なお、第２フライアイイ
ンテグレータ７の射出面における各円形光源像の重なり
具合は、光量損失をできるだけ抑えるように設計された
各光学部材の諸元に依存する。図４は、特開平８−３１
７３６号公報に開示のフライアイインテグレータの射出
面における光量損失を説明する図である。図５は、本実
施例にかかる第２フライアイインテグレータ７の射出面
における光量損失を説明する図である。
グレータ７の射出面には、互いに一部が重なるようにほ
ぼ円形の光源像が形成される。なお、第２フライアイイ
ンテグレータ７の射出面における各円形光源像の重なり
具合は、光量損失をできるだけ抑えるように設計された
各光学部材の諸元に依存する。図４は、特開平８−３１
７３６号公報に開示のフライアイインテグレータの射出
面における光量損失を説明する図である。図５は、本実
施例にかかる第２フライアイインテグレータ７の射出面
における光量損失を説明する図である。
【００２０】図４（ａ）に示すように、特開平８−３１
７３６号公報に開示の照明光学装置では、フライアイイ
ンテグレータの射出側の各レンズエレメントは長方形断
面を有する。そして、各レンズエレメントは、その射出
面に形成される円形光源像を長辺方向に沿って内包する
ように配置されている。したがって、図４（ｂ）に示す
ように、円形光源像のうち各レンズエレメントの短辺方
向に沿った両端部（図中斜線部で示す）は、照明に寄与
することなく光量損失の原因となる。特開平８−３１７
３６号公報に開示の照明光学装置の場合、典型的な設計
例に基づいて試算すると、フライアイインテグレータの
射出面における光量損失は約１４％となる。
７３６号公報に開示の照明光学装置では、フライアイイ
ンテグレータの射出側の各レンズエレメントは長方形断
面を有する。そして、各レンズエレメントは、その射出
面に形成される円形光源像を長辺方向に沿って内包する
ように配置されている。したがって、図４（ｂ）に示す
ように、円形光源像のうち各レンズエレメントの短辺方
向に沿った両端部（図中斜線部で示す）は、照明に寄与
することなく光量損失の原因となる。特開平８−３１７
３６号公報に開示の照明光学装置の場合、典型的な設計
例に基づいて試算すると、フライアイインテグレータの
射出面における光量損失は約１４％となる。
【００２１】一方、図５（ａ）に示すように、本実施例
にかかる照明光学装置では、第２フライアイインテグレ
ータ７の射出面側の各レンズエレメント７ｂは六角形断
面を有する。そして、各レンズエレメント７ｂは、その
射出面に形成される円形光源像をほぼ内包するように配
置されている。したがって、図５（ｂ）に示すように、
円形光源像のうち各レンズエレメント７ｂの射出面から
はみ出す部分、すなわち照明に寄与することなく光量損
失の原因となる部分は少ない。本実施例の場合、典型的
な設計例に基づいて試算すると、第２フライアイインテ
グレータ７の射出面における光量損失は約６％となる。
にかかる照明光学装置では、第２フライアイインテグレ
ータ７の射出面側の各レンズエレメント７ｂは六角形断
面を有する。そして、各レンズエレメント７ｂは、その
射出面に形成される円形光源像をほぼ内包するように配
置されている。したがって、図５（ｂ）に示すように、
円形光源像のうち各レンズエレメント７ｂの射出面から
はみ出す部分、すなわち照明に寄与することなく光量損
失の原因となる部分は少ない。本実施例の場合、典型的
な設計例に基づいて試算すると、第２フライアイインテ
グレータ７の射出面における光量損失は約６％となる。
【００２２】なお、上述の実施例では、シャッター３と
第２フライアイインテグレータ７との間の光路中に、第
１フライアイインテグレータ５およびリレーレンズ６を
介在させている。しかしながら、第１フライアイインテ
グレータ５およびリレーレンズ６を省略し、シャター３
およびコリメートレンズ４を介した光束を直接第２フラ
イアイインテグレータ７に入射させることができる。
第２フライアイインテグレータ７との間の光路中に、第
１フライアイインテグレータ５およびリレーレンズ６を
介在させている。しかしながら、第１フライアイインテ
グレータ５およびリレーレンズ６を省略し、シャター３
およびコリメートレンズ４を介した光束を直接第２フラ
イアイインテグレータ７に入射させることができる。
【００２３】また、上述の実施例では、第２フライアイ
インテグレータ７の第２レンズエレメントの断面形状を
六角形としている。しかしながら、第２フライアイイン
テグレータ７の射出面に形成される円形光源像の配置に
応じて、第２レンズエレメントの断面形状を六角形を基
本とした多角形（７つ以上の辺を有する多角形）で構成
することもできる。さらに、上述の実施例では、本発明
を投影露光装置のための照明光学装置に適用した例を示
しているが、他の適当な照明光学装置に本発明を適用す
ることもできる。
インテグレータ７の第２レンズエレメントの断面形状を
六角形としている。しかしながら、第２フライアイイン
テグレータ７の射出面に形成される円形光源像の配置に
応じて、第２レンズエレメントの断面形状を六角形を基
本とした多角形（７つ以上の辺を有する多角形）で構成
することもできる。さらに、上述の実施例では、本発明
を投影露光装置のための照明光学装置に適用した例を示
しているが、他の適当な照明光学装置に本発明を適用す
ることもできる。
【００２４】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、第１レ
ンズエレメントが照明領域の形状と相似な長方形断面を
有するとともに、第２レンズエレメントが円形光源像を
できるだけ内包するような六角形断面を有する。したが
って、水銀ランプなどの円形光源を用いても、フライア
イインテグレータの射出面において光量損失が抑えら
れ、細長い長方形領域を高い照明効率で且つ照度むらの
少ない状態で照明することができる。
ンズエレメントが照明領域の形状と相似な長方形断面を
有するとともに、第２レンズエレメントが円形光源像を
できるだけ内包するような六角形断面を有する。したが
って、水銀ランプなどの円形光源を用いても、フライア
イインテグレータの射出面において光量損失が抑えら
れ、細長い長方形領域を高い照明効率で且つ照度むらの
少ない状態で照明することができる。
【図１】本発明の実施例にかかる照明光学装置の構成を
概略的に示す斜視図である。
概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の第２フライアイインテグレータ７の中央
部分を光軸ＡＸ（Ｚ軸）に沿って見た図である。
部分を光軸ＡＸ（Ｚ軸）に沿って見た図である。
【図３】第２フライアイインテグレータ７の中央部分を
構成する各第２レンズエレメント７ｂの射出面に形成さ
れる光源像の全体形状を模式的に示す図である。
構成する各第２レンズエレメント７ｂの射出面に形成さ
れる光源像の全体形状を模式的に示す図である。
【図４】特開平８−３１７３６号公報に開示のフライア
イインテグレータの射出面における光量損失を説明する
図である。
イインテグレータの射出面における光量損失を説明する
図である。
【図５】本発明の実施例にかかる第２フライアイインテ
グレータ７の射出面における光量損失を説明する図であ
る。
グレータ７の射出面における光量損失を説明する図であ
る。
１ 光源 ２ 楕円鏡 ３ シャッター ４ コリメートレンズ ５ 第１フライアイインテグレータ ６ リレーレンズ ７ 第２フライアイインテグレータ ８ コンデンサーレンズ ９ マスク ７１ 第１レンズ群 ７２ 平行平面板 ７３ 第２レンズ群 ７ａ 第１レンズエレメント ７ｂ 第２レンズエレメント
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の大きさを有するほぼ円形の光源
と、該光源からの光束に基づいて複数の光源像を形成す
るための多光源像形成手段と、該多光源像形成手段を介
して形成された前記複数の光源像からの光束を集光して
被照射面を重畳的に照明するためのコンデンサー光学系
とを備えた照明光学装置において、 前記多光源像形成手段は、光源側から順に、所定の長方
形断面を有する複数の第１レンズエレメントの集合体か
らなる第１レンズ群と、所定の六角形断面または７つ以
上の辺を有する所定の多角形断面を有する複数の第２レ
ンズエレメントの集合体からなる第２レンズ群とを有
し、 前記複数の第１レンズエレメントの各々の光軸は、前記
照明光学装置の光軸とほぼ平行で、且つ前記複数の第２
レンズエレメントのうちの対応する第２レンズエレメン
トの光軸とほぼ一致することを特徴とする照明光学装
置。 - 【請求項２】 前記複数の第１レンズエレメントは、各
第１レンズエレメントの長方形断面形状の短辺同士が互
いに当接し、且つ各第１レンズエレメントの長方形断面
形状の長辺が隣接する４つの第１レンズエレメントの長
方形断面形状の対応する長辺の半分と当接するように配
置され、 前記複数の第２レンズエレメントは、各第２レンズエレ
メントの六角形断面形状の各辺が隣接する６つの第２レ
ンズエレメントの六角形断面形状の対応する辺と当接す
るように配置されていることを特徴とする請求項１に記
載の照明光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8163848A JPH09326352A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 照明光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8163848A JPH09326352A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 照明光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09326352A true JPH09326352A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15781911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8163848A Withdrawn JPH09326352A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 照明光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09326352A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6452661B1 (en) | 1998-02-27 | 2002-09-17 | Nikon Corporation | Illumination system and exposure apparatus and method |
| CN103309139A (zh) * | 2012-03-09 | 2013-09-18 | 索尼公司 | 照明装置和显示器 |
-
1996
- 1996-06-04 JP JP8163848A patent/JPH09326352A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6452661B1 (en) | 1998-02-27 | 2002-09-17 | Nikon Corporation | Illumination system and exposure apparatus and method |
| US6665051B2 (en) | 1998-02-27 | 2003-12-16 | Nikon Corporation | Illumination system and exposure apparatus and method |
| US7023953B2 (en) | 1998-02-27 | 2006-04-04 | Nikon Corporation | Illumination system and exposure apparatus and method |
| CN103309139A (zh) * | 2012-03-09 | 2013-09-18 | 索尼公司 | 照明装置和显示器 |
| JP2013186366A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Sony Corp | 照明装置および表示装置 |
| KR20130103370A (ko) * | 2012-03-09 | 2013-09-23 | 소니 주식회사 | 조명 장치 및 표시 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041220 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060921 |