JP2005195348A - Illumination optical apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination optical apparatus, capable of correctly monitoring luminous quantities at a surface to be irradiated without having to strictly adjust the positions of an illumination optical system and a photo-detector. <P>SOLUTION: The illumination optical apparatus is provided with generation means 11, 12, 15, and 16 for generating optical images of which the luminous quantity distributions are made uniform; projection means 17 and 18 for projecting the optical images to the surface 10a to be irradiated conjugate with an optical image surface; and a monitoring means 20 for monitoring the luminous quantities of the optical images projected to the surface to be irradiated. The generation means includes an integrator rod 16, and a light emergent surface 16b of the integrator rod is arranged in a surface conjugate with the surface to be irradiated. The monitoring means has a light branching surface 21 for branching part of light, propagating toward the light emergent surface in the integrator rod, in the vicinity of the light emergent surface in directions different from the light emergent surface and monitors luminous quantities at the surface to be irradiated on the basis of light L1 branched at the light branching surface and guided to the outside of the integrator rod. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被照射面を均一に照明する照明光学装置に関し、特に、撮像素子の製造工程における撮像素子の検査に好適な照明光学装置に関する。   The present invention relates to an illumination optical apparatus that uniformly illuminates an irradiated surface, and more particularly to an illumination optical apparatus suitable for imaging element inspection in an imaging element manufacturing process.

インテグレータロッドやフライアイレンズなどのオプティカルインテグレータを用い、被照射面に比較的広い範囲を均一に照明する装置が知られている。
従来この種の照明装置の光量モニタはコンデンサレンズの照明視野側にハーフミラーを設けて所定の割合の光を取り出して光量モニタを行っていた。しかしながら、コンデンサレンズより照明視野側にハーフミラーを配置すると、照明装置と照明視野との間の空間が大きくとれない上、検査する対象物(例えば撮像素子)の種類に応じて、この空間に瞳位置を変える変換アダプタなどを挿入する必要があり、ハーフミラーを配置する自由度がなくなってしまうという問題点があった。
Devices that use an optical integrator such as an integrator rod or fly-eye lens to uniformly illuminate a relatively wide area on an irradiated surface are known.
Conventionally, the light amount monitor of this type of illumination device has been provided with a half mirror on the illumination field side of the condenser lens to extract a predetermined proportion of light and monitor the light amount. However, if the half mirror is arranged on the illumination field side of the condenser lens, the space between the illumination device and the illumination field cannot be increased, and the pupil is placed in this space according to the type of the object to be inspected (for example, the image sensor). It was necessary to insert a conversion adapter for changing the position, and there was a problem that the degree of freedom for arranging the half mirrors was lost.

また、コンデンサレンズより光源側にハーフミラーを配置すると、照明範囲が広い場合に照明光束が開口から広がるために、ハーフミラーに入射する光の角度が照明位置によって変化してしまい、ハーフミラーの角度特性の影響を受けて、照明光量や照明光の分光特性の照明位置による変化を引き起こしてしまうという問題がある。
一方、以下に記載の特許文献のように、被照射面における光量を監視するため、オプティカルインテグレータから射出した光の一部を、取り込むものがある。光の取り込みには光ファイバが用いられ、光ファイバで導光された光は光ファイバの射出端に置かれた光検出器でモニタされる。そして光検出器からの出力に基づいて、被照射面における光量の監視が行われていた。
特開2001−307523号公報
If a half mirror is arranged on the light source side of the condenser lens, the illumination light beam spreads from the aperture when the illumination range is wide, so the angle of light incident on the half mirror changes depending on the illumination position, and the angle of the half mirror There is a problem that a change in the illumination light quantity and the spectral characteristic of the illumination light depending on the illumination position is caused by the influence of the characteristics.
On the other hand, as in the patent document described below, there is one that takes in a part of light emitted from an optical integrator in order to monitor the amount of light on the irradiated surface. An optical fiber is used for capturing light, and light guided by the optical fiber is monitored by a photodetector placed at the exit end of the optical fiber. Based on the output from the photodetector, the amount of light on the irradiated surface is monitored.
JP 2001-307523 A

しかしながら、光ファイバを導光体として用いた場合には、光量均一化手段(オプティカルインテグレータ)の射出面を透過する光は均一化されているものの、ランプの交換などで配光特性が変化すると、光量均一化手段に入射する光の該配向特性の変化に応じて、光量均一化手段の射出角特性が変化する。光ファイバ端面へ入射する光はその入射角度によりファイバとの結合効率が異なり、導光量が変化する。従って、該光量均一化手段からの射出角特性の変化により光検出器の検出する光量が変化してしまい、被照射面における光量を正しく監視できない。   However, when an optical fiber is used as a light guide, the light transmitted through the exit surface of the light quantity uniformizing means (optical integrator) is uniformed, but if the light distribution characteristics change due to lamp replacement, etc., The emission angle characteristic of the light quantity uniformizing means changes according to the change in the orientation characteristic of the light incident on the light quantity uniformizing means. The light incident on the end face of the optical fiber has different coupling efficiency with the fiber depending on the incident angle, and the amount of guided light changes. Accordingly, the amount of light detected by the photodetector changes due to the change in the emission angle characteristic from the light amount equalizing means, and the amount of light on the irradiated surface cannot be monitored correctly.

また、光ファイバを変形させながら所定の位置にある光検出器に光を導く場合、その変形形状の違いにより導光される光の減衰率が変化するため、光ファイバの周りの調整等の際に光ファイバの変形形状や曲率が変化すると、被照射面における光量を正しく監視できない。
本発明の目的は、照明光学系と光検出器との厳密な位置調整を行わなくても被照射面における光量を正しく監視できる照明光学装置を提供することにある。
In addition, when light is guided to a photodetector at a predetermined position while deforming the optical fiber, the attenuation factor of the guided light changes due to the difference in the deformed shape. If the deformation shape or curvature of the optical fiber changes, the amount of light on the irradiated surface cannot be monitored correctly.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an illumination optical device that can correctly monitor the amount of light on an irradiated surface without strict position adjustment between an illumination optical system and a photodetector.

請求項1に記載の照明光学装置は、光量分布が均一化された光像を生成する生成手段と、前記光像を該光像面と共役な被照射面に投影する投影手段と、前記被照射面に投影された光像の光量を監視する監視手段とを備え、前記生成手段は、インテグレータロッドを含み、該インテグレータロッドの光出射面が前記被照射面と共役な面に配置され、記監視手段は、前記インテグレータロッドの内部を前記光出射面に向けて伝搬する光の一部を前記光出射面の近傍で該光出射面とは異なる方向に分岐させる光分岐面を有し、該光分岐面で分岐して前記インテグレータロッドの外部に導かれた光に基づいて、前記光量を監視するものである。   The illumination optical apparatus according to claim 1, a generation unit that generates a light image with a uniform light amount distribution, a projection unit that projects the light image onto an irradiated surface conjugate with the light image surface, and the target Monitoring means for monitoring the amount of light of the light image projected on the irradiated surface, the generating means includes an integrator rod, and the light emitting surface of the integrator rod is disposed on a surface conjugate with the irradiated surface. The monitoring means has a light branching surface that branches a part of the light propagating in the integrator rod toward the light emitting surface in a direction different from the light emitting surface in the vicinity of the light emitting surface, The light quantity is monitored based on the light branched off at the light branching surface and guided to the outside of the integrator rod.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の照明光学装置において、前記光分岐面は、前記インテグレータロッドを斜めに横断するように設けられている。
請求項3に記載の照明光学装置は、光量分布が均一化された光像を生成する生成手段と、前記光像を該光像面と共役な被照射面に投影する投影手段と、前記被照射面に投影された光像の光量を監視する監視手段とを備え、前記投影手段は、2次元配列された複数のレンズ素子からなるフライアイレンズを含み、当該投影手段の瞳面が前記フライアイレンズの光出射面と共役な面に配置され、前記監視手段は、前記フライアイレンズの四隅に配置されたレンズ素子のうち少なくとも1つの内部を前記光出射面に向けて伝搬する光を前記光出射面とは異なる方向に反射させる光反射面を有し、該光反射面で反射して前記フライアイレンズの外部に導かれた光に基づいて、前記光量を監視するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the illumination optical device according to the first aspect, the light branching surface is provided so as to cross the integrator rod obliquely.
The illumination optical apparatus according to claim 3 includes a generation unit that generates a light image with a uniform light amount distribution, a projection unit that projects the light image onto an irradiated surface conjugate with the light image surface, and the target Monitoring means for monitoring the amount of light of the optical image projected on the irradiation surface, the projection means including a fly-eye lens comprising a plurality of lens elements arranged two-dimensionally, and the pupil plane of the projection means Arranged on a plane conjugate with the light exit surface of the eye lens, the monitoring means transmits light propagating toward the light exit surface through at least one of the lens elements disposed at the four corners of the fly-eye lens. A light reflecting surface that reflects in a direction different from the light emitting surface is provided, and the light amount is monitored based on light reflected by the light reflecting surface and guided to the outside of the fly-eye lens.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の照明光学装置において、前記光反射面は、前記レンズ素子を斜めに横断するように設けられている。
請求項5に記載の照明光学装置は、光量分布が均一化された光像を生成する生成手段と、前記光像を該光像面と共役な被照射面に投影する投影手段と、前記被照射面に投影された光像の光量を監視する監視手段と、前記生成手段の光出射面または前記投影手段の瞳面に配置された開口絞りとを備え、前記監視手段は、前記開口絞りで遮断される光に基づいて、前記光量を監視するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the illumination optical device according to the third aspect, the light reflecting surface is provided so as to obliquely cross the lens element.
The illumination optical apparatus according to claim 5 includes a generation unit that generates a light image with a uniform light amount distribution, a projection unit that projects the light image onto an irradiated surface conjugate with the light image surface, and the target A monitoring unit that monitors the amount of light of the light image projected on the irradiation surface; and an aperture stop disposed on the light exit surface of the generation unit or the pupil plane of the projection unit. The light quantity is monitored based on the blocked light.

請求項6に記載の照明光学装置は、光量分布が均一化された光像を生成する生成手段と、前記光像を該光像面と共役な被照射面に投影する投影手段と、前記被照射面に投影された光像の光量を監視する監視手段とを備え、前記監視手段は、前記光像面の近傍に配置された光分岐面を有し、該光分岐面で分岐した光に基づいて、前記光量を監視するものである。   The illumination optical apparatus according to claim 6 includes a generation unit that generates a light image with a uniform light amount distribution, a projection unit that projects the light image onto an irradiated surface conjugate with the light image surface, and the target Monitoring means for monitoring the amount of light of the light image projected on the irradiation surface, the monitoring means has a light branching surface disposed in the vicinity of the light image surface, and the light branched at the light branching surface. Based on this, the light quantity is monitored.

請求項7に記載の照明光学装置は、光量分布が均一化された光像を被照射面に投影する投影手段と、前記被照射面に投影された光像の光量を監視する監視手段とを備え、前記投影手段は、2次元配列された複数のレンズ素子からなるフライアイレンズを含み、当該投影手段の瞳面が前記フライアイレンズの光出射面と共役な面に配置され、前記監視手段は、前記フライアイレンズの四隅に配置されたレンズ素子のうち少なくとも1つの内部を前記光出射面に向けて伝搬する光を前記光出射面とは異なる方向に反射させる光反射面を有し、該光反射面で反射して前記フライアイレンズの外部に導かれた光に基づいて、前記光量を監視するものである。   The illumination optical device according to claim 7 includes a projecting unit that projects a light image with a uniform light amount distribution onto the irradiated surface, and a monitoring unit that monitors the light amount of the light image projected onto the irradiated surface. The projection unit includes a fly-eye lens including a plurality of two-dimensionally arranged lens elements, and a pupil plane of the projection unit is disposed on a plane conjugate with a light emitting surface of the fly-eye lens, and the monitoring unit Has a light reflecting surface for reflecting light propagating toward the light emitting surface in at least one of the lens elements arranged at the four corners of the fly-eye lens in a direction different from the light emitting surface, The light quantity is monitored based on light reflected by the light reflecting surface and guided to the outside of the fly-eye lens.

本発明の照明光学装置によれば、照明光学系と光検出器との厳密な位置調整を行わなくても被照射面における光量を正しく監視することができる。   According to the illumination optical apparatus of the present invention, it is possible to correctly monitor the amount of light on the irradiated surface without performing precise position adjustment between the illumination optical system and the photodetector.

以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
ここでは、CCDやCMOSなどの撮像素子の製造工程においてウエハから切り出される前のウエハ状態の撮像素子を検査する装置に組み込まれた例で、第1実施形態の照明光学装置10(図1)の説明を行う。撮像素子の検査とは、画素欠陥の有無、光に対する感度、色再現性、分光特性などの検査である。このような検査を行う装置には、図1に示す通り、照明光学装置10の他に、プローブ31と信号処理装置32とが設けられる。プローブ31は、撮像素子の回路の電極に接触可能な電気端子である。信号処理装置32は、プローブ31を介して撮像素子への電力の供給や撮像素子との信号の授受を行い、撮像素子の出力信号が適正か否か(つまり撮像素子の良否)を判定する装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
In this example, the illumination optical device 10 (FIG. 1) of the first embodiment is incorporated in an apparatus for inspecting an image sensor in a wafer state before being cut out from the wafer in a manufacturing process of an image sensor such as a CCD or a CMOS. Give an explanation. The inspection of the image sensor is an inspection of the presence / absence of a pixel defect, sensitivity to light, color reproducibility, spectral characteristics, and the like. As shown in FIG. 1, the apparatus for performing such inspection includes a probe 31 and a signal processing device 32 in addition to the illumination optical device 10. The probe 31 is an electrical terminal that can contact an electrode of a circuit of the image sensor. The signal processing device 32 supplies power to the image sensor and transmits / receives signals to / from the image sensor via the probe 31, and determines whether the output signal of the image sensor is appropriate (that is, whether the image sensor is good or bad). It is.

第1実施形態の照明光学装置10の説明を行う。照明光学装置10は、撮像素子を検査する際の照明条件を設定すると共に、設定された照明条件の光を用いて、被照射面10aの比較的広い範囲(撮像素子の撮像エリアより広い範囲)を均一に照明する装置である。照明光学装置10は、光源11と、コレクタレンズ12と、濃度フィルタ13と、フィルタ群14と、インプットレンズ15と、インテグレータロッド16と、フライアイレンズ17と、コンデンサレンズ18と、瞳位置変換アダプタ19と、光量モニタ20とで構成されている。   The illumination optical device 10 according to the first embodiment will be described. The illumination optical device 10 sets illumination conditions for inspecting the image sensor, and uses a light with the set illumination conditions, so that a relatively wide range of the irradiated surface 10a (a range wider than the imaging area of the image sensor). Is a device that uniformly illuminates the light. The illumination optical device 10 includes a light source 11, a collector lens 12, a density filter 13, a filter group 14, an input lens 15, an integrator rod 16, a fly-eye lens 17, a condenser lens 18, and a pupil position conversion adapter. 19 and a light amount monitor 20.

このうち、撮像素子を検査する際の照明条件の設定に関わる構成要素は、濃度フィルタ13、フィルタ群14、瞳位置変換アダプタ19である。濃度フィルタ13は、モータ13aにより回転可能に取り付けられ、回転中心13bとは異なる位置で、照明光学装置10の光軸10bと交わる。濃度フィルタ13には、図2に示すC字形の領域13c内で、例えば周方向に光学濃度が変化するような濃度勾配が付けられている。濃度フィルタ13の回転により、被照射面10aにおける光量(照度)を調整することができる。   Among these, the components related to the setting of illumination conditions when inspecting the image sensor are the density filter 13, the filter group 14, and the pupil position conversion adapter 19. The density filter 13 is rotatably mounted by a motor 13a and intersects the optical axis 10b of the illumination optical device 10 at a position different from the rotation center 13b. The density filter 13 is provided with a density gradient such that the optical density changes, for example, in the circumferential direction within the C-shaped region 13c shown in FIG. The light amount (illuminance) on the irradiated surface 10a can be adjusted by the rotation of the density filter 13.

また、フィルタ群14は、カラーフィルタや色温度変換フィルタなどを含み、不図示の機構により検査内容に応じて切り換え可能である。フィルタ群14の切り換えにより、被照射面10aにおける分光スペクトルを調整することができる。瞳位置変換アダプタ19は、拡散板25に絞り板26を取り付けたものである。絞り板26は所定の開口径を持つ。瞳位置変換アダプタ19を光軸10b上に配置することにより、被照射面10aに対し、所定の入射角度範囲を持つ拡散光を入射させることができる(拡散照明)。   The filter group 14 includes a color filter, a color temperature conversion filter, and the like, and can be switched according to inspection contents by a mechanism (not shown). By switching the filter group 14, the spectral spectrum on the irradiated surface 10a can be adjusted. The pupil position conversion adapter 19 is obtained by attaching a diaphragm plate 26 to a diffusion plate 25. The diaphragm plate 26 has a predetermined opening diameter. By disposing the pupil position conversion adapter 19 on the optical axis 10b, diffused light having a predetermined incident angle range can be incident on the irradiated surface 10a (diffuse illumination).

第1実施形態の照明光学装置10において、光源11から出射した光は、コレクタレンズ12で集光され、ほぼ平行な光となって濃度フィルタ13とフィルタ群14を通過し、インプットレンズ15でインテグレータロッド16の光入射面16aに集光される。インテグレータロッド16の光入射面16aには、光源11の像が形成される。インテグレータロッド16は、棒状のガラス材料(その断面は矩形状)からなり、ロッドレンズまたはロッド型オプティカルインテグレータとも呼ばれる。インテグレータロッド16の光出射面16bは、照明光学装置10の被照射面10aと共役な面に配置されている。   In the illumination optical device 10 of the first embodiment, the light emitted from the light source 11 is collected by the collector lens 12, becomes substantially parallel light, passes through the density filter 13 and the filter group 14, and is integrated by the input lens 15. The light is collected on the light incident surface 16 a of the rod 16. An image of the light source 11 is formed on the light incident surface 16 a of the integrator rod 16. The integrator rod 16 is made of a rod-shaped glass material (whose cross section is rectangular), and is also called a rod lens or a rod-type optical integrator. The light emitting surface 16 b of the integrator rod 16 is disposed on a surface conjugate with the irradiated surface 10 a of the illumination optical device 10.

インテグレータロッド16の内部では、光入射面16aから入射した光が、その入射角度に応じた回数で内面反射(つまり側面16cでの全反射)を繰り返し、光出射面16bに向けて伝搬する。そして光出射面16bでは、反射回数の異なる光が重なり、光量分布が均一化される。つまり、上記の光源11,コレクタレンズ12,インプットレンズ15,インテグレータロッド16によって、光出射面16b(つまり被照射面10aに共役な面)内で光量分布が均一化された光像を生成することができる。   Inside the integrator rod 16, the light incident from the light incident surface 16a repeats internal reflection (that is, total reflection at the side surface 16c) by the number of times corresponding to the incident angle, and propagates toward the light emitting surface 16b. Then, on the light exit surface 16b, light having different reflection times overlaps, and the light amount distribution is made uniform. That is, the light source 11, the collector lens 12, the input lens 15, and the integrator rod 16 generate an optical image with a uniform light amount distribution in the light exit surface 16b (that is, a surface conjugate to the irradiated surface 10a). Can do.

ところで、第1実施形態の照明光学装置10では、インテグレータロッド16の光出射面16bの近傍に、インテグレータロッド16を斜め45度に横断するような光分岐面21が設けられる。光分岐面21は、ハーフミラーコートが施された平面であり、反射率が例えば2%〜5%である。光分岐面21を有するインテグレータロッド16は、例えば図3に示す通り、直方体の一端側を斜め45度に切り欠いた形状のガラス部材23と直角プリズム状のガラス部材24とで構成され、ガラス部材23の斜面23aまたはガラス部材24の斜面24aにハーフミラーコートを施した後、ガラス材料と同じ屈折率の接着剤を用いて接合したものである。   By the way, in the illumination optical apparatus 10 of 1st Embodiment, the light branch surface 21 which crosses the integrator rod 16 at 45 degree | times diagonally in the vicinity of the light-projection surface 16b of the integrator rod 16 is provided. The light branching surface 21 is a plane on which a half mirror coat is applied, and has a reflectance of 2% to 5%, for example. For example, as shown in FIG. 3, the integrator rod 16 having the light branching surface 21 includes a glass member 23 having a shape in which one end side of a rectangular parallelepiped is cut out at an angle of 45 degrees and a glass member 24 having a right-angle prism shape. A half mirror coat is applied to the slope 23a of the glass member 23 or the slope 24a of the glass member 24, and then bonded using an adhesive having the same refractive index as that of the glass material.

したがって、インテグレータロッド16の内部を光出射面16bに向けて伝搬する光の一部(例えば2%〜5%)は、光分岐面21で光出射面16bとは異なる方向(図1では右方)に分岐し、インテグレータロッド16の側面16cから外部に導かれる。この光L1は、被照射面10aにおける光量の監視(後述)に用いられる。なお、光分岐面21を透過する大部分の光は、既に説明した通り、光出射面16b(つまり被照射面10aに共役な面)内で光量分布が均一化された光像となる。   Accordingly, a part of the light propagating in the integrator rod 16 toward the light exit surface 16b (for example, 2% to 5%) is a direction different from the light exit surface 16b on the light branch surface 21 (rightward in FIG. 1). ) And is guided to the outside from the side surface 16 c of the integrator rod 16. This light L1 is used for monitoring (described later) the amount of light on the irradiated surface 10a. Note that most of the light transmitted through the light branching surface 21 becomes a light image in which the light amount distribution is made uniform in the light emitting surface 16b (that is, a surface conjugate to the irradiated surface 10a) as described above.

第1実施形態の照明光学装置10では、インテグレータロッド16の後段にフライアイレンズ17とコンデンサレンズ18とが配置され、これらの光学素子(17,18)によって、インテグレータロッド16の光出射面16bの光像が被照射面10aに投影される。被照射面10aは光像面と共役であり、インテグレータロッド16の光出射面16bは光像面に配置される。上記した通り、インテグレータロッド16の断面が矩形状で、光出射面16bの光像が矩形状であるため、被照射面10aに投影された光像(つまり照明エリア)も矩形状となる。また、光出射面16bの光像の光量分布が均一化されているため、被照射面10aにおける光像(つまり照明エリア)も均一な光量分布となる。   In the illumination optical device 10 according to the first embodiment, the fly-eye lens 17 and the condenser lens 18 are arranged at the subsequent stage of the integrator rod 16, and these optical elements (17, 18) are used for the light emitting surface 16 b of the integrator rod 16. An optical image is projected on the irradiated surface 10a. The irradiated surface 10a is conjugate with the optical image surface, and the light emitting surface 16b of the integrator rod 16 is disposed on the optical image surface. As described above, since the cross section of the integrator rod 16 is rectangular and the light image of the light emitting surface 16b is rectangular, the light image projected on the irradiated surface 10a (that is, the illumination area) is also rectangular. Further, since the light amount distribution of the light image on the light emitting surface 16b is made uniform, the light image (that is, the illumination area) on the irradiated surface 10a also has a uniform light amount distribution.

さらに、フライアイレンズ17は、2次元配列された複数のレンズ素子(その断面は矩形状)からなり、これらのレンズ素子を、全体の断面形状がインテグレータロッド16の断面形状とほぼ一致するように積み重ねたものである。フライアイレンズ17の光入射面17aは、インテグレータロッド16の光出射面16b(つまり被照射面10aに共役な面)の近傍に配置される。光出射面17bは、コンデンサレンズ18の瞳面と共役な面に配置されている。なお、コンデンサレンズ18の瞳面は、光出射面16bの光像を被照射面10aに投影する光学素子(17,18)の瞳面に相当する。光学素子(17,18)の瞳面は、フライアイレンズ17の光出射面17bと共役な面に配置されている。   Further, the fly-eye lens 17 includes a plurality of two-dimensionally arrayed lens elements (whose cross section is rectangular), and the entire cross-sectional shape of these lens elements substantially matches the cross-sectional shape of the integrator rod 16. It is a stack. The light entrance surface 17a of the fly-eye lens 17 is disposed in the vicinity of the light exit surface 16b of the integrator rod 16 (that is, a surface conjugate with the irradiated surface 10a). The light exit surface 17 b is disposed on a plane conjugate with the pupil plane of the condenser lens 18. The pupil plane of the condenser lens 18 corresponds to the pupil plane of the optical element (17, 18) that projects the light image of the light exit surface 16b onto the irradiated surface 10a. The pupil planes of the optical elements (17, 18) are arranged on a plane conjugate with the light exit surface 17b of the fly-eye lens 17.

フライアイレンズ17を設けたことにより、インテグレータロッド16の光出射面16bから出射した均一な光は、フライアイレンズ17に入射して各レンズ素子ごとに集光作用を受け、光出射面17bに複数(つまりレンズ素子と同数)の光源像を形成する。さらに、フライアイレンズ17の光出射面17bにおける複数の光源像は、コンデンサレンズ18を介して被照射面10aに重畳的に投影される。   By providing the fly-eye lens 17, uniform light emitted from the light exit surface 16 b of the integrator rod 16 enters the fly-eye lens 17, receives a condensing action for each lens element, and enters the light exit surface 17 b. A plurality of light source images (that is, the same number as the lens elements) are formed. Further, a plurality of light source images on the light exit surface 17 b of the fly-eye lens 17 are projected onto the irradiated surface 10 a in a superimposed manner via the condenser lens 18.

したがって、被照射面10aにおける光像(つまり照明エリア)の光量分布は、インテグレータロッド16の光出射面16bにおける光像の光量分布と比較して、さらに均一化されたものとなる(例えば±1.5%以下)。つまり、フライアイレンズ17は、コンデンサレンズ18と共に、被照射面10aに複数の光源像を投影する投影手段であり、且つ、入射光を各々分割して重畳的に投影することによって光量分布が均一化された光像を生成する生成手段でもある。なお、フライアイレンズ17の光出射面17bには円形状の開口絞り(不図示)が配置され、被照射面10aにおける入射角度の方向特性が排除されている。   Therefore, the light amount distribution of the light image (that is, the illumination area) on the irradiated surface 10a is further uniformed (for example, ± 1) as compared with the light amount distribution of the light image on the light emitting surface 16b of the integrator rod 16. .5% or less). That is, the fly-eye lens 17 is a projection unit that projects a plurality of light source images onto the irradiated surface 10a together with the condenser lens 18, and the light quantity distribution is uniform by dividing the incident light and projecting it in a superimposed manner. It is also a production | generation means which produces | generates the opticalized image. A circular aperture stop (not shown) is disposed on the light exit surface 17b of the fly-eye lens 17, and the direction characteristic of the incident angle on the irradiated surface 10a is eliminated.

さらに、第1実施形態の照明光学装置10では、被照射面10aにおける光像(つまり照明エリア)の光量を監視するため、光量モニタ20を備えている。光量モニタ20は、インテグレータロッド16の光出射面16bの近傍に配置された光分岐面21(例えば反射率2%〜5%)と、光分岐面21で分岐してインテグレータロッド16の側面16cから外部に導かれた光L1を受光する光検出器22とで構成される。そして、光検出器22の出力に基づいて、被照射面10aにおける光量の監視を行う。   Furthermore, the illumination optical device 10 of the first embodiment includes a light amount monitor 20 for monitoring the light amount of the optical image (that is, the illumination area) on the irradiated surface 10a. The light amount monitor 20 branches from the light branching surface 21 (for example, reflectivity 2% to 5%) disposed in the vicinity of the light emitting surface 16b of the integrator rod 16 and the side surface 16c of the integrator rod 16 after branching at the light branching surface 21. It is comprised with the photodetector 22 which receives the light L1 guide | induced to the exterior. Based on the output of the light detector 22, the amount of light on the irradiated surface 10a is monitored.

光分岐面21を介して外部に導かれた光L1は、光分岐面21を透過して光出射面16bに到達した光と同様、インテグレータロッド16の内部を伝搬しながら光量分布が均一化された光である。この光L1の光量分布を図示すると、概略、図4のようになる。この図4では、照明光学装置10の光軸10bに平行な方向の位置と光L1の光量との関係を示した。   The light L1 guided to the outside through the light branching surface 21 has a uniform light quantity distribution while propagating through the inside of the integrator rod 16 in the same manner as the light transmitted through the light branching surface 21 and reaching the light emitting surface 16b. Light. The light quantity distribution of the light L1 is schematically shown in FIG. FIG. 4 shows the relationship between the position in the direction parallel to the optical axis 10b of the illumination optical device 10 and the light quantity of the light L1.

図4から分かるように、光L1の光量は、光分岐面21の全面に対応する範囲Aの中で、位置に関係なく一定の値Bを示す。さらに、このような光量分布は、光軸10bに垂直な方向に関しても同様である。つまり、光L1の光量分布は、光分岐面21の全面に対応する矩形状の範囲(A)内で均一と言える。第1実施形態では光分岐面21を斜め45度としたため、光L1の均一化された範囲(A)はインテグレータロッド16の光出射面16bと略同形状である。   As can be seen from FIG. 4, the light amount of the light L <b> 1 shows a constant value B regardless of the position in the range A corresponding to the entire surface of the light branching surface 21. Further, such a light quantity distribution is the same in the direction perpendicular to the optical axis 10b. That is, it can be said that the light amount distribution of the light L1 is uniform within a rectangular range (A) corresponding to the entire surface of the light branching surface 21. In the first embodiment, since the light splitting surface 21 is inclined at 45 degrees, the uniformized range (A) of the light L1 is substantially the same shape as the light emitting surface 16b of the integrator rod 16.

したがって、インテグレータロッド16の光出射面16bに比べて小さい光検出器22を用い、光L1の一部を選択的に取り込む場合でも、光検出器22の取り付け位置が「光L1の均一化された範囲(A)」に含まれていれば、常に同じ出力を得ることができる。このため、光検出器22の取り付け位置を予め厳密に調整しなくても、被照射面10aにおける光量を正しく監視することができる。   Therefore, even when the light detector 22 that is smaller than the light exit surface 16b of the integrator rod 16 is used and a part of the light L1 is selectively captured, the mounting position of the light detector 22 is “the light L1 is made uniform. If it is included in the “range (A)”, the same output can always be obtained. For this reason, it is possible to correctly monitor the amount of light on the irradiated surface 10a without strictly adjusting the mounting position of the photodetector 22 in advance.

また、装置を使用している最中に光検出器22の取り付け位置が多少ずれても、正しく光量を監視することができる。さらに、光検出器22を簡単に取り付けることができるため、照明光学装置10の組み立てが簡単化する利点もある。また、光量モニタ20をコンデンサレンズ18と被照射面10aとの間に配置する必要がないため、作動距離を十分に確保できる。   In addition, the amount of light can be correctly monitored even if the mounting position of the light detector 22 is slightly shifted during the use of the apparatus. Furthermore, since the photodetector 22 can be easily attached, there is an advantage that the assembly of the illumination optical device 10 is simplified. Further, since it is not necessary to arrange the light quantity monitor 20 between the condenser lens 18 and the irradiated surface 10a, a sufficient working distance can be secured.

さらに、被照射面10aにおける光量を監視して、被照射面10aに所望の光量(検査内容の照明条件に応じた光量)が照射されているか否かを確認し、光量の多少に応じて、濃度フィルタ13を回転させたり光源11への供給電力を変化させたりすることで、被照射面10aにおける光量を所望の光量に保つことができる。したがって、撮像素子の検査を正確に行える。   Furthermore, the amount of light on the irradiated surface 10a is monitored to check whether the irradiated surface 10a is irradiated with the desired amount of light (the amount of light according to the illumination condition of the inspection content). By rotating the density filter 13 or changing the power supplied to the light source 11, the light amount on the irradiated surface 10a can be maintained at a desired light amount. Therefore, the image sensor can be accurately inspected.

なお、上記した第1実施形態では、図3に示すガラス部材23,24を接合することによりインテグレータロッド16を作製したが、本発明はこれに限定されない。図5に示す通り、直方体状のガラス部材27と立方体状のハーフプリズム28とを同様の接着剤を用いて接合することにより、インテグレータロッド16を作製してもよい。ハーフプリズム28の斜め45度の斜面28aには予めハーフミラーコートが施されているため、この斜面28aが図1の光分岐面21となる。   In the first embodiment described above, the integrator rod 16 is manufactured by joining the glass members 23 and 24 shown in FIG. 3, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 5, the integrator rod 16 may be manufactured by joining a rectangular parallelepiped glass member 27 and a cubic half prism 28 using the same adhesive. A half mirror coat is applied in advance to the inclined surface 28a of the half prism 28 at an oblique angle of 45 degrees, so that the inclined surface 28a becomes the light branching surface 21 in FIG.

さらに、上記した第1実施形態では、インテグレータロッド16の光出射面16bに比べて小さい光検出器22を用いたが、光出射面16bに比べて大きい光検出器を用いた場合にも、本発明を適用できる。
(第2実施形態)
第2実施形態の照明光学装置40は、図6に示す通り、図1の照明光学装置10のインテグレータロッド16,フライアイレンズ17,光量モニタ20に代えて、インテグレータロッド46,フライアイレンズ47,光量モニタ(41,42)を設けたものであり、その他の構成(11〜15,18)が図1の照明光学装置10と同じである。ここでは、インテグレータロッド46,フライアイレンズ47,光量モニタ(41,42)の説明を行う。
Furthermore, in the first embodiment described above, the photodetector 22 smaller than the light exit surface 16b of the integrator rod 16 is used. However, even when a photodetector larger than the light exit surface 16b is used, The invention can be applied.
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 6, the illumination optical device 40 of the second embodiment replaces the integrator rod 16, the fly eye lens 17, and the light amount monitor 20 of the illumination optical device 10 of FIG. A light amount monitor (41, 42) is provided, and the other configurations (11-15, 18) are the same as those of the illumination optical device 10 of FIG. Here, the integrator rod 46, the fly-eye lens 47, and the light amount monitor (41, 42) will be described.

インテグレータロッド46は、直方体状のガラス部材であり、図1のような光分岐面21を持たない。このインテグレータロッド46でも、光入射面46aには光源11の像が形成され、光出射面46bは照明光学装置40の被照射面40aと共役である。そして、インテグレータロッド46に入射した光は、光出射面46b(つまり被照射面40aに共役な面)内で光量分布が均一化された光像となる。   The integrator rod 46 is a rectangular parallelepiped glass member and does not have the light branching surface 21 as shown in FIG. Also in this integrator rod 46, an image of the light source 11 is formed on the light incident surface 46a, and the light emitting surface 46b is conjugate with the irradiated surface 40a of the illumination optical device 40. Then, the light incident on the integrator rod 46 becomes an optical image in which the light amount distribution is made uniform in the light emitting surface 46b (that is, a surface conjugate to the irradiated surface 40a).

フライアイレンズ47は、2次元配列された複数のレンズ素子(その断面は矩形状)からなり、これらのレンズ素子を、全体の断面形状がインテグレータロッド46の断面形状とほぼ一致するように積み重ねたものである。フライアイレンズ47の光入射面47aは、インテグレータロッド46の光出射面46bの近傍にある。光出射面47bはコンデンサレンズ18の瞳面と共役である。   The fly-eye lens 47 is composed of a plurality of two-dimensionally arrayed lens elements (whose cross section is rectangular), and these lens elements are stacked such that the overall cross-sectional shape substantially matches the cross-sectional shape of the integrator rod 46. Is. The light incident surface 47 a of the fly eye lens 47 is in the vicinity of the light emitting surface 46 b of the integrator rod 46. The light exit surface 47 b is conjugate with the pupil surface of the condenser lens 18.

また、フライアイレンズ47には、被照射面40aにおける入射角度の方向特性を排除する目的で、光出射面47bに円形状の開口絞り43(図7)が配置される。このため、四隅に配置された各々のレンズ素子の内部を光出射面47bに向けて伝搬する光は、漏れ光(つまり被照射面40aに到達し得ない光)となる。
そこで、第2実施形態の照明光学装置40では、四隅のレンズ素子の漏れ光を利用して光量モニタ(41,42)を構成する。光量モニタ(41,42)は、フライアイレンズ47の四隅のレンズ素子を斜め45度に横断するように設けられた光反射面41と、この光反射面41により光出射面47bとは異なる方向に反射してフライアイレンズ47の外部に導かれた漏れ光L2を受光する光検出器42とで構成されている。光反射面41はプリズムミラーである。そして、光検出器42の出力に基づいて、被照射面40aにおける光量の監視を行う。
In the fly-eye lens 47, a circular aperture stop 43 (FIG. 7) is disposed on the light emitting surface 47b for the purpose of eliminating the direction characteristic of the incident angle on the irradiated surface 40a. For this reason, the light propagating through the lens elements arranged at the four corners toward the light emitting surface 47b becomes leaked light (that is, light that cannot reach the irradiated surface 40a).
Therefore, in the illumination optical device 40 of the second embodiment, the light amount monitor (41, 42) is configured by using the leakage light of the lens elements at the four corners. The light quantity monitor (41, 42) includes a light reflecting surface 41 provided so as to cross the four corner lens elements of the fly-eye lens 47 at an angle of 45 degrees, and a direction different from the light emitting surface 47b by the light reflecting surface 41. And a photodetector 42 that receives the leakage light L2 that is reflected to the outside of the fly-eye lens 47 and guided to the outside. The light reflecting surface 41 is a prism mirror. Based on the output of the photodetector 42, the amount of light on the irradiated surface 40a is monitored.

上記した通り、フライアイレンズ47の光入射面47aはインテグレータロッド46の光出射面46bの近傍に配置され、インテグレータロッド46の光出射面46bからフライアイレンズ47の光入射面47aには均一な光量分布の光が導かれるため、四隅のレンズ素子には常に一定の割合の光が分配されることになる。そして、一定の割合の光が光反射面41を介して外部に導かれ、漏れ光L2となる。   As described above, the light entrance surface 47a of the fly-eye lens 47 is disposed in the vicinity of the light exit surface 46b of the integrator rod 46, and is uniform from the light exit surface 46b of the integrator rod 46 to the light entrance surface 47a of the fly-eye lens 47. Since light having a light quantity distribution is guided, a constant proportion of light is always distributed to the lens elements at the four corners. Then, a certain proportion of light is guided to the outside through the light reflecting surface 41 and becomes leaked light L2.

したがって、フライアイレンズ47の各レンズ素子の断面よりも大きい光検出器42を用いて各々の漏れ光L2を取り込む場合、光検出器42の取り付け位置を予め厳密に調整しなくても、被照射面40aにおける光量を正しく監視できる。また、装置を使用している最中に光検出器42の取り付け位置が多少ずれても、正しく光量を監視できる。さらに、光検出器42の取り付けが簡単なため、照明光学装置40の組み立てが簡単化する利点もある。また、漏れ光L2を取り込むので被照射面40aにおける光量損失が無い。   Therefore, in the case where each leaked light L2 is captured using the photodetector 42 that is larger than the cross section of each lens element of the fly-eye lens 47, it is possible to irradiate without adjusting the mounting position of the photodetector 42 in advance. The amount of light on the surface 40a can be correctly monitored. In addition, the amount of light can be correctly monitored even if the mounting position of the photodetector 42 is slightly shifted during the use of the apparatus. Furthermore, since the mounting of the photodetector 42 is simple, there is an advantage that the assembly of the illumination optical device 40 is simplified. Further, since the leakage light L2 is taken in, there is no light amount loss on the irradiated surface 40a.

さらに、被照射面40aにおける光量を監視して、被照射面40aに所望の光量(検査内容の照明条件に応じた光量)が照射されているか否かを確認し、光量の多少に応じて、濃度フィルタ13を回転させたり光源11への供給電力を変化させたりすることで、被照射面40aにおける光量を所望の光量に保つことができる。したがって、撮像素子の検査を正確に行える。   Furthermore, the amount of light on the irradiated surface 40a is monitored to check whether the irradiated surface 40a is irradiated with the desired amount of light (the amount of light according to the illumination conditions of the inspection content). By rotating the density filter 13 or changing the power supplied to the light source 11, the light amount on the irradiated surface 40a can be maintained at a desired light amount. Therefore, the image sensor can be accurately inspected.

なお、上記した第2実施形態では、フライアイレンズ47の四隅のレンズ素子の各々に光反射面41を設け、各々の光反射面41からの漏れ光L2を光検出器42に導いたが、本発明はこれに限定されない。四隅のレンズ素子のうち少なくとも1つに光反射面を設け、その光反射面からの漏れ光をモニタ用に取り込んでも構わない。
(第3実施形態)
第3実施形態の照明光学装置は、図6の照明光学装置40のフライアイレンズ47,光量モニタ(41,42)に代えて、図8に示すフライアイレンズ57と光量モニタ(51)を設けたものであり、その他の構成(11〜15,46,18)が図6の照明光学装置40と同じである。ここでは、フライアイレンズ57,光量モニタ(51)の説明を行う。
In the second embodiment described above, each of the lens elements at the four corners of the fly-eye lens 47 is provided with the light reflecting surface 41, and the leakage light L2 from each light reflecting surface 41 is guided to the photodetector 42. The present invention is not limited to this. A light reflecting surface may be provided in at least one of the lens elements at the four corners, and light leaked from the light reflecting surface may be taken in for monitoring.
(Third embodiment)
The illumination optical device of the third embodiment is provided with a fly eye lens 57 and a light amount monitor (51) shown in FIG. 8 in place of the fly eye lens 47 and the light amount monitor (41, 42) of the illumination optical device 40 of FIG. The other configurations (11 to 15, 46, 18) are the same as those of the illumination optical device 40 of FIG. Here, the fly-eye lens 57 and the light amount monitor (51) will be described.

フライアイレンズ57は、2次元配列された複数のレンズ素子(その断面は矩形状)からなり、これらのレンズ素子を、全体の断面形状がインテグレータロッド46の断面形状とほぼ一致するように積み重ねたものである。四隅のレンズ素子は図7のような光反射面41を持たない。全てのレンズ素子は同形状である。フライアイレンズ57の光出射面57bはコンデンサレンズ18の瞳面と共役である。   The fly-eye lens 57 includes a plurality of two-dimensionally arrayed lens elements (whose cross section is rectangular), and these lens elements are stacked so that the overall cross-sectional shape substantially matches the cross-sectional shape of the integrator rod 46. Is. The lens elements at the four corners do not have the light reflecting surface 41 as shown in FIG. All lens elements have the same shape. The light emitting surface 57 b of the fly eye lens 57 is conjugate with the pupil surface of the condenser lens 18.

また、フライアイレンズ57には、その光出射面57bに円形状の開口絞り53が配置され、この開口絞り53を通過した光がコンデンサレンズ18を介して被照射面に導かれるようになっている。
さらに、第3実施形態の照明光学装置では、四隅に配置されたレンズ素子の内部を光出射面57bに向けて伝搬する光(つまり被照射面に到達し得ない漏れ光)をモニタ用に取り込むため、開口絞り53の遮光部に小さな開口(不図示)を設け、光検出器51を配置した。第3実施形態では、開口絞り53の小さな開口と光検出器51とで光量モニタ(51)が構成される。各々の光検出器51は、四隅のレンズ素子の内部を伝搬して光出射面57bに到達した光を受光する。そして、光検出器51の出力に基づいて、被照射面における光量の監視が行われる。
Further, the fly-eye lens 57 has a circular aperture stop 53 disposed on the light exit surface 57b thereof, and the light that has passed through the aperture stop 53 is guided to the irradiated surface through the condenser lens 18. Yes.
Furthermore, in the illumination optical apparatus according to the third embodiment, light propagating through the lens elements disposed at the four corners toward the light emitting surface 57b (that is, leaked light that cannot reach the irradiated surface) is captured for monitoring. Therefore, a small opening (not shown) is provided in the light shielding portion of the aperture stop 53, and the photodetector 51 is arranged. In the third embodiment, a light amount monitor (51) is configured by the small aperture of the aperture stop 53 and the photodetector 51. Each photodetector 51 receives light that has propagated through the lens elements at the four corners and reached the light exit surface 57b. Based on the output of the light detector 51, the amount of light on the irradiated surface is monitored.

第3実施形態の照明光学装置では、インテグレータロッド46の光出射面46bからフライアイレンズ57の光入射面に均一な光量分布の光が導かれ、四隅のレンズ素子には常に一定の割合の光が分配され、この光が光検出器51によって取り込まれる。このため、フライアイレンズ57の各レンズ素子の断面よりも小さく且つ開口絞り53の小さな開口よりも大きい光検出器51を用いる場合、光検出器51の取り付け位置を予め厳密に調整しなくても、被照射面における光量を正しく監視できる。   In the illumination optical apparatus according to the third embodiment, light having a uniform light amount distribution is guided from the light exit surface 46b of the integrator rod 46 to the light incident surface of the fly-eye lens 57, and a constant proportion of light is always supplied to the lens elements at the four corners. Is distributed and this light is captured by the photodetector 51. For this reason, when using the photodetector 51 that is smaller than the cross-section of each lens element of the fly-eye lens 57 and larger than the small aperture of the aperture stop 53, the mounting position of the photodetector 51 need not be strictly adjusted in advance. The amount of light on the irradiated surface can be monitored correctly.

なお、上記した第3実施形態では、フライアイレンズ57の四隅のレンズ素子の各々に光検出器51を設けたが、本発明はこれに限定されない。四隅のレンズ素子のうち少なくとも1つに光検出器を設けて、モニタ用の漏れ光を取り込んでも構わない。
また、上記した第3実施形態では、フライアイレンズ57の光出射面57bに光量モニタ(51)を配置したが、更にリレー光学系でフライアイレンズ57からの出射光を導く場合には、光出射面57bに光量モニタを置かずに、該リレー光学系のうちフライアイレンズ57の光出射面57bと共役な面に開口絞り60(図9参照)を配置し、開口絞り60の光入射面60aに光量モニタ61を配置してもよい。この場合、光量モニタ61によって、開口絞り60で遮断される光に基づいて、光量の監視が行われる。この場合も全く同様の効果が得られることはいうまでもない。図9(a),(b)は、リレー光学系の開口絞り60の側面図,上面図である。
(変形例)
なお、上記した実施形態では、インテグレータロッドとフライアイレンズとを組み合わせた照明光学装置の例を説明したが、本発明はこれに限定されない。インテグレータロッドとフライアイレンズとの各々を単独で用いる照明光学装置にも、本発明を適用できる。フライアイレンズのみを用いる場合には、2段構成とし、後段のフライアイレンズに図7や図8の光量モニタを配置することが好ましい。前段のフライアイレンズは、被照射面に共役な面内で光量分布が均一化された光像を生成する手段の一部として機能する。また、フライアイレンズを1段構成とした場合にも本発明を適用できる。1段構成のフライアイレンズは、コンデンサレンズと共に、光量分布が均一化された光像を被照射面に投影する投影手段として機能する。
In the third embodiment described above, the photodetector 51 is provided in each of the four corner lens elements of the fly-eye lens 57, but the present invention is not limited to this. A light detector may be provided in at least one of the lens elements at the four corners to capture leakage light for monitoring.
In the third embodiment described above, the light amount monitor (51) is disposed on the light exit surface 57b of the fly-eye lens 57. However, when light emitted from the fly-eye lens 57 is further guided by a relay optical system, An aperture stop 60 (see FIG. 9) is disposed on a surface conjugate with the light exit surface 57b of the fly-eye lens 57 in the relay optical system without placing a light amount monitor on the exit surface 57b. The light amount monitor 61 may be arranged at 60a. In this case, the light amount is monitored by the light amount monitor 61 based on the light blocked by the aperture stop 60. Needless to say, the same effect can be obtained in this case. FIGS. 9A and 9B are a side view and a top view of the aperture stop 60 of the relay optical system.
(Modification)
In the above-described embodiment, an example of an illumination optical device in which an integrator rod and a fly-eye lens are combined has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to an illumination optical apparatus that uses each of the integrator rod and the fly-eye lens independently. When only the fly-eye lens is used, it is preferable to use a two-stage configuration and arrange the light amount monitor shown in FIG. 7 or FIG. The front-stage fly-eye lens functions as part of means for generating an optical image in which the light quantity distribution is uniform in a plane conjugate to the irradiated surface. The present invention can also be applied when the fly-eye lens has a single-stage configuration. The fly-eye lens having a single-stage structure functions as a projection unit that projects a light image with a uniform light amount distribution onto an irradiated surface together with the condenser lens.

また、上記した実施形態では、CCDやCMOSなどの撮像素子を検査する装置に組み込まれた照明光学装置の例を説明したが、本発明はこれに限定されない。その他、露光装置のレチクル用の照明光学装置や生物顕微鏡の照明光学装置にも、本発明を適用できる。   In the above-described embodiment, an example of an illumination optical device incorporated in a device for inspecting an image sensor such as a CCD or a CMOS has been described. However, the present invention is not limited to this. In addition, the present invention can also be applied to an illumination optical apparatus for a reticle of an exposure apparatus and an illumination optical apparatus for a biological microscope.

第1実施形態の照明光学装置10の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the illumination optical apparatus 10 of 1st Embodiment. 濃度フィルタ13を説明する上面図である。4 is a top view illustrating the density filter 13. FIG. インテグレータロッド16の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the integrator rod. インテグレータロッド16の光分岐面21から外部に導かれたモニタ用の光L1の光量分布を説明する図である。It is a figure explaining the light quantity distribution of the monitoring light L1 guide | induced to the exterior from the light branch surface 21 of the integrator rod 16. FIG. インテグレータロッド16の別の構成を説明する図である。It is a figure explaining another structure of the integrator rod. 第2実施形態の照明光学装置40の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the illumination optical apparatus 40 of 2nd Embodiment. フライアイレンズ47と光量モニタ(41,42)の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the fly eye lens 47 and the light quantity monitor (41, 42). 第3実施形態の光量モニタ(51)の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the light quantity monitor (51) of 3rd Embodiment. 第3実施形態の変形例に用いられるリレー光学系の開口絞り60の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the aperture stop 60 of the relay optical system used for the modification of 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10,40 照明光学装置
10a 被照射面
11 光源
12 コレクタレンズ
13 濃度フィルタ
14 フィルタ群
15 インプットレンズ
16,46 インテグレータロッド
17,47,57 フライアイレンズ
18 コンデンサレンズ
19 瞳位置変換アダプタ
20 光量モニタ
21 光分岐面
22,42,51 光検出器
31 プローブ
32 信号処理装置
41 光反射面
43,53 開口絞り
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,40 Illumination optical apparatus 10a Irradiated surface 11 Light source 12 Collector lens 13 Density filter 14 Filter group 15 Input lens 16, 46 Integrator rod 17, 47, 57 Fly eye lens 18 Condenser lens 19 Pupil position conversion adapter 20 Light quantity monitor 21 Light Branch surface 22, 42, 51 Photo detector 31 Probe 32 Signal processing device 41 Light reflection surface 43, 53 Aperture stop

Claims (7)

光量分布が均一化された光像を生成する生成手段と、
前記光像を該光像面と共役な被照射面に投影する投影手段と、
前記被照射面に投影された光像の光量を監視する監視手段とを備え、
前記生成手段は、インテグレータロッドを含み、該インテグレータロッドの光出射面が前記被照射面と共役な面に配置され、
前記監視手段は、前記インテグレータロッドの内部を前記光出射面に向けて伝搬する光の一部を前記光出射面の近傍で該光出射面とは異なる方向に分岐させる光分岐面を有し、該光分岐面で分岐して前記インテグレータロッドの外部に導かれた光に基づいて、前記光量を監視する
ことを特徴とする照明光学装置。
Generating means for generating a light image with a uniform light amount distribution;
Projecting means for projecting the optical image onto an irradiated surface conjugate with the optical image plane;
Monitoring means for monitoring the light quantity of the optical image projected on the irradiated surface,
The generating means includes an integrator rod, and the light emitting surface of the integrator rod is disposed on a surface conjugate with the irradiated surface,
The monitoring means has a light branching surface that branches a part of light propagating in the integrator rod toward the light emitting surface in a direction different from the light emitting surface in the vicinity of the light emitting surface, The illumination optical device characterized in that the light quantity is monitored based on the light branched at the light branching surface and guided to the outside of the integrator rod.
請求項1に記載の照明光学装置において、
前記光分岐面は、前記インテグレータロッドを斜めに横断するように設けられている
ことを特徴とする照明光学装置。
The illumination optical apparatus according to claim 1,
The illumination optical device, wherein the light branching surface is provided so as to obliquely cross the integrator rod.
光量分布が均一化された光像を生成する生成手段と、
前記光像を該光像面と共役な被照射面に投影する投影手段と、
前記被照射面に投影された光像の光量を監視する監視手段とを備え、
前記投影手段は、2次元配列された複数のレンズ素子からなるフライアイレンズを含み、当該投影手段の瞳面が前記フライアイレンズの光出射面と共役な面に配置され、
前記監視手段は、前記フライアイレンズの四隅に配置されたレンズ素子のうち少なくとも1つの内部を前記光出射面に向けて伝搬する光を前記光出射面とは異なる方向に反射させる光反射面を有し、該光反射面で反射して前記フライアイレンズの外部に導かれた光に基づいて、前記光量を監視する
ことを特徴とする照明光学装置。
Generating means for generating a light image with a uniform light amount distribution;
Projecting means for projecting the optical image onto an irradiated surface conjugate with the optical image plane;
Monitoring means for monitoring the light quantity of the optical image projected on the irradiated surface,
The projection means includes a fly-eye lens composed of a plurality of two-dimensionally arranged lens elements, and the pupil plane of the projection means is disposed on a plane conjugate with the light exit surface of the fly-eye lens,
The monitoring means includes a light reflecting surface that reflects light propagating through at least one of lens elements disposed at four corners of the fly-eye lens toward the light emitting surface in a direction different from the light emitting surface. And an illumination optical device characterized in that the light quantity is monitored based on light reflected by the light reflecting surface and guided to the outside of the fly-eye lens.
請求項3に記載の照明光学装置において、
前記光反射面は、前記レンズ素子を斜めに横断するように設けられている
ことを特徴とする照明光学装置。
The illumination optical apparatus according to claim 3.
The illumination optical device, wherein the light reflecting surface is provided so as to obliquely cross the lens element.
光量分布が均一化された光像を生成する生成手段と、
前記光像を該光像面と共役な被照射面に投影する投影手段と、
前記被照射面に投影された光像の光量を監視する監視手段と、
前記生成手段の光出射面または前記投影手段の瞳面に配置された開口絞りとを備え、
前記監視手段は、前記開口絞りで遮断される光に基づいて、前記光量を監視する
ことを特徴とする照明光学装置。
Generating means for generating a light image with a uniform light amount distribution;
Projecting means for projecting the optical image onto an irradiated surface conjugate with the optical image plane;
Monitoring means for monitoring the light quantity of the optical image projected on the irradiated surface;
An aperture stop disposed on the light exit surface of the generation means or the pupil plane of the projection means,
The illuminating optical device characterized in that the monitoring means monitors the light quantity based on light blocked by the aperture stop.
光量分布が均一化された光像を生成する生成手段と、
前記光像を該光像面と共役な被照射面に投影する投影手段と、
前記被照射面に投影された光像の光量を監視する監視手段とを備え、
前記監視手段は、前記光像面の近傍に配置された光分岐面を有し、該光分岐面で分岐した光に基づいて、前記光量を監視する
ことを特徴とする照明光学装置。
Generating means for generating a light image with a uniform light amount distribution;
Projecting means for projecting the optical image onto an irradiated surface conjugate with the optical image plane;
Monitoring means for monitoring the light quantity of the optical image projected on the irradiated surface,
The monitoring optical unit has a light branching surface disposed in the vicinity of the light image surface, and monitors the light quantity based on light branched by the light branching surface.
光量分布が均一化された光像を被照射面に投影する投影手段と、
前記被照射面に投影された光像の光量を監視する監視手段とを備え、
前記投影手段は、2次元配列された複数のレンズ素子からなるフライアイレンズを含み、当該投影手段の瞳面が前記フライアイレンズの光出射面と共役な面に配置され、
前記監視手段は、前記フライアイレンズの四隅に配置されたレンズ素子のうち少なくとも1つの内部を前記光出射面に向けて伝搬する光を前記光出射面とは異なる方向に反射させる光反射面を有し、該光反射面で反射して前記フライアイレンズの外部に導かれた光に基づいて、前記光量を監視する
ことを特徴とする照明光学装置。
A projecting means for projecting a light image having a uniform light amount distribution onto the irradiated surface;
Monitoring means for monitoring the light quantity of the optical image projected on the irradiated surface,
The projection means includes a fly-eye lens composed of a plurality of two-dimensionally arranged lens elements, and the pupil plane of the projection means is disposed on a plane conjugate with the light exit surface of the fly-eye lens,
The monitoring means includes a light reflecting surface that reflects light propagating through at least one of lens elements disposed at four corners of the fly-eye lens toward the light emitting surface in a direction different from the light emitting surface. And an illumination optical device characterized in that the light quantity is monitored based on light reflected by the light reflecting surface and guided to the outside of the fly-eye lens.
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