JP2000009932A - Polarizing prism and polarizing exposure device - Google Patents

Polarizing prism and polarizing exposure device

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JP2000009932A
JP2000009932A JP17170698A JP17170698A JP2000009932A JP 2000009932 A JP2000009932 A JP 2000009932A JP 17170698 A JP17170698 A JP 17170698A JP 17170698 A JP17170698 A JP 17170698A JP 2000009932 A JP2000009932 A JP 2000009932A
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JP
Japan
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prism
angle
light
optical axis
respect
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JP17170698A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaya Ito
正弥 伊藤
Kanji Nishii
完治 西井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polarizing prism, which copes with high optical power and has a large allowable angle, and to provide a polarizing exposure device which utilizes the prism and has high light utilization efficiency. SOLUTION: The optical axes of first and second prisms 1 and 2 are rotated by 90 degrees with respect to an optical axis and a narrow angle α1 on a light incident surface B and a narrow angle βon a light emitting surface C of the prism 2 are set so that the angles α1 and β are located on the same side on a plane F. Then, a surface having an angle γ is provided on a third prism 3 so that the light incident angle on the prism 1 and the light emitting angle from the prism 3 are made equal with respect to P polarized light beams.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高い光パワーに耐
え、許容入射角の大きな偏光プリズム、およびこの偏光
プリズムを用いた高い光利用効率を有する偏光露光装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarizing prism that can withstand high light power and has a large allowable incident angle, and a polarizing exposure apparatus using the polarizing prism and having high light use efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の偏光プリズムとしては、例えば、
ダブルグランテーラープリズムがある。図5はこのダブ
ルグランテーラープリズム100の基本構成図を示すも
のである。図5において、第1プリズム101は複屈折
を有する方解石などで構成され、光軸を含む平面Fに対
して角度αの平面Hを有する台形断面形状であり、第1
プリズムの光学軸は平面Fに対して垂直(図中矢印X方
向)に設定されている。第2プリズム102は第1プリ
ズム101と同じ複屈折性・光学軸方向を備える光学材
料で構成され、平面Fに対して角度αの2平面I,Jを
有する三角断面形状である。第3プリズム103も第1
プリズム101と同じ複屈折性・光学軸方向を備える光
学材料で構成され、平面Fに対して角度αの平面Kを有
する台形断面形状であり、第3プリズムの光学軸は第1
プリズム101と同方向である。
2. Description of the Related Art As a conventional polarizing prism, for example,
There is a double Gran tailor prism. FIG. 5 shows a basic configuration diagram of the double Glan-Taylor prism 100. In FIG. 5, the first prism 101 is formed of calcite having birefringence or the like, has a trapezoidal cross-sectional shape having a plane H at an angle α with respect to a plane F including the optical axis.
The optical axis of the prism is set perpendicular to the plane F (the direction of the arrow X in the figure). The second prism 102 is made of an optical material having the same birefringence and optical axis direction as the first prism 101, and has a triangular cross section having two planes I and J at an angle α with respect to the plane F. The third prism 103 is also the first
It is made of an optical material having the same birefringence and optical axis direction as the prism 101, has a trapezoidal cross section having a plane K at an angle α with respect to the plane F, and the optical axis of the third prism is the first prism.
It is in the same direction as the prism 101.

【0003】以上のように構成された偏光プリズム10
0について、以下その動作について説明する。この偏光
プリズム100では、複屈折材料において常光と異常光
とで全反射臨界角が異なることを利用し、消光比の高い
光を分離する。つまり、まず第1プリズム101に光が
入射すると、異常光(P偏光:平面Fに対して垂直)と
常光(S偏光:光軸に対して垂直で、平面Fに対して平
行)とに分かれて進む。そして、角度αをS偏光が全反
射する角度とすることで、第1プリズム101と第2プ
リズム102とのエアーギャプでS偏光は全反射し、P
偏光は透過する。このように、偏光プリズムを透過する
光は、P偏光のみとなり、高消光比の光を得ることがで
きる。また、エアーギャップとしているため、高いエネ
ルギーを有する光源にも耐えうることができる。また、
ダブルグランテーラの特徴は、第3プリズム103を設
けることにより、入射角θに対して、対象な特性を得る
ことができる。
[0003] The polarizing prism 10 constructed as described above
The operation of 0 will be described below. The polarizing prism 100 separates light having a high extinction ratio by utilizing the fact that the critical angle of total reflection is different between ordinary light and extraordinary light in the birefringent material. That is, when light first enters the first prism 101, the light is separated into extraordinary light (P-polarized light: perpendicular to the plane F) and ordinary light (S-polarized light: perpendicular to the optical axis and parallel to the plane F). Go forward. By setting the angle α to the angle at which the S-polarized light is totally reflected, the S-polarized light is totally reflected by the air gap between the first prism 101 and the second prism 102, and P
Polarized light is transmitted. As described above, light transmitted through the polarizing prism is only P-polarized light, and light with a high extinction ratio can be obtained. In addition, since the air gap is provided, it can withstand a light source having high energy. Also,
The feature of the double Glan tailor is that by providing the third prism 103, it is possible to obtain a target characteristic with respect to the incident angle θ.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図5に示
した従来の偏光プリズムでは、次のような課題がある。
図6は、図5に示した偏光プリズム(常光屈折率:1.
789、異常光屈折率:1.613、α:56°)への
入射角θと、P偏光の透過率との関係を示している。図
6に示すように、この偏光プリズムでは、入射角±7度
においてのみ透過率を有していることがわかる。このよ
うに、使用可能の入射角範囲(以後、許容角という)
が、小さいと、以下のような課題を生じる。水銀ランプ
のような点光源とは言えない光源を用いる場合には、レ
ーザーのように完全な平行光を作ることができない。そ
のため、この許容角が小さいと、この角度用も大きい入
射角の光も発生し、このような光は透過不可能のため光
の利用効率が悪くなるという課題を有している。本発明
は上記問題点に鑑み、高い光パワーに耐え、許容角の大
きな偏光プリズム及びこの偏光プリズムを用いた高い光
利用効率を有する偏光露光装置を提供することを目的と
する。
However, the conventional polarizing prism shown in FIG. 5 has the following problems.
FIG. 6 shows the polarizing prism shown in FIG.
789, an extraordinary light refractive index: 1.613, α: 56 °) and the transmittance of P-polarized light. As shown in FIG. 6, this polarizing prism has a transmittance only at an incident angle of ± 7 degrees. Thus, the usable incident angle range (hereinafter, referred to as allowable angle)
However, when it is small, the following problems occur. When a light source that cannot be said to be a point light source such as a mercury lamp is used, perfect parallel light cannot be produced like a laser. For this reason, when the allowable angle is small, light having a large incident angle is also generated for this angle, and there is a problem that such light cannot be transmitted and the light use efficiency is deteriorated. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a polarizing prism that can withstand high light power and has a large allowable angle and a polarization exposure apparatus using the polarizing prism and having high light use efficiency.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の偏光プリズムは、光軸を含む平面Fに対し
て所定狭角度α1となる光出射面Aを有し、この光出射
面Aに対するP偏光成分方向を光学軸とする複屈折材料
で構成された第1プリズムと、前記第1プリズムの光出
射面Aに平行な光入射面Bと前記光軸を含む平面Fに対
して所定角度βとなる光出射面Cとを有し、この両面
B,Cに対するS偏光成分方向を光学軸とした前記第1
プリズムと同じ複屈折性を備える材料で構成された第2
プリズムと、前記第2プリズムの光出射面Cに平行な光
入射面Dと前記光軸を含む平面Fに対して角度γの光出
射面Eとを有し、この両面D,Eに対するP偏光成分方
向を光学軸とした前記第1プリズムと同じ複屈折性を備
える材料で構成された第3プリズムとを備え、前記第2
プリズム内での角度α1と角度βとが前記平面Fを境と
して同じ側の角度であり、前記第3プリズム内での角度
βと角度γとが前記平面Fを境として同じ側の角度あ
り、前記角度γがP偏光成分の光の第1プリズムへの前
記光軸に沿った入射角と第3プリズムからの出射角とを
等しくするように設定されていることを特徴としてい
る。
In order to solve the above problems, a polarizing prism of the present invention has a light exit surface A having a predetermined narrow angle α 1 with respect to a plane F including an optical axis. A first prism made of a birefringent material whose optical axis is the direction of the P-polarized light component with respect to the exit surface A, a light incident surface B parallel to the light exit surface A of the first prism, and a plane F including the optical axis. A light exit surface C at a predetermined angle β with respect to the first and second surfaces B, C, and the first axis having the S-polarized light component direction with respect to the optical axis.
The second made of a material having the same birefringence as the prism
A prism, a light incident surface D parallel to the light exit surface C of the second prism, and a light exit surface E at an angle γ with respect to a plane F including the optical axis; A third prism made of a material having the same birefringence as the first prism having the component direction as an optical axis;
The angles α 1 and β in the prism are angles on the same side with respect to the plane F, and the angles β and γ in the third prism are angles on the same side with respect to the plane F. , The angle γ is set such that the angle of incidence of the P-polarized component light on the first prism along the optical axis is equal to the angle of emergence from the third prism.

【0006】更に、上記問題点を解決するために本発明
は、上記記載の偏光プリズムを用いた偏光露光装置であ
って、この偏光プリズムに所定入射角範囲内の光を入射
させる光源と、この偏光プリズムからの出射光の内、所
定角度範囲の出射光のみを透過する選択的透光手段を備
えていることを特徴としている。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a polarization exposure apparatus using the above-described polarizing prism, and a light source for causing light within a predetermined incident angle range to be incident on the polarizing prism. It is characterized in that it comprises a selective light transmitting means for transmitting only the light emitted from the polarizing prism within a predetermined angle range out of the light emitted from the polarizing prism.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は本発
明の第1の実施の形態における偏光プリズムの基本構成
図を示すものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 shows a basic configuration diagram of a polarizing prism according to a first embodiment of the present invention.

【0008】図1の偏光プリズム10において、第1プ
リズム1は、光軸を含む平面Fに対して所定角度α1
光出射面Aを有した台形断面形状であり、この光出射面
Aに対するP偏光成分方向を光学軸とする複屈折材料
(方解石など)で構成されている。第2プリズム2は、
第1プリズム1の光出射面Aに平行な光入射面Bと光軸
を含む平面Fに対して所定角度βの光出射面Cとを有し
た三角断面形状であり、この両面B,Cに対するS偏光
成分方向を光学軸(第1プリズム1の光学軸を光軸中心
に90度回転させた方向)とした第1プリズム1と同じ
複屈折性を備える材料で構成されている。第3プリズム
3は、第2プリズムの光出射面Cに平行な光入射面Dと
光軸を含む平面Fに対して所定角度γの光出射面Eとを
有した台形断面形状であり、この両面D,Eに対するP
偏光成分方向を光学軸(第1プリズム1と同方向)とし
た第1プリズム1と同じ複屈折性を備える材料で構成さ
れている。
In the polarizing prism 10 shown in FIG. 1, the first prism 1 has a trapezoidal cross section having a light exit surface A at a predetermined angle α 1 with respect to a plane F including the optical axis. It is composed of a birefringent material (calcite or the like) having the P-polarized component direction as the optical axis. The second prism 2
The first prism 1 has a triangular cross section having a light incident surface B parallel to the light exit surface A and a light exit surface C at a predetermined angle β with respect to a plane F including the optical axis. It is made of a material having the same birefringence as the first prism 1 having the S-polarized component direction as the optical axis (the direction in which the optical axis of the first prism 1 is rotated by 90 degrees around the optical axis). The third prism 3 has a trapezoidal cross section having a light incident surface D parallel to the light exit surface C of the second prism and a light exit surface E at a predetermined angle γ with respect to a plane F including the optical axis. P for both sides D, E
It is made of a material having the same birefringence as the first prism 1 whose polarization component direction is the optical axis (the same direction as the first prism 1).

【0009】ここで、前記第2プリズム内での角度α1
と角度βとが前記平面Fを境として同じ側の角度であ
り、前記第3プリズム内での角度βと角度γとが前記平
面Fを境として同じ側の角度ある。そして、第3プリズ
ム3の角度γはP偏光(平面Fに対して垂直)に対し
て、出射角が入射角と等しくなるように設定されてい
る。さらに、角度α1、β、γは、第3プリズム3を出
射するP偏光の出射角と、S偏光の出射角度が重複しな
いように設定されている。
Here, the angle α 1 in the second prism is set.
And the angle β are angles on the same side with respect to the plane F, and the angles β and γ in the third prism are angles on the same side with respect to the plane F. The angle γ of the third prism 3 is set so that the outgoing angle is equal to the incident angle with respect to the P-polarized light (perpendicular to the plane F). Further, the angles α 1 , β, and γ are set so that the exit angle of the P-polarized light exiting the third prism 3 and the exit angle of the S-polarized light do not overlap.

【0010】以上のように構成された偏光プリズム10
においてその作用を説明する。第1プリズム1に光が入
射すると、異常光(P偏光:平面Fに対して垂直)と常
光(S偏光:光軸に対して垂直で、平面Fに対して平
行)とに分かれて進む。この第1プリズム1の出射面A
からの出射角は、複屈折により、P偏光とS偏光とで異
なる。そして、第2プリズム2では第1プリズム1の光
学軸を光軸中心に90度回転させた方向であるので、第
2プリズム2の入射面Bに入射したP偏光は常光、S偏
光は異常光ということとなる。次に、第2プリズム2の
出射面Cからの出射角は、P偏光とS偏光とでそれぞれ
さらに異なるため、P偏光とS偏光とで進行方向が大き
くずれていく。そして、第3プリズム3では光学軸が第
1プリズム1と同じとなるので、第3プリズム3の入射
面Dに入射したP偏光は異常光、S偏光は常光となる。
The polarizing prism 10 constructed as described above
The operation will be described below. When light enters the first prism 1, the light travels in the form of extraordinary light (P-polarized light: perpendicular to the plane F) and ordinary light (S-polarized light: perpendicular to the optical axis and parallel to the plane F). Outgoing surface A of this first prism 1
Is different between P-polarized light and S-polarized light due to birefringence. In the second prism 2, since the optical axis of the first prism 1 is rotated by 90 degrees about the optical axis, the P-polarized light incident on the incident surface B of the second prism 2 is ordinary light, and the S-polarized light is extraordinary light. It means that. Next, since the exit angle from the exit surface C of the second prism 2 is further different between the P-polarized light and the S-polarized light, the traveling directions of the P-polarized light and the S-polarized light are greatly shifted. Since the optical axis of the third prism 3 is the same as that of the first prism 1, the P-polarized light incident on the incident surface D of the third prism 3 is extraordinary light, and the S-polarized light is ordinary light.

【0011】第3プリズム3の出射面Eの角度γは、P
偏光の出射面Eからの光軸に対する出射角が第1プリズ
ム1への光軸に対する入射角と同じになるように設定さ
れいるので、P偏光の出射角は入射角と等しくなる。一
方、第3プリズムからのS偏光の出射角は、P偏光と大
きく異なることとなる。図2には、常光屈折率:1.7
89、異常光屈折率:1.613、α1:56°β:6
6°、γ:72°とした場合の入射角と透過率の関係を
示している。また、図3には入射角と出射角との関係を
示している。
The angle γ of the exit surface E of the third prism 3 is P
Since the exit angle of the polarized light from the exit surface E with respect to the optical axis is set to be the same as the incident angle with respect to the optical axis to the first prism 1, the exit angle of the P-polarized light is equal to the incident angle. On the other hand, the exit angle of the S-polarized light from the third prism is significantly different from that of the P-polarized light. FIG. 2 shows an ordinary light refractive index of 1.7.
89, extraordinary light refractive index: 1.613, α 1 : 56 ° β: 6
The relationship between the incident angle and the transmittance when 6 ° and γ: 72 ° is shown. FIG. 3 shows the relationship between the incident angle and the outgoing angle.

【0012】図2において、P偏光の透過できる範囲
は、±12度程度であり、従来の±7度に比べ格段と広
くなっている。しかし、図2からわかるように、S偏光
も透過してきており、P偏光が入射角とほぼ同じ出射角
であるのに対し、S偏光はおおよそ出射角=入射角+2
6度の関係とみなして良い。この時、入射角が±12度
の範囲であれば、P偏光の出射角は±12度の範囲、S
偏光の光は14度〜38度となって重なりがなくなる。
従って、このような出射角範囲の選択を行うことで、P
偏光のみの光を得ることができ、偏光プリズムとして作
用することができる。
In FIG. 2, the range in which the P-polarized light can be transmitted is about ± 12 degrees, which is much wider than the conventional ± 7 degrees. However, as can be seen from FIG. 2, S-polarized light has also been transmitted, while P-polarized light has an emission angle substantially equal to the incident angle, whereas S-polarized light has an approximate emission angle = incident angle + 2.
It may be regarded as a relationship of six degrees. At this time, if the incident angle is in the range of ± 12 degrees, the emission angle of P-polarized light is in the range of ± 12 degrees, and S
The polarized light becomes 14 degrees to 38 degrees and does not overlap.
Therefore, by selecting such an emission angle range, P
Light of only polarized light can be obtained, and can act as a polarizing prism.

【0013】以上説明したように、第1の実施の形態に
よれば、第2プリズム2の光学軸と第1プリズム1の光
学軸を90度回転させ、入射面B及び出射面Cに対する
第2プリズム2内での角度α1と角度βとが平面Fを境
として同じ側の角度であり、且つ、入射面D及び出射面
Eに対する第3プリズム内での角度βと角度γとが平面
Fを境として同じ側の角度としている。そして、第3プ
リズム3にP偏光に対して、出射角が入射角と等しくな
るように角度γの面を設けることにより、角度α1
β、γは、第3プリズム3を出射するP偏光の出射角
と、S偏光の出射角度が重複しないように設定され、許
容角を従来に比べ大きくすることができる。また、入射
角と出射角を等しくできるため、偏光プリズムを回転し
ても、光軸が変化しない。さらに、エアーギャップタイ
プであるため、高い光パワーに耐えることができる。
As described above, according to the first embodiment, the optical axis of the second prism 2 and the optical axis of the first prism 1 are rotated by 90 degrees, and the second axis with respect to the entrance plane B and the exit plane C is rotated. The angle α 1 and the angle β in the prism 2 are on the same side with respect to the plane F, and the angle β and the angle γ in the third prism with respect to the entrance plane D and the exit plane E are the plane F And the same angle from the boundary. The third prism 3 is provided with a plane having an angle γ with respect to the P-polarized light so that the output angle is equal to the incident angle, so that the angle α 1 ,
β and γ are set so that the exit angle of the P-polarized light exiting the third prism 3 and the exit angle of the S-polarized light do not overlap, and the allowable angle can be made larger than before. Further, since the incident angle and the output angle can be made equal, the optical axis does not change even if the polarizing prism is rotated. Furthermore, since it is an air gap type, it can withstand high optical power.

【0014】なお、本実施の形態では、第1プリズム
1、第3プリズム3を台形形状としたが、三角形状とし
ても良いことは言うまでもない。また、第2プリズム2
を三角形状としたが、台形形状としても良いことは言う
までもない。さらに、本実施の形憶では、グランテーラ
形のプリズムを想定したが、第1プリズムおよび第2プ
リズムで反射する光を利用できるように、グランレーザ
ータイプの形状にしても良いことは言うまでもない。更
に、本実施形態では、P偏光の出射角度とS偏光の出射
角度を重複しないように設定し、消光比の高い偏光プリ
ズムとしたが、光の利用効率を優先するには、P偏光と
S偏光の出射角度を少なくとも一部重複させ、低消費電
力の偏光プリズムとして使用できる。
In this embodiment, the first prism 1 and the third prism 3 are trapezoidal, but it goes without saying that they may be triangular. Also, the second prism 2
Has a triangular shape, but it goes without saying that a trapezoidal shape may be used. Further, in this embodiment, a Glan-Taylor prism is assumed, but it goes without saying that a Glan-laser type shape may be used so that light reflected by the first prism and the second prism can be used. Further, in the present embodiment, the exit angle of the P-polarized light and the exit angle of the S-polarized light are set so as not to overlap with each other, and the polarizing prism has a high extinction ratio. The output angles of polarized light are at least partially overlapped, and can be used as a low power consumption polarizing prism.

【0015】(第2の実施の形態)図4は本発明の第2
の実施の形態における偏光露光装置の基本構成図を示す
ものである。図4において、図1と同じ番号のものは、
第1の実施の形態で説明したものであり、説明を省く。
偏光露光装置20では、水銀ランプ4と、水銀ランプ4
の発光部を第1の焦点とする楕円鏡5と、楕円鏡6によ
り集光された光を平行光化するコリメータレンズ6とに
より、偏光プリズムに所定入射角範囲内の光(本実施形
態の場合には疑似平行光)を入射させる光源を形成して
いる。そして、偏光プリズム10(第1プリズム1、第
2プリズム2および第3プリズム3で構成)の所定角度
範囲の出射光のみを透過する選択的透光手段として作用
する許容角範囲内の開口数(以降NAと呼ぶ)を有して
インテグレータ7と、被露光物8と、インテグレータ7
からの光を被露光物8に露光するコンデンサーレンズ9
とから構成されている。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
1 is a diagram showing a basic configuration diagram of a polarization exposure apparatus according to the embodiment. In FIG. 4, those having the same numbers as those in FIG.
This has been described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
In the polarization exposure device 20, the mercury lamp 4 and the mercury lamp 4
The elliptical mirror 5 having the light-emitting portion as a first focal point and the collimator lens 6 for converting the light condensed by the elliptical mirror 6 into parallel light are applied to the polarizing prism by light within a predetermined incident angle range (this embodiment). In this case, a light source for receiving a quasi-parallel light) is formed. Then, a numerical aperture within an allowable angle range (which is constituted by the first prism 1, the second prism 2 and the third prism 3) within a permissible angle range that acts as a selective light transmitting means that transmits only the outgoing light within a predetermined angle range. (Hereinafter referred to as NA), the integrator 7, the object 8 to be exposed, and the integrator 7
Lens 9 for exposing the object 8 with light from
It is composed of

【0016】この偏光露光装置20においてその作用を
説明する。楕円鏡5の第1の焦点に配置された水銀ラン
プ4を出射した光は、楕円鏡5により第2の焦点に集光
される。集光された光は、コリメータレンズ6により、
疑似平行光化される。しかし、水銀ランプ4の発光部
は、電極間にわたった有限距離を有しているため、楕円
鏡5に集光される光は、点とはならずかなりの広がりを
持った大きさを有している。このため、コリメータレン
ズ6を通過して平行光化された光は、光軸に対して何ら
かの角度を有した光を含んでいる。つまり、従来の偏光
プリズムの許容角をはみ出る角度の光が含まれていが、
本発明の偏光プリズム10では許容角が大きくなるの
で、利用できなかった多くの光を利用できるようにな
る。
The operation of the polarization exposure apparatus 20 will be described. The light emitted from the mercury lamp 4 arranged at the first focal point of the elliptical mirror 5 is collected by the elliptical mirror 5 at the second focal point. The collected light is collimated by the collimator lens 6.
The light is made pseudo-parallel. However, since the light emitting portion of the mercury lamp 4 has a finite distance extending between the electrodes, the light condensed on the elliptical mirror 5 does not become a point but has a size having a considerable spread. are doing. For this reason, the light that has passed through the collimator lens 6 and turned into parallel light includes light having an angle with respect to the optical axis. In other words, although light with an angle exceeding the allowable angle of the conventional polarizing prism is included,
In the polarizing prism 10 of the present invention, the allowable angle becomes large, so that a lot of light that cannot be used can be used.

【0017】そして、この偏光プリズム10を出射した
光はインテグレータ7に入射する。ここで、第1の実施
の形態で説明したように、本発明の偏光プリズム10で
は、P偏光は入射角と出射角が等しいのに対し、S偏光
は入射角と出射角が大きく異なる。このインテグレータ
7はP偏光に対する許容角範囲内のNAを有しているた
め、S偏光はインテグレータ7を透過することができな
い。従って、インテグレータ7を出射する光はP偏光の
みとなる。この光は、コンデンサーレンズ9を透過後、
被露光物8を露光する。
The light emitted from the polarizing prism 10 enters the integrator 7. Here, as described in the first embodiment, in the polarizing prism 10 of the present invention, the P-polarized light has the same incident angle and the outgoing angle, whereas the S-polarized light has a greatly different incident angle and the outgoing angle. Since the integrator 7 has an NA within an allowable angle range for P-polarized light, S-polarized light cannot pass through the integrator 7. Therefore, the light emitted from the integrator 7 is only P-polarized light. This light passes through the condenser lens 9,
The object 8 is exposed.

【0018】以上説明したように、第2の実施の形態に
よれば、許容角の大きな偏光プリズム10(第1プリズ
ム1、第2プリズム2および第3プリズム3で構成)と
許容角範囲NAを有するインテグレター7を設けること
により、P偏光のみ利用しつつ、偏光プリズムの許容角
を大きくして、光の利用効率を高くすることができる。
また、エアーギャップタイプの偏光プリズムであるた
め、高いパワーの光源に耐えることができる。さらに、
偏光プリズムの出射角は、入射角とほぼ一致するため、
偏光方位を回転しても、光軸および被露光物上での光量
が変化せず、操作性に優れている。なお、本実施の形態
では、インテグレータ7により、許容角範囲の光を抽出
するようにしたが、インテグレータ7とコンデンサーレ
ンズ9の組み合わせで、S偏光が被露光物8に露光しな
い構成にしても良いことは言うまでもない。
As described above, according to the second embodiment, the polarizing prism 10 having a large allowable angle (consisting of the first prism 1, the second prism 2 and the third prism 3) and the allowable angle range NA are set. By providing the integral letter 7 having only the P-polarized light, it is possible to increase the allowable angle of the polarizing prism and increase the light use efficiency.
In addition, since it is an air gap type polarizing prism, it can withstand a high power light source. further,
Since the exit angle of the polarizing prism almost coincides with the incident angle,
Even when the polarization direction is rotated, the optical axis and the amount of light on the object to be exposed do not change, and the operability is excellent. In the present embodiment, the light in the allowable angle range is extracted by the integrator 7. However, the configuration may be such that the S-polarized light is not exposed on the object 8 by the combination of the integrator 7 and the condenser lens 9. Needless to say.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1プリズムの光学軸と第2プリズムの光学軸を光軸に
対して90度回転させ、第2プリズム内での角度α1
角度βとが前記平面F上で同じ側にし、第3プリズムに
P偏光に対して第1プリズムの入射角と第3プリズムの
出射角が等しくなる角度γの面を設けることにより、P
偏光のみを利用しつつ、許容角を従来に比べ大きくする
ことができる。また、入射角と出射角を等しくできるた
め、偏光プリズムを回転しても、光軸が変化しない。さ
らに、エアーギャップタイプであるため、高い光パワー
に耐えることができる。
As described above, according to the present invention,
By rotating the optical axis of the first prism and the optical axis of the second prism by 90 degrees with respect to the optical axis, the angle α 1 and the angle β in the second prism are on the same side on the plane F, and the third prism Is provided with a surface having an angle γ at which the incident angle of the first prism and the exit angle of the third prism are equal to the P-polarized light.
The allowable angle can be made larger than before while using only polarized light. Further, since the incident angle and the output angle can be made equal, the optical axis does not change even if the polarizing prism is rotated. Furthermore, since it is an air gap type, it can withstand high optical power.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施の形態の偏光プリズムの基本
構成図
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a polarizing prism according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態における偏光プリズムの透過率特
性の説明図
FIG. 2 is an explanatory diagram of transmittance characteristics of the polarizing prism according to the embodiment.

【図3】同実施の形態における偏光プリズムの出射角特
性の説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram of emission angle characteristics of the polarizing prism in the embodiment.

【図4】本発明の第2実施の形憶の偏光露光装置の基本
構成図
FIG. 4 is a basic configuration diagram of a polarization exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来の形態の偏光プリズムの基本構成図FIG. 5 is a basic configuration diagram of a conventional polarizing prism.

【図6】従来の形態における偏光プリズムの透過率特性
の説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram of transmittance characteristics of a polarizing prism in a conventional mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1プリズム 2 第2プリズム 3 第3プリズム 4 水銀ランプ 5 楕円鏡 6 コリメータレンズ 7 インテグレータ 8 被露光物 9 コンデンサーレンズ 10 偏光プリズム 20 偏光露光装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st prism 2 2nd prism 3 3rd prism 4 Mercury lamp 5 Elliptic mirror 6 Collimator lens 7 Integrator 8 Exposed object 9 Condenser lens 10 Polarizing prism 20 Polarizing exposure apparatus

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H042 CA01 CA09 CA12 2H049 BA05 BA42 BA43 BA47 BB61 BC21 2H099 CA06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H042 CA01 CA09 CA12 2H049 BA05 BA42 BA43 BA47 BB61 BC21 2H099 CA06

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光軸を含む平面Fに対して所定狭角度α
1となる光出射面Aを有し、この光出射面Aに対するP
偏光成分方向を光学軸とする複屈折材料で構成された第
1プリズムと、 前記第1プリズムの光出射面Aに平行な光入射面Bと前
記光軸を含む平面Fに対して所定角度βとなる光出射面
Cとを有し、この両面B,Cに対するS偏光成分方向を
光学軸とした前記第1プリズムと同じ複屈折性を備える
材料で構成された第2プリズムと、 前記第2プリズムの光出射面Cに平行な光入射面Dと前
記光軸を含む平面Fに対して角度γの光出射面Eとを有
し、この両面D,Eに対するP偏光成分方向を光学軸と
した前記第1プリズムと同じ複屈折性を備える材料で構
成された第3プリズムとを備え、 前記第2プリズム内での角度α1と角度βとが前記平面
Fを境として同じ側の角度であり、前記第3プリズム内
での角度βと角度γとが前記平面Fを境として同じ側の
角度あり、前記角度γがP偏光成分の光の第1プリズム
への前記光軸に沿った入射角と第3プリズムからの出射
角とを等しくするように設定されていることを特徴とす
る偏光プリズム。
1. A predetermined narrow angle α with respect to a plane F including an optical axis.
1 and the light exit surface A
A first prism made of a birefringent material having a polarization component direction as an optical axis; a light incident surface B parallel to a light exit surface A of the first prism; and a predetermined angle β with respect to a plane F including the optical axis. A second prism made of a material having the same birefringence as the first prism having an S-polarized component direction as an optical axis with respect to the two surfaces B and C; The prism has a light entrance surface D parallel to the light exit surface C of the prism and a light exit surface E at an angle γ with respect to a plane F including the optical axis. A third prism made of a material having the same birefringence as the first prism described above, wherein the angle α 1 and the angle β in the second prism are angles on the same side with respect to the plane F. And the angle β and the angle γ in the third prism are defined with respect to the plane F. And the angle γ is set so that the angle of incidence of the P-polarized component light on the first prism along the optical axis and the angle of emergence from the third prism are equal. And a polarizing prism.
【請求項2】 請求項1に記載の偏光プリズムを用いた
偏光露光装置であって、 前記偏光プリズムに所定入射角範囲内の光を入射させる
光源と、 前記偏光プリズムからの出射光の内、所定角度範囲の出
射光のみを透過する選択的透光手段を備えていることを
特徴とする偏光露光装置。
2. A polarization exposure apparatus using the polarization prism according to claim 1, wherein: a light source that causes light within a predetermined incident angle range to be incident on the polarization prism; A polarized light exposure apparatus comprising a selective light transmitting means for transmitting only outgoing light within a predetermined angle range.
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