JP2002082306A - 正または負の光学力を有する光学要素を用いる照射プロフィール形成方法 - Google Patents
正または負の光学力を有する光学要素を用いる照射プロフィール形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 任意形状を有するターゲット上に効率的なエ
ネルギー配置を提供する。 【解決手段】 複数アパーチャの照射プロフィール形成
システムは、複数の光学要素と対応した少なくとも３つ
のアパーチャからなる少なくとも１つの配置を使用し、
光学要素の少なくとも１つは正の光学力を有し、また前
記光学要素の少なくとも１つは負の光学力を有する。そ
のシステムは、１次元、２次元、あるいは３次元内のア
パーチャを含む。そのシステムは、ターゲット上に所定
の任意の照射プロフィールを生成する。アパーチャ形状
は、正方形、矩形、および六角形のうちのいずれか１つ
であることが好ましい。システムは、ほとんど１００％
の面占有比率を可能にする対称または非対称形状を有す
るアパーチャからなることが好ましい。
ネルギー配置を提供する。 【解決手段】 複数アパーチャの照射プロフィール形成
システムは、複数の光学要素と対応した少なくとも３つ
のアパーチャからなる少なくとも１つの配置を使用し、
光学要素の少なくとも１つは正の光学力を有し、また前
記光学要素の少なくとも１つは負の光学力を有する。そ
のシステムは、１次元、２次元、あるいは３次元内のア
パーチャを含む。そのシステムは、ターゲット上に所定
の任意の照射プロフィールを生成する。アパーチャ形状
は、正方形、矩形、および六角形のうちのいずれか１つ
であることが好ましい。システムは、ほとんど１００％
の面占有比率を可能にする対称または非対称形状を有す
るアパーチャからなることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本開示は、正または負の光学
力を有する光学要素を使用して照射プロフィールを形成
する装置及び方法に関する。
力を有する光学要素を使用して照射プロフィールを形成
する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】照射エネルギーを利用する多くの場合、
ターゲット上に特定のプロフィールを有するエネルギー
照射を配置する必要がある。さまざまな種類のレーザに
よって生成された電磁エネルギーを利用する機会は、一
般的によくある。例えば、材料上に配置されるエネルギ
ーの発生源であるレーザは、レーザ熱処理、レーザ切
断、マーキング、フォトリソグラフィ、および繊維射出
成形（fiber injection）などの分野において利用され
る。
ターゲット上に特定のプロフィールを有するエネルギー
照射を配置する必要がある。さまざまな種類のレーザに
よって生成された電磁エネルギーを利用する機会は、一
般的によくある。例えば、材料上に配置されるエネルギ
ーの発生源であるレーザは、レーザ熱処理、レーザ切
断、マーキング、フォトリソグラフィ、および繊維射出
成形（fiber injection）などの分野において利用され
る。
【０００３】しばしば、ターゲット上にエネルギーを配
置する利用時には、特定範囲に亘り、エネルギー源から
長手方向の一定距離に位置するターゲット上に実質的に
均一なエネルギー照射が要求される。また、しばしば、
レーザもしくはその他の放射装置のエネルギービームモ
ード（例えば、そのモードは一般的に知られていない
か、複数のモードが存在するか、あるいは時間経過とと
もに変化するものである）を正確に制御できず、ビーム
の平行化が不可能であるか、十分に達成できないか、ま
たはエネルギー源が非常に不規則な照射分布を生成す
る。エネルギー源のうち前述した特性を有するものは、
（その他の多重レーザビームと同様である）エキシマレ
ーザ、レーザダイオードアレイ（laser diode array
s）、およびアークソース（arc sources）である。
置する利用時には、特定範囲に亘り、エネルギー源から
長手方向の一定距離に位置するターゲット上に実質的に
均一なエネルギー照射が要求される。また、しばしば、
レーザもしくはその他の放射装置のエネルギービームモ
ード（例えば、そのモードは一般的に知られていない
か、複数のモードが存在するか、あるいは時間経過とと
もに変化するものである）を正確に制御できず、ビーム
の平行化が不可能であるか、十分に達成できないか、ま
たはエネルギー源が非常に不規則な照射分布を生成す
る。エネルギー源のうち前述した特性を有するものは、
（その他の多重レーザビームと同様である）エキシマレ
ーザ、レーザダイオードアレイ（laser diode array
s）、およびアークソース（arc sources）である。
【０００４】光学において、“アパーチャ”という用語
は光学的にアクティブな領域を称する。例えば、屈折型
要素（例えば、レンズ）において、アパーチャは光学要
素を介して入射照射の透過を可能にする領域である。ま
た、反射型光学要素（例えば、鏡）において、アパーチ
ャは入射線（incident radiation）の反射を可能にする
領域である。また、回折型光学要素（例えば、フレネル
レンズ）において、アパーチャは入射照射から回折され
た入射を生成する領域である。
は光学的にアクティブな領域を称する。例えば、屈折型
要素（例えば、レンズ）において、アパーチャは光学要
素を介して入射照射の透過を可能にする領域である。ま
た、反射型光学要素（例えば、鏡）において、アパーチ
ャは入射線（incident radiation）の反射を可能にする
領域である。また、回折型光学要素（例えば、フレネル
レンズ）において、アパーチャは入射照射から回折され
た入射を生成する領域である。
【０００５】複数アパーチャ型ビーム収束は、平行化、
照射、あるいはモードに関する制御ができないエネルギ
ー源を使用することによる前述した欠点を解決するため
の特に適切な技術である。複数のアパーチャ型収束シス
テムは、基本的に、１）１つもしくは複数の（ビームの
エントランスピューピル（entrance pupil）あるいは断
面をビームレットアレイに分割する）アパーチャからな
るサブアパーチャアレイ構成部分と、２）（ターゲット
面でそれぞれのサブアパーチャからのビームレットを重
ねる）ビーム収束装置もしくはフォーカス構成部分との
２つの構成部分からなる。ターゲットは、それぞれのサ
ブアパーチャの主光線が交差する、主収束要素の焦点位
置に位置している。これにより、ターゲット上の照射分
布の振幅は、小型レンズアレイによって変更された入射
波面をフーリエ変換したものである。これらのシステム
において使用される要素は、屈折型、反射型、あるいは
回折型である。一般的に、よく知られた複数アパーチャ
型収束システムは、等しい形状および相機能（phase fu
nction）を有するアパーチャ要素を使用する。
照射、あるいはモードに関する制御ができないエネルギ
ー源を使用することによる前述した欠点を解決するため
の特に適切な技術である。複数のアパーチャ型収束シス
テムは、基本的に、１）１つもしくは複数の（ビームの
エントランスピューピル（entrance pupil）あるいは断
面をビームレットアレイに分割する）アパーチャからな
るサブアパーチャアレイ構成部分と、２）（ターゲット
面でそれぞれのサブアパーチャからのビームレットを重
ねる）ビーム収束装置もしくはフォーカス構成部分との
２つの構成部分からなる。ターゲットは、それぞれのサ
ブアパーチャの主光線が交差する、主収束要素の焦点位
置に位置している。これにより、ターゲット上の照射分
布の振幅は、小型レンズアレイによって変更された入射
波面をフーリエ変換したものである。これらのシステム
において使用される要素は、屈折型、反射型、あるいは
回折型である。一般的に、よく知られた複数アパーチャ
型収束システムは、等しい形状および相機能（phase fu
nction）を有するアパーチャ要素を使用する。
【０００６】しかしながら、複数アパーチャ型ビーム収
束技術は、ターゲットに非常に多量の有用なエネルギー
を向けるために効率的な面占有比率を得る必要がある。
従って、一般的に装置は、正方形、矩形、および六角形
状を有するアパーチャを組み合わせたものに制限され
る。それは、これらのアパーチャ形状の集まりが、アパ
ーチャアレイでほとんど１００％の面占有比率を与える
からである。例えば、ケイモンの米国特許第５２５１０
６７号には、フライアイレンズ（fly-eye lens）装置お
よび異なる寸法の正方形状のアレイを備えたシステムを
使用することにより均一な照度を達成できることが記載
されている。ペプラーら（以下、ペプラーという）など
は、“高出力レーザビームを均質にするバイナリフェー
ズ型のフレネルゾーンプレートアレイ”（SPIE Vol. 24
04、２５８〜２６５ページ、１９９５年）というタイト
ルの論文において、均一な“シルクハット型”の強度プ
ロフィールおよび空間的に形成された焦点を、正方形、
矩形、および六角形状のアパーチャを有するフレネルゾ
ーンプレートアレイを使用することにより容易に生成で
きることを記載している。
束技術は、ターゲットに非常に多量の有用なエネルギー
を向けるために効率的な面占有比率を得る必要がある。
従って、一般的に装置は、正方形、矩形、および六角形
状を有するアパーチャを組み合わせたものに制限され
る。それは、これらのアパーチャ形状の集まりが、アパ
ーチャアレイでほとんど１００％の面占有比率を与える
からである。例えば、ケイモンの米国特許第５２５１０
６７号には、フライアイレンズ（fly-eye lens）装置お
よび異なる寸法の正方形状のアレイを備えたシステムを
使用することにより均一な照度を達成できることが記載
されている。ペプラーら（以下、ペプラーという）など
は、“高出力レーザビームを均質にするバイナリフェー
ズ型のフレネルゾーンプレートアレイ”（SPIE Vol. 24
04、２５８〜２６５ページ、１９９５年）というタイト
ルの論文において、均一な“シルクハット型”の強度プ
ロフィールおよび空間的に形成された焦点を、正方形、
矩形、および六角形状のアパーチャを有するフレネルゾ
ーンプレートアレイを使用することにより容易に生成で
きることを記載している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ターゲ
ット上へエネルギーを配置する使用方法のかなり多数に
おいて、ターゲット形状を正方形、矩形、および六角形
状に制限できない。正方形、矩形、および六角形状に近
い領域パターン（near field pattern）は、同様の種
類、すなわち正方形、矩形、および六角形状の領域パタ
ーンである。それゆえ、これらの形状に制限されないタ
ーゲット照度を必要とする適用では、一般に使用される
複数アパーチャ型のビーム収束システムは、ターゲット
上に所望の所定エネルギーパターンを効率的に配置でき
ない。
ット上へエネルギーを配置する使用方法のかなり多数に
おいて、ターゲット形状を正方形、矩形、および六角形
状に制限できない。正方形、矩形、および六角形状に近
い領域パターン（near field pattern）は、同様の種
類、すなわち正方形、矩形、および六角形状の領域パタ
ーンである。それゆえ、これらの形状に制限されないタ
ーゲット照度を必要とする適用では、一般に使用される
複数アパーチャ型のビーム収束システムは、ターゲット
上に所望の所定エネルギーパターンを効率的に配置でき
ない。
【０００８】本発明の目的は、任意形状を有するターゲ
ット上に効率的なエネルギー配置を提供することを課題
とする。また、本発明の他の目的として、ターゲット上
の照射プロフィールを任意のさらに特定のターゲット形
状に形成することである。
ット上に効率的なエネルギー配置を提供することを課題
とする。また、本発明の他の目的として、ターゲット上
の照射プロフィールを任意のさらに特定のターゲット形
状に形成することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも３
つのアパーチャからなるアレイ、複数の光学要素（それ
ぞれのアパーチャが１つの光学要素に対応する）からな
るアレイを備えた配置を使用し、少なくとも１つの（前
記アパーチャが対応する光学要素を有する）アパーチャ
は正の光学力を有し、また少なくとも１つの（前記アパ
ーチャが対応する光学要素を有する）アパーチャは負の
光学力を有することによってこれら及びその他の目的を
実現するものである。正または負の光学力は、アパーチ
ャのアレイに対して照射された後の入射照射の波面を収
束または発散するものである。本発明の原理は、アパー
チャを１次元、２次元、あるいは３次元に配置すること
によって実施可能である。
つのアパーチャからなるアレイ、複数の光学要素（それ
ぞれのアパーチャが１つの光学要素に対応する）からな
るアレイを備えた配置を使用し、少なくとも１つの（前
記アパーチャが対応する光学要素を有する）アパーチャ
は正の光学力を有し、また少なくとも１つの（前記アパ
ーチャが対応する光学要素を有する）アパーチャは負の
光学力を有することによってこれら及びその他の目的を
実現するものである。正または負の光学力は、アパーチ
ャのアレイに対して照射された後の入射照射の波面を収
束または発散するものである。本発明の原理は、アパー
チャを１次元、２次元、あるいは３次元に配置すること
によって実施可能である。
【００１０】また、本発明は、さらに前記アパーチャの
形状が正方形、矩形、および六角形状のいずれかである
ことによって前記目的を実現するものである。また、本
発明は、代案として前記アパーチャが、前記アパーチャ
形状を前記アパーチャ表面に対して垂直な軸の周囲を１
８０度回転させると反転したアパーチャ形状となるよう
な非対称性を有することによって前記目的を実現するも
のである。また、本発明は、さらにターゲット上に照射
を向ける主光学要素を有することによって前記目的を実
現するものである。また、本発明は、主光学要素として
ズーム機能を有する光学的組み合わせを有することによ
って前記目的を実現するものである。
形状が正方形、矩形、および六角形状のいずれかである
ことによって前記目的を実現するものである。また、本
発明は、代案として前記アパーチャが、前記アパーチャ
形状を前記アパーチャ表面に対して垂直な軸の周囲を１
８０度回転させると反転したアパーチャ形状となるよう
な非対称性を有することによって前記目的を実現するも
のである。また、本発明は、さらにターゲット上に照射
を向ける主光学要素を有することによって前記目的を実
現するものである。また、本発明は、主光学要素として
ズーム機能を有する光学的組み合わせを有することによ
って前記目的を実現するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面にしたがって説明する。
図面にしたがって説明する。
【００１２】一般的に、本発明の概念は、少なくとも３
つのアパーチャからなり、そのうち少なくとも２つのア
パーチャは負または正の光学力（optical powers）のい
ずれか一方を有し、残りのアパーチャは他方の種類の光
学力を有する構成を提供するものである。
つのアパーチャからなり、そのうち少なくとも２つのア
パーチャは負または正の光学力（optical powers）のい
ずれか一方を有し、残りのアパーチャは他方の種類の光
学力を有する構成を提供するものである。
【００１３】図１（ａ）−（ｃ）は、ほとんど１００％
の面占有比率（fill factor）を可能にする対称的なア
パーチャ配置を示す。本発明の開示にあたって、アパー
チャの対称的形状とは、アパーチャ表面に対して垂直な
軸の周囲を１８０度回転させると再び同じアパーチャ形
状となる形状として規定される。図１（ａ）は、複数の
正方形のアパーチャを示す。図１（ｂ）は、複数の矩形
のアパーチャを示す。図１（ｃ）は、複数の六角形のア
パーチャを示す。図１（ａ）−（ｃ）におけるアパーチ
ャをアパーチャ表面に対して垂直な軸の周囲を１８０度
回転させると、同じアパーチャ形状となる。
の面占有比率（fill factor）を可能にする対称的なア
パーチャ配置を示す。本発明の開示にあたって、アパー
チャの対称的形状とは、アパーチャ表面に対して垂直な
軸の周囲を１８０度回転させると再び同じアパーチャ形
状となる形状として規定される。図１（ａ）は、複数の
正方形のアパーチャを示す。図１（ｂ）は、複数の矩形
のアパーチャを示す。図１（ｃ）は、複数の六角形のア
パーチャを示す。図１（ａ）−（ｃ）におけるアパーチ
ャをアパーチャ表面に対して垂直な軸の周囲を１８０度
回転させると、同じアパーチャ形状となる。
【００１４】対称的なアパーチャに関して、１つのアパ
ーチャは正または負の符号と光学要素（例えば、レン
ズ）が与えられ、光学要素はアパーチャに対応する同様
の符号の光学力を有する。例えば、図１の各図におい
て、対角に関する光学要素は同じ光学力符号を有する。
しかしながら、この選択は、正の光学力を有する少なく
とも１つの光学要素と負の光学力を有する少なくとも１
つの光学要素を有する配置により、ターゲット上に特定
の照射プロフィール（irradiation profile）を達成す
ることが要求される場合、他の選択に置き換えることが
可能である。
ーチャは正または負の符号と光学要素（例えば、レン
ズ）が与えられ、光学要素はアパーチャに対応する同様
の符号の光学力を有する。例えば、図１の各図におい
て、対角に関する光学要素は同じ光学力符号を有する。
しかしながら、この選択は、正の光学力を有する少なく
とも１つの光学要素と負の光学力を有する少なくとも１
つの光学要素を有する配置により、ターゲット上に特定
の照射プロフィール（irradiation profile）を達成す
ることが要求される場合、他の選択に置き換えることが
可能である。
【００１５】対称的である代わりに、その配置を形成す
るアパーチャの形状を非対称にしてもよい。このこと
は、ターゲットが特定の非対称照射プロフィールを要求
する場合、必要である。本発明の開示にあたって、アパ
ーチャの非対称形状とは、アパーチャ表面に対して垂直
な軸の周囲を１８０度回転させるとアパーチャの形状を
反転させた鏡像となる形状として規定される。ほとんど
１００％の面占有比率を得る必要がある場合、有用な非
対称形状は、複数の前述した非対称形状の集まりが正方
形、矩形または六角形の形状になるそれらの形状に限定
される。例えば、図２（ａ）または図２（ｂ）は、複数
のアパーチャが三角形状を有して積み重なった六角形状
または矩形状になるように配置された状態をそれぞれ示
している。一方、図３（ｃ）は、複数のアパーチャがＬ
字形状を有して積み重なった矩形状になるように配置さ
れた状態を示している。
るアパーチャの形状を非対称にしてもよい。このこと
は、ターゲットが特定の非対称照射プロフィールを要求
する場合、必要である。本発明の開示にあたって、アパ
ーチャの非対称形状とは、アパーチャ表面に対して垂直
な軸の周囲を１８０度回転させるとアパーチャの形状を
反転させた鏡像となる形状として規定される。ほとんど
１００％の面占有比率を得る必要がある場合、有用な非
対称形状は、複数の前述した非対称形状の集まりが正方
形、矩形または六角形の形状になるそれらの形状に限定
される。例えば、図２（ａ）または図２（ｂ）は、複数
のアパーチャが三角形状を有して積み重なった六角形状
または矩形状になるように配置された状態をそれぞれ示
している。一方、図３（ｃ）は、複数のアパーチャがＬ
字形状を有して積み重なった矩形状になるように配置さ
れた状態を示している。
【００１６】非対称のアパーチャ配置に関して、それぞ
れの図２（ａ），（ｂ）および図３（ｃ）において示す
ように、先細りの先端が上向きのアパーチャの符号は正
が選択されてもよく、そのときには先細りの先端が下向
きのアパーチャの符号は負が選択されることになる。タ
ーゲット上にそれぞれの非対称のアパーチャと同じ形状
を有する照射プロフィールを得るために、正／負の符号
を備えた全てのアパーチャは、アパーチャと対応する正
／負の光学力を備えた光学要素を有する必要がある。そ
の反対も考え得るが、この場合、ターゲット上に生じる
プロフィールは鏡面反転（mirror invert）させたもの
になる。ターゲット上に（非対称アパーチャ形状により
生じるものであるが）相似でない形状を有する照射プロ
フィールを得るには、いくつかの光学要素が選択された
アパーチャ／光学要素の符号の規則（convention）に対
して反対の光学力を有していてもよい。図２（ａ），
（ｂ）および図３（ｃ）のそれぞれにおいて示されてい
る非対称的に形成されたアパーチャは限定されるもので
はなく、任意の非対称アパーチャ形状の一例を示したも
のである。
れの図２（ａ），（ｂ）および図３（ｃ）において示す
ように、先細りの先端が上向きのアパーチャの符号は正
が選択されてもよく、そのときには先細りの先端が下向
きのアパーチャの符号は負が選択されることになる。タ
ーゲット上にそれぞれの非対称のアパーチャと同じ形状
を有する照射プロフィールを得るために、正／負の符号
を備えた全てのアパーチャは、アパーチャと対応する正
／負の光学力を備えた光学要素を有する必要がある。そ
の反対も考え得るが、この場合、ターゲット上に生じる
プロフィールは鏡面反転（mirror invert）させたもの
になる。ターゲット上に（非対称アパーチャ形状により
生じるものであるが）相似でない形状を有する照射プロ
フィールを得るには、いくつかの光学要素が選択された
アパーチャ／光学要素の符号の規則（convention）に対
して反対の光学力を有していてもよい。図２（ａ），
（ｂ）および図３（ｃ）のそれぞれにおいて示されてい
る非対称的に形成されたアパーチャは限定されるもので
はなく、任意の非対称アパーチャ形状の一例を示したも
のである。
【００１７】本発明の原理は、１次元、２次元、あるい
は３次元に配置された光学要素を有するアパーチャ配置
により実施されてもよい。
は３次元に配置された光学要素を有するアパーチャ配置
により実施されてもよい。
【００１８】後述するように屈折型小型レンズは、前述
したアパーチャが対応する光学要素として用いられるこ
とになるが、本発明では、例えば、反射型光学部品、回
折型光学部品、またはフレネル光学部品などの制限的で
ないさまざまな種類の光学要素と対応するアパーチャに
よって実施されてもよい。別体のアパーチャと（アパー
チャと対応する）光学要素の他に、光学要素自体がアパ
ーチャであってもよい。
したアパーチャが対応する光学要素として用いられるこ
とになるが、本発明では、例えば、反射型光学部品、回
折型光学部品、またはフレネル光学部品などの制限的で
ないさまざまな種類の光学要素と対応するアパーチャに
よって実施されてもよい。別体のアパーチャと（アパー
チャと対応する）光学要素の他に、光学要素自体がアパ
ーチャであってもよい。
【００１９】ビーム収束装置（beam integrator layou
t）内のアパーチャおよび光学要素配置が示された好ま
しい実施形態は、図４（ａ）において概略的に示されて
おり、（全体的に符号３０で示された）１つの単体の小
型レンズアレイと正の主レンズ３１１とからなる。２つ
の外側小型レンズ３２および３３に対する光線だけが明
確に表わされている。外側小型レンズ３２および３３
は、上方の正の小型レンズ３２および下方の負の小型レ
ンズ３３である。エネルギー源から平行に入力するビー
ム３６は、小型レンズアレイ３０上に入射される。この
小型レンズアレイ３０は、入射ビームをビームレットア
レイ（例えば、符号３７または３７’）に分光し、そし
てこれらは集光する主レンズ３１１を介してターゲット
で重ね合わされる。
t）内のアパーチャおよび光学要素配置が示された好ま
しい実施形態は、図４（ａ）において概略的に示されて
おり、（全体的に符号３０で示された）１つの単体の小
型レンズアレイと正の主レンズ３１１とからなる。２つ
の外側小型レンズ３２および３３に対する光線だけが明
確に表わされている。外側小型レンズ３２および３３
は、上方の正の小型レンズ３２および下方の負の小型レ
ンズ３３である。エネルギー源から平行に入力するビー
ム３６は、小型レンズアレイ３０上に入射される。この
小型レンズアレイ３０は、入射ビームをビームレットア
レイ（例えば、符号３７または３７’）に分光し、そし
てこれらは集光する主レンズ３１１を介してターゲット
で重ね合わされる。
【００２０】少なくとも１つの（正の光学力を有する）
正の小型レンズと少なくとも１つの（負の光学力を有す
る）負の小型レンズとからなる少なくとも３つの小型レ
ンズの配置が、アレイ内に提供されている。正の小型レ
ンズは、（図４（ａ）に示すように、小型レンズ３２と
光線３８に対応して）ターゲット平面前方に実像のビー
ムレット焦点を形成することになる。負の小型レンズ
は、（図４（ａ）に示すように、小型レンズ３３と光線
３８’に対応して）小型レンズおよび主レンズの関連す
る光学力の程度に応じて、小型レンズアレイ前方または
ターゲット平面後方のいずれかに虚像のビームレット焦
点を形成する。本発明の原理は、全ての小型レンズが等
しい正の光学力を有する場合、または全ての小型レンズ
が等しい負の光学力を有する場合であっても実施可能で
ある。しかしながら、本発明の原理は、異なる大きさの
光学力の小型レンズを用いた場合、または主レンズ３１
１の間隔により異なる小型レンズを用いた場合であって
も実施可能である。
正の小型レンズと少なくとも１つの（負の光学力を有す
る）負の小型レンズとからなる少なくとも３つの小型レ
ンズの配置が、アレイ内に提供されている。正の小型レ
ンズは、（図４（ａ）に示すように、小型レンズ３２と
光線３８に対応して）ターゲット平面前方に実像のビー
ムレット焦点を形成することになる。負の小型レンズ
は、（図４（ａ）に示すように、小型レンズ３３と光線
３８’に対応して）小型レンズおよび主レンズの関連す
る光学力の程度に応じて、小型レンズアレイ前方または
ターゲット平面後方のいずれかに虚像のビームレット焦
点を形成する。本発明の原理は、全ての小型レンズが等
しい正の光学力を有する場合、または全ての小型レンズ
が等しい負の光学力を有する場合であっても実施可能で
ある。しかしながら、本発明の原理は、異なる大きさの
光学力の小型レンズを用いた場合、または主レンズ３１
１の間隔により異なる小型レンズを用いた場合であって
も実施可能である。
【００２１】前記ターゲット平面は主レンズ３１１の焦
点位置に配置される。正の主レンズ３１１は、それぞれ
のビームレットの主光線をターゲット３４上の共通点に
集めて（focus）、焦点ぼけ（defocus）したビームレッ
トを前記ターゲット３４に重ね合わせる。レンズに収差
（aberration）がない場合、主レンズ３１１の焦点位置
に形成された焦点３４は小型レンズアパーチャを模写す
ることになる。
点位置に配置される。正の主レンズ３１１は、それぞれ
のビームレットの主光線をターゲット３４上の共通点に
集めて（focus）、焦点ぼけ（defocus）したビームレッ
トを前記ターゲット３４に重ね合わせる。レンズに収差
（aberration）がない場合、主レンズ３１１の焦点位置
に形成された焦点３４は小型レンズアパーチャを模写す
ることになる。
【００２２】実際には、前記主レンズ３１１の焦点の距
離および形状は、収差（色収差または単色（monochroma
tic）収差）を減少させるように選択されてもよい。あ
るいは、主レンズ３１１は、光軸３５に対するビームレ
ットの角度および距離を起因とする収差を補正するよう
な形状に形成されてもよい。主反射部材を主レンズ３１
１の代わりに用いてもよい。図５（ｃ）は、主レンズ３
１１の代わりに主反射部材３１２（例えば、凹面鏡）を
設けたことを除いて図４（ａ）に示されたものと同様の
他の好ましい実施形態を概略的に示す。
離および形状は、収差（色収差または単色（monochroma
tic）収差）を減少させるように選択されてもよい。あ
るいは、主レンズ３１１は、光軸３５に対するビームレ
ットの角度および距離を起因とする収差を補正するよう
な形状に形成されてもよい。主反射部材を主レンズ３１
１の代わりに用いてもよい。図５（ｃ）は、主レンズ３
１１の代わりに主反射部材３１２（例えば、凹面鏡）を
設けたことを除いて図４（ａ）に示されたものと同様の
他の好ましい実施形態を概略的に示す。
【００２３】ターゲット上の照射強度は、（平行な入射
波面を仮定した）無限遠での軸上目標点の焦点ぼけした
回折点の合計（点拡散機能（point spread function
s））である。エネルギー源が小型レンズアパーチャ全
体に渡って空間的に可干渉性を有する場合、もしくは光
線光学（ray optics）の観点から単一領域点によって規
定可能な場合、回折点は、重ねられた（superimposed）
（焦点ぼけの程度および他の偏向によって決定される）
回折リングによって副アパーチャ（subaperture）の形
状を厳密に模写することになる。対応する光学要素と共
に複数のアパーチャからなる配置として図２（ａ）のよ
うな配置を用いた場合、ターゲット３４上の照射プロフ
ィールは、前記回折リングを無視した図４（ｂ）に示す
ようなものになる。しかしながら、図２（ａ）に示した
配置の代わりに他のあらゆる対称的または非対称的アパ
ーチャ形状の配置も可能である。
波面を仮定した）無限遠での軸上目標点の焦点ぼけした
回折点の合計（点拡散機能（point spread function
s））である。エネルギー源が小型レンズアパーチャ全
体に渡って空間的に可干渉性を有する場合、もしくは光
線光学（ray optics）の観点から単一領域点によって規
定可能な場合、回折点は、重ねられた（superimposed）
（焦点ぼけの程度および他の偏向によって決定される）
回折リングによって副アパーチャ（subaperture）の形
状を厳密に模写することになる。対応する光学要素と共
に複数のアパーチャからなる配置として図２（ａ）のよ
うな配置を用いた場合、ターゲット３４上の照射プロフ
ィールは、前記回折リングを無視した図４（ｂ）に示す
ようなものになる。しかしながら、図２（ａ）に示した
配置の代わりに他のあらゆる対称的または非対称的アパ
ーチャ形状の配置も可能である。
【００２４】ターゲットでのビーム照射のスポット寸法
は、次式（１）で与えられる。
は、次式（１）で与えられる。
【００２５】
【数１】 スポット寸法（Ｓ） ＝１次の（Primary）焦点距離（Ｆ）／小型レンズのｆ番号 （１） ここで小型レンズのｆ番号は、次式（２）で与えられ
る。
る。
【００２６】
【数２】 小型レンズのｆ番号 ＝小型レンズの焦点距離（ｆ）／小型レンズの直径（ｄ） （２）
【００２７】他の好ましい実施形態において、ターゲッ
ト上の照射プロフィールをあらゆる形状に変形するため
に、（これに制限されないが、レンズの傾きおよび回転
と同様のレンズプロフィール設計を含む）収差を小型レ
ンズに加えてもよい。例えば、図６−８の各図は、２×
２のアパーチャ／小型レンズ配置を用いることによりタ
ーゲット上に得られた異なる照射プロフィールの変形例
を示す。図６−８の各図に示す照射プロフィールは、図
９（ａ）において概略的に示した光学的装置（layout）
を用いることにより得られたものである。図９（ａ）に
は、主たる収束光学要素５１１と共に２×２の幾何学的
配置５１０内に配置された４つのアナモルフィック（an
amorphic）な小型レンズ（例えば、簡潔にするために２
つのアパーチャ／小型レンズの組合わせだけに符号５１
２および５１３が付されている）と対応する４つの正方
形アパーチャが示されている。また、少なくとも１つの
アパーチャ／小型レンズの組合わせは、正の光学力を有
し、他の少なくとも１つのアパーチャ／小型レンズの組
合わせは、負の光学力を有している。配置５１０および
主要素５１１は、入射照射（incident irradiation）の
プロフィールを再形成し、それを効果的にターゲット５
１４上に向ける。
ト上の照射プロフィールをあらゆる形状に変形するため
に、（これに制限されないが、レンズの傾きおよび回転
と同様のレンズプロフィール設計を含む）収差を小型レ
ンズに加えてもよい。例えば、図６−８の各図は、２×
２のアパーチャ／小型レンズ配置を用いることによりタ
ーゲット上に得られた異なる照射プロフィールの変形例
を示す。図６−８の各図に示す照射プロフィールは、図
９（ａ）において概略的に示した光学的装置（layout）
を用いることにより得られたものである。図９（ａ）に
は、主たる収束光学要素５１１と共に２×２の幾何学的
配置５１０内に配置された４つのアナモルフィック（an
amorphic）な小型レンズ（例えば、簡潔にするために２
つのアパーチャ／小型レンズの組合わせだけに符号５１
２および５１３が付されている）と対応する４つの正方
形アパーチャが示されている。また、少なくとも１つの
アパーチャ／小型レンズの組合わせは、正の光学力を有
し、他の少なくとも１つのアパーチャ／小型レンズの組
合わせは、負の光学力を有している。配置５１０および
主要素５１１は、入射照射（incident irradiation）の
プロフィールを再形成し、それを効果的にターゲット５
１４上に向ける。
【００２８】小型レンズの傾き、表面プロフィール、お
よび回転は、パラメータａ１とａ２、ａ３とａ４、およ
びθによってそれぞれ表わされる。小型レンズのパラメ
ータａ１とａ２は、それぞれ小型レンズのｘとｙ方向に
おける傾きに関する（ｚ軸は主光学要素の光軸であ
る）。小型レンズのパラメータａ３とａ４は、それぞれ
ｘとｙ方向における小型レンズ表面のプロフィールに関
する。それぞれのプロフィールは、小型レンズを介する
ビームレットの焦点を合わせるか、または、焦点をぼか
す。小型レンズのパラメータθは、配置の座標系のｚ軸
周りにおける小型レンズの座標系のｘ−ｙ軸の回転に関
し、小型レンズのｘ−ｙ軸は、配置のｘ−ｙ軸に関して
角度θだけ回転される。より高次の項（terms）、例え
ば、４次の項が、さまざまな付加的収差をもってターゲ
ット上に照射プロフィールを形成するために付け加えら
れてもよい。
よび回転は、パラメータａ１とａ２、ａ３とａ４、およ
びθによってそれぞれ表わされる。小型レンズのパラメ
ータａ１とａ２は、それぞれ小型レンズのｘとｙ方向に
おける傾きに関する（ｚ軸は主光学要素の光軸であ
る）。小型レンズのパラメータａ３とａ４は、それぞれ
ｘとｙ方向における小型レンズ表面のプロフィールに関
する。それぞれのプロフィールは、小型レンズを介する
ビームレットの焦点を合わせるか、または、焦点をぼか
す。小型レンズのパラメータθは、配置の座標系のｚ軸
周りにおける小型レンズの座標系のｘ−ｙ軸の回転に関
し、小型レンズのｘ−ｙ軸は、配置のｘ−ｙ軸に関して
角度θだけ回転される。より高次の項（terms）、例え
ば、４次の項が、さまざまな付加的収差をもってターゲ
ット上に照射プロフィールを形成するために付け加えら
れてもよい。
【００２９】傾き、表面曲率、およびｚ軸周りの小型レ
ンズ回転を用いることにより、小型レンズの表面プロフ
ィールは、次式（３）によって表わされる。
ンズ回転を用いることにより、小型レンズの表面プロフ
ィールは、次式（３）によって表わされる。
【００３０】
【数３】
【００３１】より高次の項、例えば、４次の項が、さま
ざまな他の収差をもって像形成を達成するために付け加
えられてもよい。
ざまな他の収差をもって像形成を達成するために付け加
えられてもよい。
【００３２】図６−８の各図に示されたターゲット５１
４上の照射プロフィールは、ミリメートル単位の距離測
定値および度単位での角度測定値を使用するFocus Soft
wareInc.によって提供されているＺＭＡＸ光線追跡（ra
y-tracing）プログラムを用いて得られたものである。
（１次ビーム収束光学要素における５０ミリメートルの
焦点距離を含む）図６−８の各図を作成する下記のパラ
メータ値は、単なる一例として使用される。適切なパラ
メータ値は、ターゲット上の照射プロフィールの所望の
寸法および形状に基づいて選択される。
４上の照射プロフィールは、ミリメートル単位の距離測
定値および度単位での角度測定値を使用するFocus Soft
wareInc.によって提供されているＺＭＡＸ光線追跡（ra
y-tracing）プログラムを用いて得られたものである。
（１次ビーム収束光学要素における５０ミリメートルの
焦点距離を含む）図６−８の各図を作成する下記のパラ
メータ値は、単なる一例として使用される。適切なパラ
メータ値は、ターゲット上の照射プロフィールの所望の
寸法および形状に基づいて選択される。
【００３３】整合性のため、アパーチャ−小型レンズ配
置５１０への入射照射の方向で見ると、以下のパラメー
タの表内において番号が割り当てられている小型レンズ
は、小型レンズ１として番号が割り当てられている上端
左方の小型レンズから順番に時計回り方向に配置され
る。
置５１０への入射照射の方向で見ると、以下のパラメー
タの表内において番号が割り当てられている小型レンズ
は、小型レンズ１として番号が割り当てられている上端
左方の小型レンズから順番に時計回り方向に配置され
る。
【００３４】図６（ａ）に示す肉厚の中抜き正方形であ
る照射プロフィールを得るために、以下の表１のパラメ
ータが使用された。
る照射プロフィールを得るために、以下の表１のパラメ
ータが使用された。
【００３５】
【表１】
【００３６】この場合、小型レンズ１および２は同様で
あって、ｘおよびｙ方向において異なる大きさの負の光
学力を有しており、一方、小型レンズ３および４もまた
同様であって、ｘおよびｙ方向において異なる大きさの
正の光学力を有していることに留意する必要がある。ま
た、小型レンズは、ｚ軸周りをゼロ回転することにも留
意する必要がある（このことは、小型レンズのｘ−ｙ軸
がアパーチャ／光学要素配置のｘ−ｙ軸に対して回転し
ないということである）。
あって、ｘおよびｙ方向において異なる大きさの負の光
学力を有しており、一方、小型レンズ３および４もまた
同様であって、ｘおよびｙ方向において異なる大きさの
正の光学力を有していることに留意する必要がある。ま
た、小型レンズは、ｚ軸周りをゼロ回転することにも留
意する必要がある（このことは、小型レンズのｘ−ｙ軸
がアパーチャ／光学要素配置のｘ−ｙ軸に対して回転し
ないということである）。
【００３７】図６（ｂ）において示す位置がずれた２つ
の矩形状照射プロフィールは、９０度の回転角度θを小
型レンズ１および２に適用することを除いては、図６
（ａ）に示した照射プロフィールを得るために使用され
たものと同様のパラメータを使用することにより得られ
る。図６（ｃ）において示す位置ずれのない２つの矩形
状照射プロフィールは、小型レンズ１および２について
ａ１をゼロと等しい値に設定し、小型レンズ３および４
についてａ２をゼロと等しい値に設定することを除いて
は、図６（ｂ）に示した照射プロフィールを得るために
使用されたものと同様のパラメータを使用することによ
り得られる。図６（ｄ）に示す１つの矩形状照射プロフ
ィールは、全ての小型レンズについてａ１およびａ２の
両方をゼロと等しい値に設定することを除いては、図６
（ｃ）に示した照射プロフィールを得るために使用され
たものと同様のパラメータを使用することにより得られ
る。
の矩形状照射プロフィールは、９０度の回転角度θを小
型レンズ１および２に適用することを除いては、図６
（ａ）に示した照射プロフィールを得るために使用され
たものと同様のパラメータを使用することにより得られ
る。図６（ｃ）において示す位置ずれのない２つの矩形
状照射プロフィールは、小型レンズ１および２について
ａ１をゼロと等しい値に設定し、小型レンズ３および４
についてａ２をゼロと等しい値に設定することを除いて
は、図６（ｂ）に示した照射プロフィールを得るために
使用されたものと同様のパラメータを使用することによ
り得られる。図６（ｄ）に示す１つの矩形状照射プロフ
ィールは、全ての小型レンズについてａ１およびａ２の
両方をゼロと等しい値に設定することを除いては、図６
（ｃ）に示した照射プロフィールを得るために使用され
たものと同様のパラメータを使用することにより得られ
る。
【００３８】図６（ｃ）および図６（ｄ）に示す照射プ
ロフィールは、前記ペプラー（Pepler）の従来技術（ペ
プラーの図９ｂまたは図９ｄに示されている）によって
作られるプロフィールと比較される。ペプラーにおい
て、図９ｂは位置ずれのない平行な２つの矩形を示し、
図９ｄは１つの矩形を示している。本明細書に開示した
前記図面とペプラーに開示された前記図面において示さ
れた照射プロフィールとの比較は、ペプラーの照射プロ
フィールが遠距離のフィールドイメージ（far field im
ages）であるために中央ホットスポットを有することを
除いて、前記両方の照射プロフィールが相似しているこ
とを示す。また、中央ホットスポットは、本実施形態に
よって得られた前記照射プロフィールには現れていな
い。ペプラーの方法と本実施形態との間の多くの相違点
において、本実施形態は、（１）同様の照射プロフィー
ルを生成するためにペプラーによって使用された光学要
素に比べて少ない光学要素を用いることによって照射プ
ロフィールを生成し、（２）ペプラーが必然的に形成す
る中央ホットスポットを形成しないように照射を導き、
（３）照射プロフィールを変化させるための光学要素の
操作をより簡単にできる。
ロフィールは、前記ペプラー（Pepler）の従来技術（ペ
プラーの図９ｂまたは図９ｄに示されている）によって
作られるプロフィールと比較される。ペプラーにおい
て、図９ｂは位置ずれのない平行な２つの矩形を示し、
図９ｄは１つの矩形を示している。本明細書に開示した
前記図面とペプラーに開示された前記図面において示さ
れた照射プロフィールとの比較は、ペプラーの照射プロ
フィールが遠距離のフィールドイメージ（far field im
ages）であるために中央ホットスポットを有することを
除いて、前記両方の照射プロフィールが相似しているこ
とを示す。また、中央ホットスポットは、本実施形態に
よって得られた前記照射プロフィールには現れていな
い。ペプラーの方法と本実施形態との間の多くの相違点
において、本実施形態は、（１）同様の照射プロフィー
ルを生成するためにペプラーによって使用された光学要
素に比べて少ない光学要素を用いることによって照射プ
ロフィールを生成し、（２）ペプラーが必然的に形成す
る中央ホットスポットを形成しないように照射を導き、
（３）照射プロフィールを変化させるための光学要素の
操作をより簡単にできる。
【００３９】図６（ｅ）は、図６（ａ）のパラメータ値
が小型レンズ３および４についてθが−３０度と等しく
なるように変更され、その他のパラメータ値が図６
（ａ）において示したような照射プロフィールを生成す
るパラメータ値と等しい場合のプロフィールを表わす。
が小型レンズ３および４についてθが−３０度と等しく
なるように変更され、その他のパラメータ値が図６
（ａ）において示したような照射プロフィールを生成す
るパラメータ値と等しい場合のプロフィールを表わす。
【００４０】図６（ｆ）は、肉厚の不等辺四辺形状の照
射プロフィールを表わす。この照射プロフィールは以下
のパラメータ値が選択された場合に得られる。
射プロフィールを表わす。この照射プロフィールは以下
のパラメータ値が選択された場合に得られる。
【００４１】
【表２】
【００４２】図７（ｇ）は、小型レンズ２についてａ３
およびａ４がそれぞれ０．０５３および０．０２である
ことを除いて、図６（ａ）において示したプロフィール
を得るために使用されたパラメータ値を使用した場合の
肉厚の中抜き正方形からなる他の照射プロフィールを示
す。図７（ｇ）の照射プロフィールを生成するパラメー
タ値は、以下のものである。
およびａ４がそれぞれ０．０５３および０．０２である
ことを除いて、図６（ａ）において示したプロフィール
を得るために使用されたパラメータ値を使用した場合の
肉厚の中抜き正方形からなる他の照射プロフィールを示
す。図７（ｇ）の照射プロフィールを生成するパラメー
タ値は、以下のものである。
【００４３】
【表３】
【００４４】図７（ｇ）の照射プロフィールを生成する
配置は、（負の光学力を備えた２つの小型レンズと正の
光学力を備えた２つの小型レンズとを有する図６（ａ）
の照射プロフィールを生成する配置とは対照的に）負の
光学力を備えた１つの小型レンズ（小型レンズ１）と正
の光学力を備えた３つの小型レンズとを有することに留
意する必要がある。図６（ａ）と図７（ｇ）とを詳細に
調べてみると、図に表わされた肉厚の中抜き正方形は、
同じ全体形状を有するが実は異なる。すなわち、図６
（ａ）と図７（ｇ）の肉厚の中抜き正方形の上辺におけ
る強度分布が異なっている。この違いは、アパーチャ−
小型レンズ配置への照射の入射（irradiation inciden
t）を表わす光線のターゲット上への異なる再分布（red
istribution）によって生じる。異なる再分布は異なる
小型レンズによって生じる。前述した本発明の可能性
は、アパーチャ−小型レンズ配置への照射の入射の強度
プロフィールをターゲット上の異なる照射強度プロフィ
ールを操作するのに有利に用いることができる。例え
ば、入射照射の不均質なプロフィールを均質化すること
によりターゲット上でより均質な照射プロフィールを得
ることが可能となる。
配置は、（負の光学力を備えた２つの小型レンズと正の
光学力を備えた２つの小型レンズとを有する図６（ａ）
の照射プロフィールを生成する配置とは対照的に）負の
光学力を備えた１つの小型レンズ（小型レンズ１）と正
の光学力を備えた３つの小型レンズとを有することに留
意する必要がある。図６（ａ）と図７（ｇ）とを詳細に
調べてみると、図に表わされた肉厚の中抜き正方形は、
同じ全体形状を有するが実は異なる。すなわち、図６
（ａ）と図７（ｇ）の肉厚の中抜き正方形の上辺におけ
る強度分布が異なっている。この違いは、アパーチャ−
小型レンズ配置への照射の入射（irradiation inciden
t）を表わす光線のターゲット上への異なる再分布（red
istribution）によって生じる。異なる再分布は異なる
小型レンズによって生じる。前述した本発明の可能性
は、アパーチャ−小型レンズ配置への照射の入射の強度
プロフィールをターゲット上の異なる照射強度プロフィ
ールを操作するのに有利に用いることができる。例え
ば、入射照射の不均質なプロフィールを均質化すること
によりターゲット上でより均質な照射プロフィールを得
ることが可能となる。
【００４５】次のいくつかの図は、照射強度プロフィー
ルに関する１つまたは２つのパラメータ値を変えること
による影響を示す。図７（ｈ）は、図７（ｇ）の照射プ
ロフィールにおける変形例を示したものであり、図７
（ｇ）に示した照射プロフィールを生成する配置におい
て小型レンズ１を４５度回転させ、一方、小型レンズに
ついての他のパラメータ値は同様である場合の変形例で
ある。図７（ｉ）は、図７（ｇ）の照射プロフィールに
おける変形例を示したものであり、図７（ｇ）に示した
照射プロフィールを生成する配置において小型レンズ１
についてθが９０度であり、一方、小型レンズについて
の他のパラメータ値は同様である場合の変形例である。
図７（ｊ）は、図７（ｇ）の照射プロフィールにおける
変形例を示したものであり、図７（ｇ）に示した照射プ
ロフィールを生成する配置において小型レンズ１につい
てθが９０度でａ１が０．０７であり、一方、小型レン
ズについての他のパラメータ値は同様である場合の変形
例である。
ルに関する１つまたは２つのパラメータ値を変えること
による影響を示す。図７（ｈ）は、図７（ｇ）の照射プ
ロフィールにおける変形例を示したものであり、図７
（ｇ）に示した照射プロフィールを生成する配置におい
て小型レンズ１を４５度回転させ、一方、小型レンズに
ついての他のパラメータ値は同様である場合の変形例で
ある。図７（ｉ）は、図７（ｇ）の照射プロフィールに
おける変形例を示したものであり、図７（ｇ）に示した
照射プロフィールを生成する配置において小型レンズ１
についてθが９０度であり、一方、小型レンズについて
の他のパラメータ値は同様である場合の変形例である。
図７（ｊ）は、図７（ｇ）の照射プロフィールにおける
変形例を示したものであり、図７（ｇ）に示した照射プ
ロフィールを生成する配置において小型レンズ１につい
てθが９０度でａ１が０．０７であり、一方、小型レン
ズについての他のパラメータ値は同様である場合の変形
例である。
【００４６】本発明の原理は、一方向における光学力を
有する光学要素を用いて実施されてもよい。例えば、図
８（ｋ）は、以下のパラメータ値を使用することにより
得られた、ターゲット上の細線からなる正方形の照射プ
ロフィールを示す。
有する光学要素を用いて実施されてもよい。例えば、図
８（ｋ）は、以下のパラメータ値を使用することにより
得られた、ターゲット上の細線からなる正方形の照射プ
ロフィールを示す。
【００４７】
【表４】
【００４８】この配置内の４つの小型レンズの内、２つ
の小型レンズ（小型レンズ１および２）は、一方向にお
いて負の光学力を有し、かつ他の方向においてゼロの光
学力を有する（すなわち、小型レンズ１および２は、円
柱形状の発散小型レンズである）とともに、他の２つの
小型レンズ（小型レンズ３および４）は、一方向におい
て正の光学力を有し、かつ他の方向においてゼロの光学
力を有する（すなわち、小型レンズ３および４は、円柱
形状の収束型小型レンズである）。
の小型レンズ（小型レンズ１および２）は、一方向にお
いて負の光学力を有し、かつ他の方向においてゼロの光
学力を有する（すなわち、小型レンズ１および２は、円
柱形状の発散小型レンズである）とともに、他の２つの
小型レンズ（小型レンズ３および４）は、一方向におい
て正の光学力を有し、かつ他の方向においてゼロの光学
力を有する（すなわち、小型レンズ３および４は、円柱
形状の収束型小型レンズである）。
【００４９】図８（ｌ）は、小型レンズ３および４につ
いてのθが３０度と等しく、その他のパラメータ値が図
８（ｋ）に示したプロフィールを得るために使用された
パラメータ値と同様のものである場合に得られた照射強
度プロフィールを示す。図８（ｍ）は、以下のパラメー
タ値を使用して得られた細線からなる不等辺四辺形を表
わす。
いてのθが３０度と等しく、その他のパラメータ値が図
８（ｋ）に示したプロフィールを得るために使用された
パラメータ値と同様のものである場合に得られた照射強
度プロフィールを示す。図８（ｍ）は、以下のパラメー
タ値を使用して得られた細線からなる不等辺四辺形を表
わす。
【００５０】
【表５】
【００５１】もちろん、得ることが可能なさまざまな照
射プロフィールは図６−８の各図に示した前記複数の照
射プロフィールに制限されるものではない。図６−８の
各図を用いて説明した本発明の原理は、他の２次元配置
として（寸法もしくは形状あるいは寸法及び形状の両方
において等しいかまたは異なる）建築用ブロックのよう
に２×２の正方形アパーチャからなる配置を使用して適
用可能である。また、本発明の原理は、対称的アパーチ
ャの代わりに非対称的アパーチャ配置を用いて実施する
ことも可能である。例えば、２×２の正方形アパーチャ
からなる配置は複数の頂点上向きまたは頂点下向きの三
角形（正方形を形成するように上向き及び下向きの三角
形の組合わせ）によって実施されてもよい。非対称的ア
パーチャ形状を用いることにより、ターゲット上に異な
る照射プロフィールを得るために異なる収差パラメータ
値を用いることが可能である。本発明の原理は、全てが
非対称、全てが対称、あるいは対称及び非対称の組合わ
せである寸法もしくは形状（あるいは寸法および形状の
両方）が異なるアパーチャ／小型レンズの組合わせから
なるｎ×ｎ（あるいはｎ×ｍ、この場合ｎとｍは等しく
ない）の建築用ブロックを用いて実施することも可能で
ある。また、アパーチャおよび対応する光学要素配置は
２×２であることに制限されるものではなく、あらゆる
数の横および縦の組合わせからなる小型レンズを用いる
ことも可能である。さらに、図６−８の各図において示
された結果は、小型レンズの代わりに反射型光学要素を
２次元的に配置したものを使用し、ターゲット上に所望
の照射プロフィールを得るために適切なパラメータ値を
選択することによっても得られる。
射プロフィールは図６−８の各図に示した前記複数の照
射プロフィールに制限されるものではない。図６−８の
各図を用いて説明した本発明の原理は、他の２次元配置
として（寸法もしくは形状あるいは寸法及び形状の両方
において等しいかまたは異なる）建築用ブロックのよう
に２×２の正方形アパーチャからなる配置を使用して適
用可能である。また、本発明の原理は、対称的アパーチ
ャの代わりに非対称的アパーチャ配置を用いて実施する
ことも可能である。例えば、２×２の正方形アパーチャ
からなる配置は複数の頂点上向きまたは頂点下向きの三
角形（正方形を形成するように上向き及び下向きの三角
形の組合わせ）によって実施されてもよい。非対称的ア
パーチャ形状を用いることにより、ターゲット上に異な
る照射プロフィールを得るために異なる収差パラメータ
値を用いることが可能である。本発明の原理は、全てが
非対称、全てが対称、あるいは対称及び非対称の組合わ
せである寸法もしくは形状（あるいは寸法および形状の
両方）が異なるアパーチャ／小型レンズの組合わせから
なるｎ×ｎ（あるいはｎ×ｍ、この場合ｎとｍは等しく
ない）の建築用ブロックを用いて実施することも可能で
ある。また、アパーチャおよび対応する光学要素配置は
２×２であることに制限されるものではなく、あらゆる
数の横および縦の組合わせからなる小型レンズを用いる
ことも可能である。さらに、図６−８の各図において示
された結果は、小型レンズの代わりに反射型光学要素を
２次元的に配置したものを使用し、ターゲット上に所望
の照射プロフィールを得るために適切なパラメータ値を
選択することによっても得られる。
【００５２】さらに他の好ましい実施形態において、本
発明は１次元（a single dimension）に配置された非対
称あるいは対称アパーチャを使用することにより実施さ
れてもよい。例えば、図１０（ｂ）に概略的に示すよう
に、対応する小型レンズを有する少なくとも３つの正方
形状アパーチャ（簡潔にするために２つだけのアパーチ
ャ／小型レンズの組合わせに符号を付した、例えば、５
２２および５２３）を１次元配置５２０に配置してもよ
い。このとき、前記アパーチャ／小型レンズの組合わせ
の少なくとも１つは正の光学力を有し、別のアパーチャ
／小型レンズの組合わせは負の光学力を有する。主たる
収束光学要素（例えば、レンズ５２１）と共に前記配置
５２０を、入射照射のプロフィールを再形成する（例え
ば、不均質なプロフィールを有する入射照射を再均質化
する）のに、また効果的に入射照射をターゲット５２４
に向かわせるのに用いることが可能である。ターゲット
上の照射プロフィールは、（１）使用されるアパーチャ
の形状、および（２）使用される小型レンズの特性に依
存するとともに固有のものである。小型レンズをアパー
チャから分離することも可能である。
発明は１次元（a single dimension）に配置された非対
称あるいは対称アパーチャを使用することにより実施さ
れてもよい。例えば、図１０（ｂ）に概略的に示すよう
に、対応する小型レンズを有する少なくとも３つの正方
形状アパーチャ（簡潔にするために２つだけのアパーチ
ャ／小型レンズの組合わせに符号を付した、例えば、５
２２および５２３）を１次元配置５２０に配置してもよ
い。このとき、前記アパーチャ／小型レンズの組合わせ
の少なくとも１つは正の光学力を有し、別のアパーチャ
／小型レンズの組合わせは負の光学力を有する。主たる
収束光学要素（例えば、レンズ５２１）と共に前記配置
５２０を、入射照射のプロフィールを再形成する（例え
ば、不均質なプロフィールを有する入射照射を再均質化
する）のに、また効果的に入射照射をターゲット５２４
に向かわせるのに用いることが可能である。ターゲット
上の照射プロフィールは、（１）使用されるアパーチャ
の形状、および（２）使用される小型レンズの特性に依
存するとともに固有のものである。小型レンズをアパー
チャから分離することも可能である。
【００５３】さらに他の好ましい実施形態において、本
発明は、分離した２次元配置された複数のアパーチャ／
小型レンズの複数の組合わせからなる、３次元に配置さ
れた非対称あるいは対称アパーチャを使用することによ
り実施されてもよい。例えば、図１１（ｃ）に概略的に
示すように、４つのアパーチャおよび４つの小型レンズ
（簡潔にするために２つだけに符号を付した、例えば、
５３２および５３３）を、それぞれのアパーチャ／小型
レンズの組合わせが正方形（例えば、５３０’もしくは
５３０”）の角に位置するように配置してもよい。この
とき、アパーチャ／小型レンズの組合わせの正方形配置
は、２次元配置を形成する。次に、これらの複数の２次
元配置（例えば、５３０’もしくは５３０”）を配置す
ることにより、３次元配置５３０が得られる。アパーチ
ャ／小型レンズの組合わせからなる複数の２次元配置
を、異なる２次元配置に関して一致するかもしくは一致
しないように重ねて配置してもよい。主たる収束光学要
素（例えば、レンズ５３１）と共に前記配置５３０を、
入射照射のプロフィールを再形成するのに、また効果的
に入射照射をターゲット５３４に向かわせるのに用いる
ことが可能である。
発明は、分離した２次元配置された複数のアパーチャ／
小型レンズの複数の組合わせからなる、３次元に配置さ
れた非対称あるいは対称アパーチャを使用することによ
り実施されてもよい。例えば、図１１（ｃ）に概略的に
示すように、４つのアパーチャおよび４つの小型レンズ
（簡潔にするために２つだけに符号を付した、例えば、
５３２および５３３）を、それぞれのアパーチャ／小型
レンズの組合わせが正方形（例えば、５３０’もしくは
５３０”）の角に位置するように配置してもよい。この
とき、アパーチャ／小型レンズの組合わせの正方形配置
は、２次元配置を形成する。次に、これらの複数の２次
元配置（例えば、５３０’もしくは５３０”）を配置す
ることにより、３次元配置５３０が得られる。アパーチ
ャ／小型レンズの組合わせからなる複数の２次元配置
を、異なる２次元配置に関して一致するかもしくは一致
しないように重ねて配置してもよい。主たる収束光学要
素（例えば、レンズ５３１）と共に前記配置５３０を、
入射照射のプロフィールを再形成するのに、また効果的
に入射照射をターゲット５３４に向かわせるのに用いる
ことが可能である。
【００５４】アパーチャ／小型レンズの組み合わせから
なる３次元配置は、アパーチャ／小型レンズの３次元配
置上への照射の入射角度を変更することによりターゲッ
ト上の照射プロフィールを変形することが可能となる。
また、アパーチャ／小型レンズの組み合わせからなる３
次元配置は、３次元配置を形成するそれぞれの２次元配
置の向き、または２次元配置間の距離、あるいはそれら
の両方を変更することによりターゲット上の照射プロフ
ィールを変形することも可能となる。
なる３次元配置は、アパーチャ／小型レンズの３次元配
置上への照射の入射角度を変更することによりターゲッ
ト上の照射プロフィールを変形することが可能となる。
また、アパーチャ／小型レンズの組み合わせからなる３
次元配置は、３次元配置を形成するそれぞれの２次元配
置の向き、または２次元配置間の距離、あるいはそれら
の両方を変更することによりターゲット上の照射プロフ
ィールを変形することも可能となる。
【００５５】３次元配置を形成する、それぞれの２次元
配置における複数のアパーチャ／小型レンズの組み合わ
せの配置は、幾何学的に同様であってもよいし、あるい
は異なる幾何学的寸法または形状を有することで幾何学
的に異なってもよい。例えば、アパーチャ／小型レンズ
の組み合わせからなる１つの２次元配置を正方形状の配
置に形成し、一方、別の２次元配置を矩形、三角形、六
角形、もしくは円形（あるいはその他の多角形）の形
状、または任意の配置に形成することが可能である。さ
らに、それぞれのアパーチャ／小型レンズは、同じ形状
およびパラメータ値を有してもよいし、異なる形状およ
びパラメータ値を有してもよい。
配置における複数のアパーチャ／小型レンズの組み合わ
せの配置は、幾何学的に同様であってもよいし、あるい
は異なる幾何学的寸法または形状を有することで幾何学
的に異なってもよい。例えば、アパーチャ／小型レンズ
の組み合わせからなる１つの２次元配置を正方形状の配
置に形成し、一方、別の２次元配置を矩形、三角形、六
角形、もしくは円形（あるいはその他の多角形）の形
状、または任意の配置に形成することが可能である。さ
らに、それぞれのアパーチャ／小型レンズは、同じ形状
およびパラメータ値を有してもよいし、異なる形状およ
びパラメータ値を有してもよい。
【００５６】前述したような本発明の原理は、屈折型光
学要素を使用する代わりに、光学要素として反射型光学
要素を、１次元、２次元、あるいは３次元配置で用いる
ことにより実施することが可能である。
学要素を使用する代わりに、光学要素として反射型光学
要素を、１次元、２次元、あるいは３次元配置で用いる
ことにより実施することが可能である。
【００５７】前述した光学的配置の出力は、ビームレッ
トアパーチャの回折領域の重ね合わせであるという仮定
に基づいている。前記回折領域は、フレネル積分を用い
ることにより得られる。ビームがそれぞれのビームレッ
トアパーチャについて空間的に可干渉性を有しなけれ
ば、より複雑な積分が必要とされ、一般的に、小型レン
ズアパーチャの合理的な模写は得られない。
トアパーチャの回折領域の重ね合わせであるという仮定
に基づいている。前記回折領域は、フレネル積分を用い
ることにより得られる。ビームがそれぞれのビームレッ
トアパーチャについて空間的に可干渉性を有しなけれ
ば、より複雑な積分が必要とされ、一般的に、小型レン
ズアパーチャの合理的な模写は得られない。
【００５８】図１２は、ターゲット上にさまざまなスポ
ット寸法を達成するためにズーム機能を備えた光学部品
の組み合わせからなる光学アレイを備えた本発明の実施
形態を示す。図４（ａ）と図１２との異なる点は、主レ
ンズ３１１をズーム機能を備えた光学部品の組み合わせ
６１で置き換えたことである。ズーム機能を備えた組み
合わせ６１は、２つのレンズ６１１および６１２からな
り、２つのレンズ６１１と６１２との間の距離ｄを変化
させることによってターゲット上のスポット寸法を変化
させることを可能にするさまざまな焦点距離を有する有
効な主レンズに相当する。一般的に知られているよう
に、２つのレンズからなるズーム機能を備えた組み合わ
せに対する有効な焦点距離は、次式（４）により与えら
れる。
ット寸法を達成するためにズーム機能を備えた光学部品
の組み合わせからなる光学アレイを備えた本発明の実施
形態を示す。図４（ａ）と図１２との異なる点は、主レ
ンズ３１１をズーム機能を備えた光学部品の組み合わせ
６１で置き換えたことである。ズーム機能を備えた組み
合わせ６１は、２つのレンズ６１１および６１２からな
り、２つのレンズ６１１と６１２との間の距離ｄを変化
させることによってターゲット上のスポット寸法を変化
させることを可能にするさまざまな焦点距離を有する有
効な主レンズに相当する。一般的に知られているよう
に、２つのレンズからなるズーム機能を備えた組み合わ
せに対する有効な焦点距離は、次式（４）により与えら
れる。
【００５９】
【数４】 ここで、ｄ、ｆ１およびｆ２は、２つのレンズ６１１と
６１２との間の距離とそれらの焦点距離をそれぞれ表わ
している。２つのレンズからなるズーム機能を備えた組
み合わせの実施例は、一般的に良く知られているように
２つのレンズより多数のレンズを使用してズーム機能を
備えた組み合わせ６１を形成することが可能であるとい
う一例として説明されている。また、よく知られている
ように、屈折型光学要素の代わりに、あるいは付け足し
て反射型光学要素を、ズーム機能を備えた組み合わせ６
１を形成するのに使用することも可能である。
６１２との間の距離とそれらの焦点距離をそれぞれ表わ
している。２つのレンズからなるズーム機能を備えた組
み合わせの実施例は、一般的に良く知られているように
２つのレンズより多数のレンズを使用してズーム機能を
備えた組み合わせ６１を形成することが可能であるとい
う一例として説明されている。また、よく知られている
ように、屈折型光学要素の代わりに、あるいは付け足し
て反射型光学要素を、ズーム機能を備えた組み合わせ６
１を形成するのに使用することも可能である。
【００６０】ズーム機能を備えた組み合わせ装置は、対
応する収差型（aberrated）あるいは非収差型（unaberr
ated）光学要素を有する（対称的なあるいは非対称的
な）アパーチャ配置と共に使用されてもよい。
応する収差型（aberrated）あるいは非収差型（unaberr
ated）光学要素を有する（対称的なあるいは非対称的
な）アパーチャ配置と共に使用されてもよい。
【００６１】屈折性を有することに加えて、小型レンズ
として前述した光学要素は、反射性、回折的透過（diff
ractive-transmissive）性、あるいは回折的反射（diff
ractive-reflective）性を備えていてもよい。金属製の
反射型アナモルフィックあるいは非回転（non-rotation
ally）対称的要素をダイヤモンド回転（diamond turn）
してもよい。前述したようなさまざまな種類の小型レン
ズアレイを製造するためにフォトリソグラフィー技術を
使用することが好ましい。適切な厚さのフォトレジスト
をガラスウエハ上に通常は引き伸ばして焼き固める。プ
ラスティックあるいはその他の光学的に適切な材料をガ
ラスの代わりに用いてもよい。レンズ表面の外郭（prof
ile）は、クロムマスクまたはグレースケールマスクを
介してＵＶ光線を露光してからフォトレジストを現像す
ることによりフォトレジストで形成される。そして、レ
ンズ表面の外郭は、リアクティブイオンエッチング（re
active ion etching）またはイオンミリングによってガ
ラスに転写される。
として前述した光学要素は、反射性、回折的透過（diff
ractive-transmissive）性、あるいは回折的反射（diff
ractive-reflective）性を備えていてもよい。金属製の
反射型アナモルフィックあるいは非回転（non-rotation
ally）対称的要素をダイヤモンド回転（diamond turn）
してもよい。前述したようなさまざまな種類の小型レン
ズアレイを製造するためにフォトリソグラフィー技術を
使用することが好ましい。適切な厚さのフォトレジスト
をガラスウエハ上に通常は引き伸ばして焼き固める。プ
ラスティックあるいはその他の光学的に適切な材料をガ
ラスの代わりに用いてもよい。レンズ表面の外郭（prof
ile）は、クロムマスクまたはグレースケールマスクを
介してＵＶ光線を露光してからフォトレジストを現像す
ることによりフォトレジストで形成される。そして、レ
ンズ表面の外郭は、リアクティブイオンエッチング（re
active ion etching）またはイオンミリングによってガ
ラスに転写される。
【００６２】別の製造方法において、グレースケールマ
スクを用いた製造方法は前述した問題点を解決する。図
１３は、グレースケールマスク技術によって製造された
正または負の光学要素からなるアレイを示す。そのと
き、この工程に固有の非線形性は、所望の小型レンズ表
面外郭を正確に製造するためにグレースケールマスクに
対する繰り返しの補正をしばしば必要とする。
スクを用いた製造方法は前述した問題点を解決する。図
１３は、グレースケールマスク技術によって製造された
正または負の光学要素からなるアレイを示す。そのと
き、この工程に固有の非線形性は、所望の小型レンズ表
面外郭を正確に製造するためにグレースケールマスクに
対する繰り返しの補正をしばしば必要とする。
【００６３】本明細書において開示した原理は、（医学
または歯学における適用を含む）レーザ熱処理、レーザ
機械加工、製品のマーキング、レーザポンピング（lase
r pumping）または繊維射出成形（fiber injection）に
使用されるレーザダイオードアレイインテグレーション
（laser diode array integration）、フォトリソグラ
フィックマスクアライナまたはステッパ、および繊維射
出成形システムなど、これらに限定されることがない数
多くの適用において使用することが可能である。
または歯学における適用を含む）レーザ熱処理、レーザ
機械加工、製品のマーキング、レーザポンピング（lase
r pumping）または繊維射出成形（fiber injection）に
使用されるレーザダイオードアレイインテグレーション
（laser diode array integration）、フォトリソグラ
フィックマスクアライナまたはステッパ、および繊維射
出成形システムなど、これらに限定されることがない数
多くの適用において使用することが可能である。
【００６４】本発明を使用することにより、ターゲット
上に形成された照射ビームは、Ｘ線、紫外線周波数、可
視光線周波数、赤外線周波数、ミリメートルウェーブ
（millimeter-waves）、およびマイクロウェーブなど、
これらに限定されることがない電磁スペクトルを含んで
もよい。照射出力源は、（レーザまたはメーザにおける
場合と同様に）可干渉性を有してもよいし、あるいは小
型レンズ全体について空間的に可干渉性が形成される
（アークランプにおける場合と同様に）不可干渉性を有
してもよい。
上に形成された照射ビームは、Ｘ線、紫外線周波数、可
視光線周波数、赤外線周波数、ミリメートルウェーブ
（millimeter-waves）、およびマイクロウェーブなど、
これらに限定されることがない電磁スペクトルを含んで
もよい。照射出力源は、（レーザまたはメーザにおける
場合と同様に）可干渉性を有してもよいし、あるいは小
型レンズ全体について空間的に可干渉性が形成される
（アークランプにおける場合と同様に）不可干渉性を有
してもよい。
【００６５】アパーチャおよびそれらと対応する光学要
素を、例えば、屈折型小型レンズの活性透過領域（acti
ve transmitting area）、反射型小型レンズの活性反射
領域（active reflecting area）、あるいは回折型光学
要素の活性回折領域（activediffracting area）によっ
て画定されるアパーチャにより１つのアパーチャ／光学
要素物に統合してもよい。また、光学要素および一次ビ
ーム収束要素を単一材料物として形成してもよいことに
留意する必要がある。例えば、光学要素および一次収束
要素が屈折型光学要素である場合、光学構造の一方の側
が小型レンズを与えて他方の側が一次ビーム収束要素を
与える集積型光学構造を造ってもよい。
素を、例えば、屈折型小型レンズの活性透過領域（acti
ve transmitting area）、反射型小型レンズの活性反射
領域（active reflecting area）、あるいは回折型光学
要素の活性回折領域（activediffracting area）によっ
て画定されるアパーチャにより１つのアパーチャ／光学
要素物に統合してもよい。また、光学要素および一次ビ
ーム収束要素を単一材料物として形成してもよいことに
留意する必要がある。例えば、光学要素および一次収束
要素が屈折型光学要素である場合、光学構造の一方の側
が小型レンズを与えて他方の側が一次ビーム収束要素を
与える集積型光学構造を造ってもよい。
【００６６】本発明を詳細に記載および図示したが、こ
の記載は一例に過ぎないことは明らかである。本発明の
範囲は、前記請求項によって限定されるものである。
の記載は一例に過ぎないことは明らかである。本発明の
範囲は、前記請求項によって限定されるものである。
【００６７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、少なくとも３つの複数のアパーチャからなる
アパーチャ配置と、光学力を有する複数の光学要素配置
とからなり、アパーチャ配置内のそれぞれのアパーチャ
を光学要素配置の光学要素と対応させ、光学要素の少な
くとも１つは正の光学力を有し、また光学要素の少なく
とも１つは負の光学力を有するので、ターゲット上に所
望の、例えば、正方形、矩形、および六角形状の所定エ
ネルギーパターンを効率的に配置できる。
によれば、少なくとも３つの複数のアパーチャからなる
アパーチャ配置と、光学力を有する複数の光学要素配置
とからなり、アパーチャ配置内のそれぞれのアパーチャ
を光学要素配置の光学要素と対応させ、光学要素の少な
くとも１つは正の光学力を有し、また光学要素の少なく
とも１つは負の光学力を有するので、ターゲット上に所
望の、例えば、正方形、矩形、および六角形状の所定エ
ネルギーパターンを効率的に配置できる。
【図１】 （ａ）は、本発明の実施形態の教示に係る正
または負の光学力を備えた光学要素を有する複数の正方
形状のアパーチャを示した概略図である。（ｂ）は、本
発明の実施形態の教示に係る正または負の光学力を備え
た光学要素を有する複数の矩形状のアパーチャを示した
概略図である。（ｃ）は、本発明の実施形態の教示に係
る正または負の光学力を備えた光学要素を有する複数の
六角形状のアパーチャを示した概略図である。
または負の光学力を備えた光学要素を有する複数の正方
形状のアパーチャを示した概略図である。（ｂ）は、本
発明の実施形態の教示に係る正または負の光学力を備え
た光学要素を有する複数の矩形状のアパーチャを示した
概略図である。（ｃ）は、本発明の実施形態の教示に係
る正または負の光学力を備えた光学要素を有する複数の
六角形状のアパーチャを示した概略図である。
【図２】 （ａ）は、本発明の教示に係る正または負の
光学力を有し、六角形状に集められた光学要素からなる
複数の三角形状のアパーチャを示した概略図である。
（ｂ）は、本発明の教示に係る正または負の光学力を有
し、矩形状に集められた光学要素からなる複数の三角形
状のアパーチャを示した概略図である。
光学力を有し、六角形状に集められた光学要素からなる
複数の三角形状のアパーチャを示した概略図である。
（ｂ）は、本発明の教示に係る正または負の光学力を有
し、矩形状に集められた光学要素からなる複数の三角形
状のアパーチャを示した概略図である。
【図３】 （ｃ）は、本発明の教示に係る正または負の
光学力を有し、矩形状に集められた光学要素からなる複
数のＬ字形状のアパーチャを示した概略図である。
光学力を有し、矩形状に集められた光学要素からなる複
数のＬ字形状のアパーチャを示した概略図である。
【図４】 （ａ）は、アパーチャおよびそれらと対応す
る光学要素が２次元に配置された本発明の実施形態に係
る屈折型ビーム収束装置の光学装置を示した概略図であ
る。（ｂ）は、（ａ）の光学装置において図２（ａ）と
同様のアパーチャが使用された場合のターゲット上の照
射プロフィールを示した図である。
る光学要素が２次元に配置された本発明の実施形態に係
る屈折型ビーム収束装置の光学装置を示した概略図であ
る。（ｂ）は、（ａ）の光学装置において図２（ａ）と
同様のアパーチャが使用された場合のターゲット上の照
射プロフィールを示した図である。
【図５】 （ｃ）は、アパーチャおよびそれらと対応す
る光学要素が２次元に配置された本発明の実施形態に係
る屈折型ビーム収束装置の光学装置を示した概略図であ
る。
る光学要素が２次元に配置された本発明の実施形態に係
る屈折型ビーム収束装置の光学装置を示した概略図であ
る。
【図６】 （ａ）〜（ｆ）は、図４（ａ）と同様の光学
装置内の２×２の正方形アパーチャと対応する光学要素
が、実施例において記載されたように変えられた場合の
照射プロフィールを示す。
装置内の２×２の正方形アパーチャと対応する光学要素
が、実施例において記載されたように変えられた場合の
照射プロフィールを示す。
【図７】 （ｇ）〜（ｊ）は、図４（ａ）と同様の光学
装置内の２×２の正方形アパーチャと対応する光学要素
が、実施例において記載されたように変えられた場合の
照射プロフィールを示す。
装置内の２×２の正方形アパーチャと対応する光学要素
が、実施例において記載されたように変えられた場合の
照射プロフィールを示す。
【図８】 （ｋ）〜（ｍ）は、図４（ａ）と同様の光学
装置内の２×２の正方形アパーチャと対応する光学要素
が、実施例において記載されたように変えられた場合の
照射プロフィールを示す。
装置内の２×２の正方形アパーチャと対応する光学要素
が、実施例において記載されたように変えられた場合の
照射プロフィールを示す。
【図９】 （ａ）は、アパーチャおよびそれらと対応す
る光学要素が２次元に配置された本発明の実施形態に係
る屈折型ビーム収束装置の光学装置の概略図である。
る光学要素が２次元に配置された本発明の実施形態に係
る屈折型ビーム収束装置の光学装置の概略図である。
【図１０】 （ｂ）は、アパーチャおよびそれらと対応
する光学要素が１次元に配置された本発明の実施形態に
係る屈折型ビーム収束装置の光学装置の概略図である。
する光学要素が１次元に配置された本発明の実施形態に
係る屈折型ビーム収束装置の光学装置の概略図である。
【図１１】 （ｃ）は、アパーチャおよびそれらと対応
する光学要素が３次元に配置された本発明の実施形態に
係る屈折型ビーム収束装置の光学装置の概略図である。
する光学要素が３次元に配置された本発明の実施形態に
係る屈折型ビーム収束装置の光学装置の概略図である。
【図１２】 さまざまなスポット寸法を提供するビーム
収束器に使用されるズーム機能を備えた装置の概略図で
ある。
収束器に使用されるズーム機能を備えた装置の概略図で
ある。
【図１３】 グレースケールマスク技術によって生成さ
れた正または負の光学要素からなるアレイの写真であ
る。
れた正または負の光学要素からなるアレイの写真であ
る。
３０ 小型レンズアレイ ３２，３３ 外側小型レンズ ３４ ターゲット ３５ 光軸 ３６ ビーム ３７，３７’ ビームレットアレイ ３８ 光線 ３１１ 正の主レンズ ３１２ 主反射部材
Claims (33)
- 【請求項１】 少なくとも３つの複数のアパーチャから
なるアパーチャ配置と、 光学力を有する複数の光学要素配置とを備え、 前記アパーチャ配置内のそれぞれのアパーチャを前記光
学要素配置の光学要素と対応させ、前記光学要素の少な
くとも１つは正の光学力を有し、前記光学要素の少なく
とも１つは負の光学力を有することを特徴とする複数ア
パーチャの照射プロフィール形成システム。 - 【請求項２】 前記アパーチャ配置は、ほとんど１００
％の面占有比率を有することを特徴とする請求項１に記
載の照射プロフィール形成システム。 - 【請求項３】 前記アパーチャ配置は、１次元アレイを
形成することを特徴とする請求項１に記載の照射プロフ
ィール形成システム。 - 【請求項４】 前記アパーチャ配置は、２次元アレイを
形成することを特徴とする請求項１に記載の照射プロフ
ィール形成システム。 - 【請求項５】 前記アパーチャ配置は、３次元幾何図形
的配置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の
照射プロフィール形成システム。 - 【請求項６】 前記アパーチャ配置への照射の入射をさ
らに備えると共に、前記アパーチャおよびそれらと対応
する光学要素の配置による前記入射照射の相互作用から
生成される照射を含むターゲット領域を有することを特
徴とする請求項１に記載の照射プロフィール形成システ
ム。 - 【請求項７】 前記アパーチャおよびそれらと対応する
光学要素の配置は、前記ターゲット領域上の所定照射パ
ターンを生成することを特徴とする請求項６に記載の照
射プロフィール形成システム。 - 【請求項８】 主光学要素をさらに備え、前記アパーチ
ャ、前記対応する光学要素、および前記主光学要素の配
置は、前記ターゲット領域上に所定の照射パターンを生
成することを特徴とする請求項６に記載の照射プロフィ
ール形成システム。 - 【請求項９】 前記アパーチャ配置内の前記アパーチャ
は、正方形、矩形、および六角形のいずれかの形状を有
することを特徴とする請求項８に記載の照射プロフィー
ル形成システム。 - 【請求項１０】 前記アパーチャは、前記アパーチャ形
状を前記アパーチャ表面に対して垂直な軸の周囲を１８
０度回転させると反転したアパーチャ形状となるような
１８０度非対称性の形状であって、前記アパーチャ配置
内の１つのアパーチャに接するアパーチャのいくつか
は、前記アパーチャに対して反転した形状を有するよう
に前記アパーチャに対して１８０度裏返したものである
ことを特徴とする請求項８に記載の照射プロフィール形
成システム。 - 【請求項１１】 前記アパーチャ配置は少なくとも１つ
の反射型光学要素を備えることを特徴とする請求項８に
記載の照射プロフィール形成システム。 - 【請求項１２】 前記光学要素配置は、少なくとも１つ
の回折型光学要素を備えることを特徴とする請求項８に
記載の照射プロフィール形成システム。 - 【請求項１３】 前記光学要素配置は、少なくとも１つ
の屈折型光学要素を備えることを特徴とする請求項８に
記載の照射プロフィール形成システム。 - 【請求項１４】 前記光学要素配置は、少なくとも１つ
のフレネル型光学要素を備えることを特徴とする請求項
８に記載の照射プロフィール形成システム。 - 【請求項１５】 前記主光学要素は、ズーム機能を備え
た光学部品の組み合わせ内部に設けられた複数の光学要
素からなることを特徴とする請求項８に記載の照射プロ
フィール形成システム。 - 【請求項１６】 前記アパーチャ、前記対応する光学要
素、および前記主光学要素の配置は、前記所定の照射パ
ターンを生成することを特徴とする請求項１５に記載の
照射プロフィール形成システム。 - 【請求項１７】 少なくとも３つのアパーチャからなる
複数のアパーチャをアパーチャ配置内に配置し、 光学力を有する複数の光学要素を光学要素配置内に配置
し、 前記アパーチャ配置内のそれぞれのアパーチャを前記光
学要素配置の光学要素と対応させ、前記光学要素の少な
くとも１つは正の光学力を有し、前記光学要素の少なく
とも１つは負の光学力を有することを特徴とする照射プ
ロフィール形成方法。 - 【請求項１８】 前記アパーチャ配置は、ほとんど１０
０％の面占有比率を有することを特徴とする請求項１７
に記載の照射プロフィール形成方法。 - 【請求項１９】 前記アパーチャ配置は、１次元アレイ
を形成することを特徴とする請求項１７に記載の照射プ
ロフィール形成方法。 - 【請求項２０】 前記アパーチャ配置は、２次元アレイ
を形成することを特徴とする請求項１７に記載の照射プ
ロフィール形成方法。 - 【請求項２１】 前記アパーチャ配置は、３次元幾何図
形的配置に配置されることを特徴とする請求項１７に記
載の照射プロフィール形成方法。 - 【請求項２２】 さらに、前記アパーチャ配置へ照射の
入射を向け、前記アパーチャおよびそれらと対応する光
学要素の配置による前記入射照射の相互作用から生成さ
れる照射を含むターゲット領域を配置したことを特徴と
する請求項１７に記載の照射プロフィール形成方法。 - 【請求項２３】 前記アパーチャおよびそれらと対応す
る光学要素の配置は、前記ターゲット領域上の所定照射
パターンを生成することを特徴とする請求項２２に記載
の照射プロフィール形成方法。 - 【請求項２４】 さらに、主光学要素を配置し、前記ア
パーチャ、前記対応する光学要素、および前記主光学要
素の配置は、前記ターゲット領域上に所定の照射パター
ンを生成することを特徴とする請求項２２に記載の照射
プロフィール形成方法。 - 【請求項２５】 前記アパーチャ配置内の前記アパーチ
ャは、正方形、矩形、および六角形のいずれかの形状を
有することを特徴とする請求項２４に記載の照射プロフ
ィール形成方法。 - 【請求項２６】 前記アパーチャは、前記アパーチャ形
状を前記アパーチャ表面に対して垂直な軸の周囲を１８
０度回転させると反転したアパーチャ形状となるような
１８０度非対称性の形状であって、前記アパーチャ配置
内の１つのアパーチャに接するアパーチャのいくつか
は、前記アパーチャに対して反転した形状を有するよう
に前記アパーチャに対して１８０度裏返したものである
ことを特徴とする請求項２４に記載の照射プロフィール
形成方法。 - 【請求項２７】 前記アパーチャ配置は少なくとも１つ
の反射型光学要素を備えることを特徴とする請求項２４
に記載の照射プロフィール形成方法。 - 【請求項２８】 前記光学要素配置は、少なくとも１つ
の回折型光学要素を備えることを特徴とする請求項２４
に記載の照射プロフィール形成方法。 - 【請求項２９】 前記光学要素配置は、少なくとも１つ
の屈折型光学要素を備えることを特徴とする請求項２４
に記載の照射プロフィール形成方法。 - 【請求項３０】 前記光学要素配置は、少なくとも１つ
のフレネル型光学要素を備えることを特徴とする請求項
２４に記載の照射プロフィール形成方法。 - 【請求項３１】 前記主光学要素は、ズーム機能を備え
た光学部品の組み合わせ内に設けられた複数の光学要素
からなることを特徴とする請求項２４に記載の照射プロ
フィール形成方法。 - 【請求項３２】 前記アパーチャ、前記対応する光学要
素、および前記主光学要素の配置は、前記所定の照射パ
ターンを生成することを特徴とする請求項３１に記載の
照射プロフィール形成方法。 - 【請求項３３】 さらに、前記アパーチャ、前記対応す
る光学要素、および前記主光学要素の配置うち少なくと
も１つについてのパラメータ値を変更し、前記ターゲッ
ト領域上の前記所定照射パターンを変化させることを特
徴とする請求項２４に記載の照射プロフィール形成方
法。
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