JP2003270585A - Laser illumination optical system, and exposure device, laser beam machining device and projection device using the same - Google Patents

Laser illumination optical system, and exposure device, laser beam machining device and projection device using the same

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JP2003270585A
JP2003270585A JP2002074027A JP2002074027A JP2003270585A JP 2003270585 A JP2003270585 A JP 2003270585A JP 2002074027 A JP2002074027 A JP 2002074027A JP 2002074027 A JP2002074027 A JP 2002074027A JP 2003270585 A JP2003270585 A JP 2003270585A
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JP
Japan
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laser
optical system
illumination optical
light
light source
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Application number
JP2002074027A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Miyagaki
一也 宮垣
Kenji Kameyama
健司 亀山
Ikuo Kato
幾雄 加藤
Keishin Aisaka
敬信 逢坂
Yasuyuki Takiguchi
康之 滝口
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser illumination optical system which can decrease the interference fringes occurring in the luminous fluxes in the perpendicular direction of the array of a laser array light source, can improve the illumination performance and light utilization efficiency to a part to be irradiated and can make illuminance uniform. <P>SOLUTION: The laser illumination optical system has at least the laser array light source 11 which emits a plurality of laser beams and a hologram element 12 which is disposed between the light source 11 and the part 13 to be irradiated, converts the respective laser beams emitted from the light source 11 to luminous fluxes of the uniform illuminance of a rectangular shape and irradiates the part 13 to be irradiated with these luminous fluxes. The laser array beams of the Gaussian profile characteristics emitted from the light source 11 are converted to the luminous fluxes of the uniform intensity of the rectangular shape by the hologram element 12 and the part to be irradiated is illuminated with these light fluxes adjacently with each other on this part and therefore the interference fringes are hardly generated in the part to be irradiated and the compact illumination optical system having the high light utilization efficiency is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、レーザを光源とし
て被照射部における照度を均一化したレーザ照明光学系
と、それを用いた露光装置、レーザ加工装置、投射装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser illumination optical system using a laser as a light source to uniformize the illuminance in an irradiated portion, an exposure apparatus, a laser processing apparatus and a projection apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザを光源とした投射装置は、レーザ
の発振スペクトルが狭いために色純度の高い投射が期待
される。その一方で、レーザは干渉性が高いため、光束
を分割してから合成すると干渉縞が発生することがあ
る。例えば、一本のレーザビームを通常のフライアイレ
ンズ光学系で照度均一化すると、被照射部で干渉縞が見
られる。また、例えば特開平8−94839号公報に記
載のホログラム素子では、レーザビームの一部分を被照
射部で重ね合わせており、干渉を小さく抑える構成を開
示しているが、上記公報の構成でも干渉縞がなくなるわ
けではない。さらに、特開平9−80311号公報に記
載の照明装置では、2枚のホログラス素子を使って均一
な強度分布を得る光学系を実現している。しかし、一つ
のレーザ光源であれば効果があるがアレイ光源への応用
が不明である。
2. Description of the Related Art A projection device using a laser as a light source is expected to have high color purity because the oscillation spectrum of the laser is narrow. On the other hand, since the laser has a high coherence, an interference fringe may occur when the light fluxes are divided and then combined. For example, when the illuminance of one laser beam is made uniform by a normal fly-eye lens optical system, interference fringes are seen in the irradiated portion. Further, for example, in the hologram element described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-94839, a part of the laser beam is superposed on the irradiated portion, and a structure for suppressing interference is disclosed. Does not go away. Furthermore, the illumination device described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-80311 realizes an optical system that uses two holographic elements to obtain a uniform intensity distribution. However, if one laser light source is effective, its application to an array light source is unknown.

【0003】一方、比較的小型で光出力の高いレーザ光
源としてレーザアレイ光源(特に半導体レーザアレイ光
源)が期待されており、このレーザアレイ光源とフライ
アイレンズ等を組み合わせることにより被照射部におけ
る照度を均一化したレーザ照明光学系を構成することが
可能である。
On the other hand, a laser array light source (particularly a semiconductor laser array light source) is expected as a laser light source having a relatively small size and a high light output. By combining this laser array light source with a fly-eye lens, the illuminance at the irradiated portion is increased. It is possible to configure a laser illumination optical system in which

【0004】レーザ照明光学系において、レーザアレイ
を光源として用いた場合、光共振器の異なる光源から光
が発振されるため、アレイ間の光の干渉は無い。このた
め、干渉縞が被照射部で複数重なることになる。レーザ
アレイ数が多いほど干渉縞は目立たなくなるが、アレイ
数やフライアイレンズ系の組み合わせによっては干渉縞
を低減することが難しい。
In a laser illumination optical system, when a laser array is used as a light source, light is oscillated from light sources having different optical resonators, so that there is no light interference between the arrays. Therefore, a plurality of interference fringes are overlapped on the irradiated portion. The interference fringes become less visible as the number of laser arrays increases, but it is difficult to reduce the interference fringes depending on the number of arrays and the combination of fly-eye lens systems.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、請求項1,2に係る発明は、
レーザアレイ光源のアレイ垂直方向の光束に起因する干
渉縞を減らし、被照射部への照明性能と光利用効率を向
上させることができ、照度の均一化を図ることができる
レーザ照明光学系を提供することを目的とする。また、
請求項3に係る発明は、レーザアレイ光源のアレイ垂直
方向の光束に起因する干渉縞を減らし、被照射部への光
利用効率を高め、広がり角の大きいレーザ光源であって
も被照射部への照明性能をさらに向上させることができ
るレーザ照明光学系を提供することを目的とする。さら
に請求項4に係る発明は、レーザアレイ光源のアレイ垂
直方向の光束に起因する干渉縞を減らし、被照射部への
光利用効率を高め、広がり角の大きいレーザ光源であっ
ても被照射部への照明性能をさらに向上させること、ま
た、平行光束化手段の設置許容を高くすることができる
レーザ照明光学系を提供することを目的とする。さらに
請求項5に係る発明は、レーザアレイ光源のアレイ垂直
方向の光束に起因する干渉縞を減らし、被照射部への光
利用効率と照明性能を向上させ、かつ、ホログラム素子
の設計および作製を容易にすることができるレーザ照明
光学系を提供することを目的とする。さらに請求項6に
係る発明は、レーザアレイ光源のアレイ垂直方向の光束
に起因する干渉縞を減らし、被照射部への光利用効率と
照明性能を向上させ、かつ、照明光学系を簡素にするこ
とができるレーザ照明光学系を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the inventions according to claims 1 and 2 are as follows.
Provided is a laser illumination optical system capable of reducing the interference fringes caused by the light flux of the laser array light source in the array vertical direction, improving the illumination performance to the irradiated portion and the light utilization efficiency, and making the illuminance uniform. The purpose is to do. Also,
According to a third aspect of the present invention, interference fringes caused by the light flux in the array vertical direction of the laser array light source are reduced, the light utilization efficiency to the irradiated portion is improved, and even the laser light source having a large divergence angle is irradiated to the irradiated portion. It is an object of the present invention to provide a laser illumination optical system capable of further improving the illumination performance of the above. Further, the invention according to claim 4 reduces the interference fringes due to the light flux in the array vertical direction of the laser array light source, enhances the light utilization efficiency to the irradiated portion, and even if the laser light source has a large spread angle, the irradiated portion is large. It is an object of the present invention to provide a laser illuminating optical system capable of further improving the illumination performance of the laser beam and increasing the installation allowance of the collimated light flux forming means. Further, the invention according to claim 5 reduces the interference fringes caused by the light flux in the array vertical direction of the laser array light source, improves the light utilization efficiency and the illumination performance to the irradiated portion, and designs and manufactures the hologram element. An object of the present invention is to provide a laser illumination optical system that can be easily made. Further, the invention according to claim 6 reduces the interference fringes caused by the light flux in the array vertical direction of the laser array light source, improves the light utilization efficiency and the illumination performance to the irradiated portion, and simplifies the illumination optical system. It is an object of the present invention to provide a laser illuminating optical system capable of performing the above.

【0006】請求項7に係る発明は、照明光学系の照度
が均一で、レチクルなどへの光利用効率が高く照明性能
の良好な露光装置を提供することを目的とする。また、
請求項8に係る発明は、照明光学系の照度が均一で、干
渉縞がなく照度均一性や光利用効率が高いレーザ加工装
置を提供することを目的とする。さらに請求項9に係る
発明は、照明光学系の照度が均一で、空間変調器(ライ
トバルブ)上で干渉縞が発生せず照明性能が良好な投射
装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an exposure apparatus in which the illuminance of the illumination optical system is uniform, the light utilization efficiency for the reticle and the like is high, and the illumination performance is good. Also,
It is an object of the invention according to claim 8 to provide a laser processing apparatus in which the illumination optical system has uniform illuminance, no interference fringes, and high illuminance uniformity and light utilization efficiency. It is another object of the present invention to provide a projection apparatus in which the illumination optical system has a uniform illuminance, no interference fringes are generated on the spatial modulator (light valve), and the illumination performance is good.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に係る発明は、少なくとも、複数のレーザ
光を出射するレーザアレイ光源と、該レーザアレイ光源
と被照射部との間に配設され前記レーザアレイ光源から
出射される各々のレーザ光を矩形状の均一照度の光束に
変換して前記被照射部に照射するホログラム素子とを有
することを特徴とするものである。また、請求項2に係
る発明は、請求項1記載のレーザ照明光学系において、
前記レーザアレイ光源から出射される各々のレーザ光
は、前記ホログラム素子によってガウシアンプロファイ
ル特性の光束から矩形状の均一強度の光束に変換され、
かつ、被照射部上で隣接して照明されることを特徴とす
るものである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides at least a laser array light source for emitting a plurality of laser beams, and the laser array light source and the irradiated portion. And a hologram element that converts each laser beam emitted from the laser array light source into a rectangular luminous flux having uniform illuminance and irradiates the irradiated portion with the hologram element. The invention according to claim 2 is the laser illumination optical system according to claim 1,
Each laser light emitted from the laser array light source is converted by the hologram element from a light flux having a Gaussian profile characteristic to a light flux having a rectangular uniform intensity,
Further, it is characterized in that it is illuminated adjacently on the irradiated portion.

【0008】請求項3に係る発明は、請求項1または2
記載のレーザ照明光学系において、前記レーザアレイ光
源と前記ホログラム素子の間に、前記レーザアレイ光源
から出射される各々のレーザ光を平行光束化する平行光
束化手段を有することを特徴とするものである。また、
請求項4に係る発明は、請求項3記載のレーザ照明光学
系において、前記平行光束化手段は、シリンドリカルレ
ンズアレイとシリンダーレンズで構成されることを特徴
とするものである。さらに請求項5に係る発明は、請求
項1〜4の何れか一つに記載のレーザ照明光学系におい
て、前記ホログラム素子は、2組のホログラム素子で構
成され、これらのホログラム素子は互いに格子方向が直
交する直線状の格子であることを特徴とするものであ
る。さらに請求項6に係る発明は、請求項1〜4の何れ
か一つに記載のレーザ照明光学系において、前記ホログ
ラム素子は1枚のみで構成されたことを特徴とするもの
である。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In the laser illuminating optical system described above, between the laser array light source and the hologram element, a parallel light flux forming means for converting each laser light emitted from the laser array light source into a parallel light flux is provided. is there. Also,
According to a fourth aspect of the present invention, in the laser illumination optical system according to the third aspect, the collimating beam forming means is composed of a cylindrical lens array and a cylinder lens. Further, the invention according to claim 5 is the laser illumination optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein the hologram element is composed of two sets of hologram elements, and the hologram elements are mutually arranged in a lattice direction. Is a linear lattice which is orthogonal to each other. Further, the invention according to claim 6 is the laser illumination optical system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the hologram element is composed of only one element.

【0009】請求項7に係る発明は、請求項1〜6の何
れか一つに記載のレーザ照明光学系と、投影レンズを備
えたことを特徴とするものである。また、請求項8に係
る発明は、請求項1〜6の何れか一つに記載のレーザ照
明光学系と、レンズを備えたことを特徴とするものであ
る。さらに請求項9に係る発明は、請求項1〜6の何れ
か一つに記載のレーザ照明光学系と、色合成手段と、空
間変調器と、投射レンズを備えたことを特徴とするもの
である。
The invention according to claim 7 is characterized by including the laser illumination optical system according to any one of claims 1 to 6 and a projection lens. The invention according to claim 8 is characterized by including the laser illumination optical system according to any one of claims 1 to 6 and a lens. Further, the invention according to claim 9 is characterized by including the laser illumination optical system according to any one of claims 1 to 6, a color synthesizing means, a spatial modulator, and a projection lens. is there.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレーザ照明光
学系及びそれを用いた露光装置、レーザ加工装置、投射
装置の構成、動作及び作用を、図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The configuration, operation and action of a laser illumination optical system according to the present invention and an exposure apparatus, laser processing apparatus and projection apparatus using the same will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. .

【0011】(実施例1)まず、請求項1,2に係る発
明の実施例について説明する。図1は請求項1,2に係
る発明の一実施例を示す図であって、(a)はレーザ照
明光学系の概略平面構成図、(b)はレーザ照明光学系
の概略側面構成図である。このレーザ照明光学系は、複
数のレーザ発光部がアレイ状に配列されたレーザアレイ
光源11とホログラム素子12からなり、符号13は被
照射部を表している。この被照射部13は均一化された
光束が照射される部分であり、露光装置では露光用マス
ク(レチクル)が、レーザ加工装置ではワークが、投射
装置では空間光変調器(所謂ライトバルブ)がこの被照
射部に該当する。
(Embodiment 1) First, an embodiment of the invention according to claims 1 and 2 will be described. 1A and 1B are diagrams showing an embodiment of the invention according to claims 1 and 2, wherein FIG. 1A is a schematic plan configuration diagram of a laser illumination optical system, and FIG. 1B is a schematic side configuration diagram of a laser illumination optical system. is there. This laser illumination optical system is composed of a laser array light source 11 and a hologram element 12 in which a plurality of laser light emitting portions are arranged in an array, and a reference numeral 13 indicates an irradiated portion. The irradiated portion 13 is a portion to which a uniform light beam is irradiated, and an exposure mask (reticle) is used in an exposure apparatus, a workpiece is used in a laser processing apparatus, and a spatial light modulator (so-called light valve) is used in a projection apparatus. It corresponds to this irradiated portion.

【0012】レーザアレイ光源11は、複数のレーザ発
光部として、複数のレーザ光源がアレイ状に配列された
ものでも良いし、レーザバーのように複数のレーザ光源
が集積化された光源であっても良い。また、複数のレー
ザ発振部がアレイ状に配列された半導体レーザアレイで
も良い。ホログラム素子12は、レーザアレイ光源から
出射される各々のガウシアンプロファイル特性であるレ
ーザ光を被照射部上で矩形状の均一照度の光束に変換さ
せるように機能する。このホログラム素子12は、透過
型振幅格子、透過型位相格子または透過型ブレーズ格子
等により構成され、それぞれフォトレジストに干渉縞を
焼き付けたり、機械的にダイヤモンドカッターでガラス
板等の基板表面に溝を刻線する等して作製することがで
きる。
The laser array light source 11 may be one in which a plurality of laser light sources are arranged in an array as a plurality of laser light emitting portions, or a light source in which a plurality of laser light sources are integrated such as a laser bar. good. Further, a semiconductor laser array in which a plurality of laser oscillators are arranged in an array may be used. The hologram element 12 functions to convert the laser light having the Gaussian profile characteristics emitted from the laser array light source into a rectangular light flux having a uniform illuminance on the irradiated portion. This hologram element 12 is composed of a transmission type amplitude grating, a transmission type phase grating, a transmission type blazed grating or the like, and each has an interference fringe printed on a photoresist or a groove formed on a substrate surface such as a glass plate mechanically with a diamond cutter. It can be manufactured by engraving.

【0013】ここで、図2、図3を用いてホログラム素
子12について説明する。図2は一つのレーザ光につい
てホログラム素子12上の照度分布を表す図であり、図
3はホログラム素子12を介して照射される光束の被照
射部13上の照度分布を表す図である。ホログラム素子
12は、レーザアレイ光源から入射されるガウシアンプ
ロファイルの照度分布(図2)を有するレーザ光を、均
一照度で矩形状の光束(図3)に変換させる。ホログラ
ム素子面上で入射光の微細な領域の照度をAとすると、
この領域の光強度はA・SA(SAは微小な領域の面積)
となる。この光強度は、ホログラムの回折効率を100
%と仮定すると、被照射部13に照明された領域で照度
B(目標値)となるには B・SB=A・SA (光強度が変わらないため) より、 SB=(A/B)・SA となる。
Here, the hologram element 12 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing the illuminance distribution on the hologram element 12 with respect to one laser beam, and FIG. 3 is a diagram showing the illuminance distribution on the irradiated portion 13 of the light flux irradiated via the hologram element 12. The hologram element 12 converts laser light having a Gaussian profile illuminance distribution (FIG. 2) incident from a laser array light source into a rectangular light flux (FIG. 3) with uniform illuminance. Assuming that the illuminance of a minute area of incident light on the hologram element surface is A,
The light intensity in this area is A · S A (S A is the area of the minute area)
Becomes This light intensity makes the diffraction efficiency of the hologram 100.
Assuming that%, B · S B = A · S A (because the light intensity does not change) in order to reach the illuminance B (target value) in the area illuminated by the irradiated portion 13, S B = (A / B)・ It becomes S A.

【0014】ホログラム素子面上のどの領域からも回折
光が被照射部13で照度Bとなるために、各領域ごとに
Bが決まる。これらのSを被照射部13で並べて全
体として矩形状になるように回折光の進行方向を決め
る。これより、ホログラム素子面の微細な領域ごとに格
子方向と格子ピッチが決定される。本実施例では光源が
レーザアレイ光源11であるため、ホログラムのパター
ンはレーザアレイ数と同じだけ必要となる。また、ホロ
グラム素子12としては、レーザアレイ光のピッチと同
じようにアレイ化されたホログラムが基板上に設置され
る。このホログラム素子12を用いることにより、各々
のレーザ光は被照射部13で矩形状の領域で照明され
る。この際、隣のレーザ光とは被照射部13で隙間無く
接することが望ましい。
Since diffracted light from any region on the hologram element surface becomes the illuminance B at the irradiated portion 13, S B is determined for each region. These S B determines the traveling direction of the diffracted light so that a rectangular shape as a whole alongside with the irradiated portion 13. As a result, the lattice direction and the lattice pitch are determined for each fine region on the hologram element surface. In this embodiment, since the light source is the laser array light source 11, the hologram pattern is required as many as the number of laser arrays. Further, as the hologram element 12, an arrayed hologram having the same pitch as the laser array light is set on the substrate. By using this hologram element 12, each laser beam is illuminated by the irradiated portion 13 in a rectangular area. At this time, it is desirable that the irradiated portion 13 is in contact with the adjacent laser light without any gap.

【0015】本実施例の構成によれば、ホログラム素子
12以外にフライアイレンズのような照度均一化のため
の光学素子を用いないため、構成部品数が少なくなり照
明光学系がコンパクトになる。また、フライアイレンズ
のような光束を分割して合成する光学系ではないので干
渉縞が発生しない。さらに、レーザアレイ光源11の両
端のレーザ光も被照射部13で均一照度の光束となるた
め、全てのレーザ光を被照射部13で利用でき光利用効
率が高い。
According to the structure of this embodiment, since no optical element for uniforming the illuminance such as a fly-eye lens is used other than the hologram element 12, the number of constituent parts is reduced and the illumination optical system is made compact. Further, since it is not an optical system such as a fly's eye lens that splits and combines light beams, interference fringes do not occur. Further, since the laser light on both ends of the laser array light source 11 also becomes a luminous flux of uniform illuminance at the irradiated portion 13, all the laser light can be used at the irradiated portion 13 and the light utilization efficiency is high.

【0016】(実施例2)次に請求項3に係る発明の実
施例について説明する。図4は請求項3に係る発明の一
実施例を示す図であって、(a)はレーザ照明光学系の
概略平面構成図、(b)はレーザ照明光学系の概略側面
構成図である。このレーザ照明光学系は、複数のレーザ
発光部がアレイ状に配列されたレーザアレイ光源21と
平行光束化手段23とホログラム素子22からなり、符
号13は被照射部を表している。この被照射部13は均
一化された光束が照射される部分であり、露光装置では
露光用マスク(レチクル)が、レーザ加工装置ではワー
クが、投射装置では空間光変調器(ライトバルブ)がこ
の被照射部に該当する。
(Embodiment 2) Next, an embodiment of the invention according to claim 3 will be described. 4A and 4B are views showing an embodiment of the invention according to claim 3, wherein FIG. 4A is a schematic plan view of the laser illumination optical system, and FIG. 4B is a schematic side view of the laser illumination optical system. This laser illumination optical system comprises a laser array light source 21 in which a plurality of laser emitting portions are arranged in an array, a collimating beam forming means 23, and a hologram element 22, and reference numeral 13 indicates an irradiated portion. The irradiated portion 13 is a portion to which a uniform light flux is irradiated, and an exposure mask (reticle) is used in an exposure apparatus, a work is used in a laser processing apparatus, and a spatial light modulator (light valve) is used in a projection apparatus. It corresponds to the irradiated part.

【0017】レーザアレイ光源21は、複数のレーザ発
光部として、複数のレーザ光源がアレイ状に配列された
ものでも良いし、レーザバーのように複数のレーザ光源
が集積化された光源であっても良い。また、複数のレー
ザ発振部がアレイ状に配列された半導体レーザアレイで
も良い。ホログラム素子22は、実施例1で説明したホ
ログラム素子と同様に、レーザアレイ光源21から出射
される各々のガウシアンプロファイル特性であるレーザ
光を被照射部13上で矩形状の均一照度の光束に変換さ
せるように機能する。また、本実施例では平行光束化手
段23として、2次元のレンズパワーを有するレンズが
アレイ状に配列されたコリメートレンズアレイ23で構
成している。
The laser array light source 21 may be one in which a plurality of laser light sources are arranged in an array as a plurality of laser light emitting portions, or may be a light source in which a plurality of laser light sources are integrated such as a laser bar. good. Further, a semiconductor laser array in which a plurality of laser oscillators are arranged in an array may be used. Similar to the hologram element described in the first embodiment, the hologram element 22 converts laser light emitted from the laser array light source 21 and having Gaussian profile characteristics into a luminous flux having a rectangular uniform illuminance on the irradiated portion 13. To function. Further, in this embodiment, the collimating lens array 23 is constituted by a collimating lens array 23 in which lenses having a two-dimensional lens power are arranged in an array.

【0018】本実施例の構成によれば、ホログラム素子
22以外にフライアイレンズのような照度均一化のため
の光学素子を用いないため、構成部品数が少なくなり照
明光学系がコンパクトになる。また、フライアイレンズ
のような光束を分割して合成する光学系ではないので干
渉縞が発生しない。さらに、レーザアレイ光源21の両
端のレーザ光も被照射部13で均一照度の光束となるた
め、全てのレーザ光を被照射部で利用でき光利用効率が
高い。また、平行光束化手段としてコリメートレンズア
レイ23を有するため、レーザアレイ光源21の各レー
ザ光が比較的大きな広がり角を有していたとしてもホロ
グラム素子22へ平行光束を入射させることができるた
め、ホログラムの設計が容易になり、かつ、ホログラム
素子22の光軸方向の設置自由度を高くすることができ
る。
According to the structure of this embodiment, since no optical element for uniforming the illuminance such as a fly's eye lens is used other than the hologram element 22, the number of components is reduced and the illumination optical system becomes compact. Further, since it is not an optical system such as a fly's eye lens that splits and combines light beams, interference fringes do not occur. Further, since the laser light on both ends of the laser array light source 21 also becomes a luminous flux of uniform illuminance at the irradiated portion 13, all the laser light can be used at the irradiated portion, and the light utilization efficiency is high. Further, since the collimator lens array 23 is provided as the parallel light flux converting means, the parallel light flux can be incident on the hologram element 22 even if each laser light of the laser array light source 21 has a relatively large divergence angle. The hologram can be easily designed and the degree of freedom in installing the hologram element 22 in the optical axis direction can be increased.

【0019】(実施例3)次に請求項4に係る発明の実
施例について説明する。図5は請求項4に係る発明の一
実施例を示す図であって、(a)はレーザ照明光学系の
概略平面構成図、(b)はレーザ照明光学系の概略側面
構成図である。このレーザ照明光学系は、複数のレーザ
発光部がアレイ状に配列されたレーザアレイ光源21と
平行光束化手段31,32とホログラム素子22からな
り、符号13は被照射部を表している。この被照射部1
3は均一化された光束が照射される部分であり、露光装
置では露光用マスク(レチクル)が、レーザ加工装置で
はワークが、投射装置では空間光変調器(所謂ライトバ
ルブ)がこの被照射部に該当する。
(Embodiment 3) Next, an embodiment of the invention according to claim 4 will be described. 5A and 5B are views showing an embodiment of the invention according to claim 4, wherein FIG. 5A is a schematic plan configuration diagram of a laser illumination optical system, and FIG. 5B is a schematic side configuration diagram of the laser illumination optical system. This laser illuminating optical system comprises a laser array light source 21 in which a plurality of laser emitting parts are arranged in an array, parallel light flux forming means 31 and 32, and a hologram element 22, and reference numeral 13 indicates an irradiated portion. This irradiated part 1
Reference numeral 3 denotes a portion to which a uniformized light flux is emitted. The exposure mask (reticle) is used in the exposure apparatus, the work is used in the laser processing apparatus, and the spatial light modulator (so-called light valve) is used in the projection apparatus. Corresponds to.

【0020】レーザアレイ光源21は、複数のレーザ発
光部として、複数のレーザ光源がアレイ状に配列された
ものでも良いし、レーザバーのように複数のレーザ光源
が集積化された光源であっても良い。また、複数のレー
ザ発振部がアレイ状に配列された半導体レーザアレイで
も良い。ホログラム素子22は、実施例1で説明したホ
ログラム素子と同様に、レーザアレイ光源21から出射
される各々のガウシアンプロファイル特性であるレーザ
光を被照射部13上で矩形状の均一照度の光束に変換さ
せるように機能する。また、本実施例では平行光束化手
段23として、シリンドリカルレンズアレイ31とシリ
ンダーレンズ32を用いているため、シリンドリカルレ
ンズアレイ31は図5(b)の紙面上下方向の設置が容
易になり、また、シリンダーレンズ32は図5(a)の
紙面上で上下方向の設置許容が広くなる。
The laser array light source 21 may be one in which a plurality of laser light sources are arranged in an array as a plurality of laser light emitting portions, or a light source in which a plurality of laser light sources are integrated such as a laser bar. good. Further, a semiconductor laser array in which a plurality of laser oscillators are arranged in an array may be used. Similar to the hologram element described in the first embodiment, the hologram element 22 converts laser light emitted from the laser array light source 21 and having Gaussian profile characteristics into a luminous flux having a rectangular uniform illuminance on the irradiated portion 13. To function. Further, in the present embodiment, since the cylindrical lens array 31 and the cylinder lens 32 are used as the parallel light beam converting means 23, the cylindrical lens array 31 can be easily installed in the vertical direction on the paper surface of FIG. 5B, and The cylinder lens 32 has a wider installation allowance in the vertical direction on the paper surface of FIG.

【0021】本実施例の構成によれば、ホログラム素子
22以外にフライアイレンズのような照度均一化のため
の光学素子を用いないため、構成部品数が少なくなり照
明光学系がコンパクトになる。また、フライアイレンズ
のような光束を分割して合成する光学系ではないので干
渉縞が発生しない。さらに、平行光束化手段23とし
て、シリンドリカルレンズアレイ31とシリンダーレン
ズ32を用いるため、レーザアレイ光源21の各レーザ
光が比較的大きな広がり角を有していたとしてもホログ
ラム素子22へ平行光束を入射させることができるた
め、ホログラムの設計が容易になり、かつ、ホログラム
素子22の光軸方向の設置自由度を高くすることができ
る。また、レーザアレイ光源21の両端のレーザ光も被
照射部13で均一照度の光束となるため、全てのレーザ
光を被照射部13で利用できるため光利用効率が高い。
According to the structure of this embodiment, since no optical element for uniforming the illuminance such as a fly-eye lens is used other than the hologram element 22, the number of components is reduced and the illumination optical system becomes compact. Further, since it is not an optical system such as a fly's eye lens that splits and combines light beams, interference fringes do not occur. Further, since the cylindrical lens array 31 and the cylinder lens 32 are used as the parallel light flux converting means 23, even if each laser light of the laser array light source 21 has a relatively large spread angle, the parallel light flux is incident on the hologram element 22. Therefore, the hologram can be easily designed and the hologram element 22 can be installed with a high degree of freedom in the optical axis direction. Further, since the laser light at both ends of the laser array light source 21 also becomes a luminous flux with a uniform illuminance at the irradiated portion 13, all the laser light can be used at the irradiated portion 13, so that the light utilization efficiency is high.

【0022】(実施例4)次に請求項5に係る発明の実
施例について説明する。図6は請求項5に係る発明の一
実施例を示す図であって、(a)はレーザ照明光学系の
概略平面構成図、(b)はレーザ照明光学系の概略側面
構成図である。このレーザ照明光学系は、複数のレーザ
発光部がアレイ状に配列されたレーザアレイ光源21と
平行光束化手段23と2組のホログラム素子41a,4
1bからなり、符号13は被照射部を表している。この
被照射部13は均一化された光束が照射される部分であ
り、露光装置では露光用マスク(レチクル)が、レーザ
加工装置ではワークが、投射装置では空間光変調器(所
謂ライトバルブ)がこの被照射部に該当する。
(Embodiment 4) Next, an embodiment of the invention according to claim 5 will be described. 6A and 6B are views showing an embodiment of the invention according to claim 5, wherein FIG. 6A is a schematic plan configuration diagram of a laser illumination optical system, and FIG. 6B is a schematic side configuration diagram of the laser illumination optical system. This laser illuminating optical system includes a laser array light source 21 in which a plurality of laser emitting parts are arranged in an array, a parallel light flux forming means 23, and two sets of hologram elements 41a, 4a.
1b, and the reference numeral 13 represents the irradiated portion. The irradiated portion 13 is a portion to which a uniform light beam is irradiated, and an exposure mask (reticle) is used in an exposure apparatus, a workpiece is used in a laser processing apparatus, and a spatial light modulator (so-called light valve) is used in a projection apparatus. It corresponds to this irradiated portion.

【0023】レーザアレイ光源21は、複数のレーザ発
光部として、複数のレーザ光源がアレイ状に配列された
ものでも良いし、レーザバーのように複数のレーザ光源
が集積化された光源であっても良い。また、複数のレー
ザ発振部がアレイ状に配列された半導体レーザアレイで
も良い。また、本実施例では平行光束化手段23とし
て、実施例2(図4)で説明した2次元のレンズパワー
を有するレンズがアレイ状に配列されたコリメートレン
ズアレイを用いているが、実施例3(図5)で説明した
シリンドリカルレンズアレイとシリンダーレンズの組合
せで構成しても良い。また、平行光束化手段自体を省略
することも可能である。
The laser array light source 21 may be one in which a plurality of laser light sources are arranged in an array as a plurality of laser light emitting portions, or may be a light source in which a plurality of laser light sources are integrated such as a laser bar. good. Further, a semiconductor laser array in which a plurality of laser oscillators are arranged in an array may be used. In addition, in the present embodiment, as the collimating beam converting means 23, a collimating lens array in which the lenses having the two-dimensional lens power described in the second embodiment (FIG. 4) are arranged in an array is used. It may be configured by a combination of the cylindrical lens array and the cylinder lens described in (FIG. 5). Further, it is also possible to omit the parallel light flux forming means itself.

【0024】本実施例では、2組のホログラム素子41
a,41bを用いており、この2組のホログラム素子4
1a,41bは、1枚のホログラム基板41の表裏に作
製しているが、ホログラム素子41a,41bがそれぞ
れ形成された2枚のホログラム基板を使っても良い。図
6ではホログラム基板41の表側のホログラム素子41
aにレーザアレイ方向の光束を均一化させるホログラ
ム、すなわち、図6(a)で紙面厚さ方向に回折格子が
並んでいる。一方、レーザアレイ厚さ方向(レーザアレ
イ方向に垂直な方向)の均一化はホログラム基板41の
裏側のホログラム素子41bで行っている。ホログラム
素子41bの格子方向は図6(b)で紙面厚さ方向に並
んでいる。尚、ホログラム基板41の表裏のホログラム
素子41a,41bの配置は一例であって、本実施例と
は逆の組み合わせであっても差し支えない。
In this embodiment, two sets of hologram elements 41 are used.
a and 41b are used, and these two sets of hologram elements 4
Although 1a and 41b are formed on the front and back of one hologram substrate 41, two hologram substrates on which the hologram elements 41a and 41b are formed may be used. In FIG. 6, the hologram element 41 on the front side of the hologram substrate 41 is shown.
In FIG. 6A, a hologram for uniformizing the light flux in the laser array direction, that is, diffraction gratings are arranged in the thickness direction of the paper surface in FIG. 6A. On the other hand, the uniformization in the laser array thickness direction (direction perpendicular to the laser array direction) is performed by the hologram element 41b on the back side of the hologram substrate 41. The lattice direction of the hologram element 41b is aligned in the thickness direction of the paper in FIG. 6 (b). The arrangement of the hologram elements 41a and 41b on the front and back of the hologram substrate 41 is an example, and the combination may be the reverse of that of the present embodiment.

【0025】本実施例の構成によれば、2組のホログラ
ム素子41a,41b以外にフライアイレンズのような
照度均一化のための光学素子を用いないため、構成部品
数が少なくなり照明光学系がコンパクトになる。特に図
6に示すように1枚のホログラム基板41の表裏面に2
組のホログラム素子41a,41bを設けた構成とした
場合、照明光学系はより一層小型にすることができる。
レーザアレイ光はレーザアレイ方向に垂直な方向を強度
変換させるホログラム素子で対応するため基本的に被照
射部で干渉縞が発生しない。さらに、平行光束化手段2
3を有する場合には、レーザアレイ光源21の各レーザ
光が比較的大きな広がり角を有していたとしてもホログ
ラム素子41a,41bへ平行光束を入射させることが
できるため、ホログラムの設計が容易になり、かつ、ホ
ログラム素子の光軸方向の設置自由度を高くすることが
できる。また、レーザアレイ光源21の両端のレーザ光
も被照射部13で均一照度の光束となるため、全てのレ
ーザ光を被照射部13で利用できるため光利用効率が高
い。さらに本実施例では、2組のホログラム素子41
a,41bを用いるため直線状のホログラムで良い。ま
た、レーザアレイ方向とこれに直交する方向のホログラ
ムは個別に設計できる。また、直線状のホログラムであ
るため電子ビーム描画などで作製しやすくなる。
According to the structure of this embodiment, since no optical element for uniforming the illuminance such as a fly-eye lens is used other than the two sets of hologram elements 41a and 41b, the number of constituent parts is reduced and the illumination optical system is reduced. Becomes compact. In particular, as shown in FIG.
When the hologram elements 41a and 41b of a set are provided, the illumination optical system can be further downsized.
Since the laser array light is dealt with by the hologram element for converting the intensity in the direction perpendicular to the laser array direction, basically no interference fringes are generated in the irradiated portion. Further, the parallel light flux forming means 2
In the case of 3, the parallel light flux can be incident on the hologram elements 41a and 41b even if each laser beam of the laser array light source 21 has a relatively large divergence angle, so that the hologram can be easily designed. In addition, the degree of freedom in installing the hologram element in the optical axis direction can be increased. Further, since the laser light at both ends of the laser array light source 21 also becomes a luminous flux with a uniform illuminance at the irradiated portion 13, all the laser light can be used at the irradiated portion 13, so that the light utilization efficiency is high. Further, in this embodiment, two sets of hologram elements 41 are used.
Since a and 41b are used, a linear hologram may be used. Also, holograms in the laser array direction and in the direction orthogonal thereto can be individually designed. Further, since it is a linear hologram, it is easy to fabricate by electron beam drawing or the like.

【0026】(実施例5)次に請求項6に係る発明の実
施例について図4を参照して説明する。図4に示すレー
ザ照明光学系は、複数のレーザ発光部がアレイ状に配列
されたレーザアレイ光源21と平行光束化手段23とホ
ログラム素子22からなり、符号13は被照射部を表し
ている。この被照射部13は均一化された光束が照射さ
れる部分であり、露光装置では露光用マスク(レチク
ル)が、レーザ加工装置ではワークが、投射装置では空
間光変調器(所謂ライトバルブ)がこの被照射部に該当
する。
(Embodiment 5) Next, an embodiment of the invention according to claim 6 will be described with reference to FIG. The laser illuminating optical system shown in FIG. 4 includes a laser array light source 21 in which a plurality of laser emitting portions are arranged in an array, a collimating beam forming means 23, and a hologram element 22, and reference numeral 13 denotes an irradiated portion. The irradiated portion 13 is a portion to which a uniform light beam is irradiated, and an exposure mask (reticle) is used in an exposure apparatus, a workpiece is used in a laser processing apparatus, and a spatial light modulator (so-called light valve) is used in a projection apparatus. It corresponds to this irradiated portion.

【0027】レーザアレイ光源21は、複数のレーザ発
光部として、複数のレーザ光源がアレイ状に配列された
ものでも良いし、レーザバーのように複数のレーザ光源
が集積化された光源であっても良い。また、複数のレー
ザ発振部がアレイ状に配列された半導体レーザアレイで
も良い。また、本実施例では平行光束化手段23とし
て、2次元のレンズパワーを有するレンズがアレイ状に
配列されたコリメートレンズアレイで構成しているが、
平行光束化手段は無くても良い。
The laser array light source 21 may be one in which a plurality of laser light sources are arranged in an array as a plurality of laser light emitting portions, or a light source in which a plurality of laser light sources are integrated such as a laser bar. good. Further, a semiconductor laser array in which a plurality of laser oscillators are arranged in an array may be used. Further, in the present embodiment, the collimating beam converting means 23 is formed of a collimating lens array in which lenses having two-dimensional lens power are arranged in an array.
The parallel light flux conversion means may be omitted.

【0028】ホログラム素子22は一枚のホログラムに
よってレーザアレイ光源21の各レーザ光(図では各コ
リメート光)をガウシアンプロファイルから均一照度分
布で矩形状の光束に変換する。また、各矩形状の光束は
隣り合う光束と被照射部13で接するようになってい
る。
The hologram element 22 converts each laser light (each collimated light in the figure) of the laser array light source 21 into a rectangular light flux with a uniform illuminance distribution by one hologram. Further, each rectangular luminous flux is in contact with the adjacent luminous flux at the irradiated portion 13.

【0029】本実施例の構成によれば、照度均一化のた
めのホログラム素子22は一枚のみで構成するため、照
明光学系の構成部品数が少なくなり照明系がコンパクト
になる。また、フライアイ光学系のように光束を分割し
て合成する光学系ではないので干渉縞が発生しない。さ
らに、レーザアレイ光源の両端のレーザ光も被照射部1
3で均一照度の光束となるため、全てのレーザ光を被照
射部13で利用でき光利用効率が高い。
According to the structure of this embodiment, since the hologram element 22 for uniforming the illuminance is composed of only one piece, the number of components of the illumination optical system is reduced and the illumination system becomes compact. Further, since it is not an optical system that splits and combines light beams unlike the fly-eye optical system, interference fringes do not occur. Further, the laser light from both ends of the laser array light source is also irradiated to the irradiated portion 1.
Since the light flux having a uniform illuminance is obtained in 3, all the laser light can be used in the irradiated portion 13, and the light use efficiency is high.

【0030】(実施例6)次に請求項7に係る発明の実
施例について説明する。図7は請求項7に係る発明の一
実施例を示す露光装置の概略構成図であり、図中の符号
100はレーザアレイ光源、101は実施例1〜5(請
求項1〜請求項6)のうちの何れか一つに記載の構成を
用いたレーザ照明光学系、102は被照射部であるレチ
クル、103は投影レンズ、104は基板ステージであ
る。
(Embodiment 6) Next, an embodiment of the invention according to claim 7 will be described. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus showing an embodiment of the invention according to claim 7. In the figure, reference numeral 100 is a laser array light source and 101 is embodiments 1 to 5 (claims 1 to 6). A laser illumination optical system using the configuration described in any one of them, 102 is a reticle that is an irradiated portion, 103 is a projection lens, and 104 is a substrate stage.

【0031】本実施例の露光装置では、レーザアレイ光
源100からのレーザアレイ光は、レーザ照明光学系1
01によって被照射部であるレチクル102上で均一放
射照度となる。レチクル102は半導体デバイスの製作
工程でウエハー上に回路パターンを露光するために使用
される露光用マスク(フォトマスク)のことであり、レ
チクル102のパターンは投影レンズ103によって基
板ステージ104上に置かれたウエハーなどに露光され
る。また、基板ステージ104で露光位置を調整し、ウ
エハーの所望の位置を露光する。
In the exposure apparatus of this embodiment, the laser array light from the laser array light source 100 emits laser light.
A value of 01 provides uniform irradiance on the reticle 102 that is the irradiated portion. The reticle 102 is an exposure mask (photomask) used to expose a circuit pattern on a wafer in a semiconductor device manufacturing process. The pattern of the reticle 102 is placed on the substrate stage 104 by the projection lens 103. The exposed wafer is exposed. Also, the exposure position is adjusted by the substrate stage 104 to expose a desired position on the wafer.

【0032】本実施例の露光装置では、照明光学系に実
施例1〜5(請求項1〜請求項6)のうちの何れか一つ
に記載の構成を用いたレーザ照明光学系101を用いる
ため、レチクル面上で干渉縞が発生せず、また、光利用
効率の高い露光を行うことができる。従って、照明光学
系の照度が均一で、レチクルなどへの光利用効率が高く
照明性能の良好な露光装置を実現することができる。
In the exposure apparatus of the present embodiment, the laser illumination optical system 101 having the configuration described in any one of Embodiments 1 to 5 (claims 1 to 6) is used as the illumination optical system. Therefore, interference fringes do not occur on the reticle surface, and exposure with high light utilization efficiency can be performed. Therefore, it is possible to realize an exposure apparatus in which the illuminance of the illumination optical system is uniform, the light utilization efficiency for the reticle and the like is high, and the illumination performance is good.

【0033】(実施例7)次に請求項8に係る発明の実
施例について説明する。図8は請求項8に係る発明の一
実施例を示すレーザ加工装置の概略構成図であり、図中
の符号100はレーザアレイ光源、101は実施例1〜
5(請求項1〜請求項6)のうちの何れか一つに記載の
構成を用いたレーザ照明光学系、105はレンズ、10
6はワークである。
(Embodiment 7) Next, an embodiment of the invention according to claim 8 will be described. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a laser processing apparatus showing an embodiment of the invention according to claim 8, in which reference numeral 100 is a laser array light source and 101 is the first to the first embodiments.
5 (Claims 1 to 6), a laser illuminating optical system using the structure according to any one of claims 5 to 105, a lens 10
6 is a work.

【0034】本実施例のレーザ加工装置では、レーザア
レイ光源100からのレーザ光を実施例1〜5(請求項
1〜請求項6)のうちの何れか一つに記載のレーザ照明
光学系で均一ビームに変換し、レンズ105でワーク1
06に縮小または拡大して照射される。集光スポットで
はワーク106の表面加工や切断加工ができる。また、
レンズ105を投影レンズに置きかえるか、もしくは被
照射部を直接ワークとする配置では、ワーク106の広
い範囲にわたって均一照明できるため、レーザアニール
としても利用することができる。
In the laser processing apparatus of this embodiment, the laser light from the laser array light source 100 is emitted by the laser illumination optical system according to any one of Embodiments 1 to 5 (Claims 1 to 6). Converted to a uniform beam and work 1 with lens 105
It is irradiated with the image reduced or expanded to 06. The workpiece 106 can be surface-processed or cut at the focused spot. Also,
When the lens 105 is replaced with a projection lens, or when the irradiated portion is directly used as a work, uniform illumination can be performed over a wide range of the work 106, so that it can be used as laser annealing.

【0035】本実施例の露光装置では、照明光学系に実
施例1〜5(請求項1〜請求項6)のうちの何れか一つ
に記載の構成を用いたレーザ照明光学系101を用いる
ため、ワーク上で干渉縞が発生せず、また、光利用効率
が高い。このため、良好なレーザ加工やレーザアニール
を行うことができる。したがって、照明光学系の照度が
均一で、干渉縞がなく照度均一性や光利用効率が高いレ
ーザ加工装置を実現することができる。
In the exposure apparatus of the present embodiment, the laser illumination optical system 101 having the structure described in any one of Embodiments 1 to 5 (claims 1 to 6) is used as the illumination optical system. Therefore, no interference fringes are generated on the work and the light utilization efficiency is high. Therefore, good laser processing and laser annealing can be performed. Therefore, it is possible to realize a laser processing apparatus in which the illuminance of the illumination optical system is uniform, there is no interference fringe, and the illuminance uniformity and light utilization efficiency are high.

【0036】(実施例8)次に請求項9に係る発明の実
施例について説明する。図9は請求項9に係る発明の一
実施例を示す投射装置の概略構成図である。本実施例の
投射装置は、レーザアレイ光源100r,100g,1
00bと、実施例1〜5(請求項1〜請求項6)のうち
の何れか一つに記載の構成を用いたレーザ照明光学系1
10r、110g、110bと、色合成手段113と、
空間変調器(ライトバルブ)114と、投射レンズ11
5で構成されている。また、符号116はフィールドレ
ンズで、ライトバルブ114からの画像光を効率良く投
射レンズ瞳に入れるために用いるが、必ずしも必要では
ない。尚、色合成手段113としてはダイクロイックプ
リズムやダイクロイックミラーを用いることができる。
(Embodiment 8) Next, an embodiment of the invention according to claim 9 will be described. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a projection device showing an embodiment of the invention according to claim 9. The projection apparatus of the present embodiment includes laser array light sources 100r, 100g, 1
00b and the laser illumination optical system 1 using the configuration according to any one of Examples 1 to 5 (claims 1 to 6).
10r, 110g, 110b, a color synthesizing means 113,
Spatial modulator (light valve) 114 and projection lens 11
It is composed of 5. Further, reference numeral 116 is a field lens, which is used for efficiently entering the image light from the light valve 114 into the projection lens pupil, but is not necessarily required. A dichroic prism or a dichroic mirror can be used as the color synthesizing means 113.

【0037】本実施例では、レーザ照明光学系110
r、110g、110bは、例えば平行光束化手段11
1r,111g,111bとホログラム素子112r,
112g,112bで構成されている。すなわち本実施
例では、前述の通り、ホログラム素子112r,112
g,112bでレーザアレイ光源100r,100g,
100bのアレイ厚さ方向(アレイ直交方向)の強度分
布を変換し、アレイ方向は所定のピッチで隣接ビームを
重ね合わせて照度均一化させる。このレーザ照明光学系
110r、110g、110bを使えば被照射部である
ライトバルブ114面で干渉縞が発生しない均一照明を
行うことができる。また、ホログラム素子112r,1
12g,112bは図9の紙面厚さ方向(紙面に垂直方
向)の強度均一化だけ行い、ホログラム素子112r,
112g,112bと色合成手段113の間にレンズア
レイを用いても良い。
In this embodiment, the laser illumination optical system 110 is used.
r, 110g, and 110b are, for example, the collimating light beam converting means 11.
1r, 111g, 111b and hologram element 112r,
It is composed of 112g and 112b. That is, in this embodiment, as described above, the hologram elements 112r and 112r
g, 112b, laser array light sources 100r, 100g,
The intensity distribution of the array 100b in the array thickness direction (array orthogonal direction) is converted, and adjacent beams are overlapped at a predetermined pitch in the array direction to make the illuminance uniform. By using the laser illumination optical systems 110r, 110g, and 110b, uniform illumination can be performed without causing interference fringes on the surface of the light valve 114 that is the irradiated portion. In addition, the hologram elements 112r, 1
12g and 112b perform only the homogenization of the strength in the thickness direction of the paper surface of FIG. 9 (direction perpendicular to the paper surface).
A lens array may be used between 112g and 112b and the color synthesizing means 113.

【0038】レーザ照明光学系110r、110g、1
10bからの光束は色合成手段113に入射し、色合成
手段113で赤(R)、緑(G)、青(B)の3色のレ
ーザ光が合成される。この3色の合成光でライトバルブ
114が照明され、ライドバルブ114で空間変調され
た画像は投射レンズ115でスクリーン(図示を省略)
に投影される。ライトバルブ114としては、例えば液
晶素子を用いることができる。また、図9では透過型の
ライトバルブを図示しているが、反射型のライトバルブ
を用いて照明光と投射光を偏光ビームスプリッタで分岐
するように構成しても良い。
Laser illumination optical systems 110r, 110g, 1
The light flux from 10b is incident on the color synthesizing means 113, and the color synthesizing means 113 synthesizes three color laser lights of red (R), green (G) and blue (B). The light valve 114 is illuminated with the combined light of the three colors, and the image spatially modulated by the ride valve 114 is screened by the projection lens 115 (not shown).
Projected on. As the light valve 114, for example, a liquid crystal element can be used. Further, although a transmissive light valve is illustrated in FIG. 9, a reflective light valve may be used to divide the illumination light and the projection light by a polarization beam splitter.

【0039】また、本実施例では単板のライトバルブ1
14を使っているが、3つのライトバルブを使うように
しても良い。図示しないが、3板式の場合には、一つの
レーザアレイ光源とレーザ照明光学系の被照射部にライ
トバルブを配置し、3つのライトバルブからの画像光を
色合成手段(例えばダイクロイックプリズム)で合成し
て投射レンズでスクリーンに投影させる。
Further, in this embodiment, the light valve 1 is a single plate.
Although 14 is used, three light valves may be used. Although not shown, in the case of the three-plate type, one laser array light source and a light valve are arranged in the irradiated portion of the laser illumination optical system, and the image light from the three light valves is subjected to color combining means (for example, a dichroic prism). Combine and project on a screen with a projection lens.

【0040】本実施例の投射装置では、光源がレーザア
レイ光源であるため、個々のレーザパワーが小さくても
アレイ数を多くすることにより高出力にできる。また、
本実施例のように、レーザアレイ光源のレーザアレイ厚
さ方向(アレイ直交方向)の光束をホログラム素子11
2r,112g,112bで強度分布を変換させる場
合、ライトバルブ114上で干渉縞の発生しない均一照
明ができるため、明るくて表示品質の高い投射装置を実
現することができる。
In the projection apparatus of this embodiment, since the light source is the laser array light source, high output can be achieved by increasing the number of arrays even if the individual laser power is small. Also,
As in the present embodiment, the light beam in the laser array thickness direction (the array orthogonal direction) of the laser array light source is used as the hologram element 11
When the intensity distribution is converted by 2r, 112g, and 112b, uniform illumination without generation of interference fringes can be performed on the light valve 114, so that a bright projection device with high display quality can be realized.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載のレ
ーザ照明光学系では、少なくとも、複数のレーザ光を出
射するレーザアレイ光源と、該レーザアレイ光源と被照
射部との間に配設され前記レーザアレイ光源から出射さ
れる各々のレーザ光を矩形状の均一照度の光束に変換し
て前記被照射部に照射するホログラム素子とを有するこ
とを特徴としており、レーザアレイ光をホログラム素子
により均一照度で矩形状の光束にして被照射部に照射す
るので、被照射部で干渉縞が発生しにくく、コンパクト
で光利用効率が高い照明光学系になる。また、請求項2
記載のレーザ照明光学系では、請求項1の構成に加え
て、前記レーザアレイ光源から出射される各々のレーザ
光は、前記ホログラム素子によってガウシアンプロファ
イル特性の光束から矩形状の均一強度の光束に変換さ
れ、かつ、被照射部上で隣接して照明されることを特徴
としており、レーザアレイ光をホログラム素子により均
一照度で矩形状の光束にして被照射部で隣接光束と並ぶ
ように照明するため、被照射部で干渉縞が発生しにく
く、コンパクトで光利用効率が高い照明光学系になる。
従って請求項1,2に係る発明によれば、レーザアレイ
光源のアレイ垂直方向の光束に起因する干渉縞を減ら
し、被照射部への照明性能と光利用効率を向上させるこ
とができ、照度の均一化を図ることができるレーザ照明
光学系を実現することができる。
As described above, in the laser illumination optical system according to the first aspect, at least the laser array light source for emitting a plurality of laser beams and the laser array light source and the irradiated portion are disposed. And a hologram element for converting each laser beam emitted from the laser array light source into a rectangular luminous flux having uniform illuminance and irradiating the irradiated portion with the laser array light by the hologram element. Since a rectangular luminous flux with uniform illuminance is applied to the irradiated portion, interference fringes are less likely to occur in the irradiated portion, and the illumination optical system is compact and has high light utilization efficiency. In addition, claim 2
In the laser illumination optical system described above, in addition to the configuration of claim 1, each laser light emitted from the laser array light source is converted from a light flux having a Gaussian profile characteristic into a light flux having a rectangular uniform intensity by the hologram element. In addition, the laser array light is illuminated adjacently on the irradiated portion, so that the laser array light is made into a rectangular light flux with a uniform illuminance by the hologram element so as to illuminate the irradiated portion so as to be aligned with the adjacent light flux. The interference fringes are less likely to occur in the irradiated portion, and the illumination optical system is compact and has high light utilization efficiency.
Therefore, according to the invention according to claims 1 and 2, it is possible to reduce the interference fringes caused by the light flux of the laser array light source in the array vertical direction, improve the illumination performance to the irradiated portion and the light utilization efficiency, and It is possible to realize a laser illumination optical system that can be made uniform.

【0042】請求項3記載のレーザ照明光学系では、請
求項1または2の構成に加えて、前記レーザアレイ光源
と前記ホログラム素子の間に、前記レーザアレイ光源か
ら出射される各々のレーザ光を平行光束化する平行光束
化手段を有することを特徴としており、レーザアレイ光
をホログラム素子により均一照度で矩形状の光束にして
被照射部で隣接ビームと並ぶように照明するため、被照
射部で干渉縞が発生しにくく、コンパクトで光利用効率
が高い照明光学系になる。また、平行光束化手段を用い
るため、ホログラム素子の設置が楽になる。従って請求
項3に係る発明によれば、レーザアレイ光源のアレイ垂
直方向の光束に起因する干渉縞を減らし、被照射部への
光利用効率を高め、広がり角の大きいレーザ光源であっ
ても被照射部への照明性能をさらに向上させることがで
きるレーザ照明光学系を実現することができる。
According to a third aspect of the laser illumination optical system, in addition to the configuration of the first or second aspect, each laser beam emitted from the laser array light source is interposed between the laser array light source and the hologram element. It is characterized by having a parallel beam forming means for forming a parallel beam, and since the laser array light is made into a rectangular beam with a uniform illuminance by the hologram element and is illuminated so that it is aligned with the adjacent beam at the irradiated part, The illumination optical system is compact and has high light utilization efficiency because it hardly causes interference fringes. Further, since the parallel light flux converting means is used, the hologram element can be installed easily. Therefore, according to the invention of claim 3, the interference fringes caused by the light flux in the array vertical direction of the laser array light source are reduced, the light utilization efficiency to the irradiated portion is increased, and even the laser light source having a large divergence angle is covered. It is possible to realize a laser illumination optical system that can further improve the illumination performance of the irradiation unit.

【0043】請求項4記載のレーザ照明光学系では、請
求項3の構成に加えて、前記平行光束化手段は、シリン
ドリカルレンズアレイとシリンダーレンズで構成される
ことを特徴としており、レーザアレイ光をホログラム素
子により均一照度で矩形状の光束にして被照射部で隣接
ビームと並ぶように照明するため、被照射部で干渉縞が
発生しにくく、コンパクトで光利用効率が高い照明光学
系になる。また、シリンドリカルレンズとシリンダーレ
ンズによる平行光束手段を用いるため、ホログラム素子
の設置が楽になり、平行光束化手段の設置許容も高い。
従って請求項4に係る発明によれば、レーザアレイ光源
のアレイ垂直方向の光束に起因する干渉縞を減らし、被
照射部への光利用効率を高め、広がり角の大きいレーザ
光源であっても被照射部への照明性能をさらに向上させ
ること、また、平行光束化手段の設置許容を高くするこ
とができるレーザ照明光学系を実現することができる。
According to a fourth aspect of the laser illumination optical system, in addition to the configuration of the third aspect, the collimating beam forming means is composed of a cylindrical lens array and a cylinder lens, and the laser array light is emitted. Since the hologram element illuminates a rectangular luminous flux with a uniform illuminance so that the illuminated portion is aligned with the adjacent beam, interference fringes are less likely to occur in the illuminated portion, and the illumination optical system is compact and has high light utilization efficiency. Further, since the parallel light flux means composed of the cylindrical lens and the cylinder lens is used, the hologram element can be installed easily, and the installation allowance of the parallel light flux conversion means is high.
Therefore, according to the invention of claim 4, the interference fringes caused by the light flux in the array vertical direction of the laser array light source is reduced, the light utilization efficiency to the irradiated portion is increased, and even the laser light source having a large divergence angle is covered. It is possible to realize a laser illumination optical system that can further improve the illumination performance of the irradiation unit and can increase the installation allowance of the parallel light flux forming unit.

【0044】請求項5記載のレーザ照明光学系では、請
求項1〜4の何れか一つの構成に加えて、前記ホログラ
ム素子は、2組のホログラム素子で構成され、これらの
ホログラム素子は互いに格子方向が直交する直線状の格
子であることを特徴としており、レーザアレイ光をホロ
グラム素子により均一照度で矩形状の光束にして被照射
部で隣接ビームと並ぶように照明するため、被照射部で
干渉縞が発生しにくく、コンパクトで光利用効率が高い
照明光学系になる。また、直線状のホログラム素子2枚
で構成するため、ホログラムの作製が容易になる。従っ
て請求項5に係る発明によれば、レーザアレイ光源のア
レイ垂直方向の光束に起因する干渉縞を減らし、被照射
部への光利用効率と照明性能を向上させ、かつ、ホログ
ラム素子の設計および作製を容易にすることができるレ
ーザ照明光学系を実現することができる。
In the laser illumination optical system according to a fifth aspect, in addition to the configuration according to any one of the first to fourth aspects, the hologram element is composed of two sets of hologram elements, and these hologram elements are mutually latticed. It is characterized in that it is a linear grating whose directions are orthogonal to each other.Because the laser array light is made into a rectangular light flux with a uniform illuminance by the hologram element, it is illuminated so that it is aligned with the adjacent beam in the irradiated part, The illumination optical system is compact and has high light utilization efficiency because it hardly causes interference fringes. Further, since the hologram element is composed of two linear hologram elements, the hologram can be easily manufactured. Therefore, according to the invention of claim 5, the interference fringes caused by the light flux in the array vertical direction of the laser array light source is reduced, the light utilization efficiency and the illumination performance to the irradiated portion are improved, and the hologram element design and A laser illumination optical system that can be easily manufactured can be realized.

【0045】請求項6記載のレーザ照明光学系では、請
求項1〜4の何れか一つの構成に加えて、前記ホログラ
ム素子は1枚のみで構成されたことを特徴としており、
レーザアレイ光をホログラム素子により均一照度で矩形
状の光束にして被照射部で隣接ビームと並ぶように照明
するため、被照射部で干渉縞が発生しにくい。さらに、
ホログラム素子を1枚で構成するため、光利用効率が高
く、構成部品数も少なくなり照明光学系が簡素になる。
従って請求項6に係る発明によれば、レーザアレイ光源
のアレイ垂直方向の光束に起因する干渉縞を減らし、被
照射部への光利用効率と照明性能を向上させ、かつ、照
明光学系を簡素にすることができるレーザ照明光学系を
実現することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the laser illumination optical system according to any one of the first to fourth aspects, wherein the hologram element is composed of only one sheet.
Since the laser array light is made into a rectangular light flux with a uniform illuminance by the hologram element so as to illuminate the irradiated portion so as to be aligned with the adjacent beam, interference fringes are less likely to occur in the irradiated portion. further,
Since one hologram element is used, the light utilization efficiency is high, the number of constituent parts is small, and the illumination optical system is simple.
Therefore, according to the invention of claim 6, the interference fringes caused by the light flux in the array vertical direction of the laser array light source is reduced, the light utilization efficiency to the irradiated portion and the illumination performance are improved, and the illumination optical system is simplified. It is possible to realize a laser illumination optical system that can

【0046】請求項7記載の露光装置では、請求項1〜
6の何れか一つに記載のレーザ照明光学系と、投影レン
ズを備えたことを特徴としており、レーザアレイ光源の
アレイ垂直方向の光束を変調ピッチのホログラム素子で
ビームプロファイルを変換させるため、レチクル面で干
渉縞が発生しにくく照明性能が良い露光装置となる。従
って請求項7に係る発明によれば、照明光学系の照度が
均一で、レチクルなどへの光利用効率が高く照明性能の
良好な露光装置を実現することができる。
In the exposure apparatus according to the seventh aspect, the first through the first aspects are provided.
6. The laser illuminating optical system according to any one of 6 and a projection lens are provided, and a reticle is used to convert a beam profile of a laser array light source in the array vertical direction by a hologram element having a modulation pitch. The exposure apparatus has good illumination performance in which interference fringes hardly occur on the surface. Therefore, according to the invention of claim 7, it is possible to realize an exposure apparatus in which the illuminance of the illumination optical system is uniform, the light utilization efficiency for the reticle and the like is high, and the illumination performance is good.

【0047】請求項8記載のレーザ加工装置では、請求
項1〜6の何れか一つに記載のレーザ照明光学系と、レ
ンズを備えたことを特徴としており、レーザアレイ光源
のアレイ垂直方向の光束を変調ピッチのホログラム素子
でビームプロファイルを変換させるため、ワーク上で干
渉縞が発生しにくく照明性能が良いレーザ加工装置とな
る。従って請求項8に係る発明によれば、照明光学系の
照度が均一で、干渉縞がなく照度均一性や光利用効率が
高いレーザ加工装置を実現することができる。
The laser processing apparatus according to claim 8 is characterized in that it is provided with the laser illumination optical system according to any one of claims 1 to 6 and a lens, and is arranged in the array vertical direction of the laser array light source. Since the beam profile is converted by the hologram element having the modulation pitch, the laser processing apparatus has a good illumination performance in which interference fringes are less likely to occur on the work. Therefore, according to the invention of claim 8, it is possible to realize a laser processing apparatus in which the illumination optical system has uniform illuminance, no interference fringes, and high illuminance uniformity and light utilization efficiency.

【0048】請求項9記載の投射装置では、請求項1〜
6の何れか一つに記載のレーザ照明光学系と、色合成手
段と、空間変調器(ライトバルブ)と、投射レンズを備
えたことを特徴としており、レーザアレイ光源のアレイ
垂直方向の光束を変調ピッチのホログラム素子でビーム
プロファイルを変換させるため、ライトバルブ面で干渉
縞が発生しにくく照明性能が良い投射装置となる。従っ
て請求項9に係る発明によれば、照明光学系の照度が均
一で、空間変調器(ライトバルブ)上で干渉縞が発生せ
ず照明性能が良好な投射装置を実現することができる。
According to the projection device of the ninth aspect, the first to third aspects are provided.
The laser illuminating optical system according to any one of 6 above, a color synthesizing unit, a spatial modulator (light valve), and a projection lens are provided. Since the beam profile is converted by the hologram element having the modulation pitch, an interference fringe is less likely to occur on the light valve surface, and the projection device has good illumination performance. Therefore, according to the invention of claim 9, it is possible to realize a projection device in which the illuminance of the illumination optical system is uniform, interference fringes do not occur on the spatial modulator (light valve), and the illumination performance is good.

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

【図1】請求項1,2に係る発明の一実施例を示す図で
あって、(a)はレーザ照明光学系の概略平面構成図、
(b)はレーザ照明光学系の概略側面構成図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the invention according to claims 1 and 2, (a) is a schematic plan configuration diagram of a laser illumination optical system,
(B) is a schematic side view of a laser illumination optical system.

【図2】レーザアレイ光源から出射される一つのレーザ
光についてホログラム素子上の照度分布を表す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing an illuminance distribution on a hologram element for one laser beam emitted from a laser array light source.

【図3】ホログラム素子を介して照射される光束の被照
射部上の照度分布を表す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an illuminance distribution on an irradiated portion of a light beam emitted via a hologram element.

【図4】請求項3に係る発明の一実施例を示す図であっ
て、(a)はレーザ照明光学系の概略平面構成図、
(b)はレーザ照明光学系の概略側面構成図である。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the invention according to claim 3, (a) is a schematic plan configuration diagram of a laser illumination optical system,
(B) is a schematic side view of a laser illumination optical system.

【図5】請求項4に係る発明の一実施例を示す図であっ
て、(a)はレーザ照明光学系の概略平面構成図、
(b)はレーザ照明光学系の概略側面構成図である。
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the invention according to claim 4, (a) is a schematic plan configuration diagram of a laser illumination optical system,
(B) is a schematic side view of a laser illumination optical system.

【図6】請求項5に係る発明の一実施例を示す図であっ
て、(a)はレーザ照明光学系の概略平面構成図、
(b)はレーザ照明光学系の概略側面構成図である。
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of the invention according to claim 5, (a) is a schematic plan configuration diagram of a laser illumination optical system,
(B) is a schematic side view of a laser illumination optical system.

【図7】請求項7に係る発明の一実施例を示す露光装置
の概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus showing an embodiment of the invention according to claim 7;

【図8】請求項8に係る発明の一実施例を示すレーザ加
工装置の概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a laser processing apparatus showing an embodiment of the invention according to claim 8;

【図9】請求項9に係る発明の一実施例を示す投射装置
の概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a projection device showing an embodiment of the invention according to claim 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21:レーザアレイ光源 12,22,41a,41b:ホログラム素子 13:被照射部 23:コリメートレンズアレイ(平行光束化手段) 31:シリンドリカルレンズアレイ(平行光束化手段) 32:シリンダーレンズ(平行光束化手段) 41:ホログラム基板 100:レーザアレイ光源 100r,100g,100b:レーザアレイ光源 101:レーザ照明光学系 102:レチクル(露光用マスク) 103:投影レンズ 104:基板ステージ 105:レンズ 106:ワーク 110r,110g,110b:レーザ照明光学系 111r,111g,111b:平行光束化手段 112r,112g,112b:ホログラム素子 113:色合成手段 114:空間変調器(ライトバルブ) 115:投射レンズ 116:フィールドレンズ 11,21: Laser array light source 12, 22, 41a, 41b: Hologram element 13: irradiated area 23: Collimating lens array (collimating beam conversion means) 31: Cylindrical lens array (parallel light flux conversion means) 32: Cylinder lens (parallel light flux conversion means) 41: Hologram substrate 100: Laser array light source 100r, 100g, 100b: Laser array light source 101: Laser illumination optical system 102: reticle (exposure mask) 103: Projection lens 104: Substrate stage 105: lens 106: work 110r, 110g, 110b: Laser illumination optical system 111r, 111g, 111b: parallel light flux conversion means 112r, 112g, 112b: Hologram element 113: Color synthesizing means 114: Spatial modulator (light valve) 115: Projection lens 116: Field lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03F 7/20 505 G02B 27/00 E H01L 21/027 V H04N 5/74 H01L 21/30 515D (72)発明者 加藤 幾雄 東京都大田区中馬込1丁目3番6号・株式 会社リコー内 (72)発明者 逢坂 敬信 東京都大田区中馬込1丁目3番6号・株式 会社リコー内 (72)発明者 滝口 康之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号・株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H049 CA05 CA08 CA09 CA15 CA18 2H097 AA03 BA10 BB01 BB10 CA03 CA06 CA17 LA10 LA20 2K103 AA05 BA02 BA11 BC26 BC32 5C058 BA33 EA05 EA11 EA26 EA51 5F046 CA03 CB01 CB12 CB14 CB23─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G03F 7/20 505 G02B 27/00 E H01L 21/027 V H04N 5/74 H01L 21/30 515D (72) Inventor Ikuo Kato 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Takanobu Osaka, 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Yasuyuki Takiguchi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo ・ F-term in Ricoh Co., Ltd. (reference) 2H049 CA05 CA08 CA09 CA15 CA18 2H097 AA03 BA10 BB01 BB10 CA03 CA06 CA17 LA10 LA20 2K103 AA05 BA02 BA11 BC26 BC32 5C058 BA33 EA05 EA05 EA05 EA05EA EA26 EA51 5F046 CA03 CB01 CB12 CB14 CB23

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも、複数のレーザ光を出射するレ
ーザアレイ光源と、該レーザアレイ光源と被照射部との
間に配設され前記レーザアレイ光源から出射される各々
のレーザ光を矩形状の均一照度の光束に変換して前記被
照射部に照射するホログラム素子とを有することを特徴
とするレーザ照明光学系。
1. A laser array light source which emits at least a plurality of laser beams, and each laser beam emitted from the laser array light source, which is disposed between the laser array light source and the irradiated portion, has a rectangular shape. A laser illuminating optical system, comprising: a hologram element that converts the light into a light flux having a uniform illuminance and irradiates the irradiated portion.
【請求項2】請求項1記載のレーザ照明光学系におい
て、 前記レーザアレイ光源から出射される各々のレーザ光
は、前記ホログラム素子によってガウシアンプロファイ
ル特性の光束から矩形状の均一強度の光束に変換され、
かつ、被照射部上で隣接して照明されることを特徴とす
るレーザ照明光学系。
2. The laser illumination optical system according to claim 1, wherein each laser beam emitted from the laser array light source is converted from a light beam having a Gaussian profile characteristic into a light beam having a rectangular uniform intensity by the hologram element. ,
Moreover, a laser illumination optical system is characterized in that it is illuminated adjacently on the irradiated portion.
【請求項3】請求項1または2記載のレーザ照明光学系
において、 前記レーザアレイ光源と前記ホログラム素子の間に、前
記レーザアレイ光源から出射される各々のレーザ光を平
行光束化する平行光束化手段を有することを特徴とする
レーザ照明光学系。
3. The laser illumination optical system according to claim 1, wherein between the laser array light source and the hologram element, each laser light emitted from the laser array light source is converted into a parallel light flux. A laser illuminating optical system having means.
【請求項4】請求項3記載のレーザ照明光学系におい
て、 前記平行光束化手段は、シリンドリカルレンズアレイと
シリンダーレンズで構成されることを特徴とするレーザ
照明光学系。
4. The laser illumination optical system according to claim 3, wherein the collimating beam forming means is composed of a cylindrical lens array and a cylinder lens.
【請求項5】請求項1〜4の何れか一つに記載のレーザ
照明光学系において、 前記ホログラム素子は、2組のホログラム素子で構成さ
れ、これらのホログラム素子は互いに格子方向が直交す
る直線状の格子であることを特徴とするレーザ照明光学
系。
5. The laser illumination optical system according to claim 1, wherein the hologram element is composed of two sets of hologram elements, and the hologram elements are straight lines whose lattice directions are orthogonal to each other. A laser illuminating optical system characterized by being a lattice.
【請求項6】請求項1〜4の何れか一つに記載のレーザ
照明光学系において、 前記ホログラム素子は1枚のみで構成されたことを特徴
とするレーザ照明光学系。
6. The laser illumination optical system according to claim 1, wherein the hologram element is composed of only one sheet.
【請求項7】請求項1〜6の何れか一つに記載のレーザ
照明光学系と、投影レンズを備えたことを特徴とする露
光装置。
7. An exposure apparatus comprising the laser illumination optical system according to claim 1 and a projection lens.
【請求項8】請求項1〜6の何れか一つに記載のレーザ
照明光学系と、レンズを備えたことを特徴とするレーザ
加工装置。
8. A laser processing apparatus comprising the laser illumination optical system according to claim 1 and a lens.
【請求項9】請求項1〜6の何れか一つに記載のレーザ
照明光学系と、色合成手段と、空間変調器と、投射レン
ズを備えたことを特徴とする投射装置。
9. A projection apparatus comprising the laser illumination optical system according to claim 1, a color synthesizing unit, a spatial modulator, and a projection lens.
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