JP2021529982A - 補正特徴部を備えた光均質化素子 - Google Patents
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Abstract
光均質化素子が記載される。光均質化素子は、光源によって生成される光照射野の均質性を改善するために設計された補正特徴部を備えたレンズアレイを含んでいる。補正特徴部は、レンズアレイ内の選択されたレンズレットの選択された位置に配置されたマスクを含んでいる。補正特徴部は、光源によって生成される光照射野における空間的または角度的な不均質性を補正するために、選択された位置においてレンズアレイを通る光の透過を遮断するか、または減じる。光源に結合された補正されたレンズアレイを含む照明システムは、極めて均質な光照射野を生成する。用途は、マイクロリソグラフィを含んでいる。
Description
本願は、2018年6月27日に出願された米国仮出願第62/690398号に基づく優先権の利益を主張し、その内容に依拠し、その内容全体を参照することにより本明細書に援用する。
本開示は、照明システム用の光均質化素子に関する。より詳細には、本開示は、照明システムの像面において高度に均質な光の分布をもたらす光均質化素子に関する。最も詳細には、本開示は、複数のレンズレットを備えたレンズアレイを含む光均質化素子であって、レンズアレイにおいて、少なくとも1つのレンズレットの開口が、レンズアレイに入射する光照射野における不均質性を補正するためにマスクされている、光均質化素子に関する。
投影システムおよび詳細にはマイクロリソグラフィ投影システムは、マスクまたは空間光変調器のような対象物を照明するために均質な電磁場を要求する。次いで、このエネルギは、光学系によって伝達されて、ウェハを照明するか、または別の場所において像を形成する。電磁場が均質ではない場合、像の露光は均質でなくなってしまう。
現在のマイクロリソグラフィ照明装置の多くは、365nmの光を発生させるために、低圧水銀アークランプを使用する。大型ランプおよびこの大型ランプに関連する実用性は、高価かつ非効率的であり、安全性に関する潜在的な問題をもたらしてしまう。ランプ光源から発光ダイオード(LED)光源へと移すことにより、これら全ての面における改善がみられる。LEDは、アレイ状に配置することができ、レティクル面において均質な光照射野を形成するために均質化することができる。LEDダイは、半導体製造プロセスで製造され、その結果、ダイを製造するための繰返し可能な構造およびパターンが生じる。
LEDを均質化する幾つかの可能な方法がある。最も効率的な2つの方法は、一対のレンズアレイを使用する方法、またはライトトンネルあるいはインテグレータロッドとしても知られるカレイドスコープを使用する方法である。それぞれの方法には、利点と欠点とがある。レンズアレイによるソリューションの欠点は、レンズアレイによるソリューションにおいて奇数次の不均質性を均質化できないことである。従来のレンズアレイまたはライトトンネル照明器において補償することができない、均質性における微細かつ僅かなばらつきを引き起こす製造上のばらつきも存在する。たとえば、レンズ素子上のコーティングにおけるばらつきは、電磁場に依存して透過率を変化させ、これは最終的な均質性に対して強い影響を有している。特にマイクロリソグラフィシステムは、マイクロエレクトロニクス回路をウェハ上に一貫して印刷するために、光照射野の均質性に関して極めて厳しい公差(トレランス)を有している。
LEDのアレイが光源として使用され、全てのLEDが同一のクロックポジションに配向されている場合、照明システムに、放射照度パターンに対する傾き(tilt)が与えられる。この傾きは奇関数であるので、レンズアレイは、この不均質性を補正することができない。この不均質性は、より小さなより多くのレンズ素子を備えたレンズアレイの形成によって最小にすることができるが、この手段は、極めて高価であり、製造が困難となり得る。より慣用されている光源が使用される場合、照明システムにおける不完全性によって形成された不均質性が依然として存在する。不均質性を補正するために使用されてきた方法の1つに、光学アポダイザ(optical apodizer)の使用がある。光学アポダイザは、均質な面の直前に配置された可変のコーティングを備えた窓である。この可変のコーティングは、より均質な光照射野を形成するために、高いエネルギ領域における透過率を減じる可変の透過機能を有している。このような光学アポダイザは、製造が困難かつ高価であり、通常は回転対称の不均質性を補正するためにのみ使用される。
したがって、投影照明システムにおける光源の異常または製造上のばらつきにより引き起こされる、光照射野に残っている不均質性を調整するための低コストの方法に対する需要が存在している。
光均質化素子が記載される。光均質化素子は、光源によって生成される光照射野の均質性を改善するために設計された補正特徴部を備えたレンズアレイを含んでいる。補正特徴部は、レンズアレイ内の選択されたレンズレットの選択された位置に配置されたマスクを含んでいる。補正特徴部は、光源によって生成される光照射野における空間的または角度的な不均質性を補正するために、選択された位置においてレンズアレイを通る光の透過を遮断するか、または減じる。補正されたレンズアレイから出射する光照射野は、レンズアレイに入射する光照射野よりも大きな均質性を有している。好適なレンズアレイは、フライズアイアレイを含んでいる。光源に結合された補正されたレンズアレイを含む照明システムは、極めて均質な光照射野を生成する。用途は、マイクロリソグラフィを含んでいる。
本開示は、
光均質化素子であって、
動作波長で光を透過させるように構成されたレンズアレイを有しており、レンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、複数のレンズレットが、第1のレンズレットを有しており、第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、第1の開口が、第1の補正特徴部によって規定された補正された部分を備えた表面を有しており、第1の補正特徴部が、第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光均質化素子
に関する。
光均質化素子であって、
動作波長で光を透過させるように構成されたレンズアレイを有しており、レンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、複数のレンズレットが、第1のレンズレットを有しており、第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、第1の開口が、第1の補正特徴部によって規定された補正された部分を備えた表面を有しており、第1の補正特徴部が、第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光均質化素子
に関する。
本開示は、
光照明システムであって、
光源と、
光源に動作結合された第1のレンズアレイと
を有しており、第1のレンズアレイが、動作波長で光を透過させるように構成されており、第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、複数のレンズレットが、第1のレンズレットを有しており、第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、第1の開口が、第1の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、第1の補正特徴部が、第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光照明システム
に関する。
光照明システムであって、
光源と、
光源に動作結合された第1のレンズアレイと
を有しており、第1のレンズアレイが、動作波長で光を透過させるように構成されており、第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、複数のレンズレットが、第1のレンズレットを有しており、第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、第1の開口が、第1の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、第1の補正特徴部が、第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光照明システム
に関する。
本開示は、照明システムを補正する方法であって、
照明システムの像面において光照射野を生成するステップであって、照明システムが、動作波長で光を生成する光源を有しており、光源が、第1のレンズアレイに動作結合されており、第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、複数のレンズレットが、第1のレンズレットおよび第2のレンズレットを有しており、第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、第2のレンズレットが、第2の開口を有している、ステップと、
像面における複数の箇所において光照射野の放射照度を測定することによって像面における光照射野の均質性を特定するステップと、
光照射野の均質性を改善するステップであって、改善するステップが、第1の補正特徴部を含むように第1のレンズレットを変更することを含み、第1の補正特徴部が、第1の開口の第1の補正された部分を規定して、第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、ステップと
を含む、照明システムを補正する方法
に関する。
照明システムの像面において光照射野を生成するステップであって、照明システムが、動作波長で光を生成する光源を有しており、光源が、第1のレンズアレイに動作結合されており、第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、複数のレンズレットが、第1のレンズレットおよび第2のレンズレットを有しており、第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、第2のレンズレットが、第2の開口を有している、ステップと、
像面における複数の箇所において光照射野の放射照度を測定することによって像面における光照射野の均質性を特定するステップと、
光照射野の均質性を改善するステップであって、改善するステップが、第1の補正特徴部を含むように第1のレンズレットを変更することを含み、第1の補正特徴部が、第1の開口の第1の補正された部分を規定して、第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、ステップと
を含む、照明システムを補正する方法
に関する。
マイクロリソグラフィは、半導体産業においてシリコンウェハのパターン形成に広く使用されているプロセスである。マイクロリソグラフィでは、レティクル上のパターンをウェハ上のフォトレジストに転写して、マイクロエレクトロニクス回路のパターンを規定する。マイクロリソグラフィを実施するために使用される機器は、照明システムおよび投影システムを含んでいる。照明システムは、光源および光学系を含んでいる。光学系は、光源から光照射野を生成し、光照射野をレティクルに配向する。レティクルの表面は、パターン化された光照射野を生成するために、(たとえば、回折により)光照射野を変更する機能を含んでいる。パターン化された光照射野は、投影システムに配向され、この投影システムは、パターン化された光照射野をフォトレジストに配向する光学素子を含んでいる。光照射野のパターンは、光照射野に露光されるフォトレジストの領域を決定する。フォトレジストのその後の現像は、マイクロエレクトロニクス回路のためのパターンを規定するために、露光された領域と露光されていない領域との間のコントラストを形成する。
マイクロエレクトロニクス回路の微細化に伴い、マイクロリソグラフィプロセスにおけるより高い精度に対する需要が生じている。レティクル面に入射する光照射野の空間的かつ角度的な均質性は、ウェハにレティクルパターンを忠実に転写することを達成するために重要である。光源の出力におけるばらつきは、照明システムによって生成される光照射野における不均質性に大きく寄与する。照明システム内で使用される光源は、ランプ、発光ダイオードおよびレーザを含んでいる。光源におけるばらつきは、光照射野における空間偏差および角度偏差を含んでいる。空間偏差は、光照射野の横断面にわたる光照射野の強度またはパワーにおける不均質性に対応し、角度偏差は、光照射野の横断面にわたる光照射野の発散における不均質性に関する。照明システム内に存在する別の光学素子における製造上のばらつきまたは不完全性ならびにアライメントエラーも、光照射野の不均質性に寄与する。光照射野における不均質性は、レティクルにおいて複製され、最終的にフォトレジストに転写されて、ウェハ上に形成されたパターン化されたマイクロエレクトロニクス回路における不完全性を形成する。
照明システムの光照射野の均質性を改善するための1つのストラテジは、光均質化素子を光学系に組み込むことである。光均質化素子は、照明システムの光源に動作結合されている。光源によって生成された光は、光均質化素子に向けられる。光は、1つ以上の開口において光均質化素子に入り、光均質化素子を通過して、光均質化素子から出る。光均質化素子は、より大きな均質性を有する平均化された空間的かつ角度的な特性を有する均質化された光照射野を提供するために、空間的または角度的に逸脱した光線を混合することにより、光照射野における変動を抑制する光学素子である。一般的な光均質化素子は、インテグレータロッドおよびレンズアレイを含んでいる。光均質化素子を備えた照明システムは、より大きな均質性を有する光照射野を提供する。しかし、照明システムによって生成される光照射野の均質性におけるさらなる改善に対する必要性が存在している。本明細書で使用されているように、光照射野の「均質性」は、結像フィールド面における放射照度における均質性に関し、ここで、放射照度は、単位面積当たりのパワーとして定義され、典型的には、mW/cm2の単位で表される。
本開示は、改善された性能を有するレンズアレイに関する。レンズアレイは、レンズの2次元アレイからなる光学素子である。レンズアレイの個別のレンズは、本明細書ではレンズレットと呼ばれる。光がレンズレットに出入りする表面は、本明細書では開口と呼ばれる。各レンズレットが統合されて、モノリシックなレンズアレイを形成している。モノリシックなレンズアレイは、意図されたパターンまたは構成で個別のレンズレットを形成するために材料を選択的に除去することによって、単一の基板(たとえば、ガラス片)から形成することができる。代替的には、個々のレンズレットを別個に形成し、結合(たとえば、融合)してモノリシックなアセンブリを形成することができる。レンズアレイの実施形態は、フライズアイアレイを含んでいる。レンズアレイは、単一の波長、複数の波長または波長の連続的な範囲を透過させるように設計されている。レンズアレイを透過する波長は、本明細書では、レンズアレイの動作波長と呼ばれる。代表的な動作波長は、赤外波長(750nm〜2000nm)、可視波長(400nm〜750nm)および紫外波長(100nm〜400nm)を含んでいる。レンズアレイは、特定の用途にとって必要となる動作波長を透過させるために適した材料で構成されている。レンズアレイのための代表的な材料は、ガラス、シリカガラス、ドープシリカガラス、フッ化物結晶を含んでいる。フッ化物結晶は、CaF2およびMgF2を含んでいる。
図1〜図3は、代表的なレンズアレイ100,130,160を示している。レンズアレイ100は、互いに反対側に位置する開口110,115を備えた複数のレンズレット105を含んでいる。レンズレット105は、正方形の横断面を有していて、開口110は、屈折力を与えられていて、開口115は、平坦である。レンズアレイ130は、互いに反対側に位置する開口140,145を備えた複数のレンズレット135を含んでいる。レンズレット135は、円形の横断面を有していて、開口140は、屈折力を与えられていて、開口145は、平坦である。レンズアレイ160は、互いに反対側に位置する開口170,175を備えた複数のレンズレット165を含んでいる。レンズレット165は、多角形の横断面を有していて、開口170は、屈折力を与えられていて、開口175は、平坦である。
種々異なる態様において、レンズレットの横断面は、正方形、方形、円形、楕円形、長円形、丸形または多角形(たとえば、六角形)である。レンズレットの形状は、光照射野の形状を規定し、照明システムの意図された用途に応じて選択される。レンズレット開口は、屈折力を与えられているか、または平坦である表面を有している。屈折力を与えられている開口は、凹状、凸状、球面状、非球面状、またはアナモルフィックである表面を有している。1つのレンズレットの互いに反対側に位置している開口は、形状または屈折力が同じであるか、または互いに異なっている。種々異なる態様において、1つのレンズレットの互いに反対側に位置する開口は、両方とも平坦であるか、両方とも屈折力を与えられているか、または屈折力を与えられている面と平坦な面との組み合わせである。1つの実施形態では、レンズアレイは、フライズアイアレイである。
1つの実施形態では、照明システムは、2つ以上のレンズアレイを含んでいる。たとえば図4は、2つのレンズアレイを有する照明システムを図示している。照明システム200は、光源210、コンデンサレンズ220、レンズアレイ230、レンズアレイ240およびコンバイナレンズ(combining lens)250を含んでいる。光源210、コンデンサレンズ220、レンズアレイ230、レンズアレイ240およびコンバイナレンズ250は、光源210から均質化面280へと延びる光路に沿って互いに動作結合されている。レンズアレイ230は、コンデンサレンズ220からの光ビームを受け取り、この光ビームを複数のビームレットに分割する。レンズアレイ240は、均質化面280において各ビームレットのイメージを重ね合わせるために、コンバイナレンズ250と協働する。均質化面280における光照射野は、光源210から放射する光照射野よりも均質である。マイクロリソグラフィ機器では、均質化面280における均質な光照射野は、ウェハへのパターン転写のためのレティクルに配向される。
1つの実施形態では、レンズアレイ230は均質化面280と共役であり、レンズアレイ240は、照明システムの瞳と共役である。好適な1つの実施形態では、レンズアレイ230および240は、同等である。レンズアレイ240の各レンズレットの開口が光源210のイメージによって充足されるように、光源210が、コンデンサレンズ220およびレンズアレイ230によって結像される。レンズアレイ230の各レンズレットの開口は、拡大されて、均質化面280に結像される。均質化面280における放射照度は、レンズアレイ230の全てのレンズレットからのエネルギの合計である。レンズレットのイメージが重なっているので、極めて均質性の高い放射照度分布が形成される。
均質化面280における放射照度分布は、平均放射照度と、最大放射照度と、最小放射照度とを有している。放射照度分布の均質性は、最大放射照度と最小放射照度との差として評価される。最大放射照度と最小放射照度との差は、平均放射照度の20%未満であるか、平均放射照度の10%未満であるか、平均放射照度の5%以下であるか、平均放射照度の1%未満である。
図4に描かれた例では、レンズアレイ230,240は、シリカガラスから形成されており、11×11のレンズレットのアレイを含んでいる。レンズレットは、屈折力を与えられた面(曲率半径=63.81mm)を備えた1つの開口、平坦な面を備えた1つの開口および正方形の横断面(辺長さ=23.454mm)を有している。レンズアレイ230,240間の間隔は、1つのレンズレットの1つの焦点距離とほぼ同一である。
照明システムの光路に1つ以上のレンズを含むことによって改善された光照射野の均質性が生じるが、さらなる改善が必要である。上述したように、製造上のばらつきおよび光学コンポーネント(たとえば、コンデンサレンズ220およびコンバイナレンズ250)の不完全性は、補正することが困難である局所的な不均質性をもたらす。さらなる問題は、光源におけるばらつきから生じる。空間的にも角度的にも均質である光源の範囲内では、光照射野における不均質性の補正は要求されない。しかし、実際の光源は、空間的にも角度的にも均質ではない。ランプは、数ミリメートルまたは数センチメートルの距離にわたって延びるフィラメントを有していて、その長さにわたる構造や耐久性、出力分布のばらつきは、生成される光照射野におけるばらつきをもたらす。LEDも、ばらつきを有する有限の光生成領域(light-generating area)を有している。同様に、レーザ光は、完全に平行化されておらず、発散および(角度的かつ空間的な)均質性にばらつきを有している。光源によって引き起こされる光照射野における不均質性は、複数の光デバイスが組み合わせられて、統合されている場合に、より顕著となる。たとえば、より高い放射照度を達成するために、複数のLEDを束ねてLEDアレイを形成し、このLEDアレイを光学系における光源として使用することが一般的である。LEDの製造における製造上のばらつきは、アレイ内の個別のLEDの特性における差異をもたらす。LEDダイの放射照度分布における系統的な不均質性もあり得る。動作条件におけるばらつき(例:電力供給における変動またはサポートする電子コンポーネントにおける異常)も、アレイ内の個別のLEDの特性における差異をもたらす。アレイ内の個別のLEDによって生成される光照射野における差異、または各LEDにおける同様の不均質性によって、LEDアレイによって生成される光照射野は不均質性を有していて、この不均質性は、LEDアレイ内の位置に相関している。このような不均質性は、補正することが困難であり、特定のLEDアレイに固有である。たとえば、LEDアレイが、その動作寿命に達して交換されなければならない場合、交換されたLEDアレイは、元のLEDアレイによって生成された光照射野における不均質性とは、程度、タイプおよび空間位置において異なる不均質性を有する光照射野を生成してしまうだろう。このような変更は、補正を有効にするために、下流側の光学素子において多大かつ高価な調整を要求する。
本開示は、光学系における光照射野の均質性をさらに改善するように設計された補正特徴部を備えたレンズアレイを提供する。補正特徴部は、光照射野における局所的な不均質性を補償するために、レンズアレイ内の局所的な位置に選択的に配置されている。補正特徴部は、好適には、レンズアレイの1つ以上のレンズレットの開口の表面上または表面の近傍に配置された特徴部であり、この表面特徴部は、レンズレットの透過率を減じる。1つの実施形態では、補正特徴部は、開口の表面に直接に接触している。好適な1つの実施形態では、補正特徴部は、開口の表面から離間して、開口の表面に近接して位置決めされている。この実施形態では、補正特徴部と開口の表面との間に隙間が存在するが、補正特徴部は、レンズレットの透過率を減じるために、開口の表面に十分に近接して位置決めされている。補正特徴部を開口の表面に近接して位置決めするためには、機械的なマウントが使用される。1つの実施形態では、開口または表面の補正された部分は、開口または表面に近接して位置決めされた補正特徴部の影である。
補正特徴部を備えたレンズレットは、本明細書では、補正されたレンズレットと呼ばれ、補正特徴部によって覆われたレンズレットまたはレンズアレイの部分は、本明細書では、レンズレットまたはレンズアレイの補正された部分と呼ばれ、少なくとも1つの補正されたレンズレットを備えたレンズアレイは、本明細書では、補正されたレンズアレイと呼ばれる。補正特徴部を有する開口または表面は、それぞれ、本明細書では、補正された開口または補正された表面と呼ばれる。補正特徴部がマスクである場合、本明細書ではマスクされたレンズレット、マスクされたレンズアセンブリおよびマスクされた部分という用語が使用される。補正特徴部を欠いたレンズレットは、本明細書では、補正されていないレンズレットと呼ばれる。補正特徴部を欠いたレンズレットまたはレンズアレイの部分は、本明細書では、補正されていない部分と呼ばれる。補正特徴部を欠いた開口または表面は、それぞれ、本明細書では、補正された開口または補正された表面と呼ばれる。レンズアレイは、1つまたは複数の補正されたレンズレットを含んでいる。レンズアレイは、任意には、1つまたは複数の補正されていないレンズレットを含んでいる。
補正された部分は、補正特徴部により規定されている。補正特徴部がレンズレットに直接に接触している場合、レンズレットの補正された部分は、補正特徴部に一致する。補正特徴部がレンズレットから離間している場合、レンズレットの補正特徴部は、レンズレットの開口の表面上の補正特徴部の影を有しているか、または補正特徴部の影に一致する。
1つの実施形態では、補正特徴部は、レンズアレイを通過する光の波長に対して不透明であるか、または部分的に不透明である材料から形成されたマスクである。不透明な材料は、レンズアレイを通過する光の波長を吸収し、かつ/または反射して、透過率を減じる。マスクのための代表的な材料は、金属(たとえば、アルミニウムやステンレス鋼)と、透過率を制御された程度に減じるように設計された干渉コーティングでコーティングされた透明な基板とを含んでいる。本明細書で使用されるように、透明な基板は、動作波長において少なくとも90%/mmの透過率を有する基板である。1つの実施形態では、マスクは穿孔されていて、マスクを通る光照射野の部分的な透過を許容するための孔または孔のパターンを含んでいる。孔は、周囲の材料にランダムに、またはパターンで配置されている。周囲の材料は不透明または半透明である。孔のサイズは均質であるか、または可変である。別の実施形態では、マスクは、レンズアレイの動作波長に対して半透明の材料から形成されている。
マスク材料の厚さ、構成および/または構造は、レンズアレイの補正された部分を通過する光を遮断するか(0%の透過率)、または補正されていない部分に対して相対的に補正された部分を通過する透過率を制御された程度に減じるように選択される。レンズアレイの補正された部分を通る動作波長の透過率は、レンズアレイの補正されていない部分を通る動作波長の透過率の50%未満、または30%未満、または10%未満、または5%未満、または1%未満である。レンズアレイの補正されていない部分を通過する動作波長の透過率は、80%/mmよりも大きく、または90%/mmよりも大きく、または95%/mmよりも大きく、ここで、mmは、レンズアレイを通過する動作波長の伝搬の方向における距離のミリメートルに関する。マスクの位置は、レンズアレイの透過率を調節し、光照射野にわたる強度または放射照度の局所的な変動を補償するために選択されている。空間的かつ角度的な不均質性は、存在するレンズアレイで補正可能である。
補正特徴部は、レンズアレイ内の少なくとも1つのレンズレットの少なくとも1つの開口を少なくとも部分的に覆っている。補正特徴部は、レンズレットの開口に、または開口近傍に配置されている。図5は、補正されていないレンズアレイの概略的な2次元図を示している。レンズアレイ300は、開口320を有する複数のレンズレット310を含んでいる。レンズアレイ300は、補正特徴部を欠いている。図6および図7は、図5に示したレンズアレイの補正されたバージョンの例を示している。補正されたレンズアレイ400は、開口420を有する複数のレンズレット410を含んでいる。補正されたレンズアレイ400は、複数のレンズレット410のうちの2つのレンズレットに位置決めされた補正特徴部430,440をさらに含んでいる。補正特徴部430,440は、これらのレンズレットを異なる程度で部分的に覆っていて、これらのレンズレットの光の透過を遮断するかまたは減じるマスクである。したがって、補正されたレンズアレイ400を通る光の分布は、変更されているか、または改善されている。補正されたレンズアレイ500は、開口520を有する複数のレンズレット510を含んでいる。補正されたレンズアレイ500は、複数のレンズレット510のうちの2つのレンズレットに位置決めされた補正特徴部530,540,550,560をさらに含んでいる。補正特徴部530,540,550,560は、コーナ位置でレンズレットを部分的に覆っていて、これらのレンズレットのコーナ位置における光の透過を遮断するか、または減じるマスクである。したがって、補正されたレンズアレイ500を通る光の分布は、変更されているか、または改善されている。
図8は、穿孔されたマスクの形態の補正特徴部を含む補正されたレンズアレイの1つの例を示している。レンズアレイ600は、レンズレット605および補正特徴部610,615を含んでいる。補正特徴部610,615は、レンズアレイ600内の特定の位置に示されており、構造をより詳細に示すために拡大されている。補正特徴部610は、孔のパターンを有する穿孔されたマスクである。孔の大きさは均質であり、周期的なパターンで配置されている。孔は、補正特徴部610を通る光の部分的な透過を許容する。補正特徴部615は、可変のサイズの孔を含む穿孔されたマスクである。
図5〜図8に描かれたレンズアレイは、正方形の横断面および平坦な面を有するレンズレットを含んでいるが、図示した原理および説明された補正特徴部の構成は、任意の横断面形状および/または開口屈折力(屈折力を与えられているか、または平坦な面)の任意の状態のレンズレットを有する、フライズアイアレイを含むレンズアレイに一般的に適用される。
図9は、結像面625における光照射野を図示している。図9は、結像面における光照射野の代表的な領域630,640を示している。光照射野の均質性のために、領域630における放射照度は、領域640における放射照度と同一であることが望ましい。しかし、上述した理由により、領域630,640における放射照度は異なっていることがある。領域630,640における放射照度が互いに異なっている場合、光照射野における補正が必要となる。たとえば、領域640が、領域630よりも高い放射照度を有している場合、領域630の放射照度に影響を与えることなしに、領域640の放射照度を減じることが望ましい。本明細書に記載された補正特徴部は、レンズアレイの残りの部分を透過する光の放射照度に影響を与えることなしに、レンズアレイの補正された部分を透過する光の放射照度を減じる。補正特徴部は、レンズアレイの補正された部分の放射照度を選択的に減じ、これにより、結像面内の対応する位置における放射照度の制御を可能にする。
例として図4を参照すると、均質化面280は、高い均質性が望まれる結像面であり、図6に示した補正されたレンズアレイ400は、レンズアレイ230として照明システム200内に組み込まれている。補正特徴部430の機能は、光照射野の他の部分の放射照度に影響を与えることなしに、レンズアレイ230に入る光照射野の選択された部分の放射照度を減じることである。
レンズアレイ240は、照明システム200の瞳と共役である。瞳は、均質化面280へのエネルギの集束時の(当該エネルギの)角度分布となる。いくつかの用途では、角度分布の幾何中心が重要である。補正特徴部によるレンズアレイ230の変更は、均質化面280における光照射野の角度分布の幾何中心を変更してしまう。補正特徴部によるレンズアレイ230の変更に伴う角度分布の幾何中心の変動は、レンズアレイ230により補正特徴部430に対して相補的な補正特徴部を含むことによって減じることができる。相補的な補正特徴部は、補正特徴部430とは向かい合う位置に配置されていて、レンズアレイ400に入る光照射野の向かい合う側からの放射照度を減じるために作用する。補正特徴部440は、補正特徴部430に対して相補的である。補正特徴部440による放射照度の低減は、レンズアレイ400に入射する光照射野の幾何中心に近接する、均質化面280における幾何中心位置を維持するための補正特徴部430によって引き起こされる角度幾何中心の変動に反して作用する。相補的な補正特徴部は、補正特徴部と同一の形状もしくは異なる形状または同一の透過率もしくは異なる透過率を有している。本明細書において定義されるように、相補的な補正特徴部は、補正特徴部に生じる光照射野の角度分布の幾何中心の変動を完全にまたは部分的に補償する特徴部である。1つの実施形態では、補正特徴部の位置と、この補正特徴部に相補的な補性特徴部の位置とは、瞳の中心に関して対称であるか、またはレンズアレイ240の中心に関して対称である。
図4を参照しながらさらに説明すると、図10は、レンズアレイ230が補正されていない場合の均質化面280における瞳を示している。瞳は、レンズアレイ240における光照射野の像であり、レンズアレイ230における光照射野によって決定されている。レンズアレイ230の補正は、瞳における光照射野の変更につながる。たとえば、図11は、レンズアレイ230の上側のレンズレットおよび下側のレンズレットに反対側に位置する補正特徴部が含まれている場合の瞳を示している。ダークスポットは、減じられた放射照度を有する瞳における光照射野の領域に一致する。瞳における対称位置での放射照度の低減は、光照射野の幾何中心の変動を最小にし、これにより瞳の幾何中心が均質化面280にわたって最小の変動を有している。図12は、レンズアレイ230の4つのレンズレットに補正特徴部が組み込まれている場合の光照射野の瞳の例を示している。4つの補正特徴部は、互いに反対側に位置する補正特徴部の2つのペアとして配置されている。ペアの各補正特徴部は、幾何中心に対するペアの他方の補正特徴部の効果に反して作用する。
補正されたレンズレットを形成するために補正特徴部を付加するためのプロセスは、特定のサイズ、形状およびコーティングを有する、(穿孔されているか、または穿孔されていない)マスクの設計と、開口を通過する光照射野の補正を可能にするための、レンズアレイの予め規定された位置における開口に対して近接した機械的なマスクの取付けとを含んでいる。このプロセスは、補正が望まれる各レンズレットのために繰り返すことができる。動作波長の透過率を減じるように構成された干渉膜は、当技術分野で知られている材料および技術(たとえば、PVD、CVD)を用いて透明な基板上に形成することができる。
補正特徴部の配置を決定するために、光学系を組み立て、光路に沿った特定の点における光照射野の均質性を特徴付け、補正を必要とする光照射野内の位置を決定し、対応して、不均質性を補正するためにレンズアレイの選択された位置に補正特徴部を配置することができる。図4において、たとえば、光照射野の均質性の状態を決定し、補正を必要とする光照射野内の位置を特定するために、均質化面280における光照射野を特徴付けることができる。次いで、補償する補正特徴部を、レンズアレイ230の選択されたレンズレットの開口の近くに、または開口上に配置することができる。次いで、光照射野の均質性を再度評価することができ、レンズアレイ230および/またはレンズアレイ240に補正特徴部を施すプロセスを、特定の用途のために必要である光照射野の均質性の程度を達成するために反復的に繰り返すことができる。図13は、補正特徴部の構成を決定する方法のためのフローチャートを示している。
本明細書の態様1は、光均質化素子であって、動作波長で光を透過させるために構成されたレンズアレイを有しており、該レンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットを有しており、該第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、該第1の開口が、第1の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第1の補正特徴部が、前記第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光均質化素子に関する。
本明細書の態様2は、前記動作波長が、紫外波長である、態様1記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様3は、前記複数のレンズレットのそれぞれが、正方形の横断面を有している、態様1または2記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様4は、前記第1の開口の前記表面が、屈折力を与えられている、態様1から3までのいずれか1つ記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様5は、前記第1の補正特徴部が、前記第1の開口の前記表面を部分的に覆っている、態様1から4までのいずれか1つ記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様6は、前記第1の補正特徴部が、前記第1の開口の前記表面から離間している、態様1から5までのいずれか1つ記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様7は、前記第1の補正特徴部が、マスクである、態様1から6までのいずれか1つ記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様8は、前記マスクが、ステンレス鋼またはアルミニウムである、態様7記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様9は、前記補正された部分が、前記マスクの影を有している、態様7または8記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様10は、前記マスクが、穿孔されている、態様7から9までのいずれか1つ記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様11は、前記第1の補正特徴部が、半透明である、態様1から7までのいずれか1つ記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様12は、前記第1の補正特徴部が、干渉コーティングでコーティングされた透明な基板を有している、態様1から7までのいずれか1つ記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様13は、前記第1の補正されたレンズレットが、第2の開口を有しており、該第2の開口が、補正されていない表面を有している、態様1から7までのいずれか1つ記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様14は、前記複数のレンズレットが、第2のレンズレットをさらに含んでおり、該第2のレンズレットが、第2の開口を有しており、該第2の開口が、第2の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第2の補正特徴部が、前記第2のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、態様1から13までのいずれか1つ記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様15は、前記第2の補正特徴部が、前記第1の補正特徴部に対して相補的である、態様14記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様16は、前記第1の開口の前記補正された部分を通る前記動作波長の透過率が、0%である、態様1から15までのいずれか1つ記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様17は、前記第1の開口が、補正されていない部分をさらに含んでいる、態様1から16までのいずれか1つ記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様18は、前記補正された部分を通る前記動作波長の透過率が、前記補正されていない部分を通る前記動作波長の透過率の10%未満である、態様17記載の光均質化素子に関する。
本明細書の態様19は、光照明システムであって、
光源と、
該光源に動作結合された第1のレンズアレイと
を有しており、該第1のレンズアレイが、動作波長において光を透過させるように構成されており、前記第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットを含んでおり、該第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、該第1の開口が、第1の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第1の補正特徴部が、前記第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光照明システムに関する。
光源と、
該光源に動作結合された第1のレンズアレイと
を有しており、該第1のレンズアレイが、動作波長において光を透過させるように構成されており、前記第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットを含んでおり、該第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、該第1の開口が、第1の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第1の補正特徴部が、前記第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光照明システムに関する。
本明細書の態様20は、前記光源が、複数の発光ダイオードを有している、態様19記載の光照明システムに関する。
本明細書の態様21は、前記第1のレンズアレイに動作結合されている第2のレンズアレイをさらに有しており、該第2のレンズアレイが、補正特徴部を欠いている、態様19または20記載の光照明システムに関する。
本明細書の態様22は、前記第1のレンズアレイが、前記光源と前記第2のレンズアレイとの間に位置決めされている、態様21記載の光照明システムに関する。
本明細書の態様23は、前記光照明システムが、結像面において光照射野を生成し、前記光照射野が、前記結像面における放射照度分布を有しており、該分布が、平均放射照度、最大放射照度および最小放射照度を有しており、前記最大放射照度が、前記平均放射照度の10%未満だけ前記最小放射照度から異なっている、態様19から22までのいずれか1つ記載の光照明システムに関する。
本明細書の態様24は、前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとが、実質的に前記第1のレンズレットの焦点長さだけ分離されている、態様22または23記載の光照明システムに関する。
本明細書の態様25は、前記複数のレンズレットが、第2のレンズレットをさらに有しており、該第2のレンズレットが、第2の開口を有しており、該第2の開口が、第2の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第2の補正特徴部が、前記第2のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、態様22から24までのいずれか1つ記載の光照明システムに関する。
本明細書の態様26は、第1の補正特徴部と第2の補正特徴部とが、光照明システムの瞳の中心に関して対称的に配置されている、態様25記載の光照明システムに関する。
本明細書の態様27は、照明システムを補正する方法であって、
照明システムの像面において光照射野を形成するステップであって、前記照明システムが、動作波長で光を生成する光源を有しており、該光源が、第1のレンズアレイに動作結合されており、前記第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットおよび第2のレンズレットを有しており、前記第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、前記第2のレンズレットが、第2の開口を有している、ステップと、
前記像面における複数の箇所において前記光照射野の放射照度を測定することによって前記像面における光照射野の均質性を特定するステップと、
前記光照射野の均質性を改善するステップであって、該改善するステップが、第1の補正特徴部を含むように前記第1のレンズレットを変更することを含み、前記第1の補正特徴部が、第1の開口の第1の補正された部分を規定して、前記第1のレンズレットを通る前記動作波長の透過率を減じる、ステップと
を含む、照明システムを補正する方法に関する。
照明システムの像面において光照射野を形成するステップであって、前記照明システムが、動作波長で光を生成する光源を有しており、該光源が、第1のレンズアレイに動作結合されており、前記第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットおよび第2のレンズレットを有しており、前記第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、前記第2のレンズレットが、第2の開口を有している、ステップと、
前記像面における複数の箇所において前記光照射野の放射照度を測定することによって前記像面における光照射野の均質性を特定するステップと、
前記光照射野の均質性を改善するステップであって、該改善するステップが、第1の補正特徴部を含むように前記第1のレンズレットを変更することを含み、前記第1の補正特徴部が、第1の開口の第1の補正された部分を規定して、前記第1のレンズレットを通る前記動作波長の透過率を減じる、ステップと
を含む、照明システムを補正する方法に関する。
本明細書の態様28は、前記複数の箇所が、第1の箇所および第2の箇所を含み、前記第1の補正特徴部が、前記第1の箇所における放射照度を減じ、前記第2の箇所における放射照度を減じない、態様27記載の方法に関する。
本明細書の態様29は、放射照度分布が、最大放射照度および最小放射照度を含み、前記改善するステップが、前記最大放射照度と前記最小放射照度との間の差を減じることを含む、態様27または28記載の方法に関する。
本明細書の態様30は、第2の補正特徴部を含むように前記第1のレンズレットを変更することをさらに含み、前記第2の補正特徴部が、前記第1の開口の第2の補正された部分を規定し、さらに前記第1のレンズレットを通る前記動作波長の透過率を減じる、態様27から29までのいずれか1つ記載の方法に関する。
本明細書の態様31は、第2の補正特徴部を含むように前記第2のレンズレットを変更することをさらに含み、前記第2の補正特徴部が、前記第2の開口の第1の補正された部分を規定して、前記第2のレンズレットを通る前記動作波長の前記透過率を減じる、態様27から30までのいずれか1つ記載の方法に関する。
本明細書の態様32は、前記第1の補正特徴部が、前記結像面における光照射野の角度分布の幾何中心を変更し、前記第2の補正特徴部が、前記第1の補正特徴部によって生成された前記光照射野の前記角度分布の幾何中心に対する変更に反して作用する、態様31記載の方法に関する。
当業者であれば、上記の方法および設計が付加的な用途を有し、関連する用途が、上記に具体的に挙げられたものに限定されないことを理解するであろう。また、本発明は、本明細書に記載されているような本質的な特徴から逸脱することなしに、他の特定の形態で実施することができる。上述した実施形態は、あらゆる点で単に例示的に考えられ、いかなる態様においても限定的ではないと考えるべきである。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態1
光均質化素子であって、動作波長で光を透過させるために構成されたレンズアレイを有しており、該レンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットを有しており、該第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、該第1の開口が、第1の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第1の補正特徴部が、前記第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光均質化素子。
光均質化素子であって、動作波長で光を透過させるために構成されたレンズアレイを有しており、該レンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットを有しており、該第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、該第1の開口が、第1の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第1の補正特徴部が、前記第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光均質化素子。
実施形態2
前記動作波長が、紫外波長である、実施形態1記載の光均質化素子。
実施形態3
前記複数のレンズレットのそれぞれが、正方形の横断面を有している、実施形態1または2記載の光均質化素子。
前記動作波長が、紫外波長である、実施形態1記載の光均質化素子。
実施形態3
前記複数のレンズレットのそれぞれが、正方形の横断面を有している、実施形態1または2記載の光均質化素子。
実施形態4
前記第1の開口の前記表面が、屈折力を与えられている、実施形態1から3までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
前記第1の開口の前記表面が、屈折力を与えられている、実施形態1から3までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
実施形態5
前記第1の補正特徴部が、前記第1の開口の前記表面を部分的に覆っている、実施形態1から4までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
前記第1の補正特徴部が、前記第1の開口の前記表面を部分的に覆っている、実施形態1から4までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
実施形態6
前記第1の補正特徴部が、前記第1の開口の前記表面から離間している、実施形態1から5までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
前記第1の補正特徴部が、前記第1の開口の前記表面から離間している、実施形態1から5までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
実施形態7
前記第1の補正特徴部が、マスクである、実施形態1から6までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
前記第1の補正特徴部が、マスクである、実施形態1から6までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
実施形態8
前記マスクが、ステンレス鋼またはアルミニウムである、実施形態7記載の光均質化素子。
前記マスクが、ステンレス鋼またはアルミニウムである、実施形態7記載の光均質化素子。
実施形態9
前記補正された部分が、前記マスクの影を有している、実施形態7または8記載の光均質化素子。
前記補正された部分が、前記マスクの影を有している、実施形態7または8記載の光均質化素子。
実施形態10
前記マスクが、穿孔されている、実施形態7から9までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
前記マスクが、穿孔されている、実施形態7から9までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
実施形態11
前記第1の補正特徴部が、半透明である、実施形態1から7までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
前記第1の補正特徴部が、半透明である、実施形態1から7までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
実施形態12
前記第1の補正特徴部が、干渉コーティングでコーティングされた透明な基板を有している、実施形態1から7までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
前記第1の補正特徴部が、干渉コーティングでコーティングされた透明な基板を有している、実施形態1から7までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
実施形態13
前記第1の補正されたレンズレットが、第2の開口を有しており、該第2の開口が、補正されていない表面を有している、実施形態1から7までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
前記第1の補正されたレンズレットが、第2の開口を有しており、該第2の開口が、補正されていない表面を有している、実施形態1から7までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
実施形態14
前記複数のレンズレットが、第2のレンズレットをさらに含んでおり、該第2のレンズレットが、第2の開口を有しており、該第2の開口が、第2の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第2の補正特徴部が、前記第2のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、実施形態1から13までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
前記複数のレンズレットが、第2のレンズレットをさらに含んでおり、該第2のレンズレットが、第2の開口を有しており、該第2の開口が、第2の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第2の補正特徴部が、前記第2のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、実施形態1から13までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
実施形態15
前記第2の補正特徴部が、前記第1の補正特徴部に対して相補的である、実施形態14記載の光均質化素子。
前記第2の補正特徴部が、前記第1の補正特徴部に対して相補的である、実施形態14記載の光均質化素子。
実施形態16
前記第1の開口の前記補正された部分を通る前記動作波長の透過率が、0%である、実施形態1から15までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
前記第1の開口の前記補正された部分を通る前記動作波長の透過率が、0%である、実施形態1から15までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
実施形態17
前記第1の開口が、補正されていない部分をさらに含んでいる、実施形態1から16までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
前記第1の開口が、補正されていない部分をさらに含んでいる、実施形態1から16までのいずれか1つ記載の光均質化素子。
実施形態18
前記補正された部分を通る前記動作波長の透過率が、前記補正されていない部分を通る前記動作波長の透過率の10%未満である、実施形態17記載の光均質化素子。
前記補正された部分を通る前記動作波長の透過率が、前記補正されていない部分を通る前記動作波長の透過率の10%未満である、実施形態17記載の光均質化素子。
実施形態19
光照明システムであって、
光源と、
該光源に動作結合された第1のレンズアレイと
を有しており、該第1のレンズアレイが、動作波長において光を透過させるように構成されており、前記第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットを含んでおり、該第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、該第1の開口が、第1の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第1の補正特徴部が、前記第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光照明システム。
光照明システムであって、
光源と、
該光源に動作結合された第1のレンズアレイと
を有しており、該第1のレンズアレイが、動作波長において光を透過させるように構成されており、前記第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットを含んでおり、該第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、該第1の開口が、第1の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第1の補正特徴部が、前記第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光照明システム。
実施形態20
前記光源が、複数の発光ダイオードを有している、実施形態19記載の光照明システム。
前記光源が、複数の発光ダイオードを有している、実施形態19記載の光照明システム。
実施形態21
前記第1のレンズアレイに動作結合されている第2のレンズアレイをさらに有しており、該第2のレンズアレイが、補正特徴部を欠いている、実施形態19または20記載の光照明システム。
前記第1のレンズアレイに動作結合されている第2のレンズアレイをさらに有しており、該第2のレンズアレイが、補正特徴部を欠いている、実施形態19または20記載の光照明システム。
実施形態22
前記第1のレンズアレイが、前記光源と前記第2のレンズアレイとの間に位置決めされている、実施形態21記載の光照明システム。
前記第1のレンズアレイが、前記光源と前記第2のレンズアレイとの間に位置決めされている、実施形態21記載の光照明システム。
実施形態23
前記光照明システムが、結像面において光照射野を生成し、前記光照射野が、前記結像面における放射照度分布を有しており、該分布が、平均放射照度、最大放射照度および最小放射照度を有しており、前記最大放射照度が、前記平均放射照度の10%未満だけ前記最小放射照度から異なっている、実施形態19から22までのいずれか1つ記載の光照明システム。
前記光照明システムが、結像面において光照射野を生成し、前記光照射野が、前記結像面における放射照度分布を有しており、該分布が、平均放射照度、最大放射照度および最小放射照度を有しており、前記最大放射照度が、前記平均放射照度の10%未満だけ前記最小放射照度から異なっている、実施形態19から22までのいずれか1つ記載の光照明システム。
実施形態24
前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとが、実質的に前記第1のレンズレットの焦点長さだけ分離されている、実施形態22または23記載の光照明システム。
前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとが、実質的に前記第1のレンズレットの焦点長さだけ分離されている、実施形態22または23記載の光照明システム。
実施形態25
前記複数のレンズレットが、第2のレンズレットをさらに有しており、該第2のレンズレットが、第2の開口を有しており、該第2の開口が、第2の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第2の補正特徴部が、前記第2のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、実施形態22から24までのいずれか1つ記載の光照明システム。
前記複数のレンズレットが、第2のレンズレットをさらに有しており、該第2のレンズレットが、第2の開口を有しており、該第2の開口が、第2の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第2の補正特徴部が、前記第2のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、実施形態22から24までのいずれか1つ記載の光照明システム。
実施形態26
第1の補正特徴部と第2の補正特徴部とが、光照明システムの瞳の中心に関して対称的に配置されている、実施形態25記載の光照明システム。
第1の補正特徴部と第2の補正特徴部とが、光照明システムの瞳の中心に関して対称的に配置されている、実施形態25記載の光照明システム。
実施形態27
照明システムを補正する方法であって、
照明システムの像面において光照射野を形成するステップであって、前記照明システムが、動作波長で光を生成する光源を有しており、該光源が、第1のレンズアレイに動作結合されており、前記第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットおよび第2のレンズレットを有しており、前記第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、前記第2のレンズレットが、第2の開口を有している、ステップと、
前記像面における複数の箇所において前記光照射野の放射照度を測定することによって前記像面における光照射野の均質性を特定するステップと、
前記光照射野の均質性を改善するステップであって、該改善するステップが、第1の補正特徴部を含むように前記第1のレンズレットを変更することを含み、前記第1の補正特徴部が、前記第1の開口の第1の補正された部分を規定して、前記第1のレンズレットを通る前記動作波長の透過率を減じる、ステップと
を含む、照明システムを補正する方法。
照明システムを補正する方法であって、
照明システムの像面において光照射野を形成するステップであって、前記照明システムが、動作波長で光を生成する光源を有しており、該光源が、第1のレンズアレイに動作結合されており、前記第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットおよび第2のレンズレットを有しており、前記第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、前記第2のレンズレットが、第2の開口を有している、ステップと、
前記像面における複数の箇所において前記光照射野の放射照度を測定することによって前記像面における光照射野の均質性を特定するステップと、
前記光照射野の均質性を改善するステップであって、該改善するステップが、第1の補正特徴部を含むように前記第1のレンズレットを変更することを含み、前記第1の補正特徴部が、前記第1の開口の第1の補正された部分を規定して、前記第1のレンズレットを通る前記動作波長の透過率を減じる、ステップと
を含む、照明システムを補正する方法。
実施形態28
前記複数の箇所が、第1の箇所および第2の箇所を含み、前記第1の補正特徴部が、前記第1の箇所における放射照度を減じ、前記第2の箇所における放射照度を減じない、実施形態27記載の方法。
前記複数の箇所が、第1の箇所および第2の箇所を含み、前記第1の補正特徴部が、前記第1の箇所における放射照度を減じ、前記第2の箇所における放射照度を減じない、実施形態27記載の方法。
実施形態29
放射照度分布が、最大放射照度および最小放射照度を含み、前記改善するステップが、前記最大放射照度と前記最小放射照度との間の差を減じることを含む、実施形態27または28記載の方法。
放射照度分布が、最大放射照度および最小放射照度を含み、前記改善するステップが、前記最大放射照度と前記最小放射照度との間の差を減じることを含む、実施形態27または28記載の方法。
実施形態30
第2の補正特徴部を含むように前記第1のレンズレットを変更することをさらに含み、前記第2の補正特徴部が、前記第1の開口の第2の補正された部分を規定し、さらに前記第1のレンズレットを通る前記動作波長の透過率を減じる、実施形態27から29までのいずれか1つ記載の方法。
第2の補正特徴部を含むように前記第1のレンズレットを変更することをさらに含み、前記第2の補正特徴部が、前記第1の開口の第2の補正された部分を規定し、さらに前記第1のレンズレットを通る前記動作波長の透過率を減じる、実施形態27から29までのいずれか1つ記載の方法。
実施形態31
第2の補正特徴部を含むように前記第2のレンズレットを変更することをさらに含み、前記第2の補正特徴部が、前記第2の開口の第1の補正された部分を規定して、前記第2のレンズレットを通る前記動作波長の前記透過率を減じる、実施形態27から30までのいずれか1つ記載の方法。
第2の補正特徴部を含むように前記第2のレンズレットを変更することをさらに含み、前記第2の補正特徴部が、前記第2の開口の第1の補正された部分を規定して、前記第2のレンズレットを通る前記動作波長の前記透過率を減じる、実施形態27から30までのいずれか1つ記載の方法。
実施形態32
前記第1の補正特徴部が、前記結像面における光照射野の角度分布の幾何中心を変更し、前記第2の補正特徴部が、前記第1の補正特徴部によって生成された前記光照射野の前記角度分布の幾何中心に対する変更に反して作用する、実施形態31記載の方法。
前記第1の補正特徴部が、前記結像面における光照射野の角度分布の幾何中心を変更し、前記第2の補正特徴部が、前記第1の補正特徴部によって生成された前記光照射野の前記角度分布の幾何中心に対する変更に反して作用する、実施形態31記載の方法。
Claims (10)
- 光均質化素子であって、動作波長で光を透過させるために構成されたレンズアレイを有しており、該レンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットを有しており、該第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、該第1の開口が、第1の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第1の補正特徴部が、前記第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光均質化素子。
- 前記第1の補正特徴部が、前記第1の開口の前記表面を部分的に覆っている、請求項1記載の光均質化素子。
- 前記第1の補正特徴部が、前記第1の開口の前記表面から離間している、請求項1または2記載の光均質化素子。
- 前記第1の補正特徴部が、半透明である、請求項1から3までのいずれか1項記載の光均質化素子。
- 前記複数のレンズレットが、第2のレンズレットをさらに含んでおり、該第2のレンズレットが、第2の開口を有しており、該第2の開口が、第2の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第2の補正特徴部が、前記第2のレンズレットを通る前記動作波長の透過率を減じ、
前記第2の補正特徴部が、前記第1の補正特徴部に対して相補的である、請求項1から4までのいずれか1項記載の光均質化素子。 - 光照明システムであって、
光源と、
該光源に動作結合された第1のレンズアレイと
を有しており、該第1のレンズアレイが、動作波長において光を透過させるように構成されており、前記第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットを含んでおり、該第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、該第1の開口が、第1の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第1の補正特徴部が、前記第1のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じる、光照明システム。 - 前記光源が、複数の発光ダイオードを有している、請求項6記載の光照明システム。
- 前記複数のレンズレットが、第2のレンズレットをさらに有しており、該第2のレンズレットが、第2の開口を有しており、該第2の開口が、第2の補正特徴部により規定された補正された部分を備えた表面を有しており、前記第2の補正特徴部が、前記第2のレンズレットを通る動作波長の透過率を減じ、
前記第1の補正特徴部と前記第2の補正特徴部とが、前記光照明システムの瞳の中心に関して対称的に配置されている、請求項6または7記載の光照明システム。 - 照明システムを補正する方法であって、
照明システムの像面において光照射野を形成するステップであって、前記照明システムが、動作波長で光を生成する光源を有しており、該光源が、第1のレンズアレイに動作結合されており、前記第1のレンズアレイが、複数のレンズレットを有しており、該複数のレンズレットが、第1のレンズレットおよび第2のレンズレットを有しており、前記第1のレンズレットが、第1の開口を有しており、前記第2のレンズレットが、第2の開口を有している、ステップと、
前記像面における複数の箇所において前記光照射野の放射照度を測定することによって前記像面における光照射野の均質性を特定するステップと、
前記光照射野の均質性を改善するステップであって、該改善するステップが、第1の補正特徴部を含むように前記第1のレンズレットを変更することを含み、前記第1の補正特徴部が、前記第1の開口の第1の補正された部分を規定して、前記第1のレンズレットを通る前記動作波長の透過率を減じる、ステップと
を含む、照明システムを補正する方法。 - 第2の補正特徴部を含むように前記第2のレンズレットを変更することをさらに含み、前記第2の補正特徴部が、前記第2の開口の第1の補正された部分を規定して、前記第2のレンズレットを通る前記動作波長の透過率を減じ、
第1の補正特徴部が、結像面における光照射野の角度分布の幾何中心を変更し、前記第2の補正特徴部が、前記第1の補正特徴部によって生成された前記光照射野の前記角度分布の幾何中心の変更に反して作用する、請求項9記載の方法。
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