JP2748343B2 - 光照射装置 - Google Patents
光照射装置Info
- Publication number
- JP2748343B2 JP2748343B2 JP1338320A JP33832089A JP2748343B2 JP 2748343 B2 JP2748343 B2 JP 2748343B2 JP 1338320 A JP1338320 A JP 1338320A JP 33832089 A JP33832089 A JP 33832089A JP 2748343 B2 JP2748343 B2 JP 2748343B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- lens
- angle
- integrator
- optical system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ショートアーク型の放電灯からの光を楕円
集光鏡で集光して利用する光照射装置に関する。
集光鏡で集光して利用する光照射装置に関する。
（従来の技術） 例えば超高圧水銀灯やキセノンショートアークランプ
等のショートアーク型の放電灯からの光を利用して、光
硬化型樹脂の硬化やフォトマスクを介した露光などの光
処理が行われている。
等のショートアーク型の放電灯からの光を利用して、光
硬化型樹脂の硬化やフォトマスクを介した露光などの光
処理が行われている。
これらの光処理のうち、均一な光処理が必要な場合に
は、楕円集光鏡とインテグレータを具備した光照射装置
がよく用いられる。
は、楕円集光鏡とインテグレータを具備した光照射装置
がよく用いられる。
第２図は、従来の楕円集光鏡とインテグレータと具備
した光照射装置の概略説明図である。１はショートアー
ク型の放電灯,2は楕円集光鏡,4はインテグレータレンズ
を示す。
した光照射装置の概略説明図である。１はショートアー
ク型の放電灯,2は楕円集光鏡,4はインテグレータレンズ
を示す。
第２図に示すように、放電灯１は、アークの位置が楕
円集光鏡２の第一焦点の位置f1になるように配置され、
インテグレータレンズ４は楕円集光鏡２の第二焦点f2の
位置に配置される。
円集光鏡２の第一焦点の位置f1になるように配置され、
インテグレータレンズ４は楕円集光鏡２の第二焦点f2の
位置に配置される。
インテグレータレンズ４は、例えば十数本から数十本
のロッドレンズから構成され、インテグレータレンズ４
に入射した光は各ロッドレンズに分割されて出射され、
照射面Ｓで重ね合わされる。インテグレータレンズ４に
入射する光が不均一であり各ロッドレンズ間で入射する
光の強さが異なるが、照射面Ｓで重ね合わされることに
より照射面Ｓの各点での照度が均一になる。
のロッドレンズから構成され、インテグレータレンズ４
に入射した光は各ロッドレンズに分割されて出射され、
照射面Ｓで重ね合わされる。インテグレータレンズ４に
入射する光が不均一であり各ロッドレンズ間で入射する
光の強さが異なるが、照射面Ｓで重ね合わされることに
より照射面Ｓの各点での照度が均一になる。
（発明が解決しようとする技術的課題） 上記のインテグレータレンズによる照度の均一化にお
いて、照度の均一度は、インテグレータからの光の出射
角の大きさに依存する。
いて、照度の均一度は、インテグレータからの光の出射
角の大きさに依存する。
第３図は、照射面での照度の均一度とインテグレータ
の出射角との関係の説明図である。θ３はロッドレンズ
40bからの光の出射角、Ia,Ib,Icはそれぞれロッドレン
ズ40a,40b,40cによる照射面での照度分布、Ｉは重ね合
わせた全体の照度分布を示す。
の出射角との関係の説明図である。θ３はロッドレンズ
40bからの光の出射角、Ia,Ib,Icはそれぞれロッドレン
ズ40a,40b,40cによる照射面での照度分布、Ｉは重ね合
わせた全体の照度分布を示す。
第３図に示すように、インテグレータによる照度分布
には、照度が高い部分と低い部分があり、この照度が高
い部分と低い部分の照度の差Ｄ（均一度）は、出射角θ
３が大きく光が大きく拡がる場合には、大きくなってし
まう傾向にある。従って、照度の均一度が悪くなる。
尚、第３図では、各ロッドレンズ40a,40b,40cからの光
を不図示のアウトプットレンズによって照射面Ｓでずれ
ないようにして重ね合わせているため、各ロッドレンズ
40a,40b,40cからの出射角が異なるように見えるが、実
際には各ロッドレンズ40a,40b,40cからの光の出射角は
みな同じθ３の大きさである。
には、照度が高い部分と低い部分があり、この照度が高
い部分と低い部分の照度の差Ｄ（均一度）は、出射角θ
３が大きく光が大きく拡がる場合には、大きくなってし
まう傾向にある。従って、照度の均一度が悪くなる。
尚、第３図では、各ロッドレンズ40a,40b,40cからの光
を不図示のアウトプットレンズによって照射面Ｓでずれ
ないようにして重ね合わせているため、各ロッドレンズ
40a,40b,40cからの出射角が異なるように見えるが、実
際には各ロッドレンズ40a,40b,40cからの光の出射角は
みな同じθ３の大きさである。
出射角θ３を小さくするには、ロッドレンズの入出射
面の曲率及びロッドレンズの長さを変更する方法が考え
られるが、入射角θ２より出射角θ３が小さいと、ロッ
ドレンズの側面で光がけられることにより光の利用効率
が悪くなってしまう。また、入射角θ２を出射角θ３に
合わせて小さくし、それにあわせて集光鏡を変更する方
法があるが、光学系全体を大きく設計変更しなければな
らなくなってしまう欠点がある。
面の曲率及びロッドレンズの長さを変更する方法が考え
られるが、入射角θ２より出射角θ３が小さいと、ロッ
ドレンズの側面で光がけられることにより光の利用効率
が悪くなってしまう。また、入射角θ２を出射角θ３に
合わせて小さくし、それにあわせて集光鏡を変更する方
法があるが、光学系全体を大きく設計変更しなければな
らなくなってしまう欠点がある。
この発明は、かかる課題に着目してなされたもので、
集光鏡の集光角が大きい場合でも、リレー光学系によっ
てインテグレータレンズへの入射角を小さく変換するこ
とによって、大きな設計変更も要せず、また光の利用効
率を低下させることもなくインテグレータレンズからの
光の出射角を小さくすることを可能にし、より照度分布
の均一度が高くできる光照射装置の提供を目的とする。
集光鏡の集光角が大きい場合でも、リレー光学系によっ
てインテグレータレンズへの入射角を小さく変換するこ
とによって、大きな設計変更も要せず、また光の利用効
率を低下させることもなくインテグレータレンズからの
光の出射角を小さくすることを可能にし、より照度分布
の均一度が高くできる光照射装置の提供を目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の光照射装置は、シ
ョートアーク型の放電灯と、楕円集光鏡の第二焦点をイ
ンテグレータレンズに投影するリレー光学系とを具備
し、インテグレータレンズへの光の入射角は、リレー光
学系によって、第二焦点への光の集光角よりも小さくな
っていることを特徴とする。
ョートアーク型の放電灯と、楕円集光鏡の第二焦点をイ
ンテグレータレンズに投影するリレー光学系とを具備
し、インテグレータレンズへの光の入射角は、リレー光
学系によって、第二焦点への光の集光角よりも小さくな
っていることを特徴とする。
（作用） 上記構成にかかる本発明の光照射装置においては、リ
レー光学系が楕円集光鏡の第二焦点の像をインテグレー
タレンズに投影するので、結果的に第二焦点にインテグ
レータを置いた状態と同じになる。即ち、ショートアー
ク型の放電灯からの光は、第二焦点に集光した後、リレ
ー光学系を経てインテグレータレンズに再度集光し、イ
ンテグレータレンズにより分割された後、照射面で重ね
合わされる。
レー光学系が楕円集光鏡の第二焦点の像をインテグレー
タレンズに投影するので、結果的に第二焦点にインテグ
レータを置いた状態と同じになる。即ち、ショートアー
ク型の放電灯からの光は、第二焦点に集光した後、リレ
ー光学系を経てインテグレータレンズに再度集光し、イ
ンテグレータレンズにより分割された後、照射面で重ね
合わされる。
また、リレー光学系が、第二焦点に集光する際の集光
角より小さい角度でインテグレータレンズに光が入射す
るようにするので、インテグレータレンズからの光の出
射角が、第二焦点での集光角より小さくなる。尚、リレ
ー光学系によるインテグレータへの光の入射角はリレー
光学系の設計により自由に設定できるので、リレー光学
系とインテグレータレンズにより楕円集光鏡の集光角に
関係なく、インテグレータからの出射角を所望の角度と
することができる。
角より小さい角度でインテグレータレンズに光が入射す
るようにするので、インテグレータレンズからの光の出
射角が、第二焦点での集光角より小さくなる。尚、リレ
ー光学系によるインテグレータへの光の入射角はリレー
光学系の設計により自由に設定できるので、リレー光学
系とインテグレータレンズにより楕円集光鏡の集光角に
関係なく、インテグレータからの出射角を所望の角度と
することができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。
第１図は、本発明の実施例の光照射装置の概略説明図
である。１は例えば超高圧水銀灯のようなショートアー
ク型の放電灯、２は楕円集光鏡、３はリレー光学系、４
はインテグレータレンズ、Ｓは照射面を示す。
である。１は例えば超高圧水銀灯のようなショートアー
ク型の放電灯、２は楕円集光鏡、３はリレー光学系、４
はインテグレータレンズ、Ｓは照射面を示す。
第１図において、ショートアーク型の放電灯１は、そ
のアークの中心が楕円集光鏡２の第一焦点f1の位置にな
るように配置される。従って、放電灯１のアークからの
光は、第二焦点f2の位置に効率良く集光する。一方、本
実施例のリレー光学系を構成する両凸レンズ３は、イン
テグレータレンズ４に楕円集光鏡２の第二焦点f2を投影
する位置になるよう配置されている。従って、第二焦点
f2に集光した光はリレー光学系３によってインテグレー
タレンズ４に投影される。
のアークの中心が楕円集光鏡２の第一焦点f1の位置にな
るように配置される。従って、放電灯１のアークからの
光は、第二焦点f2の位置に効率良く集光する。一方、本
実施例のリレー光学系を構成する両凸レンズ３は、イン
テグレータレンズ４に楕円集光鏡２の第二焦点f2を投影
する位置になるよう配置されている。従って、第二焦点
f2に集光した光はリレー光学系３によってインテグレー
タレンズ４に投影される。
リレー光学系３としては、ここでは両凸レンズ一枚か
らなるものを例としてあげげているが、これらに限られ
るものではなく、正のレンズを複数枚使用するものでも
良い。要は、第二焦点f2をインテグレータレンズ４に投
影するためのリレー光学系であればどんなものでも良
い。
らなるものを例としてあげげているが、これらに限られ
るものではなく、正のレンズを複数枚使用するものでも
良い。要は、第二焦点f2をインテグレータレンズ４に投
影するためのリレー光学系であればどんなものでも良
い。
また、第１図に示すように、リレー光学系３として用
いた両凸レンズは、インテグレータレンズ４への入射角
θ２を第二焦点f2への楕円集光鏡２の集光角度θ１より
小さくするように設計されている。出射角θ３はインテ
グレータへの入射角θ２とほとんど同じである（θ２≒
θ３）ので、出射角θ３は集光角θ１より小さくなる
（θ１＞θ３）。これにより、前述の通り、より均一度
の高い照度分布を得ることができる。
いた両凸レンズは、インテグレータレンズ４への入射角
θ２を第二焦点f2への楕円集光鏡２の集光角度θ１より
小さくするように設計されている。出射角θ３はインテ
グレータへの入射角θ２とほとんど同じである（θ２≒
θ３）ので、出射角θ３は集光角θ１より小さくなる
（θ１＞θ３）。これにより、前述の通り、より均一度
の高い照度分布を得ることができる。
尚、第１図の示すように、リレー光学系３を設けてイ
ンテグレータレンズ４の位置を変えることにより、入射
側の光路長L1はL1′に長くなってしまうが、楕円集光鏡
２を集光角の小さいものに設計した場合と比較すると、
ほとんど同じかより短い距離とすることができる。さら
に、楕円集光鏡２の集光角にかかわらず、リレー光学系
として用いた両凸レンズ３の焦点距離を適宜選定すれ
ば、インテグレータレンズへの入射角θ２を所望の角度
にできる。また、一枚又は複数枚のレンズの配置，焦点
距離により第二焦点f2からインテグレータレンズ４まで
の距離に自由度ができるので、設計上光学配置に自由度
が増すことから、全体の光路長Ｌの調整や光路中にフィ
ルターやシャッター等の組み込みもできる。
ンテグレータレンズ４の位置を変えることにより、入射
側の光路長L1はL1′に長くなってしまうが、楕円集光鏡
２を集光角の小さいものに設計した場合と比較すると、
ほとんど同じかより短い距離とすることができる。さら
に、楕円集光鏡２の集光角にかかわらず、リレー光学系
として用いた両凸レンズ３の焦点距離を適宜選定すれ
ば、インテグレータレンズへの入射角θ２を所望の角度
にできる。また、一枚又は複数枚のレンズの配置，焦点
距離により第二焦点f2からインテグレータレンズ４まで
の距離に自由度ができるので、設計上光学配置に自由度
が増すことから、全体の光路長Ｌの調整や光路中にフィ
ルターやシャッター等の組み込みもできる。
本実施例のインテグレータレンズ４は、特開昭63−12
5801号の開示されているのと同様に円柱状のロッドレン
ズよりなるものを使用しているが、これに限られず角柱
状のロッドレンズからなるものや二枚レンズ方式のイン
テグレータレンズでも良い。尚、インテグレータレンズ
はフライアイレンズと呼ばれることもある。
5801号の開示されているのと同様に円柱状のロッドレン
ズよりなるものを使用しているが、これに限られず角柱
状のロッドレンズからなるものや二枚レンズ方式のイン
テグレータレンズでも良い。尚、インテグレータレンズ
はフライアイレンズと呼ばれることもある。
以上説明した通り、本発明の光照射装置は、リレー光
学系が楕円集光鏡の第二焦点をインテグレータレンズに
投影するとともに、インテグレータレンズへの光の入射
角は、リレー光学系によって第二焦点への光の集光角よ
りも小さくなっているので、第二焦点での集光角よりイ
ンテグレータレンズへの入射角を小さくすることができ
る。これによりインテグレータレンズからの光の出射角
が小さくでき、より均一度の高い照度分布を得ることが
可能となる。
学系が楕円集光鏡の第二焦点をインテグレータレンズに
投影するとともに、インテグレータレンズへの光の入射
角は、リレー光学系によって第二焦点への光の集光角よ
りも小さくなっているので、第二焦点での集光角よりイ
ンテグレータレンズへの入射角を小さくすることができ
る。これによりインテグレータレンズからの光の出射角
が小さくでき、より均一度の高い照度分布を得ることが
可能となる。
第１図は本発明の実施例の光照射装置の概略説明図、第
２図は従来の楕円集光鏡とインテグレータと具備した光
照射装置の概略説明図、第３図は照射面での照度の均一
度とインテグレータの出射角の関係の説明図である。 図中、 １……ショートアーク型の放電灯 ２……楕円集光鏡 ３……リレー光学系 ４……インテグレータレンズ Ｓ……照射面 θ１……集光角 θ２……入射角 θ３……出射角 を示す。
２図は従来の楕円集光鏡とインテグレータと具備した光
照射装置の概略説明図、第３図は照射面での照度の均一
度とインテグレータの出射角の関係の説明図である。 図中、 １……ショートアーク型の放電灯 ２……楕円集光鏡 ３……リレー光学系 ４……インテグレータレンズ Ｓ……照射面 θ１……集光角 θ２……入射角 θ３……出射角 を示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｂ 27/54 Ｇ０３Ｂ 27/54 Ｚ Ｇ０３Ｆ 7/20 Ｇ０３Ｆ 7/20 Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｄ
Claims (1)
- 【請求項１】ショートアーク型の放電灯と、放電灯から
の光を集光する楕円集光鏡と、インテグレータレンズ
と、楕円集光鏡の第二焦点をインテグレータレンズに投
影するリレー光学系とを具備し、インテグレータレンズ
への光の入射角は、リレー光学系によって、第二焦点へ
の光の集光角よりも小さくなっていることを特徴とする
光照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1338320A JP2748343B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 光照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1338320A JP2748343B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 光照射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03202149A JPH03202149A (ja) | 1991-09-03 |
| JP2748343B2 true JP2748343B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=18317030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1338320A Expired - Lifetime JP2748343B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 光照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2748343B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6053737B2 (ja) * | 2014-09-22 | 2016-12-27 | キヤノン株式会社 | 照明光学装置、露光装置、および物品の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5681813A (en) * | 1979-12-08 | 1981-07-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Mask lighting optical system |
| JPS58160914A (ja) * | 1982-03-18 | 1983-09-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | ミラ−集光型照明光学系 |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP1338320A patent/JP2748343B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03202149A (ja) | 1991-09-03 |
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