JP3437352B2 - 照明光学系及び光源装置 - Google Patents
照明光学系及び光源装置Info
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- 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
- G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
- G02B6/0006—Coupling light into the fibre
-
- 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
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学顕微鏡等の投影
光学系を用いた装置に関するもので、物体に光を照射し
て、該物体からの反射あるいは透過光を結像光学系を用
いて投影する投影光学装置、例えば半導体露光装置であ
るステッパ−のアライメント用顕微鏡や露光光学系に好
適なものである。
光学系を用いた装置に関するもので、物体に光を照射し
て、該物体からの反射あるいは透過光を結像光学系を用
いて投影する投影光学装置、例えば半導体露光装置であ
るステッパ−のアライメント用顕微鏡や露光光学系に好
適なものである。
【０００２】
【従来の技術】微小物体の観察法として従来より最も多
く用いられている手法は光学顕微鏡による拡大像の観察
である。光学顕微鏡はレ−ザ−やハロゲンランプユニッ
トからなる照明光源より照射された光束を、照明光学系
により対象物体に導光し照明する。反射型顕微鏡では対
象物体からの反射光、回折光を再び光学系により導光
し、対象物体を目視モニタ−またはＣＣＤ上に結像させ
て観察可能ならしめている。通常の光学顕微鏡では照明
光源として白色で、取り扱いの容易なハロゲンランプユ
ニットが良く用いられる。ここでハロゲンランプユニッ
トとしたのは通常のハロゲンランプはFig.8 に示すよう
にランプと反射鏡が一体になった形の構成をしているた
めで、ランプ自体と反射鏡つきのランプ全体とを区別す
るため後者をハロゲンランプユニットと呼ぶこととし
た。
く用いられている手法は光学顕微鏡による拡大像の観察
である。光学顕微鏡はレ−ザ−やハロゲンランプユニッ
トからなる照明光源より照射された光束を、照明光学系
により対象物体に導光し照明する。反射型顕微鏡では対
象物体からの反射光、回折光を再び光学系により導光
し、対象物体を目視モニタ−またはＣＣＤ上に結像させ
て観察可能ならしめている。通常の光学顕微鏡では照明
光源として白色で、取り扱いの容易なハロゲンランプユ
ニットが良く用いられる。ここでハロゲンランプユニッ
トとしたのは通常のハロゲンランプはFig.8 に示すよう
にランプと反射鏡が一体になった形の構成をしているた
めで、ランプ自体と反射鏡つきのランプ全体とを区別す
るため後者をハロゲンランプユニットと呼ぶこととし
た。
【０００３】光学顕微鏡における照明方法としては光源
の像を照明光学系を介して観察対象物体と共役な位置に
置くクリティカル照明や、光源の像を照明光学系の瞳面
の位置に置くケ−ラ−照明などが知られている。実際は
フィラメントの像が観察対象物体上にできるなどして照
明にムラの起きやすいクリティカル照明よりも、光源の
ムラが物体上に現われないケ−ラ−照明が一般に用いら
れる。
の像を照明光学系を介して観察対象物体と共役な位置に
置くクリティカル照明や、光源の像を照明光学系の瞳面
の位置に置くケ−ラ−照明などが知られている。実際は
フィラメントの像が観察対象物体上にできるなどして照
明にムラの起きやすいクリティカル照明よりも、光源の
ムラが物体上に現われないケ−ラ−照明が一般に用いら
れる。
【０００４】Fig.7 は照明光源にハロゲンランプユニッ
トを用いた従来の光学顕微鏡の一般例として、反射型顕
微鏡の構成概略図を示したものである。ハロゲンランプ
ユニットはハロゲンランプ１の輝点となるハロゲン電極
３を楕円集光反射鏡２の第１焦点位置に置き、第２焦点
の位置（集光位置）４にハロゲン電極３の結像集光点を
結ばせるタイプである。この集光光束がレンズ５を介し
て視野絞り６で照明領域のみを照明する必要光束に限定
されて、レンズ７からハ−フミラ−８の反射を介してレ
ンズ９により観察対象物体（対象物体）１０を照射す
る。観察対象物体１０で反射、回折した光は再びレンズ
９、ハ−フミラ−８を通過してレンズ１１を介してＣＣ
Ｄ１２上に観察対象物体１０の像を結像させる。
トを用いた従来の光学顕微鏡の一般例として、反射型顕
微鏡の構成概略図を示したものである。ハロゲンランプ
ユニットはハロゲンランプ１の輝点となるハロゲン電極
３を楕円集光反射鏡２の第１焦点位置に置き、第２焦点
の位置（集光位置）４にハロゲン電極３の結像集光点を
結ばせるタイプである。この集光光束がレンズ５を介し
て視野絞り６で照明領域のみを照明する必要光束に限定
されて、レンズ７からハ−フミラ−８の反射を介してレ
ンズ９により観察対象物体（対象物体）１０を照射す
る。観察対象物体１０で反射、回折した光は再びレンズ
９、ハ−フミラ−８を通過してレンズ１１を介してＣＣ
Ｄ１２上に観察対象物体１０の像を結像させる。
【０００５】Fig.8 は照明光源として用いられるハロゲ
ンランプユニットの構造を示したもので、コイル状に捲
回されたフィラメント４０を有するハロゲンランプ４１
に略椀型をなす回転体状のミラ−４２が一体に設けられ
ている。ミラ−４２の内側の面には回転放物面や楕円面
等の滑らかな曲面をなす鏡面状の反射面部４３が形成さ
れている。ハロゲンランプ４１の輝点４４は反射面部４
３の焦点位置４５に一致して配置され、反射面部４３の
中心軸はハロゲンランプ４１の軸とほぼ一致している。
またハロゲンランプユニットの光軸は反射面部４３の光
軸と定義する。
ンランプユニットの構造を示したもので、コイル状に捲
回されたフィラメント４０を有するハロゲンランプ４１
に略椀型をなす回転体状のミラ−４２が一体に設けられ
ている。ミラ−４２の内側の面には回転放物面や楕円面
等の滑らかな曲面をなす鏡面状の反射面部４３が形成さ
れている。ハロゲンランプ４１の輝点４４は反射面部４
３の焦点位置４５に一致して配置され、反射面部４３の
中心軸はハロゲンランプ４１の軸とほぼ一致している。
またハロゲンランプユニットの光軸は反射面部４３の光
軸と定義する。
【０００６】ハロゲンランプ４１のフィラメント４０か
ら照射された光束は反射面部４３により反射され、ミラ
−４２の照射開口４２ａを介して照射される。反射面部
４３が楕円集光反射鏡でハロゲンランプ４１の輝点４４
が反射面部４３の第１焦点位置に配置されると、反射面
部４３で反射した光束は第２焦点位置に集光される。
ら照射された光束は反射面部４３により反射され、ミラ
−４２の照射開口４２ａを介して照射される。反射面部
４３が楕円集光反射鏡でハロゲンランプ４１の輝点４４
が反射面部４３の第１焦点位置に配置されると、反射面
部４３で反射した光束は第２焦点位置に集光される。
【０００７】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
述のような楕円集光反射鏡によってハロゲン電極の輝点
を集光させるタイプのハロゲンランプユニットでは、集
光する第２焦点位置においてハロゲン電極自体で楕円ミ
ラ−からの集光光束が遮られ、集光する角度分布の中心
部分に強度の弱い成分である陰影光束部が生じてしま
う。この様子を示したのがFig.7 でハロゲン電極３が楕
円集光反射鏡２からの反射光を遮ることにより斜線で示
す陰影光束１３が生じる。この陰影光束１３はケ−ラ−
照明の照明光学系の場合、対象物体１０の観察領域の中
心付近を照明する光束に対応する。従って陰影光束１３
の存在は観察領域中心付近での照度低下を招き、照明光
量不足や照度むらが発生する原因となる。
述のような楕円集光反射鏡によってハロゲン電極の輝点
を集光させるタイプのハロゲンランプユニットでは、集
光する第２焦点位置においてハロゲン電極自体で楕円ミ
ラ−からの集光光束が遮られ、集光する角度分布の中心
部分に強度の弱い成分である陰影光束部が生じてしま
う。この様子を示したのがFig.7 でハロゲン電極３が楕
円集光反射鏡２からの反射光を遮ることにより斜線で示
す陰影光束１３が生じる。この陰影光束１３はケ−ラ−
照明の照明光学系の場合、対象物体１０の観察領域の中
心付近を照明する光束に対応する。従って陰影光束１３
の存在は観察領域中心付近での照度低下を招き、照明光
量不足や照度むらが発生する原因となる。
【０００８】また反射鏡による反射光が平行光となる放
物面鏡の場合にも楕円集光反射鏡と同様な問題が発生す
る。
物面鏡の場合にも楕円集光反射鏡と同様な問題が発生す
る。
【０００９】請求項１の発明の照明装置は光源装置と、
該光源装置からの光で物体をケーラー照明する照明光学
系とを有する照明装置において、該照明光学系は視野絞
りを有し、前記光源装置からの出力に存在する陰影光束
の光路は前記照明光学系の光軸に対して傾いており、前
記陰影光束を前記視野絞りにより遮ることを特徴として
いる。請求項２の発明は、請求項１の発明において前記
光源装置の光軸は前記照明光学系の光軸に対して傾いて
いることを特徴としている。請求項３の発明は、請求項
１の発明において前記光源装置からの光を前記照明光学
系に導くオプティカルファイバーを有し、前記光源装置
の光軸は前記オプティカルファイバーの入射端面の垂線
に対し傾いて配置され、前記オプティカルファイバーか
らの前記陰影光束の光路は前記照明光学系の光軸に対し
て傾いていることを特徴としている。請求項４の発明
は、請求項１の発明において前記照明光学系は、前記絞
りの前記物体側にレンズ系を有していることを特徴とし
ている。請求項５の発明の投影光学装置は請求項１〜４
のいずれか１項に記載の照明装置と、該照明装置により
照明された物体を結像する光学系とを有する投影光学装
置。請求項６の発明の光源装置は視野絞りを備える照明
光学系と共に使用する光源装置において、 ランプと該ラ
ンプと一体に構成された楕円反射鏡を備え、前記楕円反
射鏡の焦点と前記ランプの発光部が前記光軸と直交する
方向にずれていることを特徴としている。請求項７の発
明は、請求項６の発明において前記ランプの長手方向が
前記ランプの発光点と前記楕円反射鏡の第２焦点とを結
ぶ線の方向に伸びていることを特徴としている。請求項
８の発明は、請求項６の発明において前記ランプの長手
方向が前記ランプの発光点と前記反射鏡によって形成さ
れる前記発光点の像を結ぶ線の方向に伸びていることを
特徴としている。請求項９の発明の投影光学装置は請求
項５〜８のいずれか１項に記載の光源装置と、照明光学
系と、該照明光学系により照明された物体を結像する光
学系とを有することを特徴としている。
該光源装置からの光で物体をケーラー照明する照明光学
系とを有する照明装置において、該照明光学系は視野絞
りを有し、前記光源装置からの出力に存在する陰影光束
の光路は前記照明光学系の光軸に対して傾いており、前
記陰影光束を前記視野絞りにより遮ることを特徴として
いる。請求項２の発明は、請求項１の発明において前記
光源装置の光軸は前記照明光学系の光軸に対して傾いて
いることを特徴としている。請求項３の発明は、請求項
１の発明において前記光源装置からの光を前記照明光学
系に導くオプティカルファイバーを有し、前記光源装置
の光軸は前記オプティカルファイバーの入射端面の垂線
に対し傾いて配置され、前記オプティカルファイバーか
らの前記陰影光束の光路は前記照明光学系の光軸に対し
て傾いていることを特徴としている。請求項４の発明
は、請求項１の発明において前記照明光学系は、前記絞
りの前記物体側にレンズ系を有していることを特徴とし
ている。請求項５の発明の投影光学装置は請求項１〜４
のいずれか１項に記載の照明装置と、該照明装置により
照明された物体を結像する光学系とを有する投影光学装
置。請求項６の発明の光源装置は視野絞りを備える照明
光学系と共に使用する光源装置において、 ランプと該ラ
ンプと一体に構成された楕円反射鏡を備え、前記楕円反
射鏡の焦点と前記ランプの発光部が前記光軸と直交する
方向にずれていることを特徴としている。請求項７の発
明は、請求項６の発明において前記ランプの長手方向が
前記ランプの発光点と前記楕円反射鏡の第２焦点とを結
ぶ線の方向に伸びていることを特徴としている。請求項
８の発明は、請求項６の発明において前記ランプの長手
方向が前記ランプの発光点と前記反射鏡によって形成さ
れる前記発光点の像を結ぶ線の方向に伸びていることを
特徴としている。請求項９の発明の投影光学装置は請求
項５〜８のいずれか１項に記載の光源装置と、照明光学
系と、該照明光学系により照明された物体を結像する光
学系とを有することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】本実施の形態は、ハロゲンランプ
ユニット等の光源装置からの光束でケ−ラ−照明を行う
時、該光束中の陰影光束が観察対象物体の照明に用いら
れないよう、光源装置と照明光学系を構成することを特
徴としている。このため、ハロゲンランプユニットから
の陰影光束が照明光学系の光軸、あるいは照明光学系に
導くためのオプティカルファイバ−等のインプット手段
の入射光軸に対して傾いて入射する光学配置を取ること
を特徴としている。陰影光束を傾いた配置にすることに
より、ハロゲン電極等の光源自体のけられによって発生
する陰影光束が照明光学系で用いる照明光の有効領域外
に導かれるので、観察領域全域の照度を高く、且つ均一
に保つことができ、良好な顕微鏡観察が可能となる。Fi
g.1 は本発明の実施例１の光学顕微鏡系の概略図であ
る。Fig.7 で説明した従来例と同じ構成部材には同一の
符号を付してある。本実施例の特長はハロゲンランプユ
ニットを集光位置である楕円集光反射鏡の第２焦点４を
中心にして角度θ傾けたことにある。集光位置４はまた
後続の照明光学系へのインプット位置と考えることがで
きる。集光位置４はレンズ５からレンズ７で構成される
光学顕微鏡系の照明光学系の光軸上に配置され、角度θ
は楕円集光反射鏡２からの集光光束中のハロゲン電極３
の陰影光束１３が視野絞り６でけられて、対象物体１０
の観察領域を照明する光束の外に位置するような角度と
する。
ユニット等の光源装置からの光束でケ−ラ−照明を行う
時、該光束中の陰影光束が観察対象物体の照明に用いら
れないよう、光源装置と照明光学系を構成することを特
徴としている。このため、ハロゲンランプユニットから
の陰影光束が照明光学系の光軸、あるいは照明光学系に
導くためのオプティカルファイバ−等のインプット手段
の入射光軸に対して傾いて入射する光学配置を取ること
を特徴としている。陰影光束を傾いた配置にすることに
より、ハロゲン電極等の光源自体のけられによって発生
する陰影光束が照明光学系で用いる照明光の有効領域外
に導かれるので、観察領域全域の照度を高く、且つ均一
に保つことができ、良好な顕微鏡観察が可能となる。Fi
g.1 は本発明の実施例１の光学顕微鏡系の概略図であ
る。Fig.7 で説明した従来例と同じ構成部材には同一の
符号を付してある。本実施例の特長はハロゲンランプユ
ニットを集光位置である楕円集光反射鏡の第２焦点４を
中心にして角度θ傾けたことにある。集光位置４はまた
後続の照明光学系へのインプット位置と考えることがで
きる。集光位置４はレンズ５からレンズ７で構成される
光学顕微鏡系の照明光学系の光軸上に配置され、角度θ
は楕円集光反射鏡２からの集光光束中のハロゲン電極３
の陰影光束１３が視野絞り６でけられて、対象物体１０
の観察領域を照明する光束の外に位置するような角度と
する。
【００１１】Fig.2 は集光位置４における集光光束の角
度による光強度分布を示したグラフである。グラフでわ
かるとおり、ハロゲン電極の陰影光束１３が影響する角
度０°付近は光強度が低下している。なおFig.1 等では
ハロゲン電極３の陰影光束１３を他のけられのない領域
と二値的に分離した説明がされているが、実際にはFig.
2 に示すように不連続に特性が変わるのではなく、連続
性のあるプロファイルとなる。
度による光強度分布を示したグラフである。グラフでわ
かるとおり、ハロゲン電極の陰影光束１３が影響する角
度０°付近は光強度が低下している。なおFig.1 等では
ハロゲン電極３の陰影光束１３を他のけられのない領域
と二値的に分離した説明がされているが、実際にはFig.
2 に示すように不連続に特性が変わるのではなく、連続
性のあるプロファイルとなる。
【００１２】従来はハロゲンランプユニットの光軸が照
明光学系の光軸と一致していたので、角度０°近傍の光
束をケ−ラ−照明に用いていた。本実施例ではFig.2 の
グラフに示された光強度の高い領域をケ−ラ−照明に用
いるため、より明るい照度で観察対象物体１０を照明し
て観察することが可能となった。このため本実施例では
ハロゲンランプユニットの光軸と照明光学系の光軸との
傾け角θを１０°程度とし、ケ−ラ−照明時に明るい光
束部を用いることを特徴としている。傾斜角はFig.2 に
示す特性から定まるので、実際には使用するハロゲンラ
ンプユニットの型に従って角度分布を求めて最適角を決
定するとよい。場合によっては最適角を調整する部材を
設けることも実用的である。
明光学系の光軸と一致していたので、角度０°近傍の光
束をケ−ラ−照明に用いていた。本実施例ではFig.2 の
グラフに示された光強度の高い領域をケ−ラ−照明に用
いるため、より明るい照度で観察対象物体１０を照明し
て観察することが可能となった。このため本実施例では
ハロゲンランプユニットの光軸と照明光学系の光軸との
傾け角θを１０°程度とし、ケ−ラ−照明時に明るい光
束部を用いることを特徴としている。傾斜角はFig.2 に
示す特性から定まるので、実際には使用するハロゲンラ
ンプユニットの型に従って角度分布を求めて最適角を決
定するとよい。場合によっては最適角を調整する部材を
設けることも実用的である。
【００１３】また、Fig.1 ではハロゲンランプユニット
を下方向に変位させたが、方向性は問題ではなく、ハロ
ゲンランプユニットの光軸を照明光学系の光軸からθず
らすならどの方向でもよい。傾斜させたことにより集光
位置４における集光光束中で高強度の箇所を用いること
ができ、照明領域内の均一性も上がってハロゲンランプ
ユニットの性能を充分活かすことができる。
を下方向に変位させたが、方向性は問題ではなく、ハロ
ゲンランプユニットの光軸を照明光学系の光軸からθず
らすならどの方向でもよい。傾斜させたことにより集光
位置４における集光光束中で高強度の箇所を用いること
ができ、照明領域内の均一性も上がってハロゲンランプ
ユニットの性能を充分活かすことができる。
【００１４】Fig.3 は本発明の実施例２で、ハロゲンラ
ンプユニットからの光をオプティカルファイバ−１４で
照明光学系に導光する例を示したものである。光学顕微
鏡部と光源部の分離配置は、光源部が熱源となるだけ
に、温度環境にうるさい使用条件でよく実施される構成
である。本実施例においてもハロゲンランプユニットの
傾けは有効に機能する。
ンプユニットからの光をオプティカルファイバ−１４で
照明光学系に導光する例を示したものである。光学顕微
鏡部と光源部の分離配置は、光源部が熱源となるだけ
に、温度環境にうるさい使用条件でよく実施される構成
である。本実施例においてもハロゲンランプユニットの
傾けは有効に機能する。
【００１５】Fig.3 ではハロゲンランプユニットの集光
位置４にオプティカルファイバ−１４の一端を置き、他
方の端を光学顕微鏡の照明光学系の瞳面に配置してい
る。オプティカルファイバ−１４は入射光の角度特性を
保存して光伝送する特性を持っているので、ハロゲンラ
ンプユニットとオプティカルファイバ−１４を正対させ
て配置する、即ちオプティカルファイバ−１４の入射端
面の中央に立てた垂線がハロゲンランプ１の光軸と一致
するように配置すると、ハロゲン電極３の陰影光束１３
が観察対象物体１０の観察領域中心付近を照明する光束
となる。従って観察領域中心付近の照度が陰影光束１３
の影響で低下してしまう。
位置４にオプティカルファイバ−１４の一端を置き、他
方の端を光学顕微鏡の照明光学系の瞳面に配置してい
る。オプティカルファイバ−１４は入射光の角度特性を
保存して光伝送する特性を持っているので、ハロゲンラ
ンプユニットとオプティカルファイバ−１４を正対させ
て配置する、即ちオプティカルファイバ−１４の入射端
面の中央に立てた垂線がハロゲンランプ１の光軸と一致
するように配置すると、ハロゲン電極３の陰影光束１３
が観察対象物体１０の観察領域中心付近を照明する光束
となる。従って観察領域中心付近の照度が陰影光束１３
の影響で低下してしまう。
【００１６】このためFig.3 ではハロゲンランプユニッ
トの光軸がオプティカルファイバ−１４の入射端面の中
央を角度が該端面の垂線に対しθだけ傾いて通過するよ
うな配置とすることを特徴としている。このように配置
すると陰影光束１３はオプティカルファイバ−１４の射
出端で傾いて射出され、照明光学系中で１３’、１３”
と斜線で示した広がりを示す。これらの陰影光束１
３'、１３"は観察領域に対応する視野絞り６でけられる
ため観察物体１０を照明することはない。観察領域を照
明する光束はハロゲン電極３の陰影でけられていないFi
g.2 で示す照度の高い領域の光束となり、照度が高く、
むらの少ない照明及び観察が可能となる。
トの光軸がオプティカルファイバ−１４の入射端面の中
央を角度が該端面の垂線に対しθだけ傾いて通過するよ
うな配置とすることを特徴としている。このように配置
すると陰影光束１３はオプティカルファイバ−１４の射
出端で傾いて射出され、照明光学系中で１３’、１３”
と斜線で示した広がりを示す。これらの陰影光束１
３'、１３"は観察領域に対応する視野絞り６でけられる
ため観察物体１０を照明することはない。観察領域を照
明する光束はハロゲン電極３の陰影でけられていないFi
g.2 で示す照度の高い領域の光束となり、照度が高く、
むらの少ない照明及び観察が可能となる。
【００１７】また実施例１と同様に本実施例でもハロゲ
ンランプユニットの光軸とオプティカルファイバー１４
の端面を相対的にθ傾けることが重要であるため、相対
的な角度関係さえ保っておれば傾ける方向については自
由度がある。
ンランプユニットの光軸とオプティカルファイバー１４
の端面を相対的にθ傾けることが重要であるため、相対
的な角度関係さえ保っておれば傾ける方向については自
由度がある。
【００１８】以上の実施例では従来市販されているハロ
ゲンランプユニットを用い、光学系の構成で陰影光束の
影響を取り除く例を示したが、同様の効果はハロゲンラ
ンプ自体の構成を変えることによっても実現できる。Fi
g.4 は本発明の実施例３でハロゲンランプユニットの構
成を従来と変更した例である。本実施例のハロゲンラン
プユニットでは光源としてのハロゲンランプ２１に反射
鏡として楕円集光反射鏡２２が一体として取り付けられ
た構成となっているが、このときハロゲンランプ２１の
輝点２３が楕円集光反射鏡２２の第１焦点位置２４から
ずれた位置に配置されていることを特徴としている。
ゲンランプユニットを用い、光学系の構成で陰影光束の
影響を取り除く例を示したが、同様の効果はハロゲンラ
ンプ自体の構成を変えることによっても実現できる。Fi
g.4 は本発明の実施例３でハロゲンランプユニットの構
成を従来と変更した例である。本実施例のハロゲンラン
プユニットでは光源としてのハロゲンランプ２１に反射
鏡として楕円集光反射鏡２２が一体として取り付けられ
た構成となっているが、このときハロゲンランプ２１の
輝点２３が楕円集光反射鏡２２の第１焦点位置２４から
ずれた位置に配置されていることを特徴としている。
【００１９】ハロゲンランプ２１は石英ガラス製で、こ
のガラスの筒の中に不活性ガスと微量のハロゲン化物が
フィラメント２５と共に封止部２６で封入される。フィ
ラメント２５はいわゆる縦形継線で、ハロゲンランプ２
１の軸心を中心としてコイル状に捲回されている。楕円
集光反射鏡２２には前端部に略円形をなす照射開口２２
ａが形成され、更に楕円集光反射鏡２２の裏面部には略
円筒状をなすネック部２７が設けられている。ネック部
２７の円筒の軸はハロゲンランプ２１の長手方向と一致
する方向に設けられ、このネック部２７に対しハロゲン
ランプ２１の封止部２６が固定される。またハロゲンラ
ンプ２１の長手方向は楕円集光反射鏡２２の第２焦点位
置２８とハロゲンランプ２１の輝点を結ぶ方向にほぼ一
致するように設定される。
のガラスの筒の中に不活性ガスと微量のハロゲン化物が
フィラメント２５と共に封止部２６で封入される。フィ
ラメント２５はいわゆる縦形継線で、ハロゲンランプ２
１の軸心を中心としてコイル状に捲回されている。楕円
集光反射鏡２２には前端部に略円形をなす照射開口２２
ａが形成され、更に楕円集光反射鏡２２の裏面部には略
円筒状をなすネック部２７が設けられている。ネック部
２７の円筒の軸はハロゲンランプ２１の長手方向と一致
する方向に設けられ、このネック部２７に対しハロゲン
ランプ２１の封止部２６が固定される。またハロゲンラ
ンプ２１の長手方向は楕円集光反射鏡２２の第２焦点位
置２８とハロゲンランプ２１の輝点を結ぶ方向にほぼ一
致するように設定される。
【００２０】Fig.4 の系ではハロゲンランプ２１の輝点
２３が楕円集光反射鏡２２の第１焦点２４に対し、該楕
円集光反射鏡２２の光軸と直交する方向にずれた位置に
配置されている。このずれ量に対応してハロゲンランプ
２１からの光は楕円集光反射鏡２２の第２焦点位置２８
からずれた位置２９に集光する。このときのハロゲン電
極の輝点２３の陰影光束３１は斜線で示したように照明
光学系の光軸３２に対して角度θ傾斜する。陰影光束は
３３で示される照明光学系の有効光束に含まれず、照度
が高くムラの少ない照明を達成することができる
２３が楕円集光反射鏡２２の第１焦点２４に対し、該楕
円集光反射鏡２２の光軸と直交する方向にずれた位置に
配置されている。このずれ量に対応してハロゲンランプ
２１からの光は楕円集光反射鏡２２の第２焦点位置２８
からずれた位置２９に集光する。このときのハロゲン電
極の輝点２３の陰影光束３１は斜線で示したように照明
光学系の光軸３２に対して角度θ傾斜する。陰影光束は
３３で示される照明光学系の有効光束に含まれず、照度
が高くムラの少ない照明を達成することができる
【００２１】Fig.5 は本発明の実施例４のハロゲンラン
プユニットを示すものである。実施例３と同一の部材に
は同じ符号が付されている。実施例３との違いはハロゲ
ンランプ２１の長手方向がハロゲンランプ２１の輝点２
３と輝点２３が楕円集光反射鏡２２によって結像される
集光点２９とを結ぶ方向にほぼ一致するように配置され
ていることで、その他の配置及び作用はFig.4 で説明し
たことと同様である。陰影光束３１は斜線で示したよう
に照明光学系の光軸３２に対して角度θ傾斜するため、
３３で示される照明光学系の有効光束に含まれず、照度
が高くムラの少ない照明を達成することができる。
プユニットを示すものである。実施例３と同一の部材に
は同じ符号が付されている。実施例３との違いはハロゲ
ンランプ２１の長手方向がハロゲンランプ２１の輝点２
３と輝点２３が楕円集光反射鏡２２によって結像される
集光点２９とを結ぶ方向にほぼ一致するように配置され
ていることで、その他の配置及び作用はFig.4 で説明し
たことと同様である。陰影光束３１は斜線で示したよう
に照明光学系の光軸３２に対して角度θ傾斜するため、
３３で示される照明光学系の有効光束に含まれず、照度
が高くムラの少ない照明を達成することができる。
【００２２】Fig.6 はFig.5 のハロゲンランプユニット
を実際に光学顕微鏡に適用した例である。ここでも先の
実施例と同一の部材については同じ符号が付されてい
る。Fig.4あるいはFig.5 で説明したように本発明のハ
ロゲンランプユニットではハロゲンランプ２１の輝点２
３を楕円集光反射鏡２２の第１焦点位置２４からずらし
ている点にある。ずらし量は楕円集光反射鏡２２による
位置２９への集光光束中のハロゲン電極による陰影光束
３１が、視野絞り６でけられて、照明に必要な光束に含
まれないように設定される。
を実際に光学顕微鏡に適用した例である。ここでも先の
実施例と同一の部材については同じ符号が付されてい
る。Fig.4あるいはFig.5 で説明したように本発明のハ
ロゲンランプユニットではハロゲンランプ２１の輝点２
３を楕円集光反射鏡２２の第１焦点位置２４からずらし
ている点にある。ずらし量は楕円集光反射鏡２２による
位置２９への集光光束中のハロゲン電極による陰影光束
３１が、視野絞り６でけられて、照明に必要な光束に含
まれないように設定される。
【００２３】実際に本発明のハロゲンランプユニットで
の効果はFig.2 を用いて実施例１と同じ様に説明するこ
とができる。Fig.2 のグラフの横軸では従来例のハロゲ
ンランプユニットの光軸に沿っての角度をゼロとしてい
るが、本発明のハロゲンランプユニットではこのゼロの
位置が前述の角度θに対応する。従って照明光学系に入
射して有効光束として使われるのは−θ近傍の領域の光
となる。本実施例ではハロゲンランプユニットからの出
力光の陰影光束３１が照明系の光軸に対しθ＝１０°程
度傾いているため、ケ−ラ−照明を行う光学顕微鏡の照
明光学系では−θ＝−１０°近傍の明るい光束部を用い
ることができる。即ち本発明のハロゲンランプユニット
を用いると光強度の高い領域をケ−ラ−照明に用いるこ
とができ、より明るい照度で観察対象物体１０を照明し
観察することが可能である。
の効果はFig.2 を用いて実施例１と同じ様に説明するこ
とができる。Fig.2 のグラフの横軸では従来例のハロゲ
ンランプユニットの光軸に沿っての角度をゼロとしてい
るが、本発明のハロゲンランプユニットではこのゼロの
位置が前述の角度θに対応する。従って照明光学系に入
射して有効光束として使われるのは−θ近傍の領域の光
となる。本実施例ではハロゲンランプユニットからの出
力光の陰影光束３１が照明系の光軸に対しθ＝１０°程
度傾いているため、ケ−ラ−照明を行う光学顕微鏡の照
明光学系では−θ＝−１０°近傍の明るい光束部を用い
ることができる。即ち本発明のハロゲンランプユニット
を用いると光強度の高い領域をケ−ラ−照明に用いるこ
とができ、より明るい照度で観察対象物体１０を照明し
観察することが可能である。
【００２４】傾斜角はFig.2 に示す特性から定まるの
で、実際には使用するハロゲンランプユニットの型に従
って角度分布を求めて最適角を決定するとよい。また、
Fig.6ではハロゲンランプユニットを下方向に変位させ
たが、方向性は特に問題ではなく、どの方向も用いるこ
とができる。
で、実際には使用するハロゲンランプユニットの型に従
って角度分布を求めて最適角を決定するとよい。また、
Fig.6ではハロゲンランプユニットを下方向に変位させ
たが、方向性は特に問題ではなく、どの方向も用いるこ
とができる。
【００２５】陰影光束を傾斜させたことは集光点２９に
おける集光光束中で高強度の箇所を用いることができる
効果だけではない。ケ−ラ−照明では角度分布が観察領
域の照度の均一性に反映されるため、照明領域内の均一
性も上がって本発明の新しいハロゲンランプユニットの
性能を充分活かすことができる。これは本発明で説明し
た総ての実施例に共通する効果といえる。
おける集光光束中で高強度の箇所を用いることができる
効果だけではない。ケ−ラ−照明では角度分布が観察領
域の照度の均一性に反映されるため、照明領域内の均一
性も上がって本発明の新しいハロゲンランプユニットの
性能を充分活かすことができる。これは本発明で説明し
た総ての実施例に共通する効果といえる。
【００２６】更にFig.6 の構成で、照明光学系の光軸と
ハロゲンランプユニットの光軸とを一致させておき、ハ
ロゲンランプユニットの取り付けマウントを従来のもの
と同一にすれば、Fig.4 あるいはFig.5 のハロゲンラン
プユニットを従来のものと取り換えるだけで、観察対象
領域の照度を高くした観察が可能である。
ハロゲンランプユニットの光軸とを一致させておき、ハ
ロゲンランプユニットの取り付けマウントを従来のもの
と同一にすれば、Fig.4 あるいはFig.5 のハロゲンラン
プユニットを従来のものと取り換えるだけで、観察対象
領域の照度を高くした観察が可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は観察顕微鏡
等の投影光学系を用いた装置において使用するハロゲン
ランプユニット等の光源ユニットのランプの存在によっ
て発生する陰影光束が後続の照明系の光軸、あるいは後
続の照明系へのインプット手段となるオプティカルファ
イバ−に対して斜めに入射するように、光源ユニットを
構成することで、観察対象物体に対し高強度でムラのな
い照明光束を供給することを可能とした。このため本発
明を観察に用いた時には明るく、均一な明るさの像が観
察可能である。また本発明は光源ユニットから出力され
る光束の角度分布を所定の関係に導くというものなの
で、実現が容易で、装置自体の複雑な構成変更を必要と
せず、コストをほとんど上昇させることなく実施するこ
とが可能である。
等の投影光学系を用いた装置において使用するハロゲン
ランプユニット等の光源ユニットのランプの存在によっ
て発生する陰影光束が後続の照明系の光軸、あるいは後
続の照明系へのインプット手段となるオプティカルファ
イバ−に対して斜めに入射するように、光源ユニットを
構成することで、観察対象物体に対し高強度でムラのな
い照明光束を供給することを可能とした。このため本発
明を観察に用いた時には明るく、均一な明るさの像が観
察可能である。また本発明は光源ユニットから出力され
る光束の角度分布を所定の関係に導くというものなの
で、実現が容易で、装置自体の複雑な構成変更を必要と
せず、コストをほとんど上昇させることなく実施するこ
とが可能である。
【図１】 本発明の実施例１の光学顕微鏡の構成図
【図２】 本発明と従来例での集光焦点における角度分
布を示す図
布を示す図
【図３】 本発明の実施例２の光学顕微鏡の構成図
【図４】 本発明の実施例３のハロゲンランプユニット
を示す図
を示す図
【図５】 本発明の実施例４のハロゲンランプユニット
を示す図
を示す図
【図６】 本発明の実施例４のハロゲンランプユニット
を光学顕微鏡に適用した場合の構成を示す図
を光学顕微鏡に適用した場合の構成を示す図
【図７】 従来例の光学顕微鏡の構成図
【図８】 従来のハロゲンランプユニットの構成図
１ ハロゲンランプ
２ 楕円集光反射鏡
３ ハロゲン電極
４ 集光位置
５ レンズ
６ 視野絞り
７ レンズ
８ ハ−フミラ−
９ レンズ
１０ 観察対象物体
１１ レンズ
１２ ＣＣＤ
１３ 陰影光束
２１ ハロゲンランプ
２２ 楕円集光反射鏡
２３ ハロゲン電極
２４ 楕円集光反射鏡の第１焦点
２５ フィラメント
２６ 封止部、
２７ ネック部
２８ 楕円集光反射鏡の第２焦点
２９ 本発明のハロゲンランプユニットの集光点
３１ 陰影光束
３２ 照明光学系の光軸
３３ 照明光学系で使用する照明光の領域
４０ フィラメント
４１ ハロゲンランプ
４２ 回転体状ミラ
４３ 反射面
４４ ハロゲンランプの輝点
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６Ｃ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 19/00
G02B 21/06
Claims (9)
- 【請求項１】光源装置と、該光源装置からの光で物体を
ケーラー照明する照明光学系とを有する照明装置におい
て、該照明光学系は視野絞りを有し、前記光源装置から
の出力に存在する陰影光束の光路は前記照明光学系の光
軸に対して傾いており、前記陰影光束を前記視野絞りに
より遮ることを特徴とする照明装置。 - 【請求項２】前記光源装置の光軸は前記照明光学系の光
軸に対して傾いていることを特徴とする請求項１記載の
照明装置。 - 【請求項３】前記光源装置からの光を前記照明光学系に
導くオプテイカルファイバーを有し、前記光源装置の光
軸は前記オプティカルファイバーの入射端面の垂線に対
し傾いて配置され、前記オプティカルファイバーからの
前記陰影光束の光路は前記照明光学系の光軸に対して傾
いていることを特徴とする請求項１記載の照明光学系。 - 【請求項４】 前記照明光学系は、前記絞りの前記物体側
にレンズ系を有していることを特徴とする請求項１の照
明装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明
装置と、該照明装置により照明された物体を結像する光
学系とを有する投影光学装置。 - 【請求項６】 視野絞りを備える照明光学系と共に使用す
る光源装置において、 ランプと該ランプと一体に構成された楕円反射鏡を備
え、前記楕円反射鏡の焦点と前記ランプの発光部が前記
光軸と直交する方向にずれている ことを特徴とする光源
装置。 - 【請求項７】前記ランプの長手方向が前記ランプの発光
点と前記楕円反射鏡の第２焦点とを結ぶ線の方向に伸び
ていることを特徴とする請求項６記載の光源装置。 - 【請求項８】 前記ランプの長手方向が前記ランプの発光
点と前記反射鏡によって形成される前記発光点の像を結
ぶ線の方向に伸びていること を特徴とする請求項６記載
の光源装置。 - 【請求項９】請求項５〜８のいずれか１項に記載の光源
装置と、照明光学系と、該照明光学系により照明された
物体を結像する光学系とを有することを特徴とする投影
光学装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27836595A JP3437352B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 照明光学系及び光源装置 |
| US08/725,657 US5971577A (en) | 1995-10-02 | 1996-10-01 | Light source device and illumination system |
| US09/358,456 US6280062B1 (en) | 1995-10-02 | 1999-07-22 | Light source device and illumination system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27836595A JP3437352B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 照明光学系及び光源装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996763A JPH0996763A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3437352B2 true JP3437352B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=17596333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP27836595A Expired - Fee Related JP3437352B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 照明光学系及び光源装置 |
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| US6632283B1 (en) | 2000-04-25 | 2003-10-14 | Advanced Micro Devices, Inc. | System and method for illuminating a semiconductor processing system |
| US6572252B1 (en) * | 2000-04-25 | 2003-06-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | System and method for illuminating a semiconductor processing system |
| JP4579376B2 (ja) | 2000-06-19 | 2010-11-10 | キヤノン株式会社 | 露光装置およびデバイス製造方法 |
| JP2002217095A (ja) | 2000-11-14 | 2002-08-02 | Canon Inc | 露光装置、半導体デバイス製造方法、半導体製造工場及び露光装置の保守方法並びに位置検出装置 |
| JP4541571B2 (ja) * | 2001-01-23 | 2010-09-08 | キヤノン株式会社 | 半導体製造装置 |
| JP3799275B2 (ja) * | 2002-01-08 | 2006-07-19 | キヤノン株式会社 | 走査露光装置及びその製造方法並びにデバイス製造方法 |
| DE10202870A1 (de) * | 2002-01-11 | 2003-09-04 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope |
| JP4422394B2 (ja) * | 2002-09-20 | 2010-02-24 | オリンパス株式会社 | 実体顕微鏡 |
| US7341369B2 (en) * | 2004-10-01 | 2008-03-11 | Cytyc Corporation | Isotropic illumination |
| DE102009017535A1 (de) * | 2009-04-17 | 2010-10-21 | Dft Digital Film Technology Holding Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Durchleuchten eines Films |
| CN103115923A (zh) * | 2013-01-28 | 2013-05-22 | 上海新纤仪器有限公司 | 一种高发光强度光源显微镜及图像鉴别分析装置和应用 |
| JP6304948B2 (ja) * | 2013-06-19 | 2018-04-04 | キヤノン株式会社 | 光源装置、およびリソグラフィ装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS541255Y1 (ja) * | 1969-08-08 | 1979-01-20 | ||
| JPS597359A (ja) * | 1982-07-02 | 1984-01-14 | Canon Inc | 照明装置 |
| JPS59211014A (ja) * | 1983-05-16 | 1984-11-29 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 変倍観察装置 |
| US5091744A (en) * | 1984-02-13 | 1992-02-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination optical system |
| JPS60232552A (ja) * | 1984-05-02 | 1985-11-19 | Canon Inc | 照明光学系 |
| JPS622540A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Canon Inc | ライトインテグレ−タとそれを含むケ−ラ−照明系 |
| US4734829A (en) * | 1985-11-12 | 1988-03-29 | The Perkin-Elmer Corporation | Short arc lamp image transformer |
| JPS62115719A (ja) * | 1985-11-14 | 1987-05-27 | Canon Inc | 照明光学系 |
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- 1995-10-02 JP JP27836595A patent/JP3437352B2/ja not_active Expired - Fee Related
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