JP3673004B2

JP3673004B2 - 露光装置

Info

Publication number: JP3673004B2
Application number: JP04899596A
Authority: JP
Inventors: 和夫上野; 省郎持田; 寛之長野; 隆史井上; 修治上田; 収足立
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-03-08
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2016-03-06
Also published as: JPH08306308A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＲＴで代表されるように、表示壁内面に無数に配した一画素ごとの蛍光体ドットを、垂直および水平に偏向される電子ビームの照射により走査しながら、映像信号に応じて順次に発光させることにより、表示壁に映像を表示する映像管全般の製造に適用される露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような映像管の蛍光体ドットは、表示壁内面に塗布した光硬化性の樹脂材料を、所定のパターンにて露光することにより、露光した部分の樹脂材料を硬化させて表示壁内面に定着させ、この後洗浄して未露光部分の樹脂材料を洗い流すことにより現像し形成している。
【０００３】
カラー映像管の蛍光体ドットはＧ、Ｂ、Ｒの三色分が各画素ごとに設けられる。最近では各画素ごとのＧ、Ｂ、Ｒの全蛍光体ドットを所定のパターンに形成したブラック・マトリックスいわゆるＢＭによって区画し、表示画像の鮮明化が図られている。
【０００４】
これらＢＭ、およびＧ、Ｂ、Ｒの各蛍光体ドットのいずれもは、それぞれに対応する光硬化性樹脂を塗布してこれを露光し洗浄により現像する手法が適用されている。
【０００５】
従来上記のような露光を行うのに、図４、図５に示すような露光装置が用いられている。
【０００６】
この露光装置は水銀ランプａを光源とし、これが細長い発光体であるのを利用して、これの円周方向に向くスリットｂを通じ映像管ｃの表示壁ｄの内面に形成した光硬化性樹脂をマスクｅを介して一括露光している。
【０００７】
これにより、映像管ｃで電子ビームが水平方向に偏向されるのに対応した図４に示すような露光状態と、電子ビームが垂直方向に偏向されるのに対応した図５に示すような露光状態とが得られる。
【０００８】
これについて説明する。図４の露光状態はスリットｂが長手方向に断面される向きとなっていて、この向きでは水銀ランプａの一点から発する光が、水銀ランプａの中心位置Ｏ₁ を中心に各光が振られた状態となって映像管ｃの表示壁全域に及んでいる。一方、図５の露光状態はスリットｂが幅方向に断面される向きとなっていて、この向きでは映像管ｃの表示壁の各部にスリットｂを介して及ぶ光は水銀ランプａの長手方向に異なった位置からのものであり、スリットｂの位置Ｏ₂ を中心にて振られた状態となっている。
【０００９】
ここで、映像管ｃでの実際の電子ビームの垂直偏向と水平偏向とは、前後に配された例えば垂直偏向コイルと水平偏向コイルとによって、前後に異なった位置にて行われ、電子ビームが垂直偏向によって振られる中心と、水平偏向によって振られる中心とが、前記垂直、水平の各偏向コイルの位置に対応して前後に位置ずれしている。
【００１０】
前記スリットｂを介した露光での位置Ｏ₁ 、Ｏ₂ の位置は、映像管ｃにて電子ビームが垂直偏向と水平偏向とによって実際に振られる中心の位置に対応した位置および間隔ｓに設定できるので、映像管ｃでの実際の画面表示に際して各部に届く電子ビームと同じ方向から向かう光によって各部を露光し、前記ＢＭやＧ、Ｂ、Ｒの各蛍光体ドットが、実際の画面表示での電子ビームを偏向して走査を行うときの、画素ごとの画像信号と、各画素に対する走査位置とを正しく同期させることができる。
【００１１】
なお、スリットｂとマスクｅとの間には種々の補正光学系ｆが図４に示すように必要に応じて設けられる。図５ではこれを省略して示してある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来のものでは、図４に示す露光状態で示すように、映像管ｃの表示壁の各画素部には、細長い水銀ランプａの長手方向の一点からしか光が到達しない。このため前記露光に水銀ランプａから発する光の多くにケラレが生じ、極く一部、例えば１／１０程度しか有効利用できない。
【００１３】
このため、水銀ランプａの発光容量に対する必要露光時間が長くなるので、生産性の悪いものとなっている。
【００１４】
本発明は、上記従来例のような問題を解消することを課題とし、従来のスリットに代わるレンズ系によって、映像管での実際の垂直、水平偏向点が前後に位置ずれしていることに対応した照射光の疑似偏向を満足しながら、光源からの光をケラレなく有効利用して短時間に露光することができる露光装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の露光装置は、上記のような目的を達成するために、光源からの光を集光し、これを所定の大きさでスポット照射するように積分する照明手段と、この照明手段からの照射光束を映像管の被露光面全域に投影するレンズ系とを備え、このレンズ系はこれの虚像域で、映像管での実際の画像投影時に電子ビームを垂直偏向させる垂直偏向特性に対応した疑似屈折特性点と、電子ビームを水平偏向させる水平偏向特性に対応した疑似屈折特性点とを、実際の垂直偏向点と水平偏向点とに対応する前後間隔にて持つような非点収差を与えたものであることを主たる特徴とするものである。
【００１６】
照明手段は、照明光源からの光を集光する集光反射部材と、この集光反射部材を経た光を一端から受入れて積分し他端から出射するロッド状の光学インテグレータと、この光学インテグレータを経た光を所定の大きさでスポット照射する平行光束とする投影レンズ系とを備えたものであるのが好適である。
【００１７】
前記投影レンズ系は、入射側でテレセントリックな光学系が好適である。
【００１８】
前記照明手段は、前記光学インテグレータの入射端手前に、照明光の水平方向、垂直方向の光学特性を変えるアナモフィックレンズを含む露光形状補正レンズ系を備えたものであるのが好適である。
【００１９】
本発明の露光装置の上記構成では、照明手段が光源からの光を集光し、これのほぼ全量を積分して光強度分布が均一な照射光束として所定の大きさでスポット照射できるようにする。そしてこの照明手段からの照射光束はほぼそのままレンズ系により映像管の被露光面全域に投影しマスクを介した所定の露光を行うので、光源から発する光のケラレをなくしてほぼ全量を有効利用することができ、光源の発光容量に対し露光時間が従来に比して格段に短縮しその分生産性が格段に向上する。
【００２０】
しかも、このレンズ系は前記照明手段からの照射光束を映像管の被露光面の全域に投影するのに、自身の虚像域で与えられた非点収差によって、映像管での実際の画像投影時に電子ビームを垂直偏向させる垂直偏向特性に対応した疑似屈折特性と、電子ビームを水平偏向させる水平偏向特性に対応した疑似屈折特性とを、実際の垂直偏向点と水平偏向点とに対応する前後間隔を持つ２点にて、これらが虚像域にあって被露光面への投影に影響しないで発揮することにより、映像管での実際の画面表示に際して各部に届く電子ビームと同じ方向から向かう光によって各部を適正に露光し、前記ＢＭやＧ、Ｂ、Ｒの各蛍光体ドットが、実際の画面表示での電子ビームを偏向して走査を行うときの、画素ごとの画像信号と、各画素に対する走査位置とを正しく同期させることができる。
【００２１】
したがって、スリットを介した露光方式による場合と同等な高品質な映像管の生産を、その生産性を格段に向上しコストの大幅な低減を可能にして、実現することができる。
【００２２】
これに合わせ、照明手段からの照射光束の横断面形状を映像管の被露光面の形状に相似な形状にすることにより、照射光束をそのままの形状にて被露光面に投影するだけの簡単な光学系で光源からの光のほぼ全量を有効利用することができる利点もある。
【００２３】
照明手段が、照明光源からの光を集光する集光反射部材と、この集光反射部材を経た光を一端から受入れて積分し他端から出射するロッド状の光学インテグレータと、この光学インテグレータを経た光を所定の大きさでスポット照射する平行光束とする投影レンズ系とを備えたものである構成では、
集光反射部材によって集光した照明光源からの光はロッド状の光学インテグレータにこれの一端から受入れられて他端から出射される。このとき、光学インテグレータは前記ロッド形状によって一端から受け入れた光を他端から出射するまでに側周内側にて種々な反射を繰り返させながら積分し、光学インテグレータの出射面全域から均一な光強度分布を持った光束として出射させるので、１つの小さく単純な光学部材だけで所定の大きさで均一にスポット照射するのに適した照明光束とすることができ、これを投影レンズ系により最終的に所定の大きさでスポット照射する平行光束とするだけで、所定の局所照明が高精度に達成され、フライアイレンズと非球面ミラーと云った複雑で高精度な加工が必要な特殊な光学部材を光学積分部材として利用するような場合に比し、性能の低下なく照明装置が小型かつ安価になりさらに有利なものとすることができる。
【００２４】
投影レンズ系がテレセントリックな光学系である構成では、照明手段が、照明光源からの光を集光する集光反射部材と、この集光部材を経た光を一端から受け入れて積分し他端から出射するロッド状の光学インテグレータと、この光学インテグレータを経た光を所定の大きさでスポット照射する平行光束とする投影レンズ系とを備えたものである場合に生じる可能性のある、光学インテグレータ出射面の各点からの総出射光量は等しいが、出射角度に対する光強度の関係が各点とも同様な分布を持つ場合でも、光学インテグレータ出射面の各点からの全角度への出射光をそれぞれほぼ平行光束として出射し、これらの光束を積分することにより、被露光面全域で光強度に関して局部的なむらがなくなめらかな分布の露光光学系が達成される。
【００２５】
照明手段の光学インテグレータの入射端手前に、照明光の方向別に光学特性を変えるアタモフィックレンズを含む露光形状補正レンズ系を備えた構成では、
従来の露光装置において使用したマスクを本発明の露光装置において使用する場合等に、被露光面での露光形状が適正でなくなることがあるが、この場合に露光形状補正レンズ系の形状変更により、照明光の方向別の光学特性を変えて、被露光面での方向別の露光特性を変化させ、露光形状を適正にすることが可能である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の露光装置の第１の実施例につき、図１〜図３を参照しながら以下具体的に説明する。
【００２７】
本実施例の露光装置は図２に示すように、超高圧水銀ランプ１を光源として使用し、この水銀ランプ１からの光を集光部材である楕円ミラー２により集光し、これを所定の大きさでスポット照射するように光学積分部材としてのロッド状の光学インテグレータ３により積分する照明手段４と、この照明手段４からの出射光束１０を映像管６の被露光面６ａの全域に投影するレンズ系７とを備えている。
【００２８】
楕円ミラー２によって集光した水銀ランプ１からの光はロッド状の光学インテグレータ３にこれの一端から受入れられて他端から出射される。このとき、光学インテグレータ３は前記ロッド形状によって一端から受け入れた光を他端から出射させるまでに側周内側にて種々な反射を繰り返させながら積分する。
【００２９】
このような積分機能によって光学インテグレータ３はこれの出射面全域から図３に示すような均一な光強度分布Ｃを持った光束として出射させる。したがって、ロッド状の光学インテグレータ３による１つの小さく単純な光学部材だけで所定の大きさで均一にスポット照射するのに適した出射光束１０とすることができ、これをレンズ系７により被露光面６ａ全域に投影してこれを一括露光するための所定の局所照明が高精度に達成される。
【００３０】
光学積分部材は従来知られているフライアイレンズと非球面ミラーとの組合せで代替することもできるが、この場合はフライアイレンズおよび非球面ミラー共に複雑で高精度な加工が必要な高価なものとなるし、光学積分部材がなす行路長が比較的長く装置の大型化を招くきらいがある。しかし、本実施例のように１つの小さく単純なロッド状の光学インテグレータ３であると、性能の低下なく装置を小型かつ安価なものとすることができる。
【００３１】
図３に示す本実施例の実験データは、光学インテグレータ３が正四角形な横断面形状をした場合のもので、好適な結果が得られている。しかし、これに限られることはなく横断面が三角形や円形等の各種形状のものを採用してもよいのは勿論である。
【００３２】
露光条件から必要に応じて水銀ランプ１以外の光源を用いてもよいのは勿論である。そして本実施例では、楕円ミラー２によって集光した光をコールドミラー１５と、光ファイバ１６とによって光学インテグレータ３の一端に入射させている。コールドミラー１５や光ファイバ１６は省略することができるし、他のものを採用することもできる。しかしコールドミラー１５や光ファイバ１６は光路の他との干渉を避けたり、所要部材を特定の範囲に集約して配置するのに適宜選択して使用すると便利である。
【００３３】
次いで前記投影レンズ系７は図１に垂直偏向方向での光路ＶＰと水平偏向方向での光路ＨＰとを示しているように、これの虚像域で、映像管６での実際の画像投影時に電子ビームを垂直偏向させる垂直偏向特性に対応した疑似屈折特性点Ｖと、電子ビームを水平偏向させる水平偏向特性に対応した疑似屈折特性点Ｈとを、実際の垂直偏向点と水平偏向点とに対応する前後間隔Ｓにて持つような非点収差を与えられている。
【００３４】
本実施例では前記照明手段４からの平行光束を被露光面６ａを露光するのに好都合な大きさおよび形状に絞る絞りレンズ群７ａと、絞りレンズ群７ａによって絞られた光を被露光面６ａの全面に投影する投影レンズ群７ｂとの二群構成としてあり、垂直偏向に対応した疑似屈折特性点Ｖを得る疑似屈折特性は例えば投影レンズ群７ｂの中の２つのアナモフィックレンズ１１、１２の組み合わせにより実現し、水平偏向に対応した疑似屈折特性点Ｈを得る疑似屈折特性は例えば絞りレンズ群７ａの中の２つのアナモフィックレンズ１３、１４にて実現している。
【００３５】
これらを実現するアナモフィックレンズ１１〜１４にはシリンドリカルレンズやトロイダルレンズ、トーリックレンズ等の種々のものを採用することができる。
【００３６】
レンズの種類とその設計如何によって、前記のような２通りの疑似屈折特性はそれぞれ１つのアナモフィックレンズによって実現できるし、また、双方に１つのアナモフィックレンズを共用するだけでも実現することができる。要するに具体的なレンズの構成は自由であり、２通りの疑似屈折特性を互いに異なったレンズ数のもので実現することもできる。
【００３７】
レンズ系７は自身の虚像域に前記疑似屈折特性点Ｖ、Ｈを持つように与えられた非点収差によって、映像管での実際の画像投影時に電子ビームを垂直偏向させる垂直偏向特性に対応した疑似屈折特性と、電子ビームを水平偏向させる水平偏向特性に対応した疑似屈折特性とを、実際の垂直偏向点と水平偏向点とに対応する前後間隔を持つ２点にて、これらが虚像域にあって被露光面への投影に影響しないで発揮することにより、映像管での実際の画面表示に際して各部に届く電子ビームと同じ方向から向かう光によって各部を適正に露光し、前記ＢＭやＧ、Ｂ、Ｒの各蛍光体ドットが、実際の画面表示での電子ビームを偏向して走査を行うときの、画素ごとの画像信号と、各画素に対する走査位置とを正しく同期させることができる。
【００３８】
したがって、スリットを介した露光方式による場合と同等な高品質な映像管の生産性を格段に向上しコストの大幅な低減を実現することができる。
【００３９】
絞りレンズ群７ａには照明手段４からの出射光束１０を所定の形状および大きさに整形するのに、絞り部材を採用したものとすることもできる。本実施例では疑似屈折特性点Ｖが疑似屈折特性点Ｈよりも前、つまり光学インテグレータ３の側に位置している。これは映像管６に装備される垂直偏向コイルと水平偏向コイルとの配置に対応させたもので、配置が逆であれば疑似屈折特性点Ｖ、Ｈの配置も逆にする。
【００４０】
例えば、２１インチ型（横方向寸法が４４８ｍｍ）の映像管６を露光する場合で、光学インテグレータ３の先端から映像管６の被露光面６ａまでの距離を３２５ｍｍに設定して、水平方向に必要な露光角度は３６°、垂直方向に必要な露光角度は２４°となり、光学インテグレータ３を６ｍｍ角、絞りレンズ群７ａにより絞る光束を２ｍｍ角、前記間隔Ｓを７ｍｍとして好結果が得られた。
【００４１】
なお、レンズ系７と被露光面６ａとの間には各種の補正光学手段２０が設けられている。これらは従来から設けられているものであり、本実施例ではシリンダーレンズ２１、ΔＰレンズ２２、Ｘ軸フィルタ２３、ΔＳレンズ２４、Ｓ補正フィルタ２５、メインフィルタ２６等である。
【００４２】
しかし本実施例では、アナモフィック光学部材による前記疑似屈折特性点Ｖ、Ｈを持つことによって、レンズ系７による出射光束１０の被露光面６ａへの結像面３１に図１に示すような湾曲が生じる可能性がある。このような結合誤差は露光上問題とはならないが、露光むらの原因になるのでこれに対応して設計したＮＤフィルタ２７によって補正するようにしてある。この補正は周辺で露光量が少なくなることに対する通常の補正を行うメインフィルタ等を共用して行ってもよい。
【００４３】
また、被露光面上に結像しない光学系を用いた場合でも、メインフィルタでむらを補正することにより本発明の利点を損なうことなく使用できる。
【００４４】
（実施例２）
以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００４５】
前記（実施例１）に示す照明手段が、照明光源からの光を集光する集光反射部材と、この集光部材を経た光を一端から受け入れて積分し他端から出射するロッド状の光学インテグレータと、この光学インテグレータを経た光を所定の大きさでスポット照射する平行光束とする投影レンズ系とを備えたものである場合に、図３に示すように光学インテグレータ出射面の各点からの総出射光量は等しいが、図６に示すように出射角度θに対する光強度の関係が、各点とも同様な分布Ｄを持つ場合が生じる可能性がある。
【００４６】
この場合に対しては、投影レンズ系を表１及び図７に励磁するテレセントリックな光学系にする。
【００４７】
表１で、ｆは図７の絞りレンズ群７ａの焦点距離、Ｆは絞りレンズ群７ａのＦナンバー、光学インテグレータ３側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径をｒｉ（ｉ＝１〜８）、光学インテグレータ３の出射面から第１レンズまでの距離をｄ０、第ｉ番目と第ｉ＋１番目の面間隔をｄｉ（ｉ＝１〜７）、第ｊ番目のレンズの屈折率をｎｊ（ｊ＝１〜４）とする。
【００４８】
【表１】

【００４９】
上記テレセントリック光学系を投影光学系に採用することにより、図８に示すように、光学インテグレータ３の出射面の各点から一定角度以内への出射光をそれぞれほぼ平行光束として出射させることが可能である。この光学インテグレータ各点からの光束に対する被露光面での光強度分布Ｅを図９に示す。光学インテグレータ出射面上の他点からも、ほぼ同様な光強度分布が得られる。
【００５０】
図１０に光学インテグレータ出射面軸上のＧ点、及びＧ点の近傍のＦ点、Ｈ点からの出射光による被露光面上光強度分布Ｇ、Ｆ、Ｈを示す。さらに、前記Ｇ、Ｆ、Ｈをはじめ光学インテグレータ出射面上各点からの出射光を積分した被露光面上の光強度分布Ｊを右端に示す。このように、被露光面全域で光強度に関して局部的なむらがなくなめらかな分布の露光光学系が達成される。
【００５１】
（実施例３）
以下本発明の第３の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００５２】
本実施例の露光装置は、前記（実施例１）と同様に、図１１に示すように、超高圧水銀ランプ１を光源として使用し、この水銀ランプ１からの光を集光部材である楕円ミラー２により集光し、これを所定の大きさでスポット照射するように光学積分部材としてのロッド状の光学インテグレータ３により積分する照明手段４と、この照明手段４からの出射光束１０を映像管６の被露光面６ａの全域に投影するレンズ系７とを備えている。前記（実施例１）と異なる点は、これらに加え光ファイバー１６の出射端より露光面側で、光学インテグレータ３の入射端手前にシリンダレンズからなる露光形状補正レンズ系２８を設置した構成にすることである。
【００５３】
前記（実施例１）に示す露光装置において、従来の露光装置において使用したマスクｅを本発明の露光装置において使用して共用化を図る場合等に、被露光面６ａでの露光形状が図１２（ａ）に示す適正なものではなく、図１２（ｂ）に一例を示す適正でない形状になる場合がある。
【００５４】
このような場合に、本実施例では図１３に示す構成とする。図１３に本実施例の光ファイバー１６と、シリンダレンズからなる露光形状補正レンズ系２８からの出射角度θ_oh、θ_ovを示す。図１３（ａ）に水平方向、図１３（ｂ）に垂直方向を示す。水平方向に凹面を持つシリンダレンズからなる露光形状補正レンズ系２８のレンズ形状変更により、照明光の水平方向の出射角度θ_ohを、垂直方向の出射角度θ_ovより大きくして出射させることが可能である。
【００５５】
この後、照明光は光学インテグレータ３の一端に入射し、他端から出射するまでに側周内側にて種々な反射を繰り返させながら積分される。このとき、前記アナモフィックレンズを含む露光形状補正レンズ系２８のレンズ形状変更による照明光の水平方向、垂直方向の光学インテグレータ３への入射角度θ_oh、θ_ovの変化に対応して変化した光学インテグレータ３の一端に入射後の照明光の水平方向、垂直方向の光軸に対する進行角度θ_1h、θ_1vは、照明光が光学インテグレータ３側周内側にて種々な反射を繰り返しても、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、そのつど正、負の符号が反転するだけで、絶対値は変化しない。そして、光学インテグレータ３への入射角度θ_oh、θ_ovと同絶対値の角度で光学インテグレータ３の他端より出射する。したがって、前記シリンダレンズからなる露光形状補正レンズ系２８のレンズ形状変更により、光学インテグレータ３からの出射角度分布を変化させることが可能である。
【００５６】
この後照明光が、（実施例２）のテレセントリック投影光学系を通過すると、図１５に示すように、光学インテグレータ３の出射端における出射角度に対する光強度分布が（ａ）に示すように、実線で示すもとの分布から、破線で示す出射角度の大きい部分の強度が大きい分布に変化する。このときテレセントリック投影光学系からの出射端における光軸からの距離に対する光強度分布は（ｂ）に示すように、実線で示すもとの分布から、破線で示す光軸からの距離出射の大きい部分の強度が大きい分布に変化する。このため水平方向の被露光面６ａでの露光寸法が増加し、図１２（ａ）に示す適正な形状になる。
【００５７】
以上の関係を使用し、シリンダレンズを含む露光形状補正レンズ系２８のレンズ形状を適正にすることにより、露光形状を適正にすることが可能である。
【００５８】
なお、本実施例では、露光形状補正レンズ系２８をシリンダレンズからなるレンズ系としたが、他のアナモフィックレンズを含むレンズ系を使用しても、同様の補正が可能なことは言うまでもない。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の露光装置によれば、光源から発する光のケラレをなくしてその殆どを有効利用することができ、光源の発光容量に対し露光時間が従来に比して格段に短縮しその分生産性が格段に向上する。
【００６０】
しかも、映像管での実際の画面表示に際して各部に届く電子ビームと同じ方向から向かう光によって各部を適正に露光し、前記ＢＭやＧ、Ｂ、Ｒの各蛍光体ドットが、実際の画面表示での電子ビームを偏向して走査を行うときの、画素ごとの画像信号と、各画素に対する走査位置とを正しく同期させることができる。
【００６１】
したがって、スリットを介した露光方式による場合と同等な高品質な映像管の生産を、その生産性を格段に向上しコストの大幅な低減を可能にして、実現することができる。
【００６２】
これに合わせ、照明手段からの照射光束の横断面形状を映像管の被露光面の形状に相似な形状にすることにより、照射光束をそのままの形状にて被露光面に投影するだけの簡単な光学系で光源からの光のほぼ全量を有効利用することができる利点もある。
【００６３】
照明手段が、照明光源からの光を集光する集光反射部材と、この集光反射部材を経た光を一端から受入れて積分し他端から出射するロッド状の光学インテグレータと、この光学インテグレータを経た光を所定の大きさでスポット照射する平行光束とする投影レンズ系とを備えたものである構成のものによれば、
１つの小さく単純な光学部材だけで所定の大きさで均一にスポット照射するのに適した照明光束とすることができ、これを投影レンズ系により最終的に所定の大きさでスポット照射する平行光束とするだけで、所定の局所照明が高精度に達成され、フライアイレンズと非球面ミラーと云った複雑で高精度な加工が必要な特殊な光学部材を利用するような場合に比し、性能の低下なく照明装置が小型かつ安価なものとなりさらに有利である。
【００６４】
投影レンズ系がテレセントリックな光学系である構成では、光学インテグレータ出射面の各点からの総出射光量は等しいが、出射角度に対する光強度の関係が各点とも同様な分布を持つ場合でも、光学インテグレータ出射面の各点からの全角度への出射光をそれぞれほぼ平行光束として出射し、これらの光束を積分することにより、被露光面全域で光強度に関して局部的なむらがなくなめらかな分布の露光光学系が達成される。
【００６５】
照明手段の光学インテグレータの入射端手前に、照明光の水平方向、垂直方向の光学特性を変えるアナモフィックレンズを含む露光形状補正レンズ系を備えた構成では、従来の露光装置とマスクの共用化を図る場合等の被露光面での露光形状が適正でなくなる場合に、露光形状補正レンズ系の形状変更により、照明光の方向別の光学特性を変えて、被露光面での方向別に露光特性を変化させることにより、露光形状を適正にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての露光装置の主要な部分の構成図である。
【図２】図１の露光装置の全体の概略構成図である。
【図３】図１の照明装置により得られる平行光束の断面図と光強度分布との関係を示す説明図である。
【図４】従来の露光装置の一露光状態を示す概略構成図である。
【図５】図４の露光装置の他の露光状態を示す概略構成図である。
【図６】図１の光学インテグレータからの出射角度と光強度との関係を示す説明図である。
【図７】テレセントリックな投影レンズ系の構成図である。
【図８】図７の投影光学系を採用した場合の出射光束を示す説明図である。
【図９】図１の光学インテグレータ出射面上のある一点からの光束に対する被露光面上位置と光強度との関係を示す説明図である。
【図１０】光学インテグレータ出射面上各点からの出射光を積分した被露光面上の光強度分布を示す説明図である。
【図１１】本発明の他の実施例の露光装置の主要な部分の構成図である。
【図１２】被露光面での露光形状を示す説明図である。
【図１３】露光形状補正レンズ系のレンズ形状と、照明光の水平方向、垂直方向の出射角度の関係を示す説明図である。
【図１４】照明光が光学インテグレータの一端に入射し、他端から出射するまでの角度関係を示す説明図である。
【図１５】光学インテグレータからの出射角度に対する光強度分布特性と、テレセントリック投影光学系からの出射光の光軸からの距離に対する光強度分布特性との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１光源
２集光反射部材
３光学インテグレータ
４照明手段
６映像管
６ａ被露光面
７レンズ系
Ｖ、Ｈ疑似屈折特性点
Ｓ間隔

Claims

光源からの光を集光し、これを所定の大きさでスポット照射するように積分する照明手段と、この照明手段からの照射光束を映像管の被露光面全域に投影するレンズ系とを備え、このレンズ系はこれの虚像域で、映像管での実際の画像投影時に電子ビームを垂直偏向させる垂直偏向特性に対応した疑似屈折特性点と、電子ビームを水平偏向させる水平偏向特性に対応した疑似屈折特性点とを、実際の垂直偏向点と水平偏向点とに対応する前後間隔にて持つような非点収差を与えたものであることを特徴とする露光装置。
照明手段は、照明光源からの光を集光する集光反射部材と、この集光反射部材を経た光を一端から受入れて積分し他端から出射するロッド状の光学インテグレータと、この光学インテグレータを経た光を所定の大きさでスポット照射する平行光束とする投影レンズ系とを備えたものである請求項１に記載の露光装置。
投影レンズ系は、入射側でテレセントリックな光学系である請求項２に記載の露光装置。
照明手段は、光学インテグレータの入射端手前に、照明光の水平方向、垂直方向の光学特性を変えるアナモフィックレンズを含む露光形状補正レンズ系を備えた請求項１に記載の露光装置。