JP3734105B2

JP3734105B2 - 半導体露光装置用の照明装置

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Publication number: JP3734105B2
Application number: JP34556695A
Authority: JP
Inventors: 久増田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2015-12-08
Also published as: JPH09159964A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板製造に用いられる半導体露光装置用の照明装置を含む、光を照射して基板上に塗布されたフォトレジストに所望パターンを転写して素子を作成する露光装置用の照明装置に関し、特に光源としてレーザを採用するとともに、光源と照明対象物との間に光路差生起手段を配置した照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の照明装置は、光源としてコヒーレンス度の低い水銀ランプ等を採用していたので、スペックルによる照明の不均一性の問題が発生することは稀であった。
しかし、例えば近年の半導体装置の集積度の向上に伴って、更なる微細な加工を行わなければならず、照明装置の光源も短波長のものに移行せざるを得なくなり、最近では２４８ｎｍ以下の波長をもつエキシマレーザを利用する装置も投入されている。
しかし、このような紫外波長域においては、屈折型対物レンズに使用できる硝材が限定され、色消しが困難になり、レンズの開口率を上げるためには、エキシマレーザ等の光源波長幅を狭窄化することが必要となった。
この光源波長幅の狭窄化が進むと必然的に時間的コヒーレンスは長くなり、干渉縞やスペックルが、照明の均一化の障害になり易くなった。
そこで、この問題を解決するために、種々の光路差生起手段が提案されることとなった（例えば、特開昭６０−２４７６４３号公報、特開昭６１−１６９８１５号公報、特開昭６３−２２１３１号公報、特開昭６３−２１６３３８号公報、特開平１−２９０２７６号公報に開示された発明）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の半導体露光装置等に用いられるエキシマレーザ光源は、元来コヒーレント長の短い光であったが、紫外波長域での高開口レンズにおいて色消しが困難であるという事情から、光源波長幅の狭窄化が必要になり、その狭窄化によって光の時間的コヒーレント長が長くなっているわけである。
また、Ｎｄ：ＹＡＧを代表とするネオジミウムレーザの第４，第５高調波を光源とすると、光源波長幅を極めて狭い範囲に狭窄化することが容易に可能となる。
これら光源を、使用しようとする場合、どちらにしても、時間的コヒーレント長が長くなるために、この光を空間分割して一様な照明を得ようとしても、干渉やスペックルが発生して一様化できないため、コヒーレント長の低減がまず必要になる。
こうした光源からの光をコヒーレンスの低い照明に転換するためには光路差生起手段があるが、コヒーレント長の長い光に対しては、より大きな光路差の生起を必要とするために、従来示されているような平行平板等の方式では大型化してしまう。
また、波長が短波長化するに従って、耐久力を有するコーティング材料の選択が困難になるため、コーティング面をできる限り減らすことが光路差生起手段の耐久力向上のためには必要であり、コストの低減にもつながる。
【０００４】
本発明の目的は、コヒーレント長が長い光源を用いても光路差生起手段を大型化させずにスペックルの発生を防止でき、コーティングの個所を極力減らして耐久性を向上できる照明装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、コヒーレント光源と、コヒーレント光源からの入射ビームを複数のビームに分割し、分割した各ビームに異なる光路長を与え、異なる光路長を通過した各ビームを再度適宜に集めて出射ビームを形成する光路差生起手段とを有し、光路差生起手段が形成した出射ビームを用いて照明対象を照明する、本発明の露光装置用の照明装置において、前記光路差生起手段は、ビームに関わらない面を除いたとき、中心軸に直交する横断面が四角形以上の多角形をなす柱状のプリズムであり、中心軸に平行な一側面が入出射面とされ、入出射面の一部には部分透過膜が施され、入出射面の入射位置に入射された入射ビームが、入出射面において、プリズム外に向かう反射光と、プリズム内に向かう屈折光とに分割され、屈折光はプリズム内を進行し、反射手段の施されていない中心軸に平行な側面では全反射され、反射手段の施された中心軸に平行な側面では反射されて周回し、入出射面の入射位置より所定距離離れた位置に戻り、プリズム外に向かう出射光と、プリズム内に向かう反射光とに分割され、プリズム内に向かう反射光により周回動作が繰り返され、入出射面からの反射光と複数の出射光とからなる出射ビームを形成する。
そして、出射ビームを形成する反射光と複数の出射光との間の光路長差が、コヒーレント光源の光の可干渉距離の二分の一を越えている。
【０００６】
また、本発明においては、前記入射ビームはレーザ光であり、前記出射ビームを形成する反射光と複数の出射光とは、互いに平行でほぼ等間隔に隣接するようにされ、前記出射ビームを形成する反射光と複数の出射光との間の光路長差は、レーザ光の可干渉距離の少くとも二分の一、望ましくは可干渉距離を越えている。
【０００７】
また、前記プリズムの横断面の前記多角形は、平行四辺形であり、前記入出射面の前記部分透過膜は、反射光および複数の出射光からなる出射ビームの光量分布が一様になるように形成された光学薄膜であり、前記入出射面に対向する側面には、高反射の光学薄膜が施され、他の２つの側面には光学薄膜は施されておらず全反射を行うようにされ、前記屈折光が最初に到達する全反射を行う側面と前記入出射面とがなす角度は鋭角である。なお、光学薄膜の代わりに光学薄膜を施したミラーを密着して取り付けてもよい。
【０００８】
さらに、本発明の照明装置において、光路差生起手段は、中心軸に直交する横断面が多角形をなす柱状のプリズムであり、中心軸に平行ななにも施されていない一つの側面が入射面とされ、部分透過膜が施された他のもう一つの側面が出射面とされ、入射面に入射された入射ビームが、屈折してプリズム内を進行し、入射面を除く反射手段の施されていない中心軸に平行な側面では全反射され、反射手段の施された中心軸に平行な側面では反射されて周回するとともに、到達位置を所定距離ずつずらせつつ出射面に到達する毎に、プリズム外に向かう出射光と、プリズム内に向かう反射光とに分割され、プリズム内に向かう反射光により周回動作が繰り返され、周回動作により出射面から出射される複数の出射光から出射ビームを形成するようにしてもよい。
【０００９】
また、前記プリズムの横断面の前記多角形は、長方形の一角を若干直線で切り取った五角形であり、切り取った部分が前記入射面とされ光学薄膜は施されておらず、前記出射面の前記部分透過膜は、複数の出射光からなる出射ビームの光量分布が一様になるように形成された光学薄膜であり、前記出射面に隣接する側面には、光学薄膜は施されておらず全反射を行うようにされ、前記出射面に対向し前記入射面に隣接する側面には高反射の光学薄膜が施されている。
【００１０】
このように本発明の照明装置においては、入射ビームの一部あるいはほぼ全体が、プリズムの中を繰り返し周回光として周回させられ、周回する光が順次到達位置をずらせつつ出射面に到達する毎に、周回する光から分割した出射光を出射する。
出射面からプリズム外に向けられた複数の出射光および反射光は、適宜に並べられて出射ビームとして用いられるが、出射面から外に向けられた各出射光のプリズム内を通過した光路長の間の差は、それぞれ可干渉距離の少なくとも二分の一を越えるようにされている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態例について説明する。
図１は本発明の照明装置の第１の実施例に用いられる光路差生起手段の原理構成を示す断面図である。
本実施例における光路差生起手段は、断面が図１で示されるように、長さｘ，ｙの隣り合う２辺の挟む角がＡ（この例では鋭角）である平行四辺形になるように形成されたプリズム３である。
このプリズム３の図１における右側面には、高反射の光学薄膜が施され、左側面（入射面）には、反射率が適宜に調節された光学薄膜（部分透過膜）が施され、上面と下面とには光学薄膜は施されていない。
【００１２】
入射ビーム１は、ビーム幅Ｗのほぼ平行光であり、入出射面２の入射位置２ａにおいて角度θでプリズム３に入射する。
入射ビーム１は、必要に応じて入出射面２に施された光学薄膜により、反射光（出射ビーム４の構成要素となる）と屈折光５とに予め定めれた所望の比率で分割される。
屈折光５は、プリズム３の中を進行し、反射面６で全反射し、反射面７で反射し、反射面８で全反射して、入射ビーム１の入射位置２ａの近傍の位置に戻ってくる。
入射位置２ａの近傍に戻ってきた周回光は、プリズムの対向面が平行に加工されているので、反射光４に平行でプリズム３の外部に向かう出射光と、プリズム３の内部に進行する反射光とに分割される。
この出射光と反射光との分割比は、入出射面２に施された光学薄膜によって決定される。
周回光のうち入出射面２で反射された反射光は、再びプリズム３の中を、屈折光５が進行した進行路に平行に進行し、反射面６，７，８で全反射あるいは反射され、前の周回光の戻り位置の近傍に戻ってきて、再び出射光と反射光とに分割される。
このように反射光の周回および周回光の分割が順次繰り返され、入射ビーム１のほぼ全てが、プリズム３の外方に向かう反射光とそれに後続する出射光として合流し出射ビーム４となる。
【００１３】
光路差生起手段がプリズムである場合、紫外域で透過率の高い材料は限定される。
例えば、プリズムが合成石英である場合、一例として真空中での波長が２１３ｎｍの入射ビームに対しては、屈折率ｎがほぼ１．５３５であり、１周回だけ周回数の異なる出射光の間の光路長差△は、下記の式（１）で与えられる。
【００１４】
△＝２ｎ[ ｘ｛sin Ａ−cos （Ａ−θ’）sin θ’｝／cos θ’＋ｙsin θ’] ・・・・（１）
ここで、θ’はスネルの法則である下記の式（２）を解くことで与えられる。
【００１５】
sin θ＝ｎsin θ’ ・・・・・・（２）
例えば、光源のコヒーレント長が１００ｍｍである場合、△を１００ｍｍ以上にしておけば、１周回だけ周回数の異なる出射光同士（反射光と出射光を含む）の可干渉度を低下させることができる。
【００１６】
図２は、図１の入出射面２における入射ビーム１の入射位置２ａの近傍を拡大して示す図である。
反射光４に各周回光の出射光が合流する際に、各出射光の位置が（４）式で与えられるｗずつずれ、この値ｗが式（３）に示すように入射ビーム幅Ｗにほぼ等しくなるようにプリズムと入射角とを設定しておけば、出射ビーム４を構成するように並べられた反射光および出射光の光量分布を比較的容易に一様化し易い。条件式は、
【００１７】
Ｗ≒ｗ・・・・（３）
但し、
ｗ＝２｛ｙ−ｘcos （Ａ−θ’）／cos θ’｝cos θ ・・・・（４）
である。式（４）において△＞１００ｍｍとなる数値例としては、
Ａ＝８０度
ｘ＝３４ｍｍ
ｙ＝２５ｍｍ
θ＝４５度
とすれば、△＝１１８ｍｍを得る。このとき値ｗは、２．４ｍｍとなるので、ビーム幅Ｗを約２．４ｍｍとすると好都合である。上記の条件のうち入射角θは、４５度である必要はないが、入射角θが４５度のときに、出射ビーム４は、入射ビーム１と９０度をなすので、光路設計が容易になるという利点を有する。
△は可干渉距離と同程度かそれ以上であることが望ましいが、可干渉距離のおおよそ二分の一以上であれば、効果が認められる。
【００１８】
本実施例において、反射面６，８における入射角は、約５２．６度となり、全反射の臨界角４０．７度を越えているので、反射面６，８における反射は、全反射となり、光量のロスが低減される。
反射面７においては、高反射の光学薄膜が施されているものとしたが、高反射の光学薄膜が施されたミラーを密着させて光量の低減を防ぐようにしてもよい。
同様に、入出射面２においては、部分透過膜を施すこととしたが、部分透過膜の施されたミラーを入射ビームを避けて入出射面２に密着させ、周回光の出射光と反射光との分割を行い、この行程を複数回繰り返すことで光路差のある複数の出射光（入射ビームの反射光を含む）から構成される可干渉度の低下した光束を得る。
【００１９】
次に本発明の第２の実施例について図３および図４を参照して説明する。
図３は本発明の照明装置の第２の実施例に用いられる光路差生起手段の原理構成を示す断面図である。
本実施例における光路差生起手段は、断面が図３で示されるように、長さｘ，ｙの隣り合う２辺の挟む角が直角である長方形であるが、その一角が入射ビーム用の入射面１２として切り取られた形状になるように形成されたプリズム１３である。
このプリズム１３の図３における左側面には、高反射の光学薄膜が施され、右側面（出射面）には、反射率が適宜に調節された光学薄膜（部分透過膜）が施され、上面と下面とには光学薄膜は施されていない。
【００２０】
本実施例の場合、入射ビーム１１は、例えばｐ偏光であって、入射面１２に対してブリュースター角で入射される。この場合、入射面１２における反射はゼロとなる。
具体的には、入射ビーム１１に対するプリズムの屈折率が１．５３５のとき、ビーム幅Ｗのｐ偏光である入射ビーム１１を約５７度で入射面１２に入射させることで、コーティングがなくとも入射面１２の反射をゼロにできる。
入射ビーム１１は、プリズム１３に入射後、プリズム１３の中を進行し、反射面１６に対して全反射の臨界角を越えて入射するので反射面１６で全反射する。
全反射したビームは、出射面１７に対し全反射の臨界角を越えないように入射した位置で、出射光と反射光とに分割される。
この出射光と反射光との分割比は、出射面１７に施された光学薄膜によって決定される。
出射光は出射位置からプリズム１３の外部に向かい、出射面１７で反射された反射光は、プリズム１３内を進行して、反射面１８に対して全反射の臨界角を越えて入射するので、反射面１８で全反射する。
反射面１８で全反射したビームは、プリズム１３内を進行し反射面１９に対し全反射の臨界角を越えないように入射するが、高反射の光学薄膜に反射され、プリズム１３内を進行し、反射面１６で全反射され、出射面１７の出射位置の近傍に戻ってくる。
出射位置の近傍に戻ってきたこの周回光は、再び出射光と反射光とに分割される。
分割された出射光は、１周回前の出射光と平行にプリズム１３の外部に向かい、反射光はプリズム１３内を更に進行し、同様な動作を繰り返す。
【００２１】
本実施例の場合、出射面１７に施されている光学薄膜である部分透過膜は、最初の反射時に反射率が高く、順次反射回数が増加する毎に反射率が低下するような空間配置とされている。
この空間配置により、複数の出射光から構成される出射ビームの各出射光は、ほぼ一定のパワーまたは強度を持つようになり、半導体露光装置の露光等の照明に用いるのに有利である。
反射面１９においては、高反射の光学薄膜が施されているものとしたが、高反射の光学薄膜が施されたミラーを密着させて光量の低減を防ぐようにしてもよい。
同様に、出射面１７においては、部分透過膜を施すこととしたが、部分透過膜の施されたミラーを最後の出射光を避けて出射面１７に密着させてもよい。
このように、プリズム１３の３面１２，１６，１８は無コーティングであることにより、紫外レーザに対しての耐久性が高い。
また、他の２面ではコーティングを使用するもののミラーを密着させる方法を採れば、プリズム本体の損傷はさらに一段と低減される。
【００２２】
次に図４および図５を参照して、出射光の各ビームの可干渉度がどのように低下されているかについて説明する。
図４，図５は、図３のプリズム１３の入射位置１２ａの近傍および出射位置の近傍を示す拡大図である。
【００２３】
ビーム幅Ｗの入射ビーム１１が図４で示される入射面１２の入射位置１２ａから入射角θでプリズム１３に入射する。
入射した入射ビーム１１は、屈折角φで屈折し、プリズム１３の中を進行し、上述したようにプリズム１３の中で周回するとともに出射面１７で順次分割され、出射面１７から出射される。このとき、周回数が１周回だけ異なるビーム間の光路長差△は、下記の式（５）で与えられる。
【００２４】
△＝２ｎ[ ｘcos θ’＋ｙsin θ’] ・・・・・・・・（５）
プリズムが合成石英製である場合、一例として真空中での波長が２１３ｎｍの入射ビームに対しては屈折率ｎがほぼ１．５３５である。スネルの法則は、
sin θ＝ｎsin φ ・・・・・・・・・（６）
であり、図３において、
θ’＝（π／２）−ｃ−φ ・・・・・（７）
となっている。ここで、ｃは、図４で示された、反射面と、特別に形成された入射面とのなす角度である。
【００２５】
次に、図４および図５に詳細に示すように、出射面１７で複数の出射光が合流して出射ビームを形成する際、各出射光の出射位置が（９）、（１０）式で与えられるｗずつずれるとして、この値が出射光の幅Ｗ”にほぼ等しくなるようにプリズムと入射角の大きさを設計しておくと、並べられた複数の出射光からなる出射ビーム１４の光量分布を比較的容易に一様化し易い。このための条件は式（８）で与えられ、
【００２６】
Ｗ”＝Ｗ≒ｗ・・・・・・・・・・・・・・（８）
但し、
ｗ＝２｛ｘcot （ｃ＋φ）−ｙ｝cos θ” ・・・・・・・（９）
cos （ｃ＋φ）＝ｎsin θ” ・・・・・・・・・・（１０）
である。
さらに、入射ビームと出射ビームとのなす角を９０度にすることは必要でないが、光路設計上望ましいので、このための条件を求めておくと、
tan ｃ＝｛ｎ（ｎ−１）｝／（ｎ＋１）・・・・・・・（１１）
を満たす角度ｃにプリズム入射面を形成することが条件になる。一例としてプリズムが合成石英製である場合、真空中での波長が２１３ｎｍの入射ビームに対してはｎ＝１．５３５であるから、ｃ＝１７．９５度となる。
【００２７】
各ビーム間の光路長差△が、△＞１００ｍｍとなるための数値例としては、
ｘ＝３３ｍｍ
ｙ＝２３ｍｍ
θ＝５７度
として、△＝１２３ｍｍ、θ”＝２０．３度を得る。入射ビーム等の幅に関しては出射光の幅と周回ずれ量がほぼ等しくなるようにすると、Ｗ”＝Ｗ≒ｗ＝２．５ｍｍとなる。この場合も、△は可干渉距離と同程度またはそれ以上であることが望ましいが、可干渉距離のおおよそ二分の一以上であれば効果が認められる。
【００２８】
以上、本発明の実施例を示したが、本発明はこの実施例および実施例に示された数値に限られたものでなく、材質、形状、寸法、角度、偏光等さまざまな応用例を含むものとする。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の照明装置は以上説明したように構成されているので以下に述べるような効果を奏する。
（１）入射ビームが、光路差生起手段であるプリズムの中を繰り返し周回させられるので、長い光路長差を生起できるのに拘わらず、光路差生起手段を小型とすることができる。
（２）光を周回させるのに、できるだけ全反射を行わせることにより、光学薄膜を施す面が少なくなり、耐久性を向上させることができる。
（３）光学薄膜を施す代わりに、光学薄膜を施したミラーを用いることにより、交換が容易になる。
（４）上記の小型化や光学薄膜数の低減から大幅なコスト低減がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の照明装置の第１の実施例に用いられる光路差生起手段の原理構成を示す断面図である。
【図２】図１の入出射面２における入射ビーム１の入射位置の近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図３】本発明の照明装置の第２の実施例に用いられる光路差生起手段の原理構成を示す断面図である。
【図４】図３のプリズム１３の入射位置の近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図５】図３のプリズム１３の出射位置の近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１、１１入射ビーム
２入出射面
３、１３プリズム
４、１４出射ビーム
５、１５屈折光
６、７、８、１６、１８，１９反射面
１２入射面
１７出射面

Claims

コヒーレント光源と、
コヒーレント光源からの入射ビームを複数のビームに分割し、分割した各ビームに異なる光路長を与え、異なる光路長を通過した各ビームを再度適宜に集めて出射ビームを形成する光路差生起手段とを有し、
光路差生起手段が形成した出射ビームを用いて照明対象を照明する露光装置用の照明装置において、
前記光路差生起手段は、ビームに関わらない面を除いたとき、中心軸に直交する横断面が四角形以上の多角形をなす柱状のプリズムであり、中心軸に平行な一側面が入出射面とされ、
前記入出射面の一部には部分透過膜が施され、
前記入出射面の入射位置に入射された入射ビームが、入出射面において、プリズム外に向かう反射光と、プリズム内に向かう屈折光とに分割され、
前記屈折光はプリズム内を進行し、反射手段の施されていない中心軸に平行な側面では全反射され、反射手段の施された中心軸に平行な側面では反射されて周回し、入出射面の入射位置より所定距離離れた位置に戻り、プリズム外に向かう出射光と、プリズム内に向かう反射光とに分割され、
前記プリズム内に向かう反射光により周回動作が繰り返され、入出射面からの反射光と複数の出射光とからなる出射ビームが形成され、
前記出射ビームを形成する反射光と複数の出射光との間の光路長差が、前記コヒーレント光源の光の可干渉距離の二分の一を越えている
ことを特徴とする照明装置。
前記入射ビームはレーザ光であり、前記出射ビームを形成する反射光と複数の出射光とは、互いに平行でほぼ等間隔に隣接するようにされ、前記出射ビームを形成する反射光と複数の出射光との間の光路長差は、レーザ光の可干渉距離の二分の一を越えている請求項１記載の照明装置。
前記多角形は、四角形である請求項１記載の照明装置。
前記プリズムの横断面の前記多角形は、平行四辺形であり、前記入出射面の前記部分透過膜は、反射光および複数の出射光からなる出射ビームの光量分布が一様になるように形成された光学薄膜であり、前記入出射面に対向する側面には、高反射の光学薄膜が施され、他の２つの側面には光学薄膜は施されておらず全反射を行うようにされた請求項１または２記載の照明装置。
前記プリズムの横断面の前記多角形は、平行四辺形であり、前記入出射面の前記部分透過膜は、反射光および複数の出射光からなる出射ビームの光量分布が一様になるように光学薄膜が形成され、前記入出射面に密着して取り付けられた部分透過ミラーであり、前記入出射面に対向する側面には、高反射の光学薄膜が施された高反射ミラーが密着して取り付けられ、他の２つの側面には光学薄膜は施されておらず全反射を行うようにされた請求項１または２記載の照明装置。
前記プリズム内の周回光は、周回毎に２回の全反射を行う請求項３ないし５のいずれか１項記載の照明装置。
前記入射ビームはｐ偏光であり、入出射面にブリュースター角で入射する請求項１ないし６のいずれか１項記載の照明装置。
前記プリズムは、合成石英から形成されている請求項１ないし７のいずれか１項記載の照明装置。
前記プリズムは、水晶、ＭｇＦ２、またはＣａＦ２から形成されている請求項１ないし７のいずれか１項記載の照明装置。
前記コヒーレント光源は、ネオジウムレーザＹＡＧの第４高調波または第５高調波である請求項１ないし９のいずれか１項記載の照明装置。
前記入射ビームと出射ビームとがなす角度は、９０度である請求項１ないし１０のいずれか１項記載の照明装置。
コヒーレント光源と、
コヒーレント光源からの入射ビームを複数のビームに分割し、分割した各ビームに異なる光路長を与え、異なる光路長を通過した各ビームを再度適宜に集めて出射ビームを形成する光路差生起手段とを有し、
光路差生起手段が形成した出射ビームを用いて照明対象を照明する露光装置用の照明装置において、
前記光路差生起手段は、ビームに関わらない面を除いたとき、中心軸に直交する横断面が四角形以上の多角形をなす柱状のプリズムであり、中心軸に平行ななにも施されていない一つの側面が入射面とされ、部分透過膜が施された他のもう一つの側面が出射面とされ、
前記入射面に入射された入射ビームが、屈折してプリズム内を進行し、入射面を除く反射手段の施されていない中心軸に平行な側面では全反射され、反射手段の施された中心軸に平行な側面では反射されて周回するとともに、到達位置を所定距離ずつずらせつつ出射面に到達する毎に、プリズム外に向かう出射光と、プリズム内に向かう反射光とに分割され、
前記プリズム内に向かう反射光により周回動作が繰り返され、周回動作により出射面から出射される複数の出射光から出射ビームが形成され、
前記出射ビームを形成する複数の出射光の間の光路長差が、前記コヒーレント光源の光の可干渉距離の二分の一を越えている
ことを特徴とする照明装置。
前記入射ビームはレーザ光であり、前記出射ビームを形成する複数の出射光は、互いに平行でほぼ等間隔に隣接するようにされ、前記出射ビームを形成する複数の出射光の間の光路長差は、レーザ光の可干渉距離の二分の一を越えている請求項１２記載の照明装置。
前記多角形は、五角形である請求項１２記載の照明装置。
前記プリズムの横断面の前記多角形は、平行四辺形の一角を若干直線で切り取った五角形であり、切り取った部分が前記入射面とされ光学薄膜は施されておらず、前記出射面の前記部分透過膜は、複数の出射光からなる出射ビームの光量分布が一様になるように形成された光学薄膜であり、前記出射面に隣接する側面には、光学薄膜は施されておらず全反射を行うようにされ、前記出射面に対向し前記入射面に隣接する側面には高反射の光学薄膜が施されている請求項１２または１３記載の照明装置。
前記プリズムの横断面の前記多角形は、平行四辺形の一角を若干直線で切り取った五角形であり、切り取った部分が前記入射面とされ光学薄膜は施されておらず、前記出射面の前記部分透過膜は、複数の出射光からなる出射ビームの光量分布が一様になるように光学膜が形成され、密着して取り付けられた部分透過ミラーであり、前記出射面に隣接する側面には、光学薄膜は施されておらず全反射を行うようにされ、前記出射面に対向し前記入射面に隣接する側面には高反射の光学薄膜が施されたミラーが密着して取り付けられている請求項１２または１３記載の照明装置。
前記プリズムの横断面の前記多角形は、長方形の一角を若干直線で切り取った五角形である請求項１５または１６記載の照明装置。
前記プリズム内の周回光は、周回毎に２回の全反射を行う請求項１５または１６記載の照明装置。
前記入射ビームはｐ偏光であり、入出射面にブリュースター角で入射する請求項１２ないし１８のいずれか１項記載の照明装置。
前記プリズムは、合成石英、水晶、ＭｇＦ２、ＣａＦ２のうちの一つから形成されている請求項１２ないし１８のいずれか１項記載の照明装置。
前記コヒーレント光源は、ネオジムレーザの第４高調波または第５高調波である請求項１２ないし２０のいずれか１項記載の照明装置。