JP6371925B1 - Light source device and exposure apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
【課題】光源から放射された光を所定の照射範囲に集めることができ、光の利用効率を向上させることができる光源装置を提供する。
【解決手段】光源装置10を、光源12と、光源12からの光を、照射面Sに向けてより平行光に近い状態にする平行化素子14と、平行化素子14と照射面Sとの間に配設され、平行化素子14からの光を照射面Sに集める集光素子16とで構成する。
【選択図】図1Provided is a light source device capable of collecting light emitted from a light source in a predetermined irradiation range and improving light utilization efficiency.
A light source device includes a light source, a collimating element that makes light from the light source 12 closer to parallel light toward the irradiation surface, and the collimating element and the irradiation surface. A condensing element 16 that is disposed between them and collects light from the collimating element 14 on the irradiation surface S.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、例えば半導体製造用の露光装置等に使用される光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device used in, for example, an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor.
一般にランプ等の光源からは光が放射状に発せられることから、照射面に向かう光は全発光量の一部となり光の利用効率が非常に悪い。このため、従前から、これら光の向きを制御して照射対象に向かう光の割合を増加させることにより、光の利用効率を向上させる工夫がなされてきた。 In general, since light is emitted radially from a light source such as a lamp, the light traveling toward the irradiation surface becomes a part of the total light emission amount, and the light use efficiency is very poor. For this reason, the device which improves the utilization efficiency of light by controlling the direction of these light and increasing the ratio of the light which goes to irradiation object conventionally has been made | formed.
例えば、図7に示すように、内面に反射面2を有するリフレクタ1を使用することが一般的に行われている。リフレクタ1の反射面2を回転放物面で規定し、当該回転放物面の焦点3の位置に光源4を配置することにより、光源4から出た光の多くを照射面5に向かう平行光に近い光(疑似平行光)にすることができる。
For example, as shown in FIG. 7, it is common practice to use a
しかしながら、実際の光源は、理論上の点発光体ではなく所定の発光面積を有する面発光体であることから、上述したようなリフレクタ1を使用する場合、大部分の光は焦点3から少しずれた位置から発光されることになる。このため、反射面2で反射した後、リフレクタ1の開口から放射される光は、完全な平行光ではなく、リフレクタ1から離れるにつれて外側に広がっていく光となる。
However, since the actual light source is not a theoretical point light emitter but a surface light emitter having a predetermined light emitting area, when the
このため、照射面5がリフレクタから比較的遠く(例えば、500[mm]以上)にあり、かつ、当該照射面5の面積が小さい場合には、光の利用効率を上げることができないという問題があった。
For this reason, when the
例えば、特許文献1には、リフレクタから放射される光の平行の度合いを向上させるため、中央部に開孔を有する反射鏡を当該リフレクタの開口に配設する技術が開示されている。
For example,
しかし、特許文献1に開示された技術も、リフレクタの内側に形成された反射面を規定する回転放物面の焦点位置からの光について述べているに過ぎず、所定の発光面積を有する実際の面発光体から放射された光は完全な平行光にはならず、リフレクタから離れるにつれて外側に広がっていく光となる。このため、照射面がリフレクタから比較的遠くにあり、かつ、当該照射面の面積が小さい場合には、光の利用効率を向上させることができないという問題を解消することはできていなかった。
However, the technique disclosed in
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源から放射された光を所定の照射範囲に集めることができ、光の利用効率を向上させることができる光源装置、およびそれを備える露光装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a light source device that can collect light emitted from a light source in a predetermined irradiation range and improve light utilization efficiency. And an exposure apparatus including the same.
本発明の一局面によれば、
光源と、
前記光源からの光を、照射面に向けてより平行光に近い状態にする平行化素子と、
前記平行化素子と前記照射面との間に配設され、前記平行化素子からの光を前記照射面に集める集光素子とを備える光源装置であって、
前記平行化素子は、回転放物面で規定された反射面を内側に有するリフレクタであり、
前記集光素子は、焦点を有するレンズであり、
前記光源装置は、それぞれ複数の前記光源、前記平行化素子、および、前記集光素子で構成されており、
以下の2つの式を満たすことを特徴とする光源装置が提供される。
L1≧a×L/(d+a)
L:前記リフレクタの開口から前記照射面までの距離[mm]
L1:前記リフレクタの開口から前記集光素子の光学中心までの距離[mm]
a:前記リフレクタの開口の径[mm]
d:前記照射面の径[mm]
L1≦(L2×tanα−a)/(2×tanθ)
L2:前記集光素子の光学中心から前記照射面までの距離[mm]
θ:前記平行化素子から出た光の出射広がり角[°]
α:互いに隣り合う前記平行化素子から出る光の中心軸同士が成す角度[°]
According to one aspect of the present invention,
A light source;
A collimating element that makes light from the light source closer to parallel light toward the irradiation surface;
A light source device including a condensing element disposed between the collimating element and the irradiation surface and collecting light from the collimating element on the irradiation surface ;
The collimating element is a reflector having a reflecting surface defined by a paraboloid of revolution inside,
The condensing element is a lens having a focal point,
Each of the light source devices is composed of a plurality of the light sources, the parallelizing elements, and the light collecting elements,
A light source device characterized by satisfying the following two expressions is provided.
L1 ≧ a × L / (d + a)
L: Distance from the opening of the reflector to the irradiated surface [mm]
L1: Distance [mm] from the aperture of the reflector to the optical center of the light collecting element
a: Diameter of opening of the reflector [mm]
d: Diameter of the irradiated surface [mm]
L1 ≦ (L2 × tan α−a) / (2 × tan θ)
L2: Distance [mm] from the optical center of the condensing element to the irradiation surface
θ: outgoing divergence angle [°] of light emitted from the collimating element
α: Angle formed by the central axes of light emitted from the parallelizing elements adjacent to each other [°]
本発明の他の局面によれば、According to another aspect of the invention,
光源と、A light source;
前記光源からの光を、照射面に向けてより平行光に近い状態にする平行化素子と、A collimating element that makes light from the light source closer to parallel light toward the irradiation surface;
前記平行化素子と前記照射面との間に配設され、前記平行化素子からの光を前記照射面に集める集光素子とを備える光源装置であって、A light source device including a condensing element disposed between the collimating element and the irradiation surface and collecting light from the collimating element on the irradiation surface;
前記光源は平面発光体であり、The light source is a planar light emitter;
前記平行化素子は、レンズであり、The collimating element is a lens;
前記集光素子は、焦点を有するレンズであり、The condensing element is a lens having a focal point,
前記光源装置は、それぞれ複数の前記光源、前記平行化素子、および、前記集光素子で構成されており、Each of the light source devices is composed of a plurality of the light sources, the parallelizing elements, and the light collecting elements,
以下の2つの式を満たすことを特徴とする光源装置が提供される。A light source device characterized by satisfying the following two expressions is provided.
L1≧a×L/(d+a)L1 ≧ a × L / (d + a)
L:前記平行化素子の光学中心から前記照射面までの距離[mm]L: Distance from the optical center of the collimating element to the irradiation surface [mm]
L1:前記平行化素子の光学中心から前記集光素子の光学中心までの距離[mm]L1: Distance [mm] from the optical center of the collimating element to the optical center of the condensing element
a:前記平行化素子の有効径[mm]a: Effective diameter [mm] of the parallelizing element
d:前記照射面の径[mm]d: Diameter of the irradiated surface [mm]
L1≦(L2×tanα−a)/(2×tanθ)L1 ≦ (L2 × tan α−a) / (2 × tan θ)
L2:前記集光素子の光学中心から前記照射面までの距離[mm]L2: Distance [mm] from the optical center of the condensing element to the irradiation surface
θ:前記平行化素子から出た光の出射広がり角[°]θ: outgoing divergence angle [°] of light emitted from the collimating element
α:互いに隣り合う前記平行化素子から出る光の中心軸同士が成す角度[°]α: Angle formed by the central axes of light emitted from the parallelizing elements adjacent to each other [°]
好適には、
L1(A)=a×L/(d+a)とし、
L1(B)=(L2×tanα−a)/(2×tanθ)としたときにおいて、
L1の寸法値が以下の通りである。
・ L1(A)≦L1(B)の場合は、L1(B)の値。
・ L1(A)>L1(B)の場合は、L1(A)からL1(B)の間の値。
Preferably,
L1 (A) = a × L / (d + a)
When L1 (B) = (L2 × tan α−a) / (2 × tan θ),
The dimension value of L1 is as follows.
-When L1 (A) ≦ L1 (B), the value of L1 (B).
When L1 (A)> L1 (B), a value between L1 (A) and L1 (B).
本発明の別の局面によれば、
上述した光源装置を備える露光装置が提供される。
According to another aspect of the invention,
An exposure apparatus including the light source device described above is provided.
本発明によれば、光源から放射された光を所定の照射範囲に集めることができ、光の利用効率を向上させることができる光源装置、およびそれを備える露光装置を提供できた。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light source device which can collect the light radiated | emitted from the light source in the predetermined irradiation range and can improve the utilization efficiency of light, and the exposure apparatus provided with the same could be provided.
(光源装置10の構成)
図1は、本発明が適用された実施形態に係る光源装置10を示す。光源装置10は、大略、光源12と、平行化素子14と、集光素子16とを備えており、所定の径(直径)を有する照射面Sに向けて光を照射する装置である。
(Configuration of light source device 10)
FIG. 1 shows a
光源12は、外部からの電力供給を受けて、光源装置10の用途に適した波長を含む光を放射する素子であり、例えば、発光ダイオードおよび有機EL等の平面発光体や、放電灯等が考えられるが、これらに限定されるものではない。なお、後述するように、平行化素子14としてリフレクタを使用する場合は、例えば放電灯のように光の指向性が低い光源12を使用することができる。
The
平行化素子14は、光源12からの光を、照射面Sに向けてより平行光に近い状態にする素子であり、本実施形態ではリフレクタが使用されている。以下では、リフレクタにも同じ符号「14」を用いて説明する。本実施形態において、前述のように、平行化素子14にはリフレクタが使用されているが、上記の役割を果たす素子であれば、リフレクタ以外の素子を使用してもよい。リフレクタ以外の平行化素子14の例として、レンズを使用する場合について、後述する「変形例2」において説明する。
The
図2に示すように、リフレクタ14は、略椀状に形成されており、開口20と、その内側表面に形成された反射面22とを有している。また、この反射面22は回転放物面で規定されており、当該回転放物面の回転軸とリフレクタ14の中心軸CLとは互いに一致している。
As shown in FIG. 2, the
さらに、回転放物面は焦点PFを有しており、本実施形態では、光源12の中心の位置がこの焦点PFの位置と一致するように、光源12とリフレクタ14との位置関係が規定されている。これより、焦点PFの位置から放射された後、回転放物面で規定された反射面22で反射して開口20から出た光は、リフレクタ14の中心軸CLに平行な平行光となる。
Further, the rotary paraboloid has a focal point PF, and in this embodiment, the positional relationship between the
しかしながら、光源12は理論上の点発光体ではなく、例え光源12として放電灯を使用する場合であっても所定の広さを有する発光面から光を放射することになるから、光源12から放射される光の多くは焦点PFからずれた位置から放射されることになる。このため、光源12から放射され、反射面22で反射して開口20から出た光は、完全な平行光ではなく、リフレクタ14から離れるにつれて外側に広がっていく光となる。
However, the
図1に戻り、集光素子16は、リフレクタ(平行化素子)14と照射面Sとの間に配設されており、リフレクタ(平行化素子)14からの光を照射面Sに集める役割を有する素子である。本実施形態において、集光素子16にはレンズが使用されているが、上記の役割を果たす素子であれば、レンズ以外の素子を使用してもよい。
Returning to FIG. 1, the condensing
(光源装置10の作用)
図1を用いて光源装置10の作用について説明する。光源12から放射された光は、その一部がリフレクタ14の開口20から直接外へ出るとともに、残りの光がリフレクタ14の内側の反射面22で反射した後、開口20から外へ出る。反射面22で反射した光は、リフレクタ14の中心軸CLに対して平行光に近い角度で進むが、完全な平行光ではなくリフレクタ14から離れるにつれて外側に広がっていく。
(Operation of the light source device 10)
The operation of the
リフレクタ14から出た光は、集光素子16を通過する際に照射面Sに向けて屈折される。これにより、集光素子16から出た光は、照射面Sに向けて集められ、照射面Sを照射する。
The light emitted from the
(各素子等の位置関係および寸法)
次に、各素子および照射面S同士の位置関係や、各素子および照射面Sの寸法について、図3を用いて説明する。リフレクタ(平行化素子)14の開口20から距離L[mm]の位置に照射面Sが配設されている。照射面Sの径(直径)をc[mm]とすると、この径cを最小化するには、集光素子16(レンズ)から照射面Sまでの距離L2[mm]を、集光素子16の焦点距離f[mm]と一致させればよいことになる。つまり、照射面Sにおける集光の度合いを高めて光の利用効率を高めようとすると、集光素子16の位置は照射面Sに近づく(距離L2が短縮する)ことになる。換言すると、集光素子16がリフレクタ14から遠ざかる(リフレクタ14の開口20から集光素子16までの距離L1[mm]が増加する)ことになる。
(Positional relationship and dimensions of each element etc.)
Next, the positional relationship between each element and the irradiation surface S and the dimensions of each element and the irradiation surface S will be described with reference to FIG. An irradiation surface S is disposed at a distance L [mm] from the
ここで、上述したように、リフレクタ14から出た光は完全な平行光ではなくリフレクタ14から離れるにつれて外側に広がっていく光であることから、距離L1が増加すると集光素子16の位置における光の広がり(径)も大きくなる。このため、距離L1が増加していくと、一部の外側の光が集光素子16から外れた無効な光(照射面Sに集めることができない光)となる。
Here, as described above, the light emitted from the
つまり、集光素子16を照射面Sに近づけると集光の度合いが高まって光の利用効率が高まる傾向にあるが、反対に、集光素子16が平行化素子14から遠ざかることになって平行化素子14からの光が集光素子16から外れてしまい、無効な光が増加して光の利用効率が低下することになる。
That is, when the
そこで、先ず、平行化素子14の開口20から集光素子16までの距離L1について検討する。リフレクタ14の開口20の径(直径)をa[mm]とし、平行化素子14から出た光の出射広がり角(中心軸CLと成す角)をθ[°]とすると、集光素子16の位置における光の照射範囲の径E[mm]は、以下の式であらわすことができる。
E=a+L1×2tanθ
Therefore, first, the distance L1 from the
E = a + L1 × 2 tan θ
なお、集光素子16の位置における光の利用率、つまり、平行化素子14から出て集光素子16に入る光の割合S1は、以下の式であらわすことができる。なお、集光素子16の径(直径)をb[mm]とする。
S1=b2/E2=b2/(a+L1×2tanθ)2
In addition, the utilization factor of the light in the position of the condensing
S1 = b 2 / E 2 = b 2 / (a + L1 × 2 tan θ) 2
次に、集光素子16から照射面Sまでの距離について検討する。照射面Sの径(直径)をc[mm]とすると、一般に以下の関係が言える。
c/a=L2/L1
Next, the distance from the condensing
c / a = L2 / L1
ここで、上述のように、集光素子16からの光で照射される範囲(直径)d[mm]が、必要な照射面Sの径c[mm]と一致するときが最大の利用効率となることから、以下の関係がいえる。
c=d
また、L2=L−L1である。
Here, as described above, the maximum utilization efficiency is when the range (diameter) d [mm] irradiated with the light from the condensing
c = d
L2 = L−L1.
したがって、
d=a×(L−L1)/L1
L1=a×L/(d+a) および
L2=L×(1−a)/(d+a) となる。
Therefore,
d = a × (L−L1) / L1
L1 = a * L / (d + a) and L2 = L * (1-a) / (d + a).
一方、集光素子16の焦点距離をf[mm]とすると、以下の関係がいえる。
1/L1+1/L2=1/f
したがって、集光素子16の焦点距離をf[mm]は以下の式であらわすことができる。
f=L1×L2/(L1+L2)
=a×L/(d+a)
On the other hand, when the focal length of the
1 /
Accordingly, the focal length f [mm] of the
f = L1 × L2 / (L1 + L2)
= A x L / (d + a)
以上のことから、以下の2つの式を満たすときに最大の利用効率となる。
L1=a×L/(d+a) および
f=a×L/(d+a)
From the above, the maximum utilization efficiency is obtained when the following two expressions are satisfied.
L1 = a × L / (d + a) and f = a × L / (d + a)
また、以下の条件を満たすことにより、集光素子16からの光で照射される範囲(直径)d[mm]が必要な照射面Sの径c[mm]の範囲内となり、照射面S外を照らす無駄な光がなくなる点で有効である。
L1>a×L/(d+a)
Further, by satisfying the following conditions, the range (diameter) d [mm] irradiated with the light from the
L1> a × L / (d + a)
なお、照射面Sにおける光量Zは、平行化素子14から出る光の光量をWとすると、以下の式であらわすことができる。
Z=W×b2/(a+(a×L/(d+a))×2tanθ)2
The light quantity Z on the irradiation surface S can be expressed by the following equation, where W is the light quantity of light emitted from the
Z = W × b 2 / (a + (a × L / (d + a)) × 2 tan θ) 2
(変形例1)
上述した実施形態では、光源装置10がそれぞれ1つの光源12、リフレクタ14、および集光素子16で構成されていたが、これに代えて、図4に示すように、それぞれ複数の光源12、リフレクタ14、および集光素子16で光源装置10を構成して、各光源12からの光でひとつの照射面Sを照らすようにしてもよい。なお、以下の説明に関し、L、L1、およびL2については図3を参照のこと。
(Modification 1)
In the embodiment described above, each
この場合も、基本的には、上述した実施形態で述べたように、以下の式を満たすのが好適である。
L1≧a×L/(d+a)
なお、上記関係式「a×L/(d+a)」で規定されるL1を以下では「L1(A)」と標記する。つまり、「L1(A)=a×L/(d+a)」である。
Also in this case, basically, as described in the above-described embodiment, it is preferable to satisfy the following expression.
L1 ≧ a × L / (d + a)
Note that L1 defined by the relational expression “a × L / (d + a)” will be denoted as “L1 (A)” below. That is, “L1 (A) = a × L / (d + a)”.
しかしながら、複数の光源12等で光源装置10を構成する場合には、当該光源装置10を極力コンパクトに構成したいという現実的な要請から、寸法的な制約が生じてくる。具体的には、集光素子(レンズ)16の有効径(直径)の大きさに制約が生じる。集光素子(レンズ)16の有効径(直径)を大きくしすぎると、隣に配設された集光素子(レンズ)16に干渉してしまうからである。
However, when the
図4に示す変形例1において、集光素子(レンズ)16の最大有効径(直径)B[mm]は、以下の式で表すことができる。なお、αは、互いに隣り合う平行化素子(リフレクタ)14から出る光の中心軸CL同士が成す角度[°]である。
B=L2×tanα
In the first modification shown in FIG. 4, the maximum effective diameter (diameter) B [mm] of the light condensing element (lens) 16 can be expressed by the following equation. Α is an angle [°] formed by the central axes CL of light emitted from the paralleling elements (reflectors) 14 adjacent to each other.
B = L2 × tanα
また、光源12から放射された後、リフレクタ14から出た光によって集光素子(レンズ)16が照射される範囲(直径)g[mm]は、以下の式で表すことができる。
g=a+2×L1×tanθ
a:平行化素子(リフレクタ)14の開口の径[mm]
θ:平行化素子(リフレクタ)14から出た光の出射広がり角(中心軸CLと成す角)
Further, the range (diameter) g [mm] in which the condensing element (lens) 16 is irradiated with the light emitted from the
g = a + 2 × L1 × tan θ
a: Diameter of the opening of the collimating element (reflector) [mm]
θ: the outgoing divergence angle of light emitted from the collimating element (reflector) 14 (angle formed with the central axis CL)
リフレクタ14から出た光によって集光素子(レンズ)16が照射される範囲(直径)gが集光素子(レンズ)16の最大有効径(直径)Bよりも大きくなってしまうと、リフレクタ14から出た光の一部が集光素子(レンズ)16から外れて無駄な光になってしまう。したがって、以下の関係が満たされることが好適である。
B≧g、つまり、
L2×tanα≧a+2×L1×tanθ、これを変形すると、
L1≦(L2×tanα−a)/(2×tanθ)となる。
なお、上記関係式「(L2×tanα−a)/(2×tanθ)」で規定されるL1を以下では「L1(B)」と標記する。つまり、「L1(B)=(L2×tanα−a)/(2×tanθ)」である。
If the range (diameter) g irradiated with the condensing element (lens) 16 by the light emitted from the
B ≧ g, that is,
L2 × tan α ≧ a + 2 × L1 × tan θ,
L1 ≦ (L2 × tan α−a) / (2 × tan θ).
Note that L1 defined by the relational expression “(L2 × tan α−a) / (2 × tan θ)” will be denoted as “L1 (B)” below. That is, “L1 (B) = (L2 × tan α−a) / (2 × tan θ)”.
以上のことから、L1の寸法は、簡単に表現すると、「L1(A)は大きい方が好適」であり、逆に、「L1(B)は小さい方が好適」であるといえる。そこで、L1(A)およびL1(B)をそれぞれ算出した後、以下のようにL1の寸法を決定することが好適である。
・ L1(A)≦L1(B)の場合は、L1(B)をL1の寸法として採用する。
・ L1(A)>L1(B)の場合は、L1(A)からL1(B)の間の値をL1の寸法として採用する。つまり、L1(A)>L1>L1(B)の関係となる。
From the above, the dimension of L1 can be simply expressed as “L1 (A) is preferably larger” and conversely “L1 (B) is preferably smaller”. Therefore, after calculating L1 (A) and L1 (B), it is preferable to determine the dimension of L1 as follows.
・ When L1 (A) ≦ L1 (B), L1 (B) is adopted as the dimension of L1.
When L1 (A)> L1 (B), a value between L1 (A) and L1 (B) is adopted as the dimension of L1. That is, the relationship is L1 (A)>L1> L1 (B).
(変形例2)
上述した実施形態では、平行化素子14としてリフレクタを使用していたが、これに変えて、図5に示すように、平行化素子14としてレンズを使用してもよい。図5ではひとつ(単体)のレンズを使用する場合を描いているが、平行化素子14としてのレンズの数は複数であってもよい。この場合、光源12から放射された光は、平行化素子(レンズ)14を通過する際に屈折し、照射面Sに向けてより平行光に近い状態となる。そして、平行化素子(レンズ)14から出た光は集光素子16によって照射面Sに集められる。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, a reflector is used as the
この変形例2の場合(つまり、平行化素子14としてレンズを使用する場合)も、上述した実施形態で説明した数式や作用効果が成り立つ。そこで、変形例2に係る数式や作用効果の説明については、上述した実施形態の説明における、「リフレクタ14」を「レンズ14」と、「リフレクタ14の開口20」を「レンズ14」あるいは「レンズ14の光学中心」と、また、「リフレクタ14の開口20の径(直径)a[mm]」を「レンズ14の有効径(直径)a[mm]」とそれぞれ読み替えて援用する。
In the case of the second modification (that is, when a lens is used as the collimating element 14), the mathematical formulas and operational effects described in the above-described embodiments are established. Therefore, for the explanation of the numerical formulas and operational effects according to the modified example 2, “
なお、平行化素子14としてレンズを使用する場合は、リフレクタを使用する場合に比べて、放射する光の指向性が高いLEDや有機ELを光源12として使用するのが好適である。
In addition, when using a lens as the
(変形例3)
次に、光源12、平行化素子14、および集光素子16をそれぞれ複数使用して光源装置10を構成し、かつ、当該光源装置10を露光装置100に適用する例について、図6を用いて説明する。
(Modification 3)
Next, an example in which the
変形例3に係る露光装置100は、光源装置10と、第1反射鏡102と、第2反射鏡104と、第3反射鏡106と、インテグレータ108と、平行化レンズ110とを備えている。
The
この変形例3で使用される光源装置10は、上述の通り、2つの光源12と、2つの平行化素子(リフレクタ)14と、2つの集光素子16とを備えている。光源装置10から出た光は、第1反射鏡102および第2反射鏡104で所定の方向に反射された後、インテグレータ108の入射面112を照らすようになっている。つまり、光源装置10にとっては、この場合インテグレータ108の入射面112が照射面Sとなる。
As described above, the
インテグレータ108の出射面114から出た光は、第3反射鏡106で所定の方向に反射された後、平行化レンズ110を通って平行光となり、露光面116を照らす。
The light emitted from the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10…光源装置、12…光源、14…平行化素子(リフレクタあるいはレンズ)、16…集光素子
20…開口、22…反射面
S…照射面、CL…中心軸、PF…(回転放物面の)焦点、L…平行化素子14から照射面Sまでの距離、L1…平行化素子14から集光素子16までの距離、L2…集光素子16から照射面Sまでの距離、a…開口20の径(直径)あるいはレンズ14の有効径(直径)、b…集光素子16の径(直径)、c…照射面Sの径(直径)、d…集光素子16からの光で照射される範囲(直径)、f…集光素子16の焦点距離、g…平行化素子14から出た光によって集光素子(レンズ)16が照射される範囲(直径)、θ…平行化素子14から出た光の出射広がり角(中心軸CLと成す角)、α…互いに隣り合う平行化素子14から出る光の中心軸CL同士が成す角度
100…露光装置、102…第1反射鏡、104…第2反射鏡、106…第3反射鏡、108…インテグレータ、110…平行化レンズ、112…(インテグレータ108の)入射面、114…(インテグレータ108の)出射面、116…露光面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記光源からの光を、照射面に向けてより平行光に近い状態にする平行化素子と、
前記平行化素子と前記照射面との間に配設され、前記平行化素子からの光を前記照射面に集める集光素子とを備える光源装置であって、
前記平行化素子は、回転放物面で規定された反射面を内側に有するリフレクタであり、
前記集光素子は、焦点を有するレンズであり、
前記光源装置は、それぞれ複数の前記光源、前記平行化素子、および、前記集光素子で構成されており、
以下の2つの式を満たすことを特徴とする光源装置。
L1≧a×L/(d+a)
L:前記リフレクタの開口から前記照射面までの距離[mm]
L1:前記リフレクタの開口から前記集光素子の光学中心までの距離[mm]
a:前記リフレクタの開口の径[mm]
d:前記照射面の径[mm]
L1≦(L2×tanα−a)/(2×tanθ)
L2:前記集光素子の光学中心から前記照射面までの距離[mm]
θ:前記平行化素子から出た光の出射広がり角[°]
α:互いに隣り合う前記平行化素子から出る光の中心軸同士が成す角度[°] A light source;
A collimating element that makes light from the light source closer to parallel light toward the irradiation surface;
A light source device including a condensing element disposed between the collimating element and the irradiation surface and collecting light from the collimating element on the irradiation surface ;
The collimating element is a reflector having a reflecting surface defined by a paraboloid of revolution inside,
The condensing element is a lens having a focal point,
Each of the light source devices is composed of a plurality of the light sources, the parallelizing elements, and the light collecting elements,
A light source device satisfying the following two expressions:
L1 ≧ a × L / (d + a)
L: Distance from the opening of the reflector to the irradiated surface [mm]
L1: Distance [mm] from the aperture of the reflector to the optical center of the light collecting element
a: Diameter of opening of the reflector [mm]
d: Diameter of the irradiated surface [mm]
L1 ≦ (L2 × tan α−a) / (2 × tan θ)
L2: Distance [mm] from the optical center of the condensing element to the irradiation surface
θ: outgoing divergence angle [°] of light emitted from the collimating element
α: Angle formed by the central axes of light emitted from the parallelizing elements adjacent to each other [°]
前記光源からの光を、照射面に向けてより平行光に近い状態にする平行化素子と、
前記平行化素子と前記照射面との間に配設され、前記平行化素子からの光を前記照射面に集める集光素子とを備える光源装置であって、
前記光源は平面発光体であり、
前記平行化素子は、レンズであり、
前記集光素子は、焦点を有するレンズであり、
前記光源装置は、それぞれ複数の前記光源、前記平行化素子、および、前記集光素子で構成されており、
以下の2つの式を満たすことを特徴とする光源装置。
L1≧a×L/(d+a)
L:前記平行化素子の光学中心から前記照射面までの距離[mm]
L1:前記平行化素子の光学中心から前記集光素子の光学中心までの距離[mm]
a:前記平行化素子の有効径[mm]
d:前記照射面の径[mm]
L1≦(L2×tanα−a)/(2×tanθ)
L2:前記集光素子の光学中心から前記照射面までの距離[mm]
θ:前記平行化素子から出た光の出射広がり角[°]
α:互いに隣り合う前記平行化素子から出る光の中心軸同士が成す角度[°] A light source;
A collimating element that makes light from the light source closer to parallel light toward the irradiation surface;
A light source device including a condensing element disposed between the collimating element and the irradiation surface and collecting light from the collimating element on the irradiation surface ;
The light source is a planar light emitter;
The collimating element is a lens;
The condensing element is a lens having a focal point,
Each of the light source devices is composed of a plurality of the light sources, the parallelizing elements, and the light collecting elements,
A light source device satisfying the following two expressions:
L1 ≧ a × L / (d + a)
L: Distance from the optical center of the collimating element to the irradiation surface [mm]
L1: Distance [mm] from the optical center of the collimating element to the optical center of the condensing element
a: Effective diameter [mm] of the parallelizing element
d: Diameter of the irradiated surface [mm]
L1 ≦ (L2 × tan α−a) / (2 × tan θ)
L2: Distance [mm] from the optical center of the condensing element to the irradiation surface
θ: outgoing divergence angle [°] of light emitted from the collimating element
α: Angle formed by the central axes of light emitted from the parallelizing elements adjacent to each other [°]
L1(B)=(L2×tanα−a)/(2×tanθ)としたときにおいて、L1の寸法値が以下の通りであることを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。
・ L1(A)≦L1(B)の場合は、L1(B)の値。
・ L1(A)>L1(B)の場合は、L1(A)からL1(B)の間の値。 L1 (A) = a × L / (d + a)
3. The light source device according to claim 1, wherein when L1 (B) = (L2 × tan α−a) / (2 × tan θ), the dimension value of L1 is as follows.
-When L1 (A) ≦ L1 (B), the value of L1 (B).
When L1 (A)> L1 (B), a value between L1 (A) and L1 (B).
An exposure device including the light source device according to any one of claims 1 to 3.
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