JPH0721584B2 - Illumination optics - Google Patents

Illumination optics

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JPH0721584B2
JPH0721584B2 JP60232845A JP23284585A JPH0721584B2 JP H0721584 B2 JPH0721584 B2 JP H0721584B2 JP 60232845 A JP60232845 A JP 60232845A JP 23284585 A JP23284585 A JP 23284585A JP H0721584 B2 JPH0721584 B2 JP H0721584B2
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lens
fly
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lenses
optical system
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宏一 松本
誠 上原
哲男 菊池
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、IC,LSI等のパターンを投影露光するための装
置の照明光学系に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an illumination optical system of an apparatus for projecting and exposing patterns of IC, LSI and the like.

(発明の背景) 従来、この種の照明光学系としては例えば第5図に示す
ような構造のものがある。
(Background of the Invention) Conventionally, as an illumination optical system of this type, there is, for example, a structure as shown in FIG.

すなわち、図に示す従来の照明光学系は、光源像1を発
する光束をコリメーションレンズ2により平行光束と
し、該平行光束中に配置したフライアイレンズ3の射出
側の面に多数の2次光源を形成し、該多数の2次光源に
よりコンデンサーレンズ4を介して照射面5全域を重畳
して照らし、これにより照射面5で照度の平均化、平滑
化を図るようにしたものである。
That is, in the conventional illumination optical system shown in the figure, a collimation lens 2 collimates a light flux emitted from a light source image 1, and a large number of secondary light sources are provided on the exit side surface of a fly-eye lens 3 arranged in the parallel light flux. The entire irradiation surface 5 is superposed and illuminated by the large number of secondary light sources through the condenser lens 4 so that the illuminance on the irradiation surface 5 is averaged and smoothed.

しかしながら、このような従来の照明光学系では、フラ
イアイレンズ3は同一の焦点距離を有する要素レンズを
集合して形成されていて、フライアイレンズ入射側端面
と照射面5の倍率関係が全てのフライアイの要素レンズ
について一定なので、フライアイレンズ3に入射してく
る光束の強度分布(正確には光束密度分布)が第6図
(a)に示すように対称型をしていれば、照射面5上で
照度分布が均一な照明が得られるが、第6図(b)に示
すように非対称な光束密度分布を有する光束が入ってく
る場合には、フライアイレンズ3の各要素レンズで光束
密度分布の傾き成分を打ち消し合うことができず、照射
面5上での照度分布に傾きが生じてしまい、該照射面5
上で照度分布の均一な照明が得られないという問題点が
あった。
However, in such a conventional illumination optical system, the fly-eye lens 3 is formed by assembling element lenses having the same focal length, and the fly-eye lens incident side end surface and the irradiation surface 5 have all magnification relationships. Since the element lenses of the fly's eye are constant, if the intensity distribution of the light flux entering the fly's eye lens 3 (correctly, the light flux density distribution) is symmetrical as shown in FIG. Illumination with a uniform illuminance distribution is obtained on the surface 5, but when a light flux having an asymmetric light flux density distribution enters as shown in FIG. 6 (b), each element lens of the fly-eye lens 3 The inclination components of the luminous flux density distribution cannot be canceled out, and the illuminance distribution on the irradiation surface 5 has an inclination.
However, there is a problem in that it is not possible to obtain illumination with a uniform illuminance distribution.

特に、第6図(b)に示すような非対称な光束密度分布
は、近年脚光を浴びているエキシマ・レーザー等の光源
に散見される現象である。
In particular, the asymmetrical luminous flux density distribution as shown in FIG. 6 (b) is a phenomenon that is often found in light sources such as excimer lasers which have been spotlighted in recent years.

(発明の目的) 本発明は、このような従来の問題点に着目して成された
もので、フライアイレンズへの入射光束が非対称な光束
密度分布を有している場合でも、物体面を均一な照度分
布で照明できる照明光学系を提供することを目的として
いる。
(Object of the Invention) The present invention has been made by paying attention to such conventional problems. Even if the incident light flux to the fly-eye lens has an asymmetrical light flux density distribution, It is an object of the present invention to provide an illumination optical system that can illuminate with a uniform illuminance distribution.

(発明の概要) かかる目的を達成するための本発明の要旨は、平行光束
中にフライアイレンズが配置され、該フライアイレンズ
からの多数の光束により集光レンズを介して物体面を照
明する照明光学系において、各倍率がマイナス1倍のア
フォーカル系の第1要素レンズと角倍率がプラス1倍の
アフォーカル系の第2要素レンズとが混在した集合体で
形成され小レンズ群を該フライアイレンズより光源側に
配置したことを特徴とする照明光学系に存する。
(Summary of the Invention) The gist of the present invention for achieving such an object is to arrange a fly-eye lens in a parallel light flux and illuminate an object plane through a condenser lens with a large number of light fluxes from the fly-eye lens. In the illumination optical system, a small lens group is formed by an aggregate in which a first element lens of an afocal system having a magnification of minus 1 times and a second element lens of an afocal system having a magnification of 1 time are mixed. The illumination optical system is characterized in that it is arranged closer to the light source than the fly-eye lens.

そして、このような本発明の照明光学系では、前記小レ
ンズ群のうちの角倍率がマイナス1倍のアフォーカル系
の第1要素レンズを通過した光束は、該第1要素レンズ
により第1要素レンズの光軸に関して光線が上下入れ換
わって反転されて前記フライアイレンズの対応する要素
レンズに入射する。そして、一方該レンズ群のうちの角
倍率がプラス1倍のアフォーカル系の第2要素レンズを
通過した光束は、該第2要素レンズにより第2要素レン
ズの光軸に関して光線の上下が入れ換わることなく該フ
ライアイレンズの対応する要素レンズに入射する。これ
により、該第1要素レンズを通過した光束と前記第2要
素レンズを通過した光束とで物体面上での照度分布が反
転する。従って、入射光束が非対称、即ち、傾斜を有し
ていたとしても、各要素レンズによる照度分布の傾斜が
逆になり、物体面上で全体として照度が均一な照明が得
られる。
In the illumination optical system of the present invention as described above, the light flux that has passed through the first element lens of the afocal system of the small lens group having an angular magnification of −1 is the first element by the first element lens. The light rays are switched upside down and inverted with respect to the optical axis of the lens, and are incident on the corresponding element lenses of the fly-eye lens. On the other hand, the light flux passing through the second element lens of the afocal system having an angular magnification of +1 in the lens group, the upper and lower rays are switched with respect to the optical axis of the second element lens by the second element lens. Without incident on the corresponding element lens of the fly-eye lens. As a result, the illuminance distribution on the object plane is inverted between the light flux that has passed through the first element lens and the light flux that has passed through the second element lens. Therefore, even if the incident light flux is asymmetrical, that is, has an inclination, the inclination of the illuminance distribution by each element lens is reversed, and illumination with uniform illuminance as a whole on the object plane can be obtained.

(実施例) 以下、図面に基づいて本発明の各実施例を説明する。(Embodiment) Each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1実施例に係る照明光学系を示して
おり、該照明光学系は半導体製造用の露光装置に用いら
れるものである。
FIG. 1 shows an illumination optical system according to the first embodiment of the present invention, and the illumination optical system is used in an exposure apparatus for semiconductor manufacturing.

第1図に示す照明光学系10は、不図示のコリメーション
レンズ等を通過した平行光束20中に配置されたフライア
イレンズ30と、該フライアイレンズ30より光源側に配置
され、各要素レンズがフライアイレンズ30の各要素レン
ズ31,31,…に対応して設けられた小レンズ群40と、フラ
イアイレンズ30からの多光束を照射面(物体面)60上に
集光するコンデンサーレンズ50とから成っている。
The illumination optical system 10 shown in FIG. 1 has a fly-eye lens 30 arranged in a parallel light flux 20 that has passed through a collimation lens (not shown), and a light source side of the fly-eye lens 30. A small lens group 40 provided corresponding to each element lens 31, 31, ... Of the fly-eye lens 30 and a condenser lens 50 for condensing multiple luminous fluxes from the fly-eye lens 30 on an irradiation surface (object surface) 60. And consists of.

フライアイレンズ30は、同一の焦点距離を有する複数個
の要素レンズ31,31,…集合体で形成されている。該要素
レンズ31,31,…は図では4個しか見えていないが、該フ
ライアイレンズ30は光軸を中心に広がって配置された多
数個の要素レンズ31,31,…で形成されている。各要素レ
ンズ31,31,…の光軸に垂直な面内の断面形状は4角形あ
るいは6角形等である。
The fly-eye lens 30 is formed of a plurality of element lenses 31, 31, ... Aggregates having the same focal length. Only four element lenses 31, 31, ... Can be seen in the figure, but the fly-eye lens 30 is formed by a large number of element lenses 31, 31, ... . The cross-sectional shape in the plane perpendicular to the optical axis of each element lens 31, 31, ... Is quadrangular or hexagonal.

小レンズ群40は、角倍率がマイナス1倍のアフォーカル
系の第1要素レンズ41,41,…と角倍率がプラス1倍のア
フォーカル系の第2要素レンズ42,42,…とが交互に配置
された集合体で形成されている。ここで、角倍率とは、
入射側の光束の幅と射出側の光束の幅との比に対応する
値である。
In the small lens group 40, the afocal first element lenses 41, 41, ... Having an angular magnification of minus 1 and the afocal second element lenses 42, 42 ,. It is made up of aggregates arranged in. Here, the angular magnification is
It is a value corresponding to the ratio between the width of the light flux on the incident side and the width of the light flux on the exit side.

該小レンズ群40についても、第1,第2要素レンズ41,42
は図では4個しか見えていないが、該小レンズ群40は前
記フライアイレンズ30に対応させて光軸を中心に広がっ
て配置された多数個の第1,第2要素レンズ41,42で形成
されている。該第1,第2要素レンズ41,42の光軸に垂直
な面内の各断面形状は、フライアイレンズ30の各要素レ
ンズ31,31,…と同形状となっている。
Also for the small lens group 40, the first and second element lenses 41, 42
Although only four lenses are visible in the figure, the small lens group 40 is composed of a large number of first and second element lenses 41, 42 arranged corresponding to the fly-eye lens 30 so as to spread around the optical axis. Has been formed. The cross-sectional shape of each of the first and second element lenses 41 and 42 in the plane perpendicular to the optical axis is the same as that of each element lens 31, 31, ... Of the fly-eye lens 30.

前記第1要素レンズ41,41,…は、両側凸のレンズでそれ
ぞれ形成されており、入射側の凸面と射出側の凸面とで
等倍のいわゆるケプラー型アフォーカル系を形成してい
る。また、前記第2要素レンズ42,42,…は、両側平面の
平行平面プリズムとしてそれぞれ形成されている。
The first element lenses 41, 41, ... Are each formed of a biconvex lens, and a convex surface on the incident side and a convex surface on the exit side form a so-called Kepler-type afocal system of equal magnification. Further, the second element lenses 42, 42, ... Are respectively formed as parallel plane prisms having flat surfaces on both sides.

上記構成を有する照明光学系10では、平行光束20が小レ
ンズ群40に入射し、該小レンズ群40の第1要素レンズ4
1,41,…および第2要素レンズ42,42,…を透過した各光
束は、フライアイレンズ30の対応する各要素レンズ31,3
1,…にそれぞれ入射し、該各要素レンズ31,31,…を透過
した各光束はコンデンサーレンズ50を透過して照射面60
へ至り、照射面60上の点Aから点Bまでのほぼ同一の領
域が該各光束によって重畳的に照射される。
In the illumination optical system 10 having the above configuration, the parallel light flux 20 enters the small lens group 40, and the first element lens 4 of the small lens group 40.
The light fluxes transmitted through the first lens elements 41, 41, ... And the second lens elements 42, 42 ,.
The light fluxes that are respectively incident on 1, ... And have passed through the respective element lenses 31, 31 ,.
Then, almost the same area from the point A to the point B on the irradiation surface 60 is superposedly irradiated by the respective luminous fluxes.

第1図では、第1要素レンズ41,41,…を通る光束の振舞
いを破線で、第2要素レンズ42,42,…を通る光束の振舞
いを実線でそれぞれ示してある。
In FIG. 1, the behavior of the light flux passing through the first element lenses 41, 41, ... Is shown by a broken line, and the behavior of the light flux passing through the second element lenses 42, 42 ,.

今、第1図に20aとして示してある様な光束密度分布を
有する平行光束20が小レンズ群40に入って来た場合に
は、該小レンズ群40の各第1要素レンズ41,41,…を通過
した各光束の照射面60上での照度分布は第2図の破線で
示すようになり、また小レンズ群40の各第2要素レンズ
42,42,…を通過した各光束の照射面60上での照度分布は
第2図の実線で示すようになる。第2図では、横軸に照
射面60の紙面内方向の距離をとり、縦軸に照度をとって
いる。
Now, when the parallel light flux 20 having the light flux density distribution shown as 20a in FIG. 1 enters the small lens group 40, each of the first element lenses 41, 41, 41 of the small lens group 40, The illuminance distribution on the irradiation surface 60 of each light flux that has passed through is as shown by the broken line in FIG. 2, and each second element lens of the small lens group 40.
The illuminance distribution on the irradiation surface 60 of each light flux passing through 42, 42, ... Is as shown by the solid line in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents the distance of the irradiation surface 60 in the in-plane direction, and the vertical axis represents the illuminance.

すなわち、小レンズ群40の各第1要素レンズ41,41,…に
入射した平行光束20の各部分は、該各第1要素レンズ4
1,41,…の内部で一度反転されて平行光束のままフライ
アイレンズ30の対応する各要素レンズ31,31,…に入射
し、該各要素レンズ31,31,…の射出側の各面に2次光源
が形成され、該第2次光源から発した各光束はコンデン
サーレンズ50により照射面60上の点Aから点Bまでの同
一の領域にそれぞれ照射される。
That is, each portion of the parallel light flux 20 incident on each first element lens 41, 41, ... Of the small lens group 40 is
Inverted once inside 1, 41, ... And incident on each corresponding element lens 31, 31, ... Of the fly-eye lens 30 as a parallel light beam, and each surface on the exit side of each element lens 31, 31 ,. A secondary light source is formed on each of the light sources, and each light flux emitted from the secondary light source is applied to the same area from point A to point B on the irradiation surface 60 by the condenser lens 50.

したがって、該各第1要素レンズ41,41,…を通過した各
光束の照射面60上での照度分布は、第2図の破線で示す
ように点Aから点Bに向って下り傾斜であり、各第1要
素レンズ41,41,…の入射面側での光束密度分布の傾斜と
向きが同じである。
Therefore, the illuminance distribution on the irradiation surface 60 of each light flux passing through each of the first element lenses 41, 41, ... Is downwardly inclined from the point A to the point B as shown by the broken line in FIG. , The inclination and direction of the luminous flux density distribution on the incident surface side of each of the first element lenses 41, 41 ,.

一方、小レンズ群40の各第2要素レンズ42,42,…に入射
した平行光束20の各部分は、該各第2要素レンズ42,42,
…の内部で反転されずに平行光束のまま射出されてフラ
イアイレンズ30の対応する各要素レンズ31,31,…に入射
し、該各要素レンズ31,31,…の射出側の各面に2次光源
が形成され、該各2次光源から発した各光束はコンデン
サーレンズ50により照射面60上の点Aから点Bまでの同
一の領域にそれぞれ照射される。
On the other hand, each part of the parallel light flux 20 incident on each second element lens 42, 42, ... Of the small lens group 40 is
Inside of the fly-eye lens 30, the parallel light flux is not inverted but is emitted and enters the corresponding element lenses 31, 31 ,. Secondary light sources are formed, and the respective luminous fluxes emitted from the respective secondary light sources are respectively irradiated onto the same area from point A to point B on the irradiation surface 60 by the condenser lens 50.

したがって、各第2要素レンズ42,42,…を通過した各光
束の照射面60上での照度分布は、第2図の実線で示すよ
うに点Aから点Bに向って上り傾斜であり、各第2要素
レンズ42,42,…の入射面側での光束密度分布の傾斜と向
きが逆となっている。
Therefore, the illuminance distribution on the irradiation surface 60 of each light flux that has passed through each second element lens 42, 42, ... Is an upward slope from point A to point B as shown by the solid line in FIG. The inclination and direction of the luminous flux density distribution on the incident surface side of each of the second element lenses 42, 42, ... Are opposite.

このように、各第1要素レンズ41,41,…を通過した各光
束と各第2要素レンズ42,42,…を通過した各光束とで、
照射面60上での照度分布の傾斜が互いになるので、第1
要素レンズと第2要素レンズとをほぼ同数設けることに
よって、該照射面60上では全体として照度分布が均一な
照明を得ることができる。
In this way, the respective light fluxes passing through the respective first element lenses 41, 41, ... And the respective light fluxes passing through the respective second element lenses 42, 42 ,.
Since the illuminance distributions on the irradiation surface 60 have different inclinations,
By providing substantially the same number of element lenses and second element lenses, it is possible to obtain illumination with a uniform illuminance distribution as a whole on the irradiation surface 60.

次に、本発明の第2実施例を第3図に基づいて照明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be illuminated based on FIG.

上記第1実施例では、小レンズ群40が傾いた場合に、各
第2要素レンズ42,42,…の内側の側面で光束が反射し、
この反射光が均一照明を妨げる原因となってしまう虞れ
があり、この点を改善したのが第3図に示す第2実施例
である。
In the first embodiment, when the small lens group 40 is tilted, the light flux is reflected by the inner side surface of each second element lens 42, 42, ...
There is a possibility that this reflected light may hinder the uniform illumination, and the second embodiment shown in FIG. 3 has improved this point.

この第2実施例では、小レンズ群40の各第2要素レンズ
42,42,…が2枚のメニスカスレンズ42a,42bでそれぞれ
形成されている。
In the second embodiment, each second element lens of the small lens group 40 is
42, 42, ... Are respectively formed by two meniscus lenses 42a, 42b.

この第2実施例の照明光学系によれば、各第2要素レン
ズ42,42,…に入射した平行光束は各メニスカスレンズ42
aにより光束の幅が縮小され、該縮小された光束は各メ
ニスカスレンズ42bによって再び元の幅に戻される。し
たがって、小レンズ群40が傾いても、各第2要素レンズ
42,42,…を通過する光束は上記第1実施例の如く内側面
で反射したりする虞れはない。ここで、第2要素レンズ
42を構成する2枚のメニスカスレンズは互いに等しいも
ので、互いに向い合せに配置されており、各メニスカス
レンズはその凸面と凹面とで、いわゆるガリレオ型アフ
ォーカル系を構成している。
According to the illumination optical system of the second embodiment, the parallel light flux incident on the respective second element lenses 42, 42, ...
The width of the luminous flux is reduced by a, and the reduced luminous flux is returned to the original width by each meniscus lens 42b. Therefore, even if the small lens group 40 is tilted, each second element lens
The light flux passing through 42, 42, ... Is not likely to be reflected on the inner surface as in the first embodiment. Where the second element lens
The two meniscus lenses constituting 42 are equal to each other and are arranged to face each other, and each meniscus lens has a convex surface and a concave surface, which constitute a so-called Galilean afocal system.

次に、本発明の第3実施例を第4図に基づいて説明す
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

上記第1および第2実施例では、各第1要素レンズ41,4
1,…の内部に集光点があるので、高出力の光源を用いた
場合には、発熱によって該第1要素レンズ41,41,…が破
壊してしまう虞れがあり、この点を改善したのが第4図
に示す第3実施例である。
In the above-mentioned first and second examples, each first element lens 41, 4
Since there is a condensing point inside 1, ..., When a high-output light source is used, there is a risk that the first element lenses 41, 41 ,. This is the third embodiment shown in FIG.

この第3実施例では、小レンズ群40の各第1要素レンズ
41,41,…が互いに等しい形状の2枚の平凸正レンズ41a,
41bでそれぞれ形成されおり、かつ各第2要素レンズ42,
42,…が互いに形状の等しい2枚のアフォーカルメニス
カスレンズ42a,42bでそれぞれ形成されている。
In the third embodiment, each first element lens of the small lens group 40
Two plano-convex positive lenses 41a, 41, 41, ...
41b, and each second element lens 42,
42 are formed by two afocal meniscus lenses 42a, 42b having the same shape.

この第3実施例の照明光学系によれば、各第1要素レン
ズ41,41,…において、集光点は2枚の正レンズ41a,41b
間にあるので、上記第1および第2実施例の如く発熱に
よって該第1要素レンズ41,41,…が破壊してしまうとい
う虞れはない。第1要素レンズ41を構成する2つの正レ
ンズは平凸形状に限られず、レンズ41a,41bは必ずしも
同一形状でなくてもよいことは、いうまでもない。ま
た、第2要素レンズ42についても同様のことがいえる。
特に第2要素レンズ42に於いては、42全体として、アフ
ォーカルであることが重要であり、各42a,42bがアフォ
ーカルであることは、本質的でない。
According to the illumination optical system of the third embodiment, in each of the first element lenses 41, 41, ..., The converging point is two positive lenses 41a, 41b.
Since it is located between them, there is no fear that the first element lenses 41, 41, ... Will be destroyed by heat generation as in the first and second embodiments. It goes without saying that the two positive lenses constituting the first element lens 41 are not limited to the plano-convex shape, and the lenses 41a and 41b do not necessarily have the same shape. The same applies to the second element lens 42.
Particularly, in the second element lens 42, it is important that the entire 42 is afocal, and it is not essential that each of 42a and 42b is afocal.

なお、上記各実施例では、小レンズ群40を、角倍率がマ
イナス1倍のアフォーカル系の第1要素レンズ41,41,…
と角倍率がプラス1倍のアフォーカル系の第2要素レン
ズ42,42,…とを交互に配置した集合体で形成したが、本
発明は上記各実施例に限られるものではなく、小レンズ
群40に入射する光束の光束密度分布に応じて第1要素レ
ンズ41,41,…と第2要素レンズ42,42,…とを混在させた
集合体で該小レンズ群40を形成してもよい。また、上記
実施例では小レンズ群40の第1要素レンズや第2要素レ
ンズは、フライアイレンズの各要素レンズに1対1で対
応するように設けられているが、これに限られるもので
はなく、フライアイレンズの複数の要素レンズに対して
小レンズ群40内の1個の要素レンズが対応するように構
成してもよいことはいうまでもない。
In each of the above embodiments, the small lens group 40 includes the afocal first element lenses 41, 41, ...
And an afocal second element lens 42, 42, ... Having an angular magnification of 1 × are formed alternately. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and the small lens Even if the small lens group 40 is formed by an assembly in which the first element lenses 41, 41, ... And the second element lenses 42, 42, ... Are mixed according to the luminous flux density distribution of the luminous fluxes incident on the group 40. Good. Further, in the above embodiment, the first element lens and the second element lens of the small lens group 40 are provided so as to correspond to the respective element lenses of the fly-eye lens in a one-to-one relationship, but the present invention is not limited to this. It goes without saying that one element lens in the small lens group 40 may correspond to a plurality of element lenses of the fly-eye lens.

さらに、本発明は、半導体製造用の露光装置の照明光学
系に限らず、レーザーアニール装置、光CVD装置等の照
明光学系にも適用できる。
Furthermore, the present invention is applicable not only to the illumination optical system of the exposure apparatus for semiconductor manufacturing, but also to the illumination optical system of a laser annealing apparatus, a photo CVD apparatus, or the like.

(発明の効果) 本発明に係る照明光学系によれば、小レンズ群の第1要
素レンズを通過した各光束とその第2要素レンズを通過
した各光束とで、物体面上での照度分布の向きが逆にな
るので、フライアイレンズへの入射光束が非対称な光束
密度分布を有している場合でも、物体面を均一な照度分
布で照明できる。
(Effect of the Invention) According to the illumination optical system of the present invention, the illuminance distribution on the object plane is determined by each light flux that has passed through the first element lens and each light flux that has passed through the second element lens of the small lens group. Since the direction of is reversed, even when the light flux incident on the fly-eye lens has an asymmetric light flux density distribution, the object plane can be illuminated with a uniform illuminance distribution.

したがって、光束密度分布が非対称になりがちなエキシ
マ・レーザ等を、半導体製造用の露光装置の照明光学系
の光源に用いた場合に有効となる。
Therefore, it is effective when an excimer laser or the like whose luminous flux density distribution tends to be asymmetric is used as the light source of the illumination optical system of the exposure apparatus for semiconductor manufacturing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図および第2図は本発明の第1実施例を示してお
り、第1図は照明光学系を示す概略的な光学系配置図、
第2図は物体面上での照度分布を示す説明図、第3図は
本発明の第2実施例の主要部を示す側面図、第4図は本
発明の第3実施例の主要部を示す側面図、第5図は従来
の照明光学系を示す概略的な光学系配置図、第6図はフ
ライアイレンズに入射する光束の光束密度分布を示す説
明図で、第6図(a)は光束密度分布が対称な場合の説
明図、第6図(b)は光束密度分布が非対称な場合の説
明図である。 10……照明光学系、20……平行光束 30……フライアイレンズ 31……要素レンズ、40……小レンズ 41……第1要素レンズ、42……第2要素レンズ 50……コンデンサレンズ(集光レンズ) 60……照射面(物体面)
1 and 2 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic optical system layout diagram showing an illumination optical system.
FIG. 2 is an explanatory view showing the illuminance distribution on the object surface, FIG. 3 is a side view showing the main part of the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a main part of the third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a side view, FIG. 5 is a schematic optical system layout diagram showing a conventional illumination optical system, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing a luminous flux density distribution of luminous flux incident on a fly-eye lens. FIG. 6 is an explanatory diagram when the luminous flux density distribution is symmetric, and FIG. 6B is an explanatory diagram when the luminous flux density distribution is asymmetric. 10 …… Illumination optical system, 20 …… Parallel light flux 30 …… Fly eye lens 31 …… Element lens, 40 …… Small lens 41 …… First element lens, 42 …… Second element lens 50 …… Condenser lens ( Condensing lens) 60 ... Irradiation surface (object surface)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】平行光束中にフライアイレンズが配置さ
れ、該フライアイレンズからの多数の光束により集光レ
ンズを介して物体面を照明する照明光学系において、角
倍率がマイナス1倍のアフォーカル系の第1要素レンズ
と角倍率がプラス1倍のアフォーカル系の第2要素レン
ズとが混在した集合体で形成された小レンズ群を該フラ
イアイレンズより光源側に配置したことを特徴とする照
明光学系。
1. An illumination optical system in which a fly-eye lens is arranged in a parallel light flux, and a large number of light fluxes from the fly-eye lens illuminate an object plane through a condenser lens. A small lens group formed by an assembly in which a first element lens of a focal system and a second element lens of an afocal system having an angular magnification of +1 are mixed is arranged on the light source side of the fly-eye lens. Illumination optical system.
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