JPH0786151A - コヒーレント照明光学系 - Google Patents
コヒーレント照明光学系Info
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- JPH0786151A JPH0786151A JP5249681A JP24968193A JPH0786151A JP H0786151 A JPH0786151 A JP H0786151A JP 5249681 A JP5249681 A JP 5249681A JP 24968193 A JP24968193 A JP 24968193A JP H0786151 A JPH0786151 A JP H0786151A
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- Japan
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- optical system
- illumination
- light
- optical element
- scattering
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- Pending
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 照明光学系の光学素子に起因するスペックル
ノイズを、各光学素子の配置構成等と関連付けて解析す
ることにより、スペックルノイズの低減を図ることが可
能な構成のコヒーレント照明光学系を得ること。 【構成】 照明光学系を構成する光学素子がＮ個で構成
されている場合に、以下の条件を満足するように構成さ
れたコヒーレント照明光学系。 【数１】 【数２】 Ｃは強度ムラ、αi は各光学素子の散乱率、Ｆi(q)は散
乱光の角度特性、ｑi m axは見込む角度、ｑi minは被照明
体上で照明光との位相差がλ/4に等しくなる散乱光射出
角、ψi は各光学素子の伝達率、θi は各光学素子の配
置角とする。
ノイズを、各光学素子の配置構成等と関連付けて解析す
ることにより、スペックルノイズの低減を図ることが可
能な構成のコヒーレント照明光学系を得ること。 【構成】 照明光学系を構成する光学素子がＮ個で構成
されている場合に、以下の条件を満足するように構成さ
れたコヒーレント照明光学系。 【数１】 【数２】 Ｃは強度ムラ、αi は各光学素子の散乱率、Ｆi(q)は散
乱光の角度特性、ｑi m axは見込む角度、ｑi minは被照明
体上で照明光との位相差がλ/4に等しくなる散乱光射出
角、ψi は各光学素子の伝達率、θi は各光学素子の配
置角とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ光等のコヒー
レント光を照射する際に用いる照明光学系に関するもの
である。
レント光を照射する際に用いる照明光学系に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザ光等のコヒーレントな光束
を利用した種々の装置が開発されているが、特にこのコ
ヒーレント性を利用した干渉縞の作用により物体の像を
記録並びに再生できるホログラフィ技術が注目されてい
る。
を利用した種々の装置が開発されているが、特にこのコ
ヒーレント性を利用した干渉縞の作用により物体の像を
記録並びに再生できるホログラフィ技術が注目されてい
る。
【０００３】そして、ホログラフィ技術は、ホログラム
の記録並びに再生作用により所定のパターン像の転写を
行うホログラフィック・リソグラフィ装置や、ホログラ
フィック回折格子記録装置、ホログラフィック・スケー
ル記録装置等に応用されている。
の記録並びに再生作用により所定のパターン像の転写を
行うホログラフィック・リソグラフィ装置や、ホログラ
フィック回折格子記録装置、ホログラフィック・スケー
ル記録装置等に応用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コヒーレン
ト性の高い光束により照明を行うと、照明光学系を構成
する種々の素子からの散乱光等の影響によりスペックル
ノイズが生じることが知られており、これに起因した微
視的な強度ムラがいわゆるスペックルパターンとなって
現れる場合がある。
ト性の高い光束により照明を行うと、照明光学系を構成
する種々の素子からの散乱光等の影響によりスペックル
ノイズが生じることが知られており、これに起因した微
視的な強度ムラがいわゆるスペックルパターンとなって
現れる場合がある。
【０００５】例えば、ホログラフィックリソグラフィ装
置では、コヒーレント光を利用することによってマスク
原盤の所定のマスクパターンの像をホログラムとして記
録し、これをウエハ上に再生することによってマスクパ
ターンを転写する技術を用いたものであり、微細パター
ンの転写露光等に用いられる。
置では、コヒーレント光を利用することによってマスク
原盤の所定のマスクパターンの像をホログラムとして記
録し、これをウエハ上に再生することによってマスクパ
ターンを転写する技術を用いたものであり、微細パター
ンの転写露光等に用いられる。
【０００６】このホログラム作成からウエハ転写までの
一連の露光課程において、十分なパターン転写精度を得
るためには、照明光の強度ムラは数％以内とする必要が
あるが、コヒーレント光を使用しているため、照明光強
度を巨視的に十分均一とする対策がとられたとしても、
スペックルノイズの影響が問題となる。
一連の露光課程において、十分なパターン転写精度を得
るためには、照明光の強度ムラは数％以内とする必要が
あるが、コヒーレント光を使用しているため、照明光強
度を巨視的に十分均一とする対策がとられたとしても、
スペックルノイズの影響が問題となる。
【０００７】これは、照明光学系での散乱により発生す
るスペックルパターンによって披照明対象に微細な強度
ムラが生じてしまうので、ホログラム記録時にはマスク
照明光学系と参照光学系とから発生するスペックルパタ
ーンによる回折効率ムラ、また、ホログラム再生時には
再生光学系から発生するスペックルパターンによる露光
強度ムラとなって現れ、パターン転写精度が低下すると
いう問題となる。
るスペックルパターンによって披照明対象に微細な強度
ムラが生じてしまうので、ホログラム記録時にはマスク
照明光学系と参照光学系とから発生するスペックルパタ
ーンによる回折効率ムラ、また、ホログラム再生時には
再生光学系から発生するスペックルパターンによる露光
強度ムラとなって現れ、パターン転写精度が低下すると
いう問題となる。
【０００８】このように、照明光学系において発生する
スペックルノイズは、これらの光学系を構成する各光学
素子の散乱に起因して発生するため、この散乱をゼロに
しない限り完全には取り除くことはできない。
スペックルノイズは、これらの光学系を構成する各光学
素子の散乱に起因して発生するため、この散乱をゼロに
しない限り完全には取り除くことはできない。
【０００９】しかし、照明光学系を構成する複数の光学
素子の相互の散乱光等の影響を考慮することにより、ス
ペックルパターンによる強度ムラ（スペックルコントラ
スト）を低減させることについて検討した従来技術は知
られていない。
素子の相互の散乱光等の影響を考慮することにより、ス
ペックルパターンによる強度ムラ（スペックルコントラ
スト）を低減させることについて検討した従来技術は知
られていない。
【００１０】そこで、本発明では光学素子に起因するス
ペックルノイズを、各光学素子の配置構成等と関連付け
て解析することにより、スペックルノイズの低減を図る
ことが可能な構成のコヒーレント照明光学系を得ること
を目的とする。
ペックルノイズを、各光学素子の配置構成等と関連付け
て解析することにより、スペックルノイズの低減を図る
ことが可能な構成のコヒーレント照明光学系を得ること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明に係るコヒーレント照明光学系では、照明光学系を
構成する光学素子がＮ個で構成されている場合に、以下
の条件を満足するように構成されている。
発明に係るコヒーレント照明光学系では、照明光学系を
構成する光学素子がＮ個で構成されている場合に、以下
の条件を満足するように構成されている。
【００１２】
【数３】
【００１３】
【数４】
【００１４】ここで、Ｃは照明光学系を構成する光学素
子での散乱によって被照明体上に生成されるスペックル
パターンによる強度ムラを示す数値、αi は各光学素子
の散乱率、Ｆi （ｑ）は使用波長における散乱実験によ
って得られる散乱光の角度特性、ｑi maxは被照明体と光
軸の交点から光学素子を見込む角度、ｑi minは被照明体
上で照明光との位相差がλ／４に等しくなる散乱光射出
角、ψi は各光学素子の伝達率、θi は各光学素子の配
置角（光学素子の表面の法線と光軸のなす角）である。
子での散乱によって被照明体上に生成されるスペックル
パターンによる強度ムラを示す数値、αi は各光学素子
の散乱率、Ｆi （ｑ）は使用波長における散乱実験によ
って得られる散乱光の角度特性、ｑi maxは被照明体と光
軸の交点から光学素子を見込む角度、ｑi minは被照明体
上で照明光との位相差がλ／４に等しくなる散乱光射出
角、ψi は各光学素子の伝達率、θi は各光学素子の配
置角（光学素子の表面の法線と光軸のなす角）である。
【００１５】
【作用】本発明では、照明光学系を構成する光学素子の
散乱特性を実験によって予め明らかにし、その特性に従
って、各光学素子の配置を工夫することによって、照明
光学系において発生するスペックルノイズ並びにこれに
起因するスペックルコントラストを一定値以下とするこ
とができることを見いだしたものである。
散乱特性を実験によって予め明らかにし、その特性に従
って、各光学素子の配置を工夫することによって、照明
光学系において発生するスペックルノイズ並びにこれに
起因するスペックルコントラストを一定値以下とするこ
とができることを見いだしたものである。
【００１６】以下、本発明の作用を詳しく説明する。ス
ペックル統計理論［文献１、LaserSpeckle and Related
Phenomena ,Editor.J.C.Danity 2nd Edition ,Springe
r-Verlag Heidelberg New York Tokyo 1984,P31］によ
れば、スペックルノイズ成分の平均強度を＜Ｉｎ＞、均
一な照明光成分をＩｓとした場合の合成光束、即ち現実
の照明光のスペックル強度のコントラストＣは、以下の
式(1) 及び式(2) で与えられることがわかっている。
ペックル統計理論［文献１、LaserSpeckle and Related
Phenomena ,Editor.J.C.Danity 2nd Edition ,Springe
r-Verlag Heidelberg New York Tokyo 1984,P31］によ
れば、スペックルノイズ成分の平均強度を＜Ｉｎ＞、均
一な照明光成分をＩｓとした場合の合成光束、即ち現実
の照明光のスペックル強度のコントラストＣは、以下の
式(1) 及び式(2) で与えられることがわかっている。
【００１７】
【数５】
【００１８】
【数６】
【００１９】ここで、コントラストＣが、０. １以下
（即ち、強度ムラ１０％以下）の場合には、コントラス
トの表式（１）は、以下の式(3) で良く近似できる。
（即ち、強度ムラ１０％以下）の場合には、コントラス
トの表式（１）は、以下の式(3) で良く近似できる。
【００２０】
【数７】
【００２１】ここで、ｒはＳ／Ｎ比に対応した量であ
り、コントラストＣは√ｒに逆比例するので、ｒを大き
くすることによってスペックル強度ムラを小さくできる
ことがわかる。
り、コントラストＣは√ｒに逆比例するので、ｒを大き
くすることによってスペックル強度ムラを小さくできる
ことがわかる。
【００２２】次に、光学素子が１つだけある場合につい
て、ｒの具体的な表式を与える。まず、照明光成分Ｉｓ
は、光学素子の伝達率をψ（例えば、レンズやフィルタ
ーなどの透過素子であれば透過率、ミラーなどの反射素
子であれば反射率とし、使用波長において測定するもの
とする。）とし、Ｉｏを入射光とすると、以下の式(4)
で与えられる。
て、ｒの具体的な表式を与える。まず、照明光成分Ｉｓ
は、光学素子の伝達率をψ（例えば、レンズやフィルタ
ーなどの透過素子であれば透過率、ミラーなどの反射素
子であれば反射率とし、使用波長において測定するもの
とする。）とし、Ｉｏを入射光とすると、以下の式(4)
で与えられる。
【００２３】
【数８】
【００２４】スペックルノイズ成分の平均強度＜Ｉｎ＞
は、インコヒーレント光による散乱強度に等しいと考え
て、次式で与える。
は、インコヒーレント光による散乱強度に等しいと考え
て、次式で与える。
【００２５】
【数９】
【００２６】
【数１０】
【００２７】
【数１１】
【００２８】ここで、αは散乱率であり、ｃｏｓθは光
学素子を傾けて配置する場合の補正効果を表す。Ｆは、
使用波長における散乱実験によって得られる散乱光の角
度特性（Bidirectional Scatter Distribution Functio
n ［文献２、Optical Scattering Measurement and Ana
lysis, John C.Stover, McGraw-Hill ］、以下BSDF）で
あり、散乱輝度に比例する量である。一般に、Ｆの単位
はＳｒ-1（ステラジアンの逆数）で考えるものとする。
学素子を傾けて配置する場合の補正効果を表す。Ｆは、
使用波長における散乱実験によって得られる散乱光の角
度特性（Bidirectional Scatter Distribution Functio
n ［文献２、Optical Scattering Measurement and Ana
lysis, John C.Stover, McGraw-Hill ］、以下BSDF）で
あり、散乱輝度に比例する量である。一般に、Ｆの単位
はＳｒ-1（ステラジアンの逆数）で考えるものとする。
【００２９】また、ｑmax は被照明体と光軸の交点から
光学素子を見込む角度、ｑmin は被照明体上で、照明光
との位相差がλ／４以上とならないような散乱光射出角
である。こような散乱光は、照明光をランダムに弱める
ことはなくスペックルノイズに寄与しないと考えられ、
αの積分の下限を与える。
光学素子を見込む角度、ｑmin は被照明体上で、照明光
との位相差がλ／４以上とならないような散乱光射出角
である。こような散乱光は、照明光をランダムに弱める
ことはなくスペックルノイズに寄与しないと考えられ、
αの積分の下限を与える。
【００３０】なお、図６に示すように、ｑ、ｑmax 、ｑ
min の各値は、光軸を基準として測定するが、プリズム
等のｎ≠１の物体に入射する場合には界面での屈折を考
慮して補正した値である。この際、θは光学素子６０１
の配置角であり、光学素子の表面の法線と光軸のなす角
を示すが、光学素子がレンズの場合には光軸を法線とす
る。
min の各値は、光軸を基準として測定するが、プリズム
等のｎ≠１の物体に入射する場合には界面での屈折を考
慮して補正した値である。この際、θは光学素子６０１
の配置角であり、光学素子の表面の法線と光軸のなす角
を示すが、光学素子がレンズの場合には光軸を法線とす
る。
【００３１】また、光学素子の有効径をφ、光学素子か
ら照射面までの距離をｄ（素子が傾いている場合には光
軸との交点からの距離）とすると、前述したｑmax 、ｑ
minは、具体的に次式で与えられる。
ら照射面までの距離をｄ（素子が傾いている場合には光
軸との交点からの距離）とすると、前述したｑmax 、ｑ
minは、具体的に次式で与えられる。
【００３２】
【数１２】
【００３３】
【数１３】
【００３４】さらに、式(4) 及び式(5) を式(2) に代入
し、次式を得る。
し、次式を得る。
【００３５】
【数１４】
【００３６】これを、式(3) に代入して次式を得る。
【００３７】
【数１５】
【００３８】この式（11）が、問題解決の方針を与えて
くれるスペックルコントラストＣの表式であり、αは前
述した式（６）によって計算する。この式（11）より、
スペックルのコントラスト（照明ムラ）Ｃを小さくする
ためには、光学素子の伝達率ψを上げる、素子を傾
けて配置する、素子の散乱率αを下げる、の三点を考
慮すればと良いことがわかる。
くれるスペックルコントラストＣの表式であり、αは前
述した式（６）によって計算する。この式（11）より、
スペックルのコントラスト（照明ムラ）Ｃを小さくする
ためには、光学素子の伝達率ψを上げる、素子を傾
けて配置する、素子の散乱率αを下げる、の三点を考
慮すればと良いことがわかる。
【００３９】すなわち、これらの性質に留意して、スペ
ックル照明ムラＣを、所望の値以下にとなるように光学
素子を選択し、配置することによって、所望の精度のコ
ヒーレント照明系が得られることとなる。
ックル照明ムラＣを、所望の値以下にとなるように光学
素子を選択し、配置することによって、所望の精度のコ
ヒーレント照明系が得られることとなる。
【００４０】言い換えると、本発明に係る照明光学系
は、使用する装置に要求される照明精度や使用する照明
光学系を構成する光学素子が予め分かっていれば、その
照明精度（強度ムラ）に合わせた照明光学系を構築でき
るので、例えば露光投影手段の照明に用いる場合には、
転写精度に合わせて照明光学系を設けることができると
共に、一定のスペックルコントラスト以下のパターン転
写精度を得ることができるものとなる。
は、使用する装置に要求される照明精度や使用する照明
光学系を構成する光学素子が予め分かっていれば、その
照明精度（強度ムラ）に合わせた照明光学系を構築でき
るので、例えば露光投影手段の照明に用いる場合には、
転写精度に合わせて照明光学系を設けることができると
共に、一定のスペックルコントラスト以下のパターン転
写精度を得ることができるものとなる。
【００４１】ここで、特に上記の方針においてαを小
さくするには、全散乱の度合（TIS、文献２）自体が小
さいことと、面精度の良い低散乱の材質を用いることが
当然有効である。しかし、同じTIS 値を持つ場合でも、
BSDFデータのｑ（角度）依存性に着目し、光学素子の配
置を工夫することによって、αを小さくすることが可能
である。
さくするには、全散乱の度合（TIS、文献２）自体が小
さいことと、面精度の良い低散乱の材質を用いることが
当然有効である。しかし、同じTIS 値を持つ場合でも、
BSDFデータのｑ（角度）依存性に着目し、光学素子の配
置を工夫することによって、αを小さくすることが可能
である。
【００４２】これは、スペックルが生じにくいコヒーレ
ント照明光学系の設計上、重要な性質であることがわか
る。例えば、簡単な場合として、光学素子が完全拡散的
な性質の場合には、BSDF（Ｆ）は一定であるので、式
(6) を積分すると、αは次式で与えられる。
ント照明光学系の設計上、重要な性質であることがわか
る。例えば、簡単な場合として、光学素子が完全拡散的
な性質の場合には、BSDF（Ｆ）は一定であるので、式
(6) を積分すると、αは次式で与えられる。
【００４３】
【数１６】
【００４４】式（12）において、第２項は小さいため無
視できるので、ｑmax を小さくすることによってαを小
さくできることになる。即ち、素子の光束径φに対し、
被照射体からの距離ｄを大きくすることによって、αを
小さくできることがわかる。実際、散乱の大きいミラー
等は、これに近い振るまいをするが、ミラーの設置位置
を被照射体から離すことによって、スペックル強度ムラ
を低減できることがこの式からわかる。
視できるので、ｑmax を小さくすることによってαを小
さくできることになる。即ち、素子の光束径φに対し、
被照射体からの距離ｄを大きくすることによって、αを
小さくできることがわかる。実際、散乱の大きいミラー
等は、これに近い振るまいをするが、ミラーの設置位置
を被照射体から離すことによって、スペックル強度ムラ
を低減できることがこの式からわかる。
【００４５】このような簡単な場合でなくとも、BSDFデ
ータが与えられていれば、式(6) に従って数値積分を行
なうことによって、αの小さくなる光学素子の配置を探
すことができる。
ータが与えられていれば、式(6) に従って数値積分を行
なうことによって、αの小さくなる光学素子の配置を探
すことができる。
【００４６】さらに、解析的な見積りの方法としてBSDF
を、次式の形に近似する方法もある（文献２）。
を、次式の形に近似する方法もある（文献２）。
【００４７】
【数１７】
【００４８】ここで、Ｂは全散乱強度（ＴＩＳ）のオー
ダを決定し、Ｍは散乱光の角度分布特性を表すパラメー
タである。光学素子においては、Ｂは１０-4程度であ
り、Ｍはー２付近の値となる。Ｍは、低散乱のもの程小
さく、正（透過）反射光方向の光強度が大きくなる。ま
た、Ｍは、散乱が大きい素材程大きくなり、散乱光が全
方向に広がる完全拡散体では、Ｍ＝０となる。
ダを決定し、Ｍは散乱光の角度分布特性を表すパラメー
タである。光学素子においては、Ｂは１０-4程度であ
り、Ｍはー２付近の値となる。Ｍは、低散乱のもの程小
さく、正（透過）反射光方向の光強度が大きくなる。ま
た、Ｍは、散乱が大きい素材程大きくなり、散乱光が全
方向に広がる完全拡散体では、Ｍ＝０となる。
【００４９】式(6) において、式（13）に加え、ｃｏｓ
｛ｑ｝≒１、ｓｉｎ｛ｑ｝≒ｑなる近似を行なうことに
よって、αの近似式が次式のように得られる。ここで、
ｑはラジアン単位とする。
｛ｑ｝≒１、ｓｉｎ｛ｑ｝≒ｑなる近似を行なうことに
よって、αの近似式が次式のように得られる。ここで、
ｑはラジアン単位とする。
【００５０】
【数１８】
【００５１】ここで、BSDFデータより、（13）式に従っ
て、ＢとＭをフィッティングし、上式（14）に代入すれ
ば、光学素子の配置によるαの変化が直接計算できる。
て、ＢとＭをフィッティングし、上式（14）に代入すれ
ば、光学素子の配置によるαの変化が直接計算できる。
【００５２】以上では、説明を簡略化するために、照明
光学系が一つの光学素子で構成される場合について説明
したが、照明光学系がＮ個の光学素子で構成されている
場合には、＜Ｉｎ＞は各々の素子からの寄与が加算さ
れ、ｒを次式で置き換えて考えればよい（図７参照）。
光学系が一つの光学素子で構成される場合について説明
したが、照明光学系がＮ個の光学素子で構成されている
場合には、＜Ｉｎ＞は各々の素子からの寄与が加算さ
れ、ｒを次式で置き換えて考えればよい（図７参照）。
【００５３】
【数１９】
【００５４】これに従って、式(6) 、(8) 、(9) 、（1
1）は、次式に拡張される。
1）は、次式に拡張される。
【００５５】
【数２０】
【００５６】
【数２１】
【００５７】
【数２２】
【００５８】
【数２３】
【００５９】ここで、ｉ＝１〜Ｎ（整数）である。ψ
i 、Ｆi （ｑ）は、各素子について使用波長で測定した
伝達率、BSDFデータを代入する。ｄi は、各光学素子の
被照射体からの距離である。なお、一例として図７に二
つの光学素子７０１，７０２空なるものを示している
が、三つ以上の光学素子からなるものも同様である。
i 、Ｆi （ｑ）は、各素子について使用波長で測定した
伝達率、BSDFデータを代入する。ｄi は、各光学素子の
被照射体からの距離である。なお、一例として図７に二
つの光学素子７０１，７０２空なるものを示している
が、三つ以上の光学素子からなるものも同様である。
【００６０】スペックル照明ムラＣの表式（16）は、素
子が１つの場合と異なり、各素子の寄与の和となってい
るが、各素子の伝達率ψを上げる、各素子を傾けて
配置する、各素子の散乱率αを下げる、という方針に従
って左辺を一定値以下にするように照明光学系を構成す
ることは、前述した素子が１つの場合と同じであること
は言うまでもない。
子が１つの場合と異なり、各素子の寄与の和となってい
るが、各素子の伝達率ψを上げる、各素子を傾けて
配置する、各素子の散乱率αを下げる、という方針に従
って左辺を一定値以下にするように照明光学系を構成す
ることは、前述した素子が１つの場合と同じであること
は言うまでもない。
【００６１】このように、本発明によれば、照明光学系
を構成する光学素子の全散乱強度のみならず、散乱角度
特性にも着目することによって、光学素子の照射有効径
や、被照射体との距離などの光学素子の配置に関し、ス
ペックルノイズに起因する微細な照明光学系の光量ムラ
を一定値以下に制限する方式を与えるものである。
を構成する光学素子の全散乱強度のみならず、散乱角度
特性にも着目することによって、光学素子の照射有効径
や、被照射体との距離などの光学素子の配置に関し、ス
ペックルノイズに起因する微細な照明光学系の光量ムラ
を一定値以下に制限する方式を与えるものである。
【００６２】このため、本発明に係る条件式に従って、
照明光学系を構成する光学素子を選択し、配置構成を決
定することにより、スペックルパターンの影響が低減さ
れた照明光学系を得ることができるものとなっている。
照明光学系を構成する光学素子を選択し、配置構成を決
定することにより、スペックルパターンの影響が低減さ
れた照明光学系を得ることができるものとなっている。
【００６３】この条件に従い、例えばホログラフィ技術
におけるホログラフィ記録再生手段の照明光学系を構成
すれば、ホログラム作成時における回折効率ムラとホロ
グラム再生時の露光量ムラを低減することができるもの
となる。これによって、ホログラフィックリソグラフィ
に応用すると、一定のスペックルコントラスト（強度ム
ラ）以下で、高いパターン転写精度を得ることができ
る。
におけるホログラフィ記録再生手段の照明光学系を構成
すれば、ホログラム作成時における回折効率ムラとホロ
グラム再生時の露光量ムラを低減することができるもの
となる。これによって、ホログラフィックリソグラフィ
に応用すると、一定のスペックルコントラスト（強度ム
ラ）以下で、高いパターン転写精度を得ることができ
る。
【００６４】
【実施例】以下、実施例を通じ本発明をさらに詳しく説
明する。ここでは、サブミクロン単位のパターン転写が
行なえる全反射ホログラフィを用いたリソグラフィに、
本発明のコヒーレント照明光学系を応用した実施例につ
いて説明する。
明する。ここでは、サブミクロン単位のパターン転写が
行なえる全反射ホログラフィを用いたリソグラフィに、
本発明のコヒーレント照明光学系を応用した実施例につ
いて説明する。
【００６５】全反射ホログラフィ法によるホログラム記
録再生装置の基本的配置は、図５に示す通りである。こ
の図において、ホログラム記録媒体１はプリズム２の上
面部に保持される形で配置されており、ホログラム記録
媒体１の記録材料には現像が不要なフォトポリマー等を
用いている。
録再生装置の基本的配置は、図５に示す通りである。こ
の図において、ホログラム記録媒体１はプリズム２の上
面部に保持される形で配置されており、ホログラム記録
媒体１の記録材料には現像が不要なフォトポリマー等を
用いている。
【００６６】マスク原盤３には、所定の回路パターンと
ギャップ検出用のピンホールやアライメント用のマーク
等が電子線描画（図示せず）されており、適当な手段に
てホログラム記録媒体１から 100μｍ程度のギャップを
空けて保持されている。
ギャップ検出用のピンホールやアライメント用のマーク
等が電子線描画（図示せず）されており、適当な手段に
てホログラム記録媒体１から 100μｍ程度のギャップを
空けて保持されている。
【００６７】ホログラム記録時には、物体照明光ａによ
ってマスク３上のパターンを照明することによってパタ
ーンに対応した物体回折波が生成され、ホログラム記録
媒体１に入射する。これと同時に参照光ｂをプリズム１
側からホログラム記録媒体１に入射させることによっ
て、これら２つの光がホログラム記録媒体１内において
干渉し、ホログラムとしてマスクパターンが記録され
る。
ってマスク３上のパターンを照明することによってパタ
ーンに対応した物体回折波が生成され、ホログラム記録
媒体１に入射する。これと同時に参照光ｂをプリズム１
側からホログラム記録媒体１に入射させることによっ
て、これら２つの光がホログラム記録媒体１内において
干渉し、ホログラムとしてマスクパターンが記録され
る。
【００６８】本実施例では、これらの照明系の光源とし
てＡｒレーザ（図示せず）を用いており、この光源から
の光束をビーム分割手段４によって適当な比率で振幅分
割した後、それぞれ物体照明光学系Ａ、および参照光照
明光学系Ｂに導き、ここで夫々平行光束ａ、ｂに変換し
ている。
てＡｒレーザ（図示せず）を用いており、この光源から
の光束をビーム分割手段４によって適当な比率で振幅分
割した後、それぞれ物体照明光学系Ａ、および参照光照
明光学系Ｂに導き、ここで夫々平行光束ａ、ｂに変換し
ている。
【００６９】ホログラム再生時には、ホログラムとして
記録したパターンの像を、マスク３に変えて同じ位置に
配設されたウエハ（図示せず）上に形成することによ
り、マスクパターンの転写を行うが、その際には、参照
光ｂと共役な平行光ｂ2 を再生光としてプリズム２側か
らホログラム（記録媒体１）に入射させることによって
行なわれる。
記録したパターンの像を、マスク３に変えて同じ位置に
配設されたウエハ（図示せず）上に形成することによ
り、マスクパターンの転写を行うが、その際には、参照
光ｂと共役な平行光ｂ2 を再生光としてプリズム２側か
らホログラム（記録媒体１）に入射させることによって
行なわれる。
【００７０】以上のようなホログラフィックリソグラフ
ィの工程において使用される照明光学系は、高精度の照
明強度均一性を供えていることが必要である。このた
め、本実施例では、上述のようなホログラム記録もしく
はウエハ転写の過程において、照明系でのスペックルノ
イズに起因する照明ムラを３％以下に制限している。
ィの工程において使用される照明光学系は、高精度の照
明強度均一性を供えていることが必要である。このた
め、本実施例では、上述のようなホログラム記録もしく
はウエハ転写の過程において、照明系でのスペックルノ
イズに起因する照明ムラを３％以下に制限している。
【００７１】以下では、本実施例の照明光学系の具体的
構成について説明する。本発明の第一実施例に係る照明
光学系は、図１並びに図２に示すように、ビームエキス
パンダーとコリメートレンズで構成されている。また、
第二実施例に係る照明光学系は、図３並びに図４に示す
ように、ビームエキスパンダーとコリメートレンズ並び
に照明光偏向ミラーで構成されている。
構成について説明する。本発明の第一実施例に係る照明
光学系は、図１並びに図２に示すように、ビームエキス
パンダーとコリメートレンズで構成されている。また、
第二実施例に係る照明光学系は、図３並びに図４に示す
ように、ビームエキスパンダーとコリメートレンズ並び
に照明光偏向ミラーで構成されている。
【００７２】このような照明光学系を構築する場合、最
初に光学素子が１つの場合（図６に示すように素子６０
１のみで構成されるもの）についての定性的な考察を行
なっておく必要がある。ここで、本実施例に係る装置で
は、使用波長が３６４ｎｍであり、照明光の有効系φ＝
５０ｍｍ、素子の伝達率ψ＝０. ９５、素子の配置角θ
＝０゜とし、αには近似式（12）を用いることにする。
初に光学素子が１つの場合（図６に示すように素子６０
１のみで構成されるもの）についての定性的な考察を行
なっておく必要がある。ここで、本実施例に係る装置で
は、使用波長が３６４ｎｍであり、照明光の有効系φ＝
５０ｍｍ、素子の伝達率ψ＝０. ９５、素子の配置角θ
＝０゜とし、αには近似式（12）を用いることにする。
【００７３】一般的な光学素子の典型的な値として、Ｍ
＝ー１. ５、ー１. ９、ー２. ０、ー２. １、ー２. ４
の場合（文献２）について、被照明体上に現れるスペッ
クル強度ムラを、光学素子からの距離ｄの関数として近
似式（11）に従って計算し、プロットしたグラフを図８
に与える。ここで、ｄの範囲は１０〜１０００ｍｍと
し、Ｂはｄ＝１０００ｍｍにおいて強度ムラが１％とな
るように規格化し、そのオーダは光学素子として典型的
な１０-4程度である。
＝ー１. ５、ー１. ９、ー２. ０、ー２. １、ー２. ４
の場合（文献２）について、被照明体上に現れるスペッ
クル強度ムラを、光学素子からの距離ｄの関数として近
似式（11）に従って計算し、プロットしたグラフを図８
に与える。ここで、ｄの範囲は１０〜１０００ｍｍと
し、Ｂはｄ＝１０００ｍｍにおいて強度ムラが１％とな
るように規格化し、そのオーダは光学素子として典型的
な１０-4程度である。
【００７４】図８より、Ｍの値によって、強度ムラが距
離ｄの増加関数（Ｍ＞ー２）となるか、減少関数（Ｍ＜
ー２）となるか、一定（Ｍ≒ー２）となるかが決まるこ
とがわかる。これは、この光学素子の配置を決める上で
重要な判断基準となるので、照明光学系を構成する光学
素子のBSDFデータを、式（13）によってフィッティング
し、Ｍを求める事によって、その光学素子を被照明体に
近付けるべきかどうかが判断できる。
離ｄの増加関数（Ｍ＞ー２）となるか、減少関数（Ｍ＜
ー２）となるか、一定（Ｍ≒ー２）となるかが決まるこ
とがわかる。これは、この光学素子の配置を決める上で
重要な判断基準となるので、照明光学系を構成する光学
素子のBSDFデータを、式（13）によってフィッティング
し、Ｍを求める事によって、その光学素子を被照明体に
近付けるべきかどうかが判断できる。
【００７５】上述したように、Ｍは低散乱素材程小さ
く、高散乱の物ほど大きいので、照明光の有効径が一定
である場合には、低散乱素材ほど被照明体に近く、散乱
が大きいものは、被照明体から遠ざけるべきであるとい
う定性的な結果が得られる。
く、高散乱の物ほど大きいので、照明光の有効径が一定
である場合には、低散乱素材ほど被照明体に近く、散乱
が大きいものは、被照明体から遠ざけるべきであるとい
う定性的な結果が得られる。
【００７６】以上の考察を参考にして、上記の物体照明
光学系Ａと参照光照明光学系Ｂの場合について説明す
る。尚、以下では散乱率αとしては近似式（11）を用い
ることにする。より詳細な解析は、実験により得られる
曲線を用いて数値積分による解析を行なえば良い（実験
データのない部分は、適宜、予想曲線で近似することは
いうまでもない）。
光学系Ａと参照光照明光学系Ｂの場合について説明す
る。尚、以下では散乱率αとしては近似式（11）を用い
ることにする。より詳細な解析は、実験により得られる
曲線を用いて数値積分による解析を行なえば良い（実験
データのない部分は、適宜、予想曲線で近似することは
いうまでもない）。
【００７７】｛第一実施例｝先ず、第一実施例に係る照
明光学系の構成を持つ物体照明光学系Ａ1 並びに参照光
照明光学系Ｂ1 について説明する。尚、図１及び図２に
示す光学系は、照明光学系の構成の一例を示すものであ
り、物体照明光学系並びに参照光照明光学系が、これら
の図に示す光学系の構成に限定されるものではない。
明光学系の構成を持つ物体照明光学系Ａ1 並びに参照光
照明光学系Ｂ1 について説明する。尚、図１及び図２に
示す光学系は、照明光学系の構成の一例を示すものであ
り、物体照明光学系並びに参照光照明光学系が、これら
の図に示す光学系の構成に限定されるものではない。
【００７８】図１に示す物体照明光学系Ａ1 は、ビーム
エキスパンダー１０１の収束部に設けたピンホール１０
４によって、これ以前の光路上の光学系から発生する散
乱成分はカットされていると考えてよい。従って、スペ
ックルノイズの発生源となる光学素子は、コリメートレ
ンズ１０２だけと考えられる。
エキスパンダー１０１の収束部に設けたピンホール１０
４によって、これ以前の光路上の光学系から発生する散
乱成分はカットされていると考えてよい。従って、スペ
ックルノイズの発生源となる光学素子は、コリメートレ
ンズ１０２だけと考えられる。
【００７９】この場合、強度ムラを３％以下とするため
には、式（16）〜（19）でＮ＝１とおいた場合に従っ
て、以下の式（20）を満たすようにコリメートレンズ１
０２の材質等を選択して配置すれば良い。
には、式（16）〜（19）でＮ＝１とおいた場合に従っ
て、以下の式（20）を満たすようにコリメートレンズ１
０２の材質等を選択して配置すれば良い。
【００８０】
【数２４】
【００８１】ここで、使用波長は３６４ｎｍとし、α，
ψ，θは、それぞれコリメートレンズ１０２の散乱率、
伝達率、配置角である。そして、透過率が９５％（ψ＝
０.９５）の材質を使用し、θ= ０゜でコリメートレン
ズ１０２ａを配置したとすると、BRDFデータの測定結果
より、Ｂ，Ｍは夫々、Ｂ＝２・１０-5、Ｍ＝ー１. ９の
ように得られたとする。
ψ，θは、それぞれコリメートレンズ１０２の散乱率、
伝達率、配置角である。そして、透過率が９５％（ψ＝
０.９５）の材質を使用し、θ= ０゜でコリメートレン
ズ１０２ａを配置したとすると、BRDFデータの測定結果
より、Ｂ，Ｍは夫々、Ｂ＝２・１０-5、Ｍ＝ー１. ９の
ように得られたとする。
【００８２】これらに基づいて、式（20）において、レ
ンズの有効径φA を５０ｍｍとして素子の距離ｄA1を変
化させた場合、左辺（強度ムラ）は次のよう計算され
る。
ンズの有効径φA を５０ｍｍとして素子の距離ｄA1を変
化させた場合、左辺（強度ムラ）は次のよう計算され
る。
【００８３】
【表１】
【００８４】従って、第一実施例における物体照明光学
系Ａ1 のような構成の場合には、コリメートレンズ１０
２とマスク３との距離ｄA1を、およそ１６０ｍｍ以上と
すれば、強度ムラが３％以下となる。
系Ａ1 のような構成の場合には、コリメートレンズ１０
２とマスク３との距離ｄA1を、およそ１６０ｍｍ以上と
すれば、強度ムラが３％以下となる。
【００８５】さらに、同様な構成の参照光照明光学系Ｂ
1 についても、コリメートレンズ２０２の有効径φB と
ホログラム記録媒体１との距離ｄB1について、同様の手
順で算出して配置構成を決定することができる。尚、プ
リズムの屈折率を１．５、コントラスト評価面Ｓとプリ
ズム境界との距離ｄB1’＝２０mm（一定）として補正し
て計算しており、以下のｄB1はプリズム表面からの距離
である。また、コントラストの評価はｄB1＋ｄB1’を用
いる。
1 についても、コリメートレンズ２０２の有効径φB と
ホログラム記録媒体１との距離ｄB1について、同様の手
順で算出して配置構成を決定することができる。尚、プ
リズムの屈折率を１．５、コントラスト評価面Ｓとプリ
ズム境界との距離ｄB1’＝２０mm（一定）として補正し
て計算しており、以下のｄB1はプリズム表面からの距離
である。また、コントラストの評価はｄB1＋ｄB1’を用
いる。
【００８６】
【表２】
【００８７】この結果において、ｄB1’は評価面Ｓとプ
リズム境界との最短距離であるが、この実施例では｛Ｍ
＝−１．９＞−２．０｝であるので、素子を遠ざければ
遠ざける程ノイズが減少するからである。この例におい
ては、ｄL ≧ 140 mm とすることが有効である。尚、
ψ，θ，Ｂ，Ｍ，φ等は全て物体光学系Ａ1 と同じ部材
を用いているため同じ値とした。
リズム境界との最短距離であるが、この実施例では｛Ｍ
＝−１．９＞−２．０｝であるので、素子を遠ざければ
遠ざける程ノイズが減少するからである。この例におい
ては、ｄL ≧ 140 mm とすることが有効である。尚、
ψ，θ，Ｂ，Ｍ，φ等は全て物体光学系Ａ1 と同じ部材
を用いているため同じ値とした。
【００８８】｛第二実施例｝次に、本発明の第二実施例
について説明する。この実施例では、物体照明光学系Ａ
1 並びに参照光照明光学系Ｂ1 が、夫々図３並びに図４
に示すように配設されている。先ず、図３に示す物体照
明光学系Ａ1 について説明する。上記の第一実施例と同
様に、この第二実施例においてもビームエキスパンダー
３０１の収束位置で余分な散乱光がカットされるため、
ピンホール３０４以後の光路上に配置された光学素子で
あるコリメートレンズ３０２と照明光偏向ミラー１０３
の配置について検討する。
について説明する。この実施例では、物体照明光学系Ａ
1 並びに参照光照明光学系Ｂ1 が、夫々図３並びに図４
に示すように配設されている。先ず、図３に示す物体照
明光学系Ａ1 について説明する。上記の第一実施例と同
様に、この第二実施例においてもビームエキスパンダー
３０１の収束位置で余分な散乱光がカットされるため、
ピンホール３０４以後の光路上に配置された光学素子で
あるコリメートレンズ３０２と照明光偏向ミラー１０３
の配置について検討する。
【００８９】この実施例においても、必要な照明強度ム
ラを３％以下とすると、前述した光学素子が複数ある場
合の式（16）〜（19）でＮ＝２と置き、両辺を二乗した
形として、以下の条件式（21）を得る。
ラを３％以下とすると、前述した光学素子が複数ある場
合の式（16）〜（19）でＮ＝２と置き、両辺を二乗した
形として、以下の条件式（21）を得る。
【００９０】
【数２５】
【００９１】ここで、α，ψ，θは、夫々散乱率、伝達
率、配置角（図３参照）を表し、添え字Ｌ、ｍはそれぞ
れコリメートレンズ３０２と照明光偏向ミラー３０３に
対応する。この式（21）の両辺に１０4 を掛けて整理
し、次式（22）となる。
率、配置角（図３参照）を表し、添え字Ｌ、ｍはそれぞ
れコリメートレンズ３０２と照明光偏向ミラー３０３に
対応する。この式（21）の両辺に１０4 を掛けて整理
し、次式（22）となる。
【００９２】
【数２６】
【００９３】本実施例においても、使用波長を３６４ｎ
ｍとし、コリメートレンズ３０２の有効径φC は５０ｍ
ｍとする。コリメートレンズ３０２及び、照明光偏向ミ
ラー３０３の伝達率ψ、配置角θ、BSDFデータによるパ
ラメータＢ、Ｍは低散乱光学素子の場合とし、下表のよ
うに与えられているものとする。
ｍとし、コリメートレンズ３０２の有効径φC は５０ｍ
ｍとする。コリメートレンズ３０２及び、照明光偏向ミ
ラー３０３の伝達率ψ、配置角θ、BSDFデータによるパ
ラメータＢ、Ｍは低散乱光学素子の場合とし、下表のよ
うに与えられているものとする。
【００９４】
【表３】
【００９５】この表から明らかなように、レンズのＭは
ー２以上、ミラーではー２以下なので、上記の考察か
ら、マスクから見てレンズはより遠くに、ミラーはより
近くに配置するのが良いことが予想される。実際、式
（22）の左辺第１項、と第２項の値を、夫々の素子の距
離を変化させて計算した結果は以下の通りとなる。
ー２以上、ミラーではー２以下なので、上記の考察か
ら、マスクから見てレンズはより遠くに、ミラーはより
近くに配置するのが良いことが予想される。実際、式
（22）の左辺第１項、と第２項の値を、夫々の素子の距
離を変化させて計算した結果は以下の通りとなる。
【００９６】
【表４】
【００９７】この表より、第１項及び第２項の和が９以
下になるように、夫々の光学素子の配設位置（距離）ｄ
L1、ｄm1を決定すれば良く、これらの配設領域として、
例えば、（ｄL1≧３００ｍｍ，ｄm1≦３００ｍｍ）とな
るような配置が可能であることがわかる。尚、これらの
ｄL1、ｄm1はプリズム表面からの距離であり、このよう
して第二実施例に係る照明光学系の構成であっても、照
明の強度ムラが３％以下の物体照明光学系Ａ2 が構築で
きるものとなっている。
下になるように、夫々の光学素子の配設位置（距離）ｄ
L1、ｄm1を決定すれば良く、これらの配設領域として、
例えば、（ｄL1≧３００ｍｍ，ｄm1≦３００ｍｍ）とな
るような配置が可能であることがわかる。尚、これらの
ｄL1、ｄm1はプリズム表面からの距離であり、このよう
して第二実施例に係る照明光学系の構成であっても、照
明の強度ムラが３％以下の物体照明光学系Ａ2 が構築で
きるものとなっている。
【００９８】さらに、同様な構成を有する参照光照明光
学系Ｂ2 （図４参照）についても同様の手順で考えるこ
とができる。以下に、計算結果を示すが、光学素子の各
部材は物体照明光学系Ａ2 と全く同じもの（同じパラメ
ータ）を使用している。この結果から、参照光照明光学
系Ｂ2 では、（ｄL2≧２００ｍｍ，ｄm2≦１００ｍｍ）
となる配置が可能であることがわかる。
学系Ｂ2 （図４参照）についても同様の手順で考えるこ
とができる。以下に、計算結果を示すが、光学素子の各
部材は物体照明光学系Ａ2 と全く同じもの（同じパラメ
ータ）を使用している。この結果から、参照光照明光学
系Ｂ2 では、（ｄL2≧２００ｍｍ，ｄm2≦１００ｍｍ）
となる配置が可能であることがわかる。
【００９９】
【表５】
【０１００】なお、ミラーの配置角θm は２２．５度、
レンズの評価面ＳL はプリズム内透過距離（ｄL'＝２０
mm）が最短の場所を用い、ミラーの評価面Ｓm はプリズ
ム内透過距離（ｄm'＝７０mm）が最長の場所を用いてい
る。これらは夫々レンズのＭ（＞−２）とミラーのＭ
（＜−２）とが異なるため、レンズは遠ざける程ノイズ
が少なくなり、ミラーは近づける程ノイズが少なくなる
ためである。この例では、ｄL ≧ 200 mm 、ｄm ≦ 100
mm とすることが有効である。
レンズの評価面ＳL はプリズム内透過距離（ｄL'＝２０
mm）が最短の場所を用い、ミラーの評価面Ｓm はプリズ
ム内透過距離（ｄm'＝７０mm）が最長の場所を用いてい
る。これらは夫々レンズのＭ（＞−２）とミラーのＭ
（＜−２）とが異なるため、レンズは遠ざける程ノイズ
が少なくなり、ミラーは近づける程ノイズが少なくなる
ためである。この例では、ｄL ≧ 200 mm 、ｄm ≦ 100
mm とすることが有効である。
【０１０１】以上説明した第一実施例並びに第二実施例
を組み込んだホログラム記録再生装置で、実際にマスク
パターン像のホログラムの記録並びに再生を行ったとこ
ろ、何れも光量ムラの極めて少ない良好な再生像が得ら
れており、従来の装置に比べてパターン転写精度も向上
したものとなっている。
を組み込んだホログラム記録再生装置で、実際にマスク
パターン像のホログラムの記録並びに再生を行ったとこ
ろ、何れも光量ムラの極めて少ない良好な再生像が得ら
れており、従来の装置に比べてパターン転写精度も向上
したものとなっている。
【０１０２】なお、上記の第一実施例並びに第二実施例
では、照明光の有効径φを決め、照明強度ムラの許容値
を限定し、各光学素子のＢＳＤＦデータと透過率（反射
率）、配置角を与え、これらの基づいて光学素子の位置
を決定するという手順に従ったが、逆に、光学素子の位
置と有効径が決っている場合には、その条件から光学素
子のＢＳＤＦや、透過率に対するスペックを与えるとい
う手順も可能であることは言うまでもない。
では、照明光の有効径φを決め、照明強度ムラの許容値
を限定し、各光学素子のＢＳＤＦデータと透過率（反射
率）、配置角を与え、これらの基づいて光学素子の位置
を決定するという手順に従ったが、逆に、光学素子の位
置と有効径が決っている場合には、その条件から光学素
子のＢＳＤＦや、透過率に対するスペックを与えるとい
う手順も可能であることは言うまでもない。
【０１０３】また、ＢＳＤＦは使用波長によっても大き
く変化するので、ＢＳＤＦのスペックの与え方として
は、波長に留意することの有効である。例えば、一般に
はＵＶ光より可視光の方が散乱は少ないので、これらの
波長を考慮してＢＳＤＦのスペックを与えることが好ま
しい。
く変化するので、ＢＳＤＦのスペックの与え方として
は、波長に留意することの有効である。例えば、一般に
はＵＶ光より可視光の方が散乱は少ないので、これらの
波長を考慮してＢＳＤＦのスペックを与えることが好ま
しい。
【０１０４】更に、物体光、参照光、記録光及び再生光
の各光学系を問わず、レンズやミラーで生じる散乱光や
外部からの散乱光などが装置構成部材の金属部品などで
反射されて光路中に戻るのを防止するために、これらの
部品の表面を反射防止膜で覆ったり、或いは不要光の入
射を遮光板などによって防ぐ処置をとっておくことが必
要なことは通常の光学システムの場合と同様である。
の各光学系を問わず、レンズやミラーで生じる散乱光や
外部からの散乱光などが装置構成部材の金属部品などで
反射されて光路中に戻るのを防止するために、これらの
部品の表面を反射防止膜で覆ったり、或いは不要光の入
射を遮光板などによって防ぐ処置をとっておくことが必
要なことは通常の光学システムの場合と同様である。
【０１０５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
学素子の散乱率、伝達率、配置角、照射有効径、被照射
体との距離等に制限を与えることによって、スペックル
パターンに起因する照明光学系の光量ムラを一定値以下
に制限することができる。
学素子の散乱率、伝達率、配置角、照射有効径、被照射
体との距離等に制限を与えることによって、スペックル
パターンに起因する照明光学系の光量ムラを一定値以下
に制限することができる。
【０１０６】このため、本発明をホログラム記録再生装
置等に応用すれば、ホログラム作成時における回折効率
ムラ、及び、ホログラムマスク再生時の露光量ムラを許
容値以下に低減することができるので、パターン転写精
度が向上する利点がある。
置等に応用すれば、ホログラム作成時における回折効率
ムラ、及び、ホログラムマスク再生時の露光量ムラを許
容値以下に低減することができるので、パターン転写精
度が向上する利点がある。
【０１０７】さらに、この照明光学系を利用する装置等
に要求される光量ムラの範囲内で照明光学系を構築でき
るものとなるので、例えば既存の装置の照明光学系とし
て組み込む際にも、その装置の設置制限内で強度ムラを
一定値以下に抑えた照明系を構築することができるもの
となる。
に要求される光量ムラの範囲内で照明光学系を構築でき
るものとなるので、例えば既存の装置の照明光学系とし
て組み込む際にも、その装置の設置制限内で強度ムラを
一定値以下に抑えた照明系を構築することができるもの
となる。
【図１】本発明の第一実施例に係る物体照明光学系の概
略構成を示す説明図である。
略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第一実施例に係る参照照明光学系の概
略構成を示す説明図である。
略構成を示す説明図である。
【図３】本発明の第二実施例に係る物体照明光学系の概
略構成を示す説明図である。
略構成を示す説明図である。
【図４】本発明の第二実施例に係る参照照明光学系の概
略構成を示す説明図である。
略構成を示す説明図である。
【図５】本発明に一実施例に係る照明光学系を利用した
ホログラム記録再生装置の概略構成を示す説明図であ
る。
ホログラム記録再生装置の概略構成を示す説明図であ
る。
【図６】本発明に係る照明光学系を構成する光学素子が
一つの場合の条件式におけるパラメータ等を示す説明図
である。
一つの場合の条件式におけるパラメータ等を示す説明図
である。
【図７】本発明に係る照明光学系を構成する光学素子が
複数の場合の条件式におけるパラメータ等を示す説明図
である。
複数の場合の条件式におけるパラメータ等を示す説明図
である。
【図８】本発明に基づいて、被照明体上に現れるスペッ
クル強度ムラを、光学素子からの距離ｄの関数として近
似式（11）に従って計算した結果を示す線図である。
クル強度ムラを、光学素子からの距離ｄの関数として近
似式（11）に従って計算した結果を示す線図である。
１：ホログラム記録媒体、２：プリズム、３：マスク、
４ビーム分割手段、１０１，２０１，３０１，４０１：
ビームエキスパンダー、１０２，２０２，３０２，４０
２：コリメートレンズ、３０３，４０３：照明光偏向ミ
ラー、６０１、７０１、７０２：照明光学系を構成する
光学素子、Ａ：物体照明光学系、Ｂ：参照光照明光学
系。
４ビーム分割手段、１０１，２０１，３０１，４０１：
ビームエキスパンダー、１０２，２０２，３０２，４０
２：コリメートレンズ、３０３，４０３：照明光偏向ミ
ラー、６０１、７０１、７０２：照明光学系を構成する
光学素子、Ａ：物体照明光学系、Ｂ：参照光照明光学
系。
Claims (1)
- 【請求項１】 照明光学系を構成する光学素子がＮ個で
構成されている場合に、以下の条件を満足するように構
成されたコヒーレント光を光源として用いる照明光学
系。 【数１】 【数２】 ここで、Ｃは照明光学系を構成する光学素子での散乱に
よって被照明体上に生成されるスペックルパターンによ
る強度ムラを示す数値、αi は各光学素子の散乱率、Ｆ
i （ｑ）は使用波長における散乱実験によって得られる
散乱光の角度特性、ｑi maxは被照明体と光軸の交点から
光学素子を見込む角度、ｑi minは被照明体上で照明光と
の位相差がλ／４に等しくなる散乱光射出角、ψi は各
光学素子の伝達率、θi は各光学素子の配置角とする。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5249681A JPH0786151A (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | コヒーレント照明光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5249681A JPH0786151A (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | コヒーレント照明光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786151A true JPH0786151A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=17196624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5249681A Pending JPH0786151A (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | コヒーレント照明光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0786151A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008090612A1 (ja) * | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Fujitsu Limited | ホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法、およびホログラム記録媒体 |
-
1993
- 1993-09-13 JP JP5249681A patent/JPH0786151A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008090612A1 (ja) * | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Fujitsu Limited | ホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法、およびホログラム記録媒体 |
| JPWO2008090612A1 (ja) * | 2007-01-25 | 2010-05-13 | 富士通株式会社 | ホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法、およびホログラム記録媒体 |
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