JPH08286145A - ビーム整形光学系および該ビーム整形光学系を備えた露光装置 - Google Patents
ビーム整形光学系および該ビーム整形光学系を備えた露光装置Info
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- JPH08286145A JPH08286145A JP7112379A JP11237995A JPH08286145A JP H08286145 A JPH08286145 A JP H08286145A JP 7112379 A JP7112379 A JP 7112379A JP 11237995 A JP11237995 A JP 11237995A JP H08286145 A JPH08286145 A JP H08286145A
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 入射光束を所望の倍率で整形することが可能
なビーム整形光学系を提供すること。 【構成】 本発明においては、第１軸線１に沿って平行
光束が入射する第１プリズム２と、該第１プリズムから
の平行光束を前記第１軸線に平行な第２軸線４に沿った
平行光束に変換して射出する第２プリズム３とを備え、
前記第１プリズムに入射した平行光束を前記第１軸線お
よび前記第２軸線を含む面内において整形して前記第２
プリズムから射出するビーム整形光学系において、前記
第１軸線および前記第２軸線を含む面内において前記第
１プリズムおよび前記第２プリズムをそれぞれ異なる方
向に回転させるための回動手段と、前記第１軸線に平行
な方向に沿って前記第１プリズムと前記第２プリズムと
を相対的に移動させるための移動手段とを備え、前記前
記第１プリズムおよび前記第２プリズムの回転量に応じ
た倍率で、前記第１プリズムに入射した平行光束を整形
して前記第２プリズムから射出する。
なビーム整形光学系を提供すること。 【構成】 本発明においては、第１軸線１に沿って平行
光束が入射する第１プリズム２と、該第１プリズムから
の平行光束を前記第１軸線に平行な第２軸線４に沿った
平行光束に変換して射出する第２プリズム３とを備え、
前記第１プリズムに入射した平行光束を前記第１軸線お
よび前記第２軸線を含む面内において整形して前記第２
プリズムから射出するビーム整形光学系において、前記
第１軸線および前記第２軸線を含む面内において前記第
１プリズムおよび前記第２プリズムをそれぞれ異なる方
向に回転させるための回動手段と、前記第１軸線に平行
な方向に沿って前記第１プリズムと前記第２プリズムと
を相対的に移動させるための移動手段とを備え、前記前
記第１プリズムおよび前記第２プリズムの回転量に応じ
た倍率で、前記第１プリズムに入射した平行光束を整形
して前記第２プリズムから射出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はビーム整形光学系および
該ビーム整形光学系を備えた露光装置に関し、特にレー
ザー光源からのビームを整形するための光学系に関す
る。
該ビーム整形光学系を備えた露光装置に関し、特にレー
ザー光源からのビームを整形するための光学系に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１１は、一対の三角プリズムからなる
従来のビーム整形光学系の構成を概略的に示す図であ
る。図１１のビーム整形光学系は、第１軸線１０１に沿
って平行光束が入射する第１プリズム１０２を有する。
第１プリズム１０２に入射した光は、第１面１０２ａで
屈折され第２面１０２ｂを通過した後、第２プリズム１
０３に入射する。第２プリズム１０３に入射した光は、
第１面１０３ａで屈折され第２面１０３ｂを通過した
後、第１軸線１０１と平行で且つ距離ｈだけ間隔を隔て
た第２軸線１０４に沿った平行光束として射出される。
従来のビーム整形光学系の構成を概略的に示す図であ
る。図１１のビーム整形光学系は、第１軸線１０１に沿
って平行光束が入射する第１プリズム１０２を有する。
第１プリズム１０２に入射した光は、第１面１０２ａで
屈折され第２面１０２ｂを通過した後、第２プリズム１
０３に入射する。第２プリズム１０３に入射した光は、
第１面１０３ａで屈折され第２面１０３ｂを通過した
後、第１軸線１０１と平行で且つ距離ｈだけ間隔を隔て
た第２軸線１０４に沿った平行光束として射出される。
【０００３】このように、図１１のビーム整形光学系で
は、第１プリズム１０２と第２プリズム１０３との作用
により、第１軸線に沿って入射した平行光束を図１１の
紙面内において所定の倍率で整形した後、第２軸線に沿
った平行光束として射出することができる。ところで、
レーザー光源では、縦横比の異なるビーム、たとえば断
面形状が楕円状または矩形状のビームを射出することが
多い。そこで、レーザー光源からの楕円状または矩形状
のビームを、たとえば円形または正方形のビームに整形
するために、図１１に示すようなビーム整形光学系が用
いられる。
は、第１プリズム１０２と第２プリズム１０３との作用
により、第１軸線に沿って入射した平行光束を図１１の
紙面内において所定の倍率で整形した後、第２軸線に沿
った平行光束として射出することができる。ところで、
レーザー光源では、縦横比の異なるビーム、たとえば断
面形状が楕円状または矩形状のビームを射出することが
多い。そこで、レーザー光源からの楕円状または矩形状
のビームを、たとえば円形または正方形のビームに整形
するために、図１１に示すようなビーム整形光学系が用
いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来のビーム整形光学系では、予め設計された所
定の倍率でしか整形を行うことができない。このため、
レーザー光源のビーム縦横比が変動したり、使用するレ
ーザー光源の種類が変わってビーム縦横比が変化したり
すると、所望の光束に整形することができないという不
都合があった。
ような従来のビーム整形光学系では、予め設計された所
定の倍率でしか整形を行うことができない。このため、
レーザー光源のビーム縦横比が変動したり、使用するレ
ーザー光源の種類が変わってビーム縦横比が変化したり
すると、所望の光束に整形することができないという不
都合があった。
【０００５】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、入射光束を所望の倍率で整形することが可能
なビーム整形光学系を提供することを目的とする。
のであり、入射光束を所望の倍率で整形することが可能
なビーム整形光学系を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、第１軸線に沿って平行光束が入
射する第１プリズムと、該第１プリズムからの平行光束
を前記第１軸線に平行な第２軸線に沿った平行光束に変
換して射出する第２プリズムとを備え、前記第１プリズ
ムに入射した平行光束を前記第１軸線および前記第２軸
線を含む面内において整形して前記第２プリズムから射
出するビーム整形光学系において、前記第１軸線および
前記第２軸線を含む面内において前記第１プリズムおよ
び前記第２プリズムをそれぞれ異なる方向に回転させる
ための回動手段と、前記第１軸線に平行な方向に沿って
前記第１プリズムと前記第２プリズムとを相対的に移動
させるための移動手段とを備え、前記前記第１プリズム
および前記第２プリズムの回転量に応じた倍率で、前記
第１プリズムに入射した平行光束を整形して前記第２プ
リズムから射出することを特徴とするビーム整形光学系
を提供する。
に、本発明においては、第１軸線に沿って平行光束が入
射する第１プリズムと、該第１プリズムからの平行光束
を前記第１軸線に平行な第２軸線に沿った平行光束に変
換して射出する第２プリズムとを備え、前記第１プリズ
ムに入射した平行光束を前記第１軸線および前記第２軸
線を含む面内において整形して前記第２プリズムから射
出するビーム整形光学系において、前記第１軸線および
前記第２軸線を含む面内において前記第１プリズムおよ
び前記第２プリズムをそれぞれ異なる方向に回転させる
ための回動手段と、前記第１軸線に平行な方向に沿って
前記第１プリズムと前記第２プリズムとを相対的に移動
させるための移動手段とを備え、前記前記第１プリズム
および前記第２プリズムの回転量に応じた倍率で、前記
第１プリズムに入射した平行光束を整形して前記第２プ
リズムから射出することを特徴とするビーム整形光学系
を提供する。
【０００７】本発明の好ましい態様によれば、前記第１
プリズムは、前記第１軸線に沿って固定であり、前記移
動手段は、前記第２軸線に沿って前記第２プリズムを移
動させ、前記回動手段は、前記第１プリズムに入射する
光束の中心線と前記第１プリズムから射出される光束の
中心線との交点がほぼ一定の位置を保持するように、前
記第１プリズムを回転させる。
プリズムは、前記第１軸線に沿って固定であり、前記移
動手段は、前記第２軸線に沿って前記第２プリズムを移
動させ、前記回動手段は、前記第１プリズムに入射する
光束の中心線と前記第１プリズムから射出される光束の
中心線との交点がほぼ一定の位置を保持するように、前
記第１プリズムを回転させる。
【０００８】また、本発明の別の局面によれば、上述の
本発明のビーム整形光学系と、前記ビーム整形光学系に
平行光束を供給するための光供給手段と、前記ビーム整
形光学系を介して整形された平行光束に基づいて、所定
のパターンが形成されたマスクを照明するための照明光
学系とを備え、前記マスクのパターン像を感光基板上に
形成することを特徴とする露光装置を提供する。
本発明のビーム整形光学系と、前記ビーム整形光学系に
平行光束を供給するための光供給手段と、前記ビーム整
形光学系を介して整形された平行光束に基づいて、所定
のパターンが形成されたマスクを照明するための照明光
学系とを備え、前記マスクのパターン像を感光基板上に
形成することを特徴とする露光装置を提供する。
【０００９】
【作用】図３は、プリズムの整形作用を説明する図であ
る。図３において、プリズム３１は屈折率ｎおよび頂角
σを有する。このプリズム３１の第１面３１ａに入射角
θ0 で幅がＤ1 の平行光束が入射すると、入射光束は第
１面３１ａで屈折され、第２面３１ｂを通過して、幅が
Ｄ2 の平行光束として射出される。このとき、以下の式
（１）に示す関係が成立するものとする。 sinθ0 ＝ｎ sinσ （１）
る。図３において、プリズム３１は屈折率ｎおよび頂角
σを有する。このプリズム３１の第１面３１ａに入射角
θ0 で幅がＤ1 の平行光束が入射すると、入射光束は第
１面３１ａで屈折され、第２面３１ｂを通過して、幅が
Ｄ2 の平行光束として射出される。このとき、以下の式
（１）に示す関係が成立するものとする。 sinθ0 ＝ｎ sinσ （１）
【００１０】この場合、第１面３１ａへの入射光束と第
２面３１ｂからの射出光束との図３の紙面内における幅
の比である倍率Ｍ0 は、次の式（２）で表される。 Ｍ0 ＝Ｄ2 ／Ｄ1 ＝ cosσ／ cosθ0 （２） したがって、上述の式（１）および（２）に基づいて、
プリズム３１の頂角σは次の式（３）で表される。 sin2σ＝（Ｍ0 2−１）／（ｎ2 Ｍ0 2−１） （３） なお、図３では、入射光束の中心軸線３２と射出光束の
中心軸線３３との交点をＣ0 で、入射光束と射出光束と
のなす角度すなわち偏角をε0 で示している。
２面３１ｂからの射出光束との図３の紙面内における幅
の比である倍率Ｍ0 は、次の式（２）で表される。 Ｍ0 ＝Ｄ2 ／Ｄ1 ＝ cosσ／ cosθ0 （２） したがって、上述の式（１）および（２）に基づいて、
プリズム３１の頂角σは次の式（３）で表される。 sin2σ＝（Ｍ0 2−１）／（ｎ2 Ｍ0 2−１） （３） なお、図３では、入射光束の中心軸線３２と射出光束の
中心軸線３３との交点をＣ0 で、入射光束と射出光束と
のなす角度すなわち偏角をε0 で示している。
【００１１】図４は、図３のプリズムを所定の角度だけ
回転させたときの様子を示す図である。なお、図４で
は、プリズムが所定の角度θだけ回転した状態と等価な
状態として入射光束の入射角が所定の角度θだけ変化し
た状態を示している。以下、図４を参照して、プリズム
３１を角度θだけ回転したときの倍率Ｍを求める。図４
において、プリズム３１の第１面３１ａ上の点Ｃ0 に向
けて入射角θ1 （θ1 ＝θ0 −θ）で軸線３４に沿って
光束を入射させると、第１面３１ａおよび第２面３１ｂ
で屈折された後、軸線３５に沿った光束として射出され
る。
回転させたときの様子を示す図である。なお、図４で
は、プリズムが所定の角度θだけ回転した状態と等価な
状態として入射光束の入射角が所定の角度θだけ変化し
た状態を示している。以下、図４を参照して、プリズム
３１を角度θだけ回転したときの倍率Ｍを求める。図４
において、プリズム３１の第１面３１ａ上の点Ｃ0 に向
けて入射角θ1 （θ1 ＝θ0 −θ）で軸線３４に沿って
光束を入射させると、第１面３１ａおよび第２面３１ｂ
で屈折された後、軸線３５に沿った光束として射出され
る。
【００１２】ここで、第１面３１ａにおける屈折角はθ
1'で、第２面３１ｂへの入射角はθ2 で、第２面３１ｂ
からの最終射出角はθ2'でそれぞれ示されている。スネ
ルの法則により、最終射出角θ2'は、次の式（４）で表
される。また、倍率Ｍは、次の式（５）で表される。
1'で、第２面３１ｂへの入射角はθ2 で、第２面３１ｂ
からの最終射出角はθ2'でそれぞれ示されている。スネ
ルの法則により、最終射出角θ2'は、次の式（４）で表
される。また、倍率Ｍは、次の式（５）で表される。
【数１】 sinθ2'＝ sin｛σ（ｎ2 −sin2θ1 ）1/2 ｝− cosσ sinθ1 （４） Ｍ＝（ cosθ1' cosθ2'）／（ cosθ1 cosθ2 ） ＝〔｛（ｎ2 −sin2θ1 ）（１−sin2θ2'）｝ ／｛（１−sin2θ1 ）（ｎ2 −sin2θ2'）｝〕1/2 （５）
【００１３】次に、プリズム３１を回転させるときの回
転中心について考えてみる。図４では、入射光束の中心
軸線３４が第１面３１ａと点Ｃ0 で交わるように入射し
ている。換言すれば、プリズム３１が点Ｃ0 を中心に回
転している。ところが、入射角がθ1 のとき、入射光束
の中心軸線３４と射出光束の中心軸線３５との交点はＣ
1 となり、見かけ上の屈折点Ｃ1 はプリズム３１の中に
存在することになる。すなわち、点Ｃ0 を中心としてプ
リズム３１を回転させると、見かけ上の屈折点が点Ｃ0
から点Ｃ1 に移動することになる。
転中心について考えてみる。図４では、入射光束の中心
軸線３４が第１面３１ａと点Ｃ0 で交わるように入射し
ている。換言すれば、プリズム３１が点Ｃ0 を中心に回
転している。ところが、入射角がθ1 のとき、入射光束
の中心軸線３４と射出光束の中心軸線３５との交点はＣ
1 となり、見かけ上の屈折点Ｃ1 はプリズム３１の中に
存在することになる。すなわち、点Ｃ0 を中心としてプ
リズム３１を回転させると、見かけ上の屈折点が点Ｃ0
から点Ｃ1 に移動することになる。
【００１４】本発明のように、一対のプリズムを互いに
逆向きに回転させて整形を行うようなビーム整形光学系
では、射出光束の中心軸線を一定に保持するために２つ
のプリズム間距離を変化させる必要がある。この距離の
所要変化量を求めようとするとき、プリズムの回転に伴
って見かけ上の屈折点が移動すると解析が非常に複雑に
なってしまう。そこで、角度θだけプリズムが回転して
も、回転前の屈折点Ｃ0 と回転後の屈折点Ｃ1 とが同じ
位置を保持するような回転軸線Ｏを中心としてプリズム
３１を回転するのが好ましい。以下、図５を参照して、
プリズム３１の回転軸線Ｏを求める。
逆向きに回転させて整形を行うようなビーム整形光学系
では、射出光束の中心軸線を一定に保持するために２つ
のプリズム間距離を変化させる必要がある。この距離の
所要変化量を求めようとするとき、プリズムの回転に伴
って見かけ上の屈折点が移動すると解析が非常に複雑に
なってしまう。そこで、角度θだけプリズムが回転して
も、回転前の屈折点Ｃ0 と回転後の屈折点Ｃ1 とが同じ
位置を保持するような回転軸線Ｏを中心としてプリズム
３１を回転するのが好ましい。以下、図５を参照して、
プリズム３１の回転軸線Ｏを求める。
【００１５】図５において、回転前のプリズム３１を実
線で、角度θだけ回転した後のプリズム３１を破線でそ
れぞれ示している。ここで、プリズム３１が角度θだけ
回転したときに点Ｃ0 が点Ｃ0'に点Ｃ1 が点Ｃ0 にそれ
ぞれ移動すれば、角度θだけプリズムが回転しても回転
前の屈折点Ｃ0 と回転後の屈折点Ｃ1 とが同じ位置を保
持することになる。なお、プリズム３１の回転角θは、
倍率Ｍが１になるときに最大回転角となる。そして、倍
率Ｍが１のとき、入射角は最小偏角を与える角度に等し
い。このとき、θ1 ＝θ2'、θ1'＝θ2 の関係が成り立
つ。
線で、角度θだけ回転した後のプリズム３１を破線でそ
れぞれ示している。ここで、プリズム３１が角度θだけ
回転したときに点Ｃ0 が点Ｃ0'に点Ｃ1 が点Ｃ0 にそれ
ぞれ移動すれば、角度θだけプリズムが回転しても回転
前の屈折点Ｃ0 と回転後の屈折点Ｃ1 とが同じ位置を保
持することになる。なお、プリズム３１の回転角θは、
倍率Ｍが１になるときに最大回転角となる。そして、倍
率Ｍが１のとき、入射角は最小偏角を与える角度に等し
い。このとき、θ1 ＝θ2'、θ1'＝θ2 の関係が成り立
つ。
【００１６】回転後の屈折点Ｃ1 は、中心軸線３４と頂
角σの２等分線との交点である。そこで、屈折点Ｃ0 を
通り且つ中心軸線３２に対して垂直な線を法線３６と
し、屈折点Ｃ0 を通り且つ中心軸線３４に対して垂直な
線を法線３７とする。そして、法線３６と法線３７との
なす角の２等分線を３８とする。また、屈折点Ｃ1 を通
り法線３７に平行な直線３９と線３８との交点をＣ2 と
する。なお、法線３７と線３９とは平行であるから、線
３８と線３９とのなす角はθ／２に等しい。そこで、線
３８上の点Ｃ2 と点Ｃ0 との中点Ｏを中心とする円４０
は、点Ｃ0 および点Ｃ1 を通ることになる。
角σの２等分線との交点である。そこで、屈折点Ｃ0 を
通り且つ中心軸線３２に対して垂直な線を法線３６と
し、屈折点Ｃ0 を通り且つ中心軸線３４に対して垂直な
線を法線３７とする。そして、法線３６と法線３７との
なす角の２等分線を３８とする。また、屈折点Ｃ1 を通
り法線３７に平行な直線３９と線３８との交点をＣ2 と
する。なお、法線３７と線３９とは平行であるから、線
３８と線３９とのなす角はθ／２に等しい。そこで、線
３８上の点Ｃ2 と点Ｃ0 との中点Ｏを中心とする円４０
は、点Ｃ0 および点Ｃ1 を通ることになる。
【００１７】点Ｏから点Ｃ0 および点Ｃ1 を見込む角度
は、円の定理からθに等しい。ゆえに、軸線Ｏを中心に
してプリズム３１を回転させれば、点Ｃ1 は点Ｃ0 の位
置に移動する。図６は、プリズムの回転軸線Ｏについて
さらに詳細に説明する図である。
は、円の定理からθに等しい。ゆえに、軸線Ｏを中心に
してプリズム３１を回転させれば、点Ｃ1 は点Ｃ0 の位
置に移動する。図６は、プリズムの回転軸線Ｏについて
さらに詳細に説明する図である。
【００１８】図６を参照すると、回転前のプリズム３１
が実線で、回転軸線Ｏを中心として角度θだけ回転させ
たプリズム３１が破線でそれぞれ示されている。回転前
の状態では、入射光束の中心軸線３２は点Ｃ0 において
プリズム３１の第１面３１ａに入射する。そして、第１
面３１ａで屈折され、第２面３１ｂを通過した後、中心
軸線３３に沿って第２面３１ｂから射出される。すなわ
ち、回転前のプリズム３１の偏角はε0 である。
が実線で、回転軸線Ｏを中心として角度θだけ回転させ
たプリズム３１が破線でそれぞれ示されている。回転前
の状態では、入射光束の中心軸線３２は点Ｃ0 において
プリズム３１の第１面３１ａに入射する。そして、第１
面３１ａで屈折され、第２面３１ｂを通過した後、中心
軸線３３に沿って第２面３１ｂから射出される。すなわ
ち、回転前のプリズム３１の偏角はε0 である。
【００１９】一方、回転軸線Ｏを中心として角度θだけ
プリズム３１を回転させた状態では、入射光束の中心軸
線３４は点Ｃ0'においてプリズム３１の第１面３１ａに
入射する。そして、第１面３１ａおよび第２面３１ｂで
それぞれ屈折された後、中心軸線３５に沿って第２面３
１ｂから射出される。すなわち、回転後のプリズム３１
の偏角はεである。したがって、回転前と回転後との偏
角の差は、Δε（Δε＝ε0 −ε）である。
プリズム３１を回転させた状態では、入射光束の中心軸
線３４は点Ｃ0'においてプリズム３１の第１面３１ａに
入射する。そして、第１面３１ａおよび第２面３１ｂで
それぞれ屈折された後、中心軸線３５に沿って第２面３
１ｂから射出される。すなわち、回転後のプリズム３１
の偏角はεである。したがって、回転前と回転後との偏
角の差は、Δε（Δε＝ε0 −ε）である。
【００２０】図６を参照して明らかなように、回転前の
状態における入射光束の中心軸線３２と射出光束の中心
軸線３３との交点も、回転後の状態における入射光束の
中心軸線３４と射出光束の中心軸線３５との交点も、と
もに点Ｃ0 となり全く同じ位置を保持する。こうして、
プリズム３１を回転させても、見かけ上の屈折点の位置
が移動しないような回転軸線Ｏが得られたことになる。
状態における入射光束の中心軸線３２と射出光束の中心
軸線３３との交点も、回転後の状態における入射光束の
中心軸線３４と射出光束の中心軸線３５との交点も、と
もに点Ｃ0 となり全く同じ位置を保持する。こうして、
プリズム３１を回転させても、見かけ上の屈折点の位置
が移動しないような回転軸線Ｏが得られたことになる。
【００２１】次に、図７を参照して、一対のプリズムを
組み合わせた本発明のビーム整形光学系における整形作
用について説明する。図７の光学系は、第１軸線１に沿
って平行光束（図中実線）が入射する第１プリズム２を
有する。第１プリズム２に入射した光は、第１面２ａで
屈折され第２面２ｂを通過した後、第２プリズム３に入
射する。第２プリズム３に入射した光は、第１面３ａで
屈折され第２面３ｂを通過した後、第１軸線１と平行で
且つ距離Ｈ（偏心量）だけ間隔を隔てた第２軸線４に沿
った平行光束として射出される。こうして、図７の紙面
内においてＤ1 の幅を有する入射光束が、Ｄ2 の幅を有
する射出光束に整形される。
組み合わせた本発明のビーム整形光学系における整形作
用について説明する。図７の光学系は、第１軸線１に沿
って平行光束（図中実線）が入射する第１プリズム２を
有する。第１プリズム２に入射した光は、第１面２ａで
屈折され第２面２ｂを通過した後、第２プリズム３に入
射する。第２プリズム３に入射した光は、第１面３ａで
屈折され第２面３ｂを通過した後、第１軸線１と平行で
且つ距離Ｈ（偏心量）だけ間隔を隔てた第２軸線４に沿
った平行光束として射出される。こうして、図７の紙面
内においてＤ1 の幅を有する入射光束が、Ｄ2 の幅を有
する射出光束に整形される。
【００２２】ここで、回転軸線Ｏ1 を中心として図中反
時計周りに角度θだけ第１プリズム２を回転させる。回
転後の第１プリズム２’を、図中破線で示す。また、第
２プリズム３を第２軸線４に沿って図中左側に距離Ｓだ
け移動させた後、回転軸線Ｏ2 を中心として図中時計周
りに角度θだけ回転させ、さらに偏角の差Δεだけ図中
反時計周りに回転させる。移動および回転の後の第２プ
リズム３’を図中実線で示す。なお、第２プリズム３
を、移動の後に回転しても、回転の後に移動してもよ
い。
時計周りに角度θだけ第１プリズム２を回転させる。回
転後の第１プリズム２’を、図中破線で示す。また、第
２プリズム３を第２軸線４に沿って図中左側に距離Ｓだ
け移動させた後、回転軸線Ｏ2 を中心として図中時計周
りに角度θだけ回転させ、さらに偏角の差Δεだけ図中
反時計周りに回転させる。移動および回転の後の第２プ
リズム３’を図中実線で示す。なお、第２プリズム３
を、移動の後に回転しても、回転の後に移動してもよ
い。
【００２３】こうして、回転後の第１プリズム２’に第
１軸線１に沿って入射した光は、第１面２ａおよび第２
面２ｂで屈折された後、移動および回転の後の第２プリ
ズム３’に入射する。第２プリズム３’に入射した光
は、第１面３ａおよび第２面３ｂで屈折された後、第２
軸線４に沿った平行光束として射出される。この場合、
図７の紙面内においてＤ1 の幅を有する入射光束が、Ｄ
3 の幅を有する射出光束に整形される。このように、射
出光束の中心軸線を変化させることなく、一対のプリズ
ム２および３の回転量に応じて、整形の倍率を変化させ
ることができる。
１軸線１に沿って入射した光は、第１面２ａおよび第２
面２ｂで屈折された後、移動および回転の後の第２プリ
ズム３’に入射する。第２プリズム３’に入射した光
は、第１面３ａおよび第２面３ｂで屈折された後、第２
軸線４に沿った平行光束として射出される。この場合、
図７の紙面内においてＤ1 の幅を有する入射光束が、Ｄ
3 の幅を有する射出光束に整形される。このように、射
出光束の中心軸線を変化させることなく、一対のプリズ
ム２および３の回転量に応じて、整形の倍率を変化させ
ることができる。
【００２４】図７において、第２プリズム３からの射出
光束の中心軸線が回転前においても回転後においても第
２軸線４と一致するために必要な第２プリズム３の所要
移動量Ｓは、次の式（６）で表される。 Ｓ＝（Ｈ／ tanε）−（Ｈ／ tanε0 ） （６） ただし、次の式（７）乃至（９）に示す関係が成立す
る。 ε＝θ1 ＋θ2'−σ （７） ε0 ＝θ0 −σ （８） θ1 ＝θ0 −θ （９）
光束の中心軸線が回転前においても回転後においても第
２軸線４と一致するために必要な第２プリズム３の所要
移動量Ｓは、次の式（６）で表される。 Ｓ＝（Ｈ／ tanε）−（Ｈ／ tanε0 ） （６） ただし、次の式（７）乃至（９）に示す関係が成立す
る。 ε＝θ1 ＋θ2'−σ （７） ε0 ＝θ0 −σ （８） θ1 ＝θ0 −θ （９）
【００２５】つまり、図７において、回転前の第１プリ
ズム２には、図中右側の移動前の第２プリズム３が対応
する。そして、回転軸線Ｏ1 を中心として図中反時計周
りに角度θだけ第１プリズム２を回転させると、第２プ
リズム２は図中左側に距離Ｓだけ第２軸線４に沿って移
動し、回転軸線Ｏ2 を中心として図中時計周りに角度θ
12だけ回転される。この角度θ12は、次の式（10）で表
される。 θ12＝θ−（ε0 −ε） （10） こうして、本発明のビーム整形光学系では、偏心量Ｈを
一定に保ちつつプリズムの回転量に応じて整形倍率を任
意に変化させることができる。
ズム２には、図中右側の移動前の第２プリズム３が対応
する。そして、回転軸線Ｏ1 を中心として図中反時計周
りに角度θだけ第１プリズム２を回転させると、第２プ
リズム２は図中左側に距離Ｓだけ第２軸線４に沿って移
動し、回転軸線Ｏ2 を中心として図中時計周りに角度θ
12だけ回転される。この角度θ12は、次の式（10）で表
される。 θ12＝θ−（ε0 −ε） （10） こうして、本発明のビーム整形光学系では、偏心量Ｈを
一定に保ちつつプリズムの回転量に応じて整形倍率を任
意に変化させることができる。
【００２６】
【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の実施例にかかるビーム整形光学
系の構成を概略的に示す図である。図示のビーム整形光
学系は、第１軸線１に沿って平行光束が入射する第１プ
リズム２を有する。第１プリズム２に入射した光は、第
１面２ａで屈折され第２面２ｂを通過した後、第２プリ
ズム３に入射する。第２プリズム３に入射した光は、第
１面３ａで屈折され第２面３ｂを通過した後、第１軸線
１と平行で且つ距離Ｈ（偏心量）だけ間隔を隔てた第２
軸線４に沿った平行光束として射出される。こうして、
図１の紙面内においてＤ1 の幅を有する入射光束が、Ｄ
2 の幅を有する射出光束に整形される。
する。図１は、本発明の実施例にかかるビーム整形光学
系の構成を概略的に示す図である。図示のビーム整形光
学系は、第１軸線１に沿って平行光束が入射する第１プ
リズム２を有する。第１プリズム２に入射した光は、第
１面２ａで屈折され第２面２ｂを通過した後、第２プリ
ズム３に入射する。第２プリズム３に入射した光は、第
１面３ａで屈折され第２面３ｂを通過した後、第１軸線
１と平行で且つ距離Ｈ（偏心量）だけ間隔を隔てた第２
軸線４に沿った平行光束として射出される。こうして、
図１の紙面内においてＤ1 の幅を有する入射光束が、Ｄ
2 の幅を有する射出光束に整形される。
【００２７】第１プリズム２は、その回転軸線Ｏ1 を中
心として図示を省略した駆動手段によって回転駆動され
るようになった第１回転台５の上に支持されている。し
たがって、第１回転台５を適宜回転駆動することによ
り、回転軸線Ｏ1 を中心として第１プリズム２を所要角
度だけ回転させることができる。
心として図示を省略した駆動手段によって回転駆動され
るようになった第１回転台５の上に支持されている。し
たがって、第１回転台５を適宜回転駆動することによ
り、回転軸線Ｏ1 を中心として第１プリズム２を所要角
度だけ回転させることができる。
【００２８】一方、第２プリズム３は、その回転軸線Ｏ
2 を中心として図示を省略した駆動手段によって回転駆
動されるようになった第２回転台６の上に支持されてい
る。第２回転台６は、ステージ７上において第２軸線４
に沿って滑動自在に支持されている。したがって、第２
回転台６を適宜回転駆動することにより回転軸線Ｏ2を
中心として第２プリズム３を所要角度だけ回転させるこ
とができるとともに、第２回転台６を第２軸線４に沿っ
て適宜駆動することにより第２プリズム３を第２軸線４
に沿って所要距離だけ移動させることができる。なお、
後述するように、第２プリズム３からの射出光束の傾き
および位置ずれを補正することができるように、ステー
ジ７は図１の紙面内において二次元的に微動可能に構成
されている。
2 を中心として図示を省略した駆動手段によって回転駆
動されるようになった第２回転台６の上に支持されてい
る。第２回転台６は、ステージ７上において第２軸線４
に沿って滑動自在に支持されている。したがって、第２
回転台６を適宜回転駆動することにより回転軸線Ｏ2を
中心として第２プリズム３を所要角度だけ回転させるこ
とができるとともに、第２回転台６を第２軸線４に沿っ
て適宜駆動することにより第２プリズム３を第２軸線４
に沿って所要距離だけ移動させることができる。なお、
後述するように、第２プリズム３からの射出光束の傾き
および位置ずれを補正することができるように、ステー
ジ７は図１の紙面内において二次元的に微動可能に構成
されている。
【００２９】ここで、回転軸線Ｏ1 を中心として図中反
時計周りに角度θだけ第１プリズム２を回転させる。そ
して、図中破線で示すように、回転移動された第１プリ
ズム２’を得る。また、第２プリズム３を第２軸線４に
沿って図中左側に距離Ｓだけ移動させた後、回転軸線Ｏ
2 を中心として図中時計周りに角度θ12（θ12＝θ−Δ
ε）だけ回転させる。そして、図中実線で示すように、
移動および回転の後の第２プリズム３’を得る。なお、
第２プリズム３を、移動の後に回転しても、回転の後に
移動してもよいことはすでに述べた通りである。
時計周りに角度θだけ第１プリズム２を回転させる。そ
して、図中破線で示すように、回転移動された第１プリ
ズム２’を得る。また、第２プリズム３を第２軸線４に
沿って図中左側に距離Ｓだけ移動させた後、回転軸線Ｏ
2 を中心として図中時計周りに角度θ12（θ12＝θ−Δ
ε）だけ回転させる。そして、図中実線で示すように、
移動および回転の後の第２プリズム３’を得る。なお、
第２プリズム３を、移動の後に回転しても、回転の後に
移動してもよいことはすでに述べた通りである。
【００３０】こうして、回転後の第１プリズム２’に第
１軸線１に沿って入射した光は、第１面２ａおよび第２
面２ｂで屈折された後、移動および回転の後の第２プリ
ズム３’に入射する。第２プリズム３’に入射した光
は、第１面３ａおよび第２面３ｂで屈折された後、第２
軸線４に沿った平行光束として射出される。この場合、
図１の紙面内においてＤ1 の幅を有する入射光束が、Ｄ
3 の幅を有する射出光束に整形される。このように、射
出光束の中心軸線を変化させることなく、一対のプリズ
ム２および３の回転量に応じて、整形の倍率を変化させ
ることができる。
１軸線１に沿って入射した光は、第１面２ａおよび第２
面２ｂで屈折された後、移動および回転の後の第２プリ
ズム３’に入射する。第２プリズム３’に入射した光
は、第１面３ａおよび第２面３ｂで屈折された後、第２
軸線４に沿った平行光束として射出される。この場合、
図１の紙面内においてＤ1 の幅を有する入射光束が、Ｄ
3 の幅を有する射出光束に整形される。このように、射
出光束の中心軸線を変化させることなく、一対のプリズ
ム２および３の回転量に応じて、整形の倍率を変化させ
ることができる。
【００３１】以下、具体的な数値例にしたがって、各プ
リズムの回転角と第２プリズムの所要移動量との関係等
を求めてみる。第１プリズム２および第２プリズム３の
屈折率ｎをともに１．５とし、各プリズムの基準倍率Ｍ
0 を２とすると、式（３）に基づいて各プリズムの頂角
σは３７．７６°となる。また、式（１）より、回転前
の基準状態における第１面２ａへの入射角θ0 は６６．
７１°となり、式（８）より基準状態における偏角ε0
は２８．９５°となる。
リズムの回転角と第２プリズムの所要移動量との関係等
を求めてみる。第１プリズム２および第２プリズム３の
屈折率ｎをともに１．５とし、各プリズムの基準倍率Ｍ
0 を２とすると、式（３）に基づいて各プリズムの頂角
σは３７．７６°となる。また、式（１）より、回転前
の基準状態における第１面２ａへの入射角θ0 は６６．
７１°となり、式（８）より基準状態における偏角ε0
は２８．９５°となる。
【００３２】この場合、第１プリズム２の回転角θと各
プリズムの倍率Ｍの二乗との関係を図８に示す。また、
第１プリズム２の回転角θと第２プリズム２の回転角θ
12との関係を図９に示す。さらに、偏心量Ｈ＝２０ｍｍ
として、第１プリズム２の回転角θと第２プリズム３の
所要移動量Ｓとの関係を図１０に示す。
プリズムの倍率Ｍの二乗との関係を図８に示す。また、
第１プリズム２の回転角θと第２プリズム２の回転角θ
12との関係を図９に示す。さらに、偏心量Ｈ＝２０ｍｍ
として、第１プリズム２の回転角θと第２プリズム３の
所要移動量Ｓとの関係を図１０に示す。
【００３３】また、図１のビーム整形光学系は、第１プ
リズム２への入射光束光路中に配置されたハーフミラー
８を備えている。ハーフミラー８で反射された光は、た
とえば二次元ＣＣＤからなる二次元撮像素子９の撮像面
に達する。こうして、二次元撮像素子９において第１プ
リズム２への入射光束の断面形状を検出することができ
る。二次元ＣＣＤ９の出力は、制御系１０に入力され
る。
リズム２への入射光束光路中に配置されたハーフミラー
８を備えている。ハーフミラー８で反射された光は、た
とえば二次元ＣＣＤからなる二次元撮像素子９の撮像面
に達する。こうして、二次元撮像素子９において第１プ
リズム２への入射光束の断面形状を検出することができ
る。二次元ＣＣＤ９の出力は、制御系１０に入力され
る。
【００３４】さらに、図１のビーム整形光学系は、第２
プリズム３からの射出光束光路中に配置されたハーフミ
ラー１１を備えている。ハーフミラー１１で反射された
光は、もう１つのハーフミラー１２に入射する。ハーフ
ミラー１２で反射された光は、たとえば二次元ＣＣＤか
らなる二次元撮像素子１３の撮像面に達する。こうし
て、二次元撮像素子１３において第２プリズム３からの
射出光束の断面形状を検出することができる。二次元Ｃ
ＣＤ１３の出力は、制御系１０に入力される。
プリズム３からの射出光束光路中に配置されたハーフミ
ラー１１を備えている。ハーフミラー１１で反射された
光は、もう１つのハーフミラー１２に入射する。ハーフ
ミラー１２で反射された光は、たとえば二次元ＣＣＤか
らなる二次元撮像素子１３の撮像面に達する。こうし
て、二次元撮像素子１３において第２プリズム３からの
射出光束の断面形状を検出することができる。二次元Ｃ
ＣＤ１３の出力は、制御系１０に入力される。
【００３５】一方、ハーフミラー１２を透過した光は、
さらにもう１つのハーフミラー１４に入射する。ハーフ
ミラー１４で反射された光は、集光レンズ１５を介して
４分割ディテクタ１６上に結像する。こうして、４分割
ディテクタ１６では、４つの分割領域のうち対角領域の
差分信号をとることにより、第２プリズム３からの射出
光束の中心軸線の第２軸線４に対する傾きを検出するこ
とができる。４分割ディテクタ１６の出力も、制御系１
０に入力される。
さらにもう１つのハーフミラー１４に入射する。ハーフ
ミラー１４で反射された光は、集光レンズ１５を介して
４分割ディテクタ１６上に結像する。こうして、４分割
ディテクタ１６では、４つの分割領域のうち対角領域の
差分信号をとることにより、第２プリズム３からの射出
光束の中心軸線の第２軸線４に対する傾きを検出するこ
とができる。４分割ディテクタ１６の出力も、制御系１
０に入力される。
【００３６】ハーフミラー１４を透過した光は、平行光
束のまま４分割ディテクタ１７上に導かれる。こうし
て、４分割ディテクタ１７において、第２プリズム３か
らの射出光束の中心軸線の第２軸線４に対する位置ずれ
を検出することができる。４分割ディテクタ１７の出力
も、制御系１０に入力される。
束のまま４分割ディテクタ１７上に導かれる。こうし
て、４分割ディテクタ１７において、第２プリズム３か
らの射出光束の中心軸線の第２軸線４に対する位置ずれ
を検出することができる。４分割ディテクタ１７の出力
も、制御系１０に入力される。
【００３７】このように、制御系１０には、第１プリズ
ム２への入射光束の断面形状、第２プリズム３からの射
出光束の断面形状、第２プリズム３からの射出光束の中
心軸線の第２軸線４に対する傾き、および第２プリズム
３からの射出光束の中心軸線の第２軸線４に対する位置
ずれに関する情報が、各センサ手段を介して入力され
る。こうして、制御系１０は、入力された情報に基づい
て第２回転台６およびステージ７を適宜駆動し、第２プ
リズム３からの射出光束が所望の断面形状に整形され且
つ第２軸線４に沿って射出されるように補正制御する。
ム２への入射光束の断面形状、第２プリズム３からの射
出光束の断面形状、第２プリズム３からの射出光束の中
心軸線の第２軸線４に対する傾き、および第２プリズム
３からの射出光束の中心軸線の第２軸線４に対する位置
ずれに関する情報が、各センサ手段を介して入力され
る。こうして、制御系１０は、入力された情報に基づい
て第２回転台６およびステージ７を適宜駆動し、第２プ
リズム３からの射出光束が所望の断面形状に整形され且
つ第２軸線４に沿って射出されるように補正制御する。
【００３８】なお、ハーフミラー８および１１は、光の
大部分を透過し、たとえば数パーセントの光だけを反射
するような光学特性を有する。したがって、ハーフミラ
ー８および１１では、薄膜を蒸着しないノーコート面で
反射面を形成することにより、エネルギー照射による反
射光の変動を低減することができる。一方、ハーフミラ
ー１２はたとえば１／３の光を反射するように、ハーフ
ミラー１４はほぼ５０：５０の分割率を有するように構
成すれば、ハーフミラー１１によって取り出された光
を、３つのセンサ手段１３、１６および１７に等分に分
割することができる。
大部分を透過し、たとえば数パーセントの光だけを反射
するような光学特性を有する。したがって、ハーフミラ
ー８および１１では、薄膜を蒸着しないノーコート面で
反射面を形成することにより、エネルギー照射による反
射光の変動を低減することができる。一方、ハーフミラ
ー１２はたとえば１／３の光を反射するように、ハーフ
ミラー１４はほぼ５０：５０の分割率を有するように構
成すれば、ハーフミラー１１によって取り出された光
を、３つのセンサ手段１３、１６および１７に等分に分
割することができる。
【００３９】なお、たとえばエキシマレーザーからの光
束を小さな倍率で整形するような場合、第２プリズム３
からの射出光束は縦横の光束径の差の大きい矩形状の光
束となる。この場合、ハーフミラー１２とハーフミラー
１４との間の光路中に、アフォーカルのシリンダーエキ
スパンダーレンズを介在させるのが好ましい。シリンダ
ーエキスパンダーレンズは、図１の紙面内に曲率を有す
るシリンドリカルレンズを組み合わせて構成することが
できる。こうして、一方向のみの倍率を変えて縦横の光
束径の差のない正方形の光束に整形することによって、
４分割ディテクタ１６および１７において光束を精度良
く検出することができる。
束を小さな倍率で整形するような場合、第２プリズム３
からの射出光束は縦横の光束径の差の大きい矩形状の光
束となる。この場合、ハーフミラー１２とハーフミラー
１４との間の光路中に、アフォーカルのシリンダーエキ
スパンダーレンズを介在させるのが好ましい。シリンダ
ーエキスパンダーレンズは、図１の紙面内に曲率を有す
るシリンドリカルレンズを組み合わせて構成することが
できる。こうして、一方向のみの倍率を変えて縦横の光
束径の差のない正方形の光束に整形することによって、
４分割ディテクタ１６および１７において光束を精度良
く検出することができる。
【００４０】図２は、本発明のビーム整形光学系を組み
込んだ本発明の実施例にかかる露光装置の構成を概略的
に示す図である。なお、図２において、（ａ）および
（ｂ）はそれぞれ光軸を含む２つの直交面における構成
を示している。図２の露光装置は、たとえばエキシマレ
ーザーのような光源手段２１を備えている。光源手段２
１から供給された矩形状の平行光束は、一対のプリズム
からなるビーム整形光学系２２により整形された後、第
１フライアイレンズ２３に入射する。
込んだ本発明の実施例にかかる露光装置の構成を概略的
に示す図である。なお、図２において、（ａ）および
（ｂ）はそれぞれ光軸を含む２つの直交面における構成
を示している。図２の露光装置は、たとえばエキシマレ
ーザーのような光源手段２１を備えている。光源手段２
１から供給された矩形状の平行光束は、一対のプリズム
からなるビーム整形光学系２２により整形された後、第
１フライアイレンズ２３に入射する。
【００４１】第１フライアイレンズ２３に入射した光束
は、第１フライアイレンズ２３を構成する複数のレンズ
エレメントにより二次元的に分割され、第１フライアイ
レンズ２３の後側焦点位置に複数の二次光源像を形成す
る。複数の二次光源像からの光束は、一対のレンズから
なる集光光学系２４により集光された後、第２フライア
イレンズ２５を重畳的に照明する。第２フライアイレン
ズ２５に入射した光束は、第２フライアイレンズ２５を
構成する複数のレンズエレメントにより二次元的に分割
され、第２フライアイレンズ２５の後側焦点位置に複数
の光源像を形成する。
は、第１フライアイレンズ２３を構成する複数のレンズ
エレメントにより二次元的に分割され、第１フライアイ
レンズ２３の後側焦点位置に複数の二次光源像を形成す
る。複数の二次光源像からの光束は、一対のレンズから
なる集光光学系２４により集光された後、第２フライア
イレンズ２５を重畳的に照明する。第２フライアイレン
ズ２５に入射した光束は、第２フライアイレンズ２５を
構成する複数のレンズエレメントにより二次元的に分割
され、第２フライアイレンズ２５の後側焦点位置に複数
の光源像を形成する。
【００４２】複数の光源像からの光束は、コンデンサー
レンズ２６により集光され、マスク２７を重畳的に照明
する。マスク２７を透過した光束は、投影光学系２８を
介して、その像面に位置決めされたウエハ２９に達す
る。こうして、感光基板であるウエハ２９上には、マス
ク２７のパターンが転写される。図２の露光装置では、
ビーム整形光学系２２により、エキシマレーザーからの
矩形状光束を第１フライアイレンズ２３の断面形状に合
致した矩形状に随時整形することができる。したがっ
て、エキシマレーザーからの光束形状が変動しても、エ
キシマレーザーを他の光源と交換して光束形状が変化し
ても、ビーム整形光学系２２により随時整形して、第１
フライアイレンズ２３の入射面における光量損失を最小
限に抑えることができる。
レンズ２６により集光され、マスク２７を重畳的に照明
する。マスク２７を透過した光束は、投影光学系２８を
介して、その像面に位置決めされたウエハ２９に達す
る。こうして、感光基板であるウエハ２９上には、マス
ク２７のパターンが転写される。図２の露光装置では、
ビーム整形光学系２２により、エキシマレーザーからの
矩形状光束を第１フライアイレンズ２３の断面形状に合
致した矩形状に随時整形することができる。したがっ
て、エキシマレーザーからの光束形状が変動しても、エ
キシマレーザーを他の光源と交換して光束形状が変化し
ても、ビーム整形光学系２２により随時整形して、第１
フライアイレンズ２３の入射面における光量損失を最小
限に抑えることができる。
【００４３】なお、上述の実施例では、本発明のビーム
整形光学系を縮小倍率系として使用した例を示したが、
光束の入射方向を逆にすることにより本発明のビーム整
形光学系を拡大倍率系として使用することもできる。ま
た、上述の実施例では、第２プリズムを第２軸線に沿っ
て移動させている例を示したが、第１プリズムを第１軸
線に沿って移動させても、あるいは双方のプリズムを移
動させてもよい。
整形光学系を縮小倍率系として使用した例を示したが、
光束の入射方向を逆にすることにより本発明のビーム整
形光学系を拡大倍率系として使用することもできる。ま
た、上述の実施例では、第２プリズムを第２軸線に沿っ
て移動させている例を示したが、第１プリズムを第１軸
線に沿って移動させても、あるいは双方のプリズムを移
動させてもよい。
【００４４】さらに、上述の実施例では、エキシマレー
ザーを光源とする露光装置に本発明のビーム整形光学系
を組み込んだ例を示したが、他の光源を用いた露光装置
に本発明のビーム整形光学系を組み込むこともできる。
なお、エキシマレーザーのような紫外線を発する光源を
用いる場合には、紫外線に対して安定した光学特性を有
する光学材料、たとえば石英ガラスや蛍石で一対のプリ
ズムを構成することが好ましい。
ザーを光源とする露光装置に本発明のビーム整形光学系
を組み込んだ例を示したが、他の光源を用いた露光装置
に本発明のビーム整形光学系を組み込むこともできる。
なお、エキシマレーザーのような紫外線を発する光源を
用いる場合には、紫外線に対して安定した光学特性を有
する光学材料、たとえば石英ガラスや蛍石で一対のプリ
ズムを構成することが好ましい。
【００４５】
【効果】以上説明したように、本発明のビーム整形光学
系では、一対のプリズムを互いに逆の方向に回転させる
ことにより、入射した平行光束を回転量に応じた倍率で
整形することができる。すなわち、一対のプリズムから
なる本発明のビーム整形光学系により、入射光束を所望
の倍率で整形することが可能である。したがって、本発
明のビーム整形光学系をたとえば露光装置の照明光学系
に組み込んだ場合、光源からの光束の形状が変動して
も、フライアイレンズの入射面における光量損失を最小
限に抑えることができる。
系では、一対のプリズムを互いに逆の方向に回転させる
ことにより、入射した平行光束を回転量に応じた倍率で
整形することができる。すなわち、一対のプリズムから
なる本発明のビーム整形光学系により、入射光束を所望
の倍率で整形することが可能である。したがって、本発
明のビーム整形光学系をたとえば露光装置の照明光学系
に組み込んだ場合、光源からの光束の形状が変動して
も、フライアイレンズの入射面における光量損失を最小
限に抑えることができる。
【図１】本発明の実施例にかかるビーム整形光学系の構
成を概略的に示す図である。
成を概略的に示す図である。
【図２】本発明のビーム整形光学系を組み込んだ本発明
の実施例にかかる露光装置の構成を概略的に示す図であ
る。
の実施例にかかる露光装置の構成を概略的に示す図であ
る。
【図３】プリズムの整形作用を説明する図である。
【図４】図３のプリズムを所定の角度だけ回転させたと
きの様子を示す図である。
きの様子を示す図である。
【図５】図４におけるプリズムの回転軸線を説明する図
である。
である。
【図６】プリズムの回転軸線についてさらに詳細に説明
する図である。
する図である。
【図７】一対のプリズムを組み合わせた本発明のビーム
整形光学系における整形作用について説明する図であ
る。
整形光学系における整形作用について説明する図であ
る。
【図８】図７における、第１プリズム２の回転角θと各
プリズムの倍率Ｍの二乗との関係示す図である。
プリズムの倍率Ｍの二乗との関係示す図である。
【図９】図７における、第１プリズム２の回転角θと第
２プリズム２の回転角θ12との関係を示す図である。
２プリズム２の回転角θ12との関係を示す図である。
【図１０】図７において偏心量Ｈ＝２０ｍｍとして、第
１プリズム２の回転角θと第２プリズム３の所要移動量
Ｓとの関係を示す図である。
１プリズム２の回転角θと第２プリズム３の所要移動量
Ｓとの関係を示す図である。
【図１１】一対の三角プリズムからなる従来のビーム整
形光学系の構成を概略的に示す図である。
形光学系の構成を概略的に示す図である。
１ 第１軸線 ２ 第１プリズム ３ 第２プリズム ４ 第２軸線 ５ 第１回転台 ６ 第２回転台 ７ ステージ ８ ハーフミラー ９ 二次元ＣＣＤ １０ 制御系 １１ ハーフミラー １３ 二次元ＣＣＤ １６ ４分割ディテクタ １７ ４分割ディテクタ Ｈ 偏心量 Ｓ 第２プリズムの移動量
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６Ａ
Claims (6)
- 【請求項１】 第１軸線に沿って平行光束が入射する第
１プリズムと、該第１プリズムからの平行光束を前記第
１軸線に平行な第２軸線に沿った平行光束に変換して射
出する第２プリズムとを備え、前記第１プリズムに入射
した平行光束を前記第１軸線および前記第２軸線を含む
面内において整形して前記第２プリズムから射出するビ
ーム整形光学系において、 前記第１軸線および前記第２軸線を含む面内において前
記第１プリズムおよび前記第２プリズムをそれぞれ異な
る方向に回転させるための回動手段と、 前記第１軸線に平行な方向に沿って前記第１プリズムと
前記第２プリズムとを相対的に移動させるための移動手
段とを備え、 前記前記第１プリズムおよび前記第２プリズムの回転量
に応じた倍率で、前記第１プリズムに入射した平行光束
を整形して前記第２プリズムから射出することを特徴と
するビーム整形光学系。 - 【請求項２】 前記第１プリズムは、前記第１軸線に沿
って固定であり、 前記移動手段は、前記第２軸線に沿って前記第２プリズ
ムを移動させ、 前記回動手段は、前記第１プリズムに入射する光束の中
心線と前記第１プリズムから射出される光束の中心線と
の交点がほぼ一定の位置を保持するように、前記第１プ
リズムを回転させることを特徴とする請求項１に記載の
ビーム整形光学系。 - 【請求項３】 前記第２プリズムから射出された光束を
検出するための光検出手段と、 前記光検出手段の出力に基づいて、前記回動手段および
前記移動手段を制御するための制御手段とをさらに備え
ていることを特徴とする請求項１または２に記載のビー
ム整形光学系。 - 【請求項４】 前記光検出手段は、 前記第２プリズムから射出された光束の断面形状を検出
するための断面形状検出手段と、 前記第２プリズムから射出された光束の中心線の前記第
２軸線に対する傾きを検出するための傾き検出手段と、 前記第２プリズムから射出された光束の中心線の前記第
２軸線に対する位置ずれを検出するための位置ずれ検出
手段とを有し、 前記制御手段は、前記回動手段および前記移動手段を駆
動制御して、前記第２プリズムから射出された光束の断
面形状、傾きおよび位置ずれを補正することを特徴とす
る請求項３に記載のビーム整形光学系。 - 【請求項５】 前記第１プリズムに入射する光束を検出
するための第２光検出手段をさらに備え、 前記制御手段は、前記第２光検出手段の出力に基づい
て、前記回動手段および前記移動手段を制御することを
特徴とする請求項３または４に記載のビーム整形光学
系。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
ビーム整形光学系と、 前記ビーム整形光学系に平行光束を供給するための光供
給手段と、 前記ビーム整形光学系を介して整形された平行光束に基
づいて、所定のパターンが形成されたマスクを照明する
ための照明光学系とを備え、 前記マスクのパターン像を感光基板上に形成することを
特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7112379A JPH08286145A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | ビーム整形光学系および該ビーム整形光学系を備えた露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7112379A JPH08286145A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | ビーム整形光学系および該ビーム整形光学系を備えた露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08286145A true JPH08286145A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=14585210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7112379A Pending JPH08286145A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | ビーム整形光学系および該ビーム整形光学系を備えた露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08286145A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001009660A3 (en) * | 1999-07-30 | 2001-11-08 | Etec Systems Inc | Counter-rotating anamorphic prism assembly with variable spacing |
| EP3345713B1 (de) * | 2017-01-05 | 2023-06-21 | Robert Bosch GmbH | Verfahren und vorrichtung zur prozessorientierten strahlformanpassung und strahlorientierung |
-
1995
- 1995-04-13 JP JP7112379A patent/JPH08286145A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001009660A3 (en) * | 1999-07-30 | 2001-11-08 | Etec Systems Inc | Counter-rotating anamorphic prism assembly with variable spacing |
| US6429982B2 (en) | 1999-07-30 | 2002-08-06 | Applied Materials, Inc. | Counter-rotating anamorphic prism assembly with variable spacing |
| EP3345713B1 (de) * | 2017-01-05 | 2023-06-21 | Robert Bosch GmbH | Verfahren und vorrichtung zur prozessorientierten strahlformanpassung und strahlorientierung |
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