JPH10104546A - オプティカルインテグレータおよび該オプティカルインテグレータを備えた照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断面形状および長さの異なるレンズエレメン
トから構成された照明効率の高いオプティカルインテグ
レータ。 【解決手段】 多数のレンズエレメントからなり、入射
光束を分割して多数のレンズエレメントと同数の光源像
を形成するためのオプティカルインテグレータにおい
て、多数のレンズエレメントの長さは実質的に不均一で
あり、多数のレンズエレメントのうち少なくとも長さの
短いレンズエレメント（２０）の入射側には、各レンズ
エレメントに入射すべき光束を各レンズエレメントの入
射面まで伝搬させるための光導波路（２１）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は照明装置に関し、特
に半導体集積回路の製造において使用される投影露光装
置に好適な照明装置、およびこの種の照明装置に用いら
れるフライアイレンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば半導体素子をフォトリソグラフ
ィ工程で製造する際に、マスクに形成されたパターンを
ウエハのような感光基板に転写する投影露光装置が使用
されている。この種の投影露光装置は、フライアイレン
ズのようなオプティカルインテグレータを介して二次光
源を形成し、二次光源からの光束を集光してマスクを重
畳的に照明する照明装置を備えている。

【０００３】ところで、フライアイレンズとは、以下の
特徴を有する光学素子である。第１に、フライアイレン
ズでは、光束を効率良く整形して任意の断面形状（通常
は矩形断面）を有する光束に変換することが可能であ
る。視野絞りにより光束を整形する場合、視野絞りの開
口部の外側に入射した光線は遮られ、照明に寄与するこ
とがない。フライアイレンズでは、構成する個々のレン
ズエレメントの入射面開口が視野絞りとなるが、１つの
レンズエレメントの外側に入射した光線は必ずしも遮ら
れることなく隣接するレンズエレメントに入射して照明
に寄与することになる。したがって、フライアイレンズ
では、光束の整形に際して光量損失が少ない。

【０００４】第２に、フライアイレンズでは、疑似面光
源を効率良く形成することが可能である。レーザー光源
のような点光源からの光に基づいて面光源を形成するに
は、たとえば曇りガラスに光束を入射させる方法も考え
られる。しかしながら、この場合、曇りガラスに入射し
た光束が四方八方に飛び散ってしまう。このため、コン
デンサーレンズを用いてすべての光束を被照明物体上に
集めることは不可能であり、照明の効率が悪い。上述し
たように、フライアイレンズは視野絞り的な性質を併せ
持つため、任意の範囲に照明光束を集めることが可能で
あり、曇りガラスを用いる場合よりも効率の良い照明が
可能である。

【０００５】第３に、フライアイレンズでは、光束の照
度均一性を高めることが可能である。フライアイレンズ
は、入射光束を細かく波面分割する光学素子である。し
たがって、フライアイレンズを介した光をコンデンサー
レンズによって集光すると、分割された光束が被照射面
上において互いに重なる。その結果、光束の照度分布が
平均化し、照度均一性が非常に高くなる。一般に、投影
露光装置のための照明装置では、高い照度、適当な開口
数、および高い照度均一性が要求される。したがって、
一般に、投影露光装置のための照明装置では、上述のよ
うな特徴を有するフライアイレンズが使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、フライアイレ
ンズは、断面形状および長さの等しい多数のレンズエレ
メントを並列に配置することにより構成されている。し
かしながら、断面形状および長さの異なるレンズエレメ
ントを用いることにより、様々な特性を有するフライア
イレンズを構成することも可能である。図６は、断面形
状および長さの異なるレンズエレメントからなるフライ
アイレンズの第１の例を説明するための図である。

【０００７】たとえば、図６（ａ）に示すような八角形
の照野３０を照明する場合、レンズエレメントの断面形
状を矩形にすると、得られる照野３１も矩形状になって
しまう。その結果、照野３１の四隅の部分３１ａ〜３１
ｄが無駄になり、光量損失が発生する。一方、レンズエ
レメントの断面形状を八角形にすると八角形の照野を得
ることができるが、図６（ｂ）に示すように、これらの
八角形レンズエレメント３２を隙間なく稠密に配置する
ことができなくなる。すなわち、八角形レンズエレメン
ト３２の間には菱形状の隙間３３が形成され、これらの
菱形状の隙間３３に入射した光束はレンズ作用を受ける
ことなく光源像の形成にひいては照明に寄与しない。そ
れどころか、菱形状の隙間３３に入射した光束は、ゴー
ストの発生の原因になったり、照度均一性の悪化の原因
になったりする可能性がある。

【０００８】そこで、図６（ｃ）に示すように、隙間３
３に菱形状の小さなレンズエレメント３４を配置し、こ
れらの菱形レンズエレメント３４により照野３０にほぼ
外接する菱形状の範囲を照明するようにフライアイレン
ズを構成することもできる。この場合、断面形状の小さ
い菱形レンズエレメント３４は、断面形状の大きい八角
形レンズエレメント３２よりも広い範囲を照明しなけれ
ばならない。このため、菱形レンズエレメント３４の焦
点距離は、八角形レンズエレメント３２の焦点距離より
もかなり短くなる。その結果、菱形レンズエレメント３
４の長さは、八角形レンズエレメント３２の長さよりも
かなり短くなる。

【０００９】図７は、断面形状および長さの異なるレン
ズエレメントからなるフライアイレンズの第２の例を説
明するための図である。最近の半導体製造においては、
焼き付けるパターンの形状に応じて、照明装置の最適な
開口数を選択することが一般に行われている。通常、照
明装置の開口数の変更は、フライアイレンズの射出面の
近傍に配置された開口絞りの絞り径を変更することによ
って行われる。すなわち、照明装置の開口数を変更する
と、照明に寄与することのできるフライアイレンズのレ
ンズエレメントの数が変化してしまう。

【００１０】フライアイレンズのコストは、構成するレ
ンズエレメントの数に比例して上昇する傾向がある。し
たがって、製造原価の観点から、フライアイレンズを構
成するレンズエレメントの数を減らしたいという要請が
ある。その一方で、フライアイレンズの性能の観点か
ら、フライアイレンズを構成するレンズエレメントの数
は多いほうが好ましい。上述のように開口絞りの絞り径
を変化させる照明装置では、開口絞り径が最小であると
きに所定の性能を確保することができるようにレンズエ
レメントの数が選択される。ここで、レンズエレメント
の大きさが均一である場合、開口絞り径が最大のときに
は性能確保に必要な数をはるかに超える数のレンズエレ
メントが必要となり、フライアイレンズのコストを大き
く引き上げることになる。

【００１１】図７に示すフライアイレンズでは、断面形
状の小さい矩形のレンズエレメント３５が中央部に配置
され、断面形状の大きい矩形のレンズエレメント３６が
周辺部に配置されている。このような構成により、開口
絞り径が最小であるときに所定の性能を確保するために
必要な数のレンズエレメントが照明に寄与するととも
に、開口絞り径が最大であるときに照明に寄与するレン
ズエレメントの数すなわちフライアイレンズを構成する
レンズエレメントの総数があまり多くならない。しかし
ながら、この場合も、中央部に配置された断面形状の小
さい矩形のレンズエレメント３５と周辺部に配置された
断面形状の大きい矩形のレンズエレメント３６とが同じ
大きさの範囲を照明しなければならない。したがって、
小さいレンズエレメント３５の焦点距離は、大きいレン
ズエレメント３６の焦点距離よりもかなり短くなる。そ
の結果、小さいレンズエレメント３５の長さは、大きい
レンズエレメント３６の長さよりもかなり短くなる。

【００１２】図８は、長さの異なるレンズエレメントを
用いたフライアイレンズの不都合を説明するための図で
ある。上述のように、断面形状および長さの異なるレン
ズエレメントを用いることにより、様々な特性を有する
フライアイレンズを構成することが可能である。しかし
ながら、長さの異なるレンズエレメントを用いるフライ
アイレンズには、以下のような不都合がある。レーザー
光源以外の通常の光源からの光束は、ある程度の断面積
および開口数を有する。一方、長さの異なるレンズエレ
メントを用いるフライアイレンズでは、各レンズエレメ
ントの射出面の位置を同一平面上に並べると、図８に示
すように、長さの短いレンズエレメント３７の入射面３
７ａが長さの長いレンズエレメント３８の入射面３８ａ
から大きく後退してしまう。

【００１３】図８のように構成されたフライアイレンズ
に対してある程度の開口数を有する光束が入射すると、
長さの短いレンズエレメント３７の入射面３７ａに本来
入射すべき光束が長さの長いレンズエレメント３８の側
面に入射する。長さの長いレンズエレメント３８の側面
に入射した光は、照明に寄与することができないばかり
でなく、フレアの原因となりかねない。なお、これを回
避するために各レンズエレメントの入射面を同一平面上
に並べると、長さの短いレンズエレメント３７の射出面
が長さの長いレンズエレメント３８の射出面から大きく
後退してしまう。その結果、長さの短いレンズエレメン
ト３７の射出面から射出された光束が長さの長いレンズ
エレメント３８の側面に入射し、所定の範囲を照明する
ことができない。

【００１４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、断面形状および長さの異なるレンズエレメン
トから構成された照明効率の高いオプティカルインテグ
レータおよび該オプティカルインテグレータを備えた照
明装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、第１の発明においては、多数のレンズエレメントか
らなり、入射光束を分割して前記多数のレンズエレメン
トと同数の光源像を形成するためのオプティカルインテ
グレータにおいて、前記多数のレンズエレメントの長さ
は実質的に不均一であり、前記多数のレンズエレメント
のうち少なくとも長さの短いレンズエレメントの入射側
には、各レンズエレメントに入射すべき光束を各レンズ
エレメントの入射面まで伝搬させるための光導波路を有
することを特徴とするオプティカルインテグレータを提
供する。

【００１６】第１の発明の好ましい態様によれば、前記
光導波路は、前記多数のレンズエレメントのうち最も長
いレンズエレメント以外のレンズエレメントの入射側に
のみ配置され、各レンズエレメントと対応する各光導波
路との全長が前記最も長いレンズエレメントの長さとほ
ぼ一致している。あるいは、前記光導波路は、すべての
レンズエレメントの入射側に配置され、各レンズエレメ
ントと対応する各光導波路との全長が互いにほぼ一致し
ている。

【００１７】また、第２の発明においては、第１発明の
オプティカルインテグレータと、前記オプティカルイン
テグレータを介して形成された前記多数の光源像からの
光束を集光して被照射面を重畳的に照明するためのコン
デンサー光学系とを備えていることを特徴とする照明装
置を提供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明においては、オプティカル
インテグレータを構成する多数のレンズエレメントのう
ち少なくとも長さの短いレンズエレメントの入射側に、
各レンズエレメントに入射すべき光束を各レンズエレメ
ントの入射面まで伝搬させるための光導波路としてたと
えばガラスブロックが設けられている。具体的には、ガ
ラスブロックは、多数のレンズエレメントのうち最も長
いレンズエレメント以外のレンズエレメントの入射側に
のみ配置され、各レンズエレメントと対応する各ガラス
ブロックとの全長が最も長いレンズエレメントの長さと
ほぼ一致している。あるいは、ガラスブロックは、すべ
てのレンズエレメントの入射側に配置され、各レンズエ
レメントと対応する各ガラスブロックとの全長が互いに
ほぼ一致している。

【００１９】以上の構成により、すべてのレンズエレメ
ントの射出端を同一平面上に並べても、長さの短い各レ
ンズエレメントに本体入射すべき光束を対応するガラス
ブロックの入射面に入射させ、ガラスブロックの内部を
伝搬させて長さの短い各レンズエレメントの入射面へ確
実に導くことができる。その結果、断面形状および長さ
の異なる多数のレンズエレメントからなるオプティカル
インテグレータにおいても、その入射面に入射した光束
が有害光となることなくすべて照明に寄与するので、照
明効率が高くなる。したがって、本発明のオプティカル
インテグレータを備えた照明装置では高い照度を得るこ
とができ、特に投影露光装置のための照明装置では高い
露光エネルギーを確保することができる。

【００２０】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オプティカル
インテグレータを備えた照明装置が組み込まれた投影露
光装置の構成を概略的に示す図である。図示の投影露光
装置は、たとえば水銀ランプからなる光源１を備えてい
る。光源１は、回転楕円面からなる反射面を有する楕円
鏡２の第１焦点位置に位置決めされている。したがっ
て、光源１から射出された照明光は、ダイクロイックミ
ラー３を介して、楕円鏡２の第２焦点位置に集光する。
なお、楕円鏡２の第２焦点位置には、光源１からの光を
随時遮断するためのシャッター４が配置されている。

【００２１】楕円鏡２の第２焦点位置で一旦集光した光
束は、コリメートレンズ５によりほぼ平行な光束に変換
された後、所望の波長域の光束のみを透過するフィルタ
ー６に入射する。フィルター６で選択された露光波長
（たとえば３６５ｎｍ）の照明光は、第１フライアイレ
ンズ７に入射する。第１フライアイレンズ７に入射した
光束は、第１フライアイレンズ７を構成する多数のレン
ズエレメントにより波面分割される。そして、第１フラ
イアイレンズ７の後側焦点位置（すなわち射出面近傍）
には、第１フライアイレンズ７を構成するレンズエレメ
ントの数と同数の光源像からなる二次光源が形成され
る。

【００２２】二次光源からの光束は、リレーレンズ８を
介して第２フライアイレンズ９の入射面を重畳的に照明
する。第２フライアイレンズ９に入射した光束は、第２
フライアイレンズ９を構成する多数のレンズエレメント
により波面分割される。そして、第２フライアイレンズ
９の後側焦点位置（すなわち射出面近傍）には、第１フ
ライアイレンズ７を構成するレンズエレメントの数と第
２フライアイレンズ９を構成するレンズエレメントの数
との積に等しい数の光源像からなる三次光源が形成され
る。

【００２３】三次光源からの光束は、開口絞り１０によ
り制限された後、コンデンサーレンズ１１に入射する。
なお、開口絞り１０は、可変の開口形状を有し、照明に
寄与する三次光源の範囲を規定する。開口絞り１０を介
して制限された光束は、レチクルのようなマスク１４の
照明範囲を規定するための視野絞り１２（いわゆるレチ
クルブラインド）に入射する。視野絞り１２を介した光
束は、リレー光学系１３を介して、所定のパターンが形
成されたマスク１４を重畳的に照明する。こうして、視
野絞り１２の作用により、マスク１４に形成されたパタ
ーンのうち露光すべきパターンが形成された領域だけが
選択的に照明される。

【００２４】マスク１４を透過した光束は、投影光学系
１５を介して、感光基板であるウエハ１６に達する。こ
うして、ウエハ１６上には、マスク１４のパターン像が
形成される。ウエハ１６は、投影光学系１５の光軸に対
して垂直な平面内において二次元的に移動可能なウエハ
ステージ（不図示）上に支持されている。したがって、
ウエハ１６を二次元的に移動させながら露光を行うこと
により、ウエハ１６の各露光領域にマスク１４のパター
ンを逐次転写することができる。このように、光源１か
らリレー光学系１３は、マスク１４を均一に照明するた
めの照明装置を構成している。そして、第１フライアイ
レンズ７は、本発明の実施例にかかるオプティカルイン
テグレータを構成している。

【００２５】図２は、第２フライアイレンズ９の構成を
概略的に示す図である。仮に、開口絞り１０の開口形状
が矩形である場合、照明光の開口数ＮＡが方向に沿って
異なることになる。その結果、たとえばパターン中の縦
線や横線の線幅と斜線の線幅とが異なってしまう。した
がって、一般に、開口絞り１０には、円形の開口部が形
成されている。一方、半導体チップの形状が矩形であ
り、したがって焼付けパターンも矩形であるため、これ
に対応して第２フライアイレンズ９を構成する各レンズ
エレメントの断面形状も矩形である必要がある。したが
って、図２に示すように、第２フライアイレンズ９は、
矩形のレンズエレメントを適当な数だけ縦横に配置する
ことによって構成されている。ここで、第２フライアイ
レンズ９のすべてのレンズエレメントが開口絞り１０の
円形開口部１０ａを介して照明に寄与するように各レン
ズエレメントが配置されている。その結果、第２フライ
アイレンズ９の入射面は、全体として、円形開口部１０
ａにほぼ外接する八角形状に形成されている。

【００２６】図３は、本発明の実施例にかかるオプティ
カルインテグレータである第１フライアイレンズ７の構
成を概略的に示す図である。また、図４は、図３の線Ａ
−Ａ’に沿った断面図である。図３に示すように、第２
フライアイレンズ９の八角形状の入射面を効率良く照明
するために、第１フライアイレンズ７は断面形状が八角
形のレンズエレメント２２を縦横に配置することによっ
て構成されている。上述したように、八角形レンズエレ
メント２２の間には、菱形状の隙間が形成される。本実
施例では、図４に示すように、これらの菱形状の隙間
に、断面形状が菱形のレンズエレメント２０を配置して
いる。

【００２７】こうして、八角形レンズエレメント２２の
作用により図２の八角形の照野２５を照明し、菱形レン
ズエレメント２０の作用により照野２５にほぼ外接する
菱形状の範囲を照明する。この場合、断面形状の小さい
菱形レンズエレメント２０は、断面形状の大きい八角形
レンズエレメント２２よりも広い範囲を照明しなければ
ならない。このため、菱形レンズエレメント２０の焦点
距離は、八角形レンズエレメント２２の焦点距離よりも
かなり短くなる。その結果、菱形レンズエレメント２０
の長さは、八角形レンズエレメント２２の長さよりもか
なり短くなる。そこで、本実施例では、菱形レンズエレ
メント２０の入射側に、菱形のガラスブロック２１を配
置している。ガラスブロック２１の側面と隣接する八角
形レンズエレメント２２の側面との間には、ガラスブロ
ックの屈折率よりも実質的に小さい屈折率を有する接着
剤からなる接着層が形成されている。こうして、ガラス
ブロック２１は、入射光束を対応する菱形レンズエレメ
ント２０の入射面まで伝搬させるための光導波路を構成
している。

【００２８】なお、菱形レンズエレメント２０とその入
射側に配置された菱形ガラスブロック２１との全長は、
八角形レンズエレメント２２の長さにほぼ等しい。ま
た、菱形レンズエレメント２０の射出面と八角形レンズ
エレメント２２の射出面とがほぼ同一平面内に配置され
ている。さらに、菱形ガラスブロック２１の入射面と八
角形レンズエレメント２２の射出面とがほぼ同一平面内
に配置されている。以上の構成により、第１フライアイ
レンズ７に入射した光束のうち菱形レンズエレメント２
０の入射面に本来入射すべき光束は、対応するガラスブ
ロック２１の入射面に入射する。ガラスブロック２１の
入射面に入射した光束は、ガラスブロック２１の内部を
伝搬し、菱形レンズエレメント２０の入射面へ導かれ
る。こうして、第１フライアイレンズ７の入射面に入射
した光束が有害光となることなくすべて照明に寄与する
ので、第２フライアイレンズを効率良く照明することが
できる。

【００２９】図５は、図４のガラスブロック２１を伝搬
可能な光束の開口数について説明するための図である。
図５において、ガラスブロック２１の側面と隣接する八
角形レンズエレメントの側面との間には、ガラスブロッ
ク２１の屈折率よりも実質的に小さい屈折率を有する接
着剤からなる接着層２６が形成されている。ここで、接
着層２６を形成する接着剤の屈折率を１．４３とし、ガ
ラスブロック２１の屈折率を１．５３とすると、ガラス
ブロック２１の内部においてその側面に入射する光の臨
界角θ１は６９°となる。したがって、ガラスブロック
２１の光導波路としての最大開口数（ＮＡ）は０．５４
となり、これに対応する角度θ２は３３°となる。これ
ほど大きな開口数を有する光束をフライアイレンズに入
射させることは実用上ないので、ガラスブロック２１が
光導波路として十分機能することがわかる。

【００３０】上述のように２つのフライアイレンズを備
えた、いわゆるダブルフライアイ形式の照明装置では、
光源が揺動したりしても照度均一性などの基本性能に影
響が及びにくいという利点がある。また、開口絞りの絞
り径を変化させても、やはり照度均一性などの基本性能
に影響が及びにくいという利点がある。しかしながら、
その反面、照度がひいては露光エネルギーが低くなり易
いという不都合があった。これは、従来、第１フライア
イレンズに矩形のレンズエレメントを採用するため、全
体的に八角形状の第２フライアイレンズを照明する際に
光量損失が多く発生するからである。本実施例では、第
１フライアイレンズに主として八角形のレンズエレメン
トを採用し、且つ八角形レンズエレメントの隙間に菱形
レンズエレメントを配置し、第１フライアイレンズの入
射面に入射した光束が有害光となることなくすべて照明
に寄与するので、高い照度および露光エネルギーを確保
することができる。

【００３１】なお、上述の実施例では、長さの短いレン
ズエレメントの射出側にのみ光導波路としてのガラスブ
ロックを配置し、長さの短いレンズエレメントの射出面
と長さの長いレンズエレメントの射出面とをほぼ一致さ
せるとともに、ガラスブロックの入射面と長さの長いレ
ンズエレメントの入射面とをほぼ一致させている。しか
しながら、長さの短いレンズエレメントの射出側に長さ
の長いガラスブロックを配置し、長さの長いレンズエレ
メントの射出側に長さの短いガラスブロックを配置し、
長さの短いレンズエレメントの射出面と長さの長いレン
ズエレメントの射出面とをほぼ一致させるとともに、長
さの短いガラスブロックの入射面と長さの長いガラスブ
ロックの入射面とをほぼ一致させてもよい。

【００３２】製造上の都合を考えると、上述の実施例に
示すように、１つのレンズエレメントに対して１つのガ
ラスブロックが対応するように構成することが好まし
い。これは、ガラスブロックからの光束を効率良くレン
ズエレメントに導くには、ガラスブロックの光軸とレン
ズエレメントの光軸とを厳密に一致させる必要があるか
らである。すなわち、たとえば長さの短いレンズエレメ
ントと対応するガラスブロックとを接合した後に、この
接合体と長さの長いレンズエレメントとを接合するのが
最も容易な製造方法である。

【００３３】本発明では、所定形状のガラスブロックか
らなる光導波路において、その入射面および射出面はい
うまでもなく、その側面も研磨されていることが望まし
い。なお、フライアイレンズは、個々のレンズエレメン
トを接着剤で接着することによって構成されている。し
たがって、本発明においても、上述の実施例に示すよう
に、ガラスブロックと隣接するレンズエレメントとをガ
ラスブロックの屈折率よりも小さい屈折率を有する接着
剤で接着すれば、ガラスブロックは光導波路として機能
することになる。

【００３４】また、接着剤を用いることなくガラスブロ
ックを組み込んだ場合においても、ガラスブロックと隣
接するレンズエレメントとの間にオプティカルコンタク
トが形成されることはめったにない。その結果、ガラス
ブロックの側面と隣接するレンズエレメントの側面との
間にガラスブロックの屈折率よりも小さい屈折率を有す
る空気層が形成され、ガラスブロックは光導波路として
機能することになる。ガラスブロックで光導波路を構成
する場合の利点は、光ファイバーの用語でいうグリット
部（接着層または空気層）の面積に対するコア部（ガラ
スブロック）の面積が非常に大きい点である。したがっ
て、ガラスブロックからなる光導波路を用いる本発明の
照明装置では、光ファイバーを組み込んだ照明において
発生する光量損失をほぼ回避することができる。

【００３５】

【効果】以上説明したように、本発明によれば、断面形
状および長さの異なる多数のレンズエレメントからなる
オプティカルインテグレータにおいても、その入射面に
入射した光束が有害光となることなくすべて照明に寄与
するので、照明効率が高くなる。したがって、本発明の
オプティカルインテグレータを備えた照明装置では高い
照度を得ることができ、特に投影露光装置のための照明
装置では高い露光エネルギーを確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるオプティカルインテグ
レータを備えた照明装置が組み込まれた投影露光装置の
構成を概略的に示す図である。

【図２】第２フライアイレンズ９の構成を概略的に示す
図である。

【図３】本発明の実施例にかかるオプティカルインテグ
レータである第１フライアイレンズ７の構成を概略的に
示す図である。

【図４】図３の線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。

【図５】図４のガラスブロック２１を伝搬可能な光束の
開口数について説明するための図である。

【図６】断面形状および長さの異なるレンズエレメント
からなるフライアイレンズの第１の例を説明するための
図である。

【図７】断面形状および長さの異なるレンズエレメント
からなるフライアイレンズの第２の例を説明するための
図である。

【図８】長さの異なるレンズエレメントを用いたフライ
アイレンズの不都合を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 楕円鏡 ３ ダイクロイックミラー ４ シャッター ５ コリメートレンズ ６ フィルター ７ 第１フライアイレンズ ８ リレーレンズ ９ 第２フライアイレンズ １０ 開口絞り １１ コンデンサーレンズ １２ 視野絞り １３ リレー光学系 １４ マスク １５ 投影光学系 １６ ウエハ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数のレンズエレメントからなり、入射
   光束を分割して前記多数のレンズエレメントと同数の光
   源像を形成するためのオプティカルインテグレータにお
   いて、 前記多数のレンズエレメントの長さは実質的に不均一で
   あり、 前記多数のレンズエレメントのうち少なくとも長さの短
   いレンズエレメントの入射側には、各レンズエレメント
   に入射すべき光束を各レンズエレメントの入射面まで伝
   搬させるための光導波路を有することを特徴とするオプ
   ティカルインテグレータ。
2. 【請求項２】 前記光導波路は、前記多数のレンズエレ
   メントのうち最も長いレンズエレメント以外のレンズエ
   レメントの入射側にのみ配置され、 各レンズエレメントと対応する各光導波路との全長が前
   記最も長いレンズエレメントの長さとほぼ一致している
   ことを特徴とする請求項１に記載のオプティカルインテ
   グレータ。
3. 【請求項３】 前記光導波路は、すべてのレンズエレメ
   ントの入射側に配置され、 各レンズエレメントと対応する各光導波路との全長が互
   いにほぼ一致していることを特徴とする請求項１に記載
   のオプティカルインテグレータ。
4. 【請求項４】 前記光導波路は、ガラスブロックであ
   り、 前記ガラスブロックの側面と隣接するレンズエレメント
   の側面との間には、前記ガラスブロックの屈折率よりも
   実質的に小さい屈折率を有する接着剤からなる接着層が
   形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいず
   れか１項に記載のオプティカルインテグレータ。
5. 【請求項５】 前記光導波路は、ガラスブロックであ
   り、 前記ガラスブロックの側面と隣接するレンズエレメント
   の側面との間には、空気層が形成されていることを特徴
   とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のオプティ
   カルインテグレータ。
6. 【請求項６】 前記請求項１乃至５のいずれか１項に記
   載のオプティカルインテグレータと、 前記オプティカルインテグレータを介して形成された前
   記多数の光源像からの光束を集光して被照射面を重畳的
   に照明するためのコンデンサー光学系とを備えているこ
   とを特徴とする照明装置。