JPH11149058A - 照射光学系 - Google Patents
照射光学系Info
- Publication number
- JPH11149058A JPH11149058A JP9329683A JP32968397A JPH11149058A JP H11149058 A JPH11149058 A JP H11149058A JP 9329683 A JP9329683 A JP 9329683A JP 32968397 A JP32968397 A JP 32968397A JP H11149058 A JPH11149058 A JP H11149058A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rod
- light
- irradiation
- optical system
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- 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】
【課題】長方形領域を効率よく均一に照射する手段を提
供すること。 【解決手段】光源１０と、集光手段２０と、光均一化手
段３０から成る照射光学系において、光均一化手段３０
を第１のロッド群３１と、偏平な第２のロッド３３と、
第２のロッド３３の出射面と照射面を共役にするレンズ
３４から構成する。
供すること。 【解決手段】光源１０と、集光手段２０と、光均一化手
段３０から成る照射光学系において、光均一化手段３０
を第１のロッド群３１と、偏平な第２のロッド３３と、
第２のロッド３３の出射面と照射面を共役にするレンズ
３４から構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光を長方形状の特定
領域に均一に照射する光学系に関する。特に液晶や半導
体製造の露光工程に使用する露光装置や検査工程に使用
する照明装置に関する。
領域に均一に照射する光学系に関する。特に液晶や半導
体製造の露光工程に使用する露光装置や検査工程に使用
する照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の照射光学系の構成は図１２に示し
たような構成であった。超高圧水銀灯やキセノンランプ
等の光源１０から出た光は、楕円鏡等の集光手段２０に
よってロッド４１等の光均一化手段４０の入射端面４２
に集光される。ロッド４１はその内面で光が何度も全反
射するためその出射端面４３では光線の入射角に対応し
て光が重畳する。このためロッドの出射端面４３は均一
な光強度分布になる。そこで、この端面を歪曲収差のな
いレンズ３４で照射面に投影すれば、照射面５０は均一
に照射される。以上のような構成によって照射面５０は
均一に照射され、これを画像取り込み用の照明や紫外線
を用いた露光に用いていた。
たような構成であった。超高圧水銀灯やキセノンランプ
等の光源１０から出た光は、楕円鏡等の集光手段２０に
よってロッド４１等の光均一化手段４０の入射端面４２
に集光される。ロッド４１はその内面で光が何度も全反
射するためその出射端面４３では光線の入射角に対応し
て光が重畳する。このためロッドの出射端面４３は均一
な光強度分布になる。そこで、この端面を歪曲収差のな
いレンズ３４で照射面に投影すれば、照射面５０は均一
に照射される。以上のような構成によって照射面５０は
均一に照射され、これを画像取り込み用の照明や紫外線
を用いた露光に用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年の画像処理技術や
フォトリソグラフィー技術の進展に伴い、長方形の領域
を均一に効率よく照射する需要が増大してきた。特に次
のような場合に長方形領域の照射が必要とされる。第１
は１次元ＣＣＤで画像を取り込む場合である。画像を取
り込む領域が細長い長方形であるため、原稿の照射領域
も細長い長方形領域が望ましい。画像取り込み領域だけ
を照射すればそれだけ照度が上昇するからである。第２
は大面積を露光する場合である。大面積を一度に露光し
ようとすると、光学素子が大型化してコストと設置床面
積の増大をもたらすが、被照射物を搬送しながら長方形
領域を露光する方式（以下走査露光方式という）をとれ
ば光学素子を小さくできる。特に偏光露光を行う際は大
型の偏光素子の製造が困難なため、走査露光方式にしな
ければ大面積の露光が難しい。ところが、従来の照射光
学系は正方形状の照射を行うのには適していたが、図２
のような細長い長方形状の照射には適していなかった。
その理由は次の通りである。長方形状に照射するにはロ
ッドの出射端面４３を照射形状と相似形状にする必要が
ある。しかし、図３のように入射面４２を長方形状にす
ると次のような問題が生じる。すなわち、集光手段２０
で集められる光は図４の２１で表されるような円形状で
あるため、ロッドを図４の４２のようなサイズにすると
著しい光量損失が生じ、光の利用効率が低下する。一
方、ロッドを図５の４２のようなサイズにするとロッド
の出射端が均一になるのに必要なロッド長さが長大にな
り、現実的でない。ここで、ロッド形状を図６のように
入射面４２は正方形、出射面４３は長方形にする手段も
考えられる。しかし、このような形状にすると、図７の
ように短辺内での反射角が増大し、全反射しなくなる。
このため大幅な光量ロスが生じて光の利用効率が低下す
る。以上のような理由で従来は長方形の領域を照射する
場合光の利用効率が低下するという問題があった。そこ
で本発明は長方形の領域を効率よく均一に照射する手段
を提供するすることを課題とする。
フォトリソグラフィー技術の進展に伴い、長方形の領域
を均一に効率よく照射する需要が増大してきた。特に次
のような場合に長方形領域の照射が必要とされる。第１
は１次元ＣＣＤで画像を取り込む場合である。画像を取
り込む領域が細長い長方形であるため、原稿の照射領域
も細長い長方形領域が望ましい。画像取り込み領域だけ
を照射すればそれだけ照度が上昇するからである。第２
は大面積を露光する場合である。大面積を一度に露光し
ようとすると、光学素子が大型化してコストと設置床面
積の増大をもたらすが、被照射物を搬送しながら長方形
領域を露光する方式（以下走査露光方式という）をとれ
ば光学素子を小さくできる。特に偏光露光を行う際は大
型の偏光素子の製造が困難なため、走査露光方式にしな
ければ大面積の露光が難しい。ところが、従来の照射光
学系は正方形状の照射を行うのには適していたが、図２
のような細長い長方形状の照射には適していなかった。
その理由は次の通りである。長方形状に照射するにはロ
ッドの出射端面４３を照射形状と相似形状にする必要が
ある。しかし、図３のように入射面４２を長方形状にす
ると次のような問題が生じる。すなわち、集光手段２０
で集められる光は図４の２１で表されるような円形状で
あるため、ロッドを図４の４２のようなサイズにすると
著しい光量損失が生じ、光の利用効率が低下する。一
方、ロッドを図５の４２のようなサイズにするとロッド
の出射端が均一になるのに必要なロッド長さが長大にな
り、現実的でない。ここで、ロッド形状を図６のように
入射面４２は正方形、出射面４３は長方形にする手段も
考えられる。しかし、このような形状にすると、図７の
ように短辺内での反射角が増大し、全反射しなくなる。
このため大幅な光量ロスが生じて光の利用効率が低下す
る。以上のような理由で従来は長方形の領域を照射する
場合光の利用効率が低下するという問題があった。そこ
で本発明は長方形の領域を効率よく均一に照射する手段
を提供するすることを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】光源１０と、集光手段２
０と、光均一化手段３０から成る照射光学系において、
光均一化手段３０を第１のロッド群３１と、偏平な第２
のロッド３３と、第２のロッド３３の出射面と照射面を
共役にするレンズ３４から構成する。
０と、光均一化手段３０から成る照射光学系において、
光均一化手段３０を第１のロッド群３１と、偏平な第２
のロッド３３と、第２のロッド３３の出射面と照射面を
共役にするレンズ３４から構成する。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１に本発明の実施の形態を示
す。１０は光源で超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタ
ルハライドランプ、ハロゲンランプなどの光源が含まれ
る。２０は集光手段で、図示した楕円鏡のほか、コンデ
ンサーレンズ、放物面鏡、球面鏡などの光学素子が含ま
れる。６１は平面鏡で光を９０度折り返す。３１は第１
のロッド群である。図８は第１のロッドレンズ群３１
と、偏平な第２のロッド３３を詳細に表したもので、上
図は平面図、下図はその側面図である。本実施形態では
第１のロッド群として４本のロッド３１ａ〜３１ｄが使
用されている。本発明では、第１のロッド群は２本以上
のロッドから構成されれば課題を達成できるが、第１の
ロッドの数が増えるほど照射面上の照射形状を細長くで
きる。本実施形態では、４本のロッド３１ａ〜３１ｄの
入射側が１個所に集められ、第１のロッド群の入射側は
図９のような正方形になっている。これによって集光手
段２０によって集められた光は効率よく各ロッド３１ａ
〜３１ｄに入射する。各ロッド３１ａ〜３１ｄの入射端
面は、図８上の平面図に表されているように斜めにカッ
トされている。これによって入射した主光線Ｐは屈折し
てロッドの長手方向と平行に進む。図１０は各ロッド３
１ａ〜３１ｄの出射側端面と偏平な第２のロッド３３の
入射側端面の配置関係を示している。第２のロッド３３
を第１のロッド群３１に外接させることによって、第２
のロッドは最も偏平な形状にすることができる。このた
め第２のロッドは第１のロッド群に対して、光軸を中心
とした回転が与えられた配置となる。この配置によって
各ロッドに入射した光束はＮＡを変化させることなく、
細長い断面形状に変換される。なお、第２のロッドから
出る光のＮＡを大きくしないために、第１のロッド群３
１と第２のロッド３３の間には主光線Ｐを第２のロッド
と平行にする素子を配置するのが望ましい。本実施形態
ではシリンドリカルレンズ３２の前側焦点を第１のロッ
ド群３１の入射面に合致させることによって主光線Ｐを
第２のロッドと平行にしている。この素子にはシリンド
リカルレンズの他、球面レンズ、プリズムなども利用で
きる。また、第１のロッド群３１の出射端を斜めにカッ
トして、主光線Ｐが第２のロッドと平行になるようにし
てもよい。偏平な第２のロッドの中で光は何度も全反射
を繰り返し、出射端面は均一な光量分布になる。第２の
ロッドの偏平で均一に光る出射端面を、レンズ３４で照
射面５０に投影することによって、照射面５０の細長い
長方形領域が均一に照射される。なお、途中に凹面鏡６
３を配置することによって平行光に変換することができ
る。
す。１０は光源で超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタ
ルハライドランプ、ハロゲンランプなどの光源が含まれ
る。２０は集光手段で、図示した楕円鏡のほか、コンデ
ンサーレンズ、放物面鏡、球面鏡などの光学素子が含ま
れる。６１は平面鏡で光を９０度折り返す。３１は第１
のロッド群である。図８は第１のロッドレンズ群３１
と、偏平な第２のロッド３３を詳細に表したもので、上
図は平面図、下図はその側面図である。本実施形態では
第１のロッド群として４本のロッド３１ａ〜３１ｄが使
用されている。本発明では、第１のロッド群は２本以上
のロッドから構成されれば課題を達成できるが、第１の
ロッドの数が増えるほど照射面上の照射形状を細長くで
きる。本実施形態では、４本のロッド３１ａ〜３１ｄの
入射側が１個所に集められ、第１のロッド群の入射側は
図９のような正方形になっている。これによって集光手
段２０によって集められた光は効率よく各ロッド３１ａ
〜３１ｄに入射する。各ロッド３１ａ〜３１ｄの入射端
面は、図８上の平面図に表されているように斜めにカッ
トされている。これによって入射した主光線Ｐは屈折し
てロッドの長手方向と平行に進む。図１０は各ロッド３
１ａ〜３１ｄの出射側端面と偏平な第２のロッド３３の
入射側端面の配置関係を示している。第２のロッド３３
を第１のロッド群３１に外接させることによって、第２
のロッドは最も偏平な形状にすることができる。このた
め第２のロッドは第１のロッド群に対して、光軸を中心
とした回転が与えられた配置となる。この配置によって
各ロッドに入射した光束はＮＡを変化させることなく、
細長い断面形状に変換される。なお、第２のロッドから
出る光のＮＡを大きくしないために、第１のロッド群３
１と第２のロッド３３の間には主光線Ｐを第２のロッド
と平行にする素子を配置するのが望ましい。本実施形態
ではシリンドリカルレンズ３２の前側焦点を第１のロッ
ド群３１の入射面に合致させることによって主光線Ｐを
第２のロッドと平行にしている。この素子にはシリンド
リカルレンズの他、球面レンズ、プリズムなども利用で
きる。また、第１のロッド群３１の出射端を斜めにカッ
トして、主光線Ｐが第２のロッドと平行になるようにし
てもよい。偏平な第２のロッドの中で光は何度も全反射
を繰り返し、出射端面は均一な光量分布になる。第２の
ロッドの偏平で均一に光る出射端面を、レンズ３４で照
射面５０に投影することによって、照射面５０の細長い
長方形領域が均一に照射される。なお、途中に凹面鏡６
３を配置することによって平行光に変換することができ
る。
【０００６】ところで、液晶に使用する配向膜を製造す
る際に、ポリイミドをラビングするのに替えて光を照射
するいわゆる光配光が近年注目されている。この際、大
きな面積に直線偏光を照射する要求がある。しかし、従
来の照射装置でこれを実現するのは困難であった。大き
な面積の偏光素子は製造が困難だからである。ところ
が、本実施形態を利用すると容易に大面積の偏光露光が
実現できる。照射領域が長方形であるため偏光素子を小
さくでき、長方形の短辺方向に被照射物を搬送すること
によって大面積を照射できるからである。図１１の７０
は偏光素子を示しており、照射領域が長方形であるた
め、短辺方向の偏光素子の長さがきわめて小さくてすむ
様子を表している。
る際に、ポリイミドをラビングするのに替えて光を照射
するいわゆる光配光が近年注目されている。この際、大
きな面積に直線偏光を照射する要求がある。しかし、従
来の照射装置でこれを実現するのは困難であった。大き
な面積の偏光素子は製造が困難だからである。ところ
が、本実施形態を利用すると容易に大面積の偏光露光が
実現できる。照射領域が長方形であるため偏光素子を小
さくでき、長方形の短辺方向に被照射物を搬送すること
によって大面積を照射できるからである。図１１の７０
は偏光素子を示しており、照射領域が長方形であるた
め、短辺方向の偏光素子の長さがきわめて小さくてすむ
様子を表している。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば長方形領域を効率よく均
一に照射できる。
一に照射できる。
【図１】本発明にかかる照射光学系の全体構成図であ
る。
る。
【図２】長方形の照射領域を表す図である。
【図３】偏平なロッドを表す図である。
【図４】小さくて偏平なロッドと集光径の関係を表す図
である。
である。
【図５】大きくて偏平なロッドと集光径の関係を表す図
である。
である。
【図６】くさび形状のロッドを表す図である。
【図７】くさび形状のロッドに入射した光線がロッド外
部に漏れ出すことを説明する図である。
部に漏れ出すことを説明する図である。
【図８】本発明による第１のロッド群と偏平な第２のロ
ッドを表した平面図と側面図である。
ッドを表した平面図と側面図である。
【図９】第１のロッド群３１の入射面を表す図である。
【図１０】第１のロッド群３１と第２のロッド３３の位
置関係を表す図である。
置関係を表す図である。
【図１１】偏光素子７０の配置を表す図である。
【図１２】従来の照射光学系を表す図である。
１０ 光源 ２０ 集光手段 ３０ 光均一化手段 ３１ 第１のロッド群 ３２ 主光線を屈折させる光学素子 ３３ 偏平な第２のロッド ３４ レンズ ４１ 従来のロッド ５０ 照射領域 ６１ ミラー ６２ ミラー ６３ 凹面鏡
Claims (1)
- 【請求項１】光源１０と、集光手段２０と、光均一化手
段３０から成る照射光学系において、光均一化手段３０
を第１のロッド群３１と、偏平な第２のロッド３３と、
第２のロッド３３の出射面と照射面を共役にするレンズ
３４から構成したことを特徴とする照射光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9329683A JPH11149058A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 照射光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9329683A JPH11149058A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 照射光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11149058A true JPH11149058A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18224112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9329683A Pending JPH11149058A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 照射光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11149058A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007234757A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Mejiro Precision:Kk | 照明光学系 |
| WO2013191255A1 (ja) * | 2012-06-21 | 2013-12-27 | 株式会社ニコン | 照明装置、処理装置、及びデバイス製造方法 |
-
1997
- 1997-11-14 JP JP9329683A patent/JPH11149058A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007234757A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Mejiro Precision:Kk | 照明光学系 |
| WO2013191255A1 (ja) * | 2012-06-21 | 2013-12-27 | 株式会社ニコン | 照明装置、処理装置、及びデバイス製造方法 |
| CN104380204A (zh) * | 2012-06-21 | 2015-02-25 | 株式会社尼康 | 照明装置、处理装置、及元件制造方法 |
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