JPS63311220A - 楕円面鏡を有する照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、楕円面鏡を有する照明装置、特にその光源位
置を検出するための光学系に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の装置としては、特開昭５７−８５０１９
号公報や特開昭５８−２０５１２７号公報に開示された
如（、楕円面鏡の第１焦点に光源の発光部を位置させ、
第２焦点位置以降に光源位置の検出光学系を２Ｍ配置し
た構成が知られている。

また、光源位置の検出装置として特開昭６０−１６８０
０２号公報に開示されているように、楕円面鏡の第１焦
点と第２焦点との間にピンホールを挿入して、所謂ピン
ホールカメラの要研にて、第２焦点面上に形成される光
源像を観察する構成も知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した前者のような構成においては、２組の光源位置
検出光学系の光軸が照明光学系本体の光軸に対して所定
の角度をなしているため２方向から観察される光源像の
形成される位置が分離されてしまうという欠点があった
。この欠点は、具体的には、２つの光源位置検出光学系
による光源像を観察しながら、楕円面鏡に対する光源の
位置調節を行う場合の作業性が悪いという問題となって
いる。

他方、上述した後者のようなピンホールを用いた構成に
おいては、複数方向から観察した複数個の光源像が同一
平面上に形成されるという利点がある反面、光源像の形
成される位置が楕円面鏡の第２焦点面位置に限定される
ため装置全体の構成上の制約が大きくなる。ｍち、光源
像を観察しながら光源位置の調節が可能な構成とするた
めには、配置上の制約が生ずる。そして、この制約を軽
減するために楕円面鏡の第１焦点と第２焦点とを極力路
れた構成、つまり離心率の大きな楕円面鏡とすることが
必要となるが、主照明光学系の光学構成上の観点からは
このような楕円面鏡の構成が必ずしも最適ではないとい
う問題もある。

そこで本発明の目的は、複数の異なる方向からの光源像
を同時に観察することができ、しかも楕円面鏡を有する
主照明光学系に構成との制約を加えることのない照明装
置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、楕円面鏡と該楕円面鏡の第１焦点位置に主た
る発光部が位置するように配置される光源とを有する照
明光学系、及び該光源の位置を検出するための光源位置
検出光学系を有する照明装置において、前記光源位置検
出光学系は前記楕円面鏡の第２焦点を通る主光線が前記
照明光学系の光軸にほぼ平行となるように変換する光学
部材と、該光学部材を射出した光束を集光する集光部材
と、該集光部材による集光位置に配置された観察面とを
有するものである。

〔作用〕

上記の如き本発明の構成によれば、楕円面鏡の第２焦点
以降において、光源像を形成する複数の光学系を、互い
の光軸が平行となるように配置することができるので、
異なる方向からの光源像を同一平面上にて形成すること
が可能である。従って、光源を二方向以上から同一面上
にて同時に観察することができ、また楕円面鏡の第２焦
点以降に観察系を配置することができるので照明装置全
体に対する構成上の制約を少なくすることが可能である
。

〔実施例〕

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図は本発明による実施例の概略構成を示す斜視図で
ある１本実施例は楕円面鏡を用いたＶＬＳ■製造用の縮
小投影型露光装置に応用したものである。

光源としての超高圧水銀灯１１はそのアーク位置が楕円
面鏡１２の第１焦点Ｆ１にほぼ一致するように設けられ
、第１魚点Ｆ１の位置から発する光束は楕円面鏡Ｉ２の
第２焦点Ｆ！に集光され、ここに光源像が形成される。

楕円面ｍ１２と第２焦点Ｆ２との間に斜設されたグイク
ロイックミラ−１７で反射された光束は、干渉フィルタ
ーやオプティカルインチグレーターを含む光学部材１８
を通り、反射鏡１９で反射された後コンデンサーレンズ
２０に導かれる。コンデンサーレンズ２０を射出する光
束はマスク２１を均一に照明し、マスク上のパターン像
が図示なき縮小投影レンズにより図示なきウェハ面上に
縮小投影される。

このような照明光学系に対し、光源位置検出光学系とし
て、グイクロイックミラー１７の後方の第２焦点Ｆｔの
位置に焦点位置を合致させた正レンズ３０が配置され、
その後方に２つの微小間口３１ａ。

３１ｂを有する遮光板３１及び２つの微小開口に対応し
て並列的に配置された２つの集光レンズ３２ａ　、　３
２ｂが設けられ、各集光レンズの後側焦点面上に像面３
３が形成される。即ち、光源から発する光束のうち、光
源位置検出用の光源像の形成に寄与する光束は、開口絞
りとしての遮光板３Ｉの微小開口によって制限されるが
、楕円面鏡の部分領域Ｓ、、Ｓ８で反射された後、第２
焦点Ｆ２上に集光し、正レンズ３０によって平行光束に
変換されて、遮光板３１を通って１対の集光レンズ３２
ａ、３２ｂにより、それぞれ像面３３上に集光される。

ここで、並列配置された２つの集光レンズ３２ａ、３２
ｂの各光軸Ａｌ、Ａ２は、像面３３側から逆にたどれば
、正レンズ３０によって楕円面鏡１２の第２焦点Ｆ２で
交差し、楕円面鏡で反射された後、光源ｌｌ上にて互い
に直交する。また、各光軸は照明光学系の光軸Ａ、とも
それぞれ直交している。そして、各光軸Ａｌ、Ａｔは各
光学系による光源像の結像光束の主光線に二数している
。

第２図は本発明における光源位置検出光学系のうち、集
光レンズとして正レンズ３２ａを有する光学系の展開光
路図である０図中の光線は開口絞りとしての遮光板上の
微小開口３１についての共役関係を示すものである。こ
の構成は、他方の正レンズ３２ｂを有する光学系におい
ても等価である。楕円面鏡１２の第１焦点Ｆ１から発す
る光は第２焦点Ｆ、に集光し、ここに光源の像が形成さ
れる。この像は、正レンズ３０、開口絞りとしての微小
開口３１ａを有する遮光板３１．観察用対物レンズとし
ての集光レンズ３２ａを通して像面３３に配置された焦
点板上に再結像される。正レンズ３０の焦点位置がほぼ
楕円面鏡１２の第１焦点Ｆ、上に位置しているため、正
レンズ３０を射出する主光線は照明光学系の光軸へ〇と
平行となり、集光レンズ３２ａによる像面ば照明光学系
の光軸Ａ６に対して垂直となる。

従って、照明装置の構成について第１図に示す如き直交
座標を想定し照明光学系の光軸方向を２軸とすると、光
源位置検出光学系により、互いに直交するＸ及びＹ方向
からの光源像の観察が、像面３３上の１個所において同
時に可能となる。そして、集光レンズとして３個乃至４
個の正レンズを並列配置すれば、３乃至４方向から光源
の位置を観察することが可能となることは言うまでもな
い。

尚、正レンズ３０は楕円面鏡の第２焦点を通る主光線が
前記照明光学系の光軸にほぼ平行となるように変換する
光学部材として最も望ましい素子であるが、主光線を照
明光学系の光軸Ａ、に対して平行とする光学部材として
、プリズムを用いることも可能である。

〔発明の効果〕

以トの如く、本発明によれば、複数の異なる方向からの
光源像を１個所において同時に観察することができ光源
の芯出し作業の操作性が向上し、しかも楕円面鏡を有す
る照明光学系の構成にも制約を加えることのない優れた
照明装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の概略構成を示す斜視図、
第２図は光源位置検出のための光学系の展開光路図であ
る。 〔主要部分の符号の説明〕 １１・・・光源 １２・・・楕円面鏡 Ｆｌ・・・楕円面鏡の第１焦点 Ｆ、・・・楕円面鏡の第２焦点 ３０・・・主光線を光軸に平行に変換する光学部材（正
レンズ） ３２ａ、３２ｂ・・・集光レンズ ３３・・・像面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）楕円面鏡と該楕円面鏡の第１焦点位置に主たる発光
   部が位置するように配置される光源とを有する照明光学
   系、及び該光源の位置を検出するための光源位置検出光
   学系を有する照明装置において、前記光源位置検出光学
   系は前記楕円面鏡の第２焦点を通る主光線が前記照明光
   学系の光軸にほぼ平行となるように変換する光学部材と
   、該光学部材を射出した光束を集光する集光部材と、該
   集光部材による集光位置に配置された観察面とを有する
   ことを特徴とする照明装置。 ２）前記光学部材は、前記楕円面鏡の第２焦点位置に焦
   点位置がほぼ合致するように配置された正レンズである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の照明装置
   。 ３）前記光源位置検出光学系の集光部材は、前記照明光
   学系の光軸を挟んで並列配置された２個の正レンズを有
   し、該２つの正レンズの中心を通る主光線が、前記楕円
   面鏡での反射により前記照明光学系の光軸上にてほぼ直
   交することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の照
   明装置。