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公開番号2025139461
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-26
出願番号2024038413
出願日2024-03-12
発明の名称照明装置、照明光学系、露光装置及び物品の製造方法
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類G03F 7/20 20060101AFI20250918BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】被照明面を照明するのに有利な技術を提供する。
【解決手段】被照明面を照明する照明装置であって、複数の固体光源が平面上に配列された第1光源部と、前記第1光源部とは異なる第2光源部と、前記第1光源部からの光と前記第2光源部からの光とを合成する光学素子と、前記被照明面を照明する、前記光学素子からの光を均一化するホモジナイザー素子と、前記第2光源部と前記光学素子を像と瞳の関係にする第1光学系と、前記複数の固体光源と前記ホモジナイザー素子の入射面を像と瞳の関係にする第2光学系と、を有する、ことを特徴とする照明装置を提供する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
被照明面を照明する照明装置であって、
複数の固体光源が平面上に配列された第１光源部と、
前記第１光源部とは異なる第２光源部と、
前記第１光源部からの光と前記第２光源部からの光とを合成する光学素子と、
前記被照明面を照明する、前記光学素子からの光を均一化するホモジナイザー素子と、
前記第２光源部と前記光学素子を像と瞳の関係にする第１光学系と、
前記複数の固体光源と前記ホモジナイザー素子の入射面を像と瞳の関係にする第２光学系と、
を有する、ことを特徴とする照明装置。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記第２光源部は、発散光源と、前記発散光源からの光を集光する楕円ミラーと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記ホモジナイザー素子は、複数の光学要素に分割され、前記複数の光学要素のそれぞれからの光を前記被照明面に重畳する波面分割型のホモジナイザー素子である、ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光学要素は、レンズを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記ホモジナイザー素子は、前記光学素子と前記被照明面との間に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光学素子は、
前記第１光源部からの光を反射する反射領域と、前記第２光源部からの光を透過させる透過領域と、を含み、
前記反射領域で反射した光と、前記透過領域を透過した光とを合成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記反射領域は、前記光学素子の中心領域に設けられ、
前記透過領域は、前記光学素子の前記中心領域を囲む周辺領域に設けられている、
ことを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記光学素子は、
前記第１光源部からの光を透過させる透過領域と、前記第２光源部からの光を反射する反射領域と、を含み、
前記透過領域で透過した光と、前記反射領域で反射した光とを合成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項９】
前記透過領域は、前記光学素子の中心領域に設けられ、
前記反射領域は、前記光学素子の前記中心領域を囲む周辺領域に設けられている、
ことを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記固体光源は、ＬＥＤ及びＬＤの少なくとも一方を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、照明光学系、露光装置及び物品の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
デバイス（半導体デバイス、磁気記憶媒体、液晶表示素子など）、カラーフィルタ又はハードディスクなどの製造において、基板（ガラスプレート、ウエハなど）を露光する露光装置が用いられている。露光装置は、光源からの光でパターンが形成された原版（レチクル又はマスク）を照明し、投影光学系を介して原版からの光を基板に投影することで、原版のパターンを基板に転写する。この際、良好なパターンを高い生産性で得るためには、光源からの光の輝度（発光輝度）を大きく、且つ、光源からの光で原版を均一に照明する必要がある。
【０００３】
露光装置では、光源として、超高圧水銀ランプなどが従来から用いられている。但し、超高圧水銀ランプには、寿命が短く、エネルギー使用量が多いなどの課題がある。一方、近年、高輝度のＬＥＤやＬＤを含む固体光源に関する技術が進歩し、露光装置において、光源として固体光源を用いることが検討されているが、ＬＥＤなどの固体光源は、超高圧水銀ランプと比べて、発光輝度が小さい。そこで、複数のＬＥＤ素子をアレイ状に並べて光源ユニットとする技術が提案されている。
【０００４】
また、基板を露光して良好なパターン形状を得るためには、特に、光源からの光で原版を均一に照明することが重要となる。露光装置では、原版を均一に照明するために、ホモジナイザー素子として、レンズアレイ（フライアイレンズ（ハエの目レンズ））が従来から用いられている。
【０００５】
このような状況において、特許文献１及び２には、高い照明輝度を得るために複数のＬＥＤ素子を用い、且つ、複数のＬＥＤ素子からの光をホモジナイザー素子に入射させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１４－００２２１２号公報
特許第６５２９８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、複数のＬＥＤ素子を並べた場合には、ＬＥＤ素子の発光点（発光箇所）が離散的になり、面光源にはならない。離散的な照度分布でホモジナイザー素子を照明した場合、ホモジナイザー素子による照度均一効果が低減してしまう。
【０００８】
特許文献１では、ＬＥＤ発光面とホモジナイザー素子との間にオプティカルロッドを配置し、実質的に、ＬＥＤ発光面の照度分布をぼかしてホモジナイザー素子を照明することで、ホモジナイザー素子による照度均一効果の低下を抑制している。但し、特許文献１において、面光源に近い分布を形成するためには、オプティカルロッドを長くする必要があり、照明光学系が大型化してしまう。
【０００９】
特許文献２には、ＬＥＤ発光面とホモジナイザー素子との間に、もう１つのホモジナイザー素子（レンズアレイ）と、コリメータレンズとを配置する構成が開示されている。かかる構成によれば、各ＬＥＤ発光面がレンズアレイの入射面に重畳されるため、面光源を形成することができるが、もう１つのホモジナイザー素子（レンズアレイユニット）が必要となり、構成の複雑化やコストの増加を招いてしまう。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、被照明面を照明するのに有利な技術を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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