(57)【要約】【課題】  照度分布の均一性を損なうことなく露光照射時間が最小限となり（集光率の向上）、また、照射面以外に無駄な光が散乱することを最小限とし、さらに、構成か簡単で照射面積の変更が可能な光強度均一化機構を提供すること。【解決手段】  放電灯および曲面反射鏡を有する光源部からの光の光路に配置され、前記光源部から照射された光の照度分布を均一化する光強度均一化機構において、前記光強度均一化機構６は、複数の凸レンズ６ａを同一平面上に配列させた第１レンズ群６Ａと、この第１レンズ群に対向し所定距離を隔てて同一平面上に複数の凸レンズ６ｂを配列させた第２レンズ群６Ｂと、この第２レンズ群および前記第１レンズ群のレンズ群間位置に当該両レンズ郡に対向して配置または退避自在に移動手段７を介して設けられ、同一平面上に複数の凹レンズ６ｃを配列させた第３レンズ群６Ｃと、を備えるものとした。【選択図】      図３
2005221681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部からの光の光路に配置され、前記光源部から照射された光の照度分布を均一化する光強度均一化光学系において、
前記光強度均一化光学系は、複数の凸レンズを同一平面上に配列させた第１レンズアレーと、この第１レンズアレーに対向し所定距離を隔てて同一平面上に複数の凸レンズを配列させた第２レンズアレーと、この第２レンズアレーおよび前記第１レンズアレーのレンズアレー間位置に当該両レンズ郡に対向して配置または退避自在に移動手段を介して設けられ、同一平面上に複数の凹レンズを配列させた第３レンズアレーと、を備えることを特徴とする光強度均一化光学系。
【請求項２】
前記第１レンズアレーまたは前記第２レンズアレーは、光の入射側に配置された一方が、光軸方向に調整移動させるための調整移動手段により支持されることを特徴とする請求項１に記載の光強度均一化光学系。
【請求項３】
前記各レンズアレーの焦点距離は、第３レンズアレーの焦点距離をｆ１とし、前記第１レンズアレーおよび第２レンズアレーの焦点距離をｆ２としたときに、つぎの式（１）
−２．５＜（ｆ２／ｆ１）＜−０．５    …式（１）
で表わされる範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光強度均一化光学系。
【請求項４】
前記第１レンズアレーの凸レンズならびに前記第２レンズアレーの凸レンズの中心光軸位置における両凸レンズ間の距離をｄ１とし、前記第３レンズアレーが第１レンズアレーおよび第２レンズアレーのレンズアレー間位置に配置されたときに、第１レンズアレーの凸レンズならびに第３レンズアレーの凹レンズの中心光軸位置における両レンズ間の距離をｄ２とし、かつ、第２レンズアレーの凸レンズならびに第３レンズアレーの凹レンズの中心光軸位置における両レンズ間の距離をｄ３としたときに、つぎの式（２）および式（３）
（ｄ２＋ｄ３）／２＜ｄ１      …式（２）
０．５＜ｄ２／ｄ３＜２        …式（３）
で表される距離の範囲内において各レンズアレーを配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光強度均一化光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射面における照度分布を均一化すると共に、被露光物であるプリント配線基板などのワークに対する照射面積を変更することができる光強度均一化光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、露光装置として、例えば、図５に示す構成のものが知られている。この従来の露光装置１００は、紫外線照射用のランプ２１および楕円反射鏡（回転楕円体鏡）２２を有する光源部２０と、この光源部２０からの照射光を反射する平面反射鏡４１と、この平面反射鏡４１から反射される照射光を照射面において照度分布を均一化する照度分布均一化機構（レンズアレー）３０と、この照度分布均一化機構３０からの照射光を平行光としてワークＷ側に反射するコリメーションミラ４２と、このコリメーションミラ４２から反射する照射光の光路に配置したマスクＭを保持する保持枠５０と、この保持枠５０に保持されたマスクＭに対向する位置に配置したワークＷを載置するアライメントテーブル６０と、を備えている。
【０００３】
そして、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、この露光装置１００の照度分布均一化機構３０は、凸レンズを同一平面上に複数配列させた第１レンズアレー３１と、この第1レンズアレー３１に対向した位置で凸レンズを同一平面上に複数配列した第２レンズアレー３２と、第１レンズアレー３１を光軸方向に移動自在とする移動機構３３とを備えているものである。
【０００４】
そのため、露光装置１００は、照度分布均一化機構３０の第１レンズアレー３１を、はじめに設定された位置関係として露光作業を行なうと、アライメントテーブル６０におけるワークＷに対する照射面積が最大となり、光源部２０から照射される照射光により、ワークＷ全体を一度に露光できる状態となる。また、露光装置１００は、照度分布均一化機構３０の第１レンズアレー３１を移動機構３３により光軸方向に移動させることで、照度分布均一化機構３０に入射する照射光の入射面の位置を変え、照射光により照射される照射面積（例えば全体露光面積の１／４）を小さくした状態とし、ワークの所定領域を露光できるものである。
【０００５】
なお、照度分布均一化機構３０は、入射する光が、レンズアレー３１，３２を構成するレンズ素子により光分割が行われ、その結果、単一の光源が照度分布均一化機構３０の射出側においてレンズ素子数相当の光源に分割され、照射光に対する強度の「むら」が打ち消されることによって、照射範囲において照度分布がほぼ均一になるものである。
【特許文献１】特開２００１−１２５２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の露光装置における照度分布均一化機構の構成では、以下に示すような問題点が存在していた。
従来の露光装置における照度分布均一化機構の構成では、ワークの露光処理時間を適正な露光状態を確保して迅速に行なう必要があるが、第１レンズアレーのみを移動させておこなう構成では、あらかじめ設定されている照度分布均一化機構としての設定条件を変更するため、第１レンズアレーの各レンズ素子が本来調整された範囲において第２レンズアレーの各レンズ素子の所定の光路になることを維持できなくなる。そのため、露光装置では、第１レンズアレーを移動した結果として、照射面積は、例えば１／４になるが、集光率は比例して４倍にならず約１．６倍程度となり、ワーク一枚に対する露光照射時間が本来予定している時間より著しくかかってしまう。なお、例えば、露光領域に対する照射時間が、５．８秒程度かかると、一枚のワークの露光面がｎ面（例えば２面、４面、６面）ある場合には、５．８秒×ｎ倍の時間がかかることになる。
【０００７】
また、従来の露光装置における照度分布均一化機構の構成では、あらかじめ設定されたフライレンズの設定条件を、照射面積を変更するときに変えるため、あらかじめ決められたレンズに入る光が、隣接するレンズに入り込んでしまい、隣接するレンズからの設定されていない光が複数に重なり合った状態で照度分布均一化機構から射出される状態となる。そのため、露光装置のワークを載置するアライメントテーブル側では、ワークの照射面以外に不要な光が散乱して存在し、露光作業に適切に寄与する平行光以外の光が、無駄な乱反射をすることになり、ワークの露光面に悪影響を及ぼす可能性が高く、露光作業に不都合であった。
【０００８】
本発明は、前記のような問題点に鑑みて創案されたもので、照度分布の均一性を損なうことなく露光照射時間が最小限となり（集光率の向上）、また、照射面以外に無駄な光が散乱することを最小限とし、さらに、構成が簡単で照射面積の変更が可能な光強度均一化光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる光強度均一化光学系は、前記目的を達成するため、以下に示す構成とした。すなわち、光源部からの光の光路に配置され、前記光源部から照射された光の照度分布を均一化する光強度均一化光学系において、前記光強度均一化光学系は、複数の凸レンズを同一平面上に配列させた第１レンズアレーと、この第１レンズアレーに対向し所定距離を隔てて同一平面上に複数の凸レンズを配列させた第２レンズアレーと、この第２レンズアレーおよび前記第１レンズアレーのレンズアレー間位置に当該両レンズアレーに対向して配置または退避自在に移動手段を介して設けられ、同一平面上に複数の凹レンズを配列させた第３レンズアレーと、を備える光強度均一化光学系とした。
【００１０】
このように構成されるため、光強度均一化光学系は、第１レンズアレーおよび第２レンズアレーに光が入射される場合には、第１レンズアレーから第２レンズアレーを介して基準設定角度で光が広がるように射出される。また、光強度均一化光学系は、第１レンズアレーおよび第２レンズアレーの間に移動手段を介して第３レンズアレーが配置されると、この第３レンズが加わることにより基準設定角度より小さな設定角度の状態で当該光強度均一化光学系から射出される。したがって、第３レンズアレーが第１レンズアレーおよび第２レンズアレーの間に配置されることで、照射面における露光面積を変えることができる（なお、照射面とは光強度均一化光学系により出射した照射光［他の光学系も介することも含む］により照射される、ワークが載置された位置での面である。また、露光面あるいは露光領域とは、ワークの露光処理される面である）。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記光強度均一化光学系において、前記第１レンズアレーまたは前記第２レンズアレーは、光の入射側に配置された一方が、光軸方向に調整移動するための調整移動手段により支持されている構成とした。
このように構成されることにより、光強度均一化光学系は、調整移動手段により光軸方向において、照射光の入射側に配置される、例えば、第１レンズアレーが、照射光の入射側に調整移動されると、第３レンズアレーが配置された状態に対して第１レンズアレーおよび第２レンズアレーがより適切な位置関係となり、当該光強度均一化光学系から照射される照射光が、より適切な状態で照射面に到達することになる。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記光強度均一化光学系において、前記各レンズアレーの焦点距離は、前記第３レンズアレーの焦点距離をｆ１とし、前記第１レンズアレーおよび第２レンズアレーの焦点距離をそれぞれｆ２としたときに、−２．５＜（ｆ２／ｆ１）＜−０．５の範囲であるように設定する構成とした。
このように構成されることにより、光強度均一化光学系は、第３レンズアレーの焦点距離ｆ１および第１、第２レンズアレーの焦点距離ｆ２の比であるｆ２／ｆ１が−２．５より大きくなるように設定されているため、照射面における照度分布状態が周辺および中央において露光作業の許容範囲となる。また、ｆ２／ｆ１が、−０．５より負に大きくなるように設定されているため、照射面における照射状態が、本来設定された面積より大きな範囲で照射面を形成することなく、本来設定された照射面積において露光作業の許容範囲となる。なお、マイナスの符号が付されているのは、凹レンズを用いるからである。
【００１３】
さらに、請求項４記載の発明は、前記光強度均一化光学系において、前記第１レンズアレーの凸レンズならびに前記第２レンズアレーの凸レンズの中心光軸位置における両凸レンズ間の距離をｄ１とし、前記第３レンズアレーが第１レンズアレーおよび第２レンズアレーのレンズアレー間位置に配置されたときに、第１レンズアレーの凸レンズならびに第３レンズアレーの凹レンズの中心光軸位置における両レンズ間の距離をｄ２とし、かつ、第２レンズアレーの凸レンズならびに第３レンズアレーの凹レンズの中心光軸位置における両レンズ間の距離をｄ３としたとき、つぎの式（２）および式（３）つまり、（ｄ２＋ｄ３）／２＜ｄ１・・式（２）、かつ、０．５＜ｄ２／ｄ３＜２・・式（３）、で表される距離の範囲内において各レンズアレーを配置した構成とした。
【００１４】
このように構成されることにより、光強度均一化光学系は、各レンズアレー間の距離を式（２）および式（３）で示す範囲内に設定しているため、ｄ１をｄ２／ｄ３に対して０．５より小さくすることで、照射面におけて光の集光する率を適正範囲とし、また、ｄ２／ｄ３を所定の範囲内とすることで、照射面において光の集光時の照度分布の範囲を露光作業に対して許容範囲内において調整できる範囲内に確保することができるものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、光強度均一化光学系では、第１レンズアレーおよび第２レンズアレーのレンズアレー間に第３レンズアレーを移動手段により配置または退避自在に設けているため、構成が簡易であり、光軸方向のブレがなく、あらかじめ設定された第１および第２レンズアレーの調整をすることなしに、照射面における露光領域の範囲を調整することができる。また、光強度均一化光学系では、照度分布の均一性を損なうことなく、一度に全体が露光される露光領域から例えば、１／４の露光領域としたときに、集光率は２．５倍となり、従来のものと比較して集光率を１．５倍前後向上させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、光強度均一化光学系では、凹レンズを配列した第３レンズアレーが凸レンズを配列した第１レンズアレーおよび第２レンズアレーの間に配置されたときに、光の入射側に配置されている第１レンズアレーを適正位置に調整移動手段を介して移動することで、従来のものと比較して集光率をさらに向上させることができる（なお、適正位置とは、照射面における照射光の分布状態があらかじめ設定された許容範囲内となる位置をいい、ここでは照射面における照度分布および照度が所定の値以上である条件をクリアできる位置である）。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、光強度均一化光学系では、第１レンズアレー、第２レンズアレーおよび第３レンズアレーの焦点距離を所定の範囲に設定する構成としているため、照射面において適正な集光率の範囲となるように照射光を射出することができる（なお、適正な集光率の範囲とは、露光領域と照射面とが同一（割合が１）に近づくほどよく、かつ、照射光の分布状態［照度分布および照度］があらかじめ設定された許容範囲内となる範囲をいい、例えば照度分布８０％以上で、照度１００ｍＷ／ｍｍ2以上である）。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、光強度均一化光学系では、第１レンズアレー、第２レンズアレーおよび第３レンズアレーの距離を所定の範囲に設定する構成としているため、高い照度分布を維持した状態で照射面積の範囲を適切に確保することができる。
【００１９】
なお、例えば、露光装置に用いる場合において、ワークの露光領域全体に対して一度で露光作業を行なう場合には、第３レンズアレーを第１レンズアレーおよび第２レンズアレーから退避させた状態で行い、また、ワークが載置テーブル全面を用いるものと比較して小さなときや、露光領域が複数あり、一箇所ずつ行なう場合には、第３レンズアレーを第１レンズアレーおよび第２レンズアレーの間に配置させた状態で行なっている。そのため、露光装置は、第３レンズアレーを配置することによる照射状態で露光作業を適切に行なうことができるワークの場合では、光軸方向に各レンズアレーを移動調整する必要がない。
【００２０】
また、例えば、露光装置に用いる場合において、第３レンズが第１レンズアレーおよび第２レンズアレーの間に配置されることで、ワークの露光作業に対して不必要な光をワークの露光領域周辺において最小限にすることができる。さらに、露光装置においては、照度分布の均一性を維持した状態で集光率を向上させることができるため、ワークの露光領域における露光時間を最小限にすることができ、従来の露光装置と比較して２．５倍の処理速度を達成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、光強度均一化光学系は、露光装置において用いられる状態として説明する。図１は、露光装置全体の構成を示す概略図、図２（ａ）、（ｂ）は、光強度均一化光学系から射出する照射光の状態を模式的に示す模式図、図３（ａ）、（ｂ）は、光強度均一化光学系の動作を示す断面図である。
【００２２】
図１に示すように、露光装置１は、楕円鏡３の第１焦点位置に配置した放電灯２を有する光源部４と、この光源部４から照射される照射光を所定方向に反射する第１平面反射鏡５Ａと、この第１平面反射鏡５Ａの光路中に配置される光強度均一化光学系６と、この光強度均一化光学系６から射出する照射光をあらかじめ設定された光路に沿って反射する第２平面反射鏡５Ｂと、この第２平面反射鏡５Ｂから反射される照射光を平行光として反射するコリメーションミラ５Ｃと、このコリメーションミラ５Ｃから反射される照射光の光路中にマスクＭを保持するマスク保持機構１０と、このマスク保持機構１０で保持されるマスクＭに対面する位置にワークＷを載置する載置テーブル１１と、を主に備えている。
【００２３】
図１に示すように、光強度均一化光学系６は、図示しない支持部材により露光装置１の躯体枠（図示せず）に設けられており、図３に示すように、第１レンズアレー６Ａおよび第２レンズアレー６Ｂを有する基本レンズアレー部６Ｄと、この基本レンズアレー部６Ｄである第１レンズアレー６Ａおよび第２レンズアレー６Ｂの間に対面して配置または退避自在に設けた第３レンズアレー６Ｃとを備え、各レンズアレー６Ａ，６Ｂ，６Ｃがそれぞれ保持手段８により保持されている。なお、レンズアレーとは、凸レンズあるいは凹レンズを同一平面上に配列させたものをいう。
【００２４】
第１レンズアレー６Ａは、凸レンズ６ａが同一平面上に複数配列（ここでは縦横５×４個）して保持手段８のホルダ８ａに保持さている。この第１レンズアレー６Ａの各凸レンズ６ａは、焦点距離が同一に設定されている。
第２レンズアレー６Ｂは、凸レンズ６ｂが同一平面上に複数配列（ここでは縦横５×４個）して保持手段８のホルダ８ｂに保持されている。この第２レンズアレー６Ｂの各レンズ６ｂは、焦点距離が同一に設定されている。なお、ここでは、凸レンズ６ａおよび凸レンズ６ｂのそれぞれの焦点距離ｆ２は、同一として設定されている。また、ホルダ８ｂの基端面８ｄは、後記する第３レンズアレー６Ｃの移動手段７におけるガイドとして構成されている。
【００２５】
そして、第１レンズアレー６Ａを保持するホルダ８ａは、保持手段８の筐体側から光軸方向に移動可能な調整移動手段９により支持されている。また、第２レンズアレー６Ｂを保持するホルダ８ｂは、保持手段８の筐体側に固定されている。なお、第２レンズアレー６Ｂは、常に位置が固定されて、光軸方向に移動することはない。
【００２６】
さらに、ホルダ８ａを光軸方向に移動可能に支持する調整移動手段９は、ホルダ８ａを支持する支持部９ａと、この支持部９ａを移動（回転）させる移動部９ｂとを有している。そして、ここでは、支持部９ａに直交する方向にホルダ８ａが取付けられている。また、ここでは、移動部９ｂとしては、サーボモータなどが用いられ、また、支持部９ａとしては、送りねじが用いられ、ホルダ８ａを光軸方向に沿って移動させるように構成されている。なお、ホルダ８ａを移動させる場合に、そのホルダ８ａの基端部分を保持手段８の立直部８ｆをガイドとして移動させている。また、ホルダ８ａを移動させるときのガイドは、他の位置に適宜設けられていても構わない。
【００２７】
第３レンズアレー６Ｃは、凹レンズ６ｃを同一平面上に複数配列（ここでは縦横５×４個）して保持手段８のホルダ８ｃに保持されている。この第３レンズアレー６Ｃの凹レンズ６ｃは、互いに焦点距離が同一に設定されている。
【００２８】
そして、第３レンズアレー６Ｃは、ホルダ８ｃが移動手段７により、第１レンズアレー６Ａおよび第２レンズアレー６Ｂのレンズアレー間に対向して配置または退避自在に移動するように構成されている。この移動手段７は、ホルダ８ｃに設けたフランジ部７ａと、ホルダ８ｃのフランジ部７ａに支持された支持部としての送りネジ７ｂと、この送りネジ７ｂを回転させるサーボモータ７ｃとを備えている。なお、送りネジ７ｂの一方の端部側には、第１レンズアレー６Ａおよび第２レンズアレー６Ｂに対して、移動手段７などが作動したときに塵埃などを付着させないための覆い部８ｅがホルダ８ｂの所定位置に設けられている。また、送りネジ７ｂの直上には、第３レンズアレー６Ｃに対して塵埃を付着させないためのシールド部８ｇが設けられており、フランジ部７ａに設けた貫通穴に対してシールド部８ｇが挿通した状態でフランジ部７ａが移動できるように構成されている。
【００２９】
この第３レンズアレー６Ｃは、サーボモータ７ｃが作動して送りネジ７ｂが回転すると、フランジ部７ａがホルダ８ｂの基端面８ｄに沿って案内され退避位置から第１レンズアレー６Ａおよび第２レンズアレー６Ｂに対面する位置に移動することが可能となる。第３レンズアレー６Ｃは、両レンズアレー６Ａ，６Ｂ間に配置された場合、両凸レンズ６ａ、６ｂの光軸と、凹レンズ６ｃの光軸が一致する位置となるように設定されている。また、第３レンズアレー６Ｃは、サーボモータ７ｃが作動して送りネジ７ｂを反対回転させることで、フランジ７ａがホルダ８ｂの基端面８ｄに沿って案内されて、両レンズアレー６Ａ，６Ｂ間から光路に影響がない退避位置に移動する。
【００３０】
第３レンズアレー６Ｃは、その焦点距離をｆ１として、第１レンズアレー６Ａおよび第２レンズアレー６Ｂの凸レンズ６ａ、６ｂのそれぞれを焦点距離をｆ２としたとき、−２．５＜ｆ２／ｆ１＜−０．５の範囲内になるように構成されている。ｆ２／ｆ１が−２．５よりマイナス側に外れる場合（凹レンズの焦点距離が小さいとき）には、あらかじめ設定された照射面（露光領域）に対して照射する光線が不足する。
【００３１】
また、ｆ２／ｆ１が−０．５より「０」側あるいはプラス側に外れる場合（凹レンズの焦点距離が大きいとき）には、あらかじめ設定された照射面（露光領域）に対して照射される光線が広がり、結果的にあらかじめ設定された照射面（露光領域）の照度が低下した状態となってしまう。したがって、凹レンズ６ｃの焦点距離ｆ１は、他の凸レンズ６ａ，６ｂとの関係で、−２．５＜ｆ２／ｆ１＜−０．５で示す式（１）の範囲内としている。なお、−１．２＜ｆ２／ｆ１＜−０．８であることがさらに好ましく、最良の範囲としては、−１．０＜ｆ２／ｆ１＜−０．９である。
【００３２】
【表１】
2005221681.tif 000003
【００３３】
なお、表１に示すように、−２．５＜ｆ２／ｆ１＜−０．５…式（１）において、−２．５以下であるとき、照射面における照度は１５０ｍＷ／ｃｍ2となり、かつ、照射面における照度分布が８０％となり許容範囲であるが、この−２．５からマスナス側にはずれる数値、例えば、−３．５であると、照度分布の値が小さくなり不都合である（照度分布の目安として８０％以上）。また、式（１）において、−０．５から「０」側に外れる数値、例えば、−０．２５であると、照度分布は許容範囲にあるが、照度が１００ｍＷ／ｃｍ2となり不都合となる（照度の目安として１２０ｍＷ／ｃｍ2以上）
【００３４】
また、図３（ｂ）に示すように、第１レンズアレー６Ａの凸レンズ６ａの中心光軸位置におけるレンズ表面から第２レンズアレー６Ｂの凸レンズ６ｂの中心光軸位置におけるレンズ表面までの距離をｄ１とし、また、第１レンズアレー６Ａの凸レンズ６ａの中心光軸位置におけるレンズ表面から第３レンズアレー６Ｃの凹レンズの中心光軸位置におけるレンズ表面までの距離をｄ２とし、かつ、第２レンズアレー６Ｂの凸レンズ６ｂの中心光軸位置におけるレンズ表面から第３レンズアレー６Ｃの凹レンズの中心光軸位置におけるレンズ表面までの距離をｄ３とする。そして、各レンズ間距離ｄ１、ｄ２、ｄ３の関係を、（ｄ２＋ｄ３）／２＜ｄ１…式（２）および０．５＜ｄ２／ｄ３＜２…式（３）の条件範囲内としている。
【００３５】
すなわち、（ｄ２＋ｄ３）／２＜ｄ１である場合には、集光率が大きくなりすぎるため、照射面に対して適切な制御ができなくなる。また、ｄ２／ｄ３≦０．５である場合には、照射面における照度分布が必要となる値、例えば、照度分布８０％程度を下回り、また、ｄ２／ｄ３≧２である場合についても、照射面における照度分布が必要となる値、例えば、照度分布８０％程度を下回ることになる。なお、理想的には、ｄ２＝ｄ３である。
【００３６】
【表２】
2005221681.tif 000004
【００３７】
【表３】
2005221681.tif 000005
【００３８】
なお、表２に示すように、（ｄ２＋ｄ３）／２＜ｄ１…式（２）を満足する場合には、照射面における照度が１５８ｍＷ／ｃｍ2となり、照度の目安である１２０ｍＷ／ｃｍ2を充分満足する数値となる。しかし、式（２）を満足しない例えば（ｄ２＋ｄ３）／２＝ｄ１や、あるいは、（ｄ２＋ｄ３）／２＞ｄ１である場合には、照度が９０ｍＷ／ｃｍ2あるいはそれ以下となり、不都合である。
【００３９】
さらに、表３に示すように、式（２）を満足し、かつ、０．５＜ｄ２／ｄ３＜２…式（３）をも満足する必要があり、式（３）満足する場合、すなわち、０．５＜ｄ２／ｄ３より大きい場合には、照射面における照度分布が８４％となり、目安としての８０％を越える。しかし、「０．５」以下の例えば、「０．３」であると５５％の値となり不都合である。また、ｄ２／ｄ３＜２である場合には、照射面における照度分布が８１％となり目安としての８０％を越える、しかし、「２」以上の例えば、「３」であると５２．３％の値となり不都合である。
つぎに、図２および図３を参照して、光強度均一化光学系６の動作について、説明する。なお、図２においては説明上、実際に設置される上下左右方向を無視した配置において説明する。
【００４０】
図２（ａ）に示すように、光強度均一化光学系６は、第１レンズアレー６Ａおよび第２レンズアレー６Ｂを用いた基本レンズアレー部６Ｄでは、照射光が第１レンズアレー６Ａから入射されると、第２レンズアレー６Ｂを介して光軸中心Ｃｅに対して所定の広がりを持った角度θ１で射出することになる。このときの、光強度均一化光学系６は、図２（ａ）に示すように、第３レンズアレー６Ｃが、退避位置に配置された状態である。なお、基本フライレンズ部６Ｄを用いた場合における照射面では、照射長さ辺ａとなる。
【００４１】
つぎに、図２（ｂ）に示すように、照度分布を維持した状態で照射面の範囲を変える場合には、光強度均一化光学系６は、基本レンズアレー部６Ｄと、第３レンズアレー６Ｃとを用いる。すなわち、第３レンズアレー６Ｃを退避位置から両レンズアレー６Ａ，６Ｂ間に対面させて配置した状態とすることで、第１レンズアレー６Ａに入射する照射光は、第３レンズアレー６Ｃおよび第２レンズアレー６Ｂを介して射出することになり、光軸中心Ｃｅに対して照射角度θ１（図２（ａ）参照）より小さな照射角度θ２として射出することになる。このときの光強度均一化光学系６における照射面は、照射長さ辺ａ／２である範囲となる（例えば、１／４の照射面積）。
【００４２】
なお、第３レンズアレー６Ｃを退避位置から両レンズアレー６Ａ，６Ｂ間に移動させる場合は、一例として次の手順によりここでは行なっている。すなわち、図３（ａ）で示す状態から、図３（ｂ）に示すように、光強度均一化光学系６は、第３レンズアレー６Ｃを移動手段７により退避位置から移動させ両レンズアレー６Ａ，６Ｂ間に移動させると共に、第１レンズアレー６Ａを調整移動手段９により、あらかじめ設定された位置まで調整移動する。なお、光強度均一化光学系６は、ここでは、第３レンズアレー６Ｃが両レンズアレー６Ａ，６Ｂ間に配置されたときに、前記した各レンズアレー６Ａ，６Ｂ，６Ｃの位置関係をｄ２＝ｄ３とし、ｄ１＞（ｄ２＋ｄ３）／２となるように設定している。また、光強度均一化光学系６では、第３レンズアレー６Ｃが配置されたことにより照射面における照度分布が最適となるように、第１レンズアレー６Ａを光軸方向に調整移動している構成である。
【００４３】
図２（ａ）、（ｂ）および図３（ａ）、（ｂ）に示すように、光強度均一化光学系６では、第１レンズアレー６Ａを調整移動することでｄ２＝ｄ３の関係を維持するものとして説明したが、前記した式（１）〜（３）の関係を維持した状態で、かつ、求められる照射面における照度分布が許容範囲内であれば、第１レンズアレー６Ａを調整移動する必要がないものである。
【００４４】
また、求められる照度分布が許容範囲内となる前提において、図４に示すように、第１レンズアレー６Ａが調整移動しない構成であっても構わないものである。図４（ａ）、（ｂ）は、光強度均一化光学系の他の構成における動作状態を示す断面図である。なお、図４で示す光強度均一化光学系はすでに説明したものに対して調整移動手段７がない状態であるため、同じ符号を付して動作についてのみ説明する。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、光強度均一化光学系６は、はじめに設定された基本レンズアレー部６Ｄから、図４（ｂ）に示すように、第３レンズアレー６Ｃが両レンズアレー６Ａ，６Ｂ間に対向した位置に配置する場合に、あらかじめ、ｄ２＝ｄ３となる位置に第３レンズアレー６Ｃを配置しており、移動手段７を介して移動させている。すなわち、基本レンズアレー部６Ｄの状態から、移動手段７を介して第３レンズアレー６Ｃを、退避位置から移動させ、両レンズアレー６Ａ，６Ｂ間に各レンズ６ａ，６ｂ，６ｃの光軸中心が一致するように配置させている。
【００４６】
第３レンズアレー６Ｃが配置された状態の光強度均一化光学系６では、基本レンズアレー部６Ｄによる照射面積から例えば、１／４の照射面積となるように、第１レンズアレー６Ａから入射した照射光が、第３レンズアレー６Ｃおよび第２レンズアレー６Ｂを介して射出されることになる。
【００４７】
以上説明したように、光強度均一化光学系６は、求められる一定以上の照度分布の状態によっては、第３レンズアレー６Ｃを両レンズアレー６Ａ，６Ｂ間に対向して配置することで、照射面積の変更を行なうことができるものである。また、第３レンズアレー６Ｃを配置した状態における照射面における照射光の照射量は、例えば、１／４の照射面積である場合に、基本レンズアレー部６Ｄのみの場合に比較して２．５倍前後となる。また、調整移動手段９により第１レンズアレー６Ａを調整移動させた場合には、２．５倍以上となる。
【００４８】
なお、光強度均一化光学系６は、ここでは照射面積を１から１／４の比率に変化させる状態を前提として説明したが、変化させる照射面積の比率は、１から１／２、１から１／６あるいは１／８であっても構わない。なお、照射面積の比率を変える場合には、あらかじめ設定された各レンズアレー６Ａ，６Ｂ，６Ｃの焦点距離における各レンズアレー６Ａ，６Ｂ，６Ｃの位置が決定されおり、その決定された位置に第３レンズアレー６Ｃあるいは第１レンズアレー６Ａを配置することになる。また、第３レンズアレー６Ｃはガイド機構により案内されて移動する構成であれば良く、そのガイド機構の構成には限定されるものではない。
【００４９】
なお、調整移動手段９および移動手段７は、一例を示したもので、適切に第１レンズアレー６Ａあるいは第３レンズアレー６Ｃを調整移動あるいは移動させることができるものであれば、シリンダ機構など他の構成を備えるものを使用してもよい。
【００５０】
また、すでに説明した光強度均一化光学系６は、例えば、図１に示す露光装置１について適用して用いることができ、露光装置１の形態としては、図示しないが、搬入から搬出までハンドラを介して行なう自動露光装置（ワーク両面、片面）、搬入および搬出は作業者が行なう所謂、半自動露光装置（ワーク両面、片面）、ワークを垂直方向に配置して行なう縦型露光装置、あるいは露光装置で扱うワークがロール形態、枚用形態（板状、シート状）など光強度均一化光学系６を使用するものであれば、どのタイプの露光装置でも使用することが可能となる。露光装置１において、マスク保持機構１０、載置テーブル１１
、吸着機構１２、アライメント機構１３、上下動機構１４、ＣＣＤカメラ１５、真空密着機構１６、シャッタ機構１７、モニタＭｏ（マスクマークＭｍ、ワークマークＷｍ）などを備えている。いうまでもなく、露光装置１以外の構成に対しても光強度均一化光学系６は、適用されることができるものであることは勿論である。
【００５１】
そして、露光装置１の場合では、ワークＷの露光領域に対する集光率は、図２（ａ）の状態と比較して２．５倍となる。そのため、露光装置１における露光領域ごとの照射時間は、例えば、５００ｍＪ必要である場合には、４秒程度あれば良く、ワークＷ一枚では４箇所の露光領域があるので１６秒前後となる。そのため、例えば、光強度均一化光学系６を用いることで、露光装置１では、ワークＷの露光領域が変わっても、迅速なタクトタイムで露光作業を行なうことが可能となり、かつ、照射面に不必要な光の散乱も最小限に抑えた状態で露光作業を行なうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る露光装置全体の構成を模式的に示す構成図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る光強度均一化光学系から射出する照射光の状態を模式的に示す模式図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る光強度均一化光学系の動作を示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る光強度均一化光学系の他の構成における動作状態を示す断面図である。
【図５】従来の露光装置の構成を模式的に示す構成図である。
【図６】従来の光強度均一化光学系における移動機構を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５３】
１        露光装置
２        放電灯
３        楕円反射鏡
４        光源部
５        反射光学系
６        光強度均一化光学系
６Ａ      第１レンズアレー
６Ｂ      第２レンズアレー
６Ｃ      第３レンズアレー
６Ｄ      基本レンズアレー部
６ａ      凸レンズ
６ｂ      凸レンズ
６ｃ      凹レンズ
７        移動手段
８        保持手段
９        調整移動手段
１０      マスク保持機構
１１      載置テーブル
１２      吸着機構
１３      アライメント機構
１４      上下動機構
１５      ＣＣＤカメラ
１６      真空密着機構
１７      シャッタ機構
Ｍ        マスク
Ｗ        ワーク
Ｍｏ      モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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