(57)【要約】【課題】  面を照明する装置、特にたとえばリソグラフィの用途のためにマスクを照明する装置を提供する。【解決手段】  本発明は面を証明する装置に関する。該装置は、照明のために利用することができる光３を生成するための少なくとも１つの光源１と、前記少なくとも１つの光源１で生成される光３を形成するための光学手段２と、照明に利用されるべき光３を互いに分離された複数の部分ビーム５に分割することができる分離手段４，４’，４”とを有し、それによりこれらの部分ビームは照明されるべき面を互いに間隔をおいて照明できるようになっている。さらに本発明は、作業領域に光を作用させる装置に関する。【選択図】      図１ａ
2009151313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面を照明する装置、特にたとえばリソグラフィの用途のためにマスク（１４）を照明する装置であって、
照明のために利用することができる光（３）を生成するための少なくとも１つの光源（１）と、
前記少なくとも１つの光源（１）で生成される光（３）を形成するための光学手段（２）とを有する、装置において、
照明に利用されるべき光（３）を互いに分離された複数の部分ビーム（５）に分割することができる分離手段（４，４’，４”）を有し、それによりこれらの部分ビームは照明されるべき面を互いに間隔をおいて照明できるようにされることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記分離手段は、光（３）を少なくとも第１の方向（Ｘ）に関して別々の部分ビーム（５）に分割することができる、第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）の少なくとも１つの第１のアレイ（６，６’，６”）を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記分離手段は、光（３）の伝播方向（Ｚ）に見て、前記少なくとも１つの第１のアレイ（６，６’，６”）と照明されるべき面との間に配置された、第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，９ｃ）の少なくとも１つの第２のアレイ（８，８’，８ａ”，８ｂ”）を有し、前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，９ｃ）は、好ましくはすべて等しい焦点距離（ｆ９）を有することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第１のアレイ（６，６’，６”）と前記少なくとも１つの第２のアレイ（８，８’，８ａ”，８ｂ”）との間の間隔は、光（３）の伝播方向（Ｚ）に見て、前記第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）の焦点距離（ｆ７）と前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，９ｃ）の焦点距離（ｆ９）との合計に相当することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のレンズ（７）のすべての開口は等しいことを特徴とする、請求項２〜４までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のレンズ（７ａ，７ｂ，７ｃ）の開口のうち少なくとも１つは前記第１のレンズ（７ａ，７ｂ，７ｃ）の他の開口と異なっていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記第２のレンズ（９）のすべての開口は等しいことを特徴とする、請求項３〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記第２のレンズ（９ａ，９ｂ，９ｃ）の開口のうち少なくとも１つは前記第１のレンズ（９ａ，９ｂ，９ｃ）の他の開口と異なっていることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記分離手段（４，４’，４”）は、光（３）を少なくとも前記第１の方向（Ｘ）に対して垂直な第２の方向（Ｙ）に関して別々の部分ビーム（５）に分割することができる、第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の少なくとも１つの第３のアレイ（１０，１０’，１０”）を有し、前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）は好ましくはすべて等しい焦点距離（ｆ１１）を有していることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第３のアレイ（１０，１０’，１０”）は前記第１のアレイ（６，６’，６”）と前記第２のアレイ（８，８’，８ａ”，８ｂ”）の間に配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記分離手段（４，４’）は、光（３）の伝播方向（Ｚ）に見て、前記少なくとも１つの第３のアレイ（１０，１０’，１０”）または前記少なくとも１つの第２のアレイ（８，８’，８ａ”，８ｂ”）と照明されるべき面との間に配置された、第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の少なくとも１つの第４のアレイ（１２，１２’，１２”）を有し、前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は好ましくはすべて等しい焦点距離（ｆ１３）を有することを特徴とする、請求項９または１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの第３のアレイ（１０，１０’，１０”）と前記少なくとも１つの第４のアレイ（１２，１２’，１２”）との間の間隔は、光（３）の伝播方向（Ｚ）に見て、前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の焦点距離（ｆ１１）と前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の焦点距離の合計に相当していることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第３のレンズ（１１）のすべての開口は等しいことを特徴とする、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記第３のレンズ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の開口のうちの少なくとも１つは前記第３のレンズ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の他の開口と異なっていることを特徴とする、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記第４のレンズ（１３）のすべての開口は等しいことを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記第４のレンズ（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の開口のうちの少なくとも１つは前記第４のレンズ（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の他の開口と異なっていることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）および／または前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，ｃ）および／または前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）および／または前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）はシリンドリカルレンズとして構成されていることを特徴とする、請求項２〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１および前記第２のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ；９；９ａ，９ｂ，ｃ）のシリンダ軸は前記第２の方向（Ｙ）に延びていることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第３および前記第４のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）のシリンドリカルレンズは前記第１の方向（Ｘ）に延びていることを特徴とする、請求項１７または１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）および／または前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，ｃ）および／または前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）および／または前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は照明に利用されるべき光の中央の伝播方向（Ｚ）に対して対称に配置されており、それにより前記第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）および／または前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，ｃ）および／または前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）および／または前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は光（３）の中央の伝播方向（Ｚ）を変化させないようになっていることを特徴とする、請求項２〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）および／または前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，ｃ）および／または前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）および／または前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は照明に利用されるべき光の中央の伝播方向（Ｚ）に対して非対称に配置されており、それにより前記第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）および／または前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，ｃ）および／または前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）および／または前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は光（３）の中央の伝播方向（Ｚ）を変化させるようになっていることを特徴とする、請求項２〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記光学手段（２）は、第１および／または第３のアレイ（６，６’，６”；１０，１０’，１０”）の平面における光（３）の均等な分布を惹起するホモジナイザ手段を有することを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記光学手段（２）は、第１および／または第３のアレイ（６，６’，６”；１０，１０’，１０”）に当たる前に光（３）をコリメートすることができるコリメータ手段を有することを特徴とする、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
特にリソグラフィの用途のために作業領域に光を作用させる装置であって、
前記作用のために利用することができる光（３）を生成するための少なくとも１つの光源（１）と、
前記少なくとも１つの光源（１）で生成される光（３）を形成するための光学手段（２）と、
前記作業領域に向かう方向へ光（３）を通過させるための複数の開口部（１５）または透明区域ならびに前記開口部（１５）の間に配置された不透明領域（１６）を有するマスク（１４）と、
前記作用に利用されるべき光（３）を互いに分離された複数の部分ビーム（５）に分割することができる分離手段（４，４’）とを有し、それによりこれらの部分ビームは前記マスク（１４）を互いに間隔をおいて照明することができ、前記開口部（１５）のうち少なくとも１つ、特に全部、または前記透明区域のうち少なくとも１つ、特に全部は全面的に照明されるが、その一方で前記開口部（１５）または透明区域の間に配置されている前記マスク（１４）の前記不透明領域（１６）は少なくとも部分的に照明されないことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明のために利用することができる光を生成するための少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの光源で生成される光を形成するための光学手段とを有する、面を照明する装置、特にたとえばリソグラフィの用途のためにマスクを照明する装置に関するものである。さらに本発明は、作業領域に光を作用させる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような種類の装置は、たとえばリソグラフィの用途でマスクを照明するために利用される。通常はレーザとして構成される光源の光が、適当な光学手段によって形成され、特に均一化されコリメートされ、従来技術では広い面積でマスクに当たる。マスクは多数の小さい開口部または透明区域を有しているのが通常であり、しばしば少ない割合の光だけがこれらを通り抜け、リソグラフィの用途のために利用することができる。このとき光の大部分は、マスクのそれぞれの開口部または透明区域の間にある不透明な領域で吸収される。この場合の欠点として判明しているのは、一方ではレーザアブレーションのような用途は、このような種類の装置により、原理的に必要であるよりもはるかに高い光源の出力を必要とすることである。また他方では、光エネルギーの大部分がマスクで吸収されるために、状況によっては、高いコストをかけてマスクを冷却しなければならなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明に課せられる課題は、光源の低い出力しか必要としない、冒頭に述べた種類の面を照明する装置および／または作業領域に光を作用させる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、面を照明する装置、特にたとえばリソグラフィの用途のためにマスク（１４）を照明する装置であって、
照明のために利用することができる光（３）を生成するための少なくとも１つの光源（１）と、
前記少なくとも１つの光源（１）で生成される光（３）を形成するための光学手段（２）とを有する、装置において、
照明に利用されるべき光（３）を互いに分離された複数の部分ビーム（５）に分割することができる分離手段（４，４’，４”）を有し、それによりこれらの部分ビームは照明されるべき面を互いに間隔をおいて照明できるようにされることを特徴とする装置である。
【０００５】
本発明において、前記分離手段は、光（３）を少なくとも第１の方向（Ｘ）に関して別々の部分ビーム（５）に分割することができる、第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）の少なくとも１つの第１のアレイ（６，６’，６”）を有することを特徴とする。
【０００６】
本発明において、前記分離手段は、光（３）の伝播方向（Ｚ）に見て、前記少なくとも１つの第１のアレイ（６，６’，６”）と照明されるべき面との間に配置された、第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，９ｃ）の少なくとも１つの第２のアレイ（８，８’，８ａ”，８ｂ”）を有し、前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，９ｃ）は、好ましくはすべて等しい焦点距離（ｆ９）を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明において、前記少なくとも１つの第１のアレイ（６，６’，６”）と前記少なくとも１つの第２のアレイ（８，８’，８ａ”，８ｂ”）との間の間隔は、光（３）の伝播方向（Ｚ）に見て、前記第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）の焦点距離（ｆ７）と前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，９ｃ）の焦点距離（ｆ９）との合計に相当することを特徴とする。
【０００８】
本発明において、前記第１のレンズ（７）のすべての開口は等しいことを特徴とする。
本発明において、前記第１のレンズ（７ａ，７ｂ，７ｃ）の開口のうち少なくとも１つは前記第１のレンズ（７ａ，７ｂ，７ｃ）の他の開口と異なっていることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、前記第２のレンズ（９）のすべての開口は等しいことを特徴とする。
本発明において、前記第２のレンズ（９ａ，９ｂ，９ｃ）の開口のうち少なくとも１つは前記第１のレンズ（９ａ，９ｂ，９ｃ）の他の開口と異なっていることを特徴とする。
【００１０】
本発明において、前記分離手段（４，４’，４”）は、光（３）を少なくとも前記第１の方向（Ｘ）に対して垂直な第２の方向（Ｙ）に関して別々の部分ビーム（５）に分割することができる、第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の少なくとも１つの第３のアレイ（１０，１０’，１０”）を有し、前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）は好ましくはすべて等しい焦点距離（ｆ１１）を有していることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、前記第３のアレイ（１０，１０’，１０”）は前記第１のアレイ（６，６’，６”）と前記第２のアレイ（８，８’，８ａ”，８ｂ”）の間に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明において、前記分離手段（４，４’）は、光（３）の伝播方向（Ｚ）に見て、前記少なくとも１つの第３のアレイ（１０，１０’，１０”）または前記少なくとも１つの第２のアレイ（８，８’，８ａ”，８ｂ”）と照明されるべき面との間に配置された、第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の少なくとも１つの第４のアレイ（１２，１２’，１２”）を有し、前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は好ましくはすべて等しい焦点距離（ｆ１３）を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明において、前記少なくとも１つの第３のアレイ（１０，１０’，１０”）と前記少なくとも１つの第４のアレイ（１２，１２’，１２”）との間の間隔は、光（３）の伝播方向（Ｚ）に見て、前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の焦点距離（ｆ１１）と前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の焦点距離の合計に相当していることを特徴とする。
【００１４】
本発明において、前記第３のレンズ（１１）のすべての開口は等しいことを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前記第３のレンズ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の開口のうちの少なくとも１つは前記第３のレンズ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の他の開口と異なっていることを特徴とする。
【００１６】
本発明において、前記第４のレンズ（１３）のすべての開口は等しいことを特徴とする。
【００１７】
本発明において、前記第４のレンズ（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の開口のうちの少なくとも１つは前記第４のレンズ（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の他の開口と異なっていることを特徴とする。
【００１８】
本発明において、前記第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）および／または前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，ｃ）および／または前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）および／または前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）はシリンドリカルレンズとして構成されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明において、前記第１および前記第２のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ；９；９ａ，９ｂ，ｃ）のシリンダ軸は前記第２の方向（Ｙ）に延びていることを特徴とする。
【００２０】
本発明において、前記第３および前記第４のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）のシリンドリカルレンズは前記第１の方向（Ｘ）に延びていることを特徴とする。
【００２１】
本発明において、前記第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）および／または前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，ｃ）および／または前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）および／または前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は照明に利用されるべき光の中央の伝播方向（Ｚ）に対して対称に配置されており、それにより前記第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）および／または前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，ｃ）および／または前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）および／または前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は光（３）の中央の伝播方向（Ｚ）を変化させないようになっていることを特徴とする。
【００２２】
本発明において、前記第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）および／または前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，ｃ）および／または前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）および／または前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は照明に利用されるべき光の中央の伝播方向（Ｚ）に対して非対称に配置されており、それにより前記第１のレンズ（７；７ａ，７ｂ，７ｃ）および／または前記第２のレンズ（９；９ａ，９ｂ，ｃ）および／または前記第３のレンズ（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）および／または前記第４のレンズ（１３；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は光（３）の中央の伝播方向（Ｚ）を変化させるようになっていることを特徴とする。
【００２３】
本発明において、前記光学手段（２）は、第１および／または第３のアレイ（６，６’，６”；１０，１０’，１０”）の平面における光（３）の均等な分布を惹起するホモジナイザ手段を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明において、前記光学手段（２）は、第１および／または第３のアレイ（６，６’，６”；１０，１０’，１０”）に当たる前に光（３）をコリメートすることができるコリメータ手段を有することを特徴とする。
【００２５】
本発明は、特にリソグラフィの用途のために作業領域に光を作用させる装置であって、
前記作用のために利用することができる光（３）を生成するための少なくとも１つの光源（１）と、
前記少なくとも１つの光源（１）で生成される光（３）を形成するための光学手段（２）と、
前記作業領域に向かう方向へ光（３）を通過させるための複数の開口部（１５）または透明区域ならびに前記開口部（１５）の間に配置された不透明領域（１６）を有するマスク（１４）と、
前記作用に利用されるべき光（３）を互いに分離された複数の部分ビーム（５）に分割することができる分離手段（４，４’）とを有し、それによりこれらの部分ビームは前記マスク（１４）を互いに間隔をおいて照明することができ、前記開口部（１５）のうち少なくとも１つ、特に全部、または前記透明区域のうち少なくとも１つ、特に全部は全面的に照明されるが、その一方で前記開口部（１５）または透明区域の間に配置されている前記マスク（１４）の前記不透明領域（１６）は少なくとも部分的に照明されないことを特徴とする装置である。
【発明の効果】
【００２６】
このことは本発明によれば、面を照明する装置に関しては、請求項１に記載の特徴を備える冒頭に述べた種類の装置によって達成され、ならびに、作業領域に光を作用させる装置に関しては、請求項２４に記載の特徴を備える装置によって達成される。従属請求項は本発明の好ましい実施形態に関するものである。
【００２７】
請求項１によれば、この装置は、照明に利用されるべき光を互いに分離された複数の部分ビームに分割することができる分離手段を有し、それによりこれらの部分ビームは照明されるべき面を互いに間隔をおいて照明することができることが意図される。それにより、マスクの開口部または透明区域を的確に照明することができ、それに対して、これらの間に配置されたマスクの不透明な領域はほぼ照明されないまま保たれる。それによって少ない光しかマスクで吸収されず、その結果、マスクを冷却する必要がなくなり、光源の強度を引き下げることができる。
【００２８】
分離手段は、光を少なくとも第１の方向に関して別々の部分ビームに分割することができる、第１のレンズの少なくとも１つの第１のアレイを有することが意図されていてよく、第１のレンズはすべて等しい焦点距離を有することが好ましい。
【００２９】
これに代えて、第１のレンズのうち少なくとも１つが他の第１のレンズの焦点距離と異なる焦点距離を有していてもよい。それにより、異なる平面への結像を具体化することができる。
【００３０】
第１のレンズを備える１つの第１のアレイに代えて、それぞれ第１のレンズを備える、光の伝播方向に相前後して配置された複数の第１のアレイが設けられていてもよい。たとえば、２つまたはそれ以上の第１のアレイの２つまたはそれ以上の第１のレンズの相前後する配置によって、結像収差を修正することができる。
【００３１】
さらに分離手段は、光の伝播方向に見て、少なくとも１つの第１のアレイと照明されるべき面との間に配置された、第２のレンズの少なくとも１つの第２のアレイを有することが意図されていてよく、第２のレンズはすべて等しい焦点距離を有することが好ましい。
【００３２】
これに代えて、第２のレンズのうち少なくとも１つが他の第２のレンズの焦点距離と異なる焦点距離を有していてもよい。それにより、異なる平面への結像を具体化することができる。
【００３３】
第２のレンズを備える１つの第２のアレイに代えて、それぞれ第２のレンズを備える、光の伝播方向に相前後して配置された複数の第２のアレイが設けられていてもよい。
【００３４】
特にこの場合、少なくとも１つの第１のアレイと少なくとも１つの第２のアレイとの間の間隔は、光の伝播方向に見て、第１のレンズの焦点距離と第２のレンズの焦点距離との合計に相当していることが意図されていてよい。それによって望遠鏡構造が得られ、第１のレンズの焦点距離と第２のレンズの焦点距離の比率を通じて、部分ビームの大きさを少なくとも第１の方向に関して調節することができる。一方では、第１のレンズと第２のレンズとが正の屈折力ないし焦点距離を有しており、それによってケプラー型望遠鏡が得られるようにすることが可能である。あるいは、第１または第２のレンズの屈折力ないし焦点距離が負であることも十分に可能であり、それにより、第１のアレイと第２のアレイとの間の間隔が相応に短いガリレオ型望遠鏡が得られる。
【００３５】
第１のレンズのすべての開口が等しくてもよい。
これに代えて、第１のレンズの開口のうち少なくとも１つが、第１のレンズの他の開口と異なっていてもよい。
【００３６】
第２のレンズのすべての開口が等しくてもよい。
これに代えて、第２のレンズの開口のうち少なくとも１つが、第２のレンズの他の開口と異なっていてもよい。
【００３７】
異なる大きさの開口により、部分ビームのいくつかを少なくとも第１の方向で他の部分ビームよりも大きくすることができる。それにより、たとえば異なる大きさの開口部もしくは透明区域をもつマスクを効率的に照明することができる。
【００３８】
分離手段は、光を少なくとも第１の方向に対して垂直な第２の方向に関して別々の部分ビームに分割することができる第３のレンズの少なくとも１つの第３のアレイを有することが意図されていてよく、第３のレンズはすべて等しい焦点距離を有することが好ましい。
【００３９】
これに代えて、第３のレンズのうち少なくとも１つが他の第３のレンズの焦点距離と異なる焦点距離を有していてもよい。それにより、異なる平面への結像を具体化することができる。
【００４０】
第３のレンズを備える１つの第３のアレイに代えて、それぞれ第３のレンズを備える、光の伝播方向に相前後して配置された複数の第３のアレイが設けられていてもよい。
【００４１】
このとき、第３のアレイは第１のアレイと第２のアレイの間に配置されていることが意図されていてよい。
【００４２】
さらに分離手段は、光の伝播方向に見て、少なくとも１つの第３のアレイまたは少なくとも１つの第２のアレイと照明されるべき面との間に配置された、第４のレンズの少なくとも１つの第４のアレイを有することが意図されていてよく、第４のレンズはすべて等しい焦点距離を有することが好ましい。
【００４３】
これに代えて、第４のレンズのうち少なくとも１つが他の第４のレンズの焦点距離と異なる焦点距離を有していてもよい。それにより、異なる平面への結像を具体化することができる。
【００４４】
第４のレンズを備える１つの第４のアレイに代えて、それぞれ第４のレンズを備える、光の伝播方向に相前後して配置された複数の第４のアレイが設けられていてもよい。
【００４５】
特にこの場合、少なくとも１つの第３のアレイと少なくとも１つの第４のアレイとの間の間隔は、光の伝播方向に見て、第３のレンズの焦点距離と第４のレンズの焦点距離の合計に相当していることが意図されていてよい。それによっても望遠鏡構造が得られ、第１のレンズの焦点距離と第２のレンズの焦点距離の比率を通じて、部分ビームの大きさを少なくとも第２の方向に関して調節することができる。一方では、第１のレンズと第２のレンズが正の屈折力ないし焦点距離を有しており、それによってケプラー型望遠鏡が得られるようにすることが可能である。あるいは、第１または第２のレンズの屈折力ないし焦点距離が負であることも十分に可能であり、それにより、第１のアレイと第２のアレイとの間の間隔が相応に短いガリレオ型望遠鏡が得られる。
【００４６】
第３のレンズのすべての開口が等しくてもよい。
これに代えて、第３のレンズの開口のうち少なくとも１つが、第３のレンズの他の開口と異なっていてもよい。
【００４７】
第４のレンズのすべての開口が等しくてもよい。
これに代えて、第４のレンズの開口のうち少なくとも１つが、第４のレンズの他の開口と異なっていてもよい。
【００４８】
第３および第４のレンズの場合にも、異なる大きさの開口により、部分ビームのいくつかを少なくとも第２の方向で他の部分ビームよりも大きくすることができる。それにより、たとえば異なる大きさの開口部もしくは透明区域をもつマスクを効率的に照明することができる。
【００４９】
第１のレンズおよび／または第２のレンズおよび／または第３のレンズおよび／または第４のレンズはシリンドリカルレンズとして構成されていることが可能である。このような種類のシリンドリカルレンズは、球面状の構成または非球面状の構成を有することができる。
【００５０】
これに代えて、レンズは実質的に球面状または非球面状の円対称の構成を有していてもよい。このような種類のレンズは、たとえば円形または六角形の開口を覆うことができる。
【００５１】
レンズがシリンドリカルレンズとして構成されている場合、第１および第２のレンズのシリンダ軸は第２の方向に延びることができ、第３および第４のレンズのシリンダ軸は第１の方向に延びることができる。
【００５２】
さらに、第１のレンズおよび／または第２のレンズおよび／または第３のレンズおよび／または第４のレンズは照明に利用されるべき光の中央の伝播方向に対して対称に配置されており、第１のレンズおよび／または第２のレンズおよび／または第３のレンズおよび／または第４のレンズが光の中央の伝播方向を変化させないようになっていることが可能である。
【００５３】
これに代えて、第１のレンズおよび／または第２のレンズおよび／または第３のレンズおよび／または第４のレンズは照明に利用されるべき光の中央の伝播方向に対して非対称に配置されており、第１のレンズおよび／または第２のレンズおよび／または第３のレンズおよび／または第４のレンズが光の中央の伝播方向を変化させるようになっていることが可能である。それによって部分ビームの全部またはいくつかを偏向させることができ、それにより、不規則に分布しているマスクの開口部または透明区域でも的確に照明することができる。
【００５４】
光学手段は、第１および／または第３のアレイの平面における光の均等な分布を惹起するホモジナイザ手段と、第１および／または第３のアレイに当たる前に光をコリメートすることができるコリメータ手段とを有することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
本発明の上記以外の構成要件や利点は、添付の図面を参照しながら行う、以下の好ましい実施形態の説明から明らかとなる。
【００５６】
各図面には、理解に資するためにデカルト座標系が描き込まれている。
図１ａおよび図１ｂには、光源１と光学手段２とが模式的に示されている。光源１は適当なレーザであってよく、たとえばレーザダイオードバーまたはエキシマレーザまたはＮｄ：ＹＡＧレーザであってよい。光学手段２は、光源１から射出される光３をコリメートし、均一化するために、詳しくは図示しないコリメータ手段およびホモジナイザを有していてもよい。
【００５７】
さらに本装置は、光３を互いに分離された個々の部分ビーム５ａ，５ｂに分割することができる分離手段４を有する。
【００５８】
分離手段は、シリンドリカルレンズとして構成された第１のレンズ７の第１のアレイ６と、シリンドリカルレンズとして構成された第２のレンズ９の第２のアレイ８とを有し、この両者は光をＸ軸に関して調節する（図１ａ参照）。そのために、第１および第２のレンズ７，９のシリンダ軸はＹ方向に向いている。第１のアレイ６と第２のアレイ８はいずれも別個の基板の入射面側にそれぞれ配置されている。
【００５９】
すべての第１のレンズ７の開口は、少なくともＸ方向で等しい。さらに、すべての第２のレンズ９の開口も、少なくともＸ方向で等しい。これに加えて、すべての第１のレンズ７およびすべての第２のレンズ９は、光３の中央の伝播方向Ｚに対して対称に向いており、第１および第２のレンズ７，９を通過するときに光３の中央の伝播方向Ｚが偏向を受けないようになっている。さらに、第１のレンズ７のうちのそれぞれ１つが、Ｚ方向で、第２のレンズ９のうちの１つと正確に向き合うように配置されており、それによってこれらのレンズの光学軸が一致するようになっている。
【００６０】
すべての第１のレンズ７は等しい焦点距離ｆ７を有している。さらに、すべての第２のレンズ９は等しい焦点距離ｆ９を有している。第１のアレイ６から第２のアレイ８までの間隔は、第１および第２のレンズ７，９の焦点距離ｆ７，ｆ９の合計ｆ７＋ｆ９に相当している（図１ｂ参照）。すなわち、第１および第２のアレイ６，８は望遠鏡構造を形成している。このとき第１のレンズ７の焦点距離ｆ７は第２のレンズ９の焦点距離ｆ９よりも大きく、たとえば約３倍だけ大きい。したがって均一な光３は、第１のアレイ６および第２のアレイ８で構成される望遠鏡により、Ｘ方向に関して互いに別々の部分ビーム５へと分割される。
【００６１】
さらに分離手段は、シリンドリカルレンズとして構成された第３のレンズ１１の第３のアレイ１０と、シリンドリカルレンズとして構成された第４のレンズ１３の第４のアレイ１２とを有し、この両者は光をＹ軸に関して調節する（図１ｂ参照）。そのために、第３および第４のレンズ１１，１３のシリンダ軸はＸ方向に向いている。第３のアレイ１０と第４のアレイ１２はいずれも別個の基板の入射面側にそれぞれ配置されている。
【００６２】
すべての第３のレンズ１１の開口は、少なくともＹ方向で等しい。さらに、すべての第４のレンズ１３の開口も、少なくともＹ方向で等しい。これに加えて、すべての第３のレンズ１１およびすべての第４のレンズ１３は、光３の中央の伝播方向Ｚに対して対称に向いており、第３および第４のレンズ１１，１３を通過するときに光３の中央の伝播方向Ｚが偏向を受けないようになっている。さらに、第３のレンズ１３のうちのそれぞれ１つが、Ｚ方向で、第４のレンズ１３のうちの１つと正確に向き合うように配置されており、それによってこれらのレンズの光学軸が一致するようになっている。
【００６３】
すべての第３のレンズ１１は等しい焦点距離ｆ１１を有している。さらに、すべての第４のレンズ１３は等しい焦点距離ｆ１３を有している。第３のアレイ１０から第４のアレイ１２までの間隔は、第３および第４のレンズ１１，１３の焦点距離ｆ１１，ｆ１３の合計ｆ１１＋ｆ１３に相当している（図１ｂ参照）。すなわち、第３および第４のアレイ１０，１２は同じく望遠鏡構造を形成している。このとき第３のレンズ１１の焦点距離ｆ１１は第４のレンズ１３の焦点距離ｆ１３よりも大きく、たとえば約３倍だけ大きい。したがって均一な光３は、第３のアレイ１０および第４のアレイ１２で構成される望遠鏡により、Ｙ方向に関して互いに別々の部分ビーム５へと分割される。
【００６４】
さらに、第１のレンズ７の焦点距離ｆ７は第３のレンズ１１の焦点距離に相当していることが意図されていてよい。これに加えて、第２のレンズ９の焦点距離ｆ９は第４のレンズ１３の焦点距離ｆ１３に相当している。
【００６５】
図１ａおよび図１ｂに示すアレイ６，８，１０，１２は一例として図示しているにすぎず、これより明らかに多い個数のレンズ８，９，１１，１３を有していてもよい。
【００６６】
分離手段４から射出される部分ビーム５は、光を通過させるための複数の開口部１５または透明区域を有するマスク１４に当たる。図３を見ると明らかなように、部分ビーム５（図３では実線として図示）はマスク１４の上でそれぞれ１つの開口部１５（図３では破線として図示）に当たり、このとき、各開口部１５の内のり幅よりもさほど大きくない断面積を有している。それにより、一方では各々の開口部１５が全面的に照明され、他方では、それぞれの開口部１５の間に配置されたマスク１４の不透明領域１６によって光が非常にわずかしか吸収されないことが保証される。
【００６７】
図２ａおよび図２ｂに示す実施形態では、図１ａおよび図１ｂと同じ部品には同じ符号が付されている。
【００６８】
図２ａおよび図２ｂに示す実施形態は、レンズ７ａ，７ｂ，７ｃ；９ａ，９ｂ，９ｃ；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１３ａ，１３ｂ，１３ｃの４つのアレイ６’，８’，１０’，１２’を有する分離手段４’を同じく有する。レンズ７ａ，７ｂ，７ｃ；９ａ，９ｂ，９ｃ；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１３ａ，１３ｂ，１３ｃは同じくシリンドリカルレンズとして構成されており、図１ａおよび図１ｂに示す装置の一方に相当する向きを有している。さらに、レンズ７ａ，７ｂ，７ｃ；９ａ，９ｂ，９ｃ；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１３ａ，１３ｂ，１３ｃの焦点距離も、図１ａおよび図１ｂに示す装置のレンズ７，９，１１，１３の焦点距離に相当している。
【００６９】
ただしレンズ７ａ，７ｂ，７ｃ；９ａ，９ｂ，９ｃ；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、すべて等しい開口を有しているのではない。むしろ第１のレンズ７ａ，７ｂ，７ｃの開口は、少なくともＸ方向で互いに等しくない。さらに第２のレンズ９ａ，９ｂ，９ｃの開口は、少なくともＸ方向で互いに等しくない。さらに第３のレンズ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの開口は、少なくともＹ方向で互いに等しくない。さらに第４のレンズ１３ａ，１３ｂ，１３ｃの開口は、少なくともＹ方向で互いに等しくない。それにより、マスク１４の上で部分ビーム５の異なる大きさの断面積および／または異なる強度が得られる。
【００７０】
これに加えて、分離手段４’のいくつかのレンズまたはすべてのレンズ７ａ，７ｂ，７ｃ；９ａ，９ｂ，９ｃ；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、オフアクシスに配置されたレンズ部分で成り立っている。それにより、分離手段４’のレンズ７ａ，７ｂ，７ｃ；９ａ，９ｂ，９ｃ；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１３ａ，１３ｂ，１３ｃはレンズ３の中央の伝播方向に対して対称ではなく、したがってこれを偏向させる。このことは、たとえば図２ａではレンズ７ｂおよび９ｂについて成り立ち、ならびに図２ｂではレンズ１１ｂ，１１ｃ，１３ｂおよび１３ｃについて成り立つ。
【００７１】
異なる開口およびオフアクシスに配置されたレンズ部分により、分離手段４’を用いて任意の、特に重なり合うことがないスポット構造をマスク１４の上で実現することができる。その様子は一例として図４に示されている。
【００７２】
図５ａおよび図５ｂでは、同じ部品または機能が同じ部品には図１ａ、図１ｂ、図２ａ、および図２ｂと同じ符号が付されている。
【００７３】
図５ａおよび図５ｂに示す分離手段４”の実施形態は、第１の両方のアレイ６”および１０”が基板の一方の側にまとめられていることによって、図１ａおよび図１ｂに示す実施形態と相違している。さらに第３のアレイは、互いに間隔をおいた２つの部分アレイ８ａ”および８ｂ”に分割されている。第２の部分アレイ８ｂ”は、基板の一方の側に第４のアレイ１２”とまとめられている。
【００７４】
第３のアレイを２つの部分アレイ８ａ”および８ｂ”に分割することで、符号１７が付された焦点領域が第３のアレイの内部に配置されるのではなく、両方の部分アレイ８ａ”および８ｂ”の間に配置されるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１ａ】本発明による装置の第１の実施形態を示す平面図である。
【図１ｂ】図１ａの装置を示す側面図である。
【図２ａ】本発明による装置の第２の実施形態の分離手段とマスクとを示す平面図である。
【図２ｂ】図２ａの装置の分離手段とマスクとを示す側面図である。
【図３】本発明による装置で照明されるマスクを示す模式的な前面図である。
【図４】本発明による装置で照明される別のマスクを示す模式的な前面図である。
【図５ａ】本発明による装置の第３の実施形態の分離手段とマスクとを示す平面図である。
【図５ｂ】図５ａの装置の分離手段とマスクを示す側面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  光源
２  光学手段
３  光
４，４’，４”  分離手段
５  部分ビーム
６，６’，６”  第１のアレイ
７，７ａ，７ｂ，７ｃ  第１のレンズ
８，８’，８ａ”，８ｂ”  第２のアレイ
９，９ａ，９ｂ，９ｃ  第２のレンズ
１０，１０’，１０”  第３のアレイ
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  第３のレンズ
１２，１２’，１２”  第４のアレイ
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  第４のレンズ
１４  マスク
１５  開口部
１６  不透明領域
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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