(57)【要約】【課題】光の利用効率が良くまた迷光の発生も防ぐことができる光照射装置を提供すること。【解決手段】複数個のランプ１１を複数個配列して光源部１０を構成し、各ランプ１１に対して独立して電力を供給する複数の点灯電源装置３０を設ける。また、レンズの形状（縦横比）がそれぞれのインテグレータ毎に互いに異なる複数のインテグレータ４１，４２を設け、インデレータを光路中に選択的に挿入する切換え機構４０を設ける。制御部５０は、切換え機構４０を制御して光照射領域の形状に合う縦横比のレンズを持つインテングレータ選択して光路中に挿入し、また、点灯電源装置３０を制御して、光源部１０の発光領域の縦横比が、上記選択されたインテグレータを構成する各レンズの縦横比にほぼ一致するようにランプ１１の点灯を制御する。【選択図】    図１
2011013263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプと反射ミラーとより構成された光源ユニットが複数個配列された光源部と、
上記光源部の各ランプに対して独立して電力を供給する複数の点灯電源装置と、
上記光源部から放射された光を入射し光照射面での照度分布を均一にするとともに所望の形状の光照射領域を形成する複数のインテグレータと、
上記複数のインテグレータの内の選択された一つのインデレータを上記光源部から放射される光の光路中に挿入する切換え機構と、
上記切換え機構と、上記複数の点灯電源装置の動作を制御する制御部とを備えた光照射装置において、
上記複数のインテグレータのレンズの縦横比は、それぞれのインテグレータ毎に互いに異なっており、
上記制御部は、上記切換え機構を制御して、選択されたインテングレータを光路中に挿入させる手段と、
上記点灯電源装置を制御して、上記光源部の発光領域の縦横比が、上記選択されたインテグレータを構成する各レンズの縦横比に合うように、光源ユニットのランプの点灯を制御する手段を有する
ことを特徴とする光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板、ディスプレイパネル基板、カラーフィルタなどの製造に用いられる露光装置の光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板や液晶パネルなどのディスプレイパネル基板の回路パターンの形成、また、カラーフィルタの画素パターンなどを形成する工程において、露光装置が用いられる。  このような工程で使用される露光装置は、様々な大きさの基板や様々な形状の露光領域（露光エリア）に対応ができるように、光照射領域の大きさや形状を変更できるようにすることが望まれている。
光照射領域の大きさを変えるために、光照射装置において、出射角（発散角）が異なる複数のインテグレータを準備し、これらを交換することが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
なお、特許文献２には、インテグレータを光入射側のレンズ群と光出射側のレンズ群から構成したインテグレータにおいて、光入射側のレンズ群と光出射側のレンズ群の間隔を変化させて、インテグレータから出射する光の出射角を変えることも書かれている。
【０００３】
また、光照射領域の形状は、インテグレータを構成する各レンズの形状の相似形となることも知られている（例えば特許文献３の段落０００６等参照）。
したがって、光照射装置において、出射角（発散角）やレンズの形状が異なるインテグレータを複数準備し、必要に応じて切り替えるようにしておけば、その光照射装置は、露光する基板の大きさやパターンの形状に合わせた光を照射することができることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１６５０２３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９２３１６号公報
【特許文献３】特開平１１−２６０７０５号公報
【特許文献４】特開２００４−３６１７４６号公報
【特許文献５】特開２００６−２７８９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、光照射装置において、出射角（発散角）やレンズの形状が異なるインテグレータを複数用意し、これを切り替えるように構成すれば、露光する基板の大きさやパターンの形状に合わせた光を照射することができる。
しかし、これには次のような問題がある。
インテグレータから出射する光の出射角を小さくするために、すなわち狭い光照射領域を照射するために、インテグレータを構成するレンズを小さくしたり、光入射側のレンズ群と光出射側のレンズ群の間隔を長くしたりすると、特許文献２にも記載されるように、光入射側のレンズから投影される光源像が、対応する光出射側のレンズからはみ出し、光の利用効率の低下や迷光の発生の原因となる。
【０００６】
この問題を解決するため、特許文献２に記載のものにおいては、光源の周辺に遮光板を挿入退避させたり、インテグレータの光出射側のレンズ群に遮光板を設けることが示されている。
しかし、これらの遮光板を設けると、その分、光照射装置の部品点数が増えて構造も複雑になり、装置を小型化することや低価格化することが難しくなる。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、異なる大きさや形状の光照射領域に対応するためインテグレータの切換えを行うように構成された光照射装置において、光源の周辺やインテグレータに遮光板を設ける等、部品点数を増加させたり構造を複雑化させることなく、光の利用効率が良くまた迷光の発生も防ぐことができる光照射装置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】
【０００７】
本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
光照射装置の光源を、複数個の中型または小型のランプで構成し、このランプと反射ミラーとより構成された光源ユニットを複数個配列して光源部を構成する。そして、該光源部の各ランプに対して独立して電力を供給する複数の点灯電源装置を設ける。
また、異なる大きさや形状の光照射領域に対応するために、レンズの形状（縦横比）がそれぞれのインテグレータ毎に互いに異なる複数のインテグレータを設け、上記複数のインテグレータの内の選択された一つのインデレータを光源部から放射される光の光路中に挿入する切換え機構を設ける。上記インテグレータの各レンズの形状（縦横比）は、所望の光照射領域の形状（縦横比）に合わせて作られる。
そして、上記切換え機構と、上記複数の点灯電源装置の動作を制御する制御部とを設け、該制御部により、上記切換え機構を制御して、選択されたインテングレータを光路中に挿入させ、点灯電源装置を制御して、上記光源部の発光領域の縦横比が、上記選択されたインテグレータを構成する各レンズの縦横比にほぼ一致するように、光源ユニットのランプの点灯を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）インテグレータのレンズの縦横比に合わせて、光源部の発光領域の縦横比が、インテグレータを構成する各レンズの縦横比に合うように、ランプを選択して点灯させるようにしているので、光源像が、インテグレータの隣のレンズにはみ出すことがない。したがって、光の利用効率が良くなり、また、迷光の発生を防ぐことができる。
（２）光源の周辺やインテグレータに遮光板等を設ける必要もないので、部品点数を増加させたり構造を複雑化させることもない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例の光照射装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す光源部の構成を示す図（側断面図）である。
【図３】図１に示す光源部の構成を示す図（光出射側から見た図）である。
【図４】光源部の形状と、インテグレータレンズの各レンズの縦横比と、光照射領域の形状の関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は本発明の実施例の光照射装置の概略構成を示す図である。また、図２、図３は図１に示す光源部の構成を示す図であり、図２は光源部の側断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）であり、図３は光源部を光出射側（図２のＡ方向）から見た図である。
図１、図２、図３に示すように、本発明の光照射装置１の光源部１０は、ランプ１１ａとミラー１１ｂから構成される複数の光源ユニット１１からなる。
図３は光源部１０を３０個のランプ１１ａから構成した例を示しているが、露光の対象となるディスプレイパネル基板、プリント基板、カラーフィルタなど基板材料は年々大型化している。
基板の大型化にしたがって、上記露光装置の光照射領域（露光エリア）も大面積化する。例えば、カラーフィルタ用の露光装置においては、１７００ｍｍ×１５００ｍｍの照射領域が要求されている。広い照射領域を高い照度で露光できるように、光源部を、例えば１００個からそれ以上のランプから構成することもある。
【００１１】
図１において、光源部１０からの光は、平面鏡３で折り返され、シャッタ５を介して第１のインテグレータ４１に入射する。
インテグレータ４１は光照射領域において照度分布を均一にするとともに所望の形状の光照射領域を形成する。
インテグレータ４１は、光入射側のレンズ群４ａと光出射側のレンズ群４ｂから構成され、各レンズ群４ａ，４ｂは、光照射面での露光領域（露光エリア）の形状に相似した複数のレンズを縦横方向（平面）に複数並べて構成されている。
本実施例の光照射装置においては、光照射面８における光照射領域の大きさや形状を変更できるように、レンズの形状（縦横比）が異なる複数のインテグレータが設けられる。図１においては、上記第１のインテグレータ４１および第２のインテグレータ４２が設けられ、また、複数のインテグレータの内の選択された一つのインデレータを光源部１０から放射される光の光路中に挿入するインテグレータ切換え機構４０が設けられる。
【００１２】
インテグレータ４１から出射した光は、コリメータミラー７で平行光になって光照射面８に照射される。
光照射面８には、例えばマスクステージに保持されたマスク（不図示）が配置されている。光照射装置からの光は、このマスクを介してワークステージ（不図示）上に保持された、レジスト等の感光剤が塗布されたディスプレイパネル基板やプリント基板、またはカラーフィルタ基板といったワーク（不図示）に照射される。マスクにはパターンが形成されており、マスク形成されたパターンがワーク上の感光剤に露光形成される。
【００１３】
光源部１０は図２、図３に示すように複数の光源ユニット１１から構成されている。
各光源ユニット１１はフレーム２０により支持され、図３に示すように縦横方向に配置される。フレーム２０の各光出射口２０ａの上部には、ランプ冷却風導風口２０ｂが設けられている。
各光源ユニット１１は、ランプケース１１ｃ（図２参照）の中に中型または小型のランプ１１ａと、ランプ１１ａからの光を反射する反射ミラー１１ｂを備えて構成されている。
複数の光源ユニット１１は、図２に示すように円弧を描くようにフレーム２０により支持されている。これは、各光源ユニット１１から放射される光が、インテグレータの入射面（光入射側のレンズ群）において重なり合うようにするためである。
【００１４】
図１に示すように各光源ユニット１１には、ランプ１１ａに電力を供給する点灯電源装置（ランプ電源）３０が独立して設けられ、各ランプ１１ａには点灯電源装置３０がそれぞれ接続されている。
また、各点灯電源装置３０の制御回路は、光照射装置の制御部５０に接続されている。この制御部５０により、各ランプ１１ａの点灯および消灯の制御が行われ、点灯時の電力供給は、光源ユニット１１ごとに制御される。
また、前記したようにレンズの形状が異なる第１のインテグレータ４１と第２のインテグレータ４２が設けられている。
両方のインテグレータ４１，４２とも、光入射側のレンズ群４ａと光出射側のレンズ群４ｂから構成され、各レンズ群４ａ，４ｂは、前記したように所望の光照射領域と相似形のレンズを縦横方向に複数並べて構成される。
【００１５】
図１においては、第１のインテグレータ４１を用いると、広い光照射領域が形成され、第２のインテグレータ４２を用いると、狭い光照射領域が形成される。なお、第１と第２のインテグレータ４１，４２を交換しても、光源部１０からインテグレータ４１，４２までの距離も、インテグレータ４１，４２から光照射面８までの距離も変化しない。
制御部５０は、設定部５２からの設定に応じて、前記インテグレータ切換機構４０によりインテグレータを切り替えて、レンズの縦横比が光照射領域に相似のインテグレータを選定し、光源部１０からの光の光路中に挿入する。また、各点灯電源装置３０を制御して、光源部１０の発光領域の縦横比が、インテグレータを構成する各レンズの縦横比に合うように光源ユニット１１を選択的に点灯させる。
制御部５０は、切り換え可能に設置された複数のインテグレータ４１，４２の縦横比に応じた光源部１０の発光領域の発光パターンを例えばテーブルとして記憶部５１に記憶しており、インテグレータが選択されると、それに応じた発光パターンを選択し、各点灯電源装置３０を制御して光源ユニットを選択的に点灯させる。
【００１６】
以上のように、インテグレータを交換し、光照射領域の大きさや形状を変化させる時、光源像がレンズからはみ出ないように、光源部１０のランプの点灯を制御する。これについて図４を用いて説明する。
図４（イ）は、光源部１０を光出射方向から見た図であり、白丸（○）はランプ１１ａを示している。同図において、ランプは縦１０個、横１０個の合計１００個配置されている。
図４（ハ）は、光照射面における所望の露光エリア（光照射領域）の形状である。縦横比がａ：ｂである矩形（（Ａ）は横長の長方形、（Ｂ）は（Ａ）よりも縦が短い長方形、（Ｃ）は（Ａ）（Ｂ）に比べて小さい正方形）の領域を、効率よくまた迷光等の発生がないように照射する。
図４（ロ）は、インテグレータを構成するレンズの形状である。レンズの形状は所望の露光エリア（光照射領域）の形状に合わせて形成する。光照射領域の縦横比がａ：ｂであれば、インテグレータの各レンズの縦横比もａ：ｂか、できるだけそれに近い値にする。
【００１７】
そして、ランプを、光源部の発光エリアの縦横比が、インテグレータのレンズの縦横比ａ’：ｂ’に合うように点灯する。即ち、図４（Ａ）の場合、露光エリアの縦横比がａ：ｂで、インテグレータのレンズの縦横比がａ’：ｂ’の場合、図４（Ａ）の（イ）に示すように、光源部の発光領域の縦横比を、レンズの縦横比ａ’：ｂ’と同じか、同じ比にできない場合であっても、できるだけそれに近い値になるようにランプを点灯する。
同図において、黒丸（●）が点灯しているランプを示し、１００個のランプのうち、横１０列、縦８列の８０個のランプを点灯させ、発光領域の縦横比をレンズの縦横比ａ’：ｂ’に合わせたａ”：ｂ”としている。
露光エリアが図４（Ｂ）（ハ）のように、図４（Ａ）（ハ）に比べて縦が短くなると、それに合わせて、レンズの縦横比が図４（Ｂ）（ロ）のようなインテグレータに交換する。そして光源部の発光領域も、交換したインテグレータのレンズの縦横比に合わせて、横１０列、縦６列の６０個のランプ点灯に切り替える。
さらに、露光エリアが図４（Ｃ）（ハ）のように、小さな正方形になると、レンズの縦横比が等しい図４（Ｂ）（ロ）のようなインテグレータに交換する。そして、光源部の発光領域も縦横６列ずつの３６個のランプの点灯に切り替える。
【００１８】
このように、インテグレータのレンズの縦横比に合わせて、光源部の発光領域の縦横比が、インテグレータのレンズの縦横比にほぼ合うように、ランプを選択して点灯させることにより、インテグレータにおいて、光源像がとなりのレンズにはみ出すのを防ぐことができる。したがって、光の利用効率が良くなり、また、迷光の発生を防ぐことができる。  また、このようにランプを選択的に点灯させることにより、光源部の周辺やインテグレータに遮光板を設ける必要がない。
【符号の説明】
【００１９】
１        光照射装置
３        平面鏡
５        シャッタ
７        コリメータミラー
８        光照射面
１０      光源部
１１      光源ユニット
１１ａ    ランプ
１１ｂ    ミラー
１１ｃ    ランプケース
２０      フレーム
２０ａ    光出射口
２０ｂ    ランプ冷却風導風口
３０      点灯電源装置
４１，４２  インテグレータ
４ａ，４ｂ  レンズ群
４０      インテグレータ切換え機構
５０      制御部
５１      記憶部
５２      設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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