(57)【要約】【課題】急峻に立ち上がる照射強度分布を有しつつも、照射エリア内において略均一な光を照射することが可能な光照射装置を提供すること。【解決手段】照射対象物上の矩形状の照射エリアに対して光を照射する光照射装置が、基板上に第１方向に沿ってＭ個（Ｍは、２以上の整数）並び、第１方向と直交する第２方向にＮ個（Ｎは、２以上の整数）並んだＭ×Ｎ個の発光素子と、発光素子から出射された光を所定の広がり角の光に成形するレンズユニットと、Ｍ×Ｎ個の発光素子の光軸を矩形状に囲むように形成された第１のミラー面を有し、レンズユニットから出射される光を導光する第１の導光部材と、基板の四隅に配置された発光素子を仕切るように配置され、四隅に配置された発光素子からの光を導光する第２のミラー面と四隅に配置された発光素子に隣接する発光素子からの光を導光する第３のミラー面とが形成された第２の導光部材と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射対象物上の矩形状の照射エリアに対して光を照射する光照射装置であって、
基板上に、第１方向に沿ってＭ個（Ｍは、２以上の整数）並び、前記第１方向と直交する第２方向にＮ個（Ｎは、２以上の整数）並んだＭ×Ｎ個の発光素子と、
前記各発光素子の光路中にそれぞれ配置され、該発光素子から出射された光を所定の広がり角の光に成形するレンズユニットと、
前記Ｍ×Ｎ個の発光素子の光軸を矩形状に囲むように形成された第１のミラー面を有し、前記レンズユニットから出射される光を導光する第１の導光部材と、
前記基板の四隅に配置された発光素子を前記第１方向及び前記第２方向に仕切るように配置され、前記四隅に配置された発光素子からの光を導光する第２のミラー面と、前記四隅に配置された発光素子に隣接する発光素子からの光を導光する第３のミラー面とが形成された第２の導光部材と、
を備えることを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記第２の導光部材の、前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向の長さが、前記四隅に配置された発光素子から出射された光の少なくとも一部が、前記第２のミラー面で１回のみ反射し、かつ前記第２のミラー面で反射された光が、前記照射エリア内において、前記基板の四隅に配置された発光素子の光軸よりも外側を照射するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記第２のミラー面の反射率が、前記第１のミラー面の反射率以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記第２のミラー面の反射率が、９０％以下であることを特徴とする請求項３に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記第１のミラー面は、前記照射対象物に向って広がるように、前記第１の導光部材の光軸に対して、前記広がり角よりも小さい所定の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記広がり角が０．５°以上５０°以下の範囲であり、前記所定の角度が前記広がり角の１／２よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の光照射装置。
【請求項７】
前記光は、紫外線波長域の光であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光性レジストを塗布した基板（例えば、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板）の周辺露光装置等に用いられる光照射装置に関し、特に、照射対象物上の矩形状の照射エリアを均一に照射する光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体（例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit））の製造工程においては、半導体ウエハの表面に感光性のレジストを塗布し、このレジスト層にマスクを介して露光・現像することにより、回路パターンを形成することが行われている。
【０００３】
半導体ウエハの表面にレジストを塗布する方法としては、一般に、ウエハを回転台上に載置し、このウエハの表面の中心付近にレジストを滴下して回転させ、遠心力によってウエハの表面全体にレジストを塗布するスピンコート法が用いられている。
【０００４】
このようなスピンコート法においては、レジストは、ウエハ中央部の回路パターン形成領域だけではなく、回路パターンが形成されていないウエハの端縁部にも塗布されることになる。しかしながら、ウエハの端縁部は、ウエハを搬送するために搬送装置等によって把持されることが多く、ウエハの端縁部のレジストを残したままにしておくと、ウエハの搬送中にその一部が剥がれ、欠落するといった問題がある。そして、ウエハの端縁部のレジストが欠落し、それがウエハの回路パターン形成領域に付着してしまうと、所望の回路パターンが形成されず、歩留まりが低下するといった問題が発生する。このため、一般に、ウエハの端縁部を含むその周辺に紫外光を照射する周辺露光装置を使用してレジストの露光を行い、ウエハの端縁部に塗布された不要レジストを除去することが行われている。
【０００５】
このような周辺露光装置による露光後、エッチング等によってウエハの端縁部の不要レジストが除去されるが、不要レジストが完全に除去されず、ウエハ上に薄く残ってしまうと（いわゆるグレーゾーンと呼ばれる領域が生じてしまうと）、後工程におけるレジストの欠落の原因となる。このため、不要レジストが除去された後のレジスト端部の断面形状（つまり、回路パターン形成領域に残るレジスト端部の断面形状）は、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間で急峻に立ち上がる（つまり、ダレの少ない）形状となることが望ましい。
【０００６】
このようなグレーゾーン領域の発生は、周辺露光装置から基板の端縁部に投影される紫外光の照射強度分布に起因することが知られている。つまり、周辺露光装置から基板の端縁部に投影される紫外光の照射強度分布が、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間でなだらかに変化するものであると、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間で露光の不十分な領域ができてしまい、回路パターン形成領域に残るレジスト端部の断面形状もなだらかなものとなってしまう（つまり、グレーゾーン領域が発生する）。このため、周辺露光装置から基板の端縁部に投影される紫外光の照射強度分布は、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間で急峻に立ち上がる（つまり、ダレの少ない）ものが望ましく、このような照射強度分布を有する周辺露光装置が実用に供されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第６００２２６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の周辺露光装置は、基板上に二次元配置された複数の発光素子と、各発光素子から出射された光を所定の広がり角の光に成形するレンズユニットと、レンズユニットから出射された光をミキシングして導光する筒状の導光部材と、導光部材と被照射対象物との間に配置される開口絞りと、を備えている。そして、導光部材の内面のミラー面を、照射対象物に向って所定の角度で広がるように構成し、レンズユニットから出射された光の少なくとも一部が、ミラー面によって反射され、開口絞りの開口の端面部近傍を通過し、照射エリアに対して略垂直に入射するように構成されている。
【０００９】
特許文献１に記載の周辺露光装置によれば、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間で急峻に立ち上がる紫外光が得られるため、グレーゾーン領域の発生を抑制することができる。しかしながら、特許文献１に記載の構成においては、照射エリアの四隅において照射強度が高くなる傾向を示すため、不要レジストをより安定、かつ確実に除去するとの観点からは、より均一な紫外光を照射可能な光照射装置が求められている。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、急峻に立ち上がる照射強度分布を有しつつも、照射エリア内において略均一な光を照射することが可能な光照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の光照射装置は、照射対象物上の矩形状の照射エリアに対して光を照射する光照射装置であって、基板上に、第１方向に沿ってＭ個（Ｍは、２以上の整数）並び、第１方向と直交する第２方向にＮ個（Ｎは、２以上の整数）並んだＭ×Ｎ個の発光素子と、各発光素子の光路中にそれぞれ配置され、該発光素子から出射された光を所定の広がり角の光に成形するレンズユニットと、Ｍ×Ｎ個の発光素子の光軸を矩形状に囲むように形成された第１のミラー面を有し、レンズユニットから出射される光を導光する第１の導光部材と、基板の四隅に配置された発光素子を第１方向及び第２方向に仕切るように配置され、四隅に配置された発光素子からの光を導光する第２のミラー面と、四隅に配置された発光素子に隣接する発光素子からの光を導光する第３のミラー面とが形成された第２の導光部材と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、第２の導光部材によって四隅のＬＥＤ素子から照射エリアＰの四隅に向かう紫外光の照射強度を低下させることができるため、照射エリアの四隅の照射強度を略均一とすることができる。
【００１３】
また、第２の導光部材の、第１方向及び第２方向と直交する第３方向の長さが、四隅に配置された発光素子から出射された光の少なくとも一部が、第２のミラー面で１回のみ反射し、かつ第２のミラー面で反射された光が、照射エリア内において、基板の四隅に配置された発光素子の光軸よりも外側を照射するように設定されていることが望ましい。
【００１４】
また、この場合、第２のミラー面の反射率が、第１のミラー面の反射率以下であることが望ましい。また、この場合、第２のミラー面の反射率が、９０％以下であることが望ましい。
【００１５】
また、第１のミラー面は、照射対象物に向って広がるように、第１の導光部材の光軸に対して、広がり角よりも小さい所定の角度で傾斜していることが望ましい。また、この場合、広がり角が０．５°以上５０°以下の範囲であり、所定の角度が広がり角の１／２よりも小さいことが望ましい。
【００１６】
また、光は、紫外線波長域の光であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、急峻に立ち上がる照射強度分布を有しつつも、照射エリア内において略均一な光を照射することが可能な光照射装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備えられたレンズユニットから出射される紫外光の光路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備えられたレンズユニットから出射される紫外光の光路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備えられたレンズユニットから出射される紫外光の光路図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備えられたレンズユニットから出射される紫外光の光路図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置から出射される紫外光の照射強度分布である。
【図７】本発明の第１の変形例に係る光照射装置の構成を示す模式図及び光路図である。
【図８】本発明の第２の変形例に係る光照射装置の構成を示す模式図及び光路図である。
【図９】本発明の第３の変形例に係る光照射装置の構成を示す模式図及び光路図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置において、第１導光部材のミラー面の反射率と、第２導光部材のミラー面の反射率を変更したときの照射強度分布である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る光照射装置の構成を示す模式図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る光照射装置から出射される紫外光の照射強度分布である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置１００の構成を示す模式図である。図１（ａ）は、光照射装置１００の出射口側から見たときの光照射装置１００の正面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。本実施形態の光照射装置１００は、周辺露光装置等に組み込まれて、照射対象物Ｗ（例えば、ガラス基板上のレジスト）上の矩形状の照射エリアＰ（例えば、約７０ｍｍ×約７０ｍｍ）に対し、紫外線波長域の略平行光を照射する装置である。
【００２１】
図１に示すように、光照射装置１００は、ＬＥＤユニット１１０と、レンズユニット１２０と、第１導光部材１３０と、第２導光部材１４０と、これらの部品を収容するケース（不図示）とを備えている。ＬＥＤユニット１１０、レンズユニット１２０、第１導光部材１３０、第２導光部材１４０は、照射対象物Ｗに向かって、光軸ＡＸ（光照射装置１００から出射される光の中心を通る軸）に沿って順番に配置されている。なお、本実施形態においては、光照射装置１００のワーキングディスタンスＷＤ（第１導光部材１３０の出射開口１３０ｆから照射対象物Ｗまでの距離）は、約１０ｍｍに設定されており、光照射装置１００から出射される紫外線波長域の光（以下、「紫外光」という。）は、照射エリアＰを均一な光量分布で照射している（詳細は後述）。なお、図１に示すように、本明細書においては、光照射装置１００から出射される紫外光の進行方向（つまり、光軸ＡＸに平行な方向）をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交し、かつ互いに直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向と定義して説明する。
【００２２】
本実施形態のＬＥＤユニット１１０は、Ｘ軸に平行な２辺とＹ軸に平行な２辺を有する矩形状の基板１１２と、基板１１２上に、Ｘ軸方向に所定のピッチ（例えば、２６ｍｍ）でＭ個（Ｍは、２以上の整数）並び、Ｙ軸方向に所定のピッチ（例えば、２６ｍｍ）でＮ個（Ｎは、２以上の整数）並び、Ｚ軸方向に光軸を揃えて配置されたＭ×Ｎ個のＬＥＤ素子１１４（発光素子）とを備えている。なお、Ｘ軸方向の所定のピッチとＹ軸方向の所定のピッチとが、異なっていてもよい。また、Ｘ軸方向の所定のピッチおよびＹ軸方向の所定のピッチはそれぞれ、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に沿って均等でなくてもよく、例えば、所定のピッチがＬＥＤユニットの中心に近づくにつれ、広がるように構成してもよい。図１においては、Ｍ＝３、Ｎ＝３の場合、つまり９個のＬＥＤ素子１１４が配置された場合を示している。
【００２３】
各ＬＥＤ素子１１４には、任意の形状のものを使用することができるが、本実施形態では、２ｍｍ（Ｘ軸方向長さ）×２ｍｍ（Ｙ軸方向長さ）の矩形状の外形を有するものを使用している。各ＬＥＤ素子１１４は、基板１１２上に搭載されて、基板１１２と電気的に接続されている。基板１１２は、ガラスエポキシ樹脂、セラミックス等から成る電子回路基板であり、不図示のＬＥＤ駆動回路に接続されており、各ＬＥＤ素子１１４には、基板１１２を介してＬＥＤ駆動回路からの駆動電流が供給されるようになっている。各ＬＥＤ素子１１４に駆動電流が供給されると、各ＬＥＤ素子１１４が駆動電流に応じた光量で発光し、所定の光量の紫外光が出射される。なお、本実施形態においては、各ＬＥＤ素子１１４は、ＬＥＤ駆動回路から駆動電流の供給を受けて、波長３９５ｎｍの紫外光を出射するように構成されている。
【００２４】
なお、本実施形態の各ＬＥＤ素子１１４は、略等しい光量の紫外光を出射するように各ＬＥＤ素子１１４に供給される駆動電流が調整されている。また、本実施形態においては、ＬＥＤユニット１１０の中心Ｃ（つまり、基板１１２の中心）が、光軸ＡＸと略一致するように配置されている（図１（ａ））。
【００２５】
本実施形態の各レンズユニット１２０は、ＬＥＤ素子１１４から出射された紫外光を所定の広がり角の紫外光に成形するレンズである。本明細書において、「広がり角」とは、ＬＥＤ素子１１４から出射される紫外光の一方向の広がり角と、該一方向と相反する方向の広がり角の合計の角度（つまり、全角）をいう。なお、成形された紫外光の広がり角は、ＬＥＤ素子１１４から出射された紫外光が有する広がり角よりも、小さければよく、例えば、０．５°以上５０°以下、５°以上３０°以下等であってよく、例えば、９°または２５°であってもよい。すなわち、レンズユニット１２０は、レンズユニットから出た紫外光の広がり角が、発光素子から出射された際の広がり角よりも狭くなるように、紫外光を成形している。
【００２６】
本実施形態の各レンズユニット１２０は、共通の光軸を有する、第１レンズ１２２、第２レンズ１２４及び第３レンズ１２６によって構成されている。図１（ｂ）に示すように、本実施形態においては、第１レンズ１２２、第２レンズ１２４及び第３レンズ１２６は、共に平凸レンズである。第１レンズ１２２、第２レンズ１２４及び第３レンズ１２６は、不図示の鏡筒フレームによって支持され、その光軸がＬＥＤ素子１１４の光軸と略一致するように位置調整され、所定の間隔をおいて配置される。各レンズユニット１２０を通った紫外光は、後段の第１導光部材１３０に向けて出射される。なお、第１レンズ１２２、第２レンズ１２４及び第３レンズ１２６の光軸は、必ずしもＬＥＤ素子１１４の光軸と一致している必要はなく、第１レンズ１２２、第２レンズ１２４及び第３レンズ１２６の光路中に配置されていればよい。
【００２７】
第１導光部材１３０は、内面に４つのミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ（第１のミラー面）が形成された矩形筒状の部材である。図１（ａ）に示すように、本実施形態の４つのミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、Ｚ軸方向から見たときに、ＬＥＤユニット１１０及び９個のレンズユニット１２０を矩形状に囲むように配置され（つまり、ＬＥＤ素子１１４及びレンズユニット１２０の光軸を矩形状に囲むように配置され）、レンズユニット１２０から出射された全ての紫外光が第１導光部材１３０を通るように構成されている。
【００２８】
第２導光部材１４０は、Ｚ軸方向から見たときに、基板１１２の四隅に配置されたＬＥＤ素子１１４及びレンズユニット１２０を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ仕切るように、第１導光部材１３０の内部に配置される断面Ｌ字状の部材である（図１（ａ））。各第２導光部材１４０は、第１導光部材１３０の入射開口１３０ｅから第１導光部材１３０の内面に沿ってＺ軸方向に延び、四隅のＬＥＤ素子１１４側の面には、四隅のＬＥＤ素子１１４からの紫外光を導光するミラー面１４０ａ（第２のミラー面）が形成され、四隅のＬＥＤ素子１１４に隣接するＬＥＤ素子１１４側の面には、該隣接するＬＥＤ素子１１４からの紫外光を導光するミラー面１４０ｂ（第３のミラー面）が形成されている。第２導光部材１４０のＺ軸方向の長さＬは、四隅のＬＥＤ素子１１４から出射された紫外光の少なくとも一部がミラー面１４０ａで１回のみ反射し、かつミラー面１４０ａで反射された反射光が、照射エリアＰにおいて、四隅のＬＥＤ素子１１４の光軸ＢＸよりも外側を照射するように設定されている（詳細は後述）。
【００２９】
上述したように、レンズユニット１２０から出射される紫外光は、所定の広がり角（例えば、９°）を有しているため、第１導光部材１３０及び第２導光部材１４０によって各角度成分の紫外光がそれぞれ反射されながら導光され、第１導光部材１３０からは略均一な光量分布の紫外光が出射される。なお、詳細は後述するが、本実施形態においては、第１導光部材１３０の内部に、四隅のＬＥＤ素子１１４からの紫外光を導光する第２導光部材１４０が設けられており、これによって照射エリアＰの四隅に向かう光束が制御されるため、照射エリアＰの四隅の照射強度も略均一となるように調整されている。
【００３０】
第１導光部材１３０を通った紫外光は、第１導光部材１３０の出射開口１３０ｆから出射され、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰが照射されるように構成されている。
【００３１】
次に、本実施形態の各レンズユニット１２０から出射される紫外光の光路を説明する。なお、図１（ａ）に示すように、本実施形態の各構成は、ＬＥＤユニット１１０の中心Ｃ（つまり、基板１１２の中心）を対象点として点対称に配置されているため、基板１１２の各辺に沿うように位置する外側８個のＬＥＤ素子１１４及びレンズユニット１２０から出射される紫外光の光路については、図１（ｂ）に示す３個のＬＥＤ素子１１４及びレンズユニット１２０（つまり、図１（ａ）のＡ−Ａ線上のＬＥＤ素子１１４及びレンズユニット１２０）から出射される紫外光の光路を代表的に用いて説明する。また、基板１１２のＸ軸方向中央に位置する３個のＬＥＤ素子１１４及びレンズユニット１２０については、Ｙ軸方向に第２導光部材１４０がなく、また、基板１１２のＹ軸方向中央に位置する３個のＬＥＤ素子１１４及びレンズユニット１２０については、Ｘ軸方向に第２導光部材１４０がないため、第２導光部材１４０がない場合の光路の説明として、基板１１２のＸ軸方向中央に位置する３個のＬＥＤ素子１１４及びレンズユニット１２０（つまり、図１（ａ）のＢ−Ｂ線上のＬＥＤ素子１１４及びレンズユニット１２０）から出射される紫外光の光路を代表的に用いて説明する。
【００３２】
図２及び図３は、図１（ｂ）に示す各レンズユニット１２０から出射される紫外光の光路図であり、図２は、基板１１２の四隅のＬＥＤ素子１１４からの紫外光の光路を示し、図３は、四隅のＬＥＤ素子１１４に隣接する（つまり、第２導光部材１４０によって挟まれた）ＬＥＤ素子１１４からの紫外光の光路を示している。また、図４及び図５は、基板１１２のＸ軸方向の中央に位置する３個のＬＥＤ素子１１４及びレンズユニット１２０（つまり、図１（ａ）のＢ−Ｂ線上のＬＥＤ素子１１４及びレンズユニット１２０）からの紫外光の光路図であり、図４は、基板１１２の両端のＬＥＤ素子１１４からの紫外光の光路を示し、図５は、基板１１２の中央のＬＥＤ素子１１４からの紫外光の光路を示している。
【００３３】
図２〜図５において、紫外光の光路は破線を用いて示しており、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４は、各レンズユニット１２０から出射される最大広がり角の光線を示し、ａ１´、ａ２´、ａ３´、ａ４´は、それぞれａ１、ａ２、ａ３、ａ４の反射光を示している。図２および図３において、ｂ２は、四隅のレンズユニット１２０から出射され、ミラー面１４０ａで反射される光のうち、最も広がり角の小さい（角度成分の小さい）光線を示し、ｂ２´は、ｂ２の反射光を示している。また、ｂ１は、ｂ２と同じ広がり角の光線であって、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂに入射する光線を示し、ｂ１´は、ｂ１の反射光を示している。図４および図５において、ｂ１およびｂ２は、図２および図３のｂ１およびｂ２と同じ広がり角の光線を示しており、ｂ１´、ｂ２´は、それぞれ、ｂ１、ｂ２の反射光を示している。
【００３４】
図２および図３において、ｂ３、ｂ４は、中央のレンズユニット１２０から出射され、ミラー面１４０ｂで反射される光のうち、最も広がり角の小さい（角度成分の小さい）光線を示し、ｂ３´、ｂ４´は、それぞれ、ｂ３、ｂ４の反射光を示している。図４および図５において、ｂ３およびｂ４は、図２および図３のｂ３およびｂ４と同じ広がり角の光線を示しており、ｂ３´、ｂ４´は、それぞれ、ｂ３、ｂ４の反射光を示している。
【００３５】
先ず、図４及び図５を用いて、隣接するＬＥＤ素子１１４間に第２導光部材１４０がない場合について説明する。図４に示すように、基板１１２のＸ軸方向の中央、Ｙ軸方向両端に位置するＬＥＤ素子１１４からの紫外光は、各レンズユニット１２０を通って、所定の広がり角で広がり、その一部（光線ａ１、ｂ１）は、ミラー面１３０ａ、１３０ｂによって１回のみ反射され（光線ａ１´、ｂ１´）、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰの中央部Ｐｃに向かって照射される。また、基板１１２のＸ軸方向の中央、Ｙ軸方向両端に位置するＬＥＤ素子１１４からの紫外光の他の一部（光線ａ２、ｂ２）は、ミラー面１３０ａ、１３０ｂに当たることなく照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰの中央部Ｐｃに向かって照射される。このように、基板１１２のＸ軸方向の中央、Ｙ軸方向両端に位置するＬＥＤ素子１１４からの光線ａ１と光線ｂ１の範囲の紫外光（つまり、光線ｂ１の広がり角以上光線ａ１の広がり角以下の範囲の広がり角を有する紫外光）、及び光線ａ２と光線ｂ２の範囲の紫外光（つまり、光線ｂ２の広がり角以上光線ａ２の広がり角以下の範囲の広がり角を有する紫外光）は、照射エリアＰの中央部Ｐｃを照射するように構成されている。なお、レンズユニット１２０から出射される光のうち、光線ｂ１、ｂ２よりも広がり角の小さい（角度成分の小さい）光については、ミラー面１３０ａ、１３０ｂによって１回のみ反射されるか、又は反射されることなく照射エリアＰを照射する。
【００３６】
図５に示すように、基板１１２の中央（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の中央）に位置するＬＥＤ素子１１４からの紫外光は、レンズユニット１２０を通って、所定の広がり角で広がり（光線ａ３、ａ４、ｂ３、ｂ４）、ミラー面１３０ａ、１３０ｂに当たることなく照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰに向かって照射される。そして、光線ａ３と光線ｂ３の範囲の紫外光（つまり、光線ｂ３の広がり角以上光線ａ３の広がり角以下の範囲の広がり角を有する紫外光）、及び光線ａ４と光線ｂ４の範囲の紫外光（つまり、光線ｂ４の広がり角以上光線ａ４の広がり角以下の範囲の広がり角を有する紫外光）は、照射エリアＰの周辺部Ｐｅを照射し、光線ｂ３、ｂ４よりも広がり角の小さい（角度成分の小さい）光は、照射エリアＰの中央部Ｐｃを照射するように構成されている。
【００３７】
このように、隣接するＬＥＤ素子１１４間に第２導光部材１４０がないと、照射エリアＰの周辺部Ｐｅには、基板１１２のＹ軸方向中央に位置するＬＥＤ素子１１４からの紫外光（図５の光線ａ３、ａ４、ｂ３、ｂ４）が直接入射する。
【００３８】
次に、図２及び図３を用いて、隣接するＬＥＤ素子１１４間に第２導光部材１４０がある場合について説明する。図２に示すように、基板１１２の四隅のＬＥＤ素子１１４からの紫外光は、各レンズユニット１２０を通って、所定の広がり角で広がり、その一部は、ミラー面１３０ａ、１３０ｂによって１回のみ反射され（光線ａ１、ｂ１）、また他の一部は、ミラー面１４０ａによって１回のみ反射される（光線ａ２、ｂ２）。そして、ミラー面１３０ａ、１３０ｂによって反射された光（光線ａ１´、ｂ１´）は、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰの中央部Ｐｃ（四隅のＬＥＤ素子１１４の光軸ＢＸよりも内側の領域）に向かって照射され、ミラー面１４０ａによって反射された光（光線ａ２´、ｂ２´）は、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰの周辺部Ｐｅ（四隅のＬＥＤ素子１１４の光軸ＢＸよりも外側の領域）に向かって照射される。このように、本実施形態においては、ミラー面１４０ａによって反射された光（つまり、光線ａ２´とｂ２´の範囲の光）によって照射エリアＰの周辺部Ｐｅを照射することで、照射エリアＰの四隅の照射強度を略均一となるように調整している。なお、レンズユニット１２０から出射される光のうち、光線ｂ１、ｂ２よりも広がり角の小さい（角度成分の小さい）光については、図４と同様（つまり、隣接するＬＥＤ素子１１４間に第２導光部材１４０がない場合と同様）、ミラー面１３０ａ、１３０ｂによって１回のみ反射されるか、又は反射されることなく照射エリアＰを照射する。
【００３９】
図３に示すように、四隅のＬＥＤ素子１１４に隣接する（つまり、第２導光部材１４０によって挟まれた）ＬＥＤ素子１１４からの紫外光は、レンズユニット１２０を通って、所定の広がり角で広がり、その一部は、四隅のＬＥＤ素子１１４との間に設けられた第２導光部材１４０のミラー面１４０ｂによって１回のみ反射される（光線ａ３、ａ４、ｂ３、ｂ４）。そして、ミラー面１４０ｂによって反射された光（光線ａ３´、ａ４´、ｂ３´、ｂ４´）は、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰの中央部Ｐｃに向かって照射される。このように、本実施形態においては、ミラー面１４０ｂによって反射された光（光線ａ３´と光線ｂ３´の範囲の紫外光、及び光線ａ４´と光線ｂ４´の範囲の紫外光）が照射エリアＰの周辺部Ｐｅを照射することがないように構成している。なお、光線ｂ３、ｂ４よりも広がり角の小さい（角度成分の小さい）光は、図５と同様（つまり、隣接するＬＥＤ素子１１４間に第２導光部材１４０がない場合と同様）、照射エリアＰの中央部Ｐｃを照射し、周辺部Ｐｅを照射することがないように構成されている。
【００４０】
上述のように、本実施形態においては、隣接するＬＥＤ素子１１４間に第２導光部材１４０がないと、照射エリアＰの周辺部Ｐｅには、基板１１２のＹ軸方向中央に位置するＬＥＤ素子１１４からの紫外光（図５の光線ａ３と光線ｂ３の範囲の紫外光、及び光線ａ４と光線ｂ４の範囲の紫外光）が直接入射する。一方、隣接するＬＥＤ素子１１４間に第２導光部材１４０があると、照射エリアＰの周辺部Ｐｅには、Ｙ軸方向両端（つまり、四隅のＬＥＤ素子１１４）に位置するＬＥＤ素子１１４からの紫外光（図２の光線ａ２と光線ｂ２の範囲の紫外光）の反射光（図２の光線ａ２´と光線ｂ２´の範囲の紫外光）が入射する。つまり、照射エリアＰの四隅の周辺部Ｐｅは、ミラー面１４０ｂによる反射光によって照射されるため、ＬＥＤ素子１１４からの紫外光が直接入射する場合（つまり、第２導光部材１４０がない場合）と比較して、ミラー面１４０ｂの反射率の分だけ照射強度が低くなることとなる。
【００４１】
このように、本実施形態においては、四隅のＬＥＤ素子１１４からの紫外光を導光する第２導光部材１４０を設けることにより、照射エリアＰの四隅に向かう紫外光の照射強度を低下させ、これによって照射エリアＰの四隅の照射強度も略均一となるように調整している。
【００４２】
図６は、本実施形態の光照射装置１００から出射される紫外光のシミュレーション結果であり、図１（ａ）のＡ−Ａ線上の３つのＬＥＤ素子１１４から出射される紫外光の照射エリアＰ上におけるＹ軸方向の照射強度分布である。図６の縦軸は、照射強度（ｍＷ）であり、横軸は、基板１１２のＹ軸方向の中心を０とするＹ軸方向の距離（ｍｍ）である。また、図６中、実線αが、本実施形態の光照射装置１００の照射強度分布を示し、破線βは、本実施形態の光照射装置１００から第２導光部材１４０を取り外した場合（つまり、比較例）の照射強度分布を示している。なお、図６のシミュレーションにおいては、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率を９０％とし、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａ及びミラー面１４０ｂの反射率も９０％としている。
【００４３】
図６に示すように、第２導光部材１４０を設けることにより、Ｙ軸方向±３５ｍｍの位置で急峻に立ち上がる特性を維持しながらも、照射エリアＰの中央の強度を維持しつつ照射エリアＰの四隅（図６中、−２０〜−３５ｍｍの位置、＋２０〜＋３５ｍｍの位置）の照射強度を低下させ、照射エリアＰ全体で略均一な照射強度分布が得られているのが分かる。
【００４４】
以上が本実施形態の説明であるが、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。
【００４５】
例えば、本実施形態においては、ＬＥＤ素子１１４がＸ軸方向に沿って３個並び、Ｙ軸方向に３個並ぶ構成について説明したが、基板１１２の四隅のＬＥＤ素子１１４に対して第２導光部材１４０を設ければよく、ＬＥＤ素子１１４が、Ｘ軸方向に沿ってＭ個（Ｍは、２以上の整数）並び、Ｙ軸方向にＮ個（Ｎは、２以上の整数）並ぶ構成に適用することも可能である。
【００４６】
（変形例）
図７〜９は、本実施形態の光照射装置１００の第１〜第３の変形例に係る光照射装置１０１〜１０３を説明する図である。図７（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）は、光照射装置１０１〜１０３を出射口側から見たときの正面図であり、図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）は、図７（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）のＣ−Ｃ線上のＬＥＤ素子１１４から出射される紫外光の照射エリアＰ上におけるＹ軸方向の照射強度分布（シミュレーション）である。なお、図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）の縦軸は、照射強度（ｍＷ）であり、横軸は、基板１１２のＹ軸方向の中心を０とするＹ軸方向の距離（ｍｍ）である。また、図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）中、実線αが、各変形例の照射強度分布を示し、破線βは、各変形例から第２導光部材１４０を取り外した場合（つまり、比較例）の照射強度分布を示している。なお、図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）のシミュレーションにおいては、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率を９０％とし、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａ及びミラー面１４０ｂの反射率も９０％としている。
【００４７】
（第１の変形例）
図７（ａ）に示すように、第１の変形例に係る光照射装置１０１は、ＬＥＤ素子１１４が２個（Ｘ軸方向）×２個（Ｙ軸方向）の態様で配置されており、第２導光部材１４０が十字状に一体的に形成されている点で、第１の実施形態に係る光照射装置１００の構成と異なっており、ＬＥＤユニット１１０、レンズユニット１２０、第１導光部材１３０等、その他の構成は第１の実施形態に係る光照射装置１００の構成と同様である。本変形例においては、４個のＬＥＤ素子１１４が全て基板１１２の各四隅に位置し、第２導光部材１４０によって仕切られているため、第２導光部材１４０には、四隅のＬＥＤ素子１１４からの紫外光を導光するミラー面１４０ａ（第２のミラー面）のみが形成されている。
【００４８】
図７（ｂ）に示すように、第１の変形例に係る光照射装置１０１においても、第２導光部材１４０を設けることにより、Ｙ軸方向±２０ｍｍの位置で急峻に立ち上がる特性を維持しながらも、照射エリアＰの四隅（図７（ｂ）中、−５〜−１５ｍｍの位置、＋５〜＋１５ｍｍの位置）の照射強度を低下させ、照射エリアＰ全体で略均一な照射強度分布が得られているのが分かる。
【００４９】
（第２の変形例）
図８（ａ）に示すように、第２の変形例に係る光照射装置１０２は、ＬＥＤ素子１１４が４個（Ｘ軸方向）×４個（Ｙ軸方向）の態様で配置されている点で、第１の実施形態に係る光照射装置１００の構成と異なっており、ＬＥＤユニット１１０、レンズユニット１２０、第１導光部材１３０、第２導光部材１４０等、その他の構成は第１の実施形態に係る光照射装置１００の構成と同様である。本変形例においても、第１の実施形態に係る光照射装置１００と同様、基板１１２上の四隅のＬＥＤ素子１１４が第２導光部材１４０によって仕切られている。そして、図８（ｂ）に示すように、第２の変形例に係る光照射装置１０２においても、第２導光部材１４０を設けることにより、Ｙ軸方向±４５ｍｍの位置で急峻に立ち上がる特性を維持しながらも、照射エリアＰの四隅（図８（ｂ）中、−３０〜−４５ｍｍの位置、＋３０〜＋４５ｍｍの位置）の照射強度を低下させ、照射エリアＰ全体で略均一な照射強度分布が得られているのが分かる。
【００５０】
（第３の変形例）
図９（ａ）に示すように、第３の変形例に係る光照射装置１０３は、ＬＥＤ素子１１４が５個（Ｘ軸方向）×５個（Ｙ軸方向）の態様で配置されている点で、第１の実施形態に係る光照射装置１００の構成と異なっており、ＬＥＤユニット１１０、レンズユニット１２０、第１導光部材１３０、第２導光部材１４０等、その他の構成は第１の実施形態に係る光照射装置１００の構成と同様である。本変形例においても、第１の実施形態に係る光照射装置１００と同様、基板１１２上の四隅のＬＥＤ素子１１４が第２導光部材１４０によって仕切られている。そして、図９（ｂ）に示すように、第３の変形例に係る光照射装置１０３においても、第２導光部材１４０を設けることにより、Ｙ軸方向±６０ｍｍの位置で急峻に立ち上がる特性を維持しながらも、照射エリアＰの四隅（図９（ｂ）中、−４０〜−５５ｍｍの位置、＋４０〜＋５５ｍｍの位置）の照射強度を低下させ、照射エリアＰ全体で略均一な照射強度分布が得られているのが分かる。
【００５１】
また、第１の実施形態、第１〜第３の変形例においては、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率を９０％とし、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａ及びミラー面１４０ｂの反射率も９０％としたが、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａの反射率は、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率以下であればよく、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａの反射率を調整することで、照射エリアＰの四隅の照射強度をより均一となるように調整することができる。
【００５２】
図１０は、第１の実施形態に係る光照射装置１００において、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率と、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａの反射率を変更したときの照射強度分布（シミュレーション）である。なお、図１０は、図６と同様、図１（ａ）のＡ−Ａ線上の３つのＬＥＤ素子１１４から出射される紫外光の照射エリアＰ上におけるＹ軸方向の照射強度分布であり、縦軸は、照射強度（ｍＷ）であり、横軸は、基板１１２のＹ軸方向の中心を０とするＹ軸方向の距離（ｍｍ）である。
【００５３】
図１０中、（ア）は、本実施形態の光照射装置１００（つまり、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率が９０％、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａの反射率が９０％のとき）の照射強度分布である。このとき、横軸−３３〜＋３３ｍｍの範囲を有効照射エリアとすると、有効照射エリア内の均一度（（最大強度−最小強度）／（最大強度＋最小強度）×１００（％））は８．４％であった。
【００５４】
図１０中、（イ）は、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率を９０％、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａの反射率を７５％としたときの変形例の照射強度分布である。このとき、有効照射エリア内の均一度は８．７％となった。
【００５５】
図１０中、（ウ）は、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率を９０％とし、本実施形態の光照射装置１００から第２導光部材１４０を取り外した場合の比較例の照射強度分布である。このとき、有効照射エリア内の均一度は１０．９％となった。
【００５６】
図１０中、（エ）は、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率を８０％、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａの反射率を９０％としたときの比較例の照射強度分布である。このとき、有効照射エリア内の均一度は９．６％となった。
【００５７】
図１０中、（オ）は、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率を７０％、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａの反射率を９０％としたときの比較例の照射強度分布である。このとき、有効照射エリア内の均一度は１１．０％となった。
【００５８】
このように、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａの反射率を、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率以下に設定すると、有効照射エリア内の均一度を９．０％以下にすることができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置２００の構成を示す模式図である。図１１（ａ）は、光照射装置２００の出射口側から見たときの光照射装置２００の正面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。本実施形態の光照射装置２００は、第１導光部材２３０のミラー面２３０ａ、２３０ｂが、光軸ＡＸに対して所定の角度θ（例えば、１．２°）だけＹ軸方向に傾いており、第１導光部材２３０のミラー面２３０ｃ、２３０ｄが、光軸ＡＸに対して所定の角度θ（例えば、１．２°）だけＸ軸方向に傾いている点で、第１の実施形態に係る光照射装置１００の構成と異なっており、ＬＥＤユニット１１０、レンズユニット１２０、第２導光部材１４０等、その他の構成は第１の実施形態に係る光照射装置１００の構成と同様である。
【００６０】
図１２は、本実施形態の光照射装置２００から出射される紫外光のシミュレーション結果であり、図１１（ａ）のＡ−Ａ線上の３つのＬＥＤ素子１１４から出射される紫外光の照射エリアＰ上におけるＹ軸方向の照射強度分布である。図１２の縦軸は、照射強度（ｍＷ）であり、横軸は、基板１１２のＹ軸方向の中心を０とするＹ軸方向の距離（ｍｍ）である。また、図１２中、実線αが、本実施形態の光照射装置２００の照射強度分布を示し、破線βは、本実施形態の光照射装置２００から第２導光部材１４０を取り外した場合（つまり、比較例）の照射強度分布を示している。なお、図１２のシミュレーションにおいては、第１導光部材２３０のミラー面２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄの反射率を９０％とし、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａ及びミラー面１４０ｂの反射率も９０％としている。
【００６１】
図１２に示すように、本実施形態においても、第２導光部材１４０を設けることにより、Ｙ軸方向±３５ｍｍの位置で急峻に立ち上がる特性を維持しながらも、照射エリアＰの四隅（図１２中、−１５〜−３５ｍｍの位置、＋１５〜＋３５ｍｍの位置）の照射強度を低下させ、照射エリアＰ全体で略均一な照射強度分布が得られているのが分かる。また、図６と図１２を比較すると、本実施形態の構成の方が第１の実施形態と比較して、照射エリアＰの四隅の照射強度をより均一にすることができるのが分かる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、第１導光部材２３０のミラー面２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄが、光軸ＡＸに対して所定の角度θ（例えば、１．２°）だけ傾斜しているとしたが、ミラー面２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄの傾斜角度は、求められる光量、照射強度分布の立ち上がり特性等を考慮して、適宜設定される。なお、ミラー面２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄの傾斜角度は、レンズユニット１２０から出射される紫外光の広がり角よりも小さい角度であることが望ましく、レンズユニット１２０から出射される紫外光の広がり角が５〜２０°の範囲であり、傾斜角度が広がり角の１／２よりも小さいことがより望ましい。
【００６３】
また、第１の実施形態において説明したように、本実施形態においても、ＬＥＤ素子１１４の個数、配置を適宜変更することができる。また、第２導光部材１４０のミラー面１４０ａの反射率を、第１導光部材１３０のミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率以下に設定することが望ましい。
【００６４】
また、第１及び第２の実施形態のＬＥＤ素子１１４は、波長３９５ｎｍの紫外光を出射するものとしたが、このような構成に限定されるものではなく、他の波長（例えば、波長３６５ｎｍ、波長３８５ｎｍ、波長４０５ｎｍ）の紫外光を出射するものであってもよく、また波長の異なる複数種類のＬＥＤ素子を組み合わせて（つまり、複数の波長を混ぜて）構成してもよい。
【００６５】
なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６６】
１００、２００  光照射装置
１１０  ＬＥＤユニット
１１２  基板
１１４  ＬＥＤ素子
１２０  レンズユニット
１２２  第１レンズ
１２４  第２レンズ
１２６  第３レンズ
１３０、２３０  第１導光部材
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ  ミラー面
１３０ｅ  入射開口
１３０ｆ  出射開口
１４０  第２導光部材
１４０ａ、１４０ｂ  ミラー面
１５０  開口絞り
【図１】
2019159277.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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