(57)【要約】【課題】コリメーション半角を調整して露光する場合にも適用でき、複数の照射モードで露光しつつ、面発光光源を効率的に配置する光照射装置、光照射方法、露光装置及び露光方法を提供する。【解決手段】光照射装置１０は、複数の面発光光源２１を有する光源部２０を備える。光源部２０は、該光源部２０の中央部に配置される面発光光源２１の密度が、該光源部２０の周辺部に配置される面発光光源２１の密度よりも密に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の面発光光源を有する光源部を備える光照射装置であって、
前記光源部は、該光源部の中央部に配置される前記面発光光源の密度が、該光源部の周辺部に配置される前記面発光光源の密度よりも密に配置されることを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記光源部は、前記複数の面発光光源が配置される複数の基板ユニットを備え、
前記複数の基板ユニットは、
前記光源部の中央部に配置され、前記複数の面発光光源がマトリクス状に配置される第１の基板ユニットと、
前記光源部の周辺部に配置され、前記複数の面発光光源の数が前記第１の基板ユニットよりも少ない第２の基板ユニットと、
を備え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１及び第２の基板ユニットは、前記複数の面発光光源が取り付けられ、サイズが同じ共通の基板本体を備えることを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記複数の基板ユニットは、冷却用流路を有する冷却プレートに取り付けられ、
前記冷却プレートは、前記複数の面発光光源に配索される配線を挿通可能な孔部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記光源部は、前記面発光光源から入射される光を指向角を狭めて出射する複数の反射部と、をさらに備え、
前記複数の反射部は、前記複数の面発光光源に対応して、前記基板ユニットに直接又はホルダを介して取り付けられることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記光源部は、前記面発光光源から入射される光を指向角を狭めて出射する複数の反射部と、をさらに備え、
前記各反射部は、前記面発光光源から前記光の出射する側に向けて、光軸に直交する断面積が次第に大きくなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項７】
前記各反射部は、前記面発光光源から前記光の出射する側に向けて、光軸に直交する断面積が次第に大きくなる４角錐形状を有し、
前記反射部の４つの稜線は、前記面発光光源の光軸方向から見て、前記面発光光源の頂点に対して、４５°位相がずれた状態で配置されることを特徴とする請求項６に記載の光照射装置。
【請求項８】
前記光源部は、前記面発光光源から入射される光を指向角を狭めて出射する複数の反射部と、をさらに備え、
前記各反射部は、
前記面発光光源の光軸を中心として、前記面発光光源から離れるにつれて徐々に拡径する円錐テーパ面と、
該円錐テーパ面の大径部分から連続する円筒面と、
該円筒面内に、前記面発光光源の光軸周りに９０°位相間隔で形成され、前記面発光光源の光軸と平行な軸を中心として、前記面発光光源から離れるにつれて徐々に拡径する、最大半径が該円筒面の曲率半径より小さな４つの部分円錐テーパ面と、
を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項９】
前記４つの部分円錐テーパ面の中心位置は、前記面発光光源の光軸方向から見て、矩形の前記面発光光源の頂点に対して、４５°位相がずれた状態で配置されることを特徴とする請求項８に記載の光照射装置。
【請求項１０】
前記光源部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記各面発光光源の点灯、消灯及び照度調整を行う光源制御部と、
前記複数の面発光光源の照射モードを選択可能な照射モード設定部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項１１】
該光源部からの光の強度を均一化するインテグレータと、前記インテグレータから出射する前記光をコリメートするコリメーションミラー又はコリメーションレンズと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光照射装置を用いて、前記光源部からの光をマスクを介して被露光部材に照射して前記マスクの露光パターンを前記被露光部材に露光転写するための光照射方法であって、
前記複数の面発光光源の複数の照射モードを準備する工程と、
前記マスクの設計値と前記露光パターンの設計値を含むレシピに基づいて、前記複数の照射モードのいずれかを選択し、
前記複数の照射モードのうち、選択された前記照射モードに応じて、前記各面発光光源の点灯及び消灯を行う工程と、
を備えることを特徴とする光照射方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の光照射装置を備え、
前記光源部からの前記光をマスクを介して被露光部材に照射して前記マスクの露光パターンを前記被露光部材に露光転写することを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の露光装置を備え、前記光源部からの光をマスクを介して被露光部材に照射して前記マスクの露光パターンを前記被露光部材に露光転写することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射装置、光照射方法、露光装置及び露光方法に関し、より詳細には、光源として複数の面発光光源を備え、例えば、マスクに形成されたパターンを被露光部材に露光転写するのに好適な光照射装置、光照射方法、露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、露光用光照射装置の光源部としては、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等のランプとリフレクタとの組合せや、複数の面発光素子を用いたものが提案されている。特許文献１では、ランプとフライアイレンズとの間に開口絞りを設け、コリメーション半角を調整することで被露光部材に精細なパターンを形成するようにした露光装置が提案されている。また、特許文献２では、ＬＥＤなどの複数の面発光素子をマトリックス状に配置した構成の光源装置を備え、光源装置からの光束を、コリメートレンズを介して、フライアイレンズに入射することが記載されている。ＬＥＤは、水銀ランプなどに比べて発光効率が高く、省電力、小発熱、長寿命であると共に、発光面が大きく、光の指向特性が広角である特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２００５２９号公報
【特許文献２】特開２００４−３３５８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１によると、開口絞りが、水銀ランプとフライアイレンズとの間に配置されているので、フライアイレンズに入射する光量が制限されて照度が低下するという課題があった。また、特許文献２によると、面発光素子の指向特性が広角であるため、その放射束を無駄なくコリメートレンズに入射し難いという課題があった。
また、光源部を面発光光源を用いて構成する場合、コリメーション半角を調整して露光するための照射モードも必要とされており、複数の照射モードで露光しつつ、面発光光源の効率的な配置が望まれている。
【０００５】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コリメーション半角を調整して露光する場合にも適用でき、複数の照射モードで露光しつつ、面発光光源を効率的に配置することができる光照射装置、光照射方法、露光装置及び露光方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  複数の面発光光源を有する光源部を備える光照射装置であって、
前記光源部は、該光源部の中央部に配置される前記面発光光源の密度が、該光源部の周辺部に配置される前記面発光光源の密度よりも密に配置されることを特徴とする光照射装置。
（２）  前記光源部は、前記複数の面発光光源が配置される複数の基板ユニットを備え、
前記複数の基板ユニットは、
前記光源部の中央部に配置され、前記複数の面発光光源がマトリクス状に配置される第１の基板ユニットと、
前記光源部の周辺部に配置され、前記複数の面発光光源の数が第１の基板ユニットよりも少ない第２の基板ユニットと、
を備えることを特徴とする（１）に記載の光照射装置。
（３）  前記第１及び第２の基板ユニットは、前記複数の面発光光源が取り付けられ、サイズが同じ共通の基板本体を備えることを特徴とする（２）に記載の光照射装置。
（４）前記複数の基板ユニットは、冷却用流路を有する冷却プレートに取り付けられ、
前記冷却プレートは、前記複数の面発光光源に配索される配線を挿通可能な孔部を備えることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の光照射装置。
（５）  前記光源部は、前記面発光光源から入射される光を指向角を狭めて出射する複数の反射部と、をさらに備え、
前記複数の反射部は、前記複数の面発光光源に対応して、前記基板ユニットに直接又はホルダを介して取り付けられることを特徴とする（２）〜（４）のいずれかに記載の光照射装置。
（６）  前記光源部は、前記面発光光源から入射される光を指向角を狭めて出射する複数の反射部と、をさらに備え、
前記各反射部は、前記面発光光源から前記光の出射する側に向けて、光軸に直交する断面積が次第に大きくなることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の光照射装置。
（７）  前記各反射部は、前記面発光光源から前記光の出射する側に向けて、光軸に直交する断面積が次第に大きくなる４角錐形状を有し、
前記反射部の４つの稜線は、前記面発光光源の光軸方向から見て、前記面発光光源の頂点に対して、４５°位相がずれた状態で配置されることを特徴とする（６）に記載の光照射装置。
（８）  前記光源部は、前記面発光光源から入射される光を指向角を狭めて出射する複数の反射部と、をさらに備え、
前記各反射部は、
前記面発光光源の光軸を中心として、前記面発光光源から離れるにつれて徐々に拡径する円錐テーパ面と、
該円錐テーパ面の大径部分から連続する円筒面と、
該円筒面内に、前記面発光光源の光軸周りに９０°位相間隔で形成され、前記面発光光源の光軸と平行な軸を中心として、前記面発光光源から離れるにつれて徐々に拡径する、最大半径が該円筒面の曲率半径より小さな４つの部分円錐テーパ面と、
を有することを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載の光照射装置。
（９）  前記４つの部分円錐テーパ面の中心位置は、前記面発光光源の光軸方向から見て、矩形の前記面発光光源の頂点に対して、４５°位相がずれた状態で配置されることを特徴とする（８）に記載の光照射装置。
（１０）  前記光源部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記各面発光光源の点灯、消灯及び照度調整を行う光源制御部と、
前記複数の面発光光源の照射モードを選択可能な照射モード設定部と、
を備えることを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載の光照射装置。
（１１）  該光源部からの光の強度を均一化するインテグレータと、前記インテグレータから出射する前記光をコリメートするコリメーションミラー又はコリメータレンズと、
をさらに備えることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載の光照射装置。
（１２）  （１）〜（１１）のいずれかに記載の光照射装置を用いて、前記光源部からの光をマスクを介して被露光部材に照射して前記マスクの露光パターンを前記被露光部材に露光転写するための光照射方法であって、
前記複数の面発光光源の複数の照射モードを準備する工程と、
前記マスクの設計値と前記露光パターンの設計値を含むレシピに基づいて、前記複数の照射モードのいずれかを選択し、
前記複数の照射モードのうち、選択された前記照射モードに応じて、前記各面発光光源の点灯及び消灯を行う工程と、
を備えることを特徴とする光照射方法。
（１３）  （１）〜（１１）のいずれかに記載の光照射装置を備え、
前記光源部からの前記光をマスクを介して被露光部材に照射して前記マスクの露光パターンを前記被露光部材に露光転写することを特徴とする露光装置。
（１４）  （１３）に記載の露光装置を備え、前記光源部からの前記光をマスクを介して被露光部材に照射して前記マスクの露光パターンを前記被露光部材に露光転写することを特徴とする露光方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光照射装置及び光照射方法によれば、複数の面発光光源を有する光源部を備える光照射装置であって、光源部は、該光源部の中央部に配置される面発光光源の密度が、該光源部の周辺部に配置される面発光光源の密度よりも密に配置される。これにより、面発光光源の点灯箇所に応じて、コリメーション半角を調整して露光する場合にも適用でき、複数の照射モードで露光しつつ、面発光光源を効率的に配置する。
【０００８】
また、本発明の露光装置及び露光方法によれば、上記の光照射装置を備え、光源部からの光をマスクを介して被露光部材に照射してマスクの露光パターンを被露光部材に露光転写する。これにより、面発光光源の点灯箇所に応じて、コリメーション半角を調整して露光する場合にも適用でき、複数の照射モードで露光しつつ、面発光光源を効率的に配置する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る光照射装置を備える露光装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す光照射装置の面発光光源とフライアイレンズの各レンズ素子との位置関係を示す正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面を模式的に示す図である。
【図４】（ａ）は、面発光光源の一例を示す概略断面図であり、（ｂ）は、面発光光源の他の例を示す概略断面図である。
【図５】（ａ）は、多角錐型反射部の概略斜視図、（ｂ）は、円錐型反射部の概略斜視図、（ｃ）は、多段型反射部の概略斜視図である。
【図６】（ａ）は組み合わせ型反射部の斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＢ矢視図である。
【図７】図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】（ａ）は、各面発光光源にそれぞれ反射部が配設された光源部の概略図、（ｂ）は、複数の面発光光源に対して１つの反射部が配設された光源部の概略図、（ｃ）は、（ａ）と（ｂ）とを組み合わせた光源部の概略図である。
【図９】通常照射モードにおける各面発光光源の点灯状態を示す正面図である。
【図１０】コリメーション半角調整照射モードにおける各面発光光源の点灯状態を示す正面図である。
【図１１】変形照射モードにおける各面発光光源の点灯状態の一例を示す正面図である。
【図１２】（ａ）は、コリメーション半角調整照射モードで点灯した光照射装置と矩形パターンを有するマスクとの組み合わせで露光される被露光部材の被露光部の形状を説明する図、（ｂ）は、変形照射モードで点灯した光照射装置と十字形パターンを有するマスクとの組み合わせで露光された被露光部材の被露光部の形状を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る光照射装置及び露光装置を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本実施形態の光照射装置を備える露光装置の概略構成図である。本実施形態の露光装置は、マスクＭと被露光部材７０とを所定のギャップを持って配置し、光照射装置１０から出射された光を、マスクＭを介して被露光部材７０に照射して、マスクＭのパターンを被露光部材７０に露光転写する近接露光装置である。
【００１１】
光照射装置１０は、光源部２０と、該光源部２０からの光の強度を均一化するインテグレータを構成するフライアイレンズ４０と、コリメーションミラー５０と、制御部６０と、を備え、光源部２０からの光をフライアイレンズ４０、コリメーションミラー５０を介して、マスクＭ側へ出射する。
なお、コリメーションミラー５０の代わりに、コリメータレンズが使用されてもよいが、広範囲に光を照射する露光装置の場合には、コリメーションミラー５０が好適に使用される。
また、インテグレータとしては、フライアイレンズ４０の代わりに、ロッドレンズが使用されてもよい。
【００１２】
図２及び図３に示すように、光源部２０は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬなどの複数の面発光光源２１が、それぞれ基板本体２２に実装されてなる複数の基板ユニット２３と、面発光光源２１からの光を反射して指向角を狭めてフライアイレンズ４０に向けて出射する反射部３０と、を備える。
【００１３】
一例として、面発光光源２１は、図４（ａ）に示すように、パッケージ基板２１ｂに取り付けられたＬＥＤチップ２１ａの前方にカバーガラス２１ｃが設けられる構成であってもよい。或いは、面発光光源２１は、図４（ｂ）に示すように、パッケージ基板２１ｂに取り付けられたＬＥＤチップ２１ａの前方にレンズ２１ｄが設けられる構成であってもよい。
【００１４】
基板ユニット２３は、光源部２０の中央部に配置される第１の基板ユニット２３Ａと、光源部２０の周辺部に配置される第２の基板ユニット２３Ｂとを備える。第１の基板ユニット２３Ａ及び第２の基板ユニット２３Ｂは、９×９の同一仕様のマトリクス状の実装スペースを有する基板本体２２に、それぞれ異なる数、即ち、異なる密度で面発光光源２１が実装されて構成される。
【００１５】
第１の基板ユニット２３Ａに実装される面発光光源２１の数は、第２の基板ユニット２３Ｂに実装される面発光光源２１の数より多く、例えば、中央部に配置される第１の基板ユニット２３Ａの面発光光源２１の数は、８１個として、９×９のマトリクス状の実装スペース全てに配置されている。また、周辺部に配置される第２の基板ユニット２３Ｂの面発光光源２１は、点対称に２５個配置されている。
このように、基板本体２２を第１及び第２の基板ユニット２３Ａ，２３Ｂで共用しつつ、後述する各照明モードを実現するのに、中央部と周辺部とで適切な数の面発光光源２１を実装することで、コストダウンが図れる。
【００１６】
第１の基板ユニット２３Ａ及び第２の基板ユニット２３Ｂは、不図示の冷却用流路を有する矩形形状の冷却プレート２４に取り付けられており、冷却プレート２４は、冷却用流路内を循環する冷却水によって、面発光光源２１を冷却する。なお、面発光光源２１の冷却方法は、水冷の他、空冷や冷却素子を用いた冷却でもよい。
【００１７】
冷却プレート２４の中央部には、第１の基板ユニット２３ＡがＸ方向及びＹ方向に密着して配置され、冷却プレート２４の周辺部には、第２の基板ユニット２３ＢがＸ方向及びＹ方向に互いに離間した状態で配置されている。図２に示す例では、光源部２０の中央部には、４枚の第１の基板ユニット２３Ａが密着して配置されている。また、光源部２０の周辺部には、８枚の第２の基板ユニット２３Ｂが間隔をあけて配置されている。
【００１８】
したがって、基板ユニット２３の配置密度によっても、光源部２０の中央部には、面発光光源２１が密に配置され、光源部２０の周辺部には、面発光光源２１が疎に配置される。ただし、周辺部における基板ユニット２３の配置は、Ｘ方向及びＹ方向に密着或いは、Ｘ方向のみＹ方向のみで部分的に隣接して配置されてもよい。
【００１９】
また、外側に配置される８枚の複数の第２の基板ユニット２３Ｂは、これらを繋いだ部分の大きさが、フライアイレンズ４０の大きさと略一致するようにして配置されており、また、複数の第１の基板ユニット２３Ａは、これらの周囲を結んだ４辺が、フライアイレンズ４０の中央付近の複数のレンズ素子４１の周縁部と略一致するようにして配置されている。
ただし、複数の第２の基板ユニット２３Ｂを繋いだ部分の大きさは、フライアイレンズ４０の大きさと必ずしも一致させる必要がなく、例えば、複数の第２の基板ユニット２３Ｂを繋いだ部分の大きさが、フライアイレンズ４０の大きさよりも大きくてもよい。
また、複数の第１の基板ユニット２３Ａの周囲を結んだ４辺も、フライアイレンズ４０の中央付近の複数のレンズ素子４１の周縁部と必ずしも一致させる必要はなく、その場合には、例えば、後述するコリメーション半角調整照射モード時、フライアイレンズ４０のの中央付近の複数のレンズ素子４１の周縁部外に位置する面発光光源２１を消灯すればよい。
【００２０】
また、図２において、符号２６は、各面発光光源２１からの配線を引き出すため、コネクタなどが配置される配線取出し領域である。配線取出し領域は、基板ユニット２３に設けられた回路基板に形成されてもよい。
【００２１】
また、冷却プレート２４には、中央部に配置された第１の基板ユニット２３Ａと周辺部に配置された第２の基板ユニット２３Ｂとの間に、板厚方向に貫通する複数の孔部２５が設けられており、孔部２５を介して中央部に配置された面発光光源２１からの配線（図示せず）を外部に引き出す。
【００２２】
このように、基板ユニット２３を複数に分割することで、一部の面発光光源２１に不具合が発生した場合、不具合の面発光光源２１を含む基板ユニット２３だけの交換で容易に修復することができ、メンテナンスが容易になると共に、コストを抑制することができる。
【００２３】
また、基板ユニット２３内での面発光光源２１の配置密度、基板ユニット２３の大きさや実装スペース、及び、冷却プレート２４に対する基板ユニット２３の配置密度を、中央部と周辺部で工夫することで、冷却プレート２４に対する面発光光源２１の配置密度が、周辺部が中央部の１／２以下となるように配置されることが好ましい。
即ち、本実施形態では、面発光光源２１が密に配置されている領域を光源部２０の中央部とし、面発光光源２１が疎に配置されている領域を光源部２０の周辺部としている。
【００２４】
なお、複数の面発光光源２１は、フライアイレンズ４０の中央部から周辺部へ、段階的に配置密度を異ならせて配置してもよい。また、面発光光源２１の数によるだけでなく、面発光光源２１の大きさを調整して配置密度を調整してもよい。いずれの配置でも、面発光光源２１は、フライアイレンズ４０に対して略点対称に配置されていればよく、光照射装置１０を、例えば、露光装置１００の光源として利用する場合、実装誤差を含め、２０％程度の配置誤差は実質的な影響が少なく許容される。
【００２５】
反射部３０は、フライアイレンズ４０から距離ｄ（数ｍｍ程度）離れて、面発光光源２１とフライアイレンズ４０との間に配置されている。反射部３０は、面発光光源２１からフライアイレンズ４０に向けて、光軸に直交する断面積が次第に大きくなる断面形状を有し、内面が鏡面の筒状部材やガラスロッドで形成される。そして、面発光光源２１から放射される広角の指向特性を持つ光を、筒状部材の鏡面、あるいはガラスロッドの内面で複数回反射させて照射角を狭め、輝度ムラの少ない光をフライアイレンズ４０に向けて出射する。
【００２６】
反射部３０の形状としては、図５（ａ）に示す４角錐型反射部３０Ａ、図５（ｂ）に示す円錐型反射部３０Ｂ、図５（ｃ）に示す多段型反射部３０Ｃ、図６及び図７に示す、組み合わせ型反射部３０Ｄなどが挙げられる。４角錐型反射部３０Ａは、長さ寸法、入口及び出口寸法が同じ円錐型反射部３０Ｂと比較して、集光効率が高い。また、図５（ｃ）に示すように、２段の４角錐形状の場合には、面発光光源２１側の４角錐のテーパ角度を、フライアイレンズ４０側の４角錐のテーパ角度よりも大きくすることが好ましい。
【００２７】
また、図６及び図７に示すように、内面が鏡面を有する場合の組み合わせ型反射部３０Ｄは、面発光光源２１の光軸Ｌを中心として、面発光光源２１から離れるにつれて徐々に拡径する円錐テーパ面３１と、円錐テーパ面３１の大径部分から連続する円筒面３２と、円筒面３２内に、面発光光源２１の光軸Ｌ周りに９０°位相間隔で形成され、面発光光源２１の光軸Ｌと平行な軸を中心として、面発光光源２１から離れるにつれて徐々に拡径する、最大半径Ｄが円筒面３２の曲率半径Ｒより小さな４つの部分円錐テーパ面３３と、を有する。これら４つの部分円錐テーパ面３３は、互いに離れた状態で、円筒面３２内に形成されている。また、円錐テーパ面３１のテーパ角度は、部分円錐テーパ面３３のテーパ角度より大きくすることが好ましい。
これにより、組み合わせ型反射部３０Ｄは、円錐型反射部３０Ｂが有する加工の容易さと、４角錐型反射部３０Ａが有する集光効率の高さと、を同時に実現できる。
【００２８】
また、部分円錐テーパ面３３の中心位置は、矩形の面発光光源２１の頂点と位相を一致させた状態で取り付けられてもよいが、図６（ｂ）に示すように、部分円錐テーパ面３３の中心位置Ｏ１は、面発光光源２１の光軸方向から見て、矩形の面発光光源２１の頂点２１ａに対して、４５°位相がずれた状態で取り付けられることが好ましい。これにより、反射部３０Ｄから出射される光は、面発光光源２１の矩形形状の出射光の影響を受け難くなり、より均一となる。なお、図５（ａ）に示す４角錐型反射部３０Ａにおいても、反射部３０Ａの４つの稜線と、面発光光源２１の頂点の位置とを、面発光光源２１の光軸Ｌ周りに４５°位相をずらすことでも、同様の効果を奏する。
【００２９】
また、図８は、面発光光源２１と反射部３０との組み合わせ例であり、図８（ａ）に示す組み合わせ例では、各面発光光源２１に対してそれぞれ1つの反射部３０が対応して配置される。また、図８（ｂ）に示す組み合わせ例では、複数の面発光光源２１に対して大きな入射口を有する1つの反射部３０が対応配置される。また、図８（ｃ）に示す組み合わせ例では、各面発光光源２１に対してそれぞれ1つの反射部３０が配置され、さらに各反射部３０から出射される光が、大きな入射口を有する他の1つの反射部３０で纏められてフライアイレンズ４０に向けて出射されるように構成されている。
また、複数の面発光光源２１に対応する複数の反射部３０を、単一の部品として形成することも可能である。これにより、複数の反射部３０を有する部材を基板ユニット２３Ａ、２３Ｂと容易に一体化することができる。
また、複数の反射部３０は、基板ユニット２３Ａ、２３Ｂに、図示しないホルダを介して取り付けられてもよい。
さらに、複数の反射部３０は、基板ユニット２３Ａ、２３Ｂとフライアイレンズ４０とと共に、ホルダを用いて一体的に取り付けてもよい。フライアイレンズ４０は、照射面積に応じて複数種類を交換可能に光照射装置１に搭載されるが、１種類のフライアイレンズ４０しか搭載しない光照射装置１の場合には、光源部２０とフライアイレンズ４０とを一体的にホルダで保持してもよい。
【００３０】
フライアイレンズ４０は、複数（図２では、１９６個（１４行×１４列））のレンズ素子４１がマトリックス状に配置された構成を有する。フライアイレンズ４０は、複数のレンズ素子４１により、面発光光源２１から放射した光を重ね合わせて、露光光の強度分布を均一化する。
【００３１】
面発光光源２１とフライアイレンズ４０のレンズ素子４１とは、必ずしも１：１で対応している必要はなく、また、各レンズ素子４１に対応して配置される面発光光源２１の数も、同一である必要はない。
【００３２】
コリメーションミラー５０は、フライアイレンズ４０とマスクＭとの間に配置され、フライアイレンズ４０から出射した露光光の光路を変更して、平行光をマスクＭを介して被露光部材７０に照射する。
【００３３】
図１に戻り、制御部６０は、光源制御部６１と、照射モード設定部６２とを備え、各面発光光源２１を個別に制御する。光源制御部６１は、照射モード設定部６２で選択された照射モードに基づいて、複数の面発光光源２１を点灯及び消灯を行う。また、各面発光光源２１の電力調整、点灯時間、又は周波数の調整を行うことで、各面発光光源２１の照度調整を行う。
【００３４】
照射モード設定部６２は、照射モードを選択することにより瞳分布を自由に設定する。照射モード設定部６２は、図９に示す通常照射モード、図１０に示すコリメーション半角調整照射モード、及び図１１に示す変形照射モードなどの各モードで各面発光光源２１を点灯制御する。即ち、制御部６０は、複数の面発光光源２１を個別に制御可能である。
【００３５】
照射モード設計部６２では、露光装置を制御するためのレシピ（制御情報）において、照射モードを直接設定することもできるが、マスクＭの設計値と露光パターンの設計値を含むレシピに基づいて、複数の照射モードのいずれかを自動的に選択するようにしてもよい。なお、レシピは、露光装置の主制御部（制御ＰＣ）でオペレータが選択する他、工場の中央制御部（ホストＰＣ）から各露光装置に送信されてもよい。また、基板コードを認識して、レシピと合致しているかを判別するようにしてもよい。
例えば、線幅５μｍ以下であれば、コリメーション半角調整照射モードが選択される。
【００３６】
図９に示すように、通常照射モードは、全面を設定された照度で均一に照射するモードであり、中央部の面発光光源２１は、周辺部の照度に合わせて一部消灯または照度調整される。ここで、中央部と周辺部の照度は、必ずしも同一である必要はなく、それぞれ設定された照度であればよい。通常照射モードは、比較的太い線を露光転写する際に用いられる。なお、図中、点灯している面発光光源２１は、ドット模様を付して示す。
【００３７】
また、図１０に示すように、コリメーション半角調整照射モードでは、中央部に配置される第１の基板ユニット２３Ａの面発光光源２１が設定照度値になるよう点灯され、周辺部に配置される第２の基板ユニット２３Ｂの面発光光源２１が消灯する。コリメーション半角調整照射モードでは、中央部の面発光光源２１のみを点灯させることで照射部が中央部に限定され、コリメーション半角が小さくなるので、露光された像のぼけ量を少なくすることができ、比較的細い線を高解像度で露光転写できる。
【００３８】
なお、フライアイレンズ４０の前方、または後方に開口絞りを設けてもよい。開口絞りを設置する場合、周辺部（第２の基板ユニット２３Ｂ）の面発光光源２１は、必ずしも全消灯する必要はない。開口絞りの設置により、コリメーション半角が小さくなるので、露光された像のぼけ量を少なくすることができ、比較的細い線を高解像度で露光転写できる。
【００３９】
図１１に示すように、変形照射モードでは、マトリックス状に実装された複数の面発光光源２１を選択的に点灯することにより、マスクＭのパターンに合わせて最適な照明形状で露光光を照射することができる。
【００４０】
例えば、図１２（ａ）に示すように、矩形のパターンを有するマスクＭに対して、コリメーション半角調整照射モード（図１０参照）で露光光を照射すると、被露光部材７０には、角部が丸まった被露光部７１が形成される。
【００４１】
角部が尖った矩形の被露光部７１を被露光部材７０に形成するためには、例えば、図１２（ｂ）に示すように、十字形のパターンを有するマスクＭに対して、面発光光源２１がＸ形に点灯した変形照射モードで露光光を照射することで達成される。このように、面発光光源２１を個別に制御して、マスクＭに形成されたパターンに最適な照射形状で露光光を照射することで、精度よく露光することができる。
【００４２】
また、変形照射モードでは、被露光部７１の形状に応じて、マスクＭのパターンの選択と共に、種々の照射形状を選択することができ、例えば、輪帯照明、二重極照明、四重極照明などの照射形状が挙げられる。
【００４３】
いずれの照射モードにおいても、光源部２０全体の照度は設定値に制御され、点灯している各面発光光源２１の照度は、均一となるように制御されるのが好ましい。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の光照射装置１０によれば、複数の面発光光源２１を有する光源部２０を備え、光源部２０は、該光源部２０の中央部に配置される面発光光源２１の密度が、該光源部２０の周辺部に配置される面発光光源２１の密度よりも密に配置される。これにより、面発光光源の点灯箇所に応じて、コリメーション半角を調整して露光する場合にも適用でき、複数の照射モードで露光しつつ、面発光光源を効率的に配置することができる。
【００４５】
また、光源部２０は、複数の面発光光源２１が配置される複数の基板ユニット２３を備え、複数の基板ユニット２３は、光源部２０の中央部に配置され、複数の面発光光源２１がマトリクス状に配置される第１の基板ユニット２３Ａと、光源部２０の周辺部に配置され、複数の面発光光源２１の数が第１の基板ユニット２３Ａよりも少ない第２の基板ユニット２３Ｂと、を備えるので、第１及び第２の基板ユニット２３Ａ、２３Ｂを用いて、面発光光源２１を効率的に配置することができる。
【００４６】
また、第１及び第２の基板ユニット２３Ａ，２３Ｂは、複数の面発光光源２１が取り付けられ、サイズが同じ共通の基板本体２２を備えるので、基板本体２２を共用することでコストが抑制される。
【００４７】
また、複数の基板ユニット２３は、冷却用流路を有する冷却プレート２４に取り付けられ、該冷却プレート２４は、複数の面発光光源２１に配索される配線を挿通可能な孔部２５を備える。これにより、周辺部の基板ユニット２３Ｂが隣接して配置されて、冷却プレート２４の表面に、中央部の基板ユニット２３Ａの配線を外部まで配索するスペースがない場合でも、配線の配索が容易になる。
【００４８】
また、光源部２０は、面発光光源２１から入射される光を指向角を狭めてフライアイレンズ４０に向けて出射する複数の反射部３０を備え、複数の反射部３０は、複数の面発光光源２１に対応して、基板ユニット２３に直接又はホルダを介して取り付けられるので、複数の面発光光源２１からの放射束を効率良くレンズ系に取り込むことができ、且つ、反射部３０の設置を容易におこなうことができる。
【００４９】
また、各反射部３０は、面発光光源２１から光の出射する側に向けて、光軸Ｌに直交する断面積が次第に大きくなるので、効率的に光の指向角を狭めることができ、複数の面発光光源２１からの放射束を効率良くレンズ系に取り込むことができる。
【００５０】
また、各反射部３０は、面発光光源２１から光の出射する側に向けて、光軸Ｌに直交する断面積が次第に大きくなる４角錐形状を有し、反射部３０の４つの稜線は、面発光光源２１の光軸方向から見て、前記面発光光源の頂点に対して、４５°位相がずれた状態で配置されるので、反射部３０から出射される光は、面発光光源２１の矩形形状の出射光の影響を受け難くなり、より均一となる。
【００５１】
また、各反射部３０は、面発光光源２１の光軸Ｌを中心として、面発光光源２１から離れるにつれて徐々に拡径する円錐テーパ面３１と、該円錐テーパ面３１の大径部分から連続する円筒面３２と、該円筒面３２内に、面発光光源２１の光軸Ｌ周りに９０°位相間隔で形成され、面発光光源２１の光軸Ｌと平行な軸を中心として、面発光光源２１から離れるにつれて徐々に拡径する、最大半径Ｄが該円筒面３２の曲率半径Ｒより小さな４つの部分円錐テーパ面３３と、を有するので、機械加工の容易性と高い集光効率とを同時に達成することができる。
【００５２】
また、４つの部分円錐テーパ面３３の中心位置は、面発光光源２１の光軸方向から見て、矩形の面発光光源２１の頂点に対して、４５°位相がずれた状態で配置されるので、反射部３０から出射される光は、面発光光源２１の矩形形状の出射光の影響を受け難くなり、より均一となる。
【００５３】
また、光源部２０を制御する制御部６０をさらに備え、制御部６０は、各面発光光源２１の点灯、消灯及び照度調整を行う光源制御部６１と、複数の面発光光源２１の照射モードを選択可能な照射モード設定部６２と、を備えるので、任意の複数の照射モードに応じて、複数の面発光光源２１を点灯制御することができる。
【００５４】
また、光照射装置１０は、さらに、該光源部からの光の強度を均一化するインテグレータとして、マトリクス状に配置された複数のレンズ素子４１を有するフライアイレンズ４０と、フライアイレンズ４０から出射する光をコリメートするコリメーションミラー５０又はコリメーションレンズと、をさらに備えるので、光源部２０からの光をマスク側へ効率よく出射することができる。
【００５５】
また、本発明の光照射方法によれば、複数の面発光光源２１の複数の照射モードを準備する工程と、マスクＭの設計値と露光パターンの設計値を含むレシピに基づいて、複数の照射モードのいずれかを選択し、複数の照射モードのうち、選択された照射モードに応じて、各面発光光源２１の点灯及び消灯を行う工程と、を備えるので、レシピに適したいずれかの照射モードが選択されることで、光源部２０を容易に制御することができる。
【００５６】
また、本発明の露光装置１００及び露光方法によれば、上記の光照射装置１０を備え、光源部２０からの光をマスクＭを介して被露光部材７０に照射してマスクＭの露光パターンを被露光部材７０に露光転写するので、複数の面発光光源２１からの放射束を効率良くレンズ系に取り込むことができ、且つ、コリメーション半角を調整して露光する場合にも高い照度を確保することができる。
【００５７】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
また、本発明の光照射装置の構成は、上記実施形態に限定されるものでなく、例えば、複数のミラーを備えるものであってもよく、他の部品を備える構成であってもよい。
さらに、上記実施形態では、第１及び第２の基板ユニット２３Ａ、２３Ｂは冷却プレート２４に取り付けられているが、全ての第１及び第２の基板ユニット２３Ａ、２３Ｂが取り付けられる支持プレートであれば、冷却プレートに限定されない。
【符号の説明】
【００５８】
１０    光照射装置
２０    光源部
２１    面発光光源
２２    基板本体
２３    基板ユニット
２３Ａ        第１の基板ユニット
２３Ｂ        第２の基板ユニット
２４    冷却プレート
２５    孔部
３０    反射部
３０Ａ        角錐型反射部
３０Ｂ        円錐型反射部
３０Ｃ        多段型反射部
３０Ｄ        組み合わせ型反射部
３１    第１の円錐テーパ面
３２    円筒面
３３    部分円錐テーパ面
４０    フライアイレンズ（インテグレータ）
４１    レンズ素子
５０    コリメーションミラー
６０    制御部
６１    光源制御部
６２    照射モード設定部
７０    被露光部材
Ｄ      最大半径
Ｌ      光軸
Ｍ      マスク
Ｒ      曲率半径
【図１】
2019105672.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】
2019105672.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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