CN101236358A - 曝光用光源以及使用该曝光用光源的曝光装置 - Google Patents

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Abstract

提供可进行根据抗蚀层的曝光、并且产品的使用寿命长的曝光用光源以及使用该曝光用光源的曝光装置。曝光用光源(10)的特征是，具有至少两种以上的分别具有内压不同的灯(24)的灯组件(20(20a、20b、20c…))和保持灯组件(20(20a、20b、20c…))的灯组件保持件(22)。根据本发明，由于具有至少两种以上的具有内压各不相同的灯(24)的灯组件(20(20a、20b、20c…))，因此，可选择最适合对曝光对象物(X)进行曝光的灯组件(20(20a、20b、20c…))使其发光。

Description

曝光用光源以及使用该曝光用光源的曝光装置
技术领域
本发明涉及对例如形成在基板上的光硬化型抗蚀层或用于粘接一对基板彼此周边的光(紫外光或可视光)硬化型粘接剂等的曝光对象物进行曝光而使用的曝光用光源以及使用该曝光用光源的曝光装置。
背景技术
这种曝光装置的一个例子公开于日本特开2006-350315号公报(专利文献1)中。
该现有的曝光装置具有作为曝光用光源的大型一灯式的水银灯、支撑曝光对象物的支撑台(基板保持部)、以及引导从曝光用光源照射的光从支撑台的正上方进行照射的光学系统。并且，通过向着作为曝光对象物的抗蚀层照射来自大型一灯式的曝光用光源的光，对曝光对象物(抗蚀层)进行曝光。
另外，现有的曝光装置的用途例如是用于形成印刷电路配线板。作为一个示例，对印刷电路配线板的形成方法进行简单的说明，按照在基板(绝缘板)的表面设置铜箔膜、在其上面设置作为曝光对象物的抗蚀层的顺序对两者进行叠置，然后，将该叠置体放置在曝光装置的支撑台上，然后将转印有电路图案的掩模放置或非接触地设置在抗蚀层的上面。
若打开曝光用光源、使来自大型一灯式的曝光用光源的紫外光(峰值波长365nm、405nm、436nm、)穿过掩模照射到抗蚀层，则抗蚀层中照射了紫外光的部分进行感光，电路图案转印到形成在基板上的抗蚀层上(在曝光装置中，一直进行到电路图案向抗蚀层的转印)。之后，用药液去除抗蚀层中未感光部分和铜箔膜中相当于抗蚀层未感光部分的部分，最后，去除抗蚀层的感光部分，则在基板上形成电路图案，得到所需要的印刷电路配线板。
专利文献1：日本特开2006-350315号公报
发明内容
近年来，大型的液晶显示器或等离子显示器大受欢迎，对用于这些大型显示器的大型印刷电路配线板的需求急剧增加。并且，随着印刷电路配线板的大型化，对其进行曝光的曝光装置也变得更大型化，为了使曝光用光源也得到更广且均匀度高的曝光面，使用非常大型的装置。
曝光用光源大致由具有球状发光部的灯和将在灯的发光部产生的光向前方反射的碗状的反射部件构成。在使该曝光用光源大型化时，由于灯本体、更确切地说是石英玻璃制封闭体(石英ガラス製封体)的发光部的机械强度方面的问题，需要将发光部内部的内压限制在45大气压以下。这是由于灯越大型化，则结构上发光部的机械强度就越低，一旦发光部的内压过高，则发光部有可能破裂，非常危险。
为了进一步增大曝光面积，需要使曝光用光源的灯大型化，但如上所述，由于结构上的关系，必须使发光部的内压低于45大气压。
但是，在发光部内部的压力为45大气压的灯上，该发光强度成为图5所示的曲线图，如上所述地在365nm、405nm、436nm上出现其峰值。并且，现有抗蚀层的主要类型是，在照射45大气压的灯发出的光的峰值波长为365nm或405nm左右的波长的光时进行硬化。
但是，最近已经开始使用在该峰值波长的短波长侧或长波长侧进行硬化的类型的抗蚀层(例如利用380nm波长进行硬化的类型的抗蚀层)、控制显影后的抗蚀形状的抗蚀层(例如利用感光感度为从365nm到405nm(中心波长380nm)、被吸收率高的365nm的紫外光进行抗蚀层表面的感光，利用未在抗蚀层表面被吸收的405nm的紫外光进行底部的感光)。向这种类型的抗蚀层上无论怎样照射现有的大型一灯式(内压为45大气压)的水银灯，在前者的情况下，由于峰值位置与抗蚀层的硬化波长(365nm)错开，因此硬化时间长，并且，在后者的情况下，由于365nm和405nm的光的强度一定，故不能控制抗蚀形状，两种情况都具有不实用的问题。
而且，在现有的大型一灯式曝光装置中，由于是利用一个大型灯覆盖大范围的曝光面积的设计，因此具有灯的照度降低，或每次灯破损时都要使生产线停下更换灯而导致生产效率大幅度降低的问题。
本发明鉴于该现有的问题点而做出的，目的是提供可根据曝光对象物的种类进行曝光、并且即使在灯的照度降低或者甚至灯破损的情况下，也不一定停止生产线、更换灯的曝光用光源以及使用该曝光用光源的曝光装置。
技术方案1所述的发明是一种曝光用光源10，其特征在于，“用于对曝光对象物X进行曝光，曝光用光源10具有：至少两种以上的分别具有内压不同的灯24的灯组件20a、20b、20c...、和保持灯组件20a、20b、20c...的灯组件保持件22”。
由于作为发光元件使用相同的水银，因此内压不同的小型灯(放电灯)24发出的光显示出相同的峰值波长，但若小型灯24的内压成为高压，则峰值位置逐渐向可视光侧移动，且峰值间的谷深逐渐增高，本发明利用这点，由于具有至少两种以上具有内压各不相同的小型灯24的灯组件20a、20b、20c...，因此，可选择最适合曝光对象物X的感光特性的条件的灯组件20a、20b、20c...，可单独当然也可组合这些小型灯(放电灯)24使其发光。即，可根据曝光对象物X的特性进行曝光。
技术方案2的发明具有“分别设置多个具有内压不同的灯24的灯组件20a、20b、20c...”的特征。因此，根据该发明，可使曝光用光源10分别具有备用的内压不同的灯组件20a、20b、20c...，因此，例如即使在由于某个灯组件20a的发光强度降低或灯组件20破损而需要更换该灯组件20的情况下，可打开同种类的其他的灯组件20a，可不停止曝光用光源10地照常继续使用。
技术方案3所述的发明是一种曝光装置12，其特征在于，“具有曝光用光源10、支撑曝光对象物X的支撑台14、将从曝光用光源10照射的光以从支撑台14的正上方照射的方式加以引导的光学系统16、以及控制曝光用光源10的开灯方式的开灯装置18，曝光用光源10是技术方案1或2所述的曝光用光源10。”
根据本发明，由于可只选择所需要的数量和种类打开包含在曝光用光源10内的多种灯组件20(20a、20b、20c...)，因此，可用最适当的曝光条件对曝光对象物X进行曝光。
根据本发明，可提供可用最适当的曝光条件对曝光对象物进行曝光的曝光用光源以及曝光装置。
附图说明
图1是表示本发明的曝光装置的图。
图2(A)是灯组件的剖视图，(B)是灯组件的正视图。
图3(A)是从背面侧看灯组件保持件的图，(B)是其A-A线剖视图。
图4是开灯装置的电路图。
图5是比较内部压力不同造成的灯组件的发光强度的图表。
具体实施方式
以下根据附图对本发明进行说明。图1是装有本发明的曝光用光源10的曝光装置12的概要图。在此，曝光装置12是用于对曝光对象物X(在本实施例中，以形成在作为印刷电路配线板的基座的绝缘板P上的抗蚀层X作为其一个例子进行说明。)进行曝光的装置，该曝光装置12大致由曝光用光源10、支撑曝光对象物X的支撑台14、将从曝光用光源10照射的光作为平行光以从支撑台14的正上方照射的方式加以引导的光学系统16、以及控制曝光用光源10的打开方式的开灯装置18。
曝光用光源10用于照射曝光用的光(紫外光)，其大致由分别安装有发光部32(后述)的内部压力不同的小型水银灯24的多种灯组件20(20a、20b、20c...)、和保持上述多种灯组件20(20a、20b、20c...)的灯组件保持件22构成。在本实施例(参照图5)中，使用发光部32的内部压力为高压(45大气压)的灯组件20a、为中超高压(81大气压)、超高压(117大气压)、中超超高压(153大气压)的灯组件20c以及超超高压(180大气压)的灯组件20b这五种，对该数量没有特别限制，两种以上即可。在以下的说明中，选择发光部32的内部压力为高压(45大气压)的灯组件20a和超超高压(180大气压)的灯组件20b这两种进行说明，对该数量没有特别限制。
另外，内部压力各不相同的多种灯组件20a、20b...除了后述的发光部32内的压力不同以外都是相同的构成，因此，在此以作为灯组件20a、20b...的所有种类的总称的灯组件20为代表例进行说明。
如图2所示，灯组件20大致由灯24、反射部件26、以及保持灯24端部的灯保持件28构成。
灯24是直流(或交流)开灯式的短弧高压灯，具有带球状的发光部32和从其两端起直线形延伸的棒状的封闭部34的封闭容器36、电极棒38、埋设在封闭部34内的钼箔42、焊接在钼箔42上的导棒40以及被封闭在发光部32内的封闭气体或发光金属(在本实施例中为水银，其封入量使发光部32的内部压力不同)等其他所需封闭物。在上述封闭容器36上的各封闭部34的内部，设置一端向发光部32的内部突出的电极棒38、一端向外部突出的导棒40以及电连接电极棒38的另一端和导棒40的另一端的钼箔42，构成一对电极44的阳极44a和阴极44b与各电极棒38的一端连接。
另外，图2所示的灯24是双端型直流开灯方式灯，也可以使用交流开灯方式灯或单端型灯。
反射部件26是为了使在灯24的发光部32发出的光向前方反射而设置的碗状部件。在反射部件26的内面形成凹状的反射面46，在反射部件26的中央部形成灯安装孔48。
反光镜26的材质可使用玻璃或金属(例如水合硅酸铝)等各种材料，在本实施方式中使用廉价的硼硅玻璃。
在反射部件26的反射面46上形成可透射红外线和可视光且反射紫外光的紫外光反射膜50，这样，使灯24发出的紫外光高效率地向前方反射，使红外线和可视光向后方透射。另外，在本实施例中，作为紫外光反射膜50使用使由TiO2形成的第一反射膜和比其折射率小的第二反射膜(可举例的材质例如是SiO2、MgF2、CaF2或NaF等)交错层压、整体形成48层结构(通常在40～60层结构的范围内)的膜。并且，在反射部件26的前面安装前面玻璃27。
灯保持件28保持灯24上的封闭部34的插入前端部并且保持电力供给线52(图2)，通过陶瓷等耐热性材料一体形成，利用无机粘接剂粘接在反射部件26的中央安装筒部26a，通过设置在灯保持件28上的通孔28a以及设置在前面玻璃27中央的透气孔27a进行反射部件26内的透气。无机粘接剂可使用矾土硅石(Al2O3-SiO2)类、矾土(Al2O3)类或碳化硅(SiC)类的粘接剂。
如图3所示，灯组件保持件22具有区段(ブロック)状的保持件本体22a，其保持安装有不同内压的灯24的多种灯组件20，在保持件本体22a上形成多个贯穿其正反面的灯组件嵌合孔54(在本实施例中形成纵4行、横5排共20个灯组件嵌合孔54，当然不局限于此)。
各灯组件嵌合孔54的背面侧(图3(B)中的上侧)的内面形状与灯组件20的外形大致相同或稍大地形成。并且，灯组件嵌合孔54的前面侧呈台阶状地稍微缩小，在将灯组件20嵌合到灯组件嵌合孔54上时，碰到形成上述台阶状的台阶部22b、可对灯组件20的嵌合位置进行定位。另外，将各灯组件嵌合孔54设置成向着中心方向倾斜，以便于在安装灯组件20、打开灯组件20时使各灯组件20发出的光汇聚在一处(在本实施例中，在后述的透镜阵列(ィンデグレ一タ一レンズ)56的面上)。如上所述，组装曝光用光源10时，将灯组件20的反射部件26嵌入灯组件保持件22的各灯组件嵌合孔54，用无图示的固定装置(例如固定带)固定、安装即可。
在本实施例中，灯组件20具有发光部32的内压不同的两种灯组件20a、20b，在灯组件保持件22上各安装10个灯组件20a、20b。另外，可适当地设定各灯组件20a、20b的设置方式，在本实施例中，不同内压的灯组件20a、20b相互邻接设置。
支撑台14支撑曝光对象物X，可适当采用现有的众所周知的构成。
光学系统16用于将从曝光用光源10照射的光作为照度均匀的平行光以从支撑台14的正上方照射的方式加以引导，其大致由使从曝光用光源10照射的光的照度均匀化的透镜阵列56(作为透镜阵列56的具体例，例如有称为复眼透镜或棒状透镜(ロッドレンズ)的透镜，在本实施例中采用复眼透镜)、设置在透镜阵列56的前面侧并对从曝光用光源10照射的光(在本实施例中、透射透镜阵列56之后的照度均匀的光)的照射光路进行开关控制的曝光控制用遮光器58、使通过曝光控制用遮光器58的均匀光的照射光路折射的反射镜60、以及将在反射镜60折射的均匀光作为平行光向支撑台14引导的凹面镜62构成。另外，在此所示的光学系统16的构成是其中一个例子，不局限于本实施例的构成。例如，也可形成使从曝光用光源10照射的光在反射镜60折射后、向透镜阵列56入射的构成，可根据所需的光学路径适当地改变其构成。如果出于形成平行光的目的，则也可以使用凸透镜代替凹面镜62。例如，就图1的示例而言，将反射镜60设置在凹面镜62的位置并将凸透镜设置在反射镜60和支撑台14之间即可，在这种情况下，通过透镜阵列56的均匀光通过两片反射镜60而使其照射光路被折射，向凸透镜入射，从凸透镜射出时成为平行的均匀光从支撑台14的正上方进行照射。总之，如上所述，只要是可将从曝光用光源10照射的光作为照度均匀的平行光以从支撑台14的正上方照射的方式加以引导的构成，则光学系统16可是任何构成。
开灯装置18是根据曝光条件有选择地打开包含在曝光用光源10中的任意灯组件20的镇流器，如图4的开灯电路图所示，经由曝光用光源开灯用的灯组件20的电力供给线52分别与开灯装置18连接，上述开灯装置18通过控制装置64进行开/关控制，这样，可按照曝光对象物X有选择地打开各灯组件20。曝光用光源10的各灯组件20和开灯装置18通过连接器(省略图示)连接，可简单地将各灯组件20从连接器的部分进行电拆装。
若启动开灯装置18，则灯24发光，从灯24照射的光(主要是紫外光)在反射部件26反射、向着前方照射。从曝光用光源10发出的光通过透镜阵列56而成为照度均匀的光。当从点灯装置18启动开始经过规定的时间、推断来自灯24的出光量达到规定值时，打开曝光控制用遮光器58。并且，若该均匀光通过曝光控制用遮光器58，则通过反射镜60和凹面镜62使其光路向支撑台14侧弯曲，平行光从其正上方经由形成着电路图案的掩模M向装载在支撑台14上的曝光对象物X进行照射。曝光结束后，关闭曝光控制用遮光器58，将掩模M下的曝光对象物X与未处理物进行交换。在此，通过控制上述曝光控制用遮光器58的开关时间，可适当地调整曝光对象物X的曝光时间。
在此，重要的是在本实施例中，可只有选择地打开所需数量(并且所需种类)的包含在曝光用光源10中的内压不同的两种(当然可以是两种以上)灯组件20a、20b。即，在使用现有的单灯大型的曝光用光源的情况下，曝光对象物(保护膜)X的种类受到限制，而在本发明中，由于可通过开灯装置18自由选择开灯的灯组件20a、20b的种类和其开灯数量，因此，可用对于任何曝光对象物X都是最适当的曝光条件进行该曝光对象物X的曝光。
并且，由于分别设置了多个内压不同的各灯组件20a、20b(在本实施例中各设置了10个)，因此，即使在由于电极44的损耗等而导致现在打开的灯组件20a的照度降低、甚至灯组件20a破损的情况下，也可以通过打开备用的灯组件20a，照样继续使用曝光用光源10。

Claims (3)

1. 一种曝光用光源，用于对曝光对象物进行曝光，其特征在于，所述曝光用光源具有：至少两种以上的分别具有内压不同的灯的灯组件、和保持所述灯组件的灯组件保持件。
2. 如权利要求1所述的曝光用光源，其特征在于，分别设置多个所述具有内压不同的灯的灯组件。
3. 一种曝光装置，具有曝光用光源、支撑曝光对象物的支撑台、将从所述曝光用光源照射的光以从所述支撑台的正上方照射的方式加以引导的光学系统、以及控制所述曝光用光源的开灯方式的的开灯装置，
其特征在于，所述曝光用光源是权利要求1或2所述的曝光用光源。
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