CN101859069A - 曝光装置用光照射装置、曝光装置及曝光方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供曝光装置用光照射装置、曝光装置及曝光方法，该曝光装置用光照射装置能够缩短光源部的更换时间及装置的停机时间。光照射装置(80)具备：多个光源部(73)，其分别包括灯(71)和使从灯(71)发出来的光具有方向性地射出的反射镜(72)；多个灯盒(81)，其分别能够安装规定数量的光源部(73)；框架(82)，其能够安装多个灯盒(81)。

Description

曝光装置用光照射装置、曝光装置及曝光方法

技术领域

本发明涉及曝光装置用光照射装置、曝光装置及曝光方法，更详细地说，涉及能够应用于将掩模的掩模图形曝光转写在液晶显示器或等离子显示器等大型的平板显示器的基板上的曝光装置的曝光装置用光照射装置、曝光装置及曝光方法。

背景技术

目前，作为制造平板显示装置的滤色板等面板的装置，发明有接近曝光装置、扫描曝光装置、投影曝光装置、镜面投影、密接式曝光装置等各种各样的曝光装置。例如，分开渐进式曝光装置通过掩模台保持比基板小的掩模，同时通过工件台保持基板，在使两者接近并对置配置后，相对于掩模分步移动工件台，在每步都从掩模侧向基板照射图形曝光用的光，由此将描绘于掩模上的多个图形曝光转写在基板上，对一块基板制作多个面板。另外，扫描曝光装置相对于以一定速度输送的基板，经由掩模照射曝光用的光，在基板上曝光转写掩模的图像。

近年来，显示装置正在逐渐大型化，例如，在分开逐次曝光中，在通过四次曝光闪光制造第八代(2200mm×2500mm)的面板时，一次的曝光区域为1300mm×1120mm，在通过六次的曝光闪光制造时，一次的曝光区域为1100mm×750mm。因此曝光装置也谋求曝光区域的扩大，使用的光源的输出也需要提高。因此，作为照明光学系统，公知的是使用多个光源，提高光源整体的输出的照明光学系统(例如，参照专利文献1及2)。例如，专利文献2记载的光照明装置在灯点亮时，从里侧拆下光源单元，安装新的光源单元，不用停止制造线而能够进行灯的更换，另外，记载有在将光源单元安装于支撑体时，将光源单元的定位部推到支撑体的定位角部，从而进行光轴方向的定位。

专利文献1：(日本)特开2004-361746号公报

专利文献2(日本)：特开2006-278907号公报

但是，在专利文献1中，更换灯时，需要逐个对灯进行更换，更换灯耗费时间，使装置停止的时间(停机时间)变长。作为以不需花费停机时间为目的的技术，在如专利文献2那样的在曝光运转中能够更换灯的结构已被公开，但由于是逐个更换，因而没有改变操作者的更换时间本身很长的状况。另外，专利文献1及2存在如下问题：由于支撑灯的支撑体的光射出侧的面沿球面形成，所以在增加了灯的数量时，该球面的表面积增大，高精度的曲面加工比较困难。

发明内容

本发明是鉴于所述课题而开发的，其目的在于提供曝光装置用光照射装置、曝光装置及曝光方法，该曝光装置用光照射装置能够缩短光源部的更换时间及装置的停机时间。

本发明的所述目的通过下述的构成而实现。

(1)曝光装置用光照射装置，其特征在于，具备：

多个光源部，其分别包括发光部和使从该发光部发出来的光具有方向性地射出的反射光学系统；

多个灯盒，其分别能够安装规定数量的所述光源部；

框架，其能够安装该多个灯盒。

(2)如(1)所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述灯盒具有支撑所述规定数量的光源部的光源支撑部，

所述光源支撑部形成为从所述规定数量的光源部的光照射的各照射面到组合透镜的入射面的各光轴的距离大致为一定，所述规定数量的光源部的光入射到该组合透镜的入射面。

(3)如(2)所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述框架具有分别安装所述多个灯盒的多个灯盒安装部，

所述多个灯盒安装部形成为从所述全部的光源部的光照射的各照射面到组合透镜的入射面的各光轴的距离大致为一定，所述全部的光源部的光入射到该组合透镜的入射面。

(4)如(3)所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述多个灯盒安装部分别具备所述灯盒的光源支撑部面对的开口部和与在该光源支撑部的周围形成的平面部抵接的平面，

沿规定的方向排列的所述多个灯盒安装部的各平面以规定的角度交叉。

(5)如(4)所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述框架的灯盒安装部形成为以所述平面为底面的凹部，

所述灯盒嵌合在所述灯盒安装部的凹部。

(6)如(1)～(5)中任一项所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述灯盒具有支撑所述规定数量的光源部的光源支撑部，

将位于由所述光源支撑部支撑的最外周的所述光源部的中心四边连接的线形成长方形形状。

(7)如(6)所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述框架具有分别安装所述多个灯盒的多个灯盒安装部，

所述多个灯盒安装部使在彼此正交的方向上配置的所述灯盒的个数一致，并形成为长方形形状。

(8)如(2)～(7)中任一项所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述灯盒具有在围住由所述光源支撑部支撑的所述规定数量的光源部的状态下，安装于所述光源支撑部的罩部件，

在所述光源支撑部和所述罩部件之间的收容空间内，邻接的所述光源部的反射光学系统的背面直接对置。

(9)如(8)所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，在所述罩部件上形成有将所述收容空间与该罩部件的外部连通的连通孔和连通槽中的至少一种。

(10)如(1)～(9)中任一项所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，为了冷却所述各光源部，在所述框架上设有冷却水进行循环的冷却用配管。

(11)如(1)～(10)中任一项所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，具有相对于所述各光源部的光照射的各照射面从后方及侧方中的至少一方强制排出所述框架内的空气的强制排气装置。

(12)曝光装置，其特征在于，具备：

基板保持部，其保持作为被曝光材料的基板；

掩模保持部，其以与所述基板对置的方式保持掩模；

照明光学系统，其具有(1)～(11)中任一项记载的光照射装置和组合透镜，经由所述掩模将来自所述照明光学系统的光向所述基板照射，由该光照射装置的多个光源部射出来的光入射到该组合透镜。

根据本发明的曝光装置用光照射装置、曝光装置及曝光方法，通过将规定数量的光源部安装于一个灯盒内，进行单元化管理，能够缩短更换灯的时间及装置的停机时间。

另外，通过使用灯盒，不对框架进行大的曲面加工，就能够将全部的光源配置于单一的曲面上。

附图说明

图1是用于说明本发明的第1实施方式的分开渐进式曝光装置的局部分解立体图；

图2是图1所示的分开渐进式曝光装置的正视图；

图3是掩模台的剖面图；

图4(a)是表示照明光学系统的光照射装置的正视图，(b)是沿(a)的IV-IV线的剖面图，(c)是沿(a)的IV′-IV′线的剖面图；

图5(a)是表示灯盒的正视图，(b)是从(a)的V方向看的剖面图，(c)是将从(a)的V′方向看的灯盒的剖面图与组合透镜一起表示的图；

图6是安装于灯盒的光源部周围的扩大剖面图；

图7是表示灯固定机构的变形例的灯盒的剖面图；

图8是表示灯盒安装于框架上的状态的主要部分扩大图；

图9是表示从各光源部的射出面到组合透镜的入射面的距离的概略图；

图10是用于表示各光源部的控制构成的图；

图11是用于说明寿命时间检测装置的图；

图12是用于说明集中管理灯盒内的光源部的情况的图；

图13是表示通过空气冷却各光源部的结构的一例的图；

图14(a)～(c)是表示形成于灯盒固定罩的排气孔的例子的图；

图15(a)、(b)是表示通过制冷剂冷却各光源部的冷却途径的设计例的图；

图16(a)、(b)是表示安装于灯盒的光源部的配置的图；

图17是表示安装了图16(a)的灯盒的框架的图；

图18(a)、(b)是表示本发明的第2实施方式的各光源部的点亮控制方法的一例的图；

图19(a)、(b)是表示本发明的第2实施方式的各光源部的点亮控制方法的一例的图；

图20(a)、(b)是表示本发明的第2实施方式的各光源部的点亮控制方法的一例的图；

图21是表示在本发明的第2实施方式的灯盒安装部配置了灯盒和盖部件的一例的图；

图22(a)～(d)是表示本发明的第3实施方式的各光源部的点亮控制方法的一例的图；

图23是本发明的第4实施方式的接近扫描曝光装置的整体立体图；

图24是在拆除了照射部等上部构成的状态下表示接近扫描曝光装置的上面图；

图25是表示接近扫描曝光装置的掩模配置区域的曝光状态的侧视图；

图26(a)是用于说明掩模和气垫的位置关系的主要部分上面图，(b)是其剖面图；

图27是用于说明接近扫描曝光装置的照射部的图；

图28(a)是表示图27的光照射装置的正视图，(b)是沿(a)的XXVIII-XXVIII线的剖面图。

附图标号

10 掩模台

18 对准照相机

20 基板台

70 照明光学系统

71 灯

72 反射镜

73 光源部

74 组合透镜

80、80A 光照射装置

81、81A 灯盒

82、82A 框架

83 光源支撑部

84 灯固定罩

87  灯固定机构

90  灯盒安装部

91  框架主体

92  框架罩

101 接近扫描曝光装置(曝光装置)

120 基板输送机构

121 浮起单元

140 基板驱动单元

150 基板预对准机构

160 基板对准机构

170 掩模保持机构

171 掩模保持部

172 掩模驱动部

180 照射部

190 遮光装置

M   掩模

P   图形

PE  渐进式曝光装置(曝光装置)

W   玻璃基板(被曝光材料、基板)

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的光照射装置、曝光装置及曝光方法的各实施方式进行详细说明。

(第1实施方式)

如图1及2所示，第1实施方式的分开渐进式曝光装置PE具备：保持掩模M的掩模台10、保持玻璃基板(被曝光材料)W的基板台20、照射图形曝光用的光的照明光学系统70。

另外，玻璃基板W(以下，简称为“基板W”)与掩模M对置配置，在应该曝光转写描绘于该掩模M上的图形的表面(掩模M的对置面侧)上涂敷有感光剂。

掩模台10具备：在中央部形成矩形状的开口11a的掩模台基座11；沿X轴、Y轴、θ方向能够移动地安装在掩模台基座11的开口11a的掩模保持部即掩模保持框12；设于掩模台基座11的上面，将掩模保持架12沿X轴、Y轴、θ方向移动来调整掩模M的位置的掩模驱动机构16。

掩模台基座11通过立设于装置基座50的支柱51及设于支柱51的上端部的Z轴移动装置52，在Z轴方向上能够移动地被支撑(参照图2)，并且配置在基板台20的上方。

如图3所示，在掩模台基座11的开口11a的周缘部的上面，多个部位配置了平面轴承13，将设于掩模保持架12的上端外周缘部的凸缘12a载置于平面轴承13上。由此，掩模保持架12经由规定的间隙插入掩模台基座11的开口11a，因此，只在该间隙部分能够沿X轴、Y轴、θ方向移动。

另外，在掩模保持架12的下面，经由衬垫15固定有保持掩模M的夹紧部14。在该夹紧部14上开设了用于吸附没有被描绘掩模M的掩模图形的周缘部的多个吸引嘴14a，掩模M经由吸引嘴14a，通过未图示的真空吸附装置装卸自如地保持于夹紧部14。另外，夹紧部14与掩模保持框12一起，能够相对于掩模台基座11沿X轴、Y轴、θ方向移动。

掩模驱动机构16具备：在沿掩模保持架12的X轴方向的一边上安装的两台Y轴方向驱动装置16y、在沿掩模保持架12的Y轴方向的一边上安装的一台X轴方向驱动装置16x。

Y轴方向驱动装置16y具备：驱动用执行器16a(例如，电动执行器等)，其设置在掩模台基座11上，并且具有在Y轴方向上进行伸缩的杆16b；滑块16d，其经由销支撑机构16c连接于杆16b的前端；导轨16e，其安装于沿掩模保持架12的X轴方向的边部上，并且能够移动地安装滑块16d的。另外，X轴方向驱动装置16x也具有与Y轴方向驱动装置16y同样的构成。

另外，掩模驱动机构16驱动一台X轴方向驱动装置16x，由此使掩模保持架12在X轴方向上移动，同样驱动两台Y轴方向驱动装置16y，由此使掩模保持架12在Y轴方向上移动。另外，通过驱动两台Y轴方向驱动装置16y的任一台，都能够使掩模保持架12沿θ方向移动(绕Z轴的旋转)。

如图1所示，在掩模台基座11的上面还设置测定掩模M和基板W的对置面间的间隙的间隙传感器17、用于确认由夹紧部14保持的掩模M的安装位置的对准照相机18。这些间隙传感器17及对准照相机18经由移动机构19，在X轴、Y轴方向上能够移动地被保持，且配置在掩模保持架12内。

另外，在掩模保持架12上，如图1所示，在掩模台基座11的开口11a的X轴方向的两端部设置根据需要遮蔽掩模M的两端部的孔片38。该孔片38通过由电动机、滚珠丝杠、及线性导向部件等构成的孔片驱动机构39，能够在X轴方向上移动，从而调整掩模M两端部的遮蔽面积。另外，孔片38不仅设于开口11a的X轴方向的两端部，而且同样设于开口11a的Y轴方向的两端部。

如图1及图2所示，基板台20具备保持基板W的基板保持部21和使基板保持部21相对于装置基座50在X轴、Y轴、Z轴方向上移动的基板驱动机构22。基板保持部21通过未图示的真空吸附机构装卸自如地保持基板W。基板驱动机构22在基板保持部21的下方具备Y轴工作台23、Y轴输送机构24、X轴工作台25、X轴输送机构26、及Z倾斜调整机构27。

如图2所示，Y轴输送机构24具备线性导向部件28和输送驱动机构29而构成，安装在Y轴工作台23的背面上的滑块30经由转动体(未图示)跨架在装置基座50上延伸的两条导轨31上，且通过电动机32和滚珠丝杠装置33沿导轨31驱动Y轴工作台23。

另外，X轴输送机构26也具有与Y轴输送机构24相同的构成，相对于Y轴工作台23沿X方向驱动X轴工作台25。另外，通过在X方向的一端侧配置一台可动楔子机构，在另一端侧配置两台可动楔子机构而构成Z倾斜调整机构27，其中该可动楔子机构通过组合楔子状的移动体34、35和输送驱动机构36而形成。而且，输送驱动机构29、36既可以是组合电动机和滚珠丝杠装置而成的构成，也可以是具有定子和转子的线性电动机。另外，Z-倾斜调整机构27的设置数为任意。

由此，基板驱动机构22沿X方向及Y方向输送驱动基板保持部21，且在Z轴方向微动且倾斜调整基板保持部21，以微调整掩模M和基板W的对置面间的间隙。

在基板保持部21的X方向侧部和Y方向侧部分别安装有杆镜61、62，另外，在装置基座50的Y方向端部和X方向端部设有共计三台激光干涉计63、64、65。由此，由激光干涉计63、64、65将激光向杆镜61、62照射，并接收由杆镜61、62反射来的激光，通过测定激光和由杆镜61、62反射来的激光的干涉，检测基板台20的位置。

如图2及图4所示，照明光学系统70具备：光照射装置80，其具备多个光源部73；组合透镜74，从多个光源部73射出来的光束入射到该组合透镜74；光学控制部76，其能够控制包含各光源部73的灯71的点亮和熄灭的切换的电压；凹面镜77，其能够改变从组合透镜74的射出面射出来的光路的方向；曝光控制用快门78，其配置在多个光源部73和组合透镜74之间，以透过、阻断照射来的光的方式进行开闭控制。另外，在组合透镜74和曝光面之间也可以配置DUV截止滤色板、偏光滤色板、带通滤色板，另外，在凹面镜77上也可以设置能够手动或自动变更镜子的曲率的方位角修正装置。

如图4～图6所示，光照射装置80具备：多个光源部73，其分别包含作为发光部的超高压水银灯71和作为使从该灯71发出的光具有方向性地射出的反射光学系统的反射镜72；多个灯盒81，其分别能够安装多个光源部73中的规定数量的光源部73；框架82，其能够安装多个灯盒81。作为发光部，也可以替代超高压水银灯71，而使用LED。

另外，在照明光学系统70中，在使用了160W的超高压水银灯71的情况下，制造第六代的平板的曝光装置需要374个光源部，制造第七代的平板的曝光装置需要572个光源部，制造第八代的平板的曝光装置需要774个光源部。但是，在本实施方式中，为了简化说明，如图4所示，对作为将安装了α方向上3段、β方向上2列共计6个光源部73的灯盒81配置成3段×3列共计9个的、具有54个光源部73的照明光学系统进行说明。另外，灯盒81及框架82也被考虑将光源部73的配置设成在α、β方向上同数的正方形形状，但适用在α、β方向上设成不同数量的长方形形状。另外，本实施方式的光源部73以反射部72的开口部72b形成为大致正方形形状，且四边沿着α、β方向的方式配置。

各灯盒81形成为具备支撑规定数量的光源部73的光源支撑部83、固定由光源支撑部83支撑的光源部73且安装于该光源支撑部83的凹状的灯固定罩(罩部件)84的大致正方体形状，各自具有相同构成。

在光源支撑部83上形成按光源部73的数量来设置且发出来自光源部73的光的多个窗部83a、以及设于该窗部83a的罩侧且围住反射镜72的开口部72a(或者，安装反射镜72的反射镜安装部的开口部)的灯用凹部83b。另外，在该窗部83a的非罩侧分别安装有多个罩玻璃85。另外，罩玻璃85的安装是任意的，即也可以不设置。

各灯用凹部83b的底面以照射光源部73的光的照射面(在此，是反射镜72的开口面72b)和光源部73的光轴L的交点p在α、β方向上位于单一的曲面，例如球面r上的方式形成为平面或曲面(本实施方式为平面)。

在灯固定罩84的底面上设有抵接于光源部73的后部的抵接部86，在各抵接部86上设有由电动机或气缸那样的执行器、弹簧固定件、螺旋夹等构成的灯固定机构87。由此，各光源部73通过将反射镜72的开口部72a嵌合在光源支撑部83的灯用凹部83b，将灯固定罩84安装于光源支撑部83，利用灯固定机构87固定光源部73的后部，由此定位于灯盒81。因此，如图5(c)所示，从定位于灯盒81的规定数量的光源部73的光照射的各照射面到组合透镜74的入射面的各光轴L的距离大致为一定，规定数量的光源部73的光入射到该组合透镜74的入射面。另外，在光源支撑部83和灯固定罩84之间的收容空间内，邻接的光源部73的反射镜72的背面72c直接对置，除光源部73、灯固定机构87等之外，其他的装置不阻挡该收容空间内的空气的流动，而赋予良好的空气的流动性。

另外，如图7所示，灯固定机构87既可以设在每个抵接部86上，也可以在灯固定罩84的侧壁上形成。该情况下，抵接部86既可以分别设于各光源部73，但也可以抵接于两个以上的光源部73的后部。

另外，框架82具有：框架主体91，其具有安装多个灯盒81的多个灯盒安装部90；框架罩92，其安装于该框架主体91上，覆盖各灯盒81的后部。

如图8所示，在各灯盒安装部90上形成光源支撑部83面对的开口部90a，在该开口部90a的周围形成以光源支撑部83周围的矩形平面对置的平面90b为底面的灯盒用凹部90c。另外，在框架主体91的灯盒用凹部90c的周围设置了用于固定灯盒81的灯盒固定装置93，在本实施方式中，卡合在形成于灯盒81上的凹部81a，并且固定灯盒81。

在α方向或β方向上排列的灯盒用凹部90c的各平面90b以规定的角度γ交叉的方式形成为：以使照射各灯盒81全部的光源部37的光的照射面和光源部73的光轴L的交点p在各α、β方向上位于单一曲面，例如球面r上(参照图9)。

因此，各灯盒81在将这些光源支撑部83嵌合并定位在各灯盒安装部90的灯盒用凹部90c的状态下，将灯盒固定装置93卡合于灯盒81的凹部81a，由此分别固定于框架82。而且，在这些灯盒81安装在框架主体91上的状态下，在该框架主体91上安装框架罩92。因此，如图9所示，定位于各灯盒81的全部光源部73的光照射的各照射面和到组合透镜74的入射面的各光轴L的距离也大致为一定，规定数量的光源部73的光入射到该组合透镜74的入射面。

另外，如图10所示，在各灯盒81的光源部73上分别连接有将电力供给灯71的点亮电源95及控制电路96，从各光源部73向后方延伸的各配线97连接并集中在设于各灯盒81的至少一个接线柱98上。而且，在各灯盒81的接线柱98和设于框架82的外侧的光学控制部76之间，通过其他的配线99分别进行连接。由此，光学控制部76向各灯71的控制电路96发送控制信号，包含点亮和熄灭，对各灯71进行调整电压的电压控制。

另外，各光源部73的点亮电源95及控制电路96既可以汇集设于灯盒81上，也可以设于灯盒的外部。另外，灯固定罩84的抵接部86以与来自各光源部73的各配线97不发生干涉的方式形成。

另外，如图11所示，在每个灯71上设置包含熔丝94a的寿命时间检测装置94，通过计时器96a对点亮时间进行计数，在经过了额定的寿命时间的阶段，电流流过熔丝94a，切断熔丝94a。因此，通过确认熔丝94a有无切断，能够检测灯71是否使用了额定的寿命时间。另外，寿命时间检测装置94并不仅限于包含熔丝94a的检测装置，只要是在灯更换维修时，能让人一目了然地知道灯71的额定的寿命时间的装置即可。例如，也可以在每个灯71上配置IC标签，能够通过IC标签确认灯71是否使用了额定的寿命时间，或者能够确认灯71的使用时间。

另外，图10中，点亮电源95及控制电路96设于每个光源部73，但也可以每多个光源部73上设一个，且对每规定数量的灯盒81内的光源部73进行集中管理。例如，在图12所示的灯盒81内具有24个光源部73时，可以在每四个光源部73上设置点亮电源95及控制电路96，同步控制四个光源部73。

另外，在光照射装置80的各光源部73、各灯盒81及框架82上设有用于冷却各灯71的冷却构造。具体地说，如图6所示，在安装各光源部73的灯71和反射镜72的基部75上形成有冷却路75a，在灯盒81的各罩玻璃85上形成有一个或多个贯通孔85a。另外，在灯盒81的灯盒固定罩84的底面形成多个排气孔(连通孔)84a(参照图5(c))，在框架82的框架罩92上也形成有多个排气孔92a(参照图4(c))。另外，各排气孔92a经由排气管79a连接有形成于框架82外部的鼓风单元(强制排风装置)79。因此，通过鼓风单元79吸引框架82内的空气进行排气，由此从罩玻璃85的贯通孔85a吸引来的外部的空气向箭头所示的方向通过灯71和反射镜72之间的间隙s，然后向形成于光源部73的基座部件75的冷却路75a引导，通过空气对各光源部73进行冷却。

另外，作为强制排气装置，并不仅限定于鼓风单元79，风扇、更换器、真空泵等，只要是吸引框架82内的空气的强制排气装置即可。另外，鼓风单元79进行的空气的排出不限于从后方，也可以从上方、下方、左方、右方的任一侧方。例如，如图13所示，也可以经由风门79b，将连接于框架的侧方的多个排气管79a分别连接于鼓风单元79。

另外，形成于灯盒固定罩84的排气孔84a，既可以如图5(c)所示在底面形成多个，也可以如图14(a)所示在底面的中央形成，还可以如图14(b)、(c)所示在长边方向、短边方向的侧面形成。另外，除排气孔84a之外，也可以形成从灯盒固定罩84的开口边缘切口的连通槽，由此将光源支撑部83与灯盒固定罩84之间的收容空间和外部连通。

另外，灯盒固定罩84也可以为通过多个框架构成的骨架构造，将形成了连通孔及连通槽的罩板单独安装在该框架上，由此构成连通孔及连通槽。

在框架主体91的周缘还设置了水冷管(冷却用配管)91a，通过水泵69使冷却水在水冷管91a内进行循环，也能够冷却各光源部73。另外，水冷管91a，如图4所示，既可以形成于框架主体91内，也可以安装在框架主体91的表面。另外，有关上述排气式的冷却构造和水冷式的冷却构造，也可以只设其中之一。另外，水冷管91a并不仅限于图4所示的配置，也可以如图15(a)及图15(b)所示以通过全部的灯盒81周围的方式配置水冷管91a，或者，以通过全部的灯盒81周围的一部分的方式配置成蛇形，使冷却水进行循环。

对这样构成的曝光装置PE来说，在照明光学系统40中，当控制打开在曝光时曝光控制用快门44时，从超高压水银灯71照射来的光入射到组合透镜74的入射面。然后，从组合透镜74的射出面发出的光通过凹面镜30改变其前进方向，变换成平行光。另外，该平行光作为图形曝光用的光，相对于保持在掩模台10上的掩模M、及保持在基板台20上的基板W的表面大致垂直地进行照射，从而掩模M的图形P曝光转写在基板W上。

在此，在更换光源部73时，对每个灯盒81进行更换。在各灯盒81中，规定数量的光源部73被预先定位，且来自各光源部73的配线97连接于接线柱98。因此，从与框架82的光射出的方向相反的方向拆下需要更换的灯盒81，再将新的灯盒81嵌合在框架82的灯盒用凹部90b上而安装在框架82上，由此完成灯盒81内的光源部73的对准。另外，将其他的配线99连接于接线柱98，由此配线作业也完成，因此能够很容易地进行光源部73的更换作业。另外，在更换灯盒时，需要停止装置。其原因是，在灯盒81上配置了多个灯(9个以上)，大大有利于每个灯盒在曝光面的照度分布。但是，即使如上所述更换多个灯盒81的情况，作业也容易且也能够缩短更换时间本身，故为有用的方法。

另外，灯盒81的光源支撑部83形成为：从规定数量的光源部73的光照射的各照射面到组合透镜74的入射面的各光轴L的距离大致为一定，规定数量的光源部的光入射到该组合透镜74的入射面，框架82的多个灯盒安装部90形成为全部的光源部73的光照射的各照射面到组合透镜74的入射面的各光轴L的距离大致为一定，全部的光源部73的光入射到该组合透镜74的入射面。因此，通过使用灯盒81，不对框架82进行大的曲面加工，就能够将全部的光源部73的照射面配置在单一的曲面上。

具体地说，框架82的多个灯盒安装部90分别具备灯盒81的光源支撑部83面对的开口部90a、与形成于光源支撑部83周围的平面部抵接的平面90b。沿规定的方向排列的多个灯盒安装部90的各平面90b以规定的角度交叉，因此，灯盒安装部90通过简单的加工，就能够形成为从规定数量的光源部73的光照射的各照射面到组合透镜74的入射面的各光轴L的距离大致为一定。

另外，框架82的灯盒安装部90形成于以平面90b为底面的凹部90c，灯盒81嵌合于灯盒安装部90的凹部90c，因此，能够将灯盒81稳定地固定在框架82上。

另外，灯盒81具有在围住由光源支撑部83支撑的规定数量的光源部73的状态下，安装于光源支撑部83的灯盒固定罩84，在光源支撑部83和灯盒固定罩84之间的收容空间内，邻接的光源部73的反射镜72的背面72c直接对置，因此对收容空间内赋予良好的空气的流动性，在冷却各光源部73时，能够有效排出收容空间内的空气。

另外，由于在灯盒固定罩84上形成有将收容空间和灯盒固定罩84的外部连通的连通孔84a，所以通过简单的构成，就能够将空气向灯盒81的外部排出。

为了冷却各光源部73，在框架82上还设有使冷却水进行循环的水冷管91a，因此通过冷却水，能够有效地冷却各光源部73。

另外，由于具有相对于各光源部73的光照射的各照射面从后方及侧方的至少一方强制排出框架80内的空气的鼓风单元79，所以能够使框架80内的空气进行循环，从而能够有效地冷却各光源部73。

另外，在上述实施方式中，为了简化说明，举出在α方向上安装了3段、β方向上安装了2列共计6个的光源部73的灯盒81的例子，但实际上配置于灯盒81的光源部73为8个以上，按照图16(a)及(b)所示的配置以点对称或线对称安装于灯盒81。即，将光源部73配置成在α方向、β方向上具有不同的数量，且将位于安装在灯盒81的光源支撑部83的最外周的光源部73的中心四边连接的线形成长方形形状。另外，如图17所示，安装各灯盒81的框架82的灯盒安装部90使在彼此正交的α、β方向上配置的个数n(n：2以上的正整数)一致，并形成为长方形形状。在此，该长方形形状与后述的组合元件的各透镜元件的每纵横的入射开口角比对应，在灯盒的行数、列数为相同数时效率最高，但也可以为不同数。

在此，组合透镜74的各透镜元件的纵横尺寸比(纵/横比)与曝光区域的区域的纵横尺寸比相对应而确定。另外，组合透镜的各自的透镜元件为不能够取从其入射开口角以上的角度入射的光的构造。即，透镜元件相对于长边侧，短边侧的入射开口角小。因此，通过设为将配置于框架82上的光源部73整体的纵横尺寸比(纵/横比)与组合透镜74的入射面的纵横尺寸比对应的长方形形状的配置，光的使用效率变得良好。

(第2实施方式)

接着，作为本发明的第2实施方式，对有关使用了第1实施方式的分开渐进式曝光装置PE的曝光方法进行说明。

上述实施方式的分开渐进式曝光装置PE通过改变光照射装置80的照度，能够对应各种各样的保护膜的感度特性。由于曝光量通过照度和时间的积算出，所以通过变更照度或时间，能够得到适宜的曝光量，但为了缩短生产时间，时间设定得很短，所以进一步变更时间比较困难。因此，为了变更照度而得到适宜的曝光量，通常使用减光(ND)滤光片等来实现低照度。该情况下，产生了无用的电力消耗，另外，需要ND滤光片等光学零件。

因此，在本实施方式中，根据需要的照度，通过光学控制部76，分别对各光源部73的灯71进行点亮、熄灭、或电压控制，由此改变照度。例如，也可以通过进行电压控制将各灯71的电压控制为额定值以下来改变照度，也可以通过熄灭灯71的一部分来改变照度。另外，在通过点亮、熄灭灯71来控制照度时，将所配置的灯71线对称或点对称地点亮，由此，不改变曝光面的照度分布，就能够改变照度。

具体地说，既可以如图18(a)及(b)所示，对灯盒81内的每个灯71，相对于线A线对称地点亮或熄灭灯71，也可以如图19(a)所示，相对于线A线对称地点亮或熄灭每个灯盒的灯71，以全部点亮或熄灭灯盒81内的灯71。另外，如图19(b)所示，也可以对每个灯盒81，相对于线B线对称或相对于点Q点对称地点亮或熄灭灯71。另外，在α、β方向上配置的灯盒81的个数为偶数时，如图20(a)及(b)所示，也可以对每个灯盒81相对于点Q点对称地点亮或熄灭灯71。另外，图18～图20中，在光源部73中画上斜线的灯表示熄灭后的灯71。

因此，根据本实施方式，根据需要的照度，点亮所需要的最低限的灯71，由此，能够抑制电力消耗，且不需要ND滤光片等光学零件，能够实现成本降低，同时通过线对称或点对称点亮或熄灭灯71，能够防止曝光面的照度分布下降。

另外，作为灯71的点亮或熄灭的控制，通过将由未图示的照度计测定出的实际照度和预先设定的标准照度进行比较来判定实际照度的过量或不足，而且，也可以以点亮或熄灭灯71的方式对控制电路96或光学控制部76进行控制，以消除实际照度的过量或不足。另外，也可以按照对曝光时间进行计数，然后根据曝光时间点亮或熄灭各灯71的方式进行控制，以维持预先设定的标准照度。

另外，在本实施方式中，可以点亮所需要的最低限的灯71，而不需要滤光片等光学零件，但在使用滤光片时，只要以改善因滤光片而下降的照度分布的方式点亮灯71即可。

另外，由于需要的曝光量因曝光的品种(着色层、BM、光隔板、光定向膜、TFT层等)、或同品种的保护膜的种类的不同而不同，所以如图21所示，有时不需要在框架82的多个灯盒安装部90全部安装灯盒81。在该情况下，在未配置灯盒81的灯盒安装部90上安装盖部件89，在盖部件89上形成与罩玻璃85的贯通孔85a同直径、同个数前贯通孔89a。由此，外部的空气施加给罩玻璃85的贯通孔85a，且也被盖部件89的贯通孔89a吸引。因此，在灯盒81未安装于全部的灯盒安装部90时，也通过配置盖部件89，赋予与将灯盒81配置于全部的灯盒安装部90的情况相同的空气的流动性，从而进行光源部73的冷却。

另外，为了可靠地冷却各光源部73，在灯盒81或盖部件89未安装在所有的灯盒安装部90上的状态下，也可以锁止不使光照射装置80运转。

(第3实施方式)

接着，作为本发明的第3实施方式，参照图22对光照射装置80的灯71的点亮或熄灭的控制方法的一例进行说明。

在本实施方式中，如图22所示，对能够同步点亮/熄灭的灯71依时间管理点亮的灯71的区域，在曝光动作中或非曝光动作中(例如，在基板装入中及拍摄期间)，以规定的时间使该区域依次改变。另外，该情况下，也与第2实施方式相同，对灯盒81内的每个灯71相对于点Q点对称地点亮或熄灭灯71，以使曝光面的照度分布不发生变化。由此，维持相同的照度，且不偏离灯71的使用频度而能够容易地管理点亮、熄灭。另外，上述规定的时间优选快门关闭的时间，该区域也可以是线对称。

另外，各超高压水银灯即灯71，当通电时逐渐提高照度而成为点亮状态，或者，当断电时逐渐降低照度而成为熄灭状态。因此，例如在从图22(a)过渡成图22(b)的状态时，实际上存在被控制点亮的灯71和被控制熄灭的灯71同时点亮的时间。因此，也可以考虑这样的过渡过程的照度而控制点亮、熄灭时间，或者也可以利用未图示的快门而切换灯71的点亮、熄灭。

(第4实施方式)

接着，参照图23～图28，对本发明的第4实施方式的接近扫描曝光装置进行说明。

如图26所示，接近扫描曝光装置101一边接近掩模M，一边相对于向规定方向输送的大致矩形状的基板W，经由形成了图形P的多个掩模M，照射曝光用光L，将图形P曝光转写于基板W。即，该曝光装置101采用一边将基板W相对于多个掩模M相对移动，一边进行曝光转写的扫描曝光方式。另外，在本实施方式中使用的掩模的尺寸设定为350mm×250mm，图形P的X方向长度对应有效曝光区域的X方向长度。

如图23及图24所示，接近扫描曝光装置101具备：基板输送机构120，其使基板W浮起而被支撑，且将基板W向规定方向(图中，是X方向)输送；掩模保持机构170，其具有分别保持多个掩模M，并且沿与规定方向交叉的方向(图中，是Y方向)二列配置成锯齿状的多个掩模保持部171；多个照射部180，其分别配置于多个掩模保持部171的上部，作为照射曝光用光L的照明光学系统；多个遮光装置190，其分别配置在多个照射部180和多个掩模保持部171之间，遮住从照射部180射出来的曝光用光L。

这些基板输送机构120、掩模保持机构170、多个照射部180及遮光装置190配置在经由水平块(未图示)设置在地面上的装置基座102上。在此，如图24所示，将基板输送机构120输送基板W的区域中、在上方配置掩模保持机构170的区域称作掩模配置区域EA，将相对于掩模配置区域EA的上游侧的区域称作基板送入侧区域IA，将相对于曝光区域EA的下游侧的区域称作基板送出侧区域OA。

基板输送机构120具备：送入框架105，其经由其他的水平块(未图示)设置于装置基座102上；精密框架106；浮起单元121，其配置于送出框架107上，作为通过空气使基板W浮起而被支撑的基板保持部；基板驱动单元140，其在浮起单元121的Y方向侧，配置在经由其他的水平块108而设置于装置基座102上的框架109上，把持基板W，同时将基板W向X方向输送。

如图25所示，浮起单元121具备：从送入送出部及精密框架105、106、107的上面向上方延伸的多个连结棒122分别安装在下面的长条状的多个排气气垫123(参照图24)、124及长条状的多个吸排气气垫125a、125b；从形成于各气垫123、124、125a、125b的多个排气孔126排出空气的空气排出系统130及空气排出用泵131；用于从形成于吸排气气垫125a、125b的吸气孔127吸引空气的空气吸引系统132及空气吸引泵133。

另外，吸排气气垫125a、125b具有多个排气孔126及多个吸气孔127，能够平衡调整气垫125a、125b的支撑面134和基板W之间的空气压力，且能够高精度地设定成规定的浮起量，从而能够在稳定的高度水平支撑。

如图24所示，基板驱动单元140具备：通过真空吸引把持基板W的把持部件141；将把持部件141沿X方向引导的线性导轨142；将把持部件141沿X方向驱动的驱动电动机143及滚珠丝杠机构144；以从框架109的上面突出的方式在Z方向上能够移动且旋转自如地安装于基板送入区域IA的框架109的侧方，且支撑待向掩模保持机构170输送的基板W的下面的多个工件碰撞防止辊145。

另外，基板输送机构120具有：设于基板送入侧区域IA且对在该基板送入侧区域IA待机的基板W进行预先对准的基板预先对准机构150、对基板W进行对准的基板对准机构160。

如图24及图25所示，掩模保持机构170具有：上述的多个掩模保持部171；设于每个掩模保持部171上，且将掩模保持部171沿X、Y、Z、θ方向，即规定方向、交叉方向、相对于规定方向及交叉方向的水平面的垂直方向，以及绕该水平面的法线驱动的多个掩模驱动部172。

沿Y方向二列配置成锯齿状的多个掩模保持部171由配置在上游侧的多个上游侧掩模保持部171a(本实施方式中，是6个)、和配置在下游侧的多个下游侧掩模保持部171b(本实施方式中，是6个)构成，在立设于装置基座2的Y方向两侧的柱部112(参照图23)之间，经由掩模驱动部172分别支撑于主框架113上，该主框架113在上游侧和下游侧各架设了两个。各掩模保持部171具有在Z方向上贯通的开口177，且在其周缘部下面真空吸附有掩模M。

掩模驱动部172具有：安装于主框架113且沿X方向移动的X方向驱动部173；安装于X方向驱动部的前端且在Z方向上驱动的Z方向驱动部174；安装于Z方向驱动部174且在Y方向上移动的Y方向驱动部175；安装于Y方向驱动部175且沿θ方向驱动的θ方向驱动部176，在θ方向驱动部176的前端安装有掩模保持部171。

多个照射部180，如图27及图28所示，在框体181内具备：与第1实施方式相同构成的光照射装置80A、组合透镜74、光学控制部76、凹面镜77及曝光控制用快门78，同时，具备配置于光源部73A和曝光控制用快门78之间、及组合透镜74和凹面镜77之间的平面镜280、281、282。另外，也可以在凹面镜77或作为折叠镜的平面镜282上设置能够以手动或自动的方式变更镜子的曲率的方位角修正装置。

光照射装置80A分别包含超高压水银灯71和反射镜72，例如，具有将包含4段、2列的8个光源部73的灯盒81A直线状排列3个的框架82A。与第1实施方式相同，灯盒81A通过将灯盒固定罩84安装在支撑8个光源部73的光源支撑部83，定位光源部73，以使从8个光源部73的光照射的各照射面到组否透镜74的入射面的各光轴L的距离大致为一定，8个光源部73的光入射到该组合透镜74的入射面。另外，如图22所示，通过在框架82A的多个灯盒安装部90上安装各灯盒81A，定位各灯盒81A，以使从全部的光源部73的光照射的各照射面到组合透镜74的入射面的各光轴L的距离大致为一定，该光源部73的光入射到该组合透镜74的入射面。另外，来自各光源部73的配线的处理及框架内的冷却构造与第1实施方式具有相同构成。

如图25所示，多个遮光装置190具有变更倾斜角度的一对板状的百叶窗部件208、209，通过百叶窗驱动单元192变更一对百叶窗部件208、209的倾斜角度。由此，在由掩模保持部171保持的掩模M的附近，遮住由照射部180射出来的曝光用光L，且能够改变遮住曝光用光L的规定方向的遮光幅度，即从Z方向看的投影面积。

另外，在接近扫描曝光装置101上设置掩模转换器220，该掩模转换器220通过将保持掩模M的一对掩模盘部221向Y方向驱动，更换保持在上游侧及下游侧掩模保持部171a、171b上的掩模M，同时设有掩模预先对准机构240，该掩模预先对准机构240在更换掩模之前，一边固定相对于掩模盘部121浮起支撑的掩模M，一边将定位销(未图示)与掩模M抵接，由此设有进行预先对准。

另外，如图12所示，在接近扫描曝光装置101上配置有激光变位计260、掩模对准用照相机(未图示)、追随照相机(未图示)、追随用照明273等各种检测装置。

接着，利用如上构成的接近扫描曝光装置101，对基板W的曝光转写进行说明。另外，在本实施方式中，对相对于描绘了基础图形(例如，布拉格矩阵)的滤色基板W，描绘R(红)、G(绿)、B(青)中的的任一种图形的情况进行说明。

接近扫描曝光装置101将利用未图示的加载器等输送到基板搬入区域IA的基板W通过排气气垫123的空气浮起并支撑，在进行了基板W的预先对准作业、对准作业后，通过基板驱动单元140的把持部件141将被卡住的基板W向掩模配置区域EA输送。

其后，通过驱动基板驱动单元140的驱动电动机143，基板W沿导轨142在X方向上移动。基板W在设于掩模配置区域EA的排气气垫124及吸排气气垫125a、125b上移动，在极力消除了震动的状态下浮起并被支撑。而且，当由照射部180内的光源射出曝光用光L时，曝光用光L通过由掩模保持部171保持的掩模M，将图形曝光转写于基板W上。

另外，该曝光装置101具有追随用照相机(未图示)及激光变位计260，因此在曝光动作中，检测掩模M和基板W的相对位置偏差，基于检测出的相对位置偏差驱动掩模驱动部172，使基板W实时追随掩模M的位置。同时，检测掩模M和基板W的间隙，基于检测出的间隙驱动掩模驱动部172，实时修正掩模M和基板W的间隙。

与上述相同，通过连续曝光，能够对基板W整体进行图形的曝光。由掩模保持部171保持的掩模M被配置成锯齿状，因此，即使在上游侧或下游侧的掩模保持部171a、171b保持的掩模M离开排列，也能够在基板W上无间隙地形成图形。

另外，从基板W上切出多个面板时，在与邻接的面板彼此之间对应的区域形成不照射曝光用光L的非曝光区域。因此，在曝光动作中，开闭一对百叶窗部件208、209，与基板W的输送速度匹配，在与基板W的输送方向相同的方向上移动百叶窗部件208、209，以使百叶窗部件208、209位于非曝光区域。

因此，本实施方式的接近扫描曝光装置也在更换光源部73时对每个灯盒81进行更换。在各灯盒81中，规定数量的光源部73被预先定位，且来自各光源部73的配线97连接于接线柱98。因此，通过将需要更换的灯盒81A嵌合于框架82A的灯盒用凹部90b而安装于框架82上，由此完成灯盒81内的光源部73的对准。另外，将其他的配线99连接于接线柱98，由此配线作业也完成，因此能够很容易地进行光源部73的更换作业。

另外，本发明并不仅限于上述的实施方式，能够进行适当的变形、改良等。

例如，本实施方式的灯固定罩84为凹状的箱形状，但并不仅限于此，只要是通过抵接部能够定位固定光源部的灯固定罩即可，例如也可以是网眼形状。另外，在将各光源部73嵌合且固定于光源支撑部83的情况下，也可以不设置灯固定罩84而构成。另外，框架罩92的形状也可以根据照明光学系统70的配置而任意设计。

另外，将配置在灯盒81的光源部73设为8个以上，配置于框架82的全光源部设为8个～约800个。只要为800个左右，则实用性及效率良好。而且，安装于框架82的灯盒81的数量优选为全部光源部73的数量的4％以下，在该情况下，配置于一个灯盒81的光源部73的数量为4％以上。

另外，例如在上述实施方式中，作为曝光装置，对分开渐进式曝光装置和扫描式接近曝光装置进行了说明，但并不仅限于此，本发明也能够应用于镜面投影式曝光装置、透镜投影式曝光装置、密接式曝光装置。另外，本发明也能够适用于一并式、逐次式、扫描式等任何一种曝光方法。

Claims (12)

1.一种曝光装置用光照射装置，其特征在于，具备：

多个光源部，其分别包括发光部和使从该发光部发出来的光具有方向性地射出的反射光学系统；

多个灯盒，其分别能够安装规定数量的所述光源部；

框架，其能够安装该多个灯盒。

2.如权利要求1所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述灯盒具有支撑所述规定数量的光源部的光源支撑部，

所述光源支撑部形成为从所述规定数量的光源部的光所照射的各照射面到组合透镜的入射面的各光轴的距离大致为一定，所述规定数量的光源部的光入射到该组合透镜的入射面。

3.如权利要求2所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述框架具有分别安装所述多个灯盒的多个灯盒安装部，

所述多个灯盒安装部形成为从所述全部的光源部的光所照射的各照射面到组合透镜的入射面的各光轴的距离大致为一定，所述全部的光源部的光入射到该组合透镜的入射面。

4.如权利要求3所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述多个灯盒安装部分别具备所述灯盒的光源支撑部面对的开口部和与在该光源支撑部的周围形成的平面部抵接的平面，

沿规定的方向排列的所述多个灯盒安装部的各平面以规定的角度交叉。

5.如权利要求4所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述框架的灯盒安装部形成为以所述平面为底面的凹部，

所述灯盒嵌合在所述灯盒安装部的所述凹部。

6.如权利要求1～5中任项所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述灯盒具有支撑所述规定数量的光源部的光源支撑部，

将位于由所述光源支撑部支撑的最外周的光源部的中心四边连接的线形成为长方形形状。

7.如权利要求6所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述框架具有分别安装所述多个灯盒的多个灯盒安装部，

所述多个灯盒安装部使在彼此正交的方向上配置的所述灯盒的个数一致，并形成为长方形形状。

8.如权利要求2～7中任一项所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，

所述灯盒具有在围住由所述光源支撑部支撑的所述规定数量的光源部的状态下，安装于所述光源支撑部的罩部件，

在所述光源支撑部和所述罩部件之间的收容空间内，邻接的所述光源部的反射光学系统的背面直接对置。

9.如权利要求8所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，在所述罩部件上形成有将所述收容空间与该罩部件的外部连通的连通孔和连通槽中的至少一种。

10.如权利要求1～9中任一项所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，为了冷却所述各光源部，在所述框架上设有冷却水进行循环的冷却用配管。

11.如权利要求1所述的曝光装置用光照射装置，其特征在于，具有相对于所述各光源部的光所照射的各照射面，从后方及侧方中的至少一方强制排出所述框架内的空气的强制排气装置。

12.一种曝光装置，其特征在于，具备：

基板保持部，其保持作为被曝光材料的基板；

掩模保持部，其以与所述基板对置的方式保持掩模；

照明光学系统，其具有权利要求1所述的光照射装置和组合透镜，经由所述掩模将来自所述照明光学系统的光向所述基板照射，由该光照射装置的多个光源部射出来的光入射到该组合透镜。

Images