CN115639728A - 光源装置、曝光装置以及物品的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光源装置、曝光装置以及物品的制造方法。一种光源装置，具有排列有多个LED的LED模块和通过液冷对所述LED模块进行冷却的冷却器，所述LED模块的发光量可变，在所述发光量为第1发光量的情况下流过大于预定的电流值的电流而发光的LED的数量比在所述发光量为大于所述第1发光量的第2发光量的情况下流过大于所述预定的电流值的电流而发光的LED的数量少。

Description

光源装置、曝光装置以及物品的制造方法

技术领域

本发明涉及光源装置、曝光装置以及物品的制造方法。

背景技术

曝光装置是在作为半导体设备、液晶显示装置等的制造工序的光刻工序中将原版(中间掩模或者掩模)的图案经由投影光学系统转印到感光性的基板(在表面形成有抗蚀剂层的晶片、玻璃板等)的装置。作为该图案转印用的光源(曝光光源)，例如使用汞灯，但近年来，期待置换为发光二极管(LED：Light Emitting Diode)。LED由于从在控制发光的电路中流过电流至光的输出变得稳定的时间短且无需如汞灯那样始终发光，所以寿命较长。然而，每个LED的亮度较小，所以为了代替汞灯而在光源中使用LED，需要集成多个LED来提高作为曝光光源发出的光的发光量。

为了提高曝光装置的生产率，需要增大曝光光源的发光量，但如果增大在所集成的各LED中流过的电流值来增大发光量，则LED的发热量也变大。另外，根据曝光对象不同，曝光装置还有时在图案转印中无需大光量而减小在LED中流过的电流值来减小发光量。

如果如上所述根据曝光对象而变更在LED中流过的电流值，则在LED中产生的热量变化，所以LED的温度变化。LED具有从LED射出的光的峰值波长根据LED的温度而变动的温度依赖特性。另外，曝光装置有可能由于来自曝光光源的光的波长(曝光光的波长)的变动而曝光性能降低，所以在曝光光源中使用LED的情况下，曝光光的峰值波长的变动也不优选。这是因为，例如，在LED中有可能在15℃左右的温度变化下产生2nm左右的波长变动，对曝光处理造成恶劣影响。

在日本特开2012-59706号公报中，记载了一种用于从LED模块抑制光的峰值波长的变动的方法。具体而言，按照每个LED组从波长特性不同的LED模块选择要使其发光的LED组，并根据所选择的LED组的LED的温度来校正在LED中流过的电流值，从而抑制光的峰值波长的变动。

发明内容

然而，日本特开2012-59706号公报未记载使LED模块的发光量可变，未示出抑制由于发光量的变更而产生的来自LED模块的光的峰值波长的变动的方法。

因此，本发明的目的在于提供一种有利于抑制由于发光量的变更而产生的来自LED模块的光的峰值波长的变动的光源装置。

为了达成上述目的，作为本发明的一个侧面的光源装置，其特征在于，具有排列有多个LED的LED模块和通过液冷对所述LED模块进行冷却的冷却器，所述LED模块的发光量可变，在所述发光量为第1发光量的情况下流过大于预定的电流值的电流而发光的LED的数量比在所述发光量为大于所述第1发光量的第2发光量的情况下流过大于所述预定的电流值的电流而发光的LED的数量少。

根据以下(参考附图)对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是示出第1实施方式的光源装置的结构的概略图。

图2是示出第1实施方式中的冷却器的结构的图。

图3是示出变更电流值时的LED的温度分布的图。

图4是示出第1实施方式中的LED的点亮方法的图。

图5是示出第1实施方式中的LED的温度分布的图。

图6是示出第2实施方式中的冷却器的结构的图。

图7是示出第3实施方式中的LED模块的结构的图。

图8是示出第3实施方式的安装于LED模块的芯片列的图。

图9是示出第4实施方式中的LED的温度分布的图。

图10是示出曝光装置的结构的概略图。

(符号说明)

1：LED芯片(LED)；2：芯片列；3：LED模块；7：控制部；8：取得部；9：电流控制部(光量变更部)；10：光源装置；11：电路基板；12：冷却器

具体实施方式

以下，根据添附的附图来详细说明本发明的优选的实施方式。此外，在各图中，对相同部件附加相同参照编号，省略重复的说明。

<第1实施方式>

说明本实施方式中的光源装置。图1是示出光源装置10的结构的概略图。光源装置10具有具备多个在电路基板11上排列有多个LED 1(LED芯片)的芯片列2的LED模块3、电源4、温度调节器5、冷却器以及控制部7。在以下的说明中，作为指示1个LED的元件的用语，使用LED芯片这样的用语。虽然在图1中未图示，冷却器与LED模块3的与配置有LED芯片1的基板11表面相反的一侧的基板11背面接触地设置。本实施方式中的LED模块3的发光量可变。

在电路基板11上，布线14连接/安装到LED芯片1，并且形成有用于使LED芯片1发光的电路。在芯片列2中，多个LED芯片1串联地连接。通过在电路中流过电流，从LED芯片1输出预定的波长的光，LED芯片1发热。这样的结构的LED模块3的封装类型一般也被称为Chip OnBoard(板上芯片)(以下称为COB)。COB由于能够集成大量的LED芯片，所以在能够得到大的光量这一点上有利。在图1所示的例子中，LED模块3具备6个芯片列，各个芯片列2具有10个LED芯片1。针对每个芯片列从电源4通过布线14供给电流，从而LED芯片1射出光。

控制部7具有：取得部8，取得LED模块3的发光量；以及电流控制部9(光量变更部)，控制在LED模块3的各个芯片列2中流过的电流。取得部8将取得的发光量传递给电流控制部9。取得部8例如从外部装置接收与对LED模块要求的发光量有关的信息。取得部8不限于此，也可以通过由用户输入所要求的发光量来取得与发光量有关的信息。电流控制部9根据由取得部8取得的发光量，决定在各个芯片列2中流过的电流值，驱动电源4。电源4虽然无法按照使电路基板11上的1个1个的LED芯片单独地点亮的方式驱动，但能够按照以芯片列为单位点亮的方式驱动。

温度调节器5通过配管6对冷却器供给被控制为一定温度的制冷剂。通过制冷剂在冷却器的内部以一定的速度流动，对在LED芯片1点亮时产生的热进行冷却。吸收热后的制冷剂向温度调节器5循环，在温度调节器5中被冷却，从而能够再次对LED芯片1的热进行冷却。

在LED芯片1中流过大的电流的情况下，来自LED芯片1的发热量也变大，温度上升。LED芯片1使用半导体，所以在超过预定的温度的情况下有可能损坏。在与白炽灯泡对比的情况下，白炽灯泡在发光时成为100℃以上，但LED芯片1在超过100℃的温度下不动作。因此，需要在光源装置10中具备用于抑制温度的上升的冷却器。另外，LED具有温度越低则发光效率变得越高这样的特性，所以期望在光源装置10中具备冷却器。

为了提高冷却器的冷却效率，优选在电路基板11中使用热传导率高的原材料。作为电路基板11的材质，例如，可以使用包含热传导率高的铜、铝的材料。对于制冷剂，例如，可以使用以冷却力优良的水为主成分的液体、以电气绝缘性优良的油为主成分的液体。在本实施方式中，说明使用液体作为制冷剂的例子，但不限于此，例如，也可以利用通过喷吹比升温时的LED芯片1温度低的气体而进行的空冷来对LED芯片1进行冷却。设置具备在进行空冷时吹出气体的喷嘴等的冷却器。

图2是示出冷却器12的结构的概略图。冷却器12与LED模块3接触地设置，但也可以在冷却器12与LED模块3之间涂敷用于提高热传导性的传导油脂等。在冷却器12的内部，形成有制冷剂流动的流路13，制冷剂在与LED模块3的各个芯片列2中的LED芯片1排列的方向平行的方向上流动。此外，LED模块3的各个芯片列2中的LED芯片1排列的第1方向相对于制冷剂流动的第2方向是包括平行的分量的方向即可，但优选第1方向相对于第2方向是45度以内的角度的方向。另外，第1方向相对于第2方向越接近平行，则越能够得到后述效果，所以优选第1方向相对于第2方向是15度以内的角度的方向。

LED芯片具有从LED芯片射出的光的峰值波长根据LED芯片的温度而变动的温度依赖特性。另外，在需要的照度、曝光量等根据要照明的对象而变化的情况下，LED模块的目标发光量被变更。在为了变更发光量而变更了在各LED芯片中流过的电流值的情况下，大部分或者全部的LED芯片的温度发生变化，从各LED芯片射出的光(来自LED模块的光)的峰值波长发生变动。

图3是示出根据发光量变更在LED芯片1中流过的电流值时的LED芯片1的温度的概念图。在图3的图形中，示出以3种不同的发光量1～3使LED芯片1点亮的情况下的LED芯片1的位置和温度的关系。图3的图形的上部所示的图是光源装置10的剖面图，示出LED芯片1的位置和图形的横轴对应。为了以成为发光量1(第2发光量)的方式使LED芯片1点亮，在所有LED芯片1中流过1A的电流即可。为了以成为作为发光量1的50％的发光量的发光量2(第1发光量)的方式使LED芯片1点亮，在所有LED芯片1中流过0.5A的电流即可。为了以成为作为发光量1的33％的发光量的发光量3的方式使LED芯片1点亮，在所有LED芯片1中流过0.33A的电流即可。

在制冷剂的上游侧，制冷剂的温度比较低且冷却力大，但在制冷剂的下游侧，已经进行了向制冷剂的热传递而制冷剂的温度上升，所以冷却力降低，LED芯片的温度也变高。在发光量1的情况下，在制冷剂的上游侧LED芯片1的温度是20℃左右，但在制冷剂的下游侧LED芯片1的温度成为80℃左右。因此，全部LED芯片1的平均温度成为50℃左右。在发光量2的情况下，在制冷剂的上游侧LED芯片1的温度是20℃左右，但在制冷剂的下游侧LED芯片1的温度成为50℃左右。因此，全部LED芯片1的平均温度成为35℃左右。在发光量3的情况下，在制冷剂的上游侧LED芯片1的温度是20℃左右，但在制冷剂的下游侧LED芯片1的温度成为32℃左右。因此，全部LED芯片1的平均温度成为26℃左右。

如图3所示，在变更发光量1～3的情况下，LED芯片1的温度特别在下游侧大幅变化。在将光源装置10例如应用于曝光装置的情况下，需要将曝光光的峰值波长的变动抑制为2nm左右以内。为了将曝光光的峰值波长的变动抑制为2nm左右以内，必须使全部LED芯片1的平均温度在不同的发光量之间的差异(以下还有时记载为“容许温度差”)成为15℃以内左右。在图3中，在发光量1的平均温度50℃和发光量3的平均温度26℃下，平均温度的差异是24℃，所以超过容许温度差15℃，曝光光的峰值波长的变动成为2nm以上。

在本实施方式中，说明在能够降低变更LED模块的发光量时的从LED模块射出的光的峰值波长的变动的光源装置10中流过的电流的控制方法。在本实施方式的光源装置10中，根据发光量，选择流过电流的芯片列2。即，根据发光量，决定LED模块3的多个芯片列中的流过电流的芯片列的数量和不流过电流的芯片列的数量各自相对于全部芯片列的数量的比例。

另外，也可以是例如未形成芯片列的LED模块3的方式，例如矩阵状地配置能够单独进行电流控制的多个LED芯片的方式。在该情况下，也可以决定流过电流的LED芯片的数量和不流过电流的LED芯片的数量各自相对于全部LED芯片数的比例。

图4是示出本实施方式中的LED芯片1的点亮方法的图。图4的(a)是发光量1(第2发光量)的点亮方法。在图4的(a)中，电流控制部9控制电源4，使得在由虚线包围的所有6个芯片列2(即全部LED芯片)中流过相互相同的大小(电流值)的电流。

图4的(b)是发光量2(发光量1的50％的发光量，第1发光量)的点亮方法。电流控制部9控制电源4，使得仅在6个芯片列2中的3个芯片列(即仅在全部LED芯片的半数的LED芯片)中流过相互相同的大小的电流。此时，在由虚线包围的3个芯片列中流过与在图4的(a)中在6个芯片列中流过的电流值相同的电流值。即，在第1发光量的情况下，电流控制部9以使在多个LED芯片中的流过大于预定的电流值的电流而发光的LED以外的LED芯片中不流过电流的方式进行控制。

图4的(c)是发光量3(发光量1的33％的发光量)的点亮方法。电流控制部9控制电源4，使得仅在6个芯片列2中的由虚线包围的2个芯片列中流过电流。此时，在2个芯片列中流过与在图4的(a)中在6个芯片列中流过的电流值相同的电流值。

图5是示出根据发光量变更流过电流的芯片列的数量时的LED芯片1的温度的概念图。在图5的图形中，与图3同样地示出以3个不同的发光量1～3使LED芯片1点亮的情况下的LED芯片1的位置和温度的关系。

图5的图形的上部所示的图是光源装置10的剖面图，示出LED芯片1的位置和图形的横轴对应。为了以成为发光量1的方式使LED芯片1点亮，在所有LED芯片1中流过1A的电流即可。为了以成为作为发光量1的50％的发光量的发光量2的方式使LED芯片1点亮，如图4的(b)那样在6个芯片列中的3个芯片列2中流过1A的电流、在其余的芯片列中不流过电流即可。为了以成为作为发光量1的33％的发光量的发光量3的方式使LED芯片1点亮，在2个芯片列2中流过1A的电流、在其余的芯片列中不流过电流即可。

在图4的(a)中，在制冷剂的上游侧LED芯片1的温度是20℃左右，但在制冷剂的下游侧LED芯片1的温度成为80℃左右。点亮的全部LED芯片1的平均温度成为50℃左右。在图4的(b)中，在制冷剂的上游侧LED芯片1的温度是20℃左右，但在制冷剂的下游侧LED芯片1的温度成为76℃左右。点亮的全部LED芯片1的平均温度成为48℃左右。在发光量3的情况下，在制冷剂的上游侧LED芯片1的温度是20℃左右，但在制冷剂的下游侧LED芯片1的温度成为68℃左右。点亮的全部LED芯片1的平均温度成为44℃左右。

图4的(b)、图4的(c)与图4的(a)相比，最高温度的LED芯片的温度变低的原因在于，制冷剂的热向与制冷剂的流动方向垂直的方向(图3的剖面图的纸面垂直方向)扩散。在一部分的芯片列中不使LED芯片1点亮，所以在制冷剂的下游侧虽然与发光量相应地产生某种程度的温度的偏差，但不会成为如图3所示大的温度的偏差。

如上所述，在将光源装置10应用于曝光装置的情况下，点亮的全部LED芯片1的平均温度的变化的容许范围是15℃左右。在本实施方式中，在发光量1的平均温度50℃和发光量3的平均温度44℃下，差异是6℃，所以平均温度差成为比容许温度差小的值。因此，能够将来自LED模块3的光的峰值波长的变动抑制为2nm以下。

接下来，关于在本实施方式中的光源装置10中在决定流过电流的芯片列的数量和不流过电流的芯片列的数量各自相对于全部芯片列的数量的比例之后决定在哪个芯片列中流过电流的方法，说明2种方法。

第1种方法是通过比较累计的点亮时间来决定在哪个LED芯片列中流过电流的方法。通过以使在所有LED芯片列中累计点亮时间成为相同程度的方式进行点亮，能够使光源装置10长寿命化。因此，期望电流控制部9以使在LED模块3的第1芯片列中流过电流的方式进行控制，以使在LED模块3中在累计的点亮时间比第1芯片列长的第2芯片列中不流过电流的方式进行控制。即，电流控制部9从多个芯片列2中的累计点亮时间短的芯片列起优先地决定流过大于预定的电流值的电流的芯片列2。另外，在矩阵状地配置能够单独进行电流控制的多个LED芯片的方式的情况下，电流控制部9从多个LED芯片1中的累计点亮时间短的LED芯片起优先地决定流过大于预定的电流值的电流的LED芯片1。

第2个方法是通过考虑要点亮的全部LED芯片1的重心位置来决定在哪个芯片列2中流过电流的方法。该LED芯片1的重心位置是对要点亮的各个LED芯片1的发光量进行加权而得到的位置，是根据LED芯片的发光量与LED芯片的位置坐标之积计算的位置。不管LED模块3的发光量的变更如何，使要点亮的全部LED芯片1的重心位置始终成为LED模块3的中心附近，从而能够使针对掩模等被照射体的照度分布等照明条件的变动降低。例如，在将光源装置10应用于曝光装置的情况下，在发光面内(二维状地排列有LED芯片的面内)光量分布不会变得均匀。因此，在曝光装置中，在利用来自光源的光对形成有掩模的电路图案的面(以下称为掩模图案面)或者应配置掩模图案面的假想面进行照明的照明光学系统中，设置用于使照度分布均匀化的积分器光学系统。通过积分器光学系统的光理想上成为均匀的照度分布的光。然而，在入射到积分器光学系统的光的照度分布存在较大的偏差的情况下，即使来自光源装置10的光经由积分器光学系统照射到掩模，也有可能在掩模上成为不太均匀的照度分布。特别，在点亮的多个LED芯片的重心偏向接近LED模块内的端部的位置的情况下，有可能成为不太均匀的照度分布。

因此，期望电流控制部9以使LED模块3的所有LED芯片1中的点亮的LED芯片(一个或多个芯片)的重心位置与所有LED芯片全部以相同亮度点亮时的重心位置一致的方式进行控制。本实施方式是使该重心位置与照明光学系统的光轴一致的方式。

另外，在本实施方式中，说明了在发光量2(第1发光量)的情况下将在一部分的芯片列中流过的电流设为零的例子，但电流控制的方法不限于此。例如，使在发光量2的情况下流过预定值以上的电流而发光的LED芯片的数量(第1数量)比在发光量1(第2发光量)的情况下流过预定值以上的电流而发光的LED芯片的数量(第2数量)少即可。即，在发光量2(第1发光量)的情况下，也可以不将在一部分的芯片列(在图4的(b)中表示为OFF的芯片列)中流过的电流完全设为零，也可以流过比预定的电流值低的电流。

上述预定的电流值是指例如在以发光量1(第2发光量)点亮的所有LED芯片中流过的电流值的平均值的一半的值。另外，更优选的是，预定的电流值为在以发光量1(第2发光量)点亮的所有LED芯片中流过的电流值的平均值的1/10的值。其原因为，为了使LED模块3中的具有容许范围内的峰值波长的光的发光量不与目标发光量大幅背离，在上述第1数量的LED芯片以外的LED芯片中流过的电流值为接近0的值是优选的。

另外，在本实施方式中，在以第1发光量和第2发光量使LED模块3点亮时，针对为了点亮而流过电流的多个LED芯片(流过比预定的电流值高的电流的LED芯片)，优选的是流过相互相同的程度的电流。通过流过相同的程度的电流，能够使在不同的LED芯片之间由于发光量的差异而产生的温度变化(温度差)降低，所以不同的芯片之间的发光量优选为预定值以内(例如20％以内)。即，与第1数量的LED芯片有关的第1电流值中的最大的电流值与最小的电流值之差为最大的电流值的20％以内、或者与第1数量的LED芯片有关的第1电流值在第1数量的LED芯片之间是相互相同的电流值即可。另外，与第2数量的LED芯片有关的第2电流值中的最大的电流值与最小的电流值之差为最大的电流值的20％以内、或者与第2数量的LED芯片有关的第2电流值在第2数量的LED芯片之间是相互相同的电流值即可。

或者，与第1数量的LED芯片有关的第1电流值的平均值和与第2数量的LED芯片有关的第2电流值的平均值之差成为第1电流值的平均值和第2电流值的平均值中的大的一方的值的20％以内即可。另外，更优选成为10％以内。也可以第1电流值的平均值与第2电流值的平均值之差相互相同。

根据以上，在本实施方式中，能够将由于发光量的变更而产生的LED芯片的温度变化所引起的来自LED模块3的光的峰值波长的变动抑制为容许范围内。在后述曝光装置的实施方式中，说明光的峰值波长的变动的容许范围。

<第2实施方式>

在第1实施方式中，说明了冷却器12的流路13为1个的例子。在本实施方式中，说明冷却器12的流路13设置有多个的例子。此外，LED模块3的结构与第1实施方式相同，所以省略说明。另外，在本实施方式中未言及的事项依照第1实施方式。

图6是示出本实施方式中的冷却器12的结构的概略图。冷却器12具备隔板14。隔板14形成包括制冷剂流过的第1流路13a、第2流路13b的多个流路。多个流路与LED模块3的各芯片列的位置对应地设置。

对该多个流路供给从温度调节器5通过配管6和未图示的配管分支器分支到多个流路的制冷剂。通过多个流路的制冷剂由配置于下游的未图示的歧管结合到一个配管，通过配管6返回到温度调节器5而被再次冷却。

在图6中，第1流路13a与第1芯片列的位置对应地形成，第2流路13b与第2芯片列的位置对应地形成，但也可以不一定1个芯片列与1个流路对应。例如，也可以跨多个芯片列地形成第1流路13a、第2流路13b。

在本实施方式中，能够抑制热向与制冷剂流动的方向垂直的方向扩散。因此，在能够进一步降低图5所示的LED的温度分布的变化的点上有利。以上说明的本实施方式也能够抑制由于发光量的变更而产生的装置10的来自LED模块3的光的峰值波长的变动。

<第3实施方式>

在第1实施方式中，说明了LED模块3的电路基板11为1个的例子。在本实施方式中，说明LED模块3的电路基板11具备多个的例子。此外，在本实施方式中未言及的事项依照第1实施方式。

图7是示出本实施方式中的LED模块3的结构的图。在本实施方式中，COB 1至COB10这10个电路基板安装于光源装置的壳体或者壳体内的支撑基板。在各COB中，安装有8个芯片列，各芯片列具备排成一列的15个LED芯片。成为与各个COB对应的各电源向各COB供给电流并能够以COB为单位(以电路基板为单位)控制发光的结构。另外，在各COB中，具备对应的冷却器，制冷剂在冷却器的流路中以一定的流量流动。

在变更目标照度、目标发光量的情况下，控制点亮的COB的数量和电流值。例如，在发光量是100％(第2发光量)的情况下，使得在所有COB的所有芯片列中流过1A的电流。在发光量是50％(第1发光量)的情况下，使得在全部10个COB中的5个COB的所有芯片列中流过1A的电流。即，仅点亮5个COB。例如，点亮COB 1、COB 7、COB 3、COB 9、COB 5，熄灭其他COB。在点亮的COB中，与发光量为100％的情况相比，不发生温度变化(或者变化充分小)。因此，能够抑制由于发光量的变更而产生的装置10的来自LED模块3的光的峰值波长的变动(抑制于容许范围内)。

另外，有仅通过决定是否使COB选择性地点亮而无法达成发光量的情况。例如，在具备10个COB的LED模块3的发光量是75％的情况下，在将7个COB在所有芯片列中流过1A的电流而点亮时低于需要的发光量，在将8个COB在所有芯片列中流过1A的电流而点亮时高于需要的发光量。在这样的情况下，以通过变更在该8个COB的所有芯片列中流过的电流值而成为需要的发光量的方式进行调整即可。

在需要的发光量是75％的情况下，例如，通过使8个COB点亮并使在各芯片列中流过的电流值降低为75/80A(约0.94A)，能够将发光量调整为75％。此时，点亮的LED芯片的温度需要调整为容许范围以内。即，点亮的LED芯片的温度根据在各芯片列中流过的电流值的降低而降低，但只要温度降低是容许范围以内则没有问题。

在本实施方式中，将点亮的组设为了每个COB，但在具有多个COB的光源装置中，也可以以芯片列为单位、以将多个芯片列设为一个组得到的单位来控制是否流过电流。

图8是用于说明在具有多个COB的光源装置10中针对每个芯片列控制点亮的例子的图。图8的光源装置10与在图7中说明的光源装置10同样地，LED模块3具备10个COB，在各COB中安装有芯片列S1～S80。根据发光量而点亮的LED芯片1、发光量的变更前后的各LED芯片的温度变化和来自LED模块3的光的峰值波长的变动量与在图7中说明的光源装置10相同。

另外，本实施方式是在第1发光量的情况下将在一部分的COB(或者一部分的芯片列)中流过的电流设为零的例子，但不限于此。例如，使在发光量2(第1发光量)的情况下流过预定值以上的电流而发光的LED芯片的数量比在发光量1(第2发光量)的情况下流过预定值以上的电流而发光的LED芯片的数量少即可。即，在发光量2(第1发光量)的情况下，也可以不将在一部分的COB(或者一部分的芯片列)中流过的电流完全设为零，也可以流过比上述预定的电流值小的电流值的电流。

根据以上，在本实施方式中，能够抑制由于发光量的变更而产生的来自LED模块的光的峰值波长的变动。

<第4实施方式>

在第1实施方式中，说明了在根据发光量来变更流过电流的芯片列数相对于全部芯片列数的比例时不变更在点亮的芯片列中流过的电流的电流值的例子。在本实施方式中，说明在根据发光量来变更流过电流的芯片列数相对于全部芯片列数的比例时也适当地变更在芯片列中流过的电流的电流值的例子。此外，光源装置10的结构与第1实施方式相同，所以省略说明。另外，在本实施方式中未言及的事项依照第1实施方式。

在本实施方式中，在从发光量1向发光量2减小发光量时，通过电流控制部9，除了伴随发光量的变更而使得在一部分的LED芯片列中不流过电流之外，还增大在点亮的LED芯片列中流过的电流的电流值。由此，能够使与发光量的变更相应地产生的LED芯片的温度的变化进一步降低。

图9是示出在本实施方式中根据发光量来变更点亮的LED芯片列的数量以及在点亮的LED芯片列中流过的电流的电流值时的LED芯片1的温度的概念图。在图9的图形中，与图5的图形同样地示出以3个不同的发光量1～3使LED芯片列2点亮的情况下的LED芯片1的位置和温度的关系。

图9的图形的上部所示的图是光源装置10的剖面图，示出LED芯片1的位置和图形的横轴对应。为了以成为发光量1的方式使LED芯片列2点亮，在所有LED芯片列2中流过1A的电流即可。

为了以成为作为发光量1的50％的发光量的发光量2的方式使LED芯片列2点亮，在第1实施方式中设为了在3个LED芯片列2中流过电流，但在本实施方式中，电流控制部9以使在2个LED芯片列2中流过电流的方式进行控制。

在将流过电流的芯片列设为2个时，在芯片列2中流过的电流值为1A的状态下成为低于在LED模块3中所需的发光量2的发光量，所以使在点亮的芯片列中流过的电流值从1A增加到1.5A。

同样地，为了以成为作为发光量1的33％的发光量的发光量3的方式使LED芯片列2点亮，在第1实施方式中设为了在2个芯片列中流过电流，但在本实施方式中，电流控制部9以使在1个芯片列中流过电流的方式进行控制。在将流过电流的芯片列设为1个时低于必要的发光量，所以在点亮的芯片列中流过的电流值有富余的情况下，使电流值从1A增加到2A即可。

在第1实施方式中，在将发光量从发光量1变更为发光量2或3时，由于减少了点亮的LED芯片，点亮的LED芯片的温度也变小。因此，在本实施方式中，通过在减少流过电流的芯片列后使电流值增加，使点亮的LED芯片的发热量增加，其结果，能够使LED芯片的温度变化小于第1实施方式。流过电流的芯片列的数量以及电流值不限于上述例子，由于制冷剂流动的速度等原因而适当的值会变化，所以也可以适当地设定。

根据以上，在本实施方式中，能够抑制由于发光量的变更而产生的来自LED模块的峰值波长的变动。

<曝光装置的实施方式>

在本实施方式中，说明搭载了上述第1实施方式至第4实施方式中的任意一个的光源装置10的曝光装置的一个例子。光源装置10的结构与第1实施方式至第4实施方式中的任意一个相同，所以省略说明。

图10是示出本实施方式的曝光装置100的结构的概略图。曝光装置100是在制造半导体设备、平板显示器(FPD)等设备时的光刻工序中使用的装置，将掩模(原版)的图案转印到涂敷有抗蚀剂(感光材料)的基板。由此，曝光装置100在基板上的抗蚀剂中形成潜像图案。在本实施方式中，说明步进扫描方式的曝光装置，但第1实施方式至第4实施方式的光源装置还能够应用于步进重复方式等其他曝光方式的曝光装置。

曝光装置100具有对掩模M进行照明的照明光学系统101、掩模载置台102、将掩模M的图案投影到基板W上的投影光学系统103、基板载置台104、主控制部105。投影光学系统103是组合了凹面镜、凸面镜以及梯形镜的反射型投影光学系统，但如后所述还能够使用其他类型的光学系统。

照明光学系统101将来自光源装置10的光照明到掩模M。在掩模M中，形成有与应形成于基板W的图案对应的图案。掩模M被保持于掩模载置台102，基板W被保持于基板载置台104。照明光学系统101由第1聚光透镜群106、具备蝇眼透镜群或双凸透镜群的光学积分器107、第2聚光透镜群108等构成。通过设为这样的结构，即使来自光源装置10的光的光量分布不均匀，在保持于载置台102的掩模M的图案面(形成有图案的面)中也可以得到一样的照度分布。

主控制部105控制曝光装置100的各部。例如，主控制部105控制光源装置10的发光量的控制、掩模载置台102以及基板载置台104的驱动。

掩模M的图案面和基板W的抗蚀剂隔着投影光学系统103配置于在光学上大致共轭的位置。在投影光学系统103中，能够应用反射型投影光学系统(有包括像差校正用的透镜的情况)、具备多个透镜的折射型投影光学系统、具备多个透镜和凹面镜的反射折射型投影光学系统。在本实施方式中，投影光学系统103具有预定的投影倍率，将形成于掩模M的电路图案的一部分投影到基板W。然后，在与投影光学系统103的物体面平行的方向上以与投影光学系统103的投影倍率对应的速度比来扫描掩模载置台102以及基板载置台104。由此，能够将形成于掩模M的电路图案全部转印到基板W。

涂敷到基板W的抗蚀剂根据曝光光的波长不同而具有不同的灵敏度。因此，在适合于抗蚀剂的感光的波长和来自光源装置10的光的峰值波长不同(即，来自光源装置10的曝光光的峰值波长有变动)的情况下，影响在后面的显影工序中得到的结果。在曝光光的峰值波长有变动的情况下，通过显影得到的抗蚀剂图案的线宽发生变化，产生线宽的误差。关于线宽的误差，例如，如果峰值波长的变动是2nm以内(±1nm)，则线宽的误差收敛于基准范围内，但在峰值波长的变动大于2nm的情况下，有可能不收敛于基准范围内。因此，需要抑制来自光源装置10的光的峰值波长的变动。

第1实施方式至第4实施方式的光源装置10能够提供能够使由于发光量的变更而产生的来自LED模块的光的峰值波长的变动收敛于容许范围内的曝光装置100。

另外，在本实施方式中，设想在光源中使用发出特定的峰值波长(例如365nm、405nm和436nm中的任意1个波长)的光的LED芯片而进行了说明，但不限于此。例如，也可以利用合成来自峰值波长相互不同的2个种类的LED芯片的光而得到的2波长合成的曝光光对基板进行曝光。通过使用2波长合成的曝光光，能够使曝光光的光量、即被曝光基板上的照度提高。

作为2个种类的LED芯片的组合的例子，有发出峰值波长为365nm的光的第1LED和发出峰值波长为405nm的光的第2LED的组合。在利用该组合的情况下，采用LED模块具备第1LED群和第2LED群的方式或者使用具备第1LED群的第1LED模块和具备第2LED群的第2LED模块的方式。在这样的2波长合成的情况下，也能够通过以使来自各个LED芯片的光的峰值波长不变动的方式控制光源装置10的电流，使在显影后得到的抗蚀剂图案的线宽的误差降低。也可以设为使用合成来自峰值波长相互不同的3个种类以上的LED芯片的光彼此而得到的3波长合成的曝光光的方式。作为使2波长的光合成的例子，能够使用使峰值波长为365nm的光反射并且使峰值波长为405nm的光透射的二向分色镜来合成不同的波长的光。

另外，在第1实施方式至第4实施方式中，说明了在将发光量变为100％、50％、33％这3个阶段时能够降低波长的变动的光源装置10。在将该光源装置10应用于曝光装置100的情况下，能够根据曝光对象来变更发光量。例如，作为需要高照度的曝光的工艺，可以举出透明电极膜(Indium Tin Oxide，氧化铟锡：ITO)的制造。在ITO的制造中要求的光源的发光量是100％时，在其他工艺中要求的光源的发光量是70％左右。本实施方式中的光源装置10在将发光量从100％变更为70％的情况下，也能够抑制由于该变更而可能产生的波长变动。

另外，在将在第1实施方式至第4实施方式中说明的光源装置10应用于曝光装置100的情况下，要求利用来自大量的LED芯片的光实现高的发光量。例如，要求达成与应用汞灯作为曝光装置的光源的情况相同程度的发光量。然而，1个1个LED芯片的发光量相比于汞灯的发光量非常小。因此，在本实施方式的光源装置10中，例如，优选在1个电路基板上搭载150个以上的LED芯片。更优选的使是，作为本实施方式的光源装置10优选将搭载有150个以上的电路基板如图7所示构成多片(例如6片以上)。

<物品的制造方法的实施方式>

本发明的实施方式所涉及的物品的制造方法例如适合于制造平板显示器(FPD)。本实施方式的物品的制造方法包括：在涂敷于基板上的感光剂中通过上述曝光装置100的曝光形成潜像图案而得到曝光基板的工序(曝光工序)；以及使在上述工序中形成潜像图案后的曝光基板显影而得到显影基板的工序(显影工序)。此外，上述制造方法包括其他公知的工序(氧化、成膜、蒸镀、掺杂、平坦化、蚀刻、抗蚀剂剥离、切割、粘合、封装等)。本实施方式的物品的制造方法相比于以往的方法，在物品的性能、品质、生产率、生产成本中的至少1个方面更有利。

以上，说明了本发明的优选的实施方式，但本发明当然不限定于这些实施方式，而能够在其要旨的范围内进行各种变形以及变更。

根据本发明，能够提供有利于抑制由于发光量的变更而产生的峰值波长的变动的光源装置。

Claims (22)

1.一种光源装置，其特征在于，具有排列有多个LED的LED模块和通过液冷对所述LED模块进行冷却的冷却器，所述LED模块的发光量可变，

在所述发光量为第1发光量的情况下流过大于预定的电流值的电流而发光的LED的数量比在所述发光量为大于所述第1发光量的第2发光量的情况下流过大于所述预定的电流值的电流而发光的LED的数量少。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

在所述第2发光量的情况下，在所述多个LED的所有LED中流过大于所述预定的电流值的电流。

3.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述预定的电流值是在以所述第2发光量使LED模块发光的情况下在发光的多个LED中流过的电流值的平均值的一半的值。

4.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

还具有控制在所述多个LED中流过的电流的电流控制部，

所述电流控制部根据所述发光量的大小，决定流过大于所述预定的电流值的电流而发光的LED的数量相对于所述多个LED的所有LED的数量的比例。

5.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，

所述电流控制部决定流过大于所述预定的电流值的电流而发光的LED。

6.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，

所述电流控制部以使由于从所述第2发光量变更为所述第1发光量而引起的从所述LED模块射出的光的峰值波长的变化降低的方式，控制在所述多个LED中流过的电流。

7.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，

在从所述第2发光量变更为所述第1发光量时，所述电流控制部以使与所述多个LED中的在所述第1发光量的情况下流过大于所述预定的电流值的电流而发光的LED的所述发光量的变更相伴的平均温度的变化降低的方式，控制在流过大于所述预定的电流值的电流而发光的LED中流过的电流。

8.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，

所述电流控制部从所述多个LED中的累计点亮时间短的LED起优先地决定流过大于所述预定的电流值的电流的LED。

9.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，

在所述第1发光量的情况下，所述电流控制部以使所述多个LED中的流过大于所述预定的电流值的电流而发光的LED的重心位置与使所述多个LED的所有LED以相同的亮度发光时的所述多个LED的重心位置一致的方式，决定所述多个LED中的流过大于所述预定的电流值的电流而发光的LED。

10.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，

在所述第1发光量的情况下，所述电流控制部使在所述多个LED中的流过大于所述预定的电流值的电流而发光的LED以外的LED中不流过电流。

11.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，

所述LED模块具备多个排列有多个LED的芯片列，

所述电流控制部针对多个所述芯片列中的每个芯片列进行电流控制。

12.根据权利要求11所述的光源装置，其特征在于，

在多个所述芯片列中的每个芯片列中多个LED排列的方向是包括与所述制冷剂在所述冷却器的内部流动的方向平行的分量的方向。

13.根据权利要求12所述的光源装置，其特征在于，

在所述芯片列中所述多个LED排列的方向是相对于所述冷却器的所述制冷剂流动的方向为45度以内的角度的方向。

14.根据权利要求11所述的光源装置，其特征在于，

所述冷却器具备形成所述制冷剂流动的多个流路的隔板，

关于所述隔板，所述多个流路与多个所述芯片列中的每个芯片列的位置对应地设置。

15.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，

所述LED模块具备多个配置有多个LED的电路基板，

所述电流控制部根据所述发光量的大小，以电路基板为单位进行针对多个所述电路基板的所述多个LED的电流控制。

16.一种光源装置，用于对感光材料进行曝光的曝光光，其特征在于，具有：

多个LED，发出所述曝光光；以及

电流控制部，为了调整所述曝光光的发光量而控制针对所述多个LED的电流值，

所述电流控制部

当在所述发光量为第1发光量的情况下针对第1数量的所述LED流过第1电流值的电流、在所述发光量为大于所述第1发光量的第2发光量的情况下针对比所述第1数量多的第2数量的所述LED流过第2电流值的电流时，

以使与所述第1数量的所述LED有关的所述第1电流值的平均值和与所述第2数量的所述LED有关的所述第2电流值的平均值相互相同、或者使所述第1电流值的平均值与所述第2电流值的平均值之差成为所述第1电流值的平均值和所述第2电流值的平均值中的大的一方的值的20％以内的方式，

控制针对所述多个LED的电流值。

17.根据权利要求16所述的光源装置，其特征在于，

所述电流控制部

以使与所述第1数量的所述LED有关的所述第1电流值的平均值和与所述第2数量的所述LED有关的所述第2电流值的平均值相互相同、或者使所述第1电流值的平均值与所述第2电流值的平均值之差成为所述第1电流值的平均值和所述第2电流值的平均值中的大的一方的值的10％以内的方式，

控制针对所述多个LED的电流值。

18.根据权利要求16所述的光源装置，其特征在于，

所述电流控制部

以使与所述第1数量的所述LED有关的所述第1电流值中的最大的电流值与最小的电流值之差成为所述最大的电流值的20％以内、或者使与所述第1数量的所述LED有关的所述第1电流值在所述第1数量的所述LED之间成为相互相同的电流值，

使与所述第2数量的所述LED有关的所述第2电流值中的最大的电流值与最小的电流值之差成为所述最大的电流值的20％以内、或者使与所述第2数量的所述LED有关的所述第2电流值在所述第2数量的所述LED之间成为相互相同的电流值的方式，

控制针对所述多个LED的电流值。

19.一种光源装置，其特征在于，具有：

150个以上的LED；以及

光量变更部，通过改变在所述150个以上的LED中发光的LED的数量来改变发光量，

所述光量变更部能够从大于第1发光量的第2发光量变更为所述第1发光量，使在所述第1发光量的情况下发光的所述LED的数量比在所述第2发光量的情况下发光的所述LED的数量少。

20.一种控制方法，控制光源装置中的LED模块的发光，其特征在于，所述光源装置具有排列有多个LED的所述LED模块和通过液冷对所述LED模块进行冷却的冷却器，所述LED模块的发光量可变，

其中，以使在所述发光量为第1发光量的情况下流过大于预定的电流值的电流而发光的LED的数量比在所述发光量为大于所述第1发光量的第2发光量的情况下流过大于所述预定的电流值的电流而发光的LED的数量少的方式进行控制。

21.一种曝光装置，其特征在于，

利用来自权利要求1至19中的任意一项所述的光源装置的光将形成于原版的图案投影到基板，对所述基板进行曝光。

22.一种物品的制造方法，其特征在于，包括：

曝光工序，使用权利要求21所述的曝光装置对基板进行曝光，得到曝光基板；以及

显影工序，使所述曝光基板显影，得到显影基板，

其中，从所述显影基板制造物品。

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