JP2006278907A - Optical irradiator and method for exchanging light source unit in optical irradiator - Google Patents

Optical irradiator and method for exchanging light source unit in optical irradiator Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To exchange lamps without stopping a production line even when the nonconformity of the lamp is generated in an optical irradiator with a plurality of light sources. <P>SOLUTION: A light source section 10 radiating a light is composed of a plurality of light source units 11, and each light source unit 11 is supported discretely by supporters 12 and mounted and demounted from the reverse side to the direction that the light is radiated. Light-emitting means such as the lamp, a light-emitting diode or the like are incorporated into each light source unit 11, and lighting power sources 30 supplying a power are connected independently to each light-emitting means. The supporter 12 is formed in a curved surface shape, and lights from a plurality of the light source units 11 are overlapped and projected to an integrator 20. A work 25 coated with a photosensitizer such as a resist is irradiated with a light emitted from the integrator 20 through a collimator 21 and a mask 23, and a pattern formed to the mask 23 is exposed and formed to the photosensitizer on the work 25. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体素子や液晶表示基板の製造用の露光装置等に使用される光照射装置および光照射装置における光源ユニットの交換方法に関する。   The present invention relates to a light irradiation device used in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display substrate, and a light source unit replacement method in the light irradiation device.

これまで半導体素子や液晶表示基板の露光装置に用いられる光源として、主に数kWから数10kWの大型の超高圧水銀ランプが用いられてきた。これらの光源は、信頼性も高くかなり以前から用いられている。しかし、近年液晶表示基板の大面積化が要求されており、それに伴って露光装置においても光照射領域の拡大が望まれており、露光用光源も大型化が要求されている。
露光用光源は、1kW程度の超高圧水銀ランプから使用され始め、現在の液晶露光用光源は25kWに達している。今後さらに大型化が要求されるが、光源の大型化はランプを構成するバルブや電極材料の大型化に直結し、製造コストと製作工数の大幅な増加に繋がり、超高圧水銀ランプの大型化は限界に近づきつつある。
その対策として、例えば特許文献1に記載されるように、1個の大型のランプではなく、複数の中型または小型のランプで光照射領域を照射する照明装置も提案されている。
特開2004- 361746号公報 特開平11−297268号公報 特開2000−82321号公報
Until now, large ultrahigh pressure mercury lamps of several kW to several tens of kW have been mainly used as light sources used in exposure devices for semiconductor elements and liquid crystal display substrates. These light sources are highly reliable and have been used for quite some time. However, in recent years, the liquid crystal display substrate has been required to have a large area, and accordingly, the exposure apparatus has been required to expand the light irradiation region, and the exposure light source is also required to be enlarged.
The light source for exposure begins to be used from an ultrahigh pressure mercury lamp of about 1 kW, and the current light source for liquid crystal exposure reaches 25 kW. In the future, further increase in size will be required, but the increase in the size of the light source will directly lead to an increase in the size of the bulbs and electrode materials that make up the lamp, leading to a significant increase in manufacturing costs and man-hours. The limit is approaching.
As a countermeasure, for example, as described in Patent Document 1, an illumination device that irradiates a light irradiation region with a plurality of medium-sized or small-sized lamps instead of a single large-sized lamp has been proposed.
JP 2004-361746 A JP-A-11-297268 JP 2000-82321 A

露光用に用いられる超高圧水銀ランプに対する要求は非常に厳しく、まれに市場で放射する紫外線照度の維持特性を満たせないもの、照度値の変動がおおきくなるものが発生する場合がある。この件数は、市場で使われる超高圧水銀灯の中で必ずしも多いものではない。
しかし、そのような要求される性能を満たせないランプが発見された場合は、露光装置を停止させてランプを新しいものに交換しなければならない。
また、従来の露光機ではランプ交換時にはランプを消灯させ、交換した後に光学調整を行う必要があり、この間製造ラインを停止させなければならなかった。一つの液晶・半導体製造ラインの停止は莫大な損失となり、解消すべきものである。
前記特許文献1に記載されるように、1個の大型のランプではなく複数の中型または小型のランプで光照射領域を照射する照明装置であれば、仮に一個のランプを消灯させても比較的照度の低下は少ないので、ランプに不具合が発生した場合、不具合の発生したランプを消灯させ、他のランプを点灯させた状態で、製造ラインを停止させることなく引き続き処理を継続することは可能である。
The requirements for ultra-high pressure mercury lamps used for exposure are very strict, and in some rare cases, there are cases where the maintenance characteristics of ultraviolet illuminance radiated on the market cannot be satisfied, and illuminance values fluctuate greatly. This number is not necessarily high among the ultra-high pressure mercury lamps used in the market.
However, if a lamp is found that does not meet such required performance, the exposure apparatus must be stopped and the lamp replaced with a new one.
Further, in the conventional exposure apparatus, when the lamp is replaced, it is necessary to turn off the lamp and perform optical adjustment after the replacement, and the production line must be stopped during this time. The suspension of one liquid crystal / semiconductor production line is a huge loss and should be eliminated.
As described in Patent Document 1, if the illumination device irradiates the light irradiation region with a plurality of medium-sized or small-sized lamps instead of one large-sized lamp, even if one lamp is turned off, Since the decrease in illuminance is small, if a problem occurs with a lamp, it is possible to continue the process without stopping the production line with the lamp with the defect turned off and the other lamps lit. is there.

しかし、他のランプを点灯させたまま不具合の発生したランプを交換することは、実際問題としては困難である。これは、ランプ点灯中はその付近が高温となっており、ランプの取り外し、取り付け作業が極めて困難であること、また、上記したようにランプを交換した後に光学調整を行う必要があるが、他のランプを点灯させたまま光学調整作業を行うことは難しい等の理由による。特に、特許文献1に記載されるように、支持体に光源部の光出射側を直接取り付けた構造の場合には、他のランプを点灯させたまま不具合の発生したランプを交換するのは困難であると考えられる。
このため、特許文献1に記載される複数のランプを用いた光照射装置であっても、ランプに不具合が発生した際には、全てのランプを消灯させ、作業可能な温度に低下するまで待ってランプを交換せざるをえない。
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、複数の光源を有する光照射装置において、ランプの不具合が発生しても、製造ラインを停止させることなくランプ交換を可能とすることを目的とする。
However, in practice, it is difficult to replace a defective lamp while other lamps are lit. This is because the vicinity of the lamp is hot during lighting, and it is extremely difficult to remove and install the lamp. In addition, it is necessary to perform optical adjustment after replacing the lamp as described above. This is because it is difficult to perform optical adjustment work with the lamp on. In particular, as described in Patent Document 1, in the case of a structure in which the light emitting side of the light source unit is directly attached to the support, it is difficult to replace the defective lamp while the other lamps are turned on. It is thought that.
For this reason, even in the light irradiation apparatus using a plurality of lamps described in Patent Document 1, when a malfunction occurs in the lamps, all the lamps are turned off and wait until the working temperature is lowered. I have to change the lamp.
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and in a light irradiation apparatus having a plurality of light sources, it is possible to replace a lamp without stopping the production line even if a lamp failure occurs. With the goal.

(1)発光手段と発光手段からの光を指向性を持たせて放射させる光学部材とを一つの光源ユニットとし、各光源ユニットには発光手段や該ユニット全体を冷却する冷却手段を取り付ける。
このような光源ユニットを、それを個別に支持する支持体に対して、光源ユニットの光が放射される方向とは反対側から挿入して取り付け、また引き出して取り外す。
(2)支持体には、取り付ける光源ユニットの数分だけ光出射口とガイドが設けられ、光源ユニットは上記ガイドに沿って挿入退避される。
また、上記ガイドには、光源ユニットの光軸方向の位置を決めるストッパと、その位置で光源ユニットと支持体を固定する固定手段が、支持体から光が出射する光出射口とは反対側に設けられる。
(3)また、支持体の各光出射口には、光源ユニットが離脱した際、光出射口を閉じる遮光部材が設けられている。
(4)各光源ユニットに対応させて、それぞれ独立して発光手段に電力を供給する給電回路を設け、ある光源ユニットが、点灯寿命時間を経過したり、不具合を生じたりした場合、対象となる光源ユニットのみ停止して交換する。
(5)光源ユニットの輝度をモニタするモニタ機構を取り付け、光源ユニットごとに発光手段の不具合を早期に検出し、交換を行なう。
(6)発光手段として、ランプを用いる場合、電極間寸法が短くて輝度の高く、電力の可変により照度調整が容易なものが適しており、例えば、石英ガラスからなる放電容器に一対のタングステン電極が対向配置しており、この放電容器に、0.08〜0.30mg/mm3 水銀と、希ガスと、ハロゲンを封入し、電極間距離が0.5〜2.0mmであり、300〜450nmの紫外光を効率よく放射する超超高圧水銀ランプがあげられる。
上記ハロゲン量の封入量は、2×10-4〜7×10-3μmol/mm3 の範囲とするのが好ましい。
(7)光源ユニットの発光手段はランプでも良いが、発光ダイオード(LED)でも良い。発光手段がランプの場合、発光手段からの光を指向性を持たせて放射させる光学部材は、楕円集光鏡や放物面鏡などの反射ミラーが考えられるが、発光手段がLEDの場合、光学部材は反射ミラー以外にもLEDから放射される光の発散角を小さくするレンズを設けてもよい。なお、ランプと反射ミラー、LEDとレンズとは互いを接着し一体としても良い。
(8)上記光照射装置において、光照射中に、発光手段の異常により、上記光源ユニットを消灯させた、もしくは、上記光源ユニットが消灯したとき、上記消灯したもしくは消灯させた光源ユニットを、他の光源ユニットを点灯させた状態で、上記支持体の裏面側から取り外すとともに、必要に応じて上記光源ユニットが消灯したことによる照度の低下を相殺するように他の光源ユニットに供給する電力を増す。
そして、他の光源ユニットを点灯させた状態で、上記取り外された光源ユニットが取り付けられていた個所に、支持体の上記裏面側から正常な光源ユニットを挿入して固定し、上記正常な光源ユニットを点灯させるとともに、光源ユニットが点灯したことによる照度の増加を相殺するように他の光源ユニットに供給する電力を減らす。
なお、発光手段に供給する電力を増やす場合は、同時に各光源ユニットの冷却機構の能力も上げて、光源ユニットの加熱を防ぐようにしてもよい。
(1) The light emitting means and the optical member that emits the light from the light emitting means with directivity are used as one light source unit, and the light emitting means and a cooling means for cooling the entire unit are attached to each light source unit.
Such a light source unit is inserted into and attached to a support that individually supports the light source unit from the side opposite to the direction in which the light from the light source unit is emitted, and is pulled out and removed.
(2) The support is provided with light emission ports and guides corresponding to the number of light source units to be attached, and the light source units are inserted and retracted along the guides.
Further, the guide has a stopper for determining the position of the light source unit in the optical axis direction, and a fixing means for fixing the light source unit and the support at that position on the side opposite to the light exit port from which light is emitted from the support. Provided.
(3) Further, each light exit port of the support is provided with a light shielding member that closes the light exit port when the light source unit is detached.
(4) A power supply circuit that independently supplies power to the light emitting means is provided in correspondence with each light source unit, and a certain light source unit becomes a target when the lighting life time has elapsed or a malfunction has occurred. Stop and replace only the light source unit.
(5) A monitor mechanism for monitoring the luminance of the light source unit is attached, and a failure of the light emitting means is detected at an early stage for each light source unit and replaced.
(6) When a lamp is used as the light-emitting means, it is suitable that the inter-electrode dimension is short, the luminance is high, and the illuminance can be easily adjusted by varying the power. For example, a pair of tungsten electrodes is used in a discharge vessel made of quartz glass Are arranged opposite to each other, 0.08 to 0.30 mg / mm 3 mercury, rare gas, and halogen are enclosed in the discharge vessel, and the distance between the electrodes is 0.5 to 2.0 mm. An ultra-high pressure mercury lamp that efficiently emits 450 nm ultraviolet light can be mentioned.
The enclosed amount of the halogen amount is preferably in the range of 2 × 10 −4 to 7 × 10 −3 μmol / mm 3 .
(7) The light emitting means of the light source unit may be a lamp, but may be a light emitting diode (LED). When the light emitting means is a lamp, the optical member that emits the light from the light emitting means with directivity can be a reflecting mirror such as an elliptical condensing mirror or a parabolic mirror, but when the light emitting means is an LED, The optical member may be provided with a lens for reducing the divergence angle of light emitted from the LED in addition to the reflection mirror. Note that the lamp and the reflection mirror, and the LED and the lens may be bonded to each other.
(8) In the light irradiation device, when the light source unit is turned off due to abnormality of the light emitting means during light irradiation, or when the light source unit is turned off, the light source unit turned off or turned off While the light source unit is turned on, it is removed from the back side of the support, and if necessary, the power supplied to the other light source units is increased so as to offset the decrease in illuminance due to the light source unit being turned off. .
Then, with the other light source units turned on, a normal light source unit is inserted and fixed from the back side of the support to the place where the removed light source unit was attached, and the normal light source unit And the power supplied to the other light source units is reduced so as to offset the increase in illuminance due to the light source unit being turned on.
In addition, when increasing the electric power supplied to a light emission means, the capability of the cooling mechanism of each light source unit may be raised simultaneously, and you may make it prevent the heating of a light source unit.

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)発光手段を有する光源ユニットを複数設け、複数の光源ユニットを支持する支持体に対して、光源ユニットを光が放射される方向とは反対側から着脱させる。
このような構造であるため、光源ユニットの発光手段(例えばランプ)の交換や、光源ユニット自体の交換のために、支持体から光源ユニットを取り外したり、支持体に光源ユニットを取り付けたりするとき、光照射側に作業者が手を入れる必要がない。
このため、作業者は安全に作業をすることができ、また、光が照射される側に影響を与えることもない。
したがって、光源ユニットに不具合が発生したとき、光照射中であっても、不具合の発生した光源ユニットの取り外し、取り付けをすることができる。
(2)支持体に光源ユニットをスライドして挿入するガイドを設けたので、光源ユニットをガイドに沿って挿入、退避させることができ、光源ユニットの交換作業が容易である。 また、光源ユニットは支持体のストッパにより光軸方向の位置決めが容易に行なえ、光出射口とは反対側に設けられた固定手段により、光照射光口付近に手を近づけることなく固定される。
このため、光源ユニットを取り付けたとき、光源ユニットは所定の位置に位置決めされ、各光源ユニットについて光軸調整を行っておけば、光源ユニットを支持体に取り付けた後の光軸調整などは不要である。
また、発光手段と光学部材、例えばランプと集光ミラー、発光ダイオードとレンズを一体として構成することにより、光源ユニットの発光手段を交換する場合、発光手段と光学部材との位置合せ(軸調)が不要であり、発光手段の交換時間が短くなる。
(3)光源ユニットの発光手段それぞれに、独立して給電回路が接続し、また冷却機構を取り付けることにより、ランプの交換時や光源ユニットに不具合が生じた場合、他の光源ユニットに影響を与えることなく、対象の光源ユニットのみ電力の供給と冷却を停止して交換することができる
(4)光源ユニットが複数設けられているため、n個の光源ユニットが消灯しても、各光源ユニットの光照射領域に与える影響は、n/(光源の個数)である。
したがって、ある光源ユニットを交換するまでの間は、照度低下に相当する分だけ露光処理時間を長くしたり、他の光源ユニットの光強度を上げたりすることにより、対応することができる。
このため、消灯した光源ユニットの数が全体の個数に対して少ない場合には、製造ラインを止めることなく処理を続行することができる。
(5)各光源ユニットに設けられたモニタにより、各光源ユニットの不具合発生をいち早く検出し、露光処理時間を延ばす、また他の光源ユニットの光強度を上げるといった対応を取ることができる。このため、製品の不具合の発生を防ぐことができる。
(6)超超高圧水銀ランプは、入力を定格の±30%程度まで変化させて、ランプから放射される光強度を変化させることができる。
したがって、発光手段として超超高圧水銀ランプを用いることにより、ある光源ユニットに不具合が発生したときに、他の光源ユニットから放射される光強度を上げて照度の低下を補い、照度を一定に保つように制御を行うことが容易になる。
また、ハロゲンの封入量を2×10-4〜7×10-3μmol/mm3 とすると、ハロゲンの働きにより放電容器の黒化・白濁を抑制し、光透過率が維持される。
In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) A plurality of light source units having light emitting means are provided, and the light source units are attached to and detached from the side opposite to the direction in which light is emitted, with respect to a support that supports the plurality of light source units.
Because of this structure, when the light source unit is removed from the support or the light source unit is attached to the support in order to replace the light emitting means (for example, the lamp) of the light source unit or the light source unit itself, There is no need for the operator to put his hand on the light irradiation side.
For this reason, the worker can work safely and does not affect the side irradiated with light.
Therefore, when a failure occurs in the light source unit, the failed light source unit can be removed and attached even during light irradiation.
(2) Since the guide for sliding and inserting the light source unit is provided on the support, the light source unit can be inserted and retracted along the guide, and the light source unit can be easily replaced. Further, the light source unit can be easily positioned in the optical axis direction by the stopper of the support, and is fixed by the fixing means provided on the side opposite to the light emitting port without bringing the hand close to the light irradiation light port.
Therefore, when the light source unit is attached, the light source unit is positioned at a predetermined position, and if the optical axis adjustment is performed for each light source unit, the optical axis adjustment after the light source unit is attached to the support is unnecessary. is there.
In addition, when the light emitting unit and the optical member, for example, a lamp and a condensing mirror, a light emitting diode and a lens are integrally formed to replace the light emitting unit of the light source unit, the alignment (axial adjustment) of the light emitting unit and the optical member Is not required, and the replacement time of the light emitting means is shortened.
(3) A power feeding circuit is independently connected to each light emitting means of the light source unit, and a cooling mechanism is attached, so that when a lamp is replaced or a problem occurs in the light source unit, other light source units are affected. (4) Since a plurality of light source units are provided, even if the n light source units are turned off, only the target light source unit can be replaced by stopping the power supply and cooling. The influence on the light irradiation region is n / (number of light sources).
Therefore, until a certain light source unit is replaced, it is possible to cope with this by extending the exposure processing time by an amount corresponding to a decrease in illuminance or increasing the light intensity of another light source unit.
For this reason, when the number of light source units turned off is smaller than the total number, the processing can be continued without stopping the production line.
(5) With the monitor provided in each light source unit, it is possible to quickly detect the occurrence of a failure in each light source unit, extend the exposure processing time, and increase the light intensity of other light source units. For this reason, generation | occurrence | production of the malfunction of a product can be prevented.
(6) The ultra-high pressure mercury lamp can change the intensity of light emitted from the lamp by changing the input to about ± 30% of the rating.
Therefore, by using an ultra-high pressure mercury lamp as the light emitting means, when a failure occurs in one light source unit, the intensity of light emitted from another light source unit is increased to compensate for a decrease in illuminance and keep the illuminance constant. Thus, it becomes easy to perform control.
Further, when the amount of halogen enclosed is 2 × 10 −4 to 7 × 10 −3 μmol / mm 3 , the action of the halogen suppresses blackening / white turbidity of the discharge vessel, and the light transmittance is maintained.

(1)第1の実施例
図1は、本発明の第1の実施例の光照射装置の概略構成を示す図である。
光を放射する光源部10は、複数の光源ユニット11から構成され、各光源ユニットは支持体12により個別に支持される。各光源ユニット11内には、後述するようにランプ11aと反射ミラー11bあるいは発光ダイオードなどの発光手段が内蔵されている。
支持体12は、放物面または楕円面に沿った緩やかな曲面形状であり、各光源ユニット11から放射される光が、光照射領域であるインテグレータ20の入射面において重なり合うように、支持体の周辺部に向かうにつれて、光源ユニットを徐々に傾けて支持している。インテグレータは照度分布を均一にする光学素子である。
なお、図1では、光源部10とインテグレータ20を接近させて記載しているが、実際には、光源部10とインテグレータ20の距離は図示したものより長く、また、支持体12に形成される曲面形状は、更に緩やかである。
(1) 1st Example FIG. 1: is a figure which shows schematic structure of the light irradiation apparatus of the 1st Example of this invention.
The light source unit 10 that emits light includes a plurality of light source units 11, and each light source unit is individually supported by a support 12. Each light source unit 11 incorporates a light emitting means such as a lamp 11a and a reflecting mirror 11b or a light emitting diode as will be described later.
The support 12 has a gently curved shape along a parabolic surface or an elliptical surface, and the light emitted from each light source unit 11 overlaps on the incident surface of the integrator 20 that is a light irradiation region. The light source unit is tilted and supported gradually toward the periphery. The integrator is an optical element that makes the illuminance distribution uniform.
In FIG. 1, the light source unit 10 and the integrator 20 are illustrated as being close to each other, but actually, the distance between the light source unit 10 and the integrator 20 is longer than that illustrated, and is formed on the support 12. The curved surface shape is more gradual.

上記したように、インテグレータ20には、複数の光源ユニット11からの光が、重ねあわされて入射する。インテグレータ20から出射した光は、コリメータ21により平行光にされ、マスクステージ22に保持されたマスク23を介してワークステージ24上に保持された、レジスト等の感光剤が塗布された液晶パネルや半導体素子といったワーク25に照射される。マスクにはパターンが形成されており、マスク23に形成されたパターンがワーク25上の感光剤に露光形成される。
各光源ユニット11には、それぞれの発光手段に電力を供給する点灯電源30が、独立して接続されている。また、各点灯電源の制御回路は、図示しない光照射装置の装置制御部に接続され、発光手段の点灯および消灯、点灯時の発光手段への電力供給は、光源ユニット11毎に制御される。点灯電源の構成及び動作および装置制御部については後述する。
As described above, the light from the plurality of light source units 11 is superimposed and incident on the integrator 20. The light emitted from the integrator 20 is collimated by the collimator 21 and is held on the work stage 24 via the mask 23 held on the mask stage 22. A liquid crystal panel or a semiconductor coated with a photosensitive agent such as a resist is applied. The workpiece 25 such as an element is irradiated. A pattern is formed on the mask, and the pattern formed on the mask 23 is exposed and formed on the photosensitive agent on the work 25.
Each light source unit 11 is independently connected to a lighting power source 30 that supplies power to each light emitting means. Further, the control circuit of each lighting power source is connected to a device control unit of a light irradiation device (not shown), and the lighting unit is turned on and off, and the power supply to the light emitting unit at the time of lighting is controlled for each light source unit 11. The configuration and operation of the lighting power supply and the device control unit will be described later.

以下、本実施例の各部の具体的構成例および動作、ランプ交換作業などについて説明する。
(A)光源ユニットの構造
図2は発光手段としてランプを用いた光源ユニット11の構成例を示す図である。同図(a)は、光源ユニット11を光出射口側の反対側(以下後面側という)から見た図、同図(b)は光出射口側(以下前面側という)から見た図を示している。なお、同図は、光源ユニット11の内部構造が分かるように、光源ユニット11のフレーム11iの一部を切り欠いて示したものである。
光源ユニット11は、内部に、発光手段であるランプ11aと、ランプ11aからの光を指向性を持たせて放射させる反射ミラー11bとを有する。反射ミラー11bにより反射したランプ11aの光は、光源ユニット前面の光出射口11cから出射する。なお、反射ミラー11bとしては、露光に必要な紫外線領域の光を反射し、不要な可視及び赤外線領域の光を透過する、波長選択する膜が形成されたミラーを使用する。
また、反射ミラー11bの裏面側には、図2(a)に示すように、ランプの点灯状態を検出するモニタ11nが取り付けられている(モニタ11nについては後述する)。
Hereinafter, a specific configuration example and operation of each part of the present embodiment, lamp replacement work, and the like will be described.
(A) Structure of Light Source Unit FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the light source unit 11 using a lamp as a light emitting unit. The figure (a) is the figure which looked at the light source unit 11 from the opposite side (henceforth a rear surface side) of the light emission port side, and the figure (b) is the figure which looked at the light emission port side (henceforth the front side). Show. In the figure, a part of the frame 11i of the light source unit 11 is cut away so that the internal structure of the light source unit 11 can be understood.
The light source unit 11 includes a lamp 11a as light emitting means and a reflection mirror 11b that emits light from the lamp 11a with directivity. The light of the lamp 11a reflected by the reflection mirror 11b is emitted from the light emission port 11c on the front surface of the light source unit. As the reflection mirror 11b, a mirror on which a wavelength selecting film that reflects light in the ultraviolet region necessary for exposure and transmits unnecessary light in the visible and infrared regions is used.
Further, as shown in FIG. 2A, a monitor 11n for detecting the lighting state of the lamp is attached to the back side of the reflecting mirror 11b (the monitor 11n will be described later).

出射口には前面ガラスが取り付けられており、ランプ11aが破損したとしても、破片等の光照射装置内への飛散を防ぐ。
光出射口11c付近の上面のフレーム11iには、冷却風取り入れ口11dが設けられ、冷却ファン11eにより、ランプ11a等を冷却する風が、光源ユニット11内に引き込まれる。冷却風取り入れ口11dには、金網11fが張られ、ランプ11aの破損の際、破片等の光照射装置内への飛散を防ぐ。
また、フレーム11iに冷却風取り入れ口11dが設けられているだけでなく、冷却風を反射ミラー11bの内側に取り入れるように、反射ミラー11bにも開口11m(例えば4個所)が設けられている。
A front glass is attached to the emission port, and even if the lamp 11a is damaged, scattering of fragments and the like into the light irradiation device is prevented.
A cooling air intake port 11d is provided in the upper surface frame 11i in the vicinity of the light emitting port 11c, and air for cooling the lamp 11a and the like is drawn into the light source unit 11 by the cooling fan 11e. A wire mesh 11f is stretched at the cooling air intake port 11d to prevent scattering of fragments and the like into the light irradiation device when the lamp 11a is damaged.
Further, not only the cooling air intake port 11d is provided in the frame 11i, but also the reflection mirror 11b is provided with openings 11m (for example, four locations) so that the cooling air is taken inside the reflection mirror 11b.

光源ユニット11の光出射口11cの四隅は、図2(b)に示すように後述する支持体との位置決めやシャッタの開閉手段との関係で、前面ガラス11pが切り欠かれ、光源ユニット11のフレームが位置決め部11gとして残される。
ランプ11aには略円筒形状のベース部11rが取り付けられ、反射ミラー11bはベース部11rに固定される。
光源ユニット11内には、図2(b)に示すように上記ベース部11rを固定するための板11jが取り付けられ、板ばね11kを介して、ランプ11aが固定されている。
ランプ11aと反射ミラー11bは、あらかじめ光学的な位置決めをした状態で、一体として固定されており、光源ユニット11のランプ11aを交換する際には、両者を一組として交換する。このように構成することで、反射ミラー11bに対するランプ11aの位置調整(軸調整)が不要であり交換時間が短くなる。もちろん、ランプ11aのみを交換する構成でも問題ない。
また、ランプ11aの両端子には、ランプ11aに電力を供給するためのケーブル11u,11vが接続され、ケーブル11u,11vの他端は、光源ユニット11の後面側に設けられたコネクタ11hに接続され、このコネクタ11hを介して、後述する点灯電源からランプ11aに電力が供給される。
As shown in FIG. 2 (b), the four corners of the light exit port 11c of the light source unit 11 are cut off from the front glass 11p in relation to positioning with a support member, which will be described later, and shutter opening / closing means. The frame is left as the positioning portion 11g.
A substantially cylindrical base portion 11r is attached to the lamp 11a, and the reflection mirror 11b is fixed to the base portion 11r.
As shown in FIG. 2B, a plate 11j for fixing the base portion 11r is attached in the light source unit 11, and a lamp 11a is fixed via a plate spring 11k.
The lamp 11a and the reflecting mirror 11b are fixed as a unit with optical positioning in advance. When the lamp 11a of the light source unit 11 is replaced, they are replaced as a set. With this configuration, position adjustment (axis adjustment) of the lamp 11a with respect to the reflection mirror 11b is unnecessary, and the replacement time is shortened. Of course, there is no problem even if only the lamp 11a is replaced.
Also, cables 11u and 11v for supplying power to the lamp 11a are connected to both terminals of the lamp 11a, and the other ends of the cables 11u and 11v are connected to a connector 11h provided on the rear surface side of the light source unit 11. Then, power is supplied to the lamp 11a from a lighting power source described later via the connector 11h.

発光手段として用いるランプ11aの種類としては、超高圧水銀ランプ、超超高圧水銀ランプ、キセノン水銀ランプ、メタルハライドランプ等があげられるが、半導体素子や液晶表示基板の露光に使用される300〜450nmの紫外光を効率よく放射し、かつ高い輝度を有し高い照度が得やすいという点で、石英ガラスからなる放電容器に一対のタングステン電極が対向配置しており、この放電容器に、0.08〜0.30mg/mm3 の水銀と、希ガスと、ハロゲンを封入し、電極間距離が0.5〜2.0mmの超超高圧水銀ランプが有利である。
さらに、上記ランプ11aにおいて、ハロゲンの封入量を2×10-4〜7×10-3μmol/mm3 とすると、ハロゲンの働きにより放電容器の黒化・白濁を抑制し、光透過率が維持される。ハロゲンを封入し放電容器を構成する石英ガラスでの白濁の発生、その成長を防止するようにした高圧水銀ランプは、例えば前記特許文献2に記載されている。
Examples of the lamp 11a used as the light emitting means include an ultra-high pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon mercury lamp, a metal halide lamp, and the like, and the 300 to 450 nm used for exposure of semiconductor elements and liquid crystal display substrates. A pair of tungsten electrodes is disposed opposite to a discharge vessel made of quartz glass in that it emits ultraviolet light efficiently and has high brightness and high illuminance, and 0.08 to An ultra-high pressure mercury lamp in which 0.30 mg / mm 3 of mercury, rare gas, and halogen are enclosed and the distance between the electrodes is 0.5 to 2.0 mm is advantageous.
Further, in the lamp 11a, when the amount of halogen enclosed is 2 × 10 −4 to 7 × 10 −3 μmol / mm 3 , the action of the halogen suppresses blackening / white turbidity of the discharge vessel, and the light transmittance is maintained. Is done. For example, Patent Document 2 discloses a high-pressure mercury lamp that prevents generation of white turbidity in quartz glass that forms a discharge vessel by enclosing halogen and prevents its growth.

(B) 支持体の構造、光源ユニットの支持体への取り付け
図3,4,5を用いて、光源ユニットを支持する支持体12の構造と、支持体12に光源ユニット11が取り付けられた様子を示す。なお、支持体12は、前記したように緩やかな曲面を有するが、これらの図では直線で示す。
図3は、光源ユニット11が取り付けられた支持体12を、光が出射する側とは反対側(後面側)から見た斜視図である。
同図左上に切り欠いて示すように、支持体12には、取り付ける光源ユニット11の数に応じて貫通孔12aが設けられる。この貫通孔12aの前面側は、光出射口12eであり、後面側は光源ユニット11の挿入口となる。
光源ユニット11は、この貫通孔12aに対し、支持体12の後面側から、貫通孔12aの底板12bや側板12cに沿わせスライドさせて挿入する。
挿入された光源ユニット11は、前記光源ユニット11の光出射口11cの四隅に設けた位置決め部11gが、支持体12の光出射側に設けた位置決めの角部12d(図中1ヵ所しか見えないが四隅に設けられている)にぶつかり、光源ユニット11から出射される光の光軸方向の位置が決まる。
(B) Structure of support, attachment of light source unit to support Using FIGS. 3, 4, and 5, the structure of support 12 that supports the light source unit and the state where light source unit 11 is attached to support 12 Indicates. The support 12 has a gentle curved surface as described above, but is shown by a straight line in these drawings.
FIG. 3 is a perspective view of the support 12 to which the light source unit 11 is attached as viewed from the side opposite to the side from which light is emitted (rear surface side).
As shown by cutting out in the upper left of the figure, the support 12 is provided with through holes 12a according to the number of light source units 11 to be attached. The front side of the through-hole 12a is a light emission port 12e, and the rear side is an insertion port for the light source unit 11.
The light source unit 11 is inserted into the through hole 12a by sliding along the bottom plate 12b and the side plate 12c of the through hole 12a from the rear surface side of the support 12.
In the inserted light source unit 11, positioning portions 11 g provided at the four corners of the light emission port 11 c of the light source unit 11 are positioned at the corners 12 d of positioning provided on the light emission side of the support 12 (only one place is visible in the figure). At the four corners), the position of the light emitted from the light source unit 11 in the optical axis direction is determined.

図4(a)は光源ユニット11が支持体12に取り付けられた状態を示す断面図である。光源ユニット11は、支持体12の位置決めの角部12dに、光源ユニット11の位置決め部11gが押し付けられ、光軸方向(図面左右方向)の位置が決まる。この状態で、支持体12の後面側から、光源ユニット11を支持体12の位置決めの角部12dに押さえつけて固定する固定部材12fのねじ12gを締めて固定する。
その後、光源ユニット11の後面に設けたコネクタ11hに、ランプ点灯や冷却ファンの電源等のケーブル12iが接続される。
支持体12の光出射側の光出射口12eの上部には、光源ユニットの冷却風を取り込むランプ冷却風導風口12hが設けられている。ランプ冷却風導風口12hは、光源ユニット11が挿入される貫通孔12aに連通し、その導風口12hは、光源ユニット11が支持体12の貫通孔12aに挿入され固定されたとき、光源ユニット11の冷却風取り入れ口11dと連通する。
これにより、光源ユニット11の冷却ファン11eが排気動作すると、冷却風は、支持体12のランプ冷却風導風口12hから光源ユニット11の冷却風取り入れ口11dに取り込まれ、光源ユニット11が冷却される。
図4(b)に光源ユニット11のベース部11r付近の拡大図を示す。
同図に示すようにベース部11rは、接着等により反射ミラー11b及びランプ11aに固定され、ベース部11rの側面には、通風孔11sが設けられている。この通風孔11sはランプ11aとベース部11rの間に設けられた空間11tを介して反射ミラー11b内の空間と連通している。また通風孔11sには金網が取り付けられている。
上記のように反射鏡の首部に放電ランプを固定し、この首部に冷却排風穴を設けて、冷却風を流すようにした光源装置は、例えば特許文献3に開示されている。
FIG. 4A is a cross-sectional view showing a state where the light source unit 11 is attached to the support 12. In the light source unit 11, the positioning portion 11g of the light source unit 11 is pressed against the positioning corner portion 12d of the support 12, and the position in the optical axis direction (the horizontal direction in the drawing) is determined. In this state, from the rear surface side of the support 12, the light source unit 11 is pressed against the positioning corner 12 d of the support 12 to fix the screw 12 g of the fixing member 12 f.
Thereafter, a cable 12i such as lamp lighting or a cooling fan power supply is connected to the connector 11h provided on the rear surface of the light source unit 11.
A lamp cooling air inlet 12h for taking in the cooling air of the light source unit is provided above the light exit 12e on the light exit side of the support 12. The lamp cooling air inlet 12h communicates with the through hole 12a into which the light source unit 11 is inserted. The air inlet 12h is inserted into the through hole 12a of the support 12 and fixed when the light source unit 11 is fixed. It communicates with the cooling air intake port 11d.
Thereby, when the cooling fan 11e of the light source unit 11 performs the exhaust operation, the cooling air is taken into the cooling air intake port 11d of the light source unit 11 from the lamp cooling air introduction port 12h of the support 12 and the light source unit 11 is cooled. .
FIG. 4B shows an enlarged view of the vicinity of the base portion 11r of the light source unit 11.
As shown in the figure, the base portion 11r is fixed to the reflecting mirror 11b and the lamp 11a by adhesion or the like, and a ventilation hole 11s is provided on the side surface of the base portion 11r. The ventilation hole 11s communicates with a space in the reflection mirror 11b through a space 11t provided between the lamp 11a and the base portion 11r. Further, a wire mesh is attached to the ventilation hole 11s.
For example, Patent Document 3 discloses a light source device in which a discharge lamp is fixed to a neck portion of a reflecting mirror as described above, and a cooling exhaust hole is provided in the neck portion so that cooling air flows.

支持体12は、取り付けられた光源ユニット11を安定して保持できるように、十分な幅(貫通孔の奥行き)が必要である。光源ユニット11の長さの半分以上の長さを有することが望ましい。
光源ユニット11の取り外しは、電源ケーブル12iをコネクタ11hからはずし、固定部材12fのねじ12g(図4参照)を緩め、光源ユニット11の後面に設けた取手11q(図2参照)を持ち、貫通孔12aに沿って光源ユニット11をスライドさせながら後面側に引き抜く。
The support 12 needs to have a sufficient width (depth of the through hole) so that the attached light source unit 11 can be stably held. It is desirable to have a length that is at least half the length of the light source unit 11.
To remove the light source unit 11, the power cable 12i is removed from the connector 11h, the screw 12g (see FIG. 4) of the fixing member 12f is loosened, and the handle 11q (see FIG. 2) provided on the rear surface of the light source unit 11 is held. The light source unit 11 is pulled out to the rear side while sliding along the line 12a.

図5は、光源部をインテグレータ側から見た図であり、光源ユニット11が取り付けられた状態を示している。
同図に示すように、光源ユニット11は縦横方向に配置される。支持体12の各光出射口12dの上部には、上記したランプ冷却風導風口12hが、また四隅には位置決めの角部12dが設けられている。
支持体12に支持される光源ユニット11の数は、要求される光照射領域の面積や照度から設計される。
例えば、光源ユニット11の発光手段が100Wの超超高圧水銀ランプの場合、従来の1灯の1kWの超高圧水銀ランプを用いた光照射装置と同等な特性を得るためには、10台の光源ユニットが必要である。同様に、光源ユニットの発光手段が200Wの超超高圧水銀ランプであって、1灯20kWの超高圧水銀ランプを用いた光照射装置と同等な特性を得るためには、100台の光源ユニット11が支持体12に取り付けられる。
FIG. 5 is a view of the light source unit as viewed from the integrator side, and shows a state where the light source unit 11 is attached.
As shown in the figure, the light source unit 11 is arranged in the vertical and horizontal directions. The lamp cooling air inlet 12h is provided above each light exit 12d of the support 12, and positioning corners 12d are provided at the four corners.
The number of light source units 11 supported by the support 12 is designed based on the required area and illuminance of the light irradiation region.
For example, in the case where the light emitting means of the light source unit 11 is a 100 W ultra-high pressure mercury lamp, in order to obtain characteristics equivalent to those of a conventional light irradiation device using a 1 kW ultra-high pressure mercury lamp, 10 light sources A unit is needed. Similarly, in order to obtain a characteristic equivalent to that of a light irradiation apparatus using a 200 W ultra-high pressure mercury lamp whose light-emitting means is a 200 W ultra-high pressure mercury lamp and one 20 kW ultra-high pressure mercury lamp, 100 light source units 11 are used. Is attached to the support 12.

(C)光源ユニットの冷却
前述したように、各々の光源ユニット11の光出射口11c付近の上面には冷却風取り入れ口11dが設けられ、また、光源ユニット11の後面(光出射口とは反対側)には、冷却風を排気させる冷却ファン11eが取り付けられており、この冷却ファン11eにより、冷却風は図4の矢印のように流れる。
すなわち、ランプ冷却風導風口12hから取り入れられた冷却風は、光源ユニット11の冷却風取り入れ口11dを介して、光源ユニット11内に導入される。この冷却風は、反射ミラー11bに設けられた開口11mを介して反射ミラー11b内に流入し、ランプ11aの上部や反射ミラー11bの上部反射面を冷却する。そして、ランプ11aと反射ミラー11bとを接続するベース部11rに設けられた前記空間11tを介して、通風孔11sに至り、通風孔11sより反射ミラー11bの裏面側に抜け、冷却ファン11eにより外部に排気される。
冷却ファン11eの動作は後述するように光照射装置の装置制御部により制御され、排気量が調整される。なお、冷却風の流れは、上記とは逆方向、即ち、光源ユニット11の後面に設けたファンにより、冷却風を光源ユニット11内に押し込み、光出射口付近の開口から吹き出すようにしても良い。
(C) Cooling of the light source unit As described above, the cooling air intake port 11d is provided on the upper surface in the vicinity of the light emitting port 11c of each light source unit 11, and the rear surface of the light source unit 11 (opposite to the light emitting port). The cooling fan 11e for exhausting the cooling air is attached to the side), and the cooling air flows by the cooling fan 11e as shown by the arrow in FIG.
That is, the cooling air introduced from the lamp cooling air inlet 12 h is introduced into the light source unit 11 through the cooling air inlet 11 d of the light source unit 11. This cooling air flows into the reflecting mirror 11b through the opening 11m provided in the reflecting mirror 11b, and cools the upper part of the lamp 11a and the upper reflecting surface of the reflecting mirror 11b. Then, through the space 11t provided in the base portion 11r that connects the lamp 11a and the reflection mirror 11b, it reaches the ventilation hole 11s, passes through the ventilation hole 11s to the back side of the reflection mirror 11b, and is externally connected by the cooling fan 11e. Exhausted.
As will be described later, the operation of the cooling fan 11e is controlled by the device control unit of the light irradiation device, and the displacement is adjusted. The flow of the cooling air may be reversed from the above, that is, the cooling air may be pushed into the light source unit 11 by a fan provided on the rear surface of the light source unit 11 and blown out from the opening near the light emission port. .

(D)シャッタ機構
次に、支持体12に設けられるシャッタ機構について説明する。
支持体12の各光出射口12eには、図6に示すシャッタ機構が設けられる(前記図3〜図5ではシャッタ機構については省略されている)。
図6に示すように、光源ユニット11が挿入されると、シャッタ12rが光出射側に倒れて開き、光源ユニット11が離脱すると、光出射口12eをふたするように立ち上がり閉となり、光照射装置からの反射光を遮光する。
図7にシャッタ機構の具体的構成例を示す。シャッタ12rは、支持体12に、コイルばね12s付きの蝶番12tにより取り付けられており、コイルばね12sにより、シャッタ12rは閉じる方向に付勢されている。
支持体12の位置決めの角部12dには、コイルばね12vを取り付けた連動用棒12uが設けられている。
連動用棒12uは、貫通孔12aに光源ユニット11が挿入されると押されて光出射側に伸び、光源ユニット11がなくなると、貫通孔12a側に引っ込む。
(D) Shutter mechanism Next, the shutter mechanism provided in the support body 12 is demonstrated.
A shutter mechanism shown in FIG. 6 is provided at each light exit port 12e of the support 12 (the shutter mechanism is omitted in FIGS. 3 to 5).
As shown in FIG. 6, when the light source unit 11 is inserted, the shutter 12r is tilted and opened to the light emitting side, and when the light source unit 11 is detached, the light emitting unit 12 rises and closes so as to cover the light emitting port 12e. The reflected light from the light is shielded.
FIG. 7 shows a specific configuration example of the shutter mechanism. The shutter 12r is attached to the support 12 by a hinge 12t with a coil spring 12s, and the shutter 12r is urged in the closing direction by the coil spring 12s.
An interlocking rod 12u to which a coil spring 12v is attached is provided at a positioning corner 12d of the support 12.
The interlocking rod 12u is pushed when the light source unit 11 is inserted into the through hole 12a and extends toward the light emitting side, and when the light source unit 11 disappears, the interlocking rod 12u is retracted toward the through hole 12a.

図8によりシャッタ機構の動作を説明する。
図8(a)に示すように、光源ユニット11が支持体12から取り外されている場合、シャッタ12rは蝶番12tのばねの力により支持体12に押し付けられ光出射口を閉じている。連動用棒12uもコイルばね12vの力により、貫通孔12a側に引っ込んでいる。
図8(b)に示すように、光源ユニット11が貫通孔12aに挿入されと、連動用棒12uが光源ユニット11の位置決め部11gに押されて光出射側に移動し、シャッタ12rを押す。これによりシャッタ12rが開き始める。
図8(c)に示すように支持体12の貫通孔12aに光源ユニット11が完全に挿入されると、連動用棒12uは光源ユニット11によりさらに押され、シャッタ12rは光出射側に倒れて、光出射口が開く。
また、支持体12から光源ユニット11が離脱されると、連動用棒12uはコイルばね12vの力により、支持体12の方に移動し、シャッタ12rは、蝶番12tのコイルばねの力により支持体12の光出射口12eのほうに移動し、シャッタ12rが光出射口12eを閉じる(図8(a)の状態に戻る)。
The operation of the shutter mechanism will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 8A, when the light source unit 11 is detached from the support body 12, the shutter 12r is pressed against the support body 12 by the spring force of the hinge 12t to close the light emission port. The interlocking rod 12u is also retracted to the through hole 12a side by the force of the coil spring 12v.
As shown in FIG. 8B, when the light source unit 11 is inserted into the through hole 12a, the interlocking rod 12u is pushed by the positioning portion 11g of the light source unit 11 to move to the light emitting side and pushes the shutter 12r. As a result, the shutter 12r starts to open.
When the light source unit 11 is completely inserted into the through hole 12a of the support 12 as shown in FIG. 8C, the interlocking rod 12u is further pushed by the light source unit 11, and the shutter 12r falls to the light emitting side. The light exit opens.
When the light source unit 11 is detached from the support body 12, the interlocking rod 12u moves toward the support body 12 by the force of the coil spring 12v, and the shutter 12r is supported by the force of the coil spring of the hinge 12t. Then, the shutter 12r closes the light exit port 12e (returns to the state shown in FIG. 8A).

(E)支持体の他の構成例
上述した支持体12は、貫通孔12aの側板12c、底板12b等が光源ユニット11を挿脱する際のガイドを兼ねていたが、貫通孔12aの奥行きを短くし、上記ガイドを別途設けてもよい。
図9、図10、図11に上記のように構成した支持体の構造例を示す。なお、支持体121は、前記したように緩やかな曲面を有するが、これらの図では直線で示す。
図9は、光源ユニット11が取り付けられた支持体12を、光が出射する側とは反対側(後面側)から見た斜視図である。
同図に示すように支持体12は、貫通孔を有する枠状体121と該枠状体121に立設したガイド122から構成される。ガイド122は、各枠状体121の四隅に取り付けられており、長手方向に直交する平面で切ったときの断面は略L字状である。上記枠状体121の貫通孔の奥行き方向の長さとガイド122の長手方向の長さを合わせた長さは、取り付けられた光源ユニット11を安定して保持できるように、前記したように光源ユニット11の長さの半分以上の長さを有することが望ましい。
(E) Other structural examples of the support The above-described support 12 also serves as a guide when the side plate 12c and the bottom plate 12b of the through hole 12a insert and remove the light source unit 11, but the depth of the through hole 12a is reduced. The guide may be provided separately by shortening.
9, 10, and 11 show structural examples of the support configured as described above. In addition, although the support body 121 has a gentle curved surface as mentioned above, in these figures, it shows with a straight line.
FIG. 9 is a perspective view of the support 12 to which the light source unit 11 is attached as viewed from the side opposite to the side from which light is emitted (rear surface side).
As shown in the figure, the support 12 includes a frame-like body 121 having a through hole and a guide 122 erected on the frame-like body 121. The guides 122 are attached to the four corners of each frame-like body 121, and the cross section when cut by a plane orthogonal to the longitudinal direction is substantially L-shaped. The length of the through hole of the frame-like body 121 and the length of the guide 122 in the depth direction are combined so that the attached light source unit 11 can be stably held as described above. It is desirable to have a length that is at least half the length of 11.

上記枠状体121の前面側は、光出射口12eであり、ガイド122の後面側は光源ユニット11の挿入口となる。
図10に示すように、光源ユニット11は上記ガイド122に沿わせてスライドさせて挿入される。なお、図示していないが、上記枠状体121の四隅には、前記した位置決めの角部が設けられ、光源ユニット11を挿入したとき、前記光源ユニット11の光出射口11cの四隅に設けた位置決め部11gとぶつかり、光源ユニット11から出射される光の光軸方向の位置が決まる。
光源ユニット11の支持体12への固定は、前記したように光源ユニット11に設けられた固定部材をねじ等により、ガイド122に固定するするようにしてもよいが、例えば、図11に示すように、ばねを用いてもよい。
すなわち、同図に示すように、光源ユニット11を上記ガイド122に沿ってスライド挿入させたのち、光源ユニット11の後面側を、両端をガイド122に係止させたばね124で抑えつけるようにしてもよい。
The front surface side of the frame-shaped body 121 is a light emission port 12 e, and the rear surface side of the guide 122 is an insertion port for the light source unit 11.
As shown in FIG. 10, the light source unit 11 is slid along the guide 122 and inserted. Although not shown, the corners for positioning described above are provided at the four corners of the frame-like body 121. When the light source unit 11 is inserted, the corners 121 are provided at the four corners of the light emission port 11c of the light source unit 11. Colliding with the positioning portion 11g, the position of the light emitted from the light source unit 11 in the optical axis direction is determined.
The light source unit 11 may be fixed to the support 12 by fixing the fixing member provided on the light source unit 11 to the guide 122 with screws or the like as described above. For example, as shown in FIG. In addition, a spring may be used.
That is, as shown in the figure, after the light source unit 11 is slid and inserted along the guide 122, the rear surface side of the light source unit 11 is held down by the spring 124 with both ends locked to the guide 122. Good.

(F)光源ユニットのランプ点灯状態の検出
前記した図2に示したように、各光源ユニット11には、ランプの点灯状態を検出するモニタ11nが取り付けられている。
同図に示されたモニタ11nは、可視赤外領域に感度を有した照度モニタである。反射ミラー11bの裏面側に設けられ、反射ミラー11bを透過する可視赤外領域の光の照度を測定する。測定された照度は、電気信号に変換され、後述する光照射装置の装置制御部に送信する。
露光に使用されるのは紫外領域の光であるが、ランプ11aから放射される紫外線の強度と、可視光または赤外線の強度は相関性を有するので、可視光または赤外線の照度を測定することにより、紫外線の照度低下を検出することができる。
装置制御部は光源ユニットから送信された照度信号に基づき、あらかじめ設定された基準照度値と比較して、基準照度値以下の場合は、ランプの交換時期が来たことを示す警告を表示する。
(F) Detection of lamp lighting state of light source unit As shown in FIG. 2 described above, each light source unit 11 is provided with a monitor 11n for detecting the lighting state of the lamp.
The monitor 11n shown in the figure is an illuminance monitor having sensitivity in the visible infrared region. The illuminance of light in the visible infrared region that is provided on the back side of the reflection mirror 11b and passes through the reflection mirror 11b is measured. The measured illuminance is converted into an electrical signal and transmitted to the device controller of the light irradiation device described later.
Although light in the ultraviolet region is used for exposure, the intensity of ultraviolet light emitted from the lamp 11a and the intensity of visible light or infrared light have a correlation, so that by measuring the illuminance of visible light or infrared light, It is possible to detect a decrease in the illuminance of ultraviolet rays.
Based on the illuminance signal transmitted from the light source unit, the apparatus control unit displays a warning indicating that it is time to replace the lamp when the illuminance value is equal to or lower than the reference illuminance value set in advance.

なお、ランプ11aの点灯状態を検出するモニタは、ランプ11aに供給される電力を検出するものでも良い。その一例として、ランプ11aに供給される電流値や、ランプに電流が流れている時間から点灯時間を計測する方法について簡単に説明する。
ランプ11aは点灯時には電流が流れるが、消灯時には電流が流れない。したがって、ランプ点灯中に電流が流れなくなった場合は、ランプ11aが何らかの原因で消灯したことを示す。各光源ユニット11に接続されている点灯電源の制御回路において、ランプに供給される電流値を検出し、電流値が0になった時は、ランプが点灯中に消灯したことを示す信号を装置制御部に送信する。装置制御部はこの信号に基づきランプ交換が必要であることを示す警告を表示する。
また、各光源ユニット11に接続されている点灯電源において、ランプ11aに供給される電流が流れている時間から点灯時間を計測し、その時間信号を装置制御部に送信するようにしてもよい。
装置制御部は光源ユニット11から送信された点灯時間信号に基づき、あらかじめ設定された点灯寿命時間と比較して、点灯寿命時間を超えた場合は、ランプの交換時期が来たことを示す警告を表示する。
The monitor that detects the lighting state of the lamp 11a may be one that detects the power supplied to the lamp 11a. As an example, a method for measuring the lighting time from the value of the current supplied to the lamp 11a and the time during which the current flows through the lamp will be briefly described.
A current flows through the lamp 11a when it is turned on, but no current flows when it is turned off. Therefore, if the current stops flowing while the lamp is on, it indicates that the lamp 11a has been extinguished for some reason. In the control circuit of the lighting power source connected to each light source unit 11, the current value supplied to the lamp is detected, and when the current value becomes 0, a signal indicating that the lamp is turned off during lighting is provided. Send to the control unit. Based on this signal, the device control unit displays a warning indicating that the lamp needs to be replaced.
Further, in the lighting power source connected to each light source unit 11, the lighting time may be measured from the time during which the current supplied to the lamp 11a flows, and the time signal may be transmitted to the apparatus control unit.
Based on the lighting time signal transmitted from the light source unit 11, the device control unit gives a warning indicating that it is time to replace the lamp when the lighting life time is exceeded as compared with a preset lighting life time. indicate.

(G)点灯電源および装置制御部
図12に光照射装置全体を制御する装置制御部と、各光源ユニットごとに設けられた点灯電源との接続関係を示す。
図12に示すように、各光源ユニット11には、それぞれの発光手段であるランプに電力を供給する点灯電源30が独立して接続されている。また、各点灯電源30の制御回路40は、光照射装置の装置制御部50に接続されている。
装置制御部50は、露光装置の制御系から送られてくる露光面照度のモニタ信号、点灯指令信号等を受信するとともに、各点灯電源30の制御回路40から送られてくるランプ点灯信号、ランプ電流信号、ランプ電力信号、ランプ点灯時間信号、各光源ユニット11に設けられたモニタ11nからのモニタ信号等のランプ点灯状態を示す信号、また、冷却ファン駆動出力信号等を受信する。
そして、各点灯電源30の制御回路40へ、ランプ点灯指令、ランプ電力制御信号、冷却ファン11eの駆動制御信号等の制御信号を送出するとともに、表示部51にランプ交換が必要になったことや、異常状態の発生等の情報を表示する。
(G) Lighting Power Supply and Device Control Unit FIG. 12 shows a connection relationship between a device control unit that controls the entire light irradiation device and a lighting power supply provided for each light source unit.
As shown in FIG. 12, each light source unit 11 is independently connected with a lighting power source 30 that supplies power to a lamp that is a light emitting unit. Moreover, the control circuit 40 of each lighting power supply 30 is connected to the apparatus control part 50 of a light irradiation apparatus.
The apparatus control unit 50 receives an exposure surface illuminance monitor signal, a lighting command signal, and the like sent from the control system of the exposure apparatus, as well as a lamp lighting signal and a lamp sent from the control circuit 40 of each lighting power source 30. A signal indicating a lamp lighting state such as a current signal, a lamp power signal, a lamp lighting time signal, a monitor signal from a monitor 11n provided in each light source unit 11, a cooling fan drive output signal, and the like are received.
Then, a control signal such as a lamp lighting command, a lamp power control signal, and a driving control signal for the cooling fan 11e is sent to the control circuit 40 of each lighting power supply 30, and the display unit 51 needs to be replaced with a lamp. Display information such as the occurrence of abnormal conditions.

図13は点灯電源30の第1の構成例を示す図であり、同図はDC電源と給電回路を一体にして点灯電源を構成した場合を示している。
同図に示すように、点灯電源30は、DC電源である1次整流平滑回路31と給電回路32とスタータ33とランプ電流を検出する電流モニタ34から構成され、上記給電回路32は、インバータ回路32a、昇圧回路であるトランス32b、2 次整流平滑回路32cから構成される。
また、上記DC電源である一次整流平滑回路31は、光照射装置が設置される工場の商用電源等に接続される。
上記点灯電源30には制御回路40が接続され、制御回路40は、装置制御部50から送られてきた制御信号に基づき、ランプ11aの点灯/消灯制御、ランプ11aに供給される電力のフィードバック制御、冷却ファン11eの駆動制御を行う。また、ランプ11aの点灯状態を示す信号や、冷却ファン11eの駆動出力信号などの信号を前記装置制御部40に送出する。
FIG. 13 is a diagram illustrating a first configuration example of the lighting power source 30. FIG. 13 illustrates a case where the lighting power source is configured by integrating the DC power source and the power feeding circuit.
As shown in the figure, the lighting power source 30 includes a primary rectifying / smoothing circuit 31 that is a DC power source, a power feeding circuit 32, a starter 33, and a current monitor 34 that detects a lamp current. The power feeding circuit 32 is an inverter circuit. 32a, a transformer 32b as a booster circuit, and a secondary rectifying / smoothing circuit 32c.
The primary rectifying / smoothing circuit 31 serving as the DC power source is connected to a commercial power source or the like of a factory where the light irradiation device is installed.
A control circuit 40 is connected to the lighting power source 30, and the control circuit 40 controls lighting / extinguishing of the lamp 11 a and feedback control of power supplied to the lamp 11 a based on a control signal sent from the device control unit 50. Then, drive control of the cooling fan 11e is performed. In addition, a signal indicating the lighting state of the lamp 11 a and a drive output signal of the cooling fan 11 e are sent to the device control unit 40.

装置制御部50から、点灯電源30の制御回路40に、ランプ点灯信号が入力されると、スタータ33が動作し、光源ユニット11のランプ11aが点灯される。
ランプ11aが点灯すると、制御回路40には、給電回路32の出力側に設けられたランプ電流を検出する電流モニタ34からの電流信号や、給電回路32の2次整流平滑回路32cの電圧信号が入力され、ランプ11aの安定した点灯が保たれるよう電力が制御される。
また、制御回路40は、ランプ11aに電流が流れたことを電流モニタ34により検出すると、ランプ11aが点灯したとして、ランプ点灯信号を装置制御部50に送るとともに、冷却ファン11eの駆動信号を出力し、冷却ファン11eを回転させる。
また、装置制御部50から、制御回路40に対し電力指令信号が入力されると、制御回路40は、ランプ11aに供給する電力を変化させ、ランプ11aの明るさ、即ち光照射面での照度を変える。
ランプ11aが消灯すると、点灯電源30の給電回路32の出力側には電流は流れなくなる。ランプ点灯中、電流モニタ34が電流値0を検出すると、ランプ11aが何らかの原因で消灯したとして、制御回路40はランプ消灯信号を装置制御部50に出力する。
また、制御回路40はランプ11aに電流が流れている時間をカウントし、ランプ11aの点灯時間を計測し、点灯時間信号を装置制御部50に出力する。
When a lamp lighting signal is input from the device control unit 50 to the control circuit 40 of the lighting power source 30, the starter 33 operates and the lamp 11a of the light source unit 11 is turned on.
When the lamp 11a is turned on, the control circuit 40 receives a current signal from a current monitor 34 that detects a lamp current provided on the output side of the power feeding circuit 32 and a voltage signal of the secondary rectifying and smoothing circuit 32c of the power feeding circuit 32. The power is controlled so that the lamp 11a is stably lit.
When the current monitor 34 detects that the current has flown through the lamp 11a, the control circuit 40 sends a lamp lighting signal to the apparatus control unit 50 and outputs a driving signal for the cooling fan 11e, assuming that the lamp 11a is turned on. Then, the cooling fan 11e is rotated.
Further, when a power command signal is input from the device control unit 50 to the control circuit 40, the control circuit 40 changes the power supplied to the lamp 11a, and the brightness of the lamp 11a, that is, the illuminance on the light irradiation surface. change.
When the lamp 11a is turned off, no current flows to the output side of the power supply circuit 32 of the lighting power supply 30. When the current monitor 34 detects a current value of 0 while the lamp is lit, the control circuit 40 outputs a lamp extinction signal to the device controller 50, assuming that the lamp 11a is extinguished for some reason.
Further, the control circuit 40 counts the time during which the current flows through the lamp 11 a, measures the lighting time of the lamp 11 a, and outputs a lighting time signal to the device controller 50.

図14(a)に点灯電源の別の構成例を示す。同図は図13の1次整流平滑回路30aに相当する部分を、DC電源として点灯電源本体30’とは別体とした構成例である。
この場合、点灯電源本体30’は、昇圧された電力をランプに供給する給電回路32と、スタータ33と、ランプの供給電力を検出する例えば電流モニタ34のみの構成となり、給電回路32には、別体で設けたDC電源35から直流電圧が供給される。
なお、図13では給電回路32がインバータ回路32aとトランス32bと2次整流平滑回路32cで構成される場合を示したが、給電回路を図14(a)に示すように、降圧チョッパ回路32dと平滑回路32eから構成してもよい。
図14(b)は上記DC電源35の構成例を示す図である。DC電源は、例えば一次整流平滑回路35aとインバータ回路35bとトランス35cと2次整流平滑回路35dかから構成され、商用電源から供給される電圧をインバータ回路35bとトランス35cにより昇圧し、例えば370Vの直流電圧を給電回路32に供給する。なお、昇圧する必要がない場合には、前記図13に示したように、DC電源を整流・平滑回路から構成することもできる。
FIG. 14A shows another configuration example of the lighting power source. This figure shows a configuration example in which a portion corresponding to the primary rectifying / smoothing circuit 30a of FIG. 13 is separated from the lighting power source main body 30 ′ as a DC power source.
In this case, the lighting power source main body 30 ′ has only a power supply circuit 32 that supplies boosted power to the lamp, a starter 33, and a current monitor 34 that detects the power supplied to the lamp, and the power supply circuit 32 includes A DC voltage is supplied from a DC power supply 35 provided separately.
Although FIG. 13 shows the case where the power feeding circuit 32 is configured by an inverter circuit 32a, a transformer 32b, and a secondary rectifying / smoothing circuit 32c, the power feeding circuit includes a step-down chopper circuit 32d as shown in FIG. You may comprise from the smoothing circuit 32e.
FIG. 14B is a diagram illustrating a configuration example of the DC power source 35. The DC power source is composed of, for example, a primary rectifying / smoothing circuit 35a, an inverter circuit 35b, a transformer 35c, and a secondary rectifying / smoothing circuit 35d. The voltage supplied from the commercial power source is boosted by the inverter circuit 35b and the transformer 35c, for example, 370V A DC voltage is supplied to the power feeding circuit 32. When there is no need to boost the voltage, the DC power source can be constituted by a rectifying / smoothing circuit as shown in FIG.

図15(a)は、図14(a)の変形例であり、スタータを用いない例である。
この場合、スタータに代えて外部トリガー用高圧回路36を用い、始動用高圧パルスをオープン電圧に重畳させずに、外部トリガーによりランプの外側から供給して絶縁破壊させランプを点灯させる。
図14(a)、図15(a)のように、DC電源を別体とすると、例えば図15(b)に示すように、商用電源が供給される一つのDC電源35に対して、複数の点灯電源本体30’と光源ユニット11の組を接続することができる。
このようにすれば、個々の光源ユニットそれぞれにDC電源を設ける必要がなく、装置全体の大きさを小型化することができる。
FIG. 15A is a modification of FIG. 14A, and is an example in which a starter is not used.
In this case, the external trigger high voltage circuit 36 is used instead of the starter, and the starting high voltage pulse is not superimposed on the open voltage, but supplied from the outside of the lamp by the external trigger to cause dielectric breakdown to light the lamp.
As shown in FIG. 14A and FIG. 15A, when the DC power source is separated, for example, as shown in FIG. 15B, a plurality of DC power sources 35 are supplied to one DC power source 35 to which commercial power is supplied. A set of the lighting power source body 30 ′ and the light source unit 11 can be connected.
In this way, it is not necessary to provide a DC power source for each light source unit, and the overall size of the apparatus can be reduced.

(H)本実施例の光照射装置の動作
図16により、本実施例の光照射装置の動作について説明する。
(i) 装置制御部50から、各光源ユニット11の点灯電源に点灯信号が送られ、点灯電源は各光源ユニット11のランプ11aに電力を供給し、光源ユニット11のランプ11aを点灯させる。
(ii)ランプ11aが点灯すると、各光源ユニット11から紫外線を含む光が放射される。前記図1に示したように、光源ユニット11からの光はインテグレータ20の入射面で重ね合わされる。
また、ランプ11aの点灯と連動して、各光源ユニット11の冷却ファン11eが動作し、冷却風によりランプ11aや反射ミラー11b等が冷却される。
(iii)図2に示した照度モニタ11nによる照度測定や、点灯電源30によりランプ11aに供給される電力の検出、ランプの点灯時間の計測により得られた照度信号、電力信号、点灯時間信号等の各光源ユニット11のランプ11aの点灯状態を示す信号は、装置制御部50に送られ、あらかじめ設定された基準値と比較される。
(H) Operation of the light irradiation device of this embodiment
The operation of the light irradiation apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.
(i) A lighting signal is sent from the device control unit 50 to the lighting power source of each light source unit 11, and the lighting power source supplies power to the lamp 11 a of each light source unit 11 to light the lamp 11 a of the light source unit 11.
(ii) When the lamp 11a is turned on, light including ultraviolet rays is emitted from each light source unit 11. As shown in FIG. 1, the light from the light source unit 11 is superimposed on the incident surface of the integrator 20.
In conjunction with the lighting of the lamp 11a, the cooling fan 11e of each light source unit 11 operates, and the lamp 11a, the reflecting mirror 11b, and the like are cooled by the cooling air.
(iii) Illuminance measurement by the illuminance monitor 11n shown in FIG. 2, detection of power supplied to the lamp 11a by the lighting power source 30, measurement of lighting time of the lamp, power signal, lighting signal, etc. A signal indicating the lighting state of the lamp 11a of each light source unit 11 is sent to the device control unit 50 and compared with a preset reference value.

(iv)照度信号、電力信号、点灯時間信号等が基準値による許容範囲から外れておらずランプ11aの点灯状態に問題がなく、また、照射面に設けられた照度モニタにより検出される照度が許容範囲にあれば、各ランプ11aの出力(各光源ユニット11からの出力)が安定後、図1に示した露光処理を行う液晶基板または半導体基板等のワーク25が順次ワークステージ24に搬入され、パターンが形成されたマスク23と位置合せされた後、紫外線を含む光を照射し露光処理される。
(v)露光処理中、装置制御部50は、照度信号、電力信号、点灯時間信号等のランプの点灯状態を示す信号を基準値と常に比較し、上記信号が基準値による許容範囲から外れると、装置制御部50はランプの交換が必要なことを表示部51に表示する。
(iv) The illuminance signal, power signal, lighting time signal, etc. are not deviated from the allowable range by the reference value, and there is no problem in the lighting state of the lamp 11a, and the illuminance detected by the illuminance monitor provided on the irradiation surface is If within the allowable range, after the output of each lamp 11a (output from each light source unit 11) is stabilized, the workpiece 25 such as a liquid crystal substrate or a semiconductor substrate for performing the exposure processing shown in FIG. Then, after alignment with the mask 23 on which the pattern is formed, light containing ultraviolet rays is irradiated and exposed.
(V) During the exposure process, the apparatus control unit 50 always compares a signal indicating the lighting state of the lamp, such as an illuminance signal, a power signal, and a lighting time signal, with a reference value, and when the signal is out of an allowable range based on the reference value. The device control unit 50 displays on the display unit 51 that the lamp needs to be replaced.

(I)ランプ交換時の作業手順
次にランプ交換時(光源ユニット取り外し時)の作業手順について説明する。
作業者は、装置制御部50の表示部51の表示に基づき、必要と判断すれば、ランプの交換作業を行う。なお、以下の説明では、支持体12が図3〜図5で示したものである場合について説明するが、前記図9、図10、図11に示した構造の支持体の場合も作業手順は同様である。
まず、交換の対象となる光源ユニット11への電源供給を止める。光源ユニット11から、前記図4に示した電源ケーブル12iと固定手段12fを取り外し、光源ユニットの後面の取手11q(図2、図3参照)を持ち、支持体12の貫通孔12aから後面側に引き抜く。
なお、光源ユニット11を引き抜くと、図8に示したようにシャッタ12rが閉じるので、光照射装置からの反射光が、支持体12の後面側にもれることがなく、作業者が光にさらされることがない。
また、光源ユニット11を固定する固定手段12fが、光源ユニット11の後面(支持体12の後面側)に設けられているので、作業者は光が照射され、また高温になっている光源ユニット11の前面や、支持体12の光照射口付近に手を近づける必要はなく、安全に交換作業が行える。
(I) Work procedure at the time of lamp replacement Next, the work procedure at the time of lamp replacement (when the light source unit is removed) will be described.
If the operator determines that it is necessary based on the display on the display unit 51 of the apparatus control unit 50, the operator performs a lamp replacement operation. In the following description, the case where the support 12 is the one shown in FIGS. 3 to 5 will be described. However, the work procedure is also applicable to the support having the structure shown in FIGS. 9, 10, and 11. It is the same.
First, power supply to the light source unit 11 to be replaced is stopped. 4 is removed from the light source unit 11 and has a handle 11q on the rear surface of the light source unit (see FIG. 2 and FIG. 3), from the through hole 12a of the support 12 to the rear surface side. Pull out.
When the light source unit 11 is pulled out, the shutter 12r closes as shown in FIG. 8, so that the reflected light from the light irradiation device does not leak to the rear side of the support 12 and the operator is exposed to the light. It will not be.
Moreover, since the fixing means 12f for fixing the light source unit 11 is provided on the rear surface of the light source unit 11 (the rear surface side of the support 12), the operator is irradiated with light and the light source unit 11 is at a high temperature. Therefore, it is not necessary to bring a hand close to the front surface or the vicinity of the light irradiation port of the support 12, and the replacement work can be performed safely.

図17に示すように、交換対象の光源ユニット11を取り外した時、他の光源ユニット11はそのまま光を出射しており、光照射装置は露光処理動作を継続している。
取り外した光源ユニット11のランプ11aを新しいものに交換する。この時、ランプが反射ミラー11bに固定された一体構造であり、ランプと反射ミラーを一式で同時に交換できるようにしておけば、ランプ11aと反射ミラー11bの位置合せ(軸調)を行う必要がなく、交換時間が短くなる。
ランプ11aの交換が終われば、光源ユニット11を上記したのと逆の手順で支持体12に取り付け、電力を供給してランプ11aを点灯させる。
なお、ランプの交換は、あらかじめ新しいランプを取り付けた予備の光源ユニットを準備しておき、光源ユニットごと交換しても良い。
As shown in FIG. 17, when the light source unit 11 to be replaced is removed, the other light source units 11 emit light as they are, and the light irradiation device continues the exposure processing operation.
The lamp 11a of the removed light source unit 11 is replaced with a new one. At this time, if the lamp is fixed to the reflecting mirror 11b and the lamp and the reflecting mirror can be exchanged at the same time, the lamp 11a and the reflecting mirror 11b need to be aligned (axially adjusted). The replacement time is shortened.
When the replacement of the lamp 11a is completed, the light source unit 11 is attached to the support 12 in the reverse procedure as described above, and power is supplied to turn on the lamp 11a.
Note that the lamp may be replaced by preparing a spare light source unit with a new lamp attached in advance and replacing the entire light source unit.

(J)ランプ交換時(光源ユニット取り外し時)の照度制御
上記したように、ランプ交換時も、光照射装置は露光処理動作を継続する。この時、光照射領域の照度は、取り外された光源ユニットの数分だけ低下する。
しかし、例えば、光源ユニット11を100個用いた装置の場合、1個の光源ユニット11が消灯していたとしても、照度低下は1/100となり、露光処理のプロセスマージンに含まれ、実質的な問題はない場合が多い。したがって、消灯している(取り外している)光源ユニット11の数が少なければ、問題なく露光処理を継続することができる。
使用する光源ユニットの数が比較的少ない、また、プロセスマージンが厳しいなどの理由で、光源ユニット11を取り外した時の照度低下が、そのままでは露光処理に影響を与える場合は、照度が低下する1/(光源の個数)の割合だけ、露光時間を長くしたり、あるいは、他の光源ユニット11のランプ11aの電力を上げることにより光強度を上げ、照度を維持する。
なお、超超高圧水銀ランプを用いれば、入力電力を変化させられる幅が広いので、光強度を変化させて照度を一定に制御し露光処理をおこなう場合には有利である。
(J) Illuminance control at the time of lamp replacement (when the light source unit is removed) As described above, the light irradiation device continues the exposure processing operation even at the time of lamp replacement. At this time, the illuminance of the light irradiation area decreases by the number of the removed light source units.
However, for example, in the case of an apparatus using 100 light source units 11, even if one light source unit 11 is turned off, the decrease in illuminance is 1/100, which is included in the process margin of exposure processing, and is substantially reduced. There is often no problem. Therefore, if the number of light source units 11 that are turned off (removed) is small, the exposure process can be continued without any problem.
If the number of light source units to be used is relatively small and the process margin is strict, the decrease in illuminance when the light source unit 11 is removed affects the exposure process as it is. By increasing the exposure time by the ratio of / (number of light sources) or increasing the power of the lamps 11a of the other light source units 11, the light intensity is increased and the illuminance is maintained.
If an ultra-high pressure mercury lamp is used, there is a wide range in which the input power can be changed. Therefore, it is advantageous when exposure is performed by changing the light intensity and controlling the illuminance to be constant.

光強度を上げる場合は、図12に示した装置制御部50から、交換対象以外の光源ユニット11の点灯電源の制御回路40に、ランプ11aの電力を上げるように電力増加指令を送る。点灯電源30の制御回路40はその信号に基づき、ランプ11aに供給する電力を大きくする。
ランプからの光強度は供給電力に比例して大きくなり、光照射面の照度は、光を出射する光源ユニット減っても維持される。
また、ランプ11aの出力が大きくなるので、ランプ11aの温度が高くなり、したがって、光源ユニット11は、冷却風量を増加させる必要がある。そのため、点灯電源30の電流モニタ34が、入力電力の増加に伴い、電流が増えたことを検出する。
制御回路40は、電流増加信号を装置制御部50に送信する。装置制御部50は、電流増加信号に基づき、光源ユニットの冷却ファンの回転数を上げるような指令を、光源ユニット11の制御回路40に送り、制御回路40は冷却風量を増加させる。
また、ランプ11aを交換した光源ユニット11が支持体12に取り付けられると、装置制御部50は、光源ユニット11の制御回路40に、ランプ11aの電力を下げるように電力減少指令を送る。点灯電源30の制御回路40はその信号に基づき、ランプ11aに供給する電力を交換前の電力に戻す。
なお、支持体12に予備の光源ユニットを取り付けておき、通常は点灯させず、光源ユニットの交換時に点灯させるようにしても良い。
When increasing the light intensity, a power increase command is sent from the apparatus control unit 50 shown in FIG. 12 to the lighting power control circuit 40 of the light source unit 11 other than the replacement target so as to increase the power of the lamp 11a. Based on the signal, the control circuit 40 of the lighting power supply 30 increases the power supplied to the lamp 11a.
The light intensity from the lamp increases in proportion to the supplied power, and the illuminance on the light irradiation surface is maintained even if the light source unit that emits light is reduced.
Further, since the output of the lamp 11a is increased, the temperature of the lamp 11a is increased. Therefore, the light source unit 11 needs to increase the amount of cooling air. Therefore, the current monitor 34 of the lighting power supply 30 detects that the current has increased as the input power increases.
The control circuit 40 transmits a current increase signal to the device control unit 50. The device control unit 50 sends a command to increase the number of rotations of the cooling fan of the light source unit to the control circuit 40 of the light source unit 11 based on the current increase signal, and the control circuit 40 increases the amount of cooling air.
When the light source unit 11 with the replaced lamp 11 a is attached to the support 12, the device control unit 50 sends a power reduction command to the control circuit 40 of the light source unit 11 so as to reduce the power of the lamp 11 a. Based on the signal, the control circuit 40 of the lighting power supply 30 returns the power supplied to the lamp 11a to the power before the replacement.
Note that a spare light source unit may be attached to the support 12 so that it is not normally lit but is lit when the light source unit is replaced.

(2)第1の実施例の変形例
図18は上記第1の実施例の光照射装置の変形例を示す図である。
同図に示すように、各光源ユニット11からの光をファィバ26に入射し、インテグレータ20の入射面にまで導光する。
このように構成すれば、すべての光源ユニット11を一つの支持体に取り付ける必要がなくなるので、光照射装置の設計の自由度があがるとともに、小型化が可能となる。
各ファイバ26は、光出射口付近で、ファイバ支持部材27によりまとめられて保持される。
ファイバ支持部材27は、第1の実施例の光源ユニットの支持体12と同様に、放物面または楕円面に沿った緩やかな曲面形状であり、各ファイバ26の光出射口から放射される光が、光照射領域であるインテグレータ20の入射面において重なり合うように、支持部材の周辺部に向かうにつれて、ファイバ26を徐々に傾けて支持している。
(2) Modification of First Embodiment FIG. 18 is a view showing a modification of the light irradiation apparatus of the first embodiment.
As shown in the figure, the light from each light source unit 11 enters the fiber 26 and is guided to the entrance surface of the integrator 20.
If comprised in this way, since it becomes unnecessary to attach all the light source units 11 to one support body, while the freedom degree of design of a light irradiation apparatus goes up, size reduction is attained.
The fibers 26 are held together by a fiber support member 27 in the vicinity of the light exit.
The fiber support member 27 has a gently curved surface shape along a paraboloid or an elliptical surface, similarly to the support 12 of the light source unit of the first embodiment, and light emitted from the light exit of each fiber 26. However, the fiber 26 is supported by being gradually inclined toward the periphery of the support member so as to overlap on the incident surface of the integrator 20 that is the light irradiation region.

(3)第2の実施例
第1の実施例においては光源ユニット11の発光手段がランプの場合について説明したが、光源ユニットの発光手段として紫外線を放射する発光ダイオード(UV−LED)を用いることもできる。
図19に発光手段として発光ダイオード(LED)を使用した場合の光源ユニット11の構成例を示す。
LEDは、近年380nmや365nmの紫外線を放射するものが開発されている。現状まだ出力が小さいので、一つのユニットに複数設ける。
図19に示すように、UV−LED111は一枚の電源供給用の基板112上に複数並べて配置する。基板112の裏面側には放熱用のフィン113を設け、LED111の加熱を防ぎ、光源ユニット11の後面から冷却ファン11eにより排気する。
(3) Second Embodiment In the first embodiment, the light emitting unit of the light source unit 11 is a lamp. However, a light emitting diode (UV-LED) that emits ultraviolet rays is used as the light emitting unit of the light source unit. You can also.
FIG. 19 shows a configuration example of the light source unit 11 when a light emitting diode (LED) is used as the light emitting means.
In recent years, LEDs that emit ultraviolet rays of 380 nm or 365 nm have been developed. Since the output is still small at present, a plurality of units are provided in one unit.
As shown in FIG. 19, a plurality of UV-LEDs 111 are arranged side by side on a single power supply substrate 112. A heat dissipating fin 113 is provided on the back side of the substrate 112 to prevent the LED 111 from being heated and exhausted from the rear surface of the light source unit 11 by the cooling fan 11e.

UV−LED111はUVを放射する発光素子111aをミラー面111bの中に収めた小さなユニットとして市販されており、放射される光の発散角が大きい。そのため光出射側には、集光レンズ111cが取り付けられる。この集光レンズ111cが、発光手段からの光を指向性を持たせて放射させる光学部材となる。
また、各光源ユニット11には、第1の実施例と同様に、照度モニタ11nを取り付け、発光手段であるLED111の照度をモニタし、装置制御部50に送信する。
なお、このモニタ11nは、各光源ユニット11に接続されている点灯電源において、LED111に供給される電力や点灯時間を検出するものでも良い。
第1の実施例と同様に、装置制御部50の表示部51は、検出された照度信号、電力信号、点灯時間信号に基づき、LED111の交換が必要になった場合、そのことを表示する。
その他の構成は、第1の実施例の光照射ユニットと同様であり、またその動作、交換手順なども前記した通りである。
The UV-LED 111 is commercially available as a small unit in which a light emitting element 111a that emits UV is housed in a mirror surface 111b, and has a large divergence angle of emitted light. Therefore, the condensing lens 111c is attached to the light emitting side. The condensing lens 111c serves as an optical member that emits light from the light emitting means with directivity.
Further, similarly to the first embodiment, the illuminance monitor 11n is attached to each light source unit 11, and the illuminance of the LED 111 which is a light emitting means is monitored and transmitted to the apparatus control unit 50.
The monitor 11n may be one that detects the power supplied to the LED 111 and the lighting time in a lighting power source connected to each light source unit 11.
Similar to the first embodiment, the display unit 51 of the device control unit 50 displays that when the LED 111 needs to be replaced based on the detected illuminance signal, power signal, and lighting time signal.
Other configurations are the same as those of the light irradiation unit of the first embodiment, and the operation and replacement procedure thereof are also as described above.

本発明の第1の実施例の光照射装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the light irradiation apparatus of 1st Example of this invention. 発光手段としてランプを用いた光源ユニット11の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the light source unit 11 which used the lamp | ramp as the light emission means. 光源ユニット11が取り付けられた支持体12を、光が出射する側とは反対側(後面側)から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the support body 12 with which the light source unit 11 was attached from the opposite side (rear surface side) from the side which light radiate | emits. 光源ユニット11が支持体12に取り付けられた状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where the light source unit 11 is attached to the support 12. 光源部をインテグレータ側から見た図である。It is the figure which looked at the light source part from the integrator side. 支持体に設けられるシャッタ機構を示す図である。It is a figure which shows the shutter mechanism provided in a support body. シャッタ機構の具体的な構成例を示す図である。It is a figure which shows the specific structural example of a shutter mechanism. シャッタ機構の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of a shutter mechanism. 支持体の他の構成例を示す図(後面側から見た斜視図)である。It is a figure (perspective view seen from the rear surface side) which shows the other structural example of a support body. 図9に示す支持体への光源ユニットの取り付けを説明する図である。It is a figure explaining attachment of the light source unit to the support body shown in FIG. 図9に示す支持体への光源ユニットの固定方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fixing method of the light source unit to the support body shown in FIG. 光照射装置全体を制御する装置制御部と各光源ユニットごとに設けられた点灯電源との接続関係を示す図である。It is a figure which shows the connection relationship between the apparatus control part which controls the whole light irradiation apparatus, and the lighting power supply provided for each light source unit. 点灯電源の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a lighting power supply. 点灯電源の他の構成例およびDC電源の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a lighting power supply, and the structural example of DC power supply. 点灯電源の他の構成例および共通のDC電源を用いた場合の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a lighting power supply, and the structural example at the time of using a common DC power supply. 本発明の第1の実施例の光照射装置の動作を説明する流れ図である。It is a flowchart explaining operation | movement of the light irradiation apparatus of the 1st Example of this invention. 光源ユニット交換作業を説明する図である。It is a figure explaining light source unit exchange work. 第1の実施例の光照射装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the light irradiation apparatus of 1st Example. 発光手段としてLEDを用いた光源ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light source unit using LED as a light emission means.

符号の説明Explanation of symbols

10 光源部
11 光源ユニット
12 支持体
20 インテグレータ
21 コリメータ
22 マスクステージ
23 マスク
24 ワークステージ
25 ワーク
26 光ファイバ
27 ファイバ支持部材
30 点灯電源
32 給電回路
35 DC電源
40 制御回路
50 装置制御部
51 表示部
111 発光ダイオード(LED)
112 基板
113 フィン
121 支持体
122 ガイド





DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source part 11 Light source unit 12 Support body 20 Integrator 21 Collimator 22 Mask stage 23 Mask 24 Work stage 25 Work 26 Optical fiber 27 Fiber support member 30 Lighting power supply 32 Feeding circuit 35 DC power supply 40 Control circuit 50 Device control part 51 Display part 111 Light emitting diode (LED)
112 Substrate 113 Fin 121 Support 122 Guide





Claims (9)

発光手段と、該発光手段からの光を指向性を持たせて放射させる光学部材とを含む光源ユニットを複数備え、
上記光源ユニットの各々から放射される光を、光が照射される領域において重ね合わせて照射する光照射装置において、
上記光源ユニットの各々には、光源ユニットを冷却する冷却手段が取り付けられているとともに、
上記光源ユニットは、上記光源ユニットを支持する、光出射口を有する支持体に対して個別に固定され、
光源ユニットの光が放射される方向とは反対側から上記支持体に装着もしくは支持体から離脱される
ことを特徴とする光照射装置。
A plurality of light source units including a light emitting means and an optical member that emits light from the light emitting means with directivity;
In the light irradiation device that irradiates the light emitted from each of the light source units in an overlapping manner in a region where the light is irradiated,
Each of the light source units is provided with a cooling means for cooling the light source unit,
The light source unit is individually fixed to a support body that supports the light source unit and has a light emission port,
A light irradiation apparatus, wherein the light source unit is attached to or detached from the support body from a side opposite to a direction in which light from the light source unit is emitted.
上記支持体は、光源ユニットをスライドして挿入するガイドを設けた光出射口と、
光源ユニットの光軸方向の位置決めを行なうストッパと、光源ユニットを固定する固定手段とを備えている
ことを特徴とする請求項1の光照射装置。
The support is provided with a light exit port provided with a guide for sliding and inserting the light source unit,
The light irradiation apparatus according to claim 1, further comprising: a stopper that positions the light source unit in the optical axis direction; and a fixing unit that fixes the light source unit.
上記支持体からの光が出射する光出射口の各々には、光源ユニットが離脱された際、上記光出射口を閉じる遮光部材が設けられている
ことを特徴とする請求項1または請求項2の光照射装置。
3. A light shielding member that closes the light exit port when the light source unit is detached is provided at each of the light exit ports from which light from the support is emitted. Light irradiation device.
上記光源ユニットの各々には、上記発光手段に電力を供給する独立した給電回路が接続されている
ことを特徴とする請求項1,2または請求項3の光照射装置。
4. The light irradiation apparatus according to claim 1, wherein each of the light source units is connected to an independent power supply circuit for supplying power to the light emitting means.
上記光源ユニットの各々には、発光手段の点灯状態をモニタする機構が取り付けられている
ことを特徴とする請求項1,2,3または請求項4の光照射装置。
The light irradiation apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein a mechanism for monitoring a lighting state of the light emitting means is attached to each of the light source units.
上記発光手段は、石英ガラスからなる放電容器に一対のタングステン電極が対向配置しており、この放電容器に、0.08〜0.30mg/mm3 水銀と、希ガスと、ハロゲンを封入し、電極間距離が0.5〜2.0mmであり、300〜450nmの紫外光を効率よく放射する高圧水銀ランプである
ことを特徴とする請求項1,2,3,4または請求項5の光照射装置。
In the light emitting means, a pair of tungsten electrodes are opposed to a discharge vessel made of quartz glass, and 0.08 to 0.30 mg / mm 3 mercury, a rare gas, and a halogen are enclosed in the discharge vessel, The light according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the distance between the electrodes is 0.5 to 2.0 mm, and the high-pressure mercury lamp efficiently radiates ultraviolet light of 300 to 450 nm. Irradiation device.
上記高圧水銀ランプは、ハロゲン量が2×10-4〜7×10-3μmol/mm3 封入されている
ことを特徴とする請求項6の光照射装置。
7. The light irradiation apparatus according to claim 6, wherein the high-pressure mercury lamp has a halogen content of 2 × 10 −4 to 7 × 10 −3 μmol / mm 3 enclosed.
上記発光手段は、紫外線を放射する発光ダイオードである
ことを特徴とする請求項1,2,3,4または請求項5の光照射装置。
6. The light irradiation device according to claim 1, wherein the light emitting means is a light emitting diode that emits ultraviolet rays.
発光手段と、該発光手段からの光を指向性を持たせて放射させる光学部材とを含む複数の光源ユニットを備え、該光源ユニットは、上記光源ユニットを支持する光出射口を有する支持体に、光が放射される側の裏面側から個別に挿入して固定され、
上記光源ユニットの各々から放射される光が、光が照射される領域において重ね合わせて照射される光照射装置における光源ユニットの交換方法であって、
光照射中に、発光手段の異常により、上記光源ユニットを消灯させた、もしくは、上記光源ユニットが消灯したとき、
上記消灯したもしくは消灯させた光源ユニットを、他の光源ユニットを点灯させた状態で、上記支持体の裏面側から取り外すとともに、必要に応じて上記光源ユニットが消灯したことによる照度の低下を相殺するように他の光源ユニットに供給する電力を増やし、
他の光源ユニットを点灯させた状態で、上記取り外された光源ユニットが取り付けられていた個所に、支持体の上記裏面側から正常な光源ユニットを挿入して固定し、
上記正常な光源ユニットを点灯させるとともに、必要に応じて上記光源ユニットが点灯したことによる照度の増加を相殺するように他の光源ユニットに供給する電力を減らす
ことを特徴とする
光照射装置における光源ユニットの交換方法。

A plurality of light source units including a light emitting unit and an optical member that emits light from the light emitting unit with directivity, and the light source unit is attached to a support body having a light emission port that supports the light source unit. , Individually inserted and fixed from the back side of the side where the light is emitted,
The light emitted from each of the light source units is a method of replacing a light source unit in a light irradiation device that is irradiated in an overlapping manner in a region irradiated with light,
During light irradiation, when the light source unit is turned off due to an abnormality of the light emitting means, or when the light source unit is turned off,
The light source unit that has been turned off or turned off is removed from the back side of the support with the other light source units turned on, and if necessary, the decrease in illuminance due to the light source unit being turned off is offset. Increase the power supplied to other light source units so that
With the other light source unit turned on, a normal light source unit is inserted and fixed from the back side of the support to the place where the removed light source unit was attached,
A light source in a light irradiation apparatus characterized in that the normal light source unit is turned on and, if necessary, power supplied to another light source unit is reduced so as to offset an increase in illuminance due to the light source unit being turned on. How to replace the unit.

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