JP2011134932A - 光源ユニット、露光光照射装置、露光装置及び表示パネル基板の製造方法並びに半導体発光素子部の検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数、特に数百〜数千個以上の半導体発光素子を用いて露光光を形成しても、半導体発光素子とレンズのアライメントを容易にあるいは安全にできる光源ユニットまたは照明光照射装置、或いはそれらを用い効率または精度よく露光できる露光装置を提供することである。また、前記多数の半導体発光素子を有する発光源を効率よくまたは安全に検査できる検査装置/方法を提供することである。
【解決手段】本発明は、光を発生する複数の半導体発光素子と半導体発光素子が発生した光を受けて出射するレンズを有する光源ユニットまたは露光光照射装置あるいは露光装置において、前記半導体発光素子は前記レンズに対応して設けられ、前記レンズ部は前記複数のレンズのうち隣接するレンズを接触させて固定する手段を有することを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、光源ユニット、露光光照射装置、露光装置及び表示パネル基板の製造方法並びに半導体発光素子部の検査装置及び検査方法に関わり、特に液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、露光光を発生させる光源に複数の半導体発光素子を用いた光源ユニット、露光光照射装置、露光装置及び表示パネル基板の製造方法並びに半導体発光素子部の検査装置及び検査方法に関する。

表示用パネルとして用いられている液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行なわれる。露光装置としては、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがある。プロキシミティ方式は、プロジェクション方式に比べてパターンの解像性能は劣るが、照射光学系の構成が簡単でかつ処理能力が高く量産用に適している。

従来、プロキシミティ露光装置の露光光を発生する光源には、水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の様に、高圧ガスをバルブ内に封入したランプが使用される。これらのランプは寿命が短く、所定の使用時間が過ぎるとランプを交換しなければならない。例えば、ランプの寿命が７５０時間の場合、連続して点灯すると、約１ヶ月に１回の交換が必要になる。ランプの交換時は、露光処理が中断されるため、生産性が低下する。

一方、特許文献１には、プロジェクション方式の露光装置において、露光光の光源として、発光ダイオード等の固体光源素子を用いる技術が開示されている。発光ダイオード等の半導体発光素子は、寿命が数千時間とランプに比べて長く、露光処理が中断されることが少ないので、生産性の向上が期待される。

また特許文献２にも、露光装置に複数の光源を使用することが開示されており、光源に発光ダイオードを用いれば前記と同じ生産性の向上が期待される。

特開２００６―３３２０７７ 特開２００６―２７８９０７

近年、表示用パネルの大画面化に伴い基板が大型化する程、露光光の光源には、より照度が高いものが要求される様になってきた。プロキシミティ露光装置の露光光源として、特許文献１、特許文献２に記載の様な半導体発光素子を用いる場合、半導体発光素子の出力が従来のランプに比べてはるかに小さいので、数百〜数千個程度の半導体発光素子を並べて使用しなければならない。半導体発光素子の効率を上げるためには、設置位置は照射対象に近く、かつ数百〜数千個程度の半導体発光素子を小さく設置する必要がある。小さくするためには、半導体発光素子の配置間隔を狭めることが必要になる。したがって半導体発光素子直後の集光レンズの大きさは小さなレンズを使用せざるをえない。すると、半導体発光素子から離散的に発光する光を集光するために、レンズ位置は半導体発光素子に近づけなければならない。レンズの大きさと発光素子とレンズの位置を考えた場合、半導体発光素子と拡大レンズのアライメントがとても難しい。

さらに、数百〜数千個の半導体発光素子と拡大レンズのアライメントを行なうのは作業量がとても多く非常に難しい。
また、半導体発光素子から発光される紫外線は可視光外であるため、レンズのアライメントの確認が難しい。レンズのアライメント確認のために、半導体発光素子を点灯させる必要があるが、半導体発光素子からの発光が可視光線であれば、半導体発光素子が故障している場合、目視で確認できる。しかしながら紫外線を発光する半導体発光素子が故障していても目視による確認はできない。また、紫外線を直視するのは危険である。

従って、本発明の第1の課題は、複数、特に数百〜数千個以上の半導体発光素子を用いて露光光を形成しても、半導体発光素子と拡大レンズのアライメントを容易にあるいは安全にできる光源ユニットまたは光源ユニットを有する露光光照射装置を提供することである。

また、本発明の第２の課題は、前記光源ユニットまたは露光光照射装置を用いて効率よくまたは精度よく露光できる露光装置を提供することである。

さらに、本発明の第３の課題は、前記露光装置を用い生産性の高い表示パネル基板の製造方法を提供することである。

また、本発明の第４の課題は、数百〜数千個以上の半導体発光素子を有する発光源の状態を効率よくまたは安全に検査できる検査装置または検査方法を提供することである。

本発明は、前記第１または第２の課題を解決するために、光を発生する複数の半導体発光素子と該複数の半導体発光素子を搭載するベース基板とを具備する発光素子部と、前記複数の半導体発光素子が発生した光を受けて出射するレンズを具備するレンズ部とを備える発光源を具備する光源ユニットまたは露光光照射装置あるいは露光装置において、前記半導体発光素子は前記レンズに対応して設けられ、前記レンズ部は前記複数のレンズのうち隣接するレンズを接触させて固定する手段を有することを第１の特徴とする。

また、本発明は、前記第１または第２の課題を解決するために、第１の特徴に加え、前記固定手段は前記接触部に設けられ平面と前記複数のレンズを固定する枠部とを有することを第２の特徴とする。

さらに、本発明は、前記第１または第２の課題を解決するために、第１の特徴に加え、前記固定手段は前記複数のレンズを一体に形成したことであることを第３の特徴とする。

また、本発明は、前記第１または第２の課題を解決するために、第１の特徴に加え、前記固定手段は前記接触する部分に設けられた嵌め合い構造であることを第４の特徴とする。

さらに、本発明は、前記第１または第２の課題を解決するために、第１の特徴に加え、前記レンズの直径は前記半導体発光素子の間隔と同じかそれ以下であることを第５の特徴とする。

また、本発明は、前記第１または第２の課題を解決するために、第１の特徴に加え、前記レンズはその入射側に正多角柱の形状を有し、前記平面は該正多角柱の側部であることを第６の特徴とする。

さらに、本発明は、前記第１または第２の課題を解決するために、第１の特徴に加え、前記発光素子部と前記レンズ部とを結合する結合部と、前記発光素子部と前記レンズ部の光軸を合わせる光軸調整部を有することを第７特徴とする。

また、本発明は、前記第１または第２の課題を解決するために、第１の特徴に加え、前記光源ユニットは前記発光源を複数配置し、前記光源ユニットの周辺部に載置された前記発光源内に設けられた前記半導体発光素子と前記レンズのペアの数が、前記光源ユニットの中央部に載置された前記発光源内に設けられた前記ペアの数に等しいかまたは少ないことを第８の特徴とする。

さらに、本発明は、前記第２の課題を解決するために、第１乃至第８のいずれかの特徴に加え、前記レンズは拡大レンズであり、前記光源ユニットから光を受けて露光光を形成することを第９の特徴とする。

また、本発明は、前記第２の課題を解決するために、第９の特徴を加え、前記露光装置は前記複数の拡大レンズにより拡大された光が照射されるフライアイレンズを備え、前記複数の拡大レンズにより拡大された光を前記フライアイレンズで重ね合わせて露光光を形成するプロキシミティ露光装置であることを第１０の特徴とする。

さらに、本発明は、前記第３の課題を解決するために、第９または第１０の特徴に加え、露光装置を用いて表示用パネル基板の製造することを第１1の特徴とする。

また、本発明は、前記第４の課題を解決するために、光を発生する複数の半導体発光素子と該複数の半導体発光素子を搭載するベース基板とを具備する発光素子部を有する発光源を検査する際に、前記複数の半導体発光素子部に対面して設けられた前記半導体素子より少ない数の複数の光検出器の信号に基づいて前記複数の半導体発光素子の状態を検出することを第１２の特徴とする。

さらに、本発明は、前記第４の課題を解決するために、第１２の特徴に加え、前記検出は前記複数の半導体発光素子のそれぞれの受光に関与する受光器の検出結果から前記複数の半導体発光素子の発光量の異常を検出することを第１３の特徴とする。

最後に、本発明は、前記第４の課題を解決するために、第１２の特徴に加え、前記検査対象はさらに前記半導体発光素子に対応して設けられた複数のレンズを有するレンズ部を有しており、前記検出は前記複数の検出器の検出結果に基づいて前記レンズ部との光軸のズレ量を検出することを第１４の特徴とする。

本発明によれば、複数、特に数百〜数千個以上の半導体発光素子を用いて露光光を形成しても、半導体発光素子と拡大レンズのアライメントを容易にあるいは安全にできる光源ユニットまたは光源ユニットを有する露光光照射装置を提供することができる。

また、本発明によれば、前記光源ユニットまたは露光光照射装置を用いて効率よくまたは精度よく露光できる露光装置を提供することができる。

さらに、本発明によれば、前記露光装置を用い生産性の高い表示パネル基板の製造方法を提供することができる。

また、本発明によれば、数百〜数千個以上の半導体発光素子を有する発光源の状態を効率よくまたは安全に検査できる検査装置または検査方法を提供することができる。

本発明の一実施形態である露光装置の概略構成を示す図である。 光源ユニットの一実施形態を示す図である。 発光源の一実施形態の上面図を示す図である。 発光源の一実施形態の側面図を示す図である。 拡大レンズの一実施形態の形状を示す斜視図である。 拡大レンズの他の実施形態の形状を示す斜視図である。 拡大レンズの他の実施形態の形状を示す図である。 拡大レンズの他の実施形態の形状を示す側面図である。 発光源の第２の実施形態の上面図を示す図である。 発光源の第２の実施形態の側面図を示す図である。 光源ユニットの第２の実施形態を示す図である。 半導体発光素子部等を検査する検査装置の一実施形態の構成を示す図である。 検査対象である半導体発光素子部の一例を示す図である。 図１３に示す発光素子部を検査するための受光器配置の一例を示す図である。 図１４の示す受光器配置と図１３に示す半導体発光素子配置を重ね合わせ、それぞれに一連の番号を付した図である。 半導体発光素子からの光はある角度をもって広がる光であることを示すである。 半導体発光素子が点灯した時の受光面での照度分布の一例を示す図である。 液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板製造工程の一例を示すフローチャートを示す図である。 液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板製造工程の一例を示すフローチャートを示す図である。

図１は、本発明の一実施形態による露光装置１００の概略構成を示す図である。本実施の形態は、プロキシミティ方式を用いて基板の露光を行なうプロキシミティ露光装置の例を示している。プロキシミティ露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、チャック支持台９、チャック１０、マスクホルダ２０、及び露光光照射装置３０を含んで構成されている。プロキシミティ露光装置は、これらの他に、基板１をチャック１０へ搬入し、また、基板１をチャック１０から搬出する基板搬送ロボット、装置内の温度管理を行なう温度制御ユニット等を備えている。

なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。

図１においてチャック１０は、基板１の露光を行なう露光位置にある。露光位置の上空には、マスク２を保持するマスクホルダ２０が設置されている。マスクホルダ２０は、マスク２の周辺部を真空吸着して保持する。マスクホルダ２０に保持されたマスク２の上空には、露光光照射装置３０が配置されている。露光時、露光光照射装置３０からの露光光がマスク２を透過して基板１へ照射されることにより、マスク２のパターンが基板１の表示面に転写され、基板１上にパターンが形成される。

チャック１０は、Ｘステージ５により、露光位置から離れたロード／アンロード位置へ移動される。ロード／アンロード位置において、図示しない基板搬送ロボットにより、基板１がチャック１０へ搬送され、また基板１がチャック１０から搬出される。チャック１０への基板１のロード及びチャック１０からの基板１のアンロードは、チャック１０に設けられた複数の突き上げピンを用いて行なわれる。突き上げピンは、チャック１０の内部に収納されており、チャック１０の内部から上昇して、基板１をチャック１０にロードする際、基板搬送ロボットから基板１を受け取り、基板１をチャック１０からアンロードする際、基板搬送ロボットへ基板１を受け渡す。

チャック１０は、チャック支持台９を介してθステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向（図１の図面横方向）へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向（図１の図面奥行き方向）へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。チャック支持台９は、θステージ８に搭載され、チャック１０を複数個所で支持する。

Ｘステージ５のＸ方向への移動及びＹステージ７のＹ方向への移動により、チャック１０は、ロード／アンロード位置と露光位置との間を移動される。ロード／アンロード位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基板１のプリアライメントが行なわれる。露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、チャック１０に搭載された基板１のＸＹ方向へのステップ移動が行なわれる。そして、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転により、基板１のアライメントが行なわれる。また、図示しないＺ−チルト機構により、マスクホルダ２０をＺ方向（図１の図面上下方向）へ移動及びチルトすることによって、マスク２と基板１とのギャップ合わせが行なわれる。

なお、本実施の形態では、マスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行なっているが、チャック支持台９にＺ−チルト機構を設けて、チャック１０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行なってもよい。

露光光照射装置３０は、コリメーションレンズ群３２、平面鏡３３、照度センサー３５、及び光源ユニット４０を含んで構成されている。後述する光源ユニット４０は、基板１の露光を行なう露光光を発生する。

平面鏡３３の裏側近傍には、照度センサー３５が配置されている。平面鏡３３には、露光光の一部を通過させる小さな開口が設けられている。照度センサー３５は、平面鏡３３の開口を通過した光を受光して、露光光の照度を測定する。照度センサー３５の測定結果は、光源ユニット４０へ入力される。

図２は、光源ユニットの一実施形態を示す図である。本実施形態における光源ユニット４０は、露光に用いられる光を拡大して出力する発光源５０と、フライアイレンズまたはロッドレンズ等からなり発光源からの拡大された光の照度分布を均一化するレンズ群４５とを有する。また、光源ユニット４０は発光源に沿って設けられた冷却部材４７、冷却部材を冷却する冷却装置４８、照度センサー３５に基づいて発光源の駆動を制御する制御回路４６及びミラー４９を含んで構成されている。光源ユニット４０からの出力光は図１のコリメーションレンズ群３２に向けて出射される。

ミラー４９は発光源からレンズ群４５までの光路を囲み四角錐の上部を切り取った形状をしており、発光源５０の外周部(図面では上下端部)に拡大された出射光の一部を反射してレンズ群４５に照射し、光の利用効率を高める役目を果たすものである。

また、本実施形態の光源ユニット４０は９ユニットの発光源５０を有し、中心の発光源５０ｃはレンズ群４５に正対し、周囲の８ユニットの発光源５０ｐはレンズ群４５に向けて傾斜して配置されている。また、本実施形態では中心の発光源５０ｃと周囲の発光源５０ｐとは同一構造を有する。

図３乃至図６を用いて本発明の特徴の一つである発光源５０の一実施形態を説明する。図３は発光源５０の上面図であり、図４は発光源５０の側面図である。また、図５は拡大レンズ３４の形状を示す斜視図であり、図６は拡大レンズ３４の他の形状を示す斜視図である。

発光源５０は、大別して、３×３のマトリックス(２次元アレイ)状に配置された９個の発光ダイオードやレーザーダイオードなどの半導体発光素子５２と半導体素子を固定するベース基板５１とを具備する発光素子部５０Ａと、半導体発光素子に対応して３×３のマトリックス状の２次元レンズアレイに配置された９個の拡大レンズ５３と拡大レンズを固定するレンズフレーム６０とを具備するレンズ部５０Ｂと、スペーサ６２と固定ピン６３とで発光素子部５０Ａとレンズ部５０Ｂとの間隔を保ち両者を結合する結合部６６とを有する。

発光源５０は、このような構成によって、各半導体発光素子５２に対応して拡大レンズ５３を設け、各拡大レンズ５３により各半導体発光素子５２から発生した光を拡大して、レンズ群４５へ照射する機能を有する。
半導体発光素子５２は、半導体発光素子より大きな寸法を有するベース基板５１に対して半田付けで実装されており、溶けた時に中心で結合しようとする半田付けの有するセルフアライメント機能によりベース基板にアライメントされている。

一方、拡大レンズ５３は、図５に示すように、上部が球状５３ａ、下部が直方体形状５３ｂを有し、下部の寸法は上部より大きくする。この下部形状により隣り合った拡大レンズとは平面で接触させることができる。接触部は直方体でなくても良い。例えば、図６に示すとおり、隣接する拡大レンズ間で密接に接触できる平面５３ｃを拡大レンズ５３の下部形状はまたは球状の底部に設けてもよい。また、図７に示すように直方体の代わりに正六角柱のような正多角柱でもよい。正多角柱にすると隙間なく配置でき均一な露光光を得られる効果もある。さらにまた、図３の各列がズレて配置されレンズフレーム６０もそのズレた配置を囲むようになっていてもよい。また、図８に示すように、接触部に凹凸の嵌め合い部５３ｄを設けて確りと固定してもよい。

要は隣接した拡大レンズ同士が平面で接触するか嵌めあい部を有していれば良い。このように拡大レンズは隣接した拡大レンズと平面で接触しているために、レンズフレーム６０で周囲を囲まれて、あるいは嵌めあい分で確りと固定される。
また、拡大レンズは半導体発光素子の間隔と同じサイズにまで直径を大きくでき、同じサイズに近づくほど密度の高い発光源を提供できる。

この結果、９個の拡大レンズ５３は一体となって固定されるために、レンズ1個ずつをレンズホルダに入れた時のように、レンズ毎に異なる位置ずれは発生しなく、９個の拡大レンズ全体が半導体発光素子５２に対して同じ方向にずれているだけである。

前記の位置ずれ、即ち互いの光軸のズレ量が小さければ、結合部６６の固定ピン６３のガタ範囲で調整することができ、光軸調整部６５を結合部６６(図４参照)で兼ねることができる。

また、以上の実施形態の説明において、図３に示すように拡大レンズ５３を半導体発光素子に対し１つづつ設けたが、例えば９個ならば９個の拡大レンズを一体として形成し、９個分を図３における１個分に配置に置換えて９×９の２次元アレイ状の拡大レンズアレイとしてもよい。

図９及び図１０は、光軸ズレ量が大きい場合に対応できるようにした光軸調整部６５の第２の実施形態を示した図である。図９は第２の実施形態における発光源５０の上面図であり、図１０は同発光源５０の側面図である。図９に示すよう光軸調整部は、レンズフレーム６０の外側にレンズフレーム固定枠６１を設けて、両者を結合しレンズフレームの位置を移動させる位置決め機構６４を有する。

位置決め機構６４は各辺に２箇所づつ押しネジ引きネジを有する。各辺に設ける個数は２箇所に限らないが、要は押しネジ引きネジでレンズフレーム６０の位置を図面上で左右上下に移動させ、発光素子部５０Ａとレンズ部５０Ｂの光軸をアライメントする。また、押しネジ引きネジを用いる代わりに、ピンを押し込みアライメントし押し込んだピンを接着剤で固定する方法などを用いてもよい。

以上の実施形態の説明において、説明の複雑を避けるために３×３の２次元アレイ状としたが、実際には１台の発光源５０はＭ×Ｎの２次元アレイ状に配置された数十から数百個の半導体発光素子を有する。ＭはＮと同じでもよいし異なっていてもよい。さらに、発光源を数枚から数十枚配置し、全体として数百〜数千個の半導体発光素子を有する光源ユニット４０を形成する。

以上の本実施形態によれば、複数、特に数百〜数千個以上の半導体発光素子を用いて露光光を形成しても、半導体発光素子と拡大レンズのアライメントを容易にできる光源ユニットまたは露光光照射装置を提供することができる。

次に、図１１に光源ユニットの第２の実施形態を説明する。図２に示す第１の実施形態と異なる点は発光源５０が多数設けられ、周囲に行くほど発光源内に設けられた半導体発光素子５２と拡大レンズ５３のペアの数が等しいかまたは少なくなり、レンズ群４５に向けて傾斜が急になっていることである。中心の発光源５０ｏ、中心から外側Ｉ列目(＝ａ、ｂ・・・)の発光源を発光源５０Ｉとすれば、図１１の第２の実施形態では、半導体発光素子と拡大レンズとペアの数は
５０ｏ≧５０Ｉ(Ｉ＝ａ、ｂ) ≧５０ｃ
となる。例えば、５０ｏを３×３の２次元アレイとすれば、５０ａ、５０ｂは２×２の２次元アレイ、５０ｃは１×１の２次元アレイとなる。

このようにすることにより、レンズ群４５に入射される露光に用いられる光が多くなり光の利用効率を高めることができる。
また、冷却部材４７または冷却部材と発光源５０の間に発光源の載置する前述した傾斜を有する載置台を設けることによって発光源の設置が容易になる。

次に、本発明の他の特徴であるアライメントの確認方法について説明する。本実施形態の露光装置１００では半導体発光素子として紫外線を用いる。紫外線は可視光外のため目視による検査ができない。そこで、まず、半導体発光素子５２の点灯検査方法を図１２乃至図１７を用いて説明する。

図１２は発光素子部の検査装置７０の外観を示した図である。検査装置７０は、発光素子部５０Ａを有する発光素子部側５５と発光素子部の半導体発光素子５２から光を受光する受光器７１、受光器を複数配置し発光素子部に対面して設けられた受光面７５、各受光器に接続され受光器面での受光量を測定する照度計７２、照度計の測定結果により不良箇所を特定する検査処理部７３及びこれ等を固定する固定台７４で有する。

発光素子部側５５は、測定する発光素子部５０Ａ(半導体発光素子５２及びベース基板５１)、半導体発光素子を駆動する制御回路４６ｂ、半導体発光素子５２の温度上昇を抑える冷却部材４７ｂ及び冷却部材を冷却する冷却装置４８ｂで構成される
図１３は、検査対象である発光素子部５０Ａの一実施例を示し、本実施例では半導体発光素子５２がベース基板５１に４×５の２次元アレイ状に配置されている。
図１４は図１３に示す発光素子部５０Ａを検査するための５個の受光器の配置を示し、図１５は図１４の示す５個の受光器の配置と図１３に示す４×５の半導体発光素子の配置を重ね合わせ、受光器７１にはａからｅの一連番号を、半導体発光素子には２次元アレイ状の位置を示すようにＡからＤ及び１から５の連番号を付した図である。

以下、検査方法を説明する。本実施形態では半導体発光素子５２を全て発光させ、受光面７５に固定された複数の受光器７１で受光した光を照度計７２で測定し、検査処理部７３により不良箇所を特定する。
半導体発光素子５２からの光は、図１６に示すように、ある角度をもって光が広がる。また、図１７に示すように照射された場所により光量は均一でなく、中央が明るく周辺が暗くなる分布を持つ。

そこで、これ等の特性を用いて、半導体発光素子が発光しなかった場合、受光器での光量の変化で該当する半導体発光素子を特定できる。例えば、位置Ｂ２にある半導体発光素子が発光しなかった場合、光源に近い受光器７１ｂの光量が落ちる。半導体発光素子Ｂ１、Ａ１，Ａ２が発光しなくても受光器７１ｂの受光量が落ちるが、受光器７１ａ、７１ｃの受光量の変化度合いで半導体発光素子Ｂ２の故障を判別できる。例えば、Ａ１、Ａ２が故障すれば受光器７１ｃの落ち込みは７１ｂよりも小さく、Ｂ２が故障すれば受光器７１ｂの落ち込みは７１ｃよりも大きくなる。このように、故障位置によって各受光器の落ち込み量が異なるので、故障している半導体発光素子を特定できる。

更には発光していないＯＮ／ＯＦＦ的な故障判断だけではなく、各位置の半導体発光素子の照度変化に対する各受光器の感度を求めておくことにより、各半導体発光素子の照度の変化量あるいは劣化量を検出でき照度の良否が判定できる。

しかも、上記の故障の特定や良否の判定は、半導体発光素子数と同じ数の受光器を使用しなくても、また、半導体発光素子１個単位で行なわなくても、行なうことができる。検出器の数は検査すべき半導体発光素子数に基づいて適切に決める。

半導体発光素子５２の位置は半田によるセルフアライメントにて精度を出すが、この位置もこの検査で確認ができる。上記の故障の特定や良否の判定はその検査に必要な検出器の落ち込み量に寄与するが、半導体発光素子に位置ズレが発生した場合、その半導体発光素子の検査に必要な検出器のうち近づいた検出器の受光量は増え、遠のいた検出器の受光量は減る。この特性を活かし半導体発光素子の位置ズレも検出できる。位置ズレを補正することによって照度が均一な発光源あるいは光源ユニットを製作できる。

上述した検査は、発光素子部５０Ａ単独で行なったが、半導体発光素子５２から放射される光を所定面に拡大形成する拡大レンズ５３を付けた、即ち発光源５０の状態で行なっても良い。また、半導体発光素子５２と拡大レンズ５３のアライメントも同じ方法でできる。その場合、図３に示す発光源では拡大レンズ５３同士の位置ズレがないので、位置決めは発光素子部５０Ａとレンズ部５０Ｂとを全体として行なえばよい。

以上、検査装置または検査方法の実施実形態によれば、複数の半導体発光素子の故障や照度の劣化を一度に検出でき、効率よく発光素子部５０Ａや発光源５０の検査をすることができる。

また、検査装置または検査方法の実施実形態によれば、発光源５０の半導体発光素子５２と拡大レンズ５３の位置ズレを検出でき、照度が均一な発光源あるいは光源ユニットを製作できる。

さらに、検査装置または検査方法の実施実形態によれば、紫外線を直視することなく安全に発光素子部５０Ａや発光源５０の検査をすることができる。

以上説明した本実施形態によれば、照度が均一な光源ユニットを提供でき、精度よく露光できる露光装置を提供することである。

本実施形態は、プロキシミティ露光装置に限らず、プロジェクション方式を用いて基板の露光を行なう投影露光装置にも適用できる。また、露光光照射装置の実施形態においても露光装置に限らずその他の装置の照射光照射装置に適用できる。

本発明の露光装置を用いて基板の露光を行ない、あるいは、本発明の露光光照射方法を用いて露光光をマスクを介して基板へ照射し、基板の露光を行なうことにより、露光光の光源の寿命が長くなるので、表示用パネル基板の生産性を向上させることができる。

例えば、図１８は液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布製法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により、現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。
エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成された薄膜のうちフォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前、又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。

また、図１９は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッジング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。

図１８に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図１９に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明の露光装置又は露光光照射方法を適用することができる。

１：基板 ２：マスク ３：ベース
４：Ｘガイド ５：Ｘステージ ６：Ｙガイド
７：Ｙステージ ８：θステージ ９：チャック支持台
１０：チャック ２０：マスクホルダ ３０：露光光照射装置
３２：コリメーションレンズ群 ３３：平面鏡
３５：照度センサー ４０：光源ユニット ４５：レンズ群
４６：制御回路 ４７：冷却部材 ４７ａ：熱伝伝導部材
４８：冷却装置 ４９：ミラー ５０：発光源
５０Ａ：発光素子部 ５０Ｂ：レンズ部 ５１：ベース基板
５２：半導体発光素子 ５３：拡大レンズ ５５：発光素子部側
６０：レンズフレーム ６１：レンズフレーム固定枠
６２：スペーサ ６３：固定ピン ６４：位置決め機構
６５：光軸調整部 ６６：結合手段 ７０：検査装置
７１：受光器 ７２：照度計 ７３：検査処理部
７４：固定台 ７５：受光面 １００：露光装置。

Claims (21)

1. 光を発生する複数の半導体発光素子と該複数の半導体発光素子を搭載するベース基板とを具備する発光素子部と、前記複数の半導体発光素子が発生した光を受けて出射するレンズを具備するレンズ部とを備える発光源を具備する光源ユニットにおいて、
   前記半導体発光素子は前記レンズに対応して設けられ、前記レンズ部は前記複数のレンズのうち隣接するレンズを接触させて固定する手段を有することを特徴とする光源ユニット。
2. 前記固定手段は前記接触部に設けられ平面と前記複数のレンズを固定する枠部とを有することを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
3. 前記固定手段は前記複数のレンズを一体に形成したことであることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
4. 前記固定手段は前記接触する部分に設けられたはめ合い構造であることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
5. 前記レンズの直径は前記半導体発光素子の間隔と同じかそれ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
6. 前記レンズはその入射側に正多角柱の形状を有し、前記平面は該正多角柱の側部であることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
7. 前記正多角柱は直方体であることを特徴とする請求項６に記載の光源ユニット。
8. 前記発光素子部と前記レンズ部とを結合する結合部と、前記発光素子部と前記レンズ部の光軸を合わせる光軸調整部を有することを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
9. 前記結合部は両者の間隔を一定に保つスペーサと該スペーサを介して前記レンズを前記発光素子部に固定する固定ピンとを有し、前記結合部は前記固定ピンのガタによって前記光軸を合わせる光軸調整部を兼ねることを特徴とする請求項８に記載の光源ユニット。
10. 前記光軸調整部は前記複数のレンズを固定するレンズフレームと該レンズフレームの外側にレンズフレーム固定部を設けて、両者を結合してレンズフレームの位置を移動させる位置決め機構であることを特徴とする請求項８に記載の光源ユニット。
11. 前記光源ユニットは前記発光源を複数配置し、前記光源ユニットの周辺部に載置された前記発光源内に設けられた前記半導体発光素子と前記レンズのペアの数が、前記光源ユニットの中央部に載置された前記発光源内に設けられた前記ペアの数に等しいかまたは少ないことを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の光源ユニットを有し、前記レンズは拡大レンズであり、前記光源ユニットからの光を受けて露光光を形成することを特徴とする露光装置。
13. 前記露光装置は前記複数の拡大レンズにより拡大された光が照射されるフライアイレンズを備え、前記複数の拡大レンズにより拡大された光を前記フライアイレンズで重ね合わせて露光光を形成するプロキシミティ露光装置であることを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
14. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の光源ユニットと、前記光源ユニットからの出射光を集光するコリメーションレンズ群と、前記コリメーションレンズ群からの出射光を反射させる平面鏡とを有することを特徴とする露光光照射装置。
15. 請求項１２または１３に記載の露光装置を用いて表示用パネル基板を製造することを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
16. 光を発生する複数の半導体発光素子と該複数の半導体発光素子を搭載するベース基板とを具備する半導体発光素子部を有する発光源に対面して設けられ、前記半導体発光素子より少ない数の複数の光検出器を有する受光部と、前記複数の光検出器からの信号に基づいて前記複数の半導体発光素子の状態を検出する検査処理部と、前記半導体発光素子の点灯を制御する制御部と、前記半導体検出器を冷却する冷却部とを有することを特徴とする半導体発光素子部の検査装置。
17. 前記検出は前記複数の半導体発光素子のそれぞれの受光に関与する受光器の検出結果から前記複数の半導体発光素子の発光量の異常を検出することを特徴とする請求項１６に記載の半導体発光素子部の検査装置。
18. 前記発光源はさらに前記半導体発光素子に対応して設けられた複数のレンズを有するレンズ部を有し、前記検出は前記複数の検出器の検出結果に基づいて前記半導体発光素子部と前記レンズ部との光軸のズレ量を検出することを特徴とする請求項１６に記載の半導体発光素子部の検査装置。
19. 光を発生する複数の半導体発光素子と該複数の半導体発光素子を搭載するベース基板とを具備する発光素子部を有する発光源を検査する半導体発光素子部の検査方法において、
    前記複数の半導体発光素子部に対面して設けられた前記半導体素子より少ない数の複数の光検出器の信号に基づいて前記複数の半導体発光素子の状態を検出することを特徴とする半導体発光素子部の検査方法。
20. 前記検出は前記複数の半導体発光素子のそれぞれの受光に関与する受光器の検出結果から前記複数の半導体発光素子の発光量の異常を検出することを特徴とする請求項１９に記載の半導体発光素子部の検査方法。
21. 前記検査対象はさらに前記半導体発光素子に対応して設けられた複数のレンズを有するレンズ部を有しており、前記検出は前記複数の検出器の検出結果に基づいて前記レンズ部との光軸のズレ量を検出することを特徴とする請求項１９に記載の半導体発光素子部の検査方法。

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