JP4961685B2 - Light irradiation device - Google Patents
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Description
本発明は、光照射装置に係わり、特に、光源として、発光管内に0.08mg/mm3以上の水銀が封入された超高圧水銀ランプを使用した、半導体集積回路基板や液晶表示基板等に使用される光照射装置に関する。 The present invention relates to a light irradiating device, and in particular, to a semiconductor integrated circuit substrate, a liquid crystal display substrate, or the like using an ultrahigh pressure mercury lamp in which mercury of 0.08 mg / mm 3 or more is enclosed in an arc tube as a light source. It is related with the light irradiation apparatus.
従来、半導体集積回路基板や液晶表示基板の露光装置用の光源として、主に、発光物質として水銀を発光管内に0.01mg/mm3〜0.05mg/mm3程度封入した、入力電力が数kWから数十kWの大型の高圧水銀ランプが使用されてきた。 Conventionally, as a semiconductor integrated circuit light source substrate and an exposure apparatus for liquid crystal display substrates, primarily, it sealed about 0.01mg / mm 3 ~0.05mg / mm 3 in the light emitting tube mercury as a luminous material, number input power Large high-pressure mercury lamps of kW to several tens of kW have been used.
しかし、近年は、液晶表示基板の大面積化に伴い光照射領域の大きな露光装置が要求されるようになり、露光装置用の光源の大型化が要求されている。ところが光源の大型化は、高圧水銀ランプを構成する発光管や電極の大型化につながり、製作工数が大幅に増加するため製造コストが高くなるという問題を生じる。さらに、大型の高圧水銀ランプは、発光管内の電極に大電流を流す必要があるため、電極を構成する材料がタングステンの場合には、タングステンの蒸発が加速され発光管内壁にタングステンが付着してしまい、発光管が黒化するという問題が生じる。このような理由から、高圧水銀ランプの大型化は限界に近づきつつある。 However, in recent years, along with the increase in the area of the liquid crystal display substrate, an exposure apparatus having a large light irradiation area has been required, and an increase in the size of the light source for the exposure apparatus has been required. However, the increase in the size of the light source leads to an increase in the size of the arc tube and the electrodes constituting the high-pressure mercury lamp, resulting in a problem that the manufacturing cost increases because the number of manufacturing steps increases significantly. Furthermore, since a large high-pressure mercury lamp needs to pass a large current through the electrodes in the arc tube, when the material constituting the electrodes is tungsten, the evaporation of tungsten is accelerated and tungsten adheres to the inner wall of the arc tube. As a result, there arises a problem that the arc tube is blackened. For these reasons, the increase in size of high-pressure mercury lamps is approaching its limit.
このような問題の対策として、例えば、特開2004−361746号公報には、液晶プロジェクタの光源として使用されている高圧水銀ランプよりも動作電圧が高い超高圧水銀ランプを複数使用した露光用光源装置が提案されている。 As a countermeasure against such a problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-361746 discloses an exposure light source device using a plurality of ultrahigh pressure mercury lamps having an operating voltage higher than that of a high pressure mercury lamp used as a light source of a liquid crystal projector. Has been proposed.
しかしながら、超高圧水銀ランプは、点灯時に熱源ともなるため、このようなランプを多数使用して露光装置を構成して、一斉に点灯した場合には、露光装置内部の周辺機器に悪影響を及ぼすおそれがある。例えば、フォトマスクや被処理体の温度を上昇させてしまい、露光処理が適切に行われなくなるという問題を生ずる。 However, since the ultra-high pressure mercury lamp is also a heat source during lighting, if an exposure apparatus is configured using a large number of such lamps and is turned on all at once, the peripheral devices inside the exposure apparatus may be adversely affected. There is. For example, the temperature of the photomask or the object to be processed is raised, which causes a problem that the exposure process cannot be performed properly.
また、超高圧水銀ランプを多数隣接して配置すると、超高圧水銀ランプから放射される可視領域または赤外領域の光が隣接する他の光源に照射されるために、(A)超高圧水銀ランプの発光管表面が極めて高温となるため、発光管が容易に失透したり、(B)超高圧水銀ランプからの光を反射する反射鏡の表面が極めて高温となるため、反射鏡が破損したり、(C)超高圧水銀ランプと点灯電源との間に接続される給電線が熱によって溶断することによりショートする危険性等の問題を生ずる。 In addition, when a large number of ultrahigh pressure mercury lamps are arranged adjacent to each other, light in the visible region or infrared region emitted from the ultrahigh pressure mercury lamp is irradiated to other adjacent light sources. Since the surface of the arc tube is extremely hot, the arc tube can be easily devitrified, or (B) the surface of the reflector that reflects light from the ultra-high pressure mercury lamp becomes extremely hot, and the reflector is damaged. Or (C) there is a problem such as a danger of short-circuiting when a power supply line connected between the ultra-high pressure mercury lamp and the lighting power source is melted by heat.
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、複数の超高圧水銀ランプを一斉点灯させた際に生ずる熱の問題や超高圧水銀ランプから放射される可視領域または赤外領域の光が隣接する他の光源に照射されることによって生ずる問題を良好に解決することのできる光照射装置を提供することにある。 In view of the above problems, the object of the present invention is the problem of heat generated when a plurality of ultrahigh pressure mercury lamps are lit simultaneously, and light in the visible region or infrared region emitted from the ultrahigh pressure mercury lamp are adjacent to each other. It is an object of the present invention to provide a light irradiation apparatus that can satisfactorily solve the problems caused by irradiation with other light sources.
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第1の手段は、発光管内に0.08mg/mm3以上の水銀が封入された超高圧水銀ランプと、光軸が該超高圧水銀ランプの管軸と略一致して該超高圧水銀ランプを取り囲む反射鏡とからなる光源を複数備え、前記各光源から放射される光を光照射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、前記光源は、光出射口を有する支持体に互いに離間して固定され、前記離間する各光源間に、隣接する光源への光を遮断する隔離壁を設け、前記支持体から光軸方向に一体的に伸び、光源収納空間を形成する区画壁を設け、該区画壁は、前記隔離壁を兼ねると共に、該区画壁によって形成される貫通穴の前面側が前記光出射口となり、前記貫通穴の後面側が前記光源の挿入口となっていることを特徴とする光照射装置である。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The first means is that an ultra high pressure mercury lamp in which 0.08 mg / mm 3 or more of mercury is sealed in an arc tube, and the optical axis is substantially coincident with the tube axis of the ultra high pressure mercury lamp. In a light irradiation apparatus that includes a plurality of light sources each including a surrounding reflecting mirror and irradiates light emitted from each light source in a light irradiation region, the light sources are separated from each other by a support having a light emission port. An isolation wall that blocks light to an adjacent light source is provided between the light sources that are fixed and spaced apart, and a partition wall that extends integrally from the support in the optical axis direction to form a light source storage space is provided, The partition wall serves as the isolation wall, and the front side of a through hole formed by the partition wall serves as the light exit port, and the rear surface side of the through hole serves as an insertion port for the light source. Irradiation device.
第2の手段は、第1の手段において、前記区画壁は、冷却媒体を流通させるための流路を備えていることを特徴とする光照射装置である。 The second means is the light irradiation apparatus according to the first means, wherein the partition wall includes a flow path for circulating the cooling medium.
請求項1に記載の発明によれば、隔離壁によって光源から放射された可視光及び赤外光が他の光源に放射されることを防止することができ、また隔離壁がヒートシンクとしての機能を果たすことになり、光源を効率良く冷却することができ、超高圧水銀ランプが失透したり、反射鏡が破損する等の問題を解決することができ、また、支持体と隔離壁が一体に形成されるため、光源ユニットの構成が簡素化される。 According to the first aspect of the present invention, visible light and infrared light emitted from the light source by the isolation wall can be prevented from being emitted to other light sources, and the isolation wall functions as a heat sink. As a result, the light source can be cooled efficiently, the ultra-high pressure mercury lamp can be devitrified, the reflector can be broken, and the support and the isolation wall can be integrated. Since it is formed, the configuration of the light source unit is simplified.
請求項2に記載の発明によれば、区画壁(隔離壁)が高温となったとしても、流路に冷却媒体を流通させることにより、区画壁(隔離壁)を冷却することができるので、区画壁(隔離壁)の内部に熱がこもることを防止することができる。 According to the invention described in claim 2 , even if the partition wall (isolation wall) becomes high temperature, the partition wall (isolation wall) can be cooled by circulating the cooling medium in the flow path. It is possible to prevent heat from being trapped inside the partition wall (isolation wall).
以下に、本発明に係る光照射装置の基本構成及び光源ユニットの各実施形態を図1乃至図13を用いて説明する。 Hereinafter, a basic configuration of a light irradiation apparatus according to the present invention and embodiments of a light source unit will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
図1は、後述する各実施形態に示す光源ユニットの特徴を除いた、本発明に係る光照射装置の基本構成を示す図である。
同図において、1は超高圧水銀ランプ、2は反射鏡、3は超高圧水銀ランプ1及び反射鏡2から構成される光源、4は複数個配設された光源3からなる光源部、5は各光源3を支持する支持体、6は光源3からの光を放射する支持体5に設けられた光出射口、7は各光源3から放射された光の照度分布を均一にするインテグレータ、8はコリメータ、9はマスクステージ、10はマスク、11はワーク、12はワークステージ、13は各超高圧水銀ランプ1に電力を供給する点灯電源である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a light irradiation apparatus according to the present invention, excluding features of a light source unit shown in each embodiment described later.
In the figure, 1 is an ultra-high pressure mercury lamp, 2 is a reflecting mirror, 3 is a light source composed of the ultra-high pressure mercury lamp 1 and the reflecting mirror 2, 4 is a light source unit composed of a plurality of
この光照射装置は、同図に示すように、光源部4が複数の光源3から構成され、各光源3は支持体5により個別に支持されている。支持体5は、放射面又は楕円面に沿って緩やかな曲面形状に形成されており、各光源3から放射される光が、光照射領域であるインテグレータ7の入射面において重なり合うように、支持体5の周縁部に向かうにつれて、光源3を徐々に傾けて支持している。
In this light irradiation device, as shown in the figure, the light source section 4 is composed of a plurality of light sources 3, and each light source 3 is individually supported by a
インテグレータ7には、複数の光源3から放射された光が重ね合わされて入射する。インテグレータ7から出射した光は、コリメータ8により平行光にされ、マスクステージ9に保持されたマスク10を介してワークステージ12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集積回路基板等のワーク11上の感光剤を露光する。
The light emitted from the plurality of light sources 3 is superimposed and incident on the integrator 7. The light emitted from the integrator 7 is collimated by the collimator 8 and is applied to a liquid crystal panel or a semiconductor integrated circuit coated with a photosensitive agent such as a resist held on the work stage 12 via the
次に、光源ユニットの第1の実施形態を図2乃至図4を用いて説明する。
図2は本実施形態の発明に係る光照射装置の光源ユニットの光出射方向とは逆方向側から見た斜視図、図3は本実施形態の発明に係る光照射装置の光源ユニットの光出射方向側から見た正面図、図4は光源ユニットを構成する1つの光源を拡大して示した側面断面図である。
Next, a first embodiment of the light source unit will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a perspective view seen from the direction opposite to the light emission direction of the light source unit of the light irradiation apparatus according to the invention of this embodiment, and FIG. 3 is the light emission of the light source unit of the light irradiation apparatus according to the invention of this embodiment. The front view seen from the direction side, FIG. 4 is side surface sectional drawing which expanded and showed one light source which comprises a light source unit.
これらの図において、14は複数の各光源3が支持体5に互いに離間して固定され、離間する各光源3間に隔離壁15を備える光源ユニット、15は離間する光源3間に、光源3から放射された可視領域または赤外領域の光が周辺の光源3に照射されるのを遮断する隔離壁、16は支持体5に取り付けられ、例えば、ガスボンベ等のガス供給手段によって供給されるエアー等の冷却媒体18を流通させるための第1の流路、17は第1の流路16の長手方向に沿って間隔を隔てて第1の流路16に連通する第2の流路、18は第1の流路16に導入される冷却媒体、19は支持体5に設けられた光源ユニット14の光出射方向とは反対方向にエアー等の冷却媒体を流通させるために設けられた冷却用導風口、20は反射鏡2の前面に設けられた前面ガラス、21は支持体5に嵌め込まれた反射鏡2の先端部が適正に進入されることを確保するストッパ、22は支持体5の凹部に設けられ押圧部材23を反射鏡2の方向に押圧する弾性部材、23は弾性部材22に押圧されて反射鏡2の凹部に押圧される押圧部材、24は弾性部材22及び押圧部材23からなり反射鏡2を支持体5に固定する固定部材、25は第2の流路17を隔離壁14に貫通させるために設けられた開口(貫通穴、切欠き等を含む)、26は第2の流路17を反射鏡2に貫通させるために設けられた開口(貫通穴、切欠き等を含む)、27は超高圧水銀ランプ1の一方の電極から導出された給電線を反射鏡2に貫通させるために設けられた貫通穴、28はベース部材、29は超高圧水銀ランプ1及び反射鏡2を冷却した後の冷却媒体を排出するために設けられた排気口である。
In these drawings, reference numeral 14 denotes a light source unit in which a plurality of light sources 3 are fixed to a
なお、その他の構成は、図1に示す同符号の構成に対応するので説明を省略する。また、図2及び図3に示す光源ユニット14は平面形状に形成されているが、実際は、図1において説明したように、放射面又は楕円面に沿って緩やかな曲面形状に形成されている。 Other configurations correspond to the configurations of the same symbols shown in FIG. The light source unit 14 shown in FIGS. 2 and 3 is formed in a planar shape, but actually, as described in FIG. 1, it is formed in a gently curved shape along the radiation surface or the elliptical surface.
ここで、超高圧水銀ランプ1は、例えば、石英ガラスからなる発光管内に1対のタングステンからなる電極が対向して配置され、発光管内には、0.08mg/mm3〜0.30mg/mm3の水銀と、希ガスと、ハロゲンとを封入し、電極間距離が0.5〜2.0mmに形成されている。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って発光管の黒化・白濁が抑制され、所定の光透過率が維持される。
このような超高圧水銀ランプ1は、半導体集積回路基板や液晶表示基板の露光に使用される300nm〜450nmの紫外領域の光を効率良く放射するとともに、高い輝度を有する。
Here, in the ultrahigh pressure mercury lamp 1, for example, a pair of electrodes made of tungsten are disposed opposite to each other in an arc tube made of quartz glass, and 0.08 mg / mm 3 to 0.30 mg / mm in the arc tube. No. 3 mercury, rare gas, and halogen are enclosed, and the distance between the electrodes is 0.5 to 2.0 mm. When the amount of halogen encapsulated is 2 × 10 −4 to 7 × 10 −3 μmol / mm 3 , the action of the halogen suppresses blackening / white turbidity of the arc tube, and a predetermined light transmittance is maintained.
Such an ultra-high pressure mercury lamp 1 efficiently emits light in an ultraviolet region of 300 nm to 450 nm used for exposure of a semiconductor integrated circuit substrate or a liquid crystal display substrate, and has high luminance.
反射鏡2は、放物面反射鏡または楕円反射鏡であり、その内表面には、300nm〜450nmの紫外領域の光を反射させる誘電体多層膜が形成されている。光出射方向側の開口には、超高圧水銀ランプ1が万が一破裂した際に、ランプの破片が飛散することを防止するために前面ガラス20が嵌め込まれている。また反射鏡2の外側面には、第2の流路17を導入する開口26、押圧部材23を嵌め込む凹部、及び給電線を引き出すための貫通穴27が形成されている。また反射鏡2の首部には、絶縁を確保するためのベース部材28が取り付けられており、ベース部材28には、冷却媒体を光出射方向とは反対方向に排出するための排気口29が設けられている。また超高圧水銀ランプ1と反射鏡2とは、反射鏡2の第1焦点と超高圧水銀ランプ1の輝点が形成されるべき箇所とが一致するように固定されている。
The reflecting mirror 2 is a parabolic reflecting mirror or an elliptic reflecting mirror, and a dielectric multilayer film that reflects light in the ultraviolet region of 300 nm to 450 nm is formed on the inner surface thereof. A front glass 20 is fitted into the opening on the light emitting direction side in order to prevent the fragments of the lamp from scattering when the ultrahigh pressure mercury lamp 1 is broken. Further, an opening 26 for introducing the
ここで、反射鏡2を、ホウケイ酸ガラスで構成した場合は、石英ガラスに比べて安価であるため、作製に要するコストを下げることができるという利点がある。
ただし、反射鏡2をホウケイ酸ガラスで構成した場合は、光源3を隔離壁15から離間させることが望ましい。なぜなら、ホウケイ酸ガラスからなる反射鏡2を隔離壁15に当接させると、反射鏡2の表面と内部とで温度差が生じるため、ホウケイ酸ガラスの熱膨張率が高いことに起因して、高温の部分(反射鏡2の内側部分)が膨張するのに対して比較的低温の部分(反射鏡2の外側部分)は膨張しないことにより、反射鏡2が破損するおそれがある。
反射鏡2を石英ガラスや結晶化ガラスで構成した場合は、ホウケイ酸ガラスの場合と異なり、反射鏡2を隔離壁15に当接させることができるため、冷却効率を向上させることができる。その理由は、反射鏡2が石英ガラスや結晶化ガラスからなる場合、ガラスの熱膨張率が小さいため、隔離壁15を反射鏡2に当接させたとしても、反射鏡2が破損するおそれがない。
また、反射鏡2をアルミニウム等の金属で構成した場合は、反射鏡2の破損の心配は全くなく、反射鏡2を隔離壁15に当接させることができるため、冷却効率を向上させることができる。
Here, when the reflecting mirror 2 is made of borosilicate glass, it is less expensive than quartz glass, and thus there is an advantage that the cost required for production can be reduced.
However, when the reflecting mirror 2 is made of borosilicate glass, the light source 3 is preferably separated from the
When the reflecting mirror 2 is made of quartz glass or crystallized glass, unlike the case of borosilicate glass, the reflecting mirror 2 can be brought into contact with the
Further, when the reflecting mirror 2 is made of a metal such as aluminum, there is no fear of the reflecting mirror 2 being damaged, and the reflecting mirror 2 can be brought into contact with the
支持体5は、光源3の個数に等しい個数の光出射口となる貫通穴が形成されており、この貫通穴には、ストッパ21に反射鏡2を当接させることにより、光源3の光軸方向の位置決めが行われる。また支持体5には、バネ等の弾性部材22とその先端に金属、セラミック等からなる反射鏡2に当接する押圧部材23とからなる固定部材24が設けられている。
The
隔離壁15は、例えば、アルミニウム等の伝熱材料からなる筒状体で構成されており、その外側面には、超高圧水銀ランプ1を冷却するための第2の流路を導入するための開口25が形成されている。また各隔離壁15内面は黒色のアルマイト処理が施されており、反射鏡2を透過した可視光及び赤外光がこれらの光を出射した光源3に向けて反射しないように構成されている。隔離壁15は、支持体5から光軸方向へ延びて形成され、少なくとも光源3のアーク部まで覆うように構成されている。
For example, the
光源ユニット14の組み立ては、光源3を支持体5の貫通穴に対して、位置決め部がストッパ21にぶつかるまでスライドさせ、反射鏡2の外側面に設けられた凹部に押圧部材23を嵌め込ませることによって、光軸方向の位置決めが行われるとともに、反射鏡2が支持体5に固定される。その後、光源3の外側面を覆うように隔離壁15を支持体5に被せ、支持体5に対して接着固定する。
The light source unit 14 is assembled by sliding the light source 3 with respect to the through-hole of the
なお、光源3の超高圧水銀ランプ1に給電する点灯電源13は図1に示すように、1つの光源3に対して1つの点灯電源13によって電力が供給されるように光源3と同数設けられている。これにより、例えば、光源ユニット14において、1本の超高圧水銀ランプ1が失透した場合に、当該超高圧水銀ランプ1のみへの給電を停止することにより、他の超高圧水銀ランプ1を点灯させた状態で不具合の生じたランプのみを交換することができるので、製造ラインを止めることなく露光処理を継続することができる。また各光源3のベース部材28及び反射鏡2に設けられた貫通穴27から導出された2本の給電線は、コネクタによって結束され、各点灯電源13に電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, the same number of
次に本実施形態の発明に係る光源ユニットの冷却について説明する。
第1の冷却手段は、隔離壁15内の超高圧水銀ランプ1から放射された可視光及び赤外光によって生じた輻射熱を、支持体5に設けられた冷却用導風口19から流入された冷却媒体によって隔離壁15後部に排出し、隔離壁15内の温度上昇を防止することである。
また、第2の冷却手段は、支持体5に光源3を冷却するための冷却媒体を流通するための複数の第1の流路16を各光源3の隙間に位置するように支持体5に設けられた凹所に配置固定し、さらに第1の流路16の長手方向に沿って間隔を隔てて第1の流路16に連通する複数の第2の流路17を概ね等間隔に光源3と同数設け、第1の流路16を通って第2の流路17に導入された冷却媒体を、隔離壁15及び反射鏡2に設けられた開口25,26に挿通された第2の流路17によって反射鏡2内に導入し、超高圧水銀ランプ1に吹き付けることである。超高圧水銀ランプ1に吹き付けられた後の冷却媒体は、反射鏡2の首部に設けられたベース部材28の排気口29から光源3の外部へ排出される。排気口29から排出された冷却媒体は、光源ユニット14の外部に設けられた不図示のダクト等の吸引手段により光源ユニット14の外部へと排出される。第2の流路17はその開口径、全長等を調整することにより光源3を有効に冷却することができる。
Next, cooling of the light source unit according to the invention of this embodiment will be described.
The first cooling means cools the radiation heat generated by the visible light and infrared light emitted from the ultrahigh pressure mercury lamp 1 in the
The second cooling means is provided on the
このように、本実施形態の発明に係る光源ユニット14によれば、超高圧水銀ランプ1を点灯させた際に、超高圧水銀ランプ1から放射されて反射鏡2を透過した可視領域または赤外領域の光を隔離壁15によって他の光源3に照射されること阻止することができる。また冷却用導風口19から導入された冷却媒体によって隔離壁15の輻射熱を排出することができるので、光源ユニット14の高温化を防止することができる。また第2の流路17から導入された冷却媒体によって超高圧水銀ランプ1や反射鏡2が冷却されるため、超高圧水銀ランプ1が失透したり、反射鏡2が破損する等の問題を解決することができる。
As described above, according to the light source unit 14 of the present embodiment, when the ultrahigh pressure mercury lamp 1 is turned on, the visible region or the infrared ray that is emitted from the ultrahigh pressure mercury lamp 1 and passes through the reflecting mirror 2 is transmitted. It is possible to prevent the light of the region from being irradiated to the other light source 3 by the
次に、光源ユニットの第2の実施形態を図5乃至図6を用いて説明する。
図5は本実施形態の発明に係る光照射装置の光源ユニットの光出射方向とは逆方向側から見た斜視図、図6(a)、(b)は図5に示す冷却ブロックの断面図である。
これらの図において、30はアルミ材等からなる冷却媒体32を流通させるための流路31を備えた冷却ブロック、31は銅管等からなる冷却ブロック30に設けられた流路、32は冷却水等の冷却媒体である。
Next, a second embodiment of the light source unit will be described with reference to FIGS.
5 is a perspective view of the light source unit of the light irradiation apparatus according to the present embodiment as viewed from the direction opposite to the light emitting direction, and FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views of the cooling block shown in FIG. It is.
In these drawings,
なお、その他の構成は図2に示す同符号の構成に対応するので説明を省略する。また、図5に示す光源ユニット14は平面形状に形成されているが、実際は、図1において説明したように、放射面又は楕円面に沿って緩やかな曲面形状に形成されている。また、本実施形態の光源ユニット14においてもさらに第1の実施形態の光源ユニット14と同様に第1及び第2の冷却手段を備えるようにしてもよい。 The other configurations correspond to the configurations with the same reference numerals shown in FIG. Further, the light source unit 14 shown in FIG. 5 is formed in a planar shape, but actually, as described in FIG. 1, it is formed in a gently curved shape along the radiation surface or the elliptical surface. Further, the light source unit 14 of the present embodiment may further include first and second cooling means similarly to the light source unit 14 of the first embodiment.
これらの図に示すように、この冷却ブロック30は、光源3の外側面を覆う隔離壁15に当接するように光源3間の隙間に設けられている。また、冷却媒体32を流通するための流路31となるU字管は、図6(a)に示すように、U字形状を有する凹所に配置されている。また、このような構成に代えて、図6(b)に示すように、冷却ブロック30を2つ割り構造にして、U字管を挟んで埋設するように構成してもよい。
As shown in these drawings, the
このように、本実施形態の発明に係る光源ユニット14によれば、超高圧水銀ランプ1を点灯させた際に、超高圧水銀ランプ1から放射されて反射鏡2を透過した可視領域または赤外領域の光を隔離壁15によって他の光源3に照射されることを阻止することができる。その結果、隔離壁15が高温となったとしても、流路31となるU字管の端部から、例えば、ポンプ等の冷却水循環手段を接続してU字管の内部に冷却水等の冷却媒体32を流通させることにより、隔離壁15を冷却することができる。これにより隔離壁15の内部に熱がこもることを防止することができるため、超高圧水銀ランプ1が失透したり、反射鏡2が破損したり、給電線がショートするといった不具合を回避することができる。
As described above, according to the light source unit 14 of the present embodiment, when the ultrahigh pressure mercury lamp 1 is turned on, the visible region or the infrared ray that is emitted from the ultrahigh pressure mercury lamp 1 and passes through the reflecting mirror 2 is transmitted. It is possible to prevent the region of light from being irradiated to the other light sources 3 by the
次に、光源ユニットの第3の実施形態を図7乃至図10を用いて説明する。
図7(a)は本実施形態の発明に係る光照射装置の光源ユニットを光出射方向側から見た斜視図、図7(b)は本実施形態の発明に係る光照射装置の光源ユニットを光出射方向側とは逆方向側から見た斜視図、図8は図7(a)に示す光源ユニットのA−Aから見た断面図、図9は図7(a)に示す光源ユニット14を複数個(4個)配列して構成した光源ユニット群の光出射方向側から見た斜視図である。
Next, a third embodiment of the light source unit will be described with reference to FIGS.
FIG. 7A is a perspective view of the light source unit of the light irradiation apparatus according to the invention of this embodiment as viewed from the light emitting direction side, and FIG. 7B is the light source unit of the light irradiation apparatus according to the invention of this embodiment. FIG. 8 is a perspective view seen from the side opposite to the light emitting direction side, FIG. 8 is a cross-sectional view seen from AA of the light source unit shown in FIG. 7A, and FIG. 9 is a light source unit 14 shown in FIG. It is the perspective view seen from the light-projection direction side of the light source unit group comprised by arranging several (4 pieces).
なお、これらの図に示す構成は図2に示す同符号の構成に対応するので説明を省略する。また、図7乃至図9に示す光源ユニットまたは光源ユニット群は略平面形状に形成されているが、実際は、図1において説明したように、放射面又は楕円面に沿って緩やかな曲面形状に形成されている。また本実施形態の光源ユニットにおいても第1の実施形態の光源ユニットと同様に第1及び第2の冷却手段を備えるようにしてもよい。 Note that the configuration shown in these drawings corresponds to the configuration of the same symbol shown in FIG. The light source unit or the light source unit group shown in FIGS. 7 to 9 is formed in a substantially planar shape, but in actuality, as described in FIG. 1, it is formed in a gently curved shape along the radiation surface or the elliptical surface. Has been. Further, the light source unit of the present embodiment may also include first and second cooling means as in the light source unit of the first embodiment.
本実施形態の発明に係る光源ユニット14は、図7乃至図8に示すように、その中央側に配置された光源3の列(n3)がその周縁側に配置された光源3の列(n2、n4)に比べて、光照射領域からの離間距離が大きく、さらに光源3の列(n2、n4)がその周縁側に配置された光源3の列(n1、n5)に比べて、光照射領域からの離間距離が大きくなるように構成されている。即ち、光源ユニット14の中央側に配置された光源3の列に近づくにつれて、光照射領域からの離間距離が大きくなるよう、隣合う光源3の列に段差が設けられている。
なお、隣合う光源3の列に段差を設ける構成に代えて、中央側に配置された光源3の行(m3)に近づくにつれて光照射領域からの離間距離が大きくなるように、隣合う光源3の行に段差を設けるように構成してもよい。
As shown in FIGS. 7 to 8, the light source unit 14 according to the invention of the present embodiment includes a row of light sources 3 (n 3 ) arranged on the center side of the light source 3 (n 3 ) arranged on the peripheral side ( Compared with n 2 , n 4 ), the distance from the light irradiation region is large, and further, the row (n 1 , n 5 ) of the light source 3 in which the row (n 2 , n 4 ) of the light source 3 is arranged on the peripheral side thereof. ), The separation distance from the light irradiation region is increased. That is, a step is provided in the row of adjacent light sources 3 so that the distance from the light irradiation region increases as the row of light sources 3 arranged on the center side of the light source unit 14 is approached.
Instead of the configuration in which a step in the sequence of the adjacent light source 3, as the distance from the light irradiation region closer to the line of the light source 3 arranged in the center side (m 3) is increased, adjacent the light source You may comprise so that a level | step difference may be provided in 3 rows.
また、支持体5は、光源ユニット14の中央側の列または行に向かうにつれて光照射領域からの離間距離が増すように、隣接する列または行を構成する支持体5間で段差が形成されている。
Further, the
図8に示すように、段差の全長L1は、支持体5の最もインテグレータ7側(周縁側)の面からインテグレータ7面までの距離に対して1%以内の範囲にあることが好ましい。段差の全長L1をこの数値範囲に設定することにより、所定の光照射照度を満足させることができるとともに、後述の冷却効果をもたせることができる。
As shown in FIG. 8, the total length L1 of the step is preferably in a range of 1% or less with respect to the distance from the surface of the
本実施形態の発明に係る光源ユニット群は、図9に示すように、例えば、25個の光源3が5行×5列に配置された光源ユニット14を、2行×2列に配置することにより構成される。その結果、100個の光源3からなる光照射装置を容易に構成することができる。 In the light source unit group according to the invention of the present embodiment, as shown in FIG. 9, for example, the light source units 14 in which 25 light sources 3 are arranged in 5 rows × 5 columns are arranged in 2 rows × 2 columns. Consists of. As a result, a light irradiation device composed of 100 light sources 3 can be easily configured.
なお、図9においては、隣合う光源3の列に段差が設けた光源ユニット14を4個配列するように構成したが、隣合う光源の列に段差を設けた光源ユニットと隣合う光源の行に段差を設けた光源ユニットとを組み合わせて光源ユニット群を構成するようにしてもよい。 In FIG. 9, four light source units 14 having a step in the adjacent light source 3 column are arranged. However, a row of light sources adjacent to a light source unit having a step in the adjacent light source column is arranged. A light source unit group may be configured by combining with a light source unit provided with a step.
本実施形態の光源ユニット乃至光源ユニット群によれば、光源ユニット14の中央側に位置する光源3は当該光源3よりも周縁側に位置する光源3に比べて冷却されにくいため、超高圧水銀ランプ1の失透や反射鏡2の破損等の不具合を生じるおそれがあったが、光源3間に段差を設けることにより、中央側に位置する光源3を覆う隔離壁15において、冷却面積が増大するため、隔離壁15がヒートシンクとしての機能を果たすことになり、光源3における冷却を効率良く行うことができ、上記の不具合を回避することができる。
According to the light source unit or the light source unit group of the present embodiment, the light source 3 positioned on the center side of the light source unit 14 is less likely to be cooled than the light source 3 positioned on the peripheral side of the light source 3. 1 may cause problems such as devitrification and breakage of the reflecting mirror 2, but by providing a step between the light sources 3, the cooling area increases in the
次に、光源ユニットの第4の実施形態を図10を用いて説明する。
図10は本実施形態の発明に係る光照射装置の光源ユニットを光出射方向側から見た斜視図である。
なお、同図に示す構成は図2に示す同符号の構成に対応するので説明を省略する。また、図10に示す光源ユニット14は略平面形状に形成されているが、実際は、図1において説明したように、放射面又は楕円面に沿って緩やかな曲面形状に形成されている。また本実施形態の光源ユニット14においても第1の実施形態の光源ユニット14と同様に第第1及び2の冷却手段を備えるようにしてもよい。
Next, a fourth embodiment of the light source unit will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a perspective view of the light source unit of the light irradiation apparatus according to the invention of this embodiment as viewed from the light emitting direction side.
The configuration shown in the figure corresponds to the configuration of the same reference numeral shown in FIG. Further, the light source unit 14 shown in FIG. 10 is formed in a substantially planar shape, but actually, as described in FIG. 1, it is formed in a gently curved shape along the radiation surface or the elliptical surface. Further, the light source unit 14 of the present embodiment may also include first and second cooling means as in the light source unit 14 of the first embodiment.
本実施形態の発明に係る光源ユニット14は、同図に示すように、例えば25個の光源3を使用し、支持体5の中心に固定された光源3と、この光源3の周囲に配置される光源群であって、前記光源3に比べて光照射領域に接近する第1の光源群と、この第1の光源群の周囲に配置される光源群であって、第1の光源群に比べて光照射領域に接近する第2の光源群とを備え、全体として、光源ユニット14の外観がピラミッド状になるように構成する。
この光源ユニット14の支持体5は、光源ユニット14の中心部に近づくにつれて光照射領域からの離間距離が増すように段差が形成されている。
なお、請求項6において、「支持体の中央側に支持された前記光源」とは、支持体5の中央側に配置された光源3の列又は行、及び支持体5の中心に配置された光源3を意味するものとする。
As shown in the figure, the light source unit 14 according to the invention of the present embodiment uses, for example, 25 light sources 3 and is arranged around the light source 3 fixed to the center of the
The
In addition, in claim 6, “the light source supported on the center side of the support” is arranged in the column or row of the light sources 3 arranged on the center side of the
本実施形態の発明に係る光源ユニット14を複数個を用いて、図9に示すように、光源ユニット群を構成することができる。 A plurality of light source units 14 according to the invention of the present embodiment can be used to form a light source unit group as shown in FIG.
本実施形態の光源ユニット乃至光源ユニット群によれば、第3の実施形態の発明と同様の効果を奏することができる。 According to the light source unit or the light source unit group of this embodiment, the same effects as those of the third embodiment can be obtained.
次に、光源ユニットの第5の実施形態を図11を用いて説明する。
図11(a)は本実施形態の発明に係る光照射装置の光源ユニットを複数個(4個)配列して構成した光源ユニット群の光出射方向側から見た斜視図、図11(b)は図11(a)に示す光源ユニット群を光出射方向とは逆方向側側から見た斜視図である。
Next, a fifth embodiment of the light source unit will be described with reference to FIG.
FIG. 11A is a perspective view of a light source unit group configured by arranging a plurality (four) of light source units of the light irradiation apparatus according to the invention of the present embodiment as viewed from the light emitting direction side, and FIG. FIG. 12 is a perspective view of the light source unit group shown in FIG. 11A viewed from the side opposite to the light emitting direction.
なお、これらの図に示す構成は図2に示す同符号の構成に対応するので説明を省略する。また、これらの図に示す光源ユニット群は略平面形状に形成されているが、実際は、図1において説明したように、放射面又は楕円面に沿って緩やかな曲面形状に形成されている。また本実施形態の光源ユニット群においても第1の実施形態の光源ユニットと同様に第1及び第2の冷却手段を備えるようにしてもよい。 Note that the configuration shown in these drawings corresponds to the configuration of the same symbol shown in FIG. Further, although the light source unit group shown in these drawings is formed in a substantially planar shape, actually, as described in FIG. 1, it is formed in a gently curved shape along the radiation surface or the elliptical surface. Also in the light source unit group of the present embodiment, first and second cooling means may be provided in the same manner as the light source unit of the first embodiment.
本実施形態の発明に係る光源ユニット群は、これらの図に示すように、例えば、25個の光源3が5行×5列に配置された光源ユニット14を、2行×2列に配置することにより構成されており、その結果、100個の光源3からなる光源ユニット群が構成される。 In the light source unit group according to the invention of the present embodiment, as shown in these drawings, for example, the light source units 14 in which 25 light sources 3 are arranged in 5 rows × 5 columns are arranged in 2 rows × 2 columns. As a result, a light source unit group composed of 100 light sources 3 is formed.
各光源ユニット14は、隣合う光源3の列との間に段差が形成されており、このような光源ユニットを2行×2列配置することにより、光源ユニット群の中央側の列が最も光照射領域からの離間距離が大きく、周縁側の列ほど光照射領域からの離間距離が小さくなるように構成される。 Each light source unit 14 is formed with a step between adjacent light source 3 columns. By arranging such light source units in 2 rows × 2 columns, the central column of the light source unit group is the most light. The separation distance from the irradiation region is large, and the separation distance from the light irradiation region is configured to be smaller in the peripheral column.
本実施形態の光源ユニット群によれば、第3の実施形態の発明と同様の効果を奏することができる。 According to the light source unit group of the present embodiment, the same effects as those of the third embodiment can be obtained.
次に、光源ユニットの第6の実施形態を図12を用いて説明する。
図12は本実施形態の発明に係る光照射装置の光源ユニットを光出射方向側から見た正面図である。
Next, a sixth embodiment of the light source unit will be described with reference to FIG.
FIG. 12 is a front view of the light source unit of the light irradiation apparatus according to the invention of the present embodiment as viewed from the light emission direction side.
なお、同図に示す構成は図2に示す同符号の構成に対応するので説明を省略する。また、同図に示す光源ユニットは平面形状に形成されているが、実際は、図1において説明したように、放射面又は楕円面に沿って緩やかな曲面形状に形成されている。また本実施形態の光源ユニットにおいても第1の実施形態の光源ユニットと同様に第1及び第2の冷却手段を備えるようにしてもよい。 The configuration shown in the figure corresponds to the configuration of the same reference numeral shown in FIG. In addition, the light source unit shown in the figure is formed in a planar shape, but actually, as described in FIG. 1, it is formed in a gently curved shape along the radiation surface or the elliptical surface. Further, the light source unit of the present embodiment may also include first and second cooling means as in the light source unit of the first embodiment.
同図に示すように、本実施形態の光源ユニット14は、支持体5の中央側に配置された光源3間の離間距離が、該中央側に配置された光源3よりも支持体5の周縁側に配置された光源3間の離間距離に比べて大きく構成されている。
As shown in the figure, in the light source unit 14 of the present embodiment, the separation distance between the light sources 3 arranged on the center side of the
本実施形態の発明に係る光源ユニット14によれば、複数の光源3を密集して一斉に点灯させた場合、中央側に位置する光源3は冷却されにくいため、隔離壁15の内部に熱がこもり易いが、支持体5の中央側に配置された光源3間の離間距離を大きくすることにより、中央部に熱がこもることを防止することができ、支持体5に固定された全ての光源3を均一に冷却することができる。
According to the light source unit 14 according to the invention of the present embodiment, when a plurality of light sources 3 are densely lit up at the same time, the light source 3 located on the center side is difficult to be cooled, so that heat is generated inside the
次に、光源ユニットの第7の実施形態を図13を用いて説明する。
図13は本実施形態の発明に係る光照射装置の光源ユニットを光出射方向とは逆方向側から見た図である。
Next, a seventh embodiment of the light source unit will be described with reference to FIG.
FIG. 13 is a view of the light source unit of the light irradiation apparatus according to the invention of this embodiment as viewed from the direction opposite to the light emitting direction.
同図において、33は支持体5から光軸方向に一体的に伸び、光源収納空間を形成する隔離壁を兼ねた区画壁、34は区画壁33内に設けられた流路、35は冷却水等の冷却媒体である。なお、その他の構成は図2に示す同符号の構成に対応するので説明を省略する。また、同図に示す光源ユニット14は略平面形状に形成されているが、実際は、図1において説明したように、放射面又は楕円面に沿って緩やかな曲面形状に形成されている。また、本実施形態の光源ユニット14においても第1の実施形態の光源ユニット14と同様に第1及び第2の冷却手段を備えるようにしてもよい。
In this figure, 33 is a partition wall that extends integrally from the
同図に示すように、本実施形態の光源ユニット14は、支持体5に光源3の個数に応じて貫通穴が設けられ、区画壁33によって全体がハニカム状に形成されている。貫通穴の前面側が光出射口となり、区画壁33によって形成される貫通穴の後面側が光源3の挿入口となる。
光源3は、区画壁33によって形成される貫通穴に対し、区画壁33に沿ってスライドさせて挿入され、支持体5に嵌め込まれ光軸方向に位置決めされるとともに固定される。
冷却媒体35を流通させるための流路34は、U字形状に形成され、区画壁33内を貫通するように設けられている。流路34の端部には、不図示のポンプ等の冷却媒体35を循環するための循環手段が接続されている。
As shown in the figure, in the light source unit 14 of the present embodiment, through holes are provided in the
The light source 3 is inserted into the through-hole formed by the partition wall 33 by sliding along the partition wall 33, fitted into the
The flow path 34 for circulating the cooling medium 35 is formed in a U shape and is provided so as to penetrate the partition wall 33. A circulation means for circulating a cooling medium 35 such as a pump (not shown) is connected to the end of the flow path 34.
露光処理中において、光源3は、支持体5に設けられた隔離壁を兼ねる区画壁33によって周辺の光源3からの可視領域及び赤外領域の光が遮断される。区画壁33が高温になったとしても、流路34に冷却媒体35を流通させることにより、区画壁33に当接している反射鏡2を効率良く冷却することができる。これにより、区画壁33の内部に熱がこもることが防止されるため、超高圧水銀放電ランプ1が失透したり、反射鏡2が破損するといった不具合の生ずることを防止することができる。
During the exposure process, the light source 3 is blocked from visible and infrared light from the surrounding light source 3 by the partition wall 33 also serving as an isolation wall provided on the
1 超高圧水銀ランプ
2 反射鏡
3 光源
4 光源部
5 支持体
6 光出射口
7 インテグレータ
8 コリメータ
9 マスクステージ
10 マスク
11 ワーク
12 ワークステージ
13 点灯電源
14 光源ユニット
15 隔離壁
16 第1の流路
17 第2の流路
18 冷却媒体
19 冷却用導風口
20 前面ガラス
21 ストッパ
22 弾性部材
23 押圧部材
24 固定部材
25 開口(貫通穴、切欠き等を含む)
26 開口(貫通穴、切欠き等を含む)
27 貫通穴
28 ベース部材
29 排気口
30 冷却ブロック
31 流路
32 冷却媒体
33 区画壁
34 流路
35 冷却媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Super high pressure mercury lamp 2 Reflector 3 Light source 4
26 Opening (including through holes, notches, etc.)
27 Through-hole 28 Base member 29
Claims (2)
前記光源は、光出射口を有する支持体に互いに離間して固定され、前記離間する各光源間に、隣接する光源への光を遮断する隔離壁を設け、
前記支持体から光軸方向に一体的に伸び、光源収納空間を形成する区画壁を設け、該区画壁は、前記隔離壁を兼ねると共に、該区画壁によって形成される貫通穴の前面側が前記光出射口となり、前記貫通穴の後面側が前記光源の挿入口となっていることを特徴とする光照射装置。 An ultra-high pressure mercury lamp in which 0.08 mg / mm 3 or more of mercury is sealed in an arc tube, and a reflecting mirror that surrounds the ultra-high pressure mercury lamp with the optical axis substantially coincident with the tube axis of the ultra-high pressure mercury lamp. In the light irradiation device that includes a plurality of light sources and irradiates the light emitted from each light source in a light irradiation region,
The light source is fixed to a support having a light exit opening apart from each other, and a separating wall for blocking light to an adjacent light source is provided between the spaced light sources.
A partition wall that extends integrally from the support in the optical axis direction and forms a light source storage space is provided. The partition wall also serves as the isolation wall, and the front side of the through hole formed by the partition wall is the light beam. A light irradiation apparatus, wherein the light emitting device is an emission port, and a rear surface side of the through hole is an insertion port for the light source .
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