JP5232661B2 - 光源装置及び描画装置 - Google Patents

Description

本発明は、ランプを有する光源の識別情報を管理することにより、安定してランプの駆動する条件を制御する光源装置及び描画装置に関する。

電子回路基板（プリント基板）、フラット・ディスプレイ用基板は、紫外光の照射によりパターンを形成される。これらの回路基板などは多品種少量を短期間で生産する要求が強くなっている。従来の描画装置では、コンタクト方式又は投影露光方式でも、パターン形成のためにはマスクが必要であり、そのマスクの準備、管理及び維持の面で要求に応えにくくなってきている。そこでパターンを構成するデータを、ＣＡＤデータから直接描画装置の光線の制御信号として利用するダイレクト露光方式とその装置の要求が高まっている。

特に電子回路基板の絶縁処理工程で使用されるソルダ・レジスト・インキ（以下ソルダ・レジスト）の露光においては、パターンの露光に対して高エネルギーが要求される。ソルダ・レジストの露光は高エネルギーの照射が必要であるので、通常は光源の水銀ランプを大型の水銀ランプに変更して対応している。また特許文献１では大型の水銀ランプを２つ配置して、ソルダ・レジストの露光に対応している。

特開２００８−２４２１６９

しかし、２ｋＷから３ｋＷなど大型の水銀ランプを搭載すると、露光時間が短縮できるなどのメリットも多いが、描画装置は水銀ランプの熱対策に注力する必要がある。このため温調設備なども大型化している。この点を考えると複数の小型の水銀ランプを描画装置に搭載することが望ましいと考えられる。しかし複数の小型の水銀ランプを使用すると、個々の水銀ランプの照度ばらつきなどを正確に管理しなければならない。

本発明はこのように複数の小型のランプを管理しなければならない状況に対して、複数のランプを管理できる光源装置及び描画装置に関する技術を提供する。

第１の観点の光源装置は、ランプ及び反射鏡で構成され第１識別情報を有する光源と、第１識別情報を検出する第１検出器と、光源を１個以上保持し第２識別情報を有するハウジングと、第２識別情報を検出する第２検出器と、第１識別情報に関連する光源の情報と第２識別情報に関連するハウジングの情報とを記憶する記憶部と、第１検出器で得られた第１識別情報及び第２検出器で得られた第２識別情報と記憶部に記憶された光源の情報及びハウジングの情報とを比較し判定する判定部と、判定部の結果に基づいて、ランプを駆動する条件を制御する制御部と、を備える。
この構成の光源装置は第１識別情報又は第２識別情報を判定部で判定することによって、適正なランプを搭載するとともにランプ特性又は寿命等を管理することができる。

第２の観点の光源装置の判定部は、第１識別情報に基づいて記憶部からランプの電力と電圧情報とを制御部に送り、制御部はハウジングに搭載のランプの個数情報、電力及び電圧情報に基づいてランプを駆動する。
第３の観点の光源装置の判定部は、第１識別情報に基づいて記憶部からランプの寿命に関する情報を制御部に送り、制御部はランプの寿命に関する情報に基づいてランプを駆動する。

第４の観点の光源装置の制御部は、ハウジングに搭載されたランプ灯数が複数の場合に、ランプの寿命に関する情報に基づいて、搭載するランプの中で最短の寿命のランプに合わせて複数のランプを制御する。
第５の観点の光源装置の判定部は、第１識別情報及び第２識別情報が記憶部に記憶された光源の情報及びハウジングの情報と一致していない場合に不一致信号を制御部に送り、制御部は、光源及びハウジングの組み合わせ不良の表示を行うとともに該ランプをランプへの電力供給を停止した状態にする。

第６の観点の光源装置の記憶部に記憶された光源の情報は反射板の焦点位置に関する情報を含み、記憶部に記憶されたハウジングの情報はハウジングの焦点に関する情報を含む。
第７の観点の光源装置の第１識別情報は、光源から発光する光線にて褪色するインキで光源の外周部に記されている。

第８の観点の描画装置は、マトリクス状に配置された多数の反射素子を有する空間光変調手段を用いて感光性基板に描画する描画装置である。この描画装置は、ランプ及び反射鏡で構成され第１識別情報を有する光源と、第１識別情報を検出する第１検出器と、光源を１個以上保持し第２識別情報を有するハウジングと、第２識別情報を検出する第２検出器と、感光性基板に対応する第１識別情報に関連する光源の情報と第２識別情報に関連するハウジングの情報とを記憶する記憶部と、第１検出器で得られた第１識別情報及び第２検出器で得られた第２識別情報と、記憶部に記憶された光源の情報及びハウジングの情報とを比較し判定する判定部と、光源からの光を空間光変調手段に照射するため、判定部の結果に基づいてランプを駆動する条件を制御する制御部と、を備える。
この構成の描画装置は第１識別情報又は第２識別情報を判定部で判定することによって、適合しないランプの使用を制限することができ、露光処理の信頼性を向上させることができる。

第９の観点の光源装置は、ランプ及び反射鏡を有する光源と、光源を１個以上保持し、識別情報を有するハウジングと、ハウジングを１個以上保持するホルダと、識別情報を検出する検出器と、識別情報に関連する光源の情報とハウジングの情報とを記憶する記憶部と、検出器で得られた識別情報と記憶部に記憶された光源の情報及びハウジングの情報とを比較し判定する判定部と、判定部の結果に基づいてランプを駆動する条件を制御する制御部と、を備える。

第１０の観点の描画装置は、マトリクス状に配置された多数の反射素子を有する空間光変調手段を用いて感光性基板を描画する描画装置において、ランプ及び反射鏡を有する光源と、光源を１個以上保持し、識別情報を有するハウジングと、ハウジングを１個以上保持するホルダと、識別情報を検出する検出器と、識別情報に関連する光源の情報とハウジングの情報とを記憶する記憶部と、検出器で得られた識別情報と記憶部に記憶された光源の情報及びハウジングの情報とを比較し判定する判定部と、光源からの光を空間光変調手段に照射するため、判定部の結果に基づいてランプを駆動する条件を制御する制御部と、を備える。

本発明による光源装置は第１識別情報を有する光源及び第２識別情報を有するハウジングを判定部が判定することで、適正なランプを搭載するとともにランプ特性又は寿命等を管理することができる。また、適合しないランプの使用を制限することができる。

本発明の光源装置２０を装備する描画装置１００の全体斜視図である。 光源装置２０における一方の光源ユニット２０Ｕの構成を示した斜視図である。 高圧水銀ランプ２２、及びリフレクタ２３の構成を示した斜視図である。 （ａ）は図２の光源ユニット２０Ｕにおける紫外光の射出方向の反対側から見た構成図である。 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示した断面図である。 （ａ）は高圧水銀ランプ２２の種類を示した表である。 （ｂ）は光源ユニット２０Ｕのハウジング２１の種類を示した表である。 光源ユニット２０Ｕ及び投影光学系３０の光軸ＡＸにおけるＺ−Ｙ断面図である。 光源ユニット２０Ｕを収納するホルダ４９の上面図である。 光源ユニット２０Ｕをホルダ４９に取り付けた際の高圧水銀ランプ２２の輝点ＦＣを示した図である。 制御部９０の描画制御系の構成を示した図である。 描画装置１００における光源装置２０の制御のフローチャートである。

以下に、本発明の描画装置１００について説明する。図１は本発明の光源装置２０を装備する描画装置１００の全体斜視図である。ただし、描画装置１００の光学系を説明するために一部をカットして内部構造を示す。

＜描画装置１００の全体構成＞
描画装置１００は、フォトレジスト等の感光材料を表面に塗布した基板ＳＷへ紫外光を照射することにより、描画パターンを形成する装置である。描画装置１００は、筐体底部１１、ゲート状構造部１２、及び制御部９０で構成されている。

描画装置１００は筐体底部１１を基礎とし、筐体底部１１の側面にゲート状構造部１２が接続され、筐体底部１１の上面には移動テーブル１５が設置され、ゲート状構造部１２には光学系の光源装置２０と投影光学系３０とが設置されている。

ゲート状構造部１２の前面にはスライド１３が設置されており、スライド１３にはアライメント・カメラＡＣが２箇所に設置されている。スライド１３に設置されたアライメント・カメラＡＣはＸ軸方向に移動し、移動機構はスライド１３に設置されるリニア駆動又はモータ駆動にて移動することができる。アライメント・カメラＡＣは基板ＳＷの基準点の位置を計測するために設置させ、スライド１３に沿ってＸ軸方向に移動することで所定の位置に配置させている。なお、必要に応じてアライメント・カメラＡＣは３箇所以上の複数箇所に設置して、基板ＳＷにおける複数箇所の基準点を計測して、配置ずれ量を検出することができる。

筐体底部１１の上面に設置される移動テーブル１５は、筐体底部１１上をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。移動テーブル１５は基板ＳＷが所定の位置に載置されると、図示しない吸着手段により真空吸着固定される。なお、移動テーブル１５は、例えばリニア移動手段にて基板ＳＷを精密に筐体のＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能となっている。なお移動テーブル１５は、リニア移動手段だけでなく、ボールねじと、スライド・ウエイと、ねじ駆動用モータ等で構成する移動手段を用いてもよい。いずれの移動手段においても移動と現在位置とを精密に制御できる機構であればよい。描画装置１００の制御は制御部９０が行う。制御部９０は移動テーブル１５、光源装置２０、投影光学系３０及びアライメント・カメラＡＣなどを制御する各制御部と通信を行っている。制御部９０の描画制御系については後述する。

光学系は光源の光源装置２０と、紫外光を描画パターンに変換する投影光学系３０とで構成される。光源装置２０は２箇所の光源ユニット２０Ｕで構成され、投影光学系３０は８個の投影光学系３０で構成されている。１つの投影光学系３０は第１投影レンズ群３２、反射ミラー３３、ＤＭＤ（ダイレクト・マイクロ・ミラー・デバイス）素子３４及び第２投影レンズ群３５などで構成されている。

描画装置１００は１個の光源ユニット２０Ｕに対して４個の投影光学系３０が対応しており、もう１個の光源ユニット２０Ｕに対して４個の投影光学系３０が対応している。

＜光源装置の構成＞
図２は光源装置２０における一方の光源ユニット２０Ｕの構成を示した斜視図である。
光源ユニット２０Ｕは、ハウジング２１、高圧水銀ランプ２２、及びリフレクタ（又は反射鏡、以下リフレクタと呼ぶ）２３で構成される。光源ユニット２０Ｕは４個の高圧水銀ランプ２２（高圧水銀ランプ２２ａ〜高圧水銀ランプ２２ｄ）と、４個のリフレクタ２３（リフレクタ２３ａ〜リフレクタ２３ｄ）とを支えるハウジング２１を有している。４個の高圧水銀ランプ２２と４個のリフレクタ２３とはＸ軸方向に並んで設置されている。同様に、図示しないが他方の光源ユニット２０Ｕも同様な構成である。つまり、１個の高圧水銀ランプ２２に対して１個の投影光学系３０が対応している。なお、一点鎖線は光源装置２０の光軸ＡＸを示している。

図３は光源装置２０の高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３の構成を示した斜視図である。リフレクタ２３の最深部には高圧水銀ランプ２２を挿入可能な孔が形成されており高圧水銀ランプ２２がリフレクタ２３に挿入されてセメントで一体に固定されている。

高圧水銀ランプ２２は石英ガラスで形成されるランプ管軸２４とバルブ部２５とからなる。ランプ管軸２４の中央付近に略楕円球状体のバルブ部２５が形成されている。図示しないが、バルブ部２５の内部にはタングステンからなる陽極と陰極とが極間距離１．０ｍｍ程度で配置されている。両電極の後端部にはモリブデン等の金属箔が溶接されており、金属箔の他端には外部リード線が接続されている。ランプ管軸２４とバルブ部２５との放電空間部には始動用の希ガスとして２００Ｔｏｒｒ程度の希ガスが封入されている。更に、放電空間部の電極部を含めた内容積は６５ｍｍ３であって、高圧水銀ランプ２２の内部は水銀が０．２５ｍｇ／ｍｍ３程度に封入されている。高圧水銀ランプ２２は外部リード線から電極に電流が印加されて所定の紫外光を発光する。なお、高圧水銀ランプ２２の輝点ＦＣは陰極の先端付近にある。

リフレクタ２３はその断面が楕円形状であり、パイレックス（登録商標）・ガラスまたはホウケイ酸ガラス製である。高圧水銀ランプ２２の輝点ＦＣは楕円状のリフレクタ２３の第１焦点に配置され、後述するフライアイ・レンズ面に第２焦点が配置される構成になっている。リフレクタ２３の内面には３５０ｎｍから４５０ｎｍの波長の光線を反射するような反射膜が蒸着されている。リフレクタ２３の外面の一部には光源の高圧水銀ランプ２２の個体情報である第１識別情報部５０が設置されている。描画装置１００は複数の第１識別情報部５０の情報を読み取ることで、個々の高圧水銀ランプ２２の個体情報を取得することができる。例えば高圧水銀ランプ２２の個体情報として、定格入力電力（Ｗ）、定格電圧（Ｖ）、寿命の情報（Ｈ）及び焦点位置（ｍｍ）を有している。第１識別情報部５０は、例えば個体情報を記録した１次元バーコード及び２次元バーコードなどを用いることができる。また、第１識別情報部５０はＩＣチップなどを用い、ＩＣチップに高圧水銀ランプ２２の定格入力電力（Ｗ）、定格電圧（Ｖ）、寿命の情報（Ｈ）、及び焦点位置（ｍｍ）を記録させることができる。

定格入力電力（Ｗ）は基板ＳＷのレジストの露光に必要な光線の強度で異なり、１５０Ｗ、及び２５０Ｗなどがある。定格入力電力が高いほど紫外線量が多いが、発熱量も増加するため、使用されるレジストに最適な定格入力電力を選択する必要がある。また、定格電圧（Ｖ）は、所定の光量を得るために印加される電圧である。高圧水銀ランプ２２の焦点位置は輝点ＦＣの位置、すなわちリフレクタ２３の焦点位置（ｍｍ）である。寿命（Ｈ）は必要な光量を照射できる時間である。高圧水銀ランプ２２は使用時間が経るにつれて光量が徐々に落ちてくるため、例えば１５００時間経ると必要な光量を照射できなくなったり、場合によっては爆発したりする場合もある。

図４（ａ）は図２の光源ユニット２０Ｕにおける紫外光の射出方向の反対側から見た構成図であり、図４（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示した断面図である。本実施形態の光源ユニット２０Ｕは、４個の高圧水銀ランプ２２を搭載するタイプである。

図４（ｂ）で示されるように光源ユニット２０Ｕは箱型のハウジング２１を有している。ハウジング２１の上下には例えば４本のガイドピン２６が取り付けられる。ガイドピン２６の端部には板ばね２７が取り付けられる。板ばね２７には高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３が挿入可能な貫通孔２９が形成されている。

リフレクタ２３の最深部には高圧水銀ランプ２２を挿入可能な孔が形成されている。そこに高圧水銀ランプ２２が挿入されている。楕円形状のリフレクタ２３の第１焦点に高圧水銀ランプ２２の輝点ＦＣが配置され、且つ高圧水銀ランプ２２が投影光学系３０の光軸ＡＸと重なるようにリフレクタ２３と高圧水銀ランプ２２とは固定されている。高圧水銀ランプ２２の固定にはセメント２８を用いて、リフレクタ２３の完成具合の微妙な変形を加味して、最高の発光効率を得られる位置に固定される。

高圧水銀ランプ２２をセメント２８で固定したリフレクタ２３は、板ばね２７の貫通孔２９に取り付けられる。リフレクタ２３は板ばね２７のバネ力でハウジング２１の基準面２１ａに加圧して取り付けられる。このため、ハウジング２１の基準面２１ａに対して輝点ＦＣが最適の位置に来る。図４（ｂ）では、基準面２１ａから輝点ＦＣまでの距離が距離ＦＬである。高圧水銀ランプ２２の種類によっては、高圧水銀ランプ２２の輝点ＦＣの位置が異なる。このため別の種類のハウジング２１は、基準面２１ａとは光軸ＡＸの方向の位置が異なる基準面２１ｂを有するものもある。

高圧水銀ランプ２２を固定したリフレクタ２３のハウジング２１への取り付け方法は、リフレクタ２３の外周端部を板ばね等で固定する等、搭載するランプの発熱による変形を自動的に低減できる手段であれば構わない。

なお、ハウジング２１は基準面２１ｂを変える代わりにガイドピン２６の長さを変えることで高圧水銀ランプ２２の輝点ＦＣの位置に対応することもできる。本実施形態は、ハウジング２１ではなくガイドピン２６の長さなどを変えて高圧水銀ランプ２２の輝点ＦＣの位置に対応したものであってもハウジングの種類と呼ぶ。

図２及び図４で示されるように、高圧水銀ランプ２２の第１識別情報部５０の取得には第１検出器５１を用いている。第１検出器５１はハウジング２１の上部に設置されており、高圧水銀ランプ２２を固定したリフレクタ２３をハウジング２１の所定位置に取り付けることで、第１識別情報部５０が第１検出器５１の対向する位置に来るよう構成されている。特に図示しないが、光軸ＡＸを中心としてリフレクタ２３が回転しないように、セメント２８はＹＺ平面で円形に形成されているのではなく回転方向を特定できるように切り欠け部を設けている。これ以外にも、リフレクタ２３が回転しないために、リフレクタ２３の外周に突起を設置する方法がある。また、光軸ＡＸを中心としてリフレクタ２３が所定位置で取り付けられたことが判断できるように、ノッチ及びセンサを設置してリフレクタ２３の取り付け位置を操作者へ伝える機構を装備しても良い。

また、図４で示されるように１個の光源ユニット２０Ｕには１個の第２識別情報部５５が設置されている。第２識別情報部５５を取得するために、第２識別情報部５５と対向する位置に第２検出器５６が描画装置１００側に設置されている。第２識別情報部５５には、ハウジング２１の種別情報を１次元バーコードもしくは２次元バーコードに格納させ、ハウジング２１に接着してある。また、第２識別情報部５５にはＩＣチップなどの記録媒体にハウジング２１の種別情報を格納させることもできる。

ハウジング２１は、基準面２１ａから輝点ＦＣまでの距離が距離ＦＬ、すなわちリフレクタ２３の第１焦点の位置によりハウジング２１のタイプが異なる。描画装置１００は、第２検出器５６で第２識別情報部５５を取得し、第１検出器５１で搭載された高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３の第１識別情報部５０を取得することで、ハウジング２１に適合した高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３が使用されているかを判断することができる。

なお、本実施形態の光源ユニット２０Ｕは４個の高圧水銀ランプ２２を搭載することが可能な種類であるが、使用目的する基板ＳＷの大きさに対応して、３個以下または５個以上の高圧水銀ランプ２２を搭載可能な光源ユニット２０Ｕを使用することも可能である。

＜高圧水銀ランプ及びハウジングの種類＞
図５（ａ）は高圧水銀ランプ２２の種類を示した表であり、（ｂ）は光源ユニット２０Ｕのハウジング２１の種類を示した表である。

図５（ａ）に示されるように、例えば以下に記載する高圧水銀ランプ２２の種類がある。
高圧水銀ランプ２２−Ａは定格入力電力が１５０Ｗであり、定格電圧が１００Ｖである。そして高圧水銀ランプ２２−Ａの寿命は１５００時間であり、基準面２１ａ（図４）からの焦点位置が６ｍｍである。

高圧水銀ランプ２２−Ｂは定格入力電力が１５０Ｗであり、定格電圧が１００Ｖである。そして高圧水銀ランプ２２−Ｂの寿命は１５００時間であり、焦点位置が８ｍｍである。高圧水銀ランプ２２−Ｃは定格入力電力が１５０Ｗであり、定格電圧が１００Ｖである。そして高圧水銀ランプ２２−Ｃの寿命は２０００時間であり、焦点位置が８ｍｍである。

高圧水銀ランプ２２−Ｄは定格入力電力が２５０Ｗであり、定格電圧が２００Ｖである。そして高圧水銀ランプ２２−Ｄの寿命は１５００時間であり、基準面２１ａ（図４）からの焦点位置が８ｍｍである。
高圧水銀ランプ２２−Ｅは定格入力電力が２５０Ｗであり、定格電圧が２００Ｖである。そして高圧水銀ランプ２２−Ｅの寿命は２０００時間であり、焦点位置が６ｍｍである。
高圧水銀ランプ２２−Ｆは定格入力電力が２５０Ｗであり、定格電圧が２００Ｖである。そして高圧水銀ランプ２２−Ｆの寿命は２０００時間であり、焦点位置が８ｍｍである。

図５（ｂ）に示されるように、例えば以下に記載するハウジング２１の種類がある。
ハウジング２１−Ａは基準面２１ａからの焦点位置が６ｍｍの高圧水銀ランプ２２に対して適した基準面２１ａを有するハウジングである。
ハウジング２１−Ｂは基準面２１ａからの焦点位置が８ｍｍの高圧水銀ランプ２２に対して適した基準面２１ｂ（図４（ｂ）の点線）を有するハウジングである。

つまり、ハウジング２１−Ａには基準面２１ａからの焦点位置が６ｍｍの高圧水銀ランプ２２−Ａ及び２２−Ｅが取り付けられなければならない。ハウジング２１−Ｂには焦点位置が８ｍｍの高圧水銀ランプ２２−Ｂ、２２−Ｃ、２２−Ｄ及び２２−Ｆが取り付けられなければならない。高圧水銀ランプ２２を固定したリフレクタ２３が光源ユニット２０Ｕのハウジング２１に取り付けられる際には、両者が適合しているかを判断する必要がある。

本実施形態では、高圧水銀ランプ２２の個体情報として、定格入力電力（Ｗ）、定格電圧（Ｖ）、寿命の情報（Ｈ）及び焦点位置（ｍｍ）を取り上げ、光源ユニット２０Ｕの個体情報として焦点位置（ｍｍ）を取り上げたが、これに限定するものではない。例えば高圧水銀ランプ２２の製造メーカ、光源ユニット２０Ｕに取り付けられる高圧水銀ランプ２２の種類も複数ある。本実施形態では説明をわかり易くするためこれらの個体情報に絞って説明する。

図６は光源ユニット２０Ｕ及び投影光学系３０の光軸ＡＸにおけるＺ−Ｙ断面図である。本実施形態の光学系は１個の高圧水銀ランプ２２に対応して１個の投影光学系３０が対応する形状となっている。つまり、それぞれの高圧水銀ランプ２２から射出される紫外光は、対応する投影光学系３０を通過して、基板ＳＷに描画パターンを形成することができる。光源ユニット２０Ｕのハウジング２１はホルダ４９に載置されている。

図６で示されるように、投影光学系３０は、第１投影レンズ群３２、反射ミラー３３、ＤＭＤ素子３４及び第２投影レンズ群３５で構成されている。高圧水銀ランプ２２で発光した紫外光はリフレクタ２３の内面で反射し、さらに第１投影レンズ群３２と、反射ミラー３３とを経由して、ＤＭＤ素子３４に入射し、ここで所定の描画パターンを照射できるようにさらに制御された光ビームとなる。この制御された光ビームは第２投影レンズ群３５を通過することで、投影する露光描画の倍率を調整して基板ＳＷに照射される。なお、描画装置１００は紫外光の通過経路の途中に、図示しないシャッタを設けて紫外光の光量の制御、または不要な紫外光の除去を行ってもよい。これら光源ランプの点滅、シャッタの挿入及び退避は光源制御部１９（図８参照）にて制御される。

＜ホルダへの光源ユニットの取り付け＞
図７は光源ユニット２０Ｕを収納するホルダ４９の上面図である。２個の光源ユニット２０Ｕのハウジング２１は、それぞれ４個の高圧水銀ランプ２２の光軸ＡＸをＸＹ平面において調整する必要がある。ホルダ４９は配置した光源ユニット２０Ｕを光軸ＡＸの調整手段により調整することができる。

２つの光源ユニット２０Ｕは均一なピッチで光軸ＡＸを構成するように、互いにほぼ密着した状態で取り付けられている。光軸ＡＸのＹ軸方向の角度および光軸に平行な方向の位置を調整できるように、光源ユニット２０Ｕ同士が隣り合う面の角部が除去され、テーパＴＳを形成している。ホルダ４９は描画装置１００筺体の基準面を形成した取り付け部に固定されている。

ホルダ４９には、光軸ＡＸと直交する平面（ＸＺ平面）で光源ユニット２０Ｕを位置調整できる機構を輸している。光源ユニット２０Ｕの長軸方向（Ｘ軸方向）と平行な方向に２箇所のＸ軸調整部４０が設置され、Ｚ軸方向に２箇所のＺ軸調整部（不図示）が設置されている。Ｘ軸調整部４０及びＺ軸調整部は２箇所の光源ユニット２０Ｕに配置した高圧水銀ランプ２２の光軸ＡＸと投影光学系３０との光軸ＡＸとが重なるように、Ｘ軸方向の水平移動及びＺ軸方向の水平移動の調節が行われる。

Ｘ軸調整部４０はＸ軸基準ボルト４１、Ｘ軸引ボルト４２、及びＸ軸押ボルト４３で構成されている。Ｘ軸基準ボルト４１及びＸ軸押ボルト４３は先端が球面形状をしており、ハウジング２１と接触する面積を少なくして摩擦抵抗を減少させている。Ｘ軸引ボルト４２はハウジング２１と接続され、回転させることでハウジング２１をＸ軸引ボルト４２側に引き出すことができる構造となっている。

Ｘ軸基準ボルト４１、Ｘ軸引ボルト４２、及びＸ軸押ボルト４３は２箇所のハウジング２１に対応するように２箇所ずつ設置されている。以下はハウジング２１のＸ軸調整方法を示す。

光源ユニット２０Ｕはホルダ４９のＸ軸基準ボルト４１にハウジング２１の側面を押し当てセットされる。ハウジング２１のＸ軸方向の調整はＸ軸引ボルト４２及びＸ軸押ボルト４３をそれぞれ回転させることで、光源ユニット２０ＵをＸ軸と平行に移動させて高圧水銀ランプ２２の光軸ＡＸと投影光学系３０の光軸ＡＸとが重なるように調整する。なお、Ｘ軸方向の調整を容易にするために、Ｘ軸方向に移動可能なリニア・スライド機構を用いて、ハウジング２１を移動させても良い。

Ｚ軸調整部（不図示）も同様な構成になっている。ホルダ４９にはＹ軸調整部は設けられておらず、Ｙ軸基準ボルト４６のみが設けられている。光源ユニット２０Ｕのハウジング２１がホルダ４９のＹ軸基準ボルト４６に当接するように取り付けられると、光源ユニット２０Ｕはリフレクタ２３の第一焦点に配置された高圧水銀ランプ２２の輝点ＦＣが、適切に位置決めされるように調整されているからである。

なお、光源ユニット２０Ｕのハウジング２１の基準面と高圧水銀ランプ２２の輝点ＦＣとが十分に調整されている場合には、Ｙ軸基準ボルト４６又はＺ軸基準ボルトのみで対応させることができる。

＜ハウジングの種類と高圧水銀ランプの種類との関係＞
図８は、ハウジング２１をホルダ４９に取り付けた際の高圧水銀ランプ２２の輝点ＦＣを示した図である。図８に示される光源ユニット２０Ｕは、図５に示されたハウジング２１−Ｂを適用した例である。このハウジング２１−Ｂに図５に示された高圧水銀ランプ２２−Ａが左側から２つ、その右側に高圧水銀ランプ２２−Ｂ、最右側に高圧水銀ランプ２２−Ｃが取り付けられた例である。

ハウジング２１−Ｂに取り付けられた高圧水銀ランプ２２−Ａは、リフレクタ２３の第二焦点が適正な位置で結像しない。すなわち距離ΔＦＬだけ光軸ＡＸの方向にずれている。この状態であると十分な紫外光が基板ＳＷに照射されない。一方、高圧水銀ランプ２２−Ｂ及び２２−Ｃは、リフレクタ２３の第二焦点で結像している。

また、高圧水銀ランプ２２−Ｂ及び２２−Ｃは、図５に示されたように、ランプの寿命が異なっている。例えば１５００時間を超えて１８００時間、高圧水銀ランプ２２−Ｂ及び高圧水銀ランプ２２−Ｃを使用すると、高圧水銀ランプ２２−Ｂ側は十分な紫外光が基板ＳＷに照射されない。基板ＳＷが適正に露光されないならば高圧水銀ランプ２２−Ｃも点灯しない方が良い。このため、高圧水銀ランプ２２を固定したリフレクタ２３を光源ユニット２０Ｕに取り付けた際には、どのような個体情報を有する高圧水銀ランプ２２であるか、光源ユニット２０Ｕであるかを判定する必要がある。

＜制御部の構成＞
図９は、制御部９０の描画制御系の構成を示した図である。描画装置１００の制御部９０は、判定部９１及び記憶部９２で構成される。制御部９０は、第１識別情報部５０及び第２識別情報部５５の情報を取得して判定部９１に伝達する。判定部９１は記憶部９２に第１識別情報部５０及び第２識別情報部５５の情報を蓄積し、高圧水銀ランプ２２の使用時間などを記録する。記憶部９２には描画装置１００に適合する高圧水銀ランプ２２の個体情報、光源ユニット２０Ｕの個体情報が予め記憶されている。また、記憶部９２は基板ＳＷの大きさの情報、及び基板ＳＷに塗布されるレジスト情報も記憶されている。

第１検出器５１は高圧水銀ランプ２２を固定したリフレクタ２３に設置された第１識別情報部５０を検出する。また、第２検出器５６は光源ユニット２０Ｕに設置された第２識別情報部５５を検出する。

制御部９０の判定部９１は、検出した高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３の第１識別情報部５０及び光源ユニット２０Ｕの第２識別情報部５５の個体情報に基づいて、適合する高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３かを判定する。具体的には、光源ユニット２０Ｕの第２識別情報部５５から光源ユニット２０Ｕの形式を読み取ることで、適合する高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３が装着されているかを判定する。例えば、リフレクタ２３の第２焦点の位置ごとに光源ユニット２０Ｕが異なり、また、光源ユニット２０Ｕには同じ形式（定格入力電力、定格電圧、焦点）の複数の高圧水銀ランプ２２を搭載する必要がある。制御部９０は光源ユニット２０Ｕに設置したランプ及びリフレクタ２３が適合しない場合には、操作画面に「ランプ不適合」などの表示をさせ、操作者に高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３の交換を促すとともに、その後の高圧水銀ランプ２２に点灯に必要な電力の供給を停止して高圧水銀ランプ２２が点灯しないように光源制御部１９に指示する。

また、判定部９１は、高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３と、光源ユニット２０Ｕとが適合している場合であっても、高圧水銀ランプ２２の使用時間を監視して、使用可能時間を過ぎた高圧水銀ランプ２２に電力の供給を停止して高圧水銀ランプ２２が点灯しないように光源制御部１９に指示する。また、使用可能時間が同一でない高圧水銀ランプ２２が光源ユニット２０Ｕに搭載された場合には、最初の使用可能時間を過ぎた高圧水銀ランプ２２に合わせて、光源ユニット２０Ｕに搭載した全ての高圧水銀ランプ２２に対して電力の供給を停止して高圧水銀ランプ２２が点灯しないように光源制御部１９に指示する。制御部９０は同時に描画処理のサイクルを停止する。

制御部９０は適合する光源ユニット２０Ｕ、高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３を判定するだけでなく、移動テーブル１５に載置される基板ＳＷの大きさを取得することで、使用する高圧水銀ランプ２２の数を制御することができる。また、制御部９０は基板ＳＷのレジストの種類により使用する高圧水銀ランプ２２の定格入力電力を選択することもできる。

＜制御のフローチャート＞
図１０は描画装置１００における光源装置２０の制御のフローチャートである。
ステップＳ１０において、描画装置１００は基板ＳＷの大きさ、及びレジストの種類を取得しておく。操作者は、使用する描画装置１００に使用する基板ＳＷの大きさと、レジストの種類及び描画パターンを入力し、また、光源ユニット２０Ｕに高圧水銀ランプ２２が固定されたリフレクタ２３をセットする。この状態では高圧水銀ランプ２２への電力供給は停止した状態である。

ステップＳ１１において、第１検出器５１は高圧水銀ランプ２２を固定したリフレクタ２３に設置された第１識別情報部５０を検出し、第２検出器５６は光源ユニット２０Ｕに設置された第２識別情報部５５を検出する。制御部９０は第１識別情報部５０及び第２識別情報部５５の情報を取得して、判定部９１が光源ユニット２０Ｕと高圧水銀ランプ２２を固定したリフレクタ２３との適合を判定する。制御部９０は高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３の定格入力電力、定格電圧、焦点位置、寿命、及び光源ユニット２０Ｕの種別を取得し、光源ユニット２０Ｕの個体情報と光源ユニット２０Ｕに取り付けられている高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３との適合を判定する。光源ユニット２０Ｕと高圧水銀ランプ２２及びリフレクタ２３とが適合しない場合は、ステップＳ１５に進み「ランプ不適合」などを操作画面に表示し操作者に確認を促す。適合する場合はステップＳ１２へ移る。

ステップＳ１２において、制御部９０は記憶部９２から、基板ＳＷのレジストの露光に必要とされる高圧水銀ランプ２２の個数及び定格入力電力の条件を取得する。

ステップＳ１３において、制御部９０の判定部９１はステップＳ１２で取得した条件に適合する高圧水銀ランプ２２が寿命などを満たしているかを判定する。例えば、判定部９１は使用する全ての高圧水銀ランプ２２の寿命が所定時間内か、また、使用する高圧水銀ランプ２２の個数及び定格入力電力が所定の条件に適合するかを判定する。高圧水銀ランプ２２の寿命、数及び定格入力電力が所定の条件に適合しない場合は、ステップＳ１６に進み、「ランプ寿命」又は「ランプ個数不適」などを操作画面に表示し操作者に確認を促す。適合する場合はステップＳ１４へ移る。

ステップＳ１４において、制御部９０の判定部９１は光源装置２０に電圧の供給を指示する。判定部９１は光源制御部１９に必要な数の高圧水銀ランプ２２に電力を供給させる指示を行い、光源制御部１９は光源装置２０に電力の供給を行う。描画装置１００は光源装置２０の紫外光が所定の光量に達すると露光処理サイクルを開始する。制御部９０は、１個以上の高圧水銀ランプ２２の使用可能時間に達するまで露光処理サイクルを継続することができる。

ステップＳ１５又はステップＳ１６を経た後は、ステップＳ１７において、高圧水銀ランプ２２に点灯に必要な電力の供給を停止した状態を維持する。

なお、第１識別情報部５０は、例えば個体情報を記録した１次元バーコード及び２次元バーコードなどを用いる場合には、１次元バーコード及び２次元バーコードの印刷には高圧水銀ランプ２２が発する紫外光で徐々に褪色するインクを用いることができる。例えば、高圧水銀ランプ２２の一定期間の使用でバーコードが褪色してしまっているため、第１検出器５１はバーコードを読み取ることができなくなる。このため、高圧水銀ランプ２２の交換の際に誤って使用済みの高圧水銀ランプ２２を装着するのを防ぐことができる。

また、本実施形態の描画パターンは、配線基板の回路パターンばかりではなく、周辺露光などに使用される全面塗りつぶしのパターンも含む概念である。

１１ … 筐体底部
１２ … ゲート状構造部
１３ … スライド
１５ … 移動テーブル
１９ … 光源制御部
２０ … 光源装置
２０Ｕ … 光源ユニット
２１ … ハウジング
２２ … ランプ
２３ … リフレクタ
２４ … ランプ管軸
２５ … バルブ部
２６ … ガイドピン
２７ … 板ばね
２８ … セメント
３０ … 投影光学系
３２ … 第１投影レンズ群
３３ … 反射ミラー
３４ … ＤＭＤ素子
３５ … 第２投影レンズ群
４０ … Ｘ軸調整部（４１ … Ｘ軸基準ボルト、４２ … Ｘ軸引ボルト、４３
… Ｘ軸押ボルト）
４５ … Ｙ軸調整部（４６ … Ｙ軸基準ボルト、４７ … Ｙ軸引ボルト、４８
… Ｙ軸押ボルト）
４９ … ホルダ
５０ … 第１識別情報部
５１ … 第１検出器
５５ … 第２識別情報部
５６ … 第２検出器
９０ … 制御部（９１ … 判定部、９２ … 記憶部）
１００ … 描画装置
ＡＣ … アライメント・カメラ
ＡＸ … 光軸
ＦＣ … 焦点
ＳＷ … 基板

Claims (10)

1. ランプ及び反射鏡で構成され第１識別情報を有する光源と、
   第１識別情報を検出する第１検出器と、
   前記光源を１個以上保持し第２識別情報を有するハウジングと、
   前記第２識別情報を検出する第２検出器と、
   前記第１識別情報に関連する前記光源の情報と前記第２識別情報に関連するハウジングの情報とを記憶する記憶部と、
   前記第１検出器で得られた第１識別情報及び前記第２検出器で得られた第２識別情報と、前記記憶部に記憶された前記光源の情報及び前記ハウジングの情報とを比較し判定する判定部と、
   前記判定部の結果に基づいて、前記ランプを駆動する条件を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする光源装置。
2. 前記判定部は、前記第１識別情報に基づいて前記記憶部から前記ランプの電力と電圧情報とを前記制御部に送り、
   前記制御部は、前記ハウジングに搭載の前記ランプの個数情報、前記電力及び前記電圧情報に基づいて、前記ランプを駆動することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記判定部は、前記第１識別情報に基づいて前記記憶部から前記ランプの寿命に関する情報を前記制御部に送り、
   前記制御部は、前記ランプの寿命に関する情報に基づいて、前記ランプを駆動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
4. 前記制御部は、前記ハウジングに搭載されたランプ灯数が複数の場合に、前記ランプの寿命に関する情報に基づいて、搭載するランプの中で最短の寿命のランプに合わせて前記複数のランプを制御することを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記判定部は、前記第１識別情報及び前記第２識別情報が前記記憶部に記憶された前記光源の情報及び前記ハウジングの情報と一致していない場合に不一致信号を前記制御部に送り、
   前記制御部は、前記光源及び前記ハウジングの組み合わせ不良の表示を行うとともに該ランプへの電力供給を停止した状態にすることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の光源装置。
6. 前記記憶部に記憶された前記光源の情報は前記反射板の焦点位置に関する情報を含み、前記記憶部に記憶された前記ハウジングの情報は前記ハウジングの焦点に関する情報を含むことを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
7. 前記第１識別情報は、前記光源から発光する光線にて褪色するインキで前記光源の外周部に記されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の光源装置。
8. マトリクス状に配置された多数の反射素子を有する空間光変調手段を用いて感光性基板に描画する描画装置において、
   ランプ及び反射鏡で構成され第１識別情報を有する光源と、
   第１識別情報を検出する第１検出器と、
   前記光源を１個以上保持し第２識別情報を有するハウジングと、
   前記第２識別情報を検出する第２検出器と、
   前記感光性基板に対応する前記第１識別情報に関連する前記光源の情報と前記第２識別情報に関連するハウジングの情報とを記憶する記憶部と、
   前記第１検出器で得られた第１識別情報及び前記第２検出器で得られた第２識別情報と、前記記憶部に記憶された前記光源の情報及び前記ハウジングの情報とを比較し判定する判定部と、
   前記光源からの光を前記空間光変調手段に照射するため、前記判定部の結果に基づいて前記ランプを駆動する条件を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする描画装置。
9. ランプ及び反射鏡を有する光源と、
   前記光源を１個以上保持し、識別情報を有するハウジングと、
   前記ハウジングを１個以上保持するホルダと、
   前記識別情報を検出する検出器と、
   前記識別情報に関連する前記光源の情報と前記ハウジングの情報とを記憶する記憶部と、
   前記検出器で得られた前記識別情報と前記記憶部に記憶された前記光源の情報及び前記ハウジングの情報とを比較し判定する判定部と、
   前記判定部の結果に基づいて前記ランプを駆動する条件を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする光源装置。
10. マトリクス状に配置された多数の反射素子を有する空間光変調手段を用いて感光性基板を描画する描画装置において、
    ランプ及び反射鏡を有する光源と、
    前記光源を１個以上保持し、識別情報を有するハウジングと、
    前記ハウジングを１個以上保持するホルダと、
    前記識別情報を検出する検出器と、
    前記識別情報に関連する前記光源の情報と前記ハウジングの情報とを記憶する記憶部と、
    前記検出器で得られた前記識別情報と前記記憶部に記憶された前記光源の情報及び前記ハウジングの情報とを比較し判定する判定部と、
    前記光源からの光を前記空間光変調手段に照射するため、前記判定部の結果に基づいて前記ランプを駆動する条件を制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする描画装置。