JP6315720B2 - Exposure illumination device - Google Patents
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Description
本発明は、露光照明装置に関し、特に間隔をおいて離散的に配置された複数のLED素子から出射された光束を露光面に照射する露光照明装置に関する。 The present invention relates to an exposure illumination apparatus, and more particularly to an exposure illumination apparatus that irradiates an exposure surface with light beams emitted from a plurality of LED elements that are discretely arranged at intervals.
従来から基板の露光を行う各種の露光照明装置が知られており、露光照明装置は、光源から出射された光束をレンズ系等の光学機器を介して露光面に照射し基板の露光を行う。このような露光照明装置の光源には、輝度の高いものが選択され、特許文献1および特許文献2に示すように、例えばUVランプやハロゲンランプが従来用いられていた。
Conventionally, various exposure illumination apparatuses that expose a substrate are known. The exposure illumination apparatus irradiates an exposure surface with a light beam emitted from a light source via an optical device such as a lens system to expose the substrate. As a light source of such an exposure illumination apparatus, a light source having high luminance is selected, and as shown in Patent Document 1 and
しかながら、露光照明装置に用いられるUVランプやハロゲンランプは、高い輝度が得られるものの、一般に寿命が短い。このため、交換頻度が多くなりコスト高となる等基板の製造コストを押し上げる一因となっていた。 However, UV lamps and halogen lamps used in exposure illumination apparatuses generally have a short life although high luminance can be obtained. For this reason, the replacement frequency is increased and the cost is increased.
このため、近年は寿命の長いLED素子を用いることが検討されてきた。すなわち、LED素子は、近年は高い輝度の得られる大きい容量のものが開発されてきており、露光照明装置への採用が盛んに検討されている。このようなLED素子を用いた露光照明装置は、例えば、特許文献3において開示された技術が参照される。
For this reason, in recent years, it has been studied to use LED elements having a long lifetime. That is, LED elements having a large capacity capable of obtaining high luminance have been developed in recent years, and their use in exposure illumination apparatuses has been actively studied. For the exposure illumination apparatus using such an LED element, for example, the technique disclosed in
すなわち、同文献3の露光照明装置においては、複数のLED素子(チップLED)を光源として用い、該複数のLED素子から出射された光束を、テーパロッドレンズ(テーパ状導光体)やロッドレンズ(導光体)を介して露光面に照射する。LED素子は、テーパロッドレンズの入射端面に設けられており、LED素子の寸法はテーパロッドレンズの入射端面の寸法よりも小さく設定されている。
That is, in the exposure illumination apparatus of the
ところで、上述の露光照明装置のようにLED素子を光源として用いる場合、図8に示すように、配線や発熱の問題から複数のLED素子を所定の間隔を置いて離散的に配置することとなる。
しかしながら、このように複数のLED素子を離散的に配置し、かつ、上述の如くLED素子の寸法をテーパロッドレンズの入射端面の寸法よりも小さく設定することとすると、テーパロッドレンズやロッドレンズの出射端面においても光束が離散的となってしまい面光源が得られず、その結果隣接するLED素子から出射された光束間においてエネルギー密度の低下が生じる等、光源から得られた光束によって照度が最大限に得られず安定した基板の露光が阻害される恐れがある。
このため、複数のLED素子を用いても光束の輝度分布の均一性が確保され且つ最大照度で安定した基板の露光を行うことができる露光照明装置の開発が強く望まれていた。
By the way, when an LED element is used as a light source as in the exposure illumination apparatus described above, a plurality of LED elements are discretely arranged at predetermined intervals due to problems of wiring and heat generation, as shown in FIG. .
However, when a plurality of LED elements are discretely arranged in this way and the size of the LED elements is set to be smaller than the size of the incident end face of the tapered rod lens as described above, Even at the exit end face, the luminous flux becomes discrete and a surface light source cannot be obtained, resulting in a decrease in energy density between the luminous fluxes emitted from adjacent LED elements. There is a risk that stable exposure of the substrate may be hindered.
For this reason, there has been a strong demand for the development of an exposure illumination apparatus that can ensure uniform brightness distribution of light fluxes and can stably expose a substrate at the maximum illuminance even when a plurality of LED elements are used.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複数のLED素子を間隔をおいて離散的に配置した光源から出射された光束の均一性、十分な照度を確保し安定した基板の露光を行うことができる露光照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to ensure uniformity of a light beam emitted from a light source in which a plurality of LED elements are discretely arranged at intervals and a sufficient substrate to ensure sufficient illuminance. An object of the present invention is to provide an exposure illumination apparatus capable of performing exposure.
上記目的を達成するために、露光照明装置に係る請求項1の発明は、間隔を置いて離散的に配置された複数のLED素子を有する光源から出射される光束を露光面に照射する露光照明装置であって、複数のLED素子の各々の出射側に、LED素子から出射された光束の光軸方向に沿って寸法が漸次拡大し、光束の入射端面の寸法に対し出射端面の寸法が大きく設定された複数のテーパ状の第1の導光体を隣接して備え、第1の導光体の入射端面におけるLED素子から出射された光束の大きさは、第1の導光体の入射端面よりも大きく設定されるとともに、LED素子は、第1の導光体の入射端面に設けられ、入射端面におけるLED素子から出射された光軸方向に直交する方向の光束の大きさ寸法は、入射端面の寸法よりも大きく設定され、複数の第1の導光体は、出射端面を矩形状として、光束の光軸方向に対し直交する方向において出射端面の端部を相互に稠密に接合させることにより、光束の光軸方向に対し直交する方向に相互に並ぶように隣接して備えられることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 relating to an exposure illumination apparatus is an exposure illumination for irradiating an exposure surface with a light beam emitted from a light source having a plurality of LED elements discretely arranged at intervals. The apparatus has a size that gradually increases along the optical axis direction of the light beam emitted from the LED element on each light emitting side of the plurality of LED elements, and the size of the output end surface is larger than the size of the incident end surface of the light beam. A plurality of set tapered first light guides are provided adjacent to each other, and the size of the light beam emitted from the LED element on the incident end face of the first light guide is determined by the incidence of the first light guide. While being set larger than the end face , the LED element is provided on the incident end face of the first light guide, and the size dimension of the light flux in the direction perpendicular to the optical axis direction emitted from the LED element on the incident end face is: Set larger than the dimension of the incident end face The plurality of first light guides have a rectangular exit end face, and the end portions of the exit end face are densely joined to each other in a direction orthogonal to the optical axis direction of the light flux, so that However, they are provided adjacent to each other in a direction orthogonal to each other .
本発明によれば、複数のLED素子の各々の出射側に、LED素子から出射された光束の光軸方向に沿って寸法が漸次拡大し、光束の入射端面の寸法に対し出射端面の寸法が大きく設定された複数のテーパ状の第1の導光体を隣接して備え、第1の導光体の入射端面におけるLED素子から出射された光束の大きさは、第1の導光体の入射端面よりも大きく設定されるとともに、LED素子は、第1の導光体の入射端面に設けられ、入射端面におけるLED素子から出射された光軸方向に直交する方向の光束の大きさ寸法は、入射端面の寸法よりも大きく設定され、複数の第1の導光体は、出射端面を矩形状として、光束の光軸方向に対し直交する方向において出射端面の端部を相互に稠密に接合させることにより、光束の光軸方向に対し直交する方向に相互に並ぶように隣接して備えられることとしたので、第1の導光体の入射端面から、該入射端面の大きさと同等の大きさの光束を入射させつつ、テーパ状の第1の導光体内において、LED素子から出射された光束は反射を繰り返しながらその寸法を漸次大きくすることが可能となり、間隔を置いて配置された複数のLED素子を有する光源にあっても、第1の導光体の出射端面において光束が離散的となることを防止して一つの大きな面光源から光束が出射されるようにすることができる等、隣接するLED素子から出射された光束間においてエネルギー密度の低下を生じることを防止することができる。これにより、光源から出射された光束の均一性、十分な照度を確保し安定した基板の露光を行うことができる。 According to the present invention, the dimension gradually increases along the optical axis direction of the luminous flux emitted from the LED element on the emission side of each of the plurality of LED elements, and the dimension of the emission end face is larger than the incident end face dimension of the luminous flux. A plurality of tapered first light guides which are set large are provided adjacent to each other, and the magnitude of the light beam emitted from the LED element on the incident end face of the first light guide is determined by the first light guide. The LED element is set to be larger than the incident end face , and the LED element is provided on the incident end face of the first light guide, and the size dimension of the light flux in the direction perpendicular to the optical axis direction emitted from the LED element on the incident end face is The plurality of first light guides are formed in a rectangular shape on the exit end face, and the ends of the exit end face are joined closely to each other in a direction perpendicular to the optical axis direction of the light beam. By adjusting the Since it was decided to be provided adjacent to be aligned in mutually direction, from the incident end face of the first light guide body, while a light beam of size comparable to the size of the incident end face, the tapered In one light guide, the light beam emitted from the LED element can be gradually increased in size while being repeatedly reflected, and even in a light source having a plurality of LED elements arranged at intervals, It is possible to prevent the light beam from being discrete at the exit end face of one light guide so that the light beam is emitted from one large surface light source, and so on, between the light beams emitted from adjacent LED elements. A reduction in energy density can be prevented. Thereby, the uniformity of the light beam emitted from the light source and sufficient illuminance can be ensured, and stable substrate exposure can be performed.
また、テーパ状の第1の導光体内において、LED素子から出射された光束は反射角度を減少させながら繰り返し反射することとなり、平行に近い光束を容易に生じさせることができ、その結果基板の製造効率の向上を図ることができる。 In addition, in the tapered first light guide, the light beam emitted from the LED element is repeatedly reflected while reducing the reflection angle, so that a nearly parallel light beam can be easily generated. The production efficiency can be improved.
更に、第1の導光体の入射端面におけるLED素子から出射された光束の大きさは、第1の導光体の入射端面よりも確実に大きく設定することができる。 Furthermore, the size of the light flux emitted from the LED element at the incident end face of the first light guide body, Ru can than the incident end face of the first light guide member reliably set large.
更にまた、第1の導光体の出射端面において光束が離散的となることを更に防止して一つの大きな面光源から光束が出射されるようにすることができる等、隣接するLED素子から出射された光束間においてエネルギー密度の低下を生じることを更に確実に防止することができる。
複数の第1の導光体は、光束の出射側に光軸方向と平行な平行部を有し、該平行部間を相互に接合されることとすれば、隣接する第1の導光体間において面接合させることができるので、安定した接合状態を確保することができる(請求項2)。
第1の導光体は、テーパ状のロッドとすることができる(請求項3)。
Furthermore, it is possible to further prevent the luminous flux from becoming discrete at the exit end face of the first light guide so that the luminous flux is emitted from one large surface light source. Ru can be further reliably prevented to cause deterioration in energy density between light beams.
The plurality of first light guides have parallel portions parallel to the optical axis direction on the light emission side, and the adjacent first light guides are joined to each other. Since surface bonding can be performed in between, a stable bonding state can be ensured (Claim 2 ).
The first light guide member may be a tapered rod (claim 3).
第1の導光体の出射側に設けられ、光束の光軸方向に沿って平行に延びて、第1の導光体から出射された光束を入射する入射端面の大きさと入射された光束を出射する出射端面の大きさとがほぼ等しく設定され、第1の導光体から出射された光束を均一化する第2の導光体を有することとすれば、導光体の出射端面において光束が離散的となることを更に一層防止して一つの大きな面光源から光束が出射されるようにすることができる等、第1の導光体から出射された光束を更に確実に均一化することができる(請求項4)。 Provided on the exit side of the first light guide and extending in parallel along the optical axis direction of the light beam, the size of the incident end face on which the light beam emitted from the first light guide is incident and the incident light beam If the size of the exit end face to be emitted is set to be substantially equal and the second light guide is provided to uniformize the light flux emitted from the first light guide, the light flux is emitted at the exit end face of the light guide. The light beam emitted from the first light guide can be made more uniform, for example, by further preventing the light from becoming discrete and allowing the light beam to be emitted from one large surface light source. (Claim 4 ).
第2の導光体は、該第2の導光体の入射端面の端部を第1の導光体の出射端面の端部に接合されることとすることができる(請求項5)。
第1の導光体と第2の導光体との間に光学部材を設け、第2の導光体は、光学部材を介して第1の導光体から出射される光束を集光させて入射させることとすれば、第2の導光体の寸法を集光した光束の大きさに対応した寸法にすることができる等、第2の導光体のコンパクト化を図ることが可能となる(請求項6)。
第2の導光体は、ロッドインテグレーターまたはフライアイインテグレータとすることができる(請求項7)。
Second light guide member may be a being joined to the ends of the incident end face of the second light guide body on the end of the exit end face of the first light guide body (claim 5).
An optical member is provided between the first light guide and the second light guide, and the second light guide condenses the light beam emitted from the first light guide via the optical member. The second light guide can be made compact, for example, the second light guide can be made to have a size corresponding to the size of the condensed light beam. (Claim 6 ).
Second light guide member may be a rod integrator or fly's eye integrator (claim 7).
本発明によれば、複数のLED素子を間隔をおいて離散的に配置した光源から出射された光束の均一性、十分な照度を確保し安定した基板の露光を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to ensure the uniformity of the luminous flux emitted from a light source in which a plurality of LED elements are discretely arranged at intervals and sufficient illuminance to perform stable substrate exposure.
以下、本発明の第1実施形態乃至第4実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, first to fourth embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態について図1乃至図4を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態を示す露光照明装置の全体構成の概要を示す構成図、図2は、露光照明装置における光源の全体構成を示す正面図、図3は、第1実施形態における技術的効果を説明するための図、図4は、第1実施形態における技術的効果を説明するための別の図である。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the overall configuration of an exposure illumination apparatus showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view showing the overall configuration of a light source in the exposure illumination apparatus, and FIG. The figure for demonstrating the technical effect in a form, FIG. 4 is another figure for demonstrating the technical effect in 1st Embodiment.
図1を参照して本発明の露光照明装置の概要を説明すると、露光照明装置1は、光源10、第1の導光体20、第2の導光体30、および光学部材40を有しており、光軸方向70に沿って、光源10から出射された光束の光軸方向70に直交する方向の寸法を漸次大きくするとともに、光束の輝度分布を均一化しながら露光面80に露光する構成となっている。露光面80には、露光対象となる基板81がマスク82を介して設けられている。すなわち、本実施形態の露光は、プロキシミティ露光とし、基板81とマスク82との隙間を数μmから数百μm程度に設定して露光する非接触の露光方式を採用している。
The outline of the exposure illumination apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. 1. The exposure illumination apparatus 1 includes a
光源10は、複数のLED素子11を有しており、LED素子11は、矩形状をなし、図2に示すように、基板12上の高さ方向および奥行き方向に所定の間隔を置いて離散的に配置されている。LED素子11は、本発明においては、チップLEDとしている。LED素子11は、第1の導光体20の入射端面21の外側に直接設けられており、LED素子11の大きさは、入射端面21の全体が覆われるように、該入射端面21の高さ方向および奥行き方向の大きさよりもそれぞれ大きく設定されている。すなわち、第1の導光体20の入射端面21におけるLED素子11から出射された光軸方向に直交する方向の光束の大きさ寸法は、第1の導光体20の入射端面21の寸法よりも大きく設定されている。
The
第1の導光体20は、複数のLED素子11の各々の出射側に隣接して備えられており、ロッドとしている。より詳しくは、第1の導光体20は、柱状の導光体(ロッド)、もしくは内面が反射面とされた管状の導光体(ロッド)で構成されたテーパロッドインテグレーターとしており、合成石英等で形成されている。すなわち、第1の導光体20は、テーパ状をなしており、入射端面21および出射端面22は矩形状をなしている。そして、第1の導光体20は、LED素子11から出射された光束の光軸方向70に沿って寸法が漸次拡大し、光束の入射端面21の寸法に対し出射端面22の寸法が大きく設定されている。第1の導光体20をこのような構成とすることで、光源10から出射された光束の光軸方向に直交する方向の寸法を漸次大きくすることができる。
The
ここで、複数の第1の導光体20は、出射端面22の端部を相互に稠密に接合されており、光束の光軸方向70に対し直交する方向に相互に並ぶように隣接して備えられる。より詳しくは、複数の第1の導光体20は、光束の出射側に光軸方向70と平行な平行部23を有し、該平行部23の接合面24を介して相互に稠密に接合されている。
Here, the plurality of first light guides 20 are closely joined to each other at the end portions of the emission end face 22 so as to be aligned with each other in a direction orthogonal to the
第2の導光体30は、第1の導光体20の出射側に設けられており、第2の導光体30の入射端面31の端部は、第1の導光体20の出射端面22の端部に接合されている。第2の導光体30は、ロッドとしている。より詳しくは、第1の導光体30は、柱状の導光体(ロッド)、もしくは内面が反射面とされた管状の導光体(ロッド)で構成されたロッドインテグレーターとしており、合成石英等で形成されている。すなわち、第2の導光体30は、光束の光軸方向70に沿って平行に延びて、第1の導光体20から出射された光束を入射する入射端面31の大きさ寸法と入射された光束を出射する出射端面32の大きさ寸法とが等しく設定またはほぼ等しく設定され、第1の導光体20から出射された光束の輝度分布を均一化する機能を有している。第2の導光体30の入射端面31および出射端面32は矩形状をなしている。
The second
光学部材40は、第2の導光体30の出射側に設けられている。すなわち、光学部材40は、凸のパワーを持つレンズで構成された第1のリレーレンズ50および第2のリレーレンズ60を有しており、第2の導光体30から出射された光束を屈折させながら露光面80に照射する機能を有している。
The
このように本第1実施形態によれば、複数のLED素子11の各々の出射側に、第1の導光体20を隣接して備え、第1の導光体20は、テーパ状のロッドとして、LED素子11から出射された光束の光軸方向70に沿って寸法が漸次拡大し、光束の入射端面21の寸法に対し出射端面22の寸法が大きく設定されるとともに、第1の導光体20の入射端面21におけるLED素子11から出射された光束の大きさは、第1の導光体20の入射端面21よりも大きく設定されることとしたので、第1の導光体20の入射端面21から、該入射端面21の大きさ寸法と同等の大きさ寸法の光束を入射させつつ、図3に示すように、テーパ状の第1の導光体20内において、LED素子11から出射された光束は反射を繰り返しながらその寸法を漸次大きくすることができる。これにより、図4に示すように、基板12上に所定の間隔を置いて離散的に配置された複数のLED素子11を有する光源10にあっても、第1の導光体20の出射端面22において光束が離散的となることを防止して一つの大きな面光源から光束が出射されるようにすることができる等、隣接するLED素子11から出射された光束間においてエネルギー密度の低下を生じることを防止することが可能となる。これにより、光源10から出射された光束の輝度分布の均一性、十分な照度を確保し安定した基板の露光を行うことができる。
As described above, according to the first embodiment, the
また、図3に戻り、テーパ状の第1の導光体20内において、LED素子11から出射された光束は反射角度を減少させながら繰り返し反射するので、平行に近い光束を容易に生じさせることができ、その結果基板81の製造効率の向上を図ることができる。
Returning to FIG. 3, in the tapered
すなわち、本発明においては、第2のリレーレンズ60から基板81を見込む光束の角度θが小さくなり、開口数(NA)が小さくなる。このため、露光面80における「ぼけ」を適切に防止することができ、基板81とマスク82との隙間を相対的に大きく設定することが可能となり、マスク82の劣化を適切に防止してその交換頻度を少なくすることができる。また、露光面80に投射されるエネルギーの密度を最大限にすることで基板81の露光時間が長くなることも適切に防止することができる。これにより、基板81の製造効率を向上させることができる。
That is, in the present invention, the angle θ of the light beam that looks into the
更に複数の第1の導光体20は、出射端面22の端部を相互に稠密に接合させ、光束の光軸方向70に対し直交する方向に相互に並ぶように隣接して備えられることとしたので、第1の導光体20の出射端面22において光束が離散的となることを更に防止して一つの大きな面光源から光束が出射されるようにすることができる等、隣接するLED素子11から出射された光束間においてエネルギー密度の低下を生じることを更に確実に防止することが可能となる。
Further, the plurality of first light guides 20 are provided adjacent to each other so that the ends of the
更にまた、複数の第1の導光体20は、光束の出射側に光軸方向70と平行な平行部23を有し、該平行部23間を相互に稠密に接合されることとしたので、隣接する第1の導光体20間において面接合させることができ、安定した接合状態を確保することができる。
Furthermore, since the plurality of first light guides 20 have
また更に、第1の導光体20の出射側に第2の導光体30を有し、第2の導光体30は、ロッドより詳しくはロッドインテグレーターとし、光軸方向70に沿って平行に延びて、第1の導光体20から出射された光束を入射する入射端面31の大きさ寸法と入射された光を出射する出射端面32の大きさ寸法とが等しく設定またはほぼ等しく設定され、第1の導光体20から出射された光束の輝度分布を均一化する機能を有することとしたので、導光体の出射端面において光束が離散的となることを更に一層防止して一つの大きな面光源から光束が出射されるようにすることができる等、第1の導光体20から出射された光束の輝度分布を更に確実に均一化することができる。なお、上記の如く、第1の導光体20は平行部23を有しており、該平行部23によりエネルギー密度の低下を生じるおそれがあるが、第2の導光体30に入射させることによりこのようなエネルギー密度の低下が生じることを確実に防止して光束の輝度分布の均一化が図られる。
Furthermore, it has the 2nd
[第2実施形態]
次に本発明の第2実施形態について図5を参照して詳細に説明する。なお、本第2実施形態の説明においては、上述した第1実施形態と同一の符号が付された構成については同一の構成であるとしてその説明を省略することがあるのとする。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In the description of the second embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment described above are used as the same configuration, and the description thereof may be omitted.
本第2実施形態における露光照明装置2は、第2の導光体の位置を変更した実施例を示している。すなわち、本第2実施形態においては、第1の導光体20と第2の導光体200との間に光学部材400を設け、第2の導光体200は、光学部材400を介して第1の導光体20から出射される光束を屈折させながら集光させて光束を小さくし入射させることとしている。
The
第2の導光体200は、上述した第1実施形態と同様に、ロッドとしている。より詳しくは、第2の導光体200は、柱状の導光体、もしくは内面が反射面とされた管状の導光体で構成されたロッドインテグレーターとしており、合成石英等で形成されている。すなわち、第2の導光体200は、光束の光軸方向70に沿って平行に延びて、光学部材400から出射される光束を入射する入射端面201の大きさ寸法と入射された光束を出射する出射端面202の大きさ寸法とが等しく設定またはほぼ等しく設定され、第1の導光体20から出射された光束の輝度分布を均一化する機能を有している。
The second
本第2実施形態によれば、このような構成とすることにより、第2の導光体200の寸法を集光した光束の大きさに対応した寸法にすることができ、第2の導光体200のコンパクト化を図ることができる。
According to the second embodiment, by adopting such a configuration, the size of the second
また、第1の導光体20から出射された光束を光学部材400を介して第2の導光体200に屈折させながら集光させて入射させるので光束の輝度分布の均一化が一層図られる。
Further, since the light beam emitted from the
なお、本第2実施形態においても、光学部材400は、凸のパワーを持つレンズで構成され、第1のリレーレンズ401および第2のリレーレンズ402を有している。また、第2の導光体200の出射側にも光学部材500を有しており、光学部材500は、凸のパワーを持つレンズで構成され、第1のリレーレンズ501および第2のリレーレンズ502を有している。第2の導光体200から出射された光束は屈折しながら露光面80に照射される。
Also in the second embodiment, the
[第3実施形態]
次に本発明の第3実施形態について図6を参照して詳細に説明する。なお、本第3実施形態の説明においては、上述した第1実施形態および第2実施形態と同一の符号が付された構成については同一の構成であるとしてその説明を省略することがあるものとする。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In the description of the third embodiment, the components denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment and the second embodiment described above may be omitted because they are the same components. To do.
本第3実施形態における露光照明装置3は、第2実施形態における第2の導光体の構成を変更した実施例を示している。すなわち、本第3実施形態においては、第2の導光体300をフライアイとしており、合成石英等で形成されている。より詳しくは、第2の導光体300は、入射端面301側に多数のレンズ301bからなる第1のフライアイ301aを設け、かつ、出射端面302側に多数のレンズ302bからなる第2のフライアイ302aを設けたフライアイインテグレーターとし、第1の導光体20から出射された光束を光学部材400を介して屈折させながら集光させて光束を小さくしフライアイインテグレーターに入射させる構成としている。
The
フライアイインテグレーターに係る第2の導光体300は、多数のレンズ301b,302bが、フライアイ301a,302a上で1対1に対応しており、例えば、第1のフライアイ301aのレンズ301bは、第2のフライアイ302aの対応するレンズ302b上に焦点位置を有する。したがって、第1のフライアイ301aに入射する光束の光源像を第2のフライアイ302aの各レンズ302b上に形成することができ、均一な照明を行うことができる。なお、フライアイインテグレーターで構成される第2の導光体300は、光学部材400から出射された光束を入射する入射端面301の大きさ寸法と入射された光束を出射する出射端面302の大きさ寸法とが等しく設定またはほぼ等しく設定され、第1の導光体20から出射された光束の輝度分布を均一化する機能を有している。
In the second
なお、本第3実施形態においては、光学部材400aは、凸のパワーを持つ一のリレーレンズ401aとしている。また、第2の導光体300の出射側にも光学部材500aを有しており、光学部材500aも、凸のパワーを持つ一のリレーレンズ501aとしている。第2の導光体300から出射された光束は光学部材500aを介して屈折しながら露光面80に照射される。
In the third embodiment, the
[第4実施形態]
次に本発明の第4実施形態について図7を参照して詳細に説明する。なお、本第4実施形態の説明においては、上述した第1実施形態乃至第3実施形態と同一の符号が付された構成については同一の構成であるとしてその説明を省略することがあるものとする。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In the description of the fourth embodiment, the components denoted by the same reference numerals as those in the first to third embodiments described above may be omitted because they are the same components. To do.
本第4実施形態における露光照明装置4は、第1実施形態乃至第3実施形態における光源10のまわりの構成を変更した実施例を示している。すなわち、本第4実施形態においては、光源10を第1の導光体20から外側に離間させた構成を示しており、光源10に備えられる複数のLED素子11の各々と第1の導光体20との間に光学部材110を設けてLED素子11の発光面を再結像させることにより、第1の導光体20の入射端面21におけるLED素子110から出射された光束の大きさ寸法を、第1の導光体20の入射端面21よりも大きく設定することとしている。
The exposure illumination device 4 in the fourth embodiment shows an example in which the configuration around the
本第4実施形態をこのような構成とすることで、LED素子11の寸法が第1の導光体20の入射端面21よりも小さい場合にあっても、LED素子11から出射された光束の大きさ寸法を第1の導光体20の入射端面21の大きさ寸法よりも容易に大きくすることができ、LED素子11の寸法選択の自由度を確保することができる。
By adopting such a configuration of the fourth embodiment, even when the dimension of the LED element 11 is smaller than the
なお、光学部材110は、凸のパワーを持つレンズで構成され、第1のリレーレンズ111および第2のリレーレンズ112を有しており、LED素子11から出射された光束を屈折させながら拡大し第1の導光体20に入射させる。
The
本第4実施形態にあっては、光源10、第1のリレーレンズ111、第2のリレーレンズ112、第1の導光体20の相対位置を変更する位置変更機構を設け、第1の導光体20に入射させる光束の大きさを適宜調整する構成とすることとしてもよい。
In the fourth embodiment, a position changing mechanism for changing the relative positions of the
本発明は、複数のLED素子を所定の間隔をおいて離散的に配置した光源から出射される光束の輝度分布の均一性、十分な照度を確保し安定した基板の露光を行うことができる露光照明装置を提供する。これにより、製造コストの削減が図られ、各種の製造業の発展に大きく貢献する。 The present invention is an exposure that can ensure stable uniformity of substrate exposure by ensuring uniformity of luminance distribution of a light beam emitted from a light source in which a plurality of LED elements are discretely arranged at predetermined intervals and sufficient illuminance. A lighting device is provided. As a result, the manufacturing cost can be reduced, which greatly contributes to the development of various manufacturing industries.
1:露光照明装置
2:露光照明装置
3:露光照明装置
4:露光照明装置
10:光源
11:LED素子(チップLED)
12:基板
20:第1の導光体
21:入射端面
22:出射端面
23:平行部
24:接合面
30:第2の導光体
31:入射端面
32:出射端面
40:光学部材
50:第1のリレーレンズ
60:第2のリレーレンズ
70:光軸方向
80:露光面
81:基板
82:マスク
110:光学部材
111:第1のリレーレンズ
112:第2のリレーレンズ
200:第2の導光体
201:入射端面
202:出射端面
300:第2の導光体
301:入射端面
301a:第1のフライアイ
301b:レンズ
302:出射端面
302a:第2のフライアイ
302b:レンズ
400:光学部材
400a:光学部材
401:第1のリレーレンズ
401a:リレーレンズ
402:第2のリレーレンズ
500:光学部材
500a:光学部材
501:第1のリレーレンズ
501a:リレーレンズ
502:第2のリレーレンズ
1: Exposure illumination device 2: Exposure illumination device 3: Exposure illumination device 4: Exposure illumination device 10: Light source 11: LED element (chip LED)
12: Substrate 20: First light guide 21: Incident end face 22: Outgoing end face 23: Parallel portion 24: Joint surface 30: Second light guide 31: Incident end face 32: Outgoing end face 40: Optical member 50: First 1 relay lens 60: second relay lens 70: optical axis direction 80: exposure surface 81: substrate 82: mask 110: optical member 111: first relay lens 112: second relay lens 200: second guide Optical body 201: incident end face 202: outgoing end face 300: second light guide 301:
Claims (7)
前記複数のLED素子の各々の出射側に、前記LED素子から出射された光束の光軸方向に沿って寸法が漸次拡大し、前記光束の入射端面の寸法に対し出射端面の寸法が大きく設定された複数のテーパ状の第1の導光体を隣接して備え、
前記第1の導光体の入射端面における前記LED素子から出射された光束の大きさは、前記第1の導光体の入射端面よりも大きく設定されるとともに、
前記LED素子は、前記第1の導光体の入射端面に設けられ、前記入射端面におけるLED素子から出射された光軸方向に直交する方向の光束の大きさ寸法は、前記入射端面の寸法よりも大きく設定され、
前記複数の第1の導光体は、前記出射端面を矩形状として、前記光束の光軸方向に対し直交する方向において前記出射端面の端部を相互に稠密に接合させることにより、前記光束の光軸方向に対し直交する方向に相互に並ぶように隣接して備えられることを特徴とする露光照明装置。 An exposure illumination apparatus that irradiates an exposure surface with a light beam emitted from a light source having a plurality of LED elements discretely arranged at intervals,
On the emission side of each of the plurality of LED elements, the size gradually increases along the optical axis direction of the light beam emitted from the LED element, and the size of the emission end surface is set larger than the size of the incident end surface of the light beam. A plurality of tapered first light guides adjacent to each other,
The size of the light beam emitted from the LED element at the incident end face of the first light guide is set larger than the incident end face of the first light guide ,
The LED element is provided on an incident end face of the first light guide, and a size dimension of a light flux in a direction orthogonal to an optical axis direction emitted from the LED element on the incident end face is larger than a dimension of the incident end face. Is also set larger,
The plurality of first light guides has a rectangular shape on the emission end face, and the end portions of the emission end face are densely joined to each other in a direction orthogonal to the optical axis direction of the light flux. An exposure illumination apparatus, which is provided adjacent to each other in a direction orthogonal to the optical axis direction .
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