JPH04116559A

JPH04116559A - 露光装置及び熱吸収式コールドミラー

Info

Publication number: JPH04116559A
Application number: JP2236276A
Authority: JP
Inventors: Minoru Watanuki; 綿貫　稔
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-09-06
Filing date: 1990-09-06
Publication date: 1992-04-17
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH07113769B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はプリント配線基板のパターン形成用、印刷製版
用、精密ホトエツチング用等厳しい作業環境下で行われ
る精密露光作業に供される露光装置、特に作業環境の破
壊又は撹乱が最小限度で済み、その結果、露光作業の運
転経費を大幅に削減し得る経済的な露光装置及び前記装
置を構成するために不可欠な熱吸収式コールドミラーに
関するものである。

〔従来の技術〕

精密露光作業においては、露光装置を取り囲む作業空間
の空気清浄度、温度及び湿度等の環境条件を一定状態に
管理することが重要であるが、前記環境条件の破壊、又
は撹乱を少くすることによって露光作業の運転経費を節
減できる経済的な露光装置が本願と同一の出願人によっ
て提案されている（詳細は特願平１−２９０３１７号参
照）。

この露光装置は第９図に示すように、移動自在な上下の
焼枠１，２の間に画像形成用ワーク３を挾着し、上下の
コールドミラー４．４を介して前記ワーク３の両面に露
光を行う露光部５と、隔壁６及び透明な窓板材７．７を
介して前記露光部５と気密に仕切られた光源部８等から
なり、前記光源部８は主として紫外光を照射する空冷式
の上下の放電灯９，９と、各放電灯９．９が照射した光
のうちの紫外光を露光時及び非露光時にそれぞれ反対方
向に反射させる回動可能なコールドミラー１０．１０と
、前記コールドミラー１０．１０を透過した赤外光を吸
収する吸収板１２．１２と、非露光時にコールドミラー
１０から反射した紫外光を吸収する吸収板１３．１３と
、戸外１１に連通する吸排気ダクト１４，１４；１５，
１５を介して自然の外気を光源部８内に流通させて放電
灯９．９を空冷する冷却用送風機１６．１６等からなり
、この露光装置に依ると、■光源部８の冷却用空気に外
気を使用するので、露光装置を収り囲む作業空間１７内
の管理された高価な空気の消費が節減でき、経済的であ
る、■光源部８と露光部５が気密に仕切られているので
、光源部８で発生した塵埃が露光部５の内部に侵入して
ワーク３の露光面を汚損するおそれがない等の利点があ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記の露光装置には次に述べるような問題点が
あった。

（ｉ）露光部５に送られた照射光中に少量の赤外光が含
まれているため、この赤外光による露光部５の温度上昇
を防止するには前記作業空間１７内の管理された空気を
露光部５内に循環させる必要があり、この循環によって
破壊、又は撹乱された環境を保全するためにかなりの労
力と費用を必要とする。

（ｉｉ）コールドミラー１０．１０は第８図に示すよう
に、透明なガラス板１９の表面にアルミニウニの薄膜２
０を形成したものが使用されるが、長時間の使用によっ
て前記薄膜２０が損耗すると反射光２２に含まれる赤外
光の割合いが増加して露光部の温度上昇を助長する。

本発明は前記の問題点に鑑み、露光装置各部の温度上昇
を防止して管理された空気の消費を最低限に抑制できる
経済的な露光装置を提供することを第１の課題とし、更
に第１の課題を達成するのに不可欠な熱吸収式コールド
ミラーを提供することを第２の課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記第１及び第２の課題を解決するため、本発明では次
の手段を構成した。

（１）液冷式の放電灯を有する光源部と、液冷式の熱吸
収式コールドミラーを有する露光部と、前記放電灯及び
熱吸収式コールドミラーと熱交換して昇温した冷却用液
体を自然の外気を利用して冷却する空気冷却式冷却設備
とを備え、前記光源部と露光部は隔壁及び前記隔壁に設けた透明な
窓板材を介して気密に仕切られており、前記熱吸収式コ
ールドミラーは前記窓板材を透して前記放電灯から入射
した光のうちの紫外光を画像形成用ワークに向けて反射
させるコールドミラーと、前記コールドミラーを透過し
た赤外光を含む光を選択的に吸収する部材と、前記部材
を液体冷却するための冷却流路とを有していることを特
徴とする露光装置。

（２）空冷式の放電灯を有する光源部と、液冷式の熱吸
収式コールドミラーを有する露光部゛と、前記熱吸収式
コールドミラーと熱交換して昇温した冷却用液体及び放
電灯を自然の外気を利用して冷却する空気冷却式冷却設
備とを備え、前記光源部と露光部は隔壁及び前記隔壁に設けた透明な
窓板材を一介して気密に仕切られており、前記熱吸収式
コールドミラーは前記窓板材を透して前記放電灯から入
射した光のうちの紫外光を画像形成用ワークに向けて反
射させるコールドミラーと、前記コールドミラーを透過
した赤外光を含む光を選択的に吸収する部材と、前記部
材を液体冷却するための冷却流路とを有していることを
特徴とする露光装置。

（３）照射光中に含まれた紫外光を透過させ、且つ前記
以外の波長成分の光を選択的に吸収する液冷式の透光装
置が照射光の光路に配設されている請求項（２）に記載
の露光装置。

（４）透明な板材の表面に金属の薄膜を形成したコール
ドミラーと、前記コールドミラーの背面側に一体又は別
体に構成した偏平な箱体と、前記箱体の内部を流通する
冷却用液体の流れの中に斜傾して浸漬したフィルターと
を備え、前記箱体とフィルターはコールドミラーを透過した赤外
光を含む波長成分の光を選択的に吸収するようにその材
質が設定されていることを特徴とする熱吸収式コールドミラー。

（５）コールドミラーと箱体が別体に構成され、且つそ
れ等の間に熱吸収部材が挾着されている請求項（４）に
記載の熱吸収式コールドミラー〔作用〕（ｉ３液冷式放電灯及び熱吸収式コールドミラーを液体
冷却し、これ等との熱交換によって昇温した冷却用液体
を外気を利用して冷却するので、露光装置を取り囲む高
価な空気を消費することがほとんどなく、露光装置の運
転経費を最低限に低減することができる。

〔１１〕熱吸収式コールドミラーを液体冷却し、これと
の熱交換によって昇温した冷却用液体及び空冷式の放電
灯を外気を利用して冷却するので、露光装置を取り囲む
高価な空気を消費することがほとんどなく、露光装置の
運転経費を最低限に低減することができる。

〔匝〕照射光の光路に配置された透光装置はワークの感
光特性に対し不都合な波長成分の光を吸収できるので、
ワークの感光特性に正確に適合した放電灯を選択する必
要がなくなり、露光装置の適応範囲が拡大する。

〔１■〕コールドミラーを透過した赤外光はフィルター
又は箱体を構成する部材によって吸収され、また、この
赤外光の吸収によって昇温したフィルター等は液体冷却
されるので、露光部の温度上昇を招くおそれがない。ま
たフィルターが冷却流路内に斜傾して浸漬しであるので
、冷却流路に気泡が停滞するおそれがなく、過熱による
箱体の破損が防止される。

（ｖ）コールドミラーと箱体の間に熱吸収部材を挾着す
ることにより、熱吸収式コールドミラーの熱吸収機能が
更に増大し、露光部の温度上昇を完全に防止することが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図ないし第５図は液冷式の放電灯を利用した露光装置の
一実施例を示すもので、この実施例の装置は光源部３１
と、露光部３２と、空気冷却式冷却設置（以下、空冷設
備と呼ぶ）等からなり、前記光源部３１と露光部３２は
隔壁３４及びこの隔壁３４に設けた透明なアクリル製窓
板材３５．３５によって気密に仕切られており、前記光
源部３１の反隔壁側には空冷設備の主要部である冷却用
ファン３６．放熱器３７．冷却水タンク３８、冷却水ポ
ンプ３９等が後部隔壁４０で仕切られた区画４２内に配
置されている。

光源部３１は水冷却式の放電灯４３．４３と、各放電灯
４３．／１３の背面側に設けた楕円状の凹面鏡４４．４
４と、照射光中の不都合な波長成分の光を除去する透光
装置４５．４５（詳細は本願と同一の出願人によって提
案された特願平２−１０２６５０号を参照）と、上下の
放電灯用及び透光装置用の冷却水配管４６．４７等から
なり前記放電灯４３，４３、透光装置４５．４５及び窓
板材３５．３５は上下対称に配置されている。

また、光源部３１の天井及び底部の近傍には上下の隔壁
４８．４９が設けてあり、吸入ダクト５０．５０（第２
図参照）を通って下部隔壁４９の下側に流入した外気は
各隔壁４９．４８に設けた複数個の孔５３．．５２を通
って光源部３１内を上昇するようになっている。尚、上
部隔壁４８の後端部は前記後部隔壁４０の上端部に接続
しており、光源部３１内を上昇した外気は後部隔壁４０
の内側を通って冷却用ファン３６の吸込側４１に導がれ
、更に放熱器３７及び排出ダクト５４を通って戸外５５
に放出されるようになっている。

露光部３２はワーク５６に露光を行う露光位置と露光済
みのワーク５６を取り出し且つ新しいワーク５６を装着
する搬出人位置との間を矢印ａ方向に移動する上下の焼
枠５９，６０と、透明な窓板材３５．３５を通して露光
部３２内に導いた照射光中の紫外光をワーク５６の上下
面に導くと共竪照射光中の赤外光等を選択的に吸収する
上下の熱吸収式コールドミラー６２．６２と、冷却水配
管６３．６４と、必要時、作業空間６５内の管理された
空気を強制的に循環させるブロアー６６及び所要数の減
圧吸入弁６７等からなり、この減圧吸入弁６７は露光部
３２の下部隔壁６８に取り付けられており、この下部隔
壁６８の下側に形成した空気取入室６９の両側壁に所要
数の空気吸入孔７０が開口している。

各熱吸収式コールドミラー６２．６２は第４図及び第５
図に示すように、透明な板材７２の表面にアルミニウム
の薄膜７３を形成したコールドミラー７４と、前記コー
ルドミラー７４の背面側に一体に構成した偏平な箱体７
５と、この箱体７５の内部を流通する冷却水の流れの中
に斜傾して浸漬したフィルター７６等からなり、前記透
明な板材７２、箱体７５の裏側部分を構成する板材７７
及びフィルター７６は、いずれも赤外光を選択的に吸収
する鉛ガラスでつくられている。

箱体７５は前記板材７２．７７及び周辺部を形成する筒
状の枠体７８．７９等からなり、前側の枠体７８には給
液管８０が、またコの字形をした後側の枠体７９には排
液管８２，８２．８２が取り付けられている。更に、後
側の枠体７９の各内壁には切り起こし片８３を有する多
数の開口８４゜８４、・・・が設けてあり、前記給液管
８０を通って箱体７５内に導入された冷却水は前記開口
８４に向って早い速度で流入しく第５図矢印す参照）、
透明な板材７２の下面に付着、又は付着しようとする気
泡（図示せず）を洗い流す。従って気泡の滞留による箱
体７５の過熱及び破損を防止できる。

尚、熱吸収式コールドミラー６２はアルミニウムの薄膜
７３を透明な板材７２の表面に形成した以外は本願と同
一の出願人によって提案された特願平２−１０２６５０
号と同一であるので詳細な説明を省略する。

次に、本実施例の装置の取扱要領及び作動について説明
する。先ず、冷却用ファン３６及び冷却水ポンプ３９を
起動し、第３図に示すように放電灯４３，４３、透光装
置４５．４５及び熱吸収式コールドミラー６２．６２に
冷却水を通水する一方、ブロアー６６を起動して露光部
３２内の雰囲気温度、すなわち上下の焼枠５９，６０を
所定温度（約２５度Ｃ）にセットする。尚、寒冷地等に
おいて各部の暖機を必要とする場合は、冷却水タンク３
８内にヒーター８５を設けておき、冷却用ファン３６を
停止させた状態で温水を循環し露光装置内の雰囲気温度
が所定温度（約２５度Ｃ）に到達したのち冷却用ファン
３６を起動する。

次に、ワーク５６を露光位置（実線の位置）にセットし
放電灯４３．４３を点灯する。各放電灯４３．４３から
照射された光は凹面鏡４４．４４に反射したのち透光装
置４５，４５、窓板材３５゜３５を透過して熱吸収式コ
ールドミラー６２６２に入射し、入射光の一部である赤
外光はコールドミラー７４のアルミニウム薄膜７３に反
射してワーク５６の上下面を照射する。また、入射光の
残部である赤外光等は箱体７５の前後側を形成する板材
７２．７７及びフィルター７６によって吸収され、この
吸収によって昇温したフィルター７６等は冷却水によっ
て冷却される。従って、露光部３２内での雰囲気温度の
上昇がほとんどなく、また作業空間６５内の空気はほと
んど消費されることがない。

また光源部３１内の各放電灯４３．４３及び透光装置４
５．４５は液体冷却され、一方、この熱交換によって昇
温した冷却水は露光部側の冷却水を含めて外気を利用し
た空冷設備によって冷却される。尚、凹面鏡４４．４４
等の発生熱は吸入ダクト５０，５０、外気導入用孔５３
．５３・・・、外気排出用孔、５２，５２、区画４２、
排出ダクト５４を流通する外気によって戸外５５に排出
される。従って光源部３１内の雰囲気温度が上昇するこ
とがなく、また作業空間６５内の管理された空気を消費
することがない。

本発明による露光装置の別の実施例を第６図に示す。こ
の例は空気冷却式の放電灯を利用した露光装置に係わる
もので、露光部３２の構成は液冷式の放電灯を利用した
場合と変わるところはない。

光源部３１ａは上下対称に構成した光学系、すなわち空
冷式の放電灯４３ａ、４３ａ、放物線状の凹面鏡４４ａ
、４４ａ、回動可能なミラー９０，９０、吸収板９１，
９１；９２．９２と空気冷却設備等からなり、この空気
冷却設備は冷却用ファン３６、放熱器３７、冷却風吹付
は装置９３、冷却水タンク３８、冷却水ポンプ３９、吸
入ダク）５０ａ、排出ダクト５４ａ、５４ａ等からなる
。

次に、この実施例の装置の光学系及び空気冷却設備の作
動について説明する。各放電灯４３ａ　　４３ａから照
射された光はミラー９０．９０の角度位置によって反対
方向に反射される。すなわち露光時、各ミラー９０．９
０は実線の位置にあって図の右方に、また非露光時は仮
想線の位置にあって図の左方にそれぞれ入射光を反射し
、右方に反射した光は窓板材３５．３５を通って露光部
３２に導かれ、また左方に反射した光は吸収板９２．９
２によって吸収される。尚、露光時及び非露光時にミラ
ー９０，９０の背面側に透過した光は吸収板９１．９１
によって吸収される。

一方、冷却用ファン３６を運転すると、吸入ダクト５０
ａを通って吸引された外気が、熱吸収式コールドミラー
６２．６２と熱交換して昇温した冷却水を放熱器３７を
介して冷却すると共に、冷却風吹付は装置９３のノズル
９４，９４，９４．９４から放電灯４３ａ、４３ａに吹
き付けられて放電灯４３ａ。

４３ａを空気冷却し、更に各吸収板９１．９２を冷却し
ながら排出ダクト５４ａ、５４ａを通って戸外５５に排
出される。

従って、液冷式放電灯の場合と同様に露光装置を取り囲
む作業空間６５内の管理された高価な空気を消費するこ
とがなく、運転経費が最小限に低減される。

熱吸収式コールドミラーの変形を第７図に示す。

この変形はコールドミラー７４と箱体７５を別体に構成
して、その間に熱吸収部材として板状のシリコンゴム９
８を挾着したもので、前記以外は第４図に示すものと変
わるところはない。

尚、本発明は前述の実施例にのみ限定されるものではな
く、例えば放電灯背面側の凹面鏡に液冷構造のもの（例
えば特願平２−１２８６４９号を参照）を使用してもよ
いこと、また空気冷却式冷却設備の主要部を光源部と一
体に設ける代りに光源部から分離して戸外に設置し、こ
の主要部に作業空間を横断して延設した冷却用配管を接
続するようにしてもよいこと、更に露光装置を両面焼付
式に構成する代りに片面焼付式に構成してもよいこと等
、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更
を加え得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上に述べたごとく本発明は次の優れた効果を発揮する
。

（ｉ）放電灯及び熱吸収式コールドミラーを液体冷却し
、これ等との熱交換によって昇温した冷却用液体を外気
を利用して冷却するので、露光装置を取り囲む管理され
た高価な空気を消費することがほとんどなく、露光装置
の運転経費を最低限に低減することができる。

（ｊｉ）照射光の光路に配置された透光装置はワークの
感光特性に対し不都合な波長成分の光を吸収できるので
、ワークの感光特性に正確に適合した放電灯を選択する
必要がなくなり、露光装置の適用範囲が拡大する。

（ｉｖ）コールドミラーを透過した赤外光はフィルター
又は箱体を構成する部材によって吸収され、また、この
吸収によって昇温したフィルター等は液体冷却されるの
で、露光部の温度上昇を招くおそれかない。更に、フィ
ルターが冷却液路内に斜傾して浸漬しであるので、冷却
流路に気泡が停滞するおそれがなく、過熱による箱体の
破損が防止される。

［ｖ）コールドミラーと箱体の間に熱吸収部材を挾着す
ることにより、熱吸収式コールドミラーによる熱吸収機
能が更に増大し、露光部の温度上昇を完全に防止するこ
とができる。

（ｖｉ）空気冷却式冷却設備の冷却水系統にヒーターを
併設することにより、寒冷時の暖機が容易になり、起動
準備時間を短縮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の露光装置の実施例を示し
、第１図は切断側面図、第２図は第１図における■−■
方向からの矢視図、第３図は冷却水の系統図、第４図は
熱吸収式コールドミラーの切断側面図、第５図は第４図
における■−■方向からの矢視図、第６図は本発明の別
の実施例である露光装置の切断側面図、第７図は熱吸収
式コールドミラーの変形を示す切断側面図、第８図は従
来のコールドミラーの切断側面図、第９図は従来の露光
装置の切断側面図である。３１．３１ａ・・・光源部　３２・・・露光部３４・・
・隔壁　　　　　　３５・・・窓板材３６・・・冷却用
ファン　　３７・・・放熱器３８・・・冷却水タンク　
　３９・・・冷却水ポンプ４３．４３ａ・・・放電灯　
４５・・・透光装置５０．５０ａ・・・吸入ダクト５４．５４ａ・・・排出ダクト５５・・・戸外　　　　　　　５６・・・ワーク６２・
・・熱吸収式コールドミラー６５・・・作業空間　　　　７４・・・コールドミラー
７５・・・箱体　　　　　　７６・・・フィルター９８
・・・板状シリコンゴム第３図第４凶第５図ｊ３Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液冷式の放電灯を有する光源部と、液冷式の熱吸
収式コールドミラーを有する露光部と、前記放電灯及び
熱吸収式コールドミラーと熱交換して昇温した冷却用液
体を自然の外気を利用して冷却する空気冷却式冷却設備
とを備え、前記光源部と露光部は隔壁及び前記隔壁に設けた透明な
窓板材を介して気密に仕切られており、前記熱吸収式コ
ールドミラーは前記窓板材を透して前記放電灯から入射
した光のうちの紫外光を画像形成用ワークに向けて反射
させるコールドミラーと、前記コールドミラーを透過し
た赤外光を含む光を選択的に吸収する部材と、前記部材
を液体冷却するための冷却流路とを有していることを特徴とする露光装置。
（２）空冷式の放電灯を有する光源部と、液冷式の熱吸
収式コールドミラーを有する露光部と、前記熱吸収式コ
ールドミラーと熱交換して昇温した冷却用液体及び放電
灯を自然の外気を利用して冷却する空気冷却式冷却設備
とを備え、前記光源部と露光部は隔壁及び前記隔壁に設けた透明な
窓板材を介して気密に仕切られており、前記熱吸収式コ
ールドミラーは前記窓板材を透して前記放電灯から入射
した光のうちの紫外光を画像形成用ワークに向けて反射
させるコールドミラーと、前記コールドミラーを透過し
た赤外光を含む光を選択的に吸収する部材と、前記部材
を液体冷却するための冷却流路とを有していることを特徴とする露光装置。
（３）照射光中に含まれた紫外光を透過させ、且つ前記
以外の波長成分の光を選択的に吸収する液冷式の透光装
置が照射光の光路に配設されている請求項（１）又は（
２）に記載の露光装置。
（４）透明な板材の表面に金属の薄膜を形成したコール
ドミラーと、前記コールドミラーの背面側に一体又は別
体に構成した偏平な箱体と、前記箱体の内部を流通する
冷却用液体の流れの中に斜傾して浸漬したフィルターと
を備え、前記箱体とフィルターはコールドミラーを透過した赤外
光を含む波長成分の光を選択的に吸収するようにその材
質が設定されていることを特徴とする熱吸収式コールドミラー。
（５）コールドミラーと箱体が別体に構成され、且つそ
れ等の間に熱吸収部材が挾着されている請求項（４）に
記載の熱吸収式コールドミラー。