411489 A7 B7_ 五、發明說明（1 ) 〔發明所屬之技術領域〕 本發明，係關於被使用在製造半導體裝置或印刷電路 板，液晶基板等的曝光裝置所內裝之光照射裝置者。 〔習知技藝〕 在製造半導體裝置或印刷電路板，液晶基板所使用的 曝光裝置，將把內裝的光照射裝置之放電燈的光照射在被 處理物（工件）而曝光。在第1圖顯示光照射裝置之一例 。放電燈1 *將被使用短路電弧型的超高壓水銀燈，而聚 光鏡2，將被使用玻璃製之楕圓聚光鏡。然後，將配置成 使放電燈1的發光中心會位於聚光鏡2之第1焦點.並且 ，聚光鏡2，爲了僅反射曝光所需要的含紫外線之光，而 去除不需要的熱線，多被使用在反射面之表面形成透過紅 外線之冷鏡。 從放電燈1被照射的含紫外線之光，將由聚光鏡2被 聚光，而到達第1平面鏡9 1。以第1平面鏡9 1反射的 光*將聚光在爲了把在照射領域將照度分佈均勻化而設置 的積分透鏡9 2之射入部附近。從積分透鏡9 2射出的光 ，當配置在積分透鏡9 2後方之快門機構9 3開啓時，將 經由第2平面鏡9 4以平行光管透鏡9 5被形成平行光， 而開始照射被載置在光照射面的工件，當快門機構9 3關 閉時，將把照射終了。再者，快門機構9 3，也可以配置 在積分透鏡9 2之前方。 在此，因放電燈1的超高壓水銀燈將以垂直姿勢被亮 Τ2Γ--- — 111—.111}11, ---I I 1 I - ^ PI II Ί I — I β i (請先閱讀背面之注t事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公轚） 411489 A7 __B7_ 五、發明說明（2 ) 燈，聚光鏡2，將配置成使其開口向上，或者向下，可是 ’如第1圖所示，爲了減低從光照射裝置的上端至光照射 面爲止之高度，亦即，爲了減低光照射裝置的全高，將使 聚光鏡2之開口向上地配置，把從聚光鏡2被向上照射的 光，由第1平面鏡9 1和第2平面鏡9 4向下折回，而照 射載置在光照射面之工件。 如果，將聚光鏡2的開口向下配置，未把從聚光鏡2 向下照射之光折回，而照射在光照射面所載置的工件時， 不僅垂直方向之光路將變長而光照射裝置的全高將會變高 ，而且因放電燈1將被配置在高之位置，故將不易進行放 電燈1的更換等保養檢查。 第2圖及第2圖之A部的擴大圖之第3圖，係顯示將 聚光鏡2，使其開口向上配置時的安裝構造之習知例。具 有光照射開口 3 1的聚光鏡安裝板3被固定在裝置，聚光 鏡安裝板3完成聚光鏡2的定位板之功能。聚光鏡2的開 口之周緣21，係擋接在聚光鏡安裝板3的光照射開口 31之周緣32，由此聚光鏡2將被定位。然後，如第3 圖所示，在聚光鏡安裝板3固定有多數個由富有彈力的金 屬板而成之略倒L字型的安裝金屬件3 9，安裝金€件 3 9之反彈片3 9 a，壓按在聚光鏡2的傾斜之外面，由 其壓接力把聚光鏡2保持。亦即，由安裝金屬件3 9對聚 光鏡2的壓接力之垂直方向的分力支持聚光鏡2之重力， 聚光鏡2的開口之周緣21近傍的外面之傾斜角度愈大， 保持力將會愈大。 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買> 裝--------^ ,Ί 11 Ί 11--产 ί 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 411489 B7 五、發明說明（3 ) 〔發明所要解決之課題〕 可是近年來，隨著工件的半導體晶片和液晶基板等之 大型化。大口徑化，逐漸被要求能夠大面積曝光的光照射 裝置。然後，因加大照射面積時照度會降低而使曝光時間 加長，故被使用發光功率大的大型之放電燈，隨之構成光 學機構的聚光鏡爲首之各光學零件也將大型化。亦即，將 被使用重量大之聚光鏡。 並且，因需要將放電燈的光有效地聚光，使之能夠不 洩漏放電燈的放射光，盡量以聚光鏡之反射面反射地，有 使用底深而全長度長的聚光鏡之傾向。可是，把斷面形狀 爲檟圓形的聚光鏡之全長加長時，聚光鏡的開口緣近傍之 外面的傾斜角度將會接近垂直而變小。因此，安裝金屬件 3 9對聚光鏡2的壓接力之垂直方向的分力將變小，由安 裝金屬件3 9之保持力將會變小。 並且，第1焦點和第2焦點的焦點間距離大之聚光鏡 ，長徑對短徑之比例大而細長，因外面的傾斜角度小，故 使用如此之聚光鏡時情況也相同。 然後，放電燈的功率變大時，在亮燈中，各光學零件 和光學零件按壓構件，將被強烈地加熱而成爲高溫。因此 ，第2圖及第3圖所示的聚光鏡安裝板3和聚光鏡2也將 變成高溫，而熱膨脹。可是，因聚光鏡安裝板3係以金屬 板被成形，一方面，聚光鏡2係玻璃製，兩者的熱膨脹率 之差大，在放電燈亮燈時，雖然聚光鏡安裝板3的光照射 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 * 297公餐） I — I 11.--l· ! , * -----m . -11 I Ί I 11 I ^ <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 411489 A7 _;_B7_ 五、發明說明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 開口 3 1之內徑，將由於熱膨脹而變成相當大，可是聚光 鏡2的開口之外徑將不會變成太大。因此，被固定在聚光 鏡安裝板3的安裝金屬件3 9，將從聚光鏡2之開口的周 緣2 1，相對地向外側移動，因此，安裝金屬件3 9之壓 接力會變小。 如此地，因聚光鏡2的重量大，並且，聚光鏡2之開 口周緣2 1近傍的外面之傾斜角度將靠近垂直而變小，更 且，安裝金屬件3 9將在亮燈時由於熱膨脹，而從聚光鏡 2的開口周緣2 1相對地向外側移動，由安裝金屬件3 9 之保持力將變小，有時聚光鏡2會由於自重而向下方偏移 。一方面，因放電燈1係和聚光鏡2獨立地被保持，故放 電燈1的發光中心將從聚光鏡2之第1焦點位置偏移，而 變成不會正確地聚光在第2焦點|將使聚光特性惡化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且，雖然聚光鏡安裝板3的光照射開口 3 1之內徑 ，將在亮燈時由熱膨脹而擴大，可是熄燈時聚光鏡安裝板 3的光照射開口 3 1之內徑將會收縮而復原。當光照射開 口 3 1的內徑擴大時，如前述地雖然聚光鏡2會向下方偏 移，可是由此，因聚光鏡2的外面傾斜，故更大徑之部份 將會擋接在聚光鏡安裝板3的光照射開口31之周緣32 。然後，由於熄燈而聚光鏡安裝板3的光照射開口 3 1之 內徑復原時，聚光鏡2的開口之周緣2 1將被向內側壓縮 ，有時會使聚光鏡破損。 因此，本發明之目的，係在提供使開口向上被配置的 重量大之聚光鏡，在亮燈時也能夠正確地保持，聚光特性 本紙張尺度埤用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇χ297公釐） A7 411439 _B7_ 五、發明說明（5〉 良好而聚光鏡不會破損之光照射裝置。 〔爲了解決課題之裝置〕 爲了達成上述目的，申請專利範圍第1項之發明•係 在具有短路電弧型的放電燈，和將該放電燈之光投影的光 學機構之光照射裝置，其特徵爲，將構成光學機構的一部 份之玻璃製的聚光鏡，使其開口向上地配置，並且將聚光 鏡之下端，由從在定位板的聚光鏡安裝板以支柱被吊設之 聚光鏡支持板，以壓縮彈簧被反彈的按壓構件向上按壓， 使聚光鏡上端的開口之周緣壓接在聚光鏡安裝板的光照射 開口之周緣而保持。 並且，聚光鏡係將紫外線反射而使紅外線透過的冷鏡 時，如申請專利範圍第2項之發明，以將申請專利範圍第 1項的發明之按壓構件由低導熱性的耐熱材成形，而在聚 光鏡之下端將擋接的按壓構件之表面*設置軟質的光反射 板爲理想。 〔實施例〕 以下，參照圖面具體地說明本發明之實施例。第4圖 ，係顯示本發明實施例之斷面圖。在第4圖，使開口向上 被配置的聚光鏡2，係玻璃製，開口之口徑爲0 5 0 0 mm，斷面形狀成楕圓形的深底之凹面鏡。因此，能充份 地覆蓋放電燈而有效率地把放射光聚光。然後，其反射面 ，係將紫外線的照射反射，而形成透過紅外線之噴鍍膜的 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.------訂，」！Ί!-^? 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） A7 411489 B7 五、發明說明（6) 冷鏡。放電燈1，係額定消費電力爲8kW之超高壓水銀 燈，被插通在聚光鏡2的中心孔而被配置成垂直姿勢，放 電燈1之發光中心位於聚光鏡2之第1焦點。 以金屬板被成形的聚光鏡安裝板3，具有光照射開口 3 1，其端部被固定在裝置的未圖示之基板•聚光鏡2的 下端2 a，係由後述之按壓構件6被向上按壓，聚光鏡2 釣開口之周緣2 1，壓接在聚光鏡安裝板3的光照射開口 3 1之周緣32。在此，因聚光鏡安裝板3，係被固定在 裝置之基板，故開口的周緣2 1，將由按壓構件6之按壓 力，達成壓接在光照射開口 3 1的周緣3 2之聚光鏡2的 定位板之功能。 在聚光鏡安裝板3，有多數支，例如4支的支柱5被 向下固定，而在支柱5之下端固定有聚光鏡支持板4。亦 即，聚光鏡支持板4係由支柱5被吊設在聚光鏡安裝板3 。支柱5及聚光鏡支持板4，皆係由鋁材被成彤。此係， 因鋁材的導熱性良好，故能防止支柱5和聚光鏡支持板4 由溫度分佈不均勻的熱變形，並且容易加工之故。可是， 鋁材係潛變強度在2 0 0 °C以上時將變弱，而容易變形， 故需要不會成爲2 0 0°C以上的高溫之對策。順便一提， 不銹鋼材，雖然耐熱性優異而潛變強度也大，可是導熱性 差，容易產生由溫度分佈不均勻的變形和失真，故不適合 做爲聚光鏡支持板4和支柱5之材料。再者，支柱5及聚 光鏡支持板4，係以未圖示之遮光板被覆蓋。 在按壓構件6和聚光鏡支持板4之間介裝有壓縮彈簧 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公爱） -----裝· ！ ----訂 _·—·ι1ι!_^ {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 411489 A7 ’…_B7__ 五、發明說明（7) (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 ’由壓縮彈簧7的反彈力，按壓構件6把聚光鏡2向上 按壓。按壓構件6，係如第5圖所示，具有將被插通放電 燈1的中心孔6 1之方板，中心孔6 1，係和聚光鏡2的 中心孔及聚光鏡支持板4之中心孔4 1 一致。在聚光鏡支 持板4和按壓構件6的螺栓孔嵌入有防止分開用之螺栓 6 3，而在螺栓6 3的周圍被配置螺旋彈簧之壓縮彈簧7 ，把按壓構件6反彈。壓縮彈簧7的壓接力，當然係能承 受聚光鏡2及按壓構件6之重量，並且未超過聚光鏡2的 材料之玻璃的容許應力者。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 因聚光鏡2係能透過紅外線之冷鏡，在亮燈時•從放 電燈1放射的光中，透過聚光鏡2之紅外線將會加在聚光 鏡2的輻射熱和傳導熱，故接觸在聚光鏡2的下端2 a之 按壓構件6，將成爲3 0 0 °C以上的高溫。因此，按壓構 件6將不能以鋁材成形，而以低熱傳導性之耐熱材，例如 陶瓷或碳等成形爲理想。並且，在按壓構件6的聚光鏡2 側之表面，貼上軟質的光反射片8，如高亮度鋁片爲理想 。因從聚光鏡2被放射之紅外線和透過聚光鏡2的從放電 燈1之紅外線將由光反射片8被反射，故能抑制按壓構件 6的溫度上升，更能抑制聚光鏡支持板4和壓縮彈簧7之 溫度上升。並且，雖然硬而脆的玻璃製之聚光鏡2和陶瓷 製的按壓構件6將會接觸，可是因光反射片8係軟質’將 成爲緩衝材，聚光鏡2將不會在接觸部份破損。 如此地，把放電燈1亮燈時，聚光鏡2雖將由放電燈 1放射的光中，透過聚光鏡2之紅外線’成爲3 0 0 °C以 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 411489 A7 _B7__ 五、發明說明（8 ) 上的溫度，被輻射之紅外線，將被向聚光鏡2的後方放射 。因此，雖然支柱5將熱膨脹，聚光鏡2之定位板的聚光 鏡安裝板3和聚光鏡支持板4之間的距離將變大，可是該 距離之變化將由壓縮彈簧7伸長而被吸收，故將維持聚光 鏡2的開口之周緣21壓接在聚光鏡安裝板3的光照射開 口 3 1之周緣3 2的狀態，聚光鏡2將不會向下方偏移。 亦即，和聚光鏡2被保持獨立之放電燈，與由聚光鏡安裝 板3被定位的聚光鏡2之位置關係將不會變化，聚光特性 將不惡化。 而且，在亮燈時聚光鏡安裝扳3的光照射開口 3 1之 內徑將由熱膨脹而擴大，熄燈時將收縮而使聚光鏡安裝板 3的光照射開口 3 1之內徑復原，可是，即使聚光鏡安裝 板3的光照射開口 3 1之內徑擴大，聚光鏡2也不會向下 方偏移，故聚光鏡2將不會由熄燈時的聚光鏡安裝板3之 光照射口31的復原而破損。 在放電燈1之亮燈時，測定在表面貼上光反射板8的 光亮鋁片之按壓構件6，壓縮彈簧7及聚光鏡支持板4的 溫度，結果按壓構件6爲330 t，壓縮彈簧7爲246 °C，而聚光鏡支持板4爲1 8 5°C，能夠使由鋁材而成的 聚光鏡支持板4之溫度成爲2 0 0 °C以下。順便一提，未 在按壓構件6的表面貼上光反射片8時，按壓構件6爲 4 1 5°C，壓縮彈簧7爲3 3 6 t，而聚光鏡支持板4爲 2 2 0 °C，得以確認光反射片8對抑制聚光鏡支持板4的 溫度上升之效果大。 本紙張尺度適用中國S家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---ί — — — -^·Ί !·! I --^, 41Ϊ489 A7 _B7_ 五、發明說明（9 ) 〔發明之效果〕 如以上所述，本發明之光照射裝置，係使開口向上配 置的玻璃製之聚光鏡的下端，從在定位板之聚光鏡安裝板 以支柱被吊設的聚光鏡支持板被以壓縮彈簧反彈之按壓構 件向上按壓，使聚光鏡的上端之開口緣壓接在聚光鏡安裝 板的光照射開口之周緣而保持，故將重量大的聚光鏡在亮 燈時也能正確地保持，能做爲聚光特性優異而聚光鏡不會 破損之光照射裝置。 而且，聚光鏡爲將紫外線反射而透過紅外線的冷鏡時 ，如果將按壓構件以低導熱性之耐熱材成形，在聚光鏡的 下端將擋接之按壓構件的表面設置軟質之光反射片時，將 能抑制聚光鏡支持板等的溫度上升，而且能夠防止聚光鏡 和按壓構件的接觸部份之破損。 〔圖面之簡單說明〕 〔第1圖〕 係光照射裝置之說明圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -------rl·——-裝--------訂·· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔第2圖〕 係習知例之說明圖。 〔第3圖〕 係第2圖的A部份之擴大圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210*297公釐） A7 411489 BT_ 五、發明說明（1G) 〔第4圖〕 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 係本發明實施例之斷面圖。 〔第5圖〕 係本發明實施例的主要部份之斷面圖。 〔圖號說明〕 1 放電燈 2 聚光鏡 2 a 聚光鏡之下端 2 1 聚光鏡的開口之周緣 2 2 聚光鏡之中心孔 3 聚光鏡安裝板 31 聚光鏡安裝板的光照射開口 31a 聚光鏡安裝板的光照射開口之周緣 39 安裝金屬件 4 聚光鏡支持板 4 1 聚光鏡支持板之中心孔 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 支柱 6 按壓構件 6 1 按壓構件之中心孔 6 3 螺栓 7 壓縮彈簧 8 光反射片 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）