TWI604280B

TWI604280B - Light irradiation device

Info

Publication number: TWI604280B
Application number: TW105106818A
Authority: TW
Inventors: Kazutaka Shito
Original assignee: Hoya Candeo Optronics Corp
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2017-11-01
Also published as: TW201633012A; KR101899107B1; CN105974741A; KR20160110097A; JP2016170233A; CN105974741B; JP6002261B2

Description

光照射裝置

本發明涉及一種使用在塗有光致抗蝕劑的基板（例如，半導體基板、液晶顯示用玻璃基板、光掩膜用玻璃基板）的周邊曝光裝置上的光照射裝置，特別涉及一種均勻照射待照射物上的矩形照射區域的光照射裝置。

以往，在半導體(例如，積體電路IC（Integrated Circuit）或大型積體電路LSI(Large Scale Integrated circuit))的製造工序中，在半導體晶片的表面塗上光致抗蝕劑，通過掩膜向所述抗蝕層進行曝光顯影，從而形成電路圖案。

作為在半導體晶片表面上塗覆抗蝕劑的方法，一般都採用旋塗法。即將晶片放置在旋轉臺上，在該晶片表面的中心附近滴下抗蝕劑使其旋轉，通過離心力作用使晶片表面整體都塗上抗蝕劑。

採用這種旋塗法，雖然不僅在晶片中央部的電路圖案形成區域有塗覆抗蝕劑，在未形成電路圖案的晶片邊緣部也有塗覆，但是很多時候，為了運送晶片，晶片運送裝置會握持住晶片邊緣部，如果晶片邊緣部一直殘留抗蝕劑，在晶片運送過程中，會出現抗蝕劑的一部分剝離、脫落的現象。並且，如果晶片邊緣部的抗蝕劑出現脫落，而脫落的抗蝕劑又恰巧附著在晶片的電路圖案形成區域上時，則無法形成所期望的電路圖案，會有成品率也降低的問題。因此，一般情況下，使用對包含晶片邊緣部在內的其周邊照射紫外光的周邊曝光裝置進行抗蝕劑的曝光，去除塗覆在晶片邊緣部的多餘抗蝕劑。這種用於周邊曝光裝置的光照射裝置，例如在專利文獻1中有記載。

專利文獻1中所述的用於周邊曝光裝置（邊緣曝光裝置）的光照射裝置，具備有：光源單元，其內部具有燈；第1光導，對光源單元所射出的紫外光進行導光；光混合光學元件（石英棒），混合第1光導所射出的紫外光；第2光導，對光混合光學元件所射出的光進行導光；照射頭，將第2光導的光投射至基板邊緣部上，並以燈所照射的紫外光彙聚到基板邊緣部的矩形照射區域的方式而構成。

此外，近些年來，比燈壽命更長、且低功耗的紫外線發光二極體LED(Light Emitting Diode)已被實際投入使用，因此也有提出採用了所述紫外線發光二極體LED的周邊曝光裝置的建議（例如，專利文獻2）。

經該周邊曝光裝置曝光後，通過蝕刻等去除晶片邊緣部上的多餘抗蝕劑，但是如果多餘抗蝕劑沒有被完全去除，在晶片上少量殘留時（即產生所謂的灰區時），將會成為導致後工序抗蝕劑脫落的原因。因此，優選地，去除多餘抗蝕劑後的抗蝕劑端部的橫截面形狀（即，殘留在電路圖案形成區域的抗蝕劑端部的橫截面形狀），為電路圖案形成區域與晶片邊緣部之間呈急劇上升（即，不太平緩）的形狀。

上述灰區的出現起因於從周邊曝光裝置投射到基板邊緣部的紫外光的照射強度分佈。即，從周邊曝光裝置投射到基板邊緣部的紫外光照射強度分佈，如果在電路圖案形成區域與晶片邊緣部之間平緩地變化時，在電路圖案形成區域與晶片邊緣部之間將出現曝光不充分區域，殘留在電路圖案形成區域的抗蝕劑端部的橫截面形狀也變為平緩的形狀（即，出現灰區），因此，從周邊曝光裝置投射到基板邊緣部的紫外光照射強度分佈，優選在電路圖案形成區域與晶片邊緣部之間為急劇上升的（即，不太平緩）形狀。

專利文獻專利文獻1：日本特許第3947365號說明書專利文獻2：日本特開2007-194583號公報

專利文獻1、2中所述的周邊曝光裝置中，以在照射頭內形成矩形縫隙，通過光混合光學元件混合後的紫外光，穿過縫隙投射到基板上的方式構成。因此，投射在基板上的光，穿過縫隙後，只會成為在某種程度上限制了擴散角的矩形光束，在電路圖案形成區域與晶片邊緣部之間成為相對的急劇上升（即，不太平緩）的照射強度分佈。

然而，最近，形成在晶片上的電路越來越集成化，電路圖案也越來越微型化，因此，需求一種在電路圖案與晶片邊緣部之間，可投射比以往更加急劇上升（即，更加不平緩）的照射強度分佈的光的光照射裝置。

本發明正是鑒於上述情況，並基於此目的的同時，提供一種可將急劇上升的照射強度分佈的光照射在待照射物上的矩形照射區域的光照射裝置。

為達到上述目的，本發明的光照射裝置，是一種對待照射物上的矩形照射區域進行光照射的光照射裝置，包括：多個發光元件，使所述發光元件的光軸方向一致地二維配置在基板上並射出光；多個透鏡單元，每一所述透鏡單元分別配置在一個發光元件的光軸上，將所述發光元件射出的光成形為指定擴散角的光；筒狀的導光構件，所述導光構件在內表面具有圍繞成矩形的鏡面，並且鏡面圍繞著多個發光元件的光軸，將透鏡單元射出的光進行混合後導光；孔徑光闌，所述孔徑光闌具有以導光構件的光軸為中心的矩形開口，並配置在導光構件與待照射物之間，鏡面以朝向待照射物擴展的方式，相對導光構件的光軸，以小於擴散角的指定角度傾斜，從透鏡單元所射出的光的至少一部分，通過鏡面反射，穿過孔徑光闌開口的端面部附近，相對照射區域大致垂直射入。

根據所述結構，在照射區域的邊緣部，紫外光未重疊區域變為最小，照射區域的照射強度分佈變為急劇上升的照射強度分佈。因此，如果將本發明的光照射裝置應用於半導體的周邊曝光裝置上，便可以照射在電路圖案形成區域和晶片邊緣部之間急劇上升的照射強度分佈的紫外光，可以縮小所謂的灰區。

此外，可構成為：由透鏡單元射出的光的至少一部分，通過鏡面僅反射1次。

此外，擴散角為5~20°的範圍，較佳地，指定角度小於擴散角的1/2。

此外，較佳地，通過導光構件的鏡面所形成的射出側開口，以大於孔徑光闌開口的方式構成。

此外，較佳地，光為紫外線波長段的光。

如上所述，根據本發明，實現一種可將急劇上升的照射強度分佈的光照射在待照射物上的矩形照射區域的光照射裝置。

下面，結合附圖對本發明的實施方式做進一步的詳細說明。並且，圖中相同或相應的部位用相同的符號標記，其說明不再重複。

圖1是示出了本發明的實施方式所涉及的光照射裝置100的結構的模式圖。圖1（a）是從光照射裝置100的射出口側觀察時的光照射裝置100的前面圖。圖1（b）是通過圖1（a）的A-A線的剖面圖。圖1（c）是圖1（a）的B部放大圖。本實施方式的光照射裝置100是一種裝在周邊曝光裝置等內，對待照射物W（例如，玻璃基板上的抗蝕劑）上的矩形照射區域P，照射紫外線波長段的大致平行光的裝置。並且，在圖1（a）中，為便於說明，示出時省略孔徑光闌150等一部分結構。

如圖1所示，光照射裝置100具備有25個發光二極體LED單元110、對應各發光二極體LED單元110而配置的25個透鏡單元120、導光構件130、孔徑光闌150、以及收納這些部件的殼體（未圖示）。發光二極體LED單元110、透鏡單元120、導光構件130以及孔徑光闌150朝向待照射物W，沿著光軸AX（穿過由光照射裝置100射出的光的中心的軸）依次配置。並且，在本實施方式中，光照射裝置100的工作距離WD（從導光構件130的射出開口130f到待照射物W的距離）設定為約10mm，由光照射裝置100射出的紫外線波長段的光（以下稱為「紫外光」）在工作距離WD上以成為均勻的光量分佈的方式聚光（稍後詳述）。並且，在本說明書中，將光照射裝置100射出的紫外光的前進方向（即，平行於光軸AX的方向）定義為Z軸方向，將與Z軸方向正交、且相互正交的2個方向定義為X軸方向以及Y軸方向進行說明。

如圖1（a）所示，本實施方式的25個發光二極體LED單元110,以在Z軸方向上對齊光軸，在X-Y平面上呈5行（Y軸方向）×5個（X軸方向）的正方格子形狀配置。各發光二極體LED單元110具備有大致正方形狀的基板112、在所述基板112上的中心部，將在Z軸方向對齊光軸配置的發光二極體LED元件114（發光元件）（如圖1（c））。本實施方式的各發光二極體LED元件114具有例如2.15mm（X軸方向長度）×2.15mm（Y軸方向長度）的矩形外形（圖1（c）），此2邊以平行於X軸方向的方式配置，並與基板112電連接。基板112是由玻璃纖維環氧樹脂、陶瓷等構成的電子電路基板，連接在未圖示的發光二極體LED驅動電路上，通過基板112向各發光二極體LED元件114供給來自發光二極體LED驅動電路的驅動電流。如果向各發光二極體LED元件114供給驅動電流時，各發光二極體LED元件114以對應驅動電流的光量發光，射出指定光量的紫外光。並且，在本實施方式中，各發光二極體LED元件114，以接受發光二極體LED驅動電路供給的驅動電流，射出波長為395nm的紫外光的方式構成。

並且，本實施方式的各發光二極體LED元件114，以射出大致相同光量的紫外光的方式調整供給至各發光二極體LED元件114的驅動電流。此外，在本實施方式中，5行（Y軸方向）×5個（X軸方向）排列的發光二極體LED單元110的中心C（即，位於中心的發光二極體LED單元110的基板112的中心）以與光軸AX大致一致的方式配置（圖1（a））。

如圖1（b）所示，本實施方式的各透鏡單元120是將發光二極體LED元件114所射出的紫外光成形為指定擴散角（9°）的紫外光的透鏡。各透鏡單元120是由具有共同的光軸的第一透鏡122、第二透鏡124、以及第三透鏡126構成。在本實施方式中，第一透鏡122、第二透鏡124、以及第三透鏡126均為平凸透鏡。第一透鏡122、第二透鏡124、以及第三透鏡126通過未圖示的鏡筒架支撐，其光軸以與發光二極體LED元件114的光軸大致一致的方式調整位置，按指定間隔配置。穿過各透鏡單元120的紫外光，朝向後段的導光構件130射出。

導光構件130是在內表面形成有4個鏡面130a、130b、130c、130d的矩形筒狀構件。如圖1（a）所示，本實施方式的4個鏡面130a、130b、130c、130d從Z軸方向觀察時，是呈矩形的方式配置，以將25個發光二極體LED單元110以及透鏡單元120圍繞於其中（即，呈矩形的方式配置並且圍繞發光二極體LED元件114以及透鏡單元120的光軸），且以從透鏡單元120射出的所有的紫外光射入導光構件130內的方式構成。如上所述，從透鏡單元120射出的紫外光，因具有指定擴散角（9°），所以在導光構件130內的各角度分量的紫外光分別被反射的同時（即，被混合的同時）被導光，從導光構件130射出大致均勻的光量分佈的紫外光。並且，稍後會對詳情進行描述，不過本實施方式的鏡面130a、130b，相對光軸AX僅以指定角度（1.6°）向Y軸方向傾斜，此外，鏡面130c、130d，相對光軸AX僅以指定角度（1.6°）向X軸方向傾斜。並且，導光構件130中，在透鏡單元120側形成有矩形的射入開口130e，在待照射物W側形成有大於射入開口130e的矩形射出開口130f。如上所述，本實施方式的4個鏡面130a、130b、130c、130d，以隨著從透鏡單元120處離開，而遠離光軸AX的方式（即，以朝向待照射物W擴展的方式）傾斜。因此，射入各鏡面130a、130b、130c、130d的紫外光，通過各鏡面130a、130b、130c、130d的反射，由此被轉換為僅小了指定角度（即，傾斜角度（1.6°））的2倍角度（即，3.2°）的角度分量的紫外光（稍後詳述）。

穿過導光構件130的紫外光，朝向後段的孔徑光闌150射出。孔徑光闌150是在中心具有矩形開口的板狀構件，配置在射出開口130f與待照射物W之間的指定位置。孔徑光闌150的開口設定為小於導光構件130的射出開口130f，具有去除導光構件130射出的紫外光中的多餘光的功能。並且，通過由孔徑光闌150去除多餘光後的紫外光，以照射待照射物W上的矩形照射區域P的方式構成。

其次，對本實施方式的各透鏡單元120所射出的紫外光的光路進行說明。圖2是圖1（b）所示的各透鏡單元120射出的紫外光的光路圖。圖3是在圖2中，由位於中心的透鏡單元120射出的紫外光的光路圖。圖4是在圖2中，由距離中心1個透鏡位置的透鏡單元120所射出的紫外光的光路圖。圖5是在圖2中，由距離中心2個透鏡位置（即，靠最外邊的位置）的透鏡單元120所射出的紫外光的光路圖。並且，在圖2~圖5中，紫外光的光路用虛線表示。

如圖2及圖3所示，由位於中心的透鏡單元120射出的紫外光，以指定的擴散角（9°）擴展，不經導光構件130的各鏡面130a、130b、130c、130d的反射而直接前進，照射在待照射物W上的矩形（例如，約70mm×約70mm）的照射區域P內。

此外，如圖2及圖4所示，由距離中心1個透鏡位置的透鏡單元120射出的紫外光，以指定的擴散角（9°）擴展，其中一部分（例如，圖6中用「m1」表示的光線），通過導光構件130的各鏡面130a、130b、130c、130d的至少一面（在圖2及圖4中為鏡面130a）反射，照射在待照射物W上的矩形照射區域P內。

此外，如圖2及圖5所示，由距離中心2個透鏡位置的透鏡單元120射出的紫外光，以指定的擴散角指定的擴散角（9°）擴展，其中一部分（例如，在圖5中朝向Y軸方向負值側擴展的光），通過導光構件130的各鏡面130a、130b、130c、130d的至少一面（在圖2及圖5中為鏡面130a）反射，照射在待照射物W上的矩形照射區域P內。

其結果，是在待照射物W上的矩形照射區域P的中心部，由中心位置的透鏡單元120射出的紫外光、由距離中心1個透鏡位置的透鏡單元120射出的紫外光、及由距離中心2個透鏡位置的透鏡單元120射出的紫外光重疊，可得到大致均勻的照射強度。此外，在待照射物W上的矩形照射區域P的周邊部，由距離中心1個透鏡位置的透鏡單元120射出的紫外光、及由距離中心2個透鏡位置的透鏡單元120射出的紫外光重疊，可得到大致均勻的照射強度。不過，在待照射物W上的矩形照射區域P的邊緣部（周邊部的端部），由於孔徑光闌150遮住多餘光，因此在待照射物W上的矩形照射區域P的邊緣部（周邊部的端部），會產生出現紫外光未重疊區域的問題。並且，在照射區域P的邊緣部，紫外光未重疊區域如果變大，該區域的照射強度將極度降低，因此，該區域的照射強度分佈為較平緩的曲線。因此，本實施方式中，在照射區域P的邊緣部，為了能夠得到急劇上升的照射強度分佈，使各鏡面130a、130b、130c、130d傾斜，並以在照射區域P的邊緣部射入大致垂直的光線的方式構成，將紫外光未重疊區域減到最小。

圖6是圖2中C部的放大圖，是射入待照射物W上的矩形照射區域P的邊緣部的光線說明圖。圖6的「m1」及「m2」均為由距離中心1個透鏡位置的透鏡單元120射出的、Y軸方向的角度分量為最大的（即，角度分量9°的）紫外光的光線。光線「m1」是角度分量9°的紫外光的光線中穿過最外側的光線，光線「 m2」是穿過孔徑光闌150的端面部附近後到達待照射物W處的光線。如上所述，本實施方式的4個鏡面130a、130b、130c、130d，以隨著從透鏡單元120處離開，而遠離光軸AX的方式，按指定的傾斜角度（1.6°）傾斜。因此，如圖6所示，如果紫外光射入鏡面130a、130b、130c、130d中任意一個（在圖6中是鏡面130a），其角度分量成為僅小了傾斜角度1.6°的2倍角度的角度分量。即，最大角度分量9°的紫外光的光線「m1」成為5.8°的角度分量的紫外光（即，光線「n1」）從導光構件130射出。其結果，是在待照射物W上的矩形照射區域P的邊緣部，形成大約0.8mm寬度的紫外光未重疊的區域。

（比較例）在此，為便於說明由本實施方式的結構所產生的效果，列舉出比較例。圖7是示出了與本實施方式的結構進行對比的比較例所涉及的光照射裝置100C的結構以及光路圖的模式圖。此外，圖8是圖7中D部的放大圖，是說明射入至待照射物W上的矩形照射區域P的邊緣部的光線的圖。本比較例的光照射裝置100C，導光構件130C的各鏡面130Ca、130Cb、130Cc（在圖7中未圖示）、130Cd（在圖7中未圖示）平行於光軸AX，不具有傾斜角度（1.6°），這一點與本實施方式的光照射裝置100不同。並且，圖8的「m1」是由距離中心2個透鏡位置的透鏡單元120射出的光線，是Y軸方向的角度分量為最大（即，角度分量9°），且穿過孔徑光闌150的端面部附近到達待照射物W的光線。此外，圖8的「m2」是由距離中心1個透鏡位置的透鏡單元120射出的光線，是Y軸方向的角度分量為最大（即，角度分量9°），且穿過孔徑光闌150的端面部附近到達待照射物W的光線。

如圖8所示，在本比較例中，因導光構件130C的各鏡面130Ca、130Cb、130Cc、130Cd平行於光軸AX，所以即使紫外光射入鏡面130Ca、130Cb、130Cc、130Cd，其角度分量依然被維持。即，最大角度分量9°的紫外光的光線「m1」作為9°的角度分量的紫外光（即，光線「n1」）從導光構件130C射出。其結果，是在待照射物W上的矩形照射區域P的邊緣部，形成大約1.0mm寬度的紫外光未重疊區域。

圖9是示出採用了本實施方式所涉及光照射裝置100時的照射區域P上的照射強度分佈（圖9中的實線）、以及採用了比較例所涉及的光照射裝置100C時的照射區域P上的照射強度分佈（圖9中的虛線）的圖表。在圖9中，縱軸是紫外光的相對強度，橫軸是以光軸AX的位置為0mm的照射位置（mm）。此外，圖10是將圖9中E部（即，照射區域P的邊緣部）的照射強度分佈向橫軸方向放大後的圖表。

如圖9所示，無論是採用了本實施方式所涉及的光照射裝置100，還是採用了本比較例所涉及的光照射裝置100C，在照射區域P的整個區域都可以得到相對強度0.8以上的照射強度分佈。

不過，在圖10中，通過對比兩者的照射強度分佈可看出，與比較例所涉及的光照射裝置100C相比，本實施方式所涉及的光照射裝置100的照射強度分佈急劇上升。這是因如上所述形成在照射區域P的邊緣部的紫外光未重疊區域的影響，因為本實施方式所涉及的光照射裝置100的紫外光未重疊區域較小的緣故。

如上所述，在本實施方式中，通過使導光構件130的各鏡面130a、130b、130c、130d傾斜，將照射區域P的邊緣部的紫外光未重疊區域減到最小，由此得到急劇上升的照射強度分佈。因此，如將本實施方式所涉及的光照射裝置100應用於半導體的周邊曝光裝置上，可以在電路圖案形成區域與晶片邊緣部之間照射急劇上升的照射強度分佈的紫外光，可縮小所謂的灰區（gray zone）。

並且，本實施方式中，通過更進一步加大鏡面130a、130b、130c、130d的傾斜角度（1.6°），可以更進一步縮小光線「n1」的角度分量（即，相對照射區域P更接近垂直的光線）。不過，如果加大傾斜角度，會增加被孔徑光闌150遮住的紫外光的光量，會發生整體光量減少的問題。因此，需考慮所需光量、照射強度分佈的上升特性等，合理設定鏡面130a、130b、130c、130d的傾斜角度。

以上是結合本實施方式所做出的說明，但本發明並非局限於上述構成，在本發明的技術性思想範圍內可以進行各種變形。

例如，在本實施方式中，導光構件130的各鏡面130a、130b、130c、130d，為對距離中心1個透鏡位置的透鏡單元120所射出的紫外光、及距離中心2個透鏡位置的透鏡單元120所射出的紫外光的只反射一次結構，但並非局限於該結構。也可構成為：例如，如果將導光構件130的各鏡面130a、130b、130c、130d向Z軸方向延長，位於中心的透鏡單元120射出的紫外光也可通過各鏡面130a、130b、130c、130d反射。此外，也可構成為，導光構件130的各鏡面130a、130b、130c、130d，多次反射由透鏡單元120射出的紫外光。並且，這種情況下，由於各鏡面130a、130b、130c、130d的反射率的影響，每次紫外光被反射照射強度便會降低，因此較佳為反射次數少的。

此外，在本實施方式中，雖然是採用呈正方格子形狀配置的25個發光二極體LED單元110的結構，但是發光二極體LED單元110並非一定是呈正方格子形狀配置，也可以是例如三角格子狀、六方格子狀、或者同心圓狀配置。此外，發光二極體LED單元110的個數，至少是2個或以上，也可以根據照射區域P的面積以及形狀進行合理地變更。

此外，在本實施方式中，第一透鏡122、第二透鏡124、以及第三透鏡126作為平凸透鏡進行了說明，不過如果可以將發光二極體LED元件114射出的紫外光成形為指定擴散角的紫外光，第一透鏡122、第二透鏡124以及第三透鏡126也可適用其他形狀（例如，凹凸透鏡）。此外，本實施方式的透鏡單元120，也並非一定為3片透鏡的結構。

此外，本實施方式的透鏡單元120，雖然是將發光二極體LED元件114射出的紫外光成形為擴散角（9°）的紫外光的透鏡，但是擴散角可以根據照射區域P所需照射強度分佈的均勻度（即，紫外光的重疊度）、上升特性等進行合理變更。並且，從透鏡單元120射出的紫外光的擴散角，從紫外光的利用效率、以及照射強度分佈的上升特性等角度考慮，較佳為5~20°。如果擴散角小於5°，射出紫外光的利用效率會降低，從而在照射區域P內無法得到所期望的照射強度。此外，如果擴散角大於20°，在照射區域P的邊緣部，紫外光非重疊區域變大，照射強度分佈的上升特性會變差。此外，各鏡面130a、130b、130c、130d的傾斜角度，以使通過各鏡面130a、130b、130c、130d反射，照射在照射區域P的紫外光的角度分量小於擴散角的方式（即，以成為大致平行光的方式）被設定，較佳為被設定為小於擴散角的1/2的角度。

此外，本實施方式的發光二極體LED單元110，雖然為具備有1個發光二極體LED元件114的單元，但並非局限於該結構，發光二極體LED單元110也可以具備有多個（例如，4個）發光二極體LED元件114。

此外，本實施方式的發光二極體LED元件114，雖然為射出波長395nm紫外光的元件，但並非局限於該結構，也可以為射出其他波長（例如，波長365nm、波長385nm、波長405nm）紫外光的元件，此外也可以為組合波長不同的多種發光二極體LED元件（即，混合多個波長）的結構。

並且，本次公開的實施方式，在各方面做出了例示，但應理解，本發明不僅僅限於所述的實施方式。本發明的範圍並非局限於上述說明，其旨在包含申請專利範圍所示、與申請專利範圍均等的意圖，以及其範圍內所包括的所有變形。

100、100C‧‧‧光照射裝置
110‧‧‧發光二極體LED單元
112‧‧‧基板
114‧‧‧發光二極體LED元件
120‧‧‧透鏡單元
122‧‧‧第一透鏡
124‧‧‧第二透鏡
126‧‧‧第三透鏡
130、130C‧‧‧導光構件
130a、130b、130c、130d、130Ca、130Cb、130Cc、130Cd‧‧‧鏡面
130e‧‧‧射入開口
130f‧‧‧射出開口
150‧‧‧孔徑光闌
AX‧‧‧光軸
C‧‧‧中心
m1、m2、n1‧‧‧光線
W‧‧‧待照射物
WD‧‧‧工作距離
P‧‧‧矩形照射區域

[圖1（a）] 是從光照射裝置的射出口側觀察時的光照射裝置的正面圖。 [圖1（b）] 是通過圖1（a）的A-A線的橫截面圖。 [圖1（c）] 是圖1（a）的B部放大圖。 [圖2] 是配備在本發明的實施方式所涉及的光照射裝置上的各透鏡單元所射出的紫外光的光路圖。 [圖3] 是由位於圖2中心的透鏡單元射出的紫外光的光路圖。 [圖4] 是由距離圖2中心1個透鏡位置的透鏡單元射出的紫外光的光路圖。 [圖5] 是由距離圖2中心2個透鏡的位置（即，靠最外邊的位置）的透鏡單元射出的紫外光的光路圖。 [圖6] 是說明射入通過本發明的實施方式所涉及的光照射裝置所照射的照射區域的邊緣部內的光線的圖。 [圖7] 是示出了本發明的比較例所涉及的光照射裝置的結構及光路圖的模式圖。 [圖8] 是說明射入通過本發明的比較例所涉及的光照射裝置所照射的照射區域的邊緣部的光線的圖。 [圖9] 是示出了採用本發明的實施方式所涉及的光照射裝置時的照射區域上的照射強度分佈、以及採用本發明的比較例所涉及的光照射裝置時的照射區域上的照射強度分佈的圖表。 [圖10] 是將圖9中E部的照射強度分佈向橫軸方向放大後的圖表。

100‧‧‧光照射裝置

110‧‧‧發光二極體LED單元

112‧‧‧基板

120‧‧‧透鏡單元

122‧‧‧第一透鏡

124‧‧‧第二透鏡

126‧‧‧第三透鏡

130‧‧‧導光構件

130a、130b‧‧‧鏡面

130e‧‧‧射入開口

130f‧‧‧射出開口

150‧‧‧孔徑光闌

AX‧‧‧光軸

W‧‧‧待照射物

WD‧‧‧工作距離

P‧‧‧矩形照射區域

Claims

一種光照射裝置，以光對待照射物上的矩形照射區域進行照射的所述光照射裝置，包括：多個發光元件，使所述發光元件的光軸方向一致地二維配置在基板上，並射出所述光；多個透鏡單元，每一所述透鏡單元分別配置在一個所述發光元件的光軸上，將所述發光元件射出的所述光成形為指定擴散角的光；筒狀的導光構件，所述導光構件在內表面具有圍成矩形的鏡面，並且所述鏡面圍繞著所述多個發光元件的光軸，將所述透鏡單元射出的光進行混合後導光；以及孔徑光闌，所述孔徑光闌具有以所述導光構件的光軸為中心的矩形開口，並配置在所述導光構件與所述待照射物之間；其中，所述鏡面以朝向所述待照射物擴展的方式，相對所述導光構件的光軸，以小於所述擴散角的指定角度傾斜；從所述透鏡單元所射出的光的至少一部分，通過所述鏡面反射，穿過所述孔徑光闌開口的端面部附近，相對所述照射區域大致垂直射入。
如請求項1所述之光照射裝置，其中由所述透鏡單元射出的光的至少一部分，通過所述鏡面僅反射1次。
如請求項1或2所述之光照射裝置，其中所述擴散角為5~20°的範圍，所述指定角度小於所述擴散角的1/2。
如請求項1或2所述之光照射裝置，其中通過所述導光構件的所述鏡面所形成的射出側開口，比所述孔徑光闌的開口要大。
如請求項3所述之光照射裝置，其中通過所述導光構件的所述鏡面所形成的射出側開口，比所述孔徑光闌的開口要大。
如請求項1或2所述之光照射裝置，其中所述光為紫外線波長段的光。
如請求項3所述之光照射裝置，其中所述光為紫外線波長段的光。
如請求項4所述之光照射裝置，其中所述光為紫外線波長段的光。
如請求項5所述之光照射裝置，其中所述光為紫外線波長段的光。