TWI794352B - 燈之點亮方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種能夠減少對於曝光對象物之曝光沒有貢獻的無用之電力、並且可以達成燈之長使用壽命化的燈之點亮方法。在對於曝光對象物X進行曝光的曝光時間內對於燈供給曝光用電力，在曝光時間以外，對於燈供給待機電力，該待機電力係比曝光用電力還要更低、且能夠維持燈之點亮狀態。

Description

燈之點亮方法

本發明係關於一種可發出用於例如印刷配線基板等之曝光的光之燈之點亮方法。

向來所使用的一種印刷配線基板是為了實際將零件安裝於電子機器而在樹脂或玻璃環氧樹脂材料的基板上以銅等之金屬形成的配線圖案。此等之印刷配線基板上之配線圖案的形成係可使用一種光蝕刻技術。光蝕刻係對於全面上形成有成為配線的金屬層之基板上的全面，塗布感光性薬劑之光阻劑，並藉由照射由曝光裝置而來的照射光，使之通過與該配線圖案相同之光罩來進行的。

光阻劑係有：因照射光致使光阻劑的溶解性降低之負型光阻劑、與相反地因照射光致使光阻劑的溶解性增大之正型光阻劑。藉由化學處理而去除因照射光致使溶解性相對地增大之光阻劑部分，藉由蝕刻除去露出的金屬層時，在殘留有光阻劑的部分之下方只有金屬層殘留，因除去了光阻劑而在基板上形成配線圖案。即使是照射光照射在正型、負型任一者的光阻劑之情況下，為了確保照射面全面皆為均一的曝光量，則可以使用平均1燈的發光量的多個放電燈做為光源。

放電燈係藉由使得在發光管內之氣密的内部空間中被相互分離對向配置的一對電極彼此之間發生電弧放電、激發被封入該内部空間的水銀而產生紫外光之發光。

依照光阻劑的種類來決定最適當的曝光時間；即，決定將來自放電燈的光照射於光阻劑的時間長度。因此，放電燈與曝光對象物（光阻劑等）之間配置快門，藉由只在需要的時間打開快門，一般而言的實施方式是：以最適當的曝光時間對於曝光對象物進行曝光，除此以外的期間（例如，更換曝光對象物的期間等）快門是關閉。（例如，專利文獻1）。 《先行技術文獻》 《專利文獻》

《專利文獻1》　特開2002-373840號公報

《發明所欲解決的課題》

然而，習用的曝光方法是有問題的。因為藉由以快門來控制曝光時間，即使是不實施曝光，燈也還是需要持續地發光，不僅造成電力的無效，而且經常以額定電力發光致使燈無法達成長使用壽命化。

本發明是有鑑於這類的課題而完成者，其目的在於提供一種放電燈之點亮方法，其為能夠降低對於曝光對象物的曝光沒有貢獻且無用的電力，並且能夠達成燈之長使用壽命化。 《用以解決課題之手段》

根據本發明之一方面，提供一種燈之點亮方法，其中 在對於曝光對象物進行曝光的曝光時間內，對於燈供給曝光用電力， 前述曝光時間以外，對於前述燈供給待機電力，該待機電力係比前述曝光用電力還更低、且能夠維持前述燈之點亮狀態。

較佳者是前述燈為放電燈，前述曝光用電力的供給時間是：比前述放電燈的内壓達到在前述曝光用電力持續供給至前述放電燈的情況下之前述放電燈的定常内壓之時間還要更短。

較佳者是前述燈為LED（發光二極體）；前述曝光用電力的供給時間是：比前述LED的接點溫度達到前述曝光用電力持供給至前述LED的情況下之前述LED的定常接點溫度之時間還要更短。

較佳者是：前述燈在LED的情況下，在前述曝光時間以外停止對於前述燈供給電力而使之熄燈。

較佳者是：配合曝光的光阻劑之受光感度，在前述曝光時間的期間改變來自前述燈的照射強度。 《發明效果》

根據本發明，可以提供一種燈之點亮方法，其為能夠減低對於曝光對象物的曝光沒有貢獻之無用的電力、並且能夠達成燈之長使用壽命化。

（實施例1）

（曝光機10之構成） 圖1係顯示本發明所適用之實施例1有關的曝光機10。曝光機10係大略由曝光裝置50、集成器12、凹面鏡14、照射面16、快門24所構成。

曝光裝置50係放射含有適合於曝光對象物X之曝光的波長之光。曝光裝置50之詳細係在説明曝光機10之構成以後再進行説明。

集成器12係具有：接受來自曝光裝置50的光之入射面18、以及提高所接收的光之均一性並射出該光之出射面20。入射面18及出射面20係分別形成有複數個飛眼透鏡21。

凹面鏡14係在其内側具有反射凹面22。該凹面鏡14係以反射凹面22反射由集成器12射出的光而成為平行光。

照射面16係接受來自凹面鏡14的平行光之光；並配置在對於該平行光而言為約略垂直的方向。在該照射面16上放置曝光對象物X。在曝光對象物X的表面，塗布例如感光劑或光阻劑。藉由使來自凹面鏡14的平行光照射於曝光對象物X中之所期望的區域，而在曝光對象物X的表面上形成所期望的電路圖案等。

快門24係被配置在集成器12之出射面20側、用以開關來自放電燈110的光之路徑（光路）的裝置。配合曝光對象物X之曝光時間來開啟快門24而讓來自放電燈110的光達到曝光對象物X；曝光時間以外的時間是藉由關閉快門24而使來自放電燈110的光達不到所期望的照射面16。另外，配設快門24的位置，當然是不限定於本實施例，而是也可以配設在自放電燈110到曝光對象物X為止之間的光路上之其他的位置。

（曝光裝置50之構成） 圖2係顯示本發明所適用的實施例1有關的曝光裝置50之圖。又，圖3係曝光裝置50之平面圖。曝光裝置50係具備有複數個光源裝置100、框架52、放電燈用開關53、放電燈用電源54、以及控制部60。

光源裝置100係放射含有適合於曝光對象物X之曝光的波長之光。光源裝置100，如圖4所示，大略是由放電燈110、反射鏡150、以及絶緣基台170所構成。另外，有時候也將反射鏡150與絶緣基台170一起合併記載為反射鏡容器151。

放電燈110係如圖5所示，具有發光管部112、以及由該發光管部112延伸出的一對之密封部114。發光管部112及一對之密封部114係以石英玻璃而一體化形成的。再者，在發光管部112内還更進一步形成由密封部114所密閉的内部空間116。

在放電燈110之各密封部114内係分別設置有：經埋設的鉬製的箔118、一端為連接於箔118的一側端部並且其他端為被配置於内部空間116内的鎢製的一對電極120、以及一端為連接於箔118的另一側端部並且其他端由密封部114往外部延伸出之一對引線(lead)棒122。又，内部空間116係封入有指定量的水銀124及鹵素（例如，溴）。

當對於被設置於放電燈110的一對引線棒122施加指定之高電壓時，則在被設置於發光管部112之内部空間116的一對電極120間開始的輝光放電移動為電弧放電，因該電弧所引起的蒸發及被激發的水銀124而放射出光（主要是紫外線）。

返回到圖4，在本實施例中之此種的光源裝置100的一側之密封部114係被插設於反射鏡150の密封部插設孔156。另外，放電燈110可以是交流點燈用，也可以是直流點燈用。

反射鏡150係在其内側表面具有椀狀的反射面152。該反射面152係用以反射來自放電燈110的光之一部分，該放電燈係被配置成使發光管部112為位置於反射鏡150的内側。在本實施例中，該反射面152係規定旋轉拋物面。又，放電燈110中之發光點（概略是在内部空間116中之一對電極120間所形成的電弧之中央位置）係與該旋轉拋物面的焦點一致。藉此，放電燈110之發光點所放射、於反射面152反射後、由反射鏡150的開口154發出之光係幾乎成為平行光。當然，反射面152之形狀不是限定於此，可以是旋轉橢圓面或其他的旋轉面；或者也可以是旋轉面以外的形狀。又，不必要使發光點與焦點成為一致；也可以是按照需要而使發光點偏離焦點一些。

又，反射鏡150中之開口154係突出設置有一自反對側起的底頸部155。另外，在反射鏡150的反射面152係形成有：可供放電燈110中之一側的密封部114插設之密封部插設孔156。該密封部插設孔156係自反射面152的底部起朝著底頸部155的前端而被形成。

如圖1所示，藉由將反射鏡150組合於放電燈110，使得以自放電燈110所放射出的光係沿著反射面152的中心軸CL行進的光，成為在指定的角度（開口角）之範囲內往反射鏡150的前方行進。

回到圖4，絶緣基台170係由陶瓷等之電氣絶緣體所形成，並形成有：可供反射鏡150之底頸部155、及插設於密封部插設孔156的放電燈110中之一側的密封部114插入的反射鏡插入穴172。藉由將底頸部155及密封部114插入反射鏡插入穴172；絶緣基台170成為從外側覆蓋密封部插設孔156。

又，在絶緣基台170係形成有與上述的反射鏡插入穴172連通之内側空間174；另外，該内側空間174與外側相互連通，並形成有可供電源線A插通的電源線插通穴176。

另外，絶緣基台170及放電燈110係藉由具有電氣絶緣性及高熱傳導性之無機接着劑C而相互固定。具體説明時，將反射鏡150之底頸部155的端部、及、放電燈110之一側的密封部114插入絶緣基台170之反射鏡插入穴172內；另外，在電源線A配置於絶緣基台170之内側空間174的狀態下，於該内側空間174充填無機接着劑C。

回到圖3，框架52係一種可用以形成可供複數個光源裝置100裝設的複數個凹處58之約略呈長方體狀的元件材料。

回到圖2，放電燈用電源54係對於被安裝於框架52上之各光源裝置100的放電燈110所需要的電力。又，放電燈用開關53係用來開啟或關閉供給於放電燈110的電流。

控制部60係具有操作放電燈用電源54而控制從放電燈用電源54供給至放電燈110的電力を控制。具體而言，如圖6所示，控制部60係在放電燈用電源54使曝光對象物X曝光之際，只在該曝光所需要的時間（曝光時間）供給曝光用電力H（例如，放電燈110的額定電力）。又，進行控制以在上述曝光時間以外，對於放電燈110供給比曝光用電力H還要更低、且能維持放電燈110之點亮狀態的待機電力L。

此外，在圖6中，雖然是例示了放電燈用電源54供給脈衝波形狀的曝光用電力H之例子，然而，供給放電燈用電源54之曝光用電力Hの波形當然不是限定於此，也可以是如圖7所示使自待機電力L起到曝光用電力H為止是一次函數型（直線型）增加及減少，也可以是使之未圖示之二次函數型（放物線型）增加及減少。再更進一步而言，例如，如圖8所示，曝光時間內之曝光用電力H的値也可以是非一定值的。如圖8所示，即使是在曝光時間之前半是供給比較高的曝光用電力，操曝光時間的後半供給比較低的曝光用電力之情況下，曝光時間内所供給的電力量（電力的時間積分而得之値）係與圖6或圖7之圖案同等。又，也可以是按照曝光對象物X（例如，光阻劑）的特性，如圖9及圖10所示，改變曝光時間中之供給至放電燈110的電力來改變放電燈110之發光強度。

如此，藉由改變在曝光時間中供給至放電燈110的電力，可以根據光阻劑之反應程度來進行短時間之電力調整，能夠供給適合於光阻劑之光反應的光量。

（曝光裝置50之動作） 曝光裝置50之電源開關（未圖示）被導入時，則放電燈用開關53成為開啟，並開始自放電燈用電源54對於光源裝置100之放電燈110的給電。當開始給電時，放電燈110就被點亮。此外，在該階段，自放電燈用電源54供給至放電燈110的電力是待機電力L。

然後，開始對於曝光對象物X之曝光作業，當曝光對象物X配置於曝光機10之照射面16時，放電燈用電源54為於指定的時間（即，指定的曝光時間）、對於放電燈110供給比開始電力還要更高的曝光用電力H。又，與此同時並開啟曝光機10的快門24，讓來自放電燈110的曝光用之光照射於曝光對象物X來實施曝光作業。

當達到指定的曝光時間時，關閉快門24並且自放電燈用電源54供給至放電燈110的電力自曝光用電力H回到待機電力L。在那之後，將曝光終止之曝光對象物X替換成未曝光的曝光對象物X，再進行上述之曝光作業。以後，反復進行該曝光作業。

（曝光裝置50之特徴） 根據本實施例，在關閉快門24而不對於曝光對象物X實施曝光時，自放電燈用電源54對於放電燈110供給待機電力L；在開啟快門24而對於曝光對象物X實施曝光之際，自放電燈用電源54對於放電燈110供給比待機電力L還要更高的曝光用電力H。

藉此，因為在關閉快門24以致自放電燈110之光不對於曝光對象物X之曝光產生貢獻時，由於是以比較低的待機電力L供給至放電燈110，所以能夠減低無用的電力。

又，與經常以額定電力使放電燈110持續點亮之習用的方法比較之下，因為是以比額定電力還低的待機電力L來點亮放電燈110的時間變長，所以能夠達成放電燈110之長使用壽命化。

另外，當關注點燈中之放電燈110的發光管部112之内部空間116的壓力時，在經常以額定電力使放電燈110持續地點亮之習用的方法之情況下，如圖11所示，供給至放電燈110的電力、及、内部空間116的壓力係幾乎一定的。相對於此，在本實施例的放電燈110之點亮方法的情況下，如圖12所示，在供給待機電力L時之内部空間116的壓力是比較低的；當開始供給曝光用電力H時，則該壓力開始上昇。在自曝光用電力H回到待機電力L時，開始上昇的壓力成為最大而開始降低。以後，反復進行這一類的動作。

根據本實施例的放電燈110之點亮方法，供給曝光用電力H之時間係比在放電燈110的内壓（發光管部112中之内部空間116的壓力）達到於該曝光用電力H持續被供給至放電燈110的情況下之放電燈110的定常内壓（即，如圖8所例示之類的壓力狀態）之時間還要更短。因此，即使是讓在實施曝光對象物X的曝光作業時之曝光用電力H、與習用的方法中之額定電力成為一致而放射同量的光，放電燈110的發光管部112中之内部空間116之峰值壓力係可以被抑制到保持比在採用習用的方法之情況還要更低。

如此，當抑制發光管部112中之内部空間116的壓力保持於壓力時，即便是在自放電燈110所放射之光中所包含的可見光之中，波長比較短的光（短波長光）、及紫外光之比例也是增加的。當短波長光之比例增加時，曝光對象物X上所設置的光阻劑之曝光效率就會向上提高。由以上的事由來看，根據本實施例之放電燈110之點亮方法，就能夠對於曝光對象物X之曝光效率的提昇給予貢獻。

（變形例1） 在上述的實施例中，雖然是針對使用放電燈110來做為燈的情況下之點亮方法速行説明了，然而，也可以使用LED（發光二極體）或雷射做為燈來代替放電燈110。

特別是在使用LED來做為燈的情況下，係在該LED之接點溫度（在使LED發光時發熱之P型半導體與N型半導體相互接合的接合部之温度）為比達到將曝光用電力持續地供給至LED的情況中之LED的定常接點溫度為止之時間還要更短的時間內供給曝光用電力。

因此，可以使用在使每次的曝光時間內供給至LED的電力上昇之後所產生的來自LED之光（紫外線）的照射強度之峰值（圖13参照），所以能夠更有效率良好地對於曝光對象物進行曝光。

更進一步而言，在上述的實施形態中，雖然在曝光時間以外是供給比曝光用電力H還要更低的待機電力L，然而在使用LED或雷射來做為燈的情況下，也可以是停止在曝光時間以外所供給的電力而讓該LED或雷射熄燈。

（變形例2） 在使用LED或雷射來做為燈的情況下，當然在使用放電燈110的情況下，也可以是使自曝光時間内中之光源裝置100所照射的光之照射強度成為一定值，也可以取而代之以如圖14所示將連続曝光時間分為例如2個（「第1曝光時間」と「第2曝光時間」），在第1曝光時間與第2曝光時間改變自光源裝置100所照射的光之照射強度。

在上述之圖14中，雖然是例示了在第1曝光時間中增強照射強度，而在第2曝光時間使之比該照射強度還弱的例子，然而，當然也可以是如圖15所示，在第1曝光時間減弱照射強度而在第2曝光時間使之比該照射強度還強。又，也可以是如圖16所示，在第1曝光時間中逐漸增強照射強度，而在第2曝光時間使照射強度成為一定值。更進一步而言，可以將連續曝光時間分為3個以上；例如，可以是如圖17所示，在第1曝光時間中逸漸增強照射強度；在第2曝光時間中為一定的照射強度；在第3曝光時間逐漸減弱照射強度。又，也可以是如圖18所示，第1曝光時間中急劇地漸增照射強度；在第2曝光時間中使照射強度急落到最初之後再成為一定；在第3曝光時間中使照射強度急增到最初之後再以二次函數漸減。如此，改變照射強度，可使用在以LED雷射做為燈的情況，當然也可以是在使用放電燈110的情況下使用。

如此，藉由改變曝光時間中供給至燈的電力，就能夠根據光阻劑的反應程度而在進行短時間的電力調整，並能夠供給適合於光阻劑之光反應的光量。

本次所揭示的實施形態，正因為全部的各點皆為例示，因而當然推斷為非限制性的。本發明之範圍不只是上述所説明的而已，而是意圖包括申請專利範圍所揭示者，並包括與申請專利範圍均等之意味及範囲内之全部的變更。

10‧‧‧曝光機 12‧‧‧集成器 14‧‧‧凹面鏡 16‧‧‧照射面 18‧‧‧入射面 20‧‧‧出射面 21‧‧‧飛眼透鏡 22‧‧‧反射凹面 24‧‧‧快門 50‧‧‧曝光裝置 52‧‧‧框架 53‧‧‧放電燈用開關 54‧‧‧放電燈用電源 58‧‧‧凹處 60‧‧‧控制部 100‧‧‧光源裝置 110‧‧‧放電燈 112‧‧‧發光管部 114‧‧‧密封部 116‧‧‧内部空間 118‧‧‧箔 120‧‧‧電極 122‧‧‧引線棒 124‧‧‧水銀 150‧‧‧反射鏡 151‧‧‧反射鏡容器 152‧‧‧反射面 154‧‧‧開口 155‧‧‧底頸部 156‧‧‧密封部插設孔 170‧‧‧絶緣基台 172‧‧‧反射鏡插入穴 174‧‧‧内側空間 176‧‧‧電源線插通穴 X‧‧‧曝光對象物 H‧‧‧曝光用電力 L‧‧‧待機電力

圖1係顯示可適用於本發明之曝光機10的一例之圖。 圖2係顯示可適用於本發明之曝光裝置50的一例之圖。 圖3係顯示可適用於本發明之曝光裝置50的一例之平面圖。 圖4係顯示可適用於本發明之光源裝置100的一例之斷面圖。 圖5係顯示放電燈110的一例之斷面圖。 圖6係顯示：根據本發明有關的點燈方法對於放電燈110供給電力的一例之曲線圖。 圖7係顯示：根據本發明有關的點燈方法對於放電燈110供給電力之其他的一例之曲線圖。 圖8係顯示：根據本發明有關的點燈方法對於放電燈110供給電力之其他的一例之曲線圖。 圖9係顯示：根據本發明有關的點燈方法對於放電燈110供給電力之其他的一例之曲線圖。 圖10係顯示：根據本發明有關的點燈方法對於放電燈110供給電力之其他的一例之曲線圖。 圖11係顯示：根據習用之點亮方法對於放電燈給電之電力及發光管部之内部空間的壓力之一例的曲線圖。 圖12係顯示：根據本發明有關的點燈方法對於放電燈110供給電力、及、發光管部112之内部空間116的壓力之一例的曲線圖。 圖13係顯示：根據變形例1有關的點燈方法從對於LED開始供給電力起之經過時間、與自該LED照射之光的照射強度間之関係的一例之曲線圖。 圖14係顯示：根據變形例2有關的點燈方法在曝光時間内之光的照射強度之一例的圖。 圖15係顯示：根據變形例2有關的點燈方法在曝光時間内之光的照射強度之一例的圖。 圖16係顯示：根據變形例2有關的點燈方法在曝光時間内之光的照射強度之一例的圖。 圖17係顯示：根據變形例2有關的點燈方法在曝光時間内之光的照射強度之一例的圖。 圖18係顯示：根據變形例2有關的點燈方法在曝光時間内之光的照射強度之一例的圖。

Claims (3)

1. 一種燈之點亮方法，其係在對於曝光對象物進行曝光的曝光時間內，對於燈供給曝光用電力，在前述曝光時間以外，對於前述燈供給待機電力，該待機電力係比前述曝光用電力還低且能夠維持前述燈之點亮狀態；前述燈為LED；前述曝光用電力的供給時間為：比前述LED的接點溫度(Junction Temperature)達到在前述曝光用電力持供給至前述LED的情況下之前述LED的定常接點溫度之時間還要更短；而且比在供給至前述曝光用電力上昇後所產生之來自前述LED的光到達產生照射強度的峰值之時間還要更長。
2. 如請求項1所記載之點亮方法，其中前述曝光時間以外係停止對於前述燈供給電力而熄燈。
3. 如請求項1或2所記載之點亮方法，其中在前述曝光時間之期間，配合曝光的光阻劑之受光感度來改變前述燈之照射強度。

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