积分仪及使用该积分仪的光照射装置 【技术领域】
本发明涉及使光照射区域中的照度分布均匀的积分仪以及具备该积分仪的光照射装置。 背景技术 作为曝光装置等的光源装置使用光照射装置 ( 例如， 参照专利文献 1)。
图 5 示出了通常作为曝光装置等的光源装置进行使用的光照射装置的结构例。从 灯 101 射出的光被聚光镜 102 聚光， 利用第一反射镜 103 对光路进行反射， 然后经快门 104 入射至积分仪 105。
积分仪 105 具有使入射至其透镜的光的照度分布在被照射面上均匀的功能。然 后， 从积分仪 105 射出的光被第二反射镜 106 反射， 入射至准直透镜 107。从准直透镜 107 射出的光成为平行光， 照射被照射面 108。在图 5 中， 在被照射面 108 上设置有掩模 M， 在掩 模 M 上形成的掩模图案经由投影透镜 109 投影在基板 W 上而被曝光。
此外， 对于不使用投影透镜 109 而使掩模 M 与基板 W 紧贴或靠近来在基板上曝光 形成掩模图案的装置， 光照射装置的结构是相同的。另外， 还有在被照射面上不配置掩模 M 而配置被处理物， 照射光， 利用光化学反应来进行被处理物的改性的情况。例如， 配置液晶 显示元件用的光取向膜， 来进行光取向处理等。
积分仪 105 通过将十几～一百左右的透镜在横纵方向上排列配置而成。各透镜 对入射光进行分割， 分割的光在照射面重叠， 从而使照度分布均匀。即， 即使入射至积分仪 105 的光的照度分布不均匀、 入射至各透镜的光的强度不同， 也能够通过使其射出光重叠照 射在同一照射面上， 得到均匀地照度分布。通过使用这样的积分仪 105， 能够使被照射面的 照度分布的偏差成为 ±5％左右。
专利文献 1 ： 日本特开 2002-237442 号公报。
上述的积分仪不能够从一张玻璃切削而成， 而通过组合各个透镜来进行制作。各 透镜为矩形且高精度加工而成， 但是由于是从玻璃切削而成的， 因此在横纵方向上存在制 作方面误差。因而不得不将大小不均等的透镜在横纵方向上精密地排列配置， 需要进行困 难的作业。
尤其是， 为了不在透镜与透镜之间产生成为被照射面的照度分布异常的原因的间 隙， 需要熟练的组装技能。另外， 为了使透镜与透镜之间不产生间隙， 较多地采用结合材料 而将接合余量设定得过大， 将会产生接合余量的阴影， 从而使光的利用效率降低。
发明内容 本发明是为了解决上述问题而提出的， 其目的在于提供一种具有能够简单地组合 成在透镜与透镜之间不产生间隙的构造的积分仪以及使用该积分仪的光照射装置。
在本发明中， 如下所述那样解决上述问题。
(1) 在积分仪中， 在框体的两端相对配置有组合多个矩形的透镜而成的面状的透
镜单元， 上述透镜单元如下所述那样构成。
使矩形的透镜在一个方向对接并相互熔焊而成的短栅栏状的多个透镜段 (1ens segment)， 以上述透镜的透镜面成为面状的方式， 在与上述一个方向正交的方向上不进行 熔焊或粘接地紧密排列， 从而形成面状的透镜单元。
即， 使矩形的透镜在一个方向上对接并相互熔焊， 来构成短栅栏状的透镜段。然 后， 使该透镜段的与上述一个方向正交的方向的端面相互对接， 并不产生间隔地进行排列， 来构成面状的透镜段。
上述透镜段的与上述一个方向正交的方向的端面成为平面状以在与该端面对接 时不产生间隙， 不进行熔焊或粘接地紧密排列。
(2) 在上述 (1) 中， 在上述透镜段的长度方向的两端安装有玻璃板， 在具有沿着长 度方向延伸的槽的保持框的槽中， 嵌入透镜段的上述玻璃板， 通过保持框包围上述透镜单 元。
(3) 使用上述 (1) 或 (2) 的积分仪构成光照射装置， 所述光照射装置具有 ： 光源 ； 使从上述积分仪射出的光成为平行光的准直透镜 ； 通过该准直透镜的光所照射的被照射 面。 发明效果
在本发明中， 能够实现以下的效果。
(1) 使矩形的透镜在一个方向上对接并相互熔焊来形成短栅栏状的多个透镜段， 通过对各个透镜的对接面进行切削并在一个方向上进行连接， 能够制作短栅栏状的透镜 段。因此， 在各个透镜段中， 在透镜与透镜之间的连接面上不易产生间隙。另外， 在该阶段， 透镜仅在一个方向上进行连接， 而不是在横纵方向上连接透镜， 因此易于进行组装。
接着， 使如上所述那样制作的透镜段在与上述一个方向正交的方向上， 不进行熔 焊或粘接地紧密排列， 来构成透镜单元， 因此， 能够容易高精度地组装透镜在横纵方向上排 列配置为面状的透镜单元。
另外， 即使透镜段的与上述一个方向正交的方向上的端面存在凹凸等， 只要对各 个透镜段的对接面进行切削等就能够形成为平面状， 就能够简单地组合成在透镜与透镜之 间不产生间隙。
(2) 在上述透镜段的长度方向的两端安装作为保持余量的玻璃板， 在具有沿着长 度方向延伸的槽的保持框的槽中嵌入上述玻璃板， 使上述玻璃板滑动而安装在保持框中， 由此能够容易地组装透镜单元。
(3) 不使短栅栏状的透镜段进行熔焊或粘着而通过紧密排列来形成面状的透镜单 元， 因此即使某 1 个透镜上产生污渍或伤痕， 也能够容易地替换包括该透镜的透镜段。
因此， 透镜单元的修复作业容易， 另外， 不需要对透镜单元整体进行替换， 而仅替 换 1 个透镜段即可， 因此替换部件的成本降低。
附图说明
图 1 是表示本发明的实施例的积分仪的结构例的图。
图 2 是用于说明本发明的实施例的透镜单元的结构的立体图。
图 3 是说明透镜段的制作方法的一例的图。图 4 是表示本发明的积分仪适用于光照射装置时的结构例的图。 图 5 是表示光照射装置的结构例的图。 附图标记说明 1 光源部 1a 灯 1b 镜 2 平面镜 3 快门 4 积分仪 5 准直镜 6 光照射面 10 控制部 11 灯电源 40、 40a、 40b 透镜单元 41 透镜 42 透镜段 43 保持余量板 44 透镜框 45 低熔点玻璃 50 框体 51、 51a、 51b、 51d 保持框 51c 槽 51e 保持余量具体实施方式
图 1 是表示本发明的实施例的积分仪的结构例的图， 图 1(a)、 (b) 是外观图， (c) 是沿着光的入射方向剖切的剖视图。
图 1 所示的积分仪 4 的类型主要用于被照射面大的大型的曝光装置。在被照射面 变大时， 组装在积分仪中的各个透镜通常也变大。 积分仪中具有使用棒状的透镜的积分仪， 但是如果透镜变大则价格变高， 这将成为成本增长的原因。
因此， 在图 1 所示的积分仪中， 在具有例如图 1(a) 所示的圆形开口或 (b) 所示的 矩形开口的由铝构成的框体 50 内， 具有在横纵方向上排列配置的矩形的透镜的透镜单元 40a、 40b 相对配置。如图 1(c) 所示， 透镜单元 40a、 40b 被保持框 51 保持， 安装在上述框体 50 内。
入射至一个透镜单元 40a 的光不会从框体 50 泄漏， 从另一个透镜单元 40b 射出。 能够得到与使用棒状的透镜时相同的效果。
此外， 在此， 将上述各个矩形的透镜在横纵方向上排列配置的结构称为透镜单元 40(40a、 40b)， 将透镜单元 40 被保持框 51 保持的状态下的结构称为透镜框 44。另外， 将构 成透镜单元的各个透镜称为透镜 41， 将该透镜 41 在一个方向上对接并相互熔焊而构成的短栅栏状的透镜群称为透镜段 42。
图 2 是用于说明透镜单元 ( 透镜框 ) 的结构的立体图。
如该图所示， 使透镜 41 在纵向上组合而成的多个短栅栏状的透镜段 42， 以上述透 镜 41 的透镜面 ( 光射入射出的面 ) 成为面状的方式， 在横向上对接排列， 由此构成透镜单 元 40。
利用由铝等构成的保持框 51(51a、 51b、 51d) 包围将短栅栏状的透镜段排列多个 而构成为矩形的透镜单元 40 的周围。
在透镜段 42 的长度方向的两端连接没有被进行透镜加工的板状的玻璃即保持余 量板 43， 而形成保持余量。
另外， 在与保持余量板 43 相对置的一对保持框 51a、 51b 上， 形成有沿着长度方向 延伸的槽 51c， 该槽 51c 作为透镜段 42 的导轨发挥功能。即， 透镜段 42 的保持余量板 43 能 够在保持框 51a、 51b 的槽 51c 中滑动而嵌入槽 51c 中。
透镜段 42 的保持余量板 43 如上所述那样嵌入在保持框 51a、 51b 的槽 51c 中， 使 多个透镜段 42 无间隙地排列， 然后在两侧安装保持框 51d， 由此制作成透镜框 44。
只要在保持框 51d 的长度方向的两端设置例如与上述保持余量板 43 相同形状的 保持余量 51e， 就能够将该保持余量 51e 嵌入一对保持框 51a、 51b 的槽 51c， 进行固定， 从而 能够容易地组装透镜框 44。 图 3 是说明透镜段的制作方法的一例的图。
透镜段 42 形成为短栅栏状， 将矩形的透镜 41 以侧面进行抵接的方式排列在一个 方向上， 通过低融点玻璃 45 将相邻的透镜的侧面相互熔焊， 来形成该透镜段 42。 如上所述， 在长度方向的两端， 形成没有被进行透镜加工的板状的保持余量。
首先， 如图 3(a) 所示， 对透镜 41 进行切削， 使得相对于对接侧面垂直方向的尺寸 成为规定的长度 a。接着， 通过低融点玻璃 45 使相互的透镜 41 熔焊， 堆积在一个方向上。
在此， 将各个透镜 41 的上下的连接面作为切削面， 不考虑横向而只要在纵向进行 连接即可， 所以不易在连接面上产生间隙。
在对规定个数的透镜 41 进行熔焊之后， 在其长度方向两端， 安装由玻璃板形成的 保持余量用的保持余量板 43。
接着， 如图 3(b) 所示， 对短栅栏状的透镜群的侧面即长边面进行切削， 使得与堆 积透镜 41 的一个方向正交的方向上的尺寸成为规定的长度 b。由于切削面为直线面， 所以 尺寸的切削作业容易。
通过这样形成透镜群， 能够高精度地形成各个透镜的纵向的尺寸 a 和横向的尺寸 b。形成多个这样制作的短栅栏状的透镜群 ( 透镜段 42)。
接着， 如图 3(c) 所示， 对下侧的保持余量板 43 进行切削， 使各个短栅栏状透镜群 ( 透镜段 42) 的纵向的长度对齐。
如上所述， 使这样形成的透镜段 42 如上所述那样将保持余量的部分插入保持框 51 的槽中， 并依次推紧， 来形成透镜单元。
根据本实施例， 由于不需要对透镜段 42 彼此进行熔焊， 所以作业容易， 由于不加 热进行熔焊， 所以不易产生扭曲。另外， 只要将各个透镜段的对接面作为切削面， 就能够简 单地组合成在透镜与透镜之间不产生间隙。
另外， 由于将短栅栏状的透镜段沿着保持框的槽依次推紧来形成透镜单元， 所以 即使某一个透镜上产生污渍或伤痕， 只要替换包括该透镜的透镜段即可。透镜段的替换作 业容易， 并且不是替换透镜单元整体， 而仅对 1 个透镜段进行替换即可， 所以替换部件的成 本降低。
图 4 是表示将本发明的积分仪适用于光照射装置时的结构例的图。
在图 4 中， 在光照射装置中， 设置例如由灯 1a 和镜 1b 构成的光源部 1， 从由控制部 10 控制的灯电源 11 向光源部 1 的灯 1a 供给电力。在图 4 的例子中， 示出了设置有 2 个由 灯 1a 和镜 1b 构成的光源的例子。
来自光源部 1 的光被平面镜 2 反射， 经由快门 3 入射至本发明的积分仪 4。积分仪 4 使照度分布在光照射区域中均匀， 并且形成所需形状的光照射区域。
如上述图 1 所示， 积分仪 4 通过在框体 50 内使具有在横纵方向上排列配置的矩形 的透镜的透镜单元 40a、 40b 相对配置而成。
从积分仪 4 射出的光通过准直镜 5 使中心光线变为平行， 然后照射在光照射面 6 上。
例如上述图 5 所示， 在光照射面 6 上配置被保持在掩模台上保持的掩模， 来自光照 射装置的光经由该掩模照射在被保持在工件台上的涂敷有抗蚀剂等感光剂的如显示板基 板、 印刷基板或滤色基板这样的工件上。 掩模上形成有图案， 在工件上的感光剂上曝光形成 由掩模形成的图案。