專利名稱：曝光裝置及光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及曝光裝置及光源裝置，更詳細(xì)地說，涉及應(yīng)用于電子工業(yè)用印刷電路板、半導(dǎo)體或液晶顯示器制造的曝光裝置及使用于這些曝光裝置等的光源裝置。
背景技術(shù)：
例如，在電子工業(yè)用的印刷電路板或半導(dǎo)體晶片、液晶顯示器制造用玻璃基板等的處理工序中，一般使用利用了光刻法(photolithography)的表面刻畫圖案技術(shù)。以往， 例如在印刷電路板的制造工序中，在印刷電路板上通過涂敷或?qū)訅?laminate)等方法形成感光材料(具有感光性的樹脂等)覆膜，隔著形成了所希望的圖案的光掩模進(jìn)行曝光，從而在感光材料覆膜上形成圖案。近年來，也使用稱作直接描繪的曝光方式，該稱作直接描繪的曝光方式不使用光掩模，而是通過使用光調(diào)制元件例如DMD (數(shù)字微鏡器件)調(diào)制成的光進(jìn)行曝光并直接描繪圖案。專利文獻(xiàn)1 日本特開2003-332221號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2006-133635號(hào)公報(bào)在專利文獻(xiàn)1所示的直接描繪方式的曝光裝置中，使用燈作為光源，但這種裝置通常所使用的超高壓水銀燈是大型的，存在消耗功率大、壽命短的問題。因此，也提出了如專利文獻(xiàn)2所示那樣使用消耗功率少且壽命長(zhǎng)的發(fā)光二極管(LED)作為光源。但是，有時(shí)根據(jù)作為曝光對(duì)象物的感光材料的特性，要求照射比較寬的波長(zhǎng)區(qū)域的光，若使用照射光的波長(zhǎng)區(qū)域窄的LED就不能得到所希望的特性，引起不能很好地進(jìn)行刻畫圖案的問題。例如對(duì)阻焊層(solder resist)的曝光中，需要照射360 390nm附近的比較寬的波長(zhǎng)區(qū)域的光，因此如果僅照射來自在360nm具有峰值(peak)的單一波長(zhǎng)的LED 的光，則不能夠充分地曝光，會(huì)有阻焊層的圖案剖面變成倒錐形狀等的不良。對(duì)此，在專利文獻(xiàn)2記載的光源中，也想到了混用發(fā)出不同波長(zhǎng)的光的二種LED， 但如果每個(gè)波長(zhǎng)的LED數(shù)量減少，就不能得到本次曝光所需的充足的光量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，目的在于提供消耗功率少且壽命長(zhǎng)并且能夠?qū)⑺璧牟ㄩL(zhǎng)區(qū)域的光以所需的光量高效率地出射的光源裝置及曝光裝置。技術(shù)方案一記載的光源裝置，其特征在于，具有第一光源陣列，排列有多個(gè)光源元件，該光源元件具有出射第一波長(zhǎng)特性的光的發(fā)光部；第一透鏡陣列，排列有多個(gè)透鏡， 該透鏡形成上述第一光源陣列的各光源元件的發(fā)光部的放大像；第二光源陣列，排列有多個(gè)光源元件，該光源元件具有出射第二波長(zhǎng)特性的光的發(fā)光部；第二透鏡陣列，排列有多個(gè)透鏡，該透鏡形成上述第二光源陣列的各光源元件的發(fā)光部的放大像；光學(xué)合成元件，使上述第一透鏡陣列所形成的上述第一光源陣列的發(fā)光部的像和上述第二透鏡陣列所形成的上述第二光源陣列的發(fā)光部的像相重疊，從而形成合成像；以及均勻化元件，使上述光學(xué)合成元件所合成的合成像的光束變?yōu)榫哂芯鶆蛘斩确植嫉墓馐鴣沓錾洹＜夹g(shù)方案二記載的光源裝置，在技術(shù)方案1記載的光源裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，還具有第三透鏡陣列，使上述光學(xué)合成元件所形成的各光源元件的每個(gè)發(fā)光部的合成像的光束的主光線與光軸平行；第一成像光學(xué)系統(tǒng)，是兩側(cè)遠(yuǎn)心的光學(xué)系統(tǒng)，用于將從上述第三透鏡陣列出射的上述合成像縮小投影到上述均勻化元件的入射端。技術(shù)方案三記載的光源裝置，在技術(shù)方案一記載的光源裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，上述第一透鏡陣列將上述第一光源陣列的各光源元件的發(fā)光部放大投影為該光源元件的排列間距的大小，上述第二透鏡陣列將上述第二光源陣列的各光源元件的發(fā)光部放大投影為該光源元件的排列間距的大小。技術(shù)方案四記載的光源裝置，在技術(shù)方案一記載的光源裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，還具有第二成像光學(xué)系統(tǒng)，其將上述均勻化元件出射的光束投影到規(guī)定的照明區(qū)域。技術(shù)方案五記載的光源裝置，在技術(shù)方案一記載的光源裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，上述均勻化元件是積分光學(xué)系統(tǒng)。技術(shù)方案六記載的光源裝置，在技術(shù)方案一記載的光源裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，上述光學(xué)合成元件是分色鏡。技術(shù)方案七記載的發(fā)明是一種曝光裝置，其特征在于，具有技術(shù)方案一至六中任一項(xiàng)記載光源裝置；光調(diào)制元件，其由該光源裝置照明；投影光學(xué)系統(tǒng)，其將經(jīng)上述光調(diào)制元件調(diào)制后的光照射到描繪對(duì)象物上；以及掃描機(jī)構(gòu)，其使上述投影光學(xué)系統(tǒng)和上述描繪對(duì)象物相對(duì)移動(dòng)，由此對(duì)上述描繪對(duì)象物進(jìn)行掃描。技術(shù)方案八記載的發(fā)明是一種曝光裝置，其特征在于，具有技術(shù)方案六記載的光源裝置；光調(diào)制元件，其由該光源裝置照明；投影光學(xué)系統(tǒng)，其將經(jīng)上述光調(diào)制元件調(diào)制后的光照射到形成有阻焊層覆膜的描繪對(duì)象物上，以及掃描機(jī)構(gòu)，其使上述投影光學(xué)系統(tǒng)和上述描繪對(duì)象物相對(duì)移動(dòng)，由此對(duì)掃描上述描繪對(duì)象物進(jìn)行掃描；上述第一光源陣列的發(fā)光元件具有發(fā)光部，該發(fā)光部出射在波長(zhǎng)385nm附近具有峰值的光；上述第二光源陣列的發(fā)光元件具有發(fā)光部，該發(fā)光部出射在波長(zhǎng)365nm附近具有峰值的光；上述分色鏡配置成使來自上述第一光源陣列的光透過，并且使來自上述第二光源陣列的光反射，由此形成合成像。根據(jù)技術(shù)方案一至六記載的發(fā)明，可得到消費(fèi)電力少且壽命長(zhǎng)，并且能夠出射需要的波長(zhǎng)區(qū)域的光并進(jìn)行曝光的光源裝置。根據(jù)技術(shù)方案二記載的發(fā)明，尤其能夠高效地出射所希望的形狀的光束。根據(jù)技術(shù)方案七記載的發(fā)明，可得到消費(fèi)電力少且壽命長(zhǎng)，并且能夠出射需要的波長(zhǎng)區(qū)域的光并進(jìn)行曝光的曝光裝置。根據(jù)技術(shù)方案八記載的發(fā)明，尤其可得到能夠出射具有對(duì)阻焊層的曝光最佳的波長(zhǎng)特性的光并進(jìn)行曝光的曝光裝置。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的曝光裝置的示意圖。圖2是表示DMD的圖。圖3是表示照明光學(xué)系統(tǒng)的一部分的示意性的立體圖。
圖4是光源單元的側(cè)視圖。圖5是截取光源單元的一部分來表示的側(cè)視圖。圖6A、圖6B是表示LED芯片的外觀及其投影像的圖。圖7是截取光源單元的一部分來表示的立體圖。圖8是表示出射光的分光波長(zhǎng)特性的圖。
具體實(shí)施例方式<1.曝光裝置的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作的概要>圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的曝光裝置1的結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖1中， 為了表示裝置的內(nèi)部構(gòu)造而以虛線表示裝置的外形。曝光裝置1是在印刷電路板(以下， 簡(jiǎn)稱為電路板)9上曝光規(guī)定的圖案來進(jìn)行圖案形成的裝置，該印刷電路板是指，通過涂敷或?qū)訅涸谟∷㈦娐钒灞砻嫔闲纬捎凶韬笇痈材さ挠∷㈦娐钒?，該曝光裝置1具有保持電路板9的載物臺(tái)2、使載物臺(tái)2在圖1中的Y方向上移動(dòng)的載物臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)31、向電路板9出射光束的頭部4、使頭部4在圖1中的X方向上移動(dòng)的頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)32、與上述載物臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)31、頭部4以及頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)32相連接的控制部5。頭部4內(nèi)置包含光源單元41和DMD42的光學(xué)系統(tǒng)，該光源單元41如后所述出射具有規(guī)定波長(zhǎng)的光束，該DMD42設(shè)置有排列成格子狀的微小反射鏡組，頭部4利用DMD42的微小反射鏡組反射來自光源單元41的光束，由此生成經(jīng)空間調(diào)制的光束，然后向載物臺(tái)2 所保持的電路板9出射來進(jìn)行曝光并形成圖案。說明光學(xué)系統(tǒng)的概要。由光源單元41出射的光束經(jīng)由積分棒 (rodintegrator) 433、透鏡43 、透鏡434b及反射鏡4；35導(dǎo)入到反射鏡436，反射鏡436使光束會(huì)聚并導(dǎo)入到DMD42。入射到DMD42的光束以規(guī)定的入射角(例如M度)均勻地照射到DMD42的微小反射鏡組上。如上所述，通過光源單元41、積分棒433、透鏡43 、透鏡 434b、反射鏡435以及反射鏡436構(gòu)成了將來自光源單元41的光導(dǎo)入到DMD42的照明光學(xué)系統(tǒng)43a。僅由來自DMD42的各微小反射鏡中的處于規(guī)定姿勢(shì)(在后述的通過DMD42照射光的說明中，與ON(開啟)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的姿勢(shì))的微小反射鏡的反射光形成的光束(即經(jīng)空間調(diào)制后的光束)入射到變焦透鏡(zoom lens)437，通過變焦透鏡437調(diào)整倍率后通過反射鏡438導(dǎo)入到投影透鏡439。然后，來自投影透鏡439的光束照射到與微小反射鏡組在光學(xué)上共軛的電路板9上的區(qū)域。這樣，在曝光裝置1中，通過變焦透鏡437、反射鏡438、投影透鏡439構(gòu)成了將來自各微小反射鏡的光導(dǎo)入到電路板9上的對(duì)應(yīng)的光照射區(qū)域的投影光學(xué)系統(tǒng)43b，。載物臺(tái)2固定在作為線性馬達(dá)的載物臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)31的移動(dòng)體一側(cè)，控制部5控制載物臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)31，由此被照射來自微小反射鏡組的光的光照射區(qū)域組(設(shè)一個(gè)微小反射鏡對(duì)應(yīng)于一個(gè)光照射區(qū)域)在感光膠膜上沿著圖1中的Y方向相對(duì)移動(dòng)。即，光照射區(qū)域組相對(duì)于頭部4相對(duì)固定，借助電路板9的移動(dòng)，光照射區(qū)域組在電路板9上移動(dòng)。頭部4固定在頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)32的移動(dòng)體一側(cè)，在與光照射區(qū)域組的主掃描方向 (圖1中的Y方向)垂直的副掃描方向(X方向)上間歇性地移動(dòng)。即，每當(dāng)主掃描結(jié)束，頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)32使頭部4在X方向上向下一個(gè)主掃描的開始位置移動(dòng)。并且，通過此載物臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)31及頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)32的驅(qū)動(dòng)，頭部4掃描電路板9的表面并進(jìn)行曝光。圖2是表示DMD42的圖。DMD42是具有微小反射鏡組422的空間光調(diào)制器件，該微小反射鏡組422是將多個(gè)微小反射鏡在硅基板421上等間隔地排列成格子狀而成的(以下以在互相垂直的二個(gè)方向上排列成M行N列的微小反射鏡組進(jìn)行說明)，根據(jù)寫入到與各微小反射鏡相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，各微小反射鏡借助靜電場(chǎng)作用而傾斜規(guī)定的角度。若復(fù)位脈沖(reset pulse)從如圖1所示的控制部5被輸入到DMD42中，則各微小反射鏡根據(jù)寫入到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，以反射面的對(duì)角線為軸，以規(guī)定的姿勢(shì)一齊傾斜。由此，照射到DMD42上的光束根據(jù)各微小反射鏡的傾斜方向被反射，進(jìn)行對(duì)光照射區(qū)域的光照射的開啟(ON)/關(guān)閉(OFF)。即，若在存儲(chǔ)單元中被寫入了表示開啟的數(shù)據(jù)的微小反射鏡接收到復(fù)位脈沖，則入射到該微小反射鏡的光向變焦透鏡437反射，光照射到對(duì)應(yīng)的光照射區(qū)域。另外，若微小反射鏡為OFF狀態(tài)，則微小反射鏡將入射進(jìn)來的光向與變焦透鏡437不同的規(guī)定位置反射，對(duì)應(yīng)的光照射區(qū)域?yàn)槲幢粚?dǎo)入光的狀態(tài)。而且，根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，電路板9的表面被頭部4相對(duì)進(jìn)行掃描，并被照射由DMD42 調(diào)制后的光束，從而在電路板9表面的阻焊層上形成規(guī)定的圖案。<2.光學(xué)系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)>接下來說明光學(xué)系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖3是表示包含光源單元41的照明光學(xué)系統(tǒng) 43a的一部分的示意性的立體圖，圖4是光源單元41的側(cè)視圖，圖5是截取光源單元41的一部分來表示的側(cè)視圖，圖6A、圖6B是表示LED芯片的外觀及其投影像的圖，圖7是表示第一 LED陣列411、第一透鏡陣列412及第三透鏡陣列416的立體圖。光源單元41包括第一 LED陣列411、第一透鏡陣列412、第二 LED陣列413、第二透鏡陣列414、分色鏡(dichroic mirror) 415、第三透鏡陣列416、第一成像光學(xué)系統(tǒng)417。第一 LED陣列411通過在電路板411b上排列12個(gè)LED芯片(LED 二極管)41 Ia 而構(gòu)成，該LED芯片411a具有出射中心波長(zhǎng)385nm(第一波長(zhǎng)特性)的光的發(fā)光部。LED芯片411a的大小為Imm見方，收納在陶瓷封裝(在圖示中省略)的內(nèi)部。LED芯片411a并不是Imm見方的整個(gè)表面都發(fā)光，由于電極的影子的影響等原因存在不發(fā)光的部分。如圖 6A所示，本實(shí)施方式的LED芯片411a，在表面中的0. 8mm見方的范圍內(nèi)形成有圖中標(biāo)注陰影來表示的發(fā)光部411c。對(duì)于第一 LED陣列411，以將該LED芯片411a按IOmm間隔(圖 5當(dāng)中的d = 10mm)縱橫二維地排列為3行X4列的方式，使各LED芯片411a的陶瓷封裝安裝在電路板411b上。另外，在各LED芯片411a的前表面，設(shè)置有用于保護(hù)表面的保護(hù)玻璃 411d。第一透鏡陣列412是如下形成的，即，將透鏡組與LED芯片411a的排列相對(duì)應(yīng)地并呈相同的縱橫二維地排列12個(gè)即3行X 4列，該透鏡組形成第一 LED陣列411的各LED 芯片411a的發(fā)光部411c的像，從LED芯片411a —側(cè)觀察，對(duì)于每一個(gè)LED芯片411a，配置由雙凸的第一透鏡41 和平凸的第二透鏡412b這兩個(gè)透鏡組成的透鏡組，并將它們組裝到框412c中(在圖7中，透視電路板411b示出第一透鏡412a)。這些第一透鏡41 和第二透鏡412b的透鏡組，將LED芯片411a中的發(fā)光部411c所在的0. 8mm見方的大致正方形的區(qū)域，放大投影成所述各LED芯片411a的排列間距(圖5中由d來表示)的大小即IOmm 見方的大小。而且，投影后的發(fā)光部411c的像正好覆蓋構(gòu)成后述的第三透鏡陣列416的各個(gè)透鏡416a的整個(gè)表面。
第二 LED陣列413通過在電路板413b上排列12個(gè)LED芯片413a而構(gòu)成，該LED 芯片413a具有出射中心波長(zhǎng)365nm(第二波長(zhǎng)特性)的光的發(fā)光部。該第二 LED陣列413 及LED芯片413a的結(jié)構(gòu)除了 LED芯片413a的出射光的波長(zhǎng)以外，與圖5所示的第一 LED 陣列411、LED芯片411a相同，以將LED芯片413a按IOmm間距縱橫二維地排列成3行X4 列的方式，使各LED芯片413a的陶瓷封裝安裝在電路板41 上。另外，在各LED芯片413a 的前表面，設(shè)置了用于保護(hù)表面的保護(hù)玻璃413d。第二透鏡陣列414的結(jié)構(gòu)與上述的第一透鏡陣列412相同，如下形成，即，將透鏡組與LED芯片413a的排列相對(duì)應(yīng)地并呈相同的縱橫二維地排列12個(gè)即3行X 4列，該透鏡組形成第二 LED陣列413的各LED芯片413a的發(fā)光部413c的像，從LED芯片413a —側(cè)觀察，對(duì)于每一個(gè)LED芯片413a，配置由雙凸的第一透鏡41 和平凸的第二透鏡414b這兩個(gè)透鏡構(gòu)成的透鏡組，并將它們組裝到框4Hc中。這些第一透鏡41 和第二透鏡414b的透鏡組與圖5所示的第一透鏡陣列412同樣地，將LED芯片413a中的發(fā)光部413c所在的 0. 8mm見方的大致正方形的區(qū)域，放大投影成LED芯片413a的排列間距的大小即IOmm見方的大小。而且，投影后的發(fā)光部413c的像正好覆蓋構(gòu)成后述的第三透鏡陣列416的各個(gè)透鏡416a的整個(gè)表面。在第一透鏡陣列412與該第一透鏡陣列412所形成的第一 LED陣列411的各LED 芯片411a的發(fā)光部411c的像之間，傾斜設(shè)置了分色鏡415，進(jìn)而隔著該分色鏡415在第一透鏡陣列412的相反一側(cè)，設(shè)置了第二透鏡陣列414和第二 LED陣列413 (在圖5中省略了分色鏡415、第二透鏡陣列414等的圖示)。由此，分色鏡415設(shè)置為，使來自第一 LED陣列 411及第一透鏡陣列412的光透過，并且使來自第二 LED陣列413及第二透鏡陣列414的光反射，以在第一 LED陣列411的發(fā)光部411c的像上重疊第二 LED陣列413的發(fā)光部413c 的像進(jìn)行合成。由此，由第一透鏡陣列412和第二透鏡陣列414產(chǎn)生的合成的像成為如圖 6B所示那樣的將各LED陣列411、413的發(fā)光部的形狀放大后進(jìn)行排列的像。另外，第一 LED陣列411的光的中心波長(zhǎng)為385nm，第二 LED陣列413的光的中心波長(zhǎng)為365nm，由于兩者的差為20nm左右，所以為了將它們合成，分色鏡415需要具有比較陡峭的邊緣的分光反射率(分光透過率)特性。因?yàn)樵谙蚍稚R415入射的入射角為45 度以上時(shí)會(huì)產(chǎn)生PS偏振光成分的光學(xué)特性的分離而不能得到陡峭的特性，所以在本實(shí)施方式中，使各個(gè)光的入射角都小于40度。另外，為使兩個(gè)波長(zhǎng)的光的合成的效率變高，將波長(zhǎng)短的第二 LED陣列413配置在分色鏡415的反射側(cè)，將波長(zhǎng)長(zhǎng)的第一 LED陣列411配置在透過側(cè)，來分別利用。第三透鏡陣列416設(shè)置在由分色鏡415合成的第一 LED陣列411的像和第二 LED 陣列413的像的合成像的位置，使入射的光束的主光線與光軸平行并入射到后述的第一成像光學(xué)系統(tǒng)417中。第三透鏡陣列416使IOmm見方的平凸透鏡416a排列為3行X4列， 各個(gè)透鏡陣列416a呈與各發(fā)光部411c、413c相似的形狀(即正方形)，而且大小與其合成像大致相同。第一成像光學(xué)系統(tǒng)417是兩側(cè)遠(yuǎn)心的光學(xué)系統(tǒng)，包括第一透鏡417a、第二透鏡 417b及第三透鏡417c，將分色鏡415所形成的第一 LED陣列411和第二 LED陣列413的合成像縮小投影到積分棒433的入射端。從效率方面考慮，優(yōu)選使積分棒433的入射端的形狀與由第一成像光學(xué)系統(tǒng)417縮小后的第一 LED陣列411、第二 LED陣列413的發(fā)光部的像為大致形同的形狀。而且，由積分棒433的出射端輸出的均勻的照度分布的光，通過由透鏡43 、透鏡 434b、反射鏡435及反射鏡436構(gòu)成的第二成像光學(xué)系統(tǒng)，照射到DMD42的規(guī)定的照明區(qū)域。如圖8所示那樣，照射到DMD42的光的波長(zhǎng)光譜成為由第一 LED陣列411的中心波長(zhǎng) 385nm的光和第二 LED陣列413的中心波長(zhǎng)365nm的光合成后的光譜。在此，對(duì)各個(gè)LED 陣列提供的接通電流通過控制部5的控制而可變，從而能夠使兩個(gè)波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度比率可變。由此，能夠根據(jù)作為照射對(duì)象的膜的特性來將要照射的光的特性設(shè)定得細(xì)，例如能夠根據(jù)阻焊層的特性來得到所希望的圖案剖面的形狀。<3.曝光裝置的動(dòng)作和效果>如果形成有阻焊層覆膜的電路板9被搬入到曝光裝置1的載物臺(tái)2上，則控制部 5控制載物臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)31、頭部4、頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)32等來進(jìn)行曝光處理。此時(shí)，光源單元41 輸出將第一 LED陣列411出射的中心波長(zhǎng)385nm的光和第二 LED陣列413出射的中心波長(zhǎng) 365nm的光合成后的光，對(duì)DMD42照明，并通過此光來使電路板9的阻焊層曝光。通過控制對(duì)各LED陣列411、413提供的接通電流，光源單元41出射的光成為與要處理的電路板9相適應(yīng)的波長(zhǎng)和強(qiáng)度的光，從而良好地執(zhí)行曝光。能夠在兩個(gè)LED陣列411、413中設(shè)置足夠數(shù)量的出射所需的波長(zhǎng)的光的LED芯片411a、413a，從而在光源單元41中能夠得到所需的波長(zhǎng)和光量的光。<4.變形例 >在上述實(shí)施方式中，第一 LED陣列411的光和第二 LED陣列413的光由分色鏡415 合成后，由第三透鏡陣列416變?yōu)檫h(yuǎn)心，并由第一成像光學(xué)系統(tǒng)417縮小，但是，如果能夠容許效率降低一些，則例如能夠省略第三透鏡陣列416。另外，根據(jù)對(duì)光源單元411要求的出射光束的形狀，也可以省略第一成像光學(xué)系統(tǒng)417。假設(shè)省略該兩者時(shí)，使在分色鏡415合成后的光直接入射到積分棒433的輸入端。另外，在本實(shí)施方式中，為了合成第一 LED陣列411的光和第二 LED陣列413的光而使用分色鏡415，但也可以利用例如立方體式(cube tepe)的分色棱鏡(dichroic prism)來代替分色鏡415。另外，根據(jù)需要的光的波長(zhǎng)區(qū)域，也可以合成三種以上波長(zhǎng)的光，此時(shí)，作為光學(xué)合成元件，也可以使用多個(gè)分色鏡415，或者也可以使用正交棱鏡(cross prism)、菲利普式棱鏡(Phillips type prism)、科斯特棱鏡(Koester prism)等分色棱鏡。另外，在此，使用積分棒433作為均勻化元件。也可以使用使反射鏡的反射面置于內(nèi)側(cè)而粘貼的中空的光導(dǎo)管(light pipe)，也可以使用利用全反射的棱柱體的實(shí)心棒。也可以是入射側(cè)剖面形狀和出射側(cè)剖面形狀為大致相似形狀的錐形。另外，也可以使用復(fù)眼透鏡(fly eye lens)代替積分棒433。這種情況下，優(yōu)選使復(fù)眼透鏡的各個(gè)透鏡的形狀與被照射面的形狀為大致相似形狀，通過設(shè)置在第一成像光學(xué)系統(tǒng)417內(nèi)部的主光線與光軸相交的位置，能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的照度分布。
權(quán)利要求
1.一種光源裝置，其特征在于，具有第一光源陣列，排列有多個(gè)光源元件，該光源元件具有出射第一波長(zhǎng)特性的光的發(fā)光部；第一透鏡陣列，排列有多個(gè)透鏡，該透鏡形成上述第一光源陣列的各光源元件的發(fā)光部的放大像；第二光源陣列，排列有多個(gè)光源元件，該光源元件具有出射第二波長(zhǎng)特性的光的發(fā)光部；第二透鏡陣列，排列有多個(gè)透鏡，該透鏡形成上述第二光源陣列的各光源元件的發(fā)光部的放大像；光學(xué)合成元件，使上述第一透鏡陣列所形成的上述第一光源陣列的發(fā)光部的像和上述第二透鏡陣列所形成的上述第二光源陣列的發(fā)光部的像相重疊，從而形成合成像；以及均勻化元件，使上述光學(xué)合成元件所合成的合成像的光束變?yōu)榫哂芯鶆蛘斩确植嫉墓馐鴣沓錾洹?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的光源裝置，其特征在于，還具有第三透鏡陣列，使上述光學(xué)合成元件所形成的各光源元件的每個(gè)發(fā)光部的合成像的光束的主光線與光軸平行；第一成像光學(xué)系統(tǒng)，是兩側(cè)遠(yuǎn)心的光學(xué)系統(tǒng)，用于將從上述第三透鏡陣列出射的上述合成像縮小投影到上述均勻化元件的入射端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的光源裝置，其特征在于，上述第一透鏡陣列將上述第一光源陣列的各光源元件的發(fā)光部放大投影為該光源元件的排列間距的大小，上述第二透鏡陣列將上述第二光源陣列的各光源元件的發(fā)光部放大投影為該光源元件的排列間距的大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1記載的光源裝置，其特征在于，還具有第二成像光學(xué)系統(tǒng)，該第二成像光學(xué)系統(tǒng)將上述均勻化元件出射的光束投影到規(guī)定的照明區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1記載的光源裝置，其特征在于，上述均勻化元件是積分光學(xué)系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1記載的光源裝置，其特征在于，上述光學(xué)合成元件是分色鏡。
7.—種曝光裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)記載的光源裝置， 光調(diào)制元件，其由該光源裝置照明，投影光學(xué)系統(tǒng)，其將經(jīng)上述光調(diào)制元件調(diào)制后的光照射到描繪對(duì)象物上，以及掃描機(jī)構(gòu)，其使上述投影光學(xué)系統(tǒng)和上述描繪對(duì)象物相對(duì)移動(dòng)，由此對(duì)上述描繪對(duì)象物進(jìn)行掃描。
8.—種曝光裝置，其特征在于，具有 權(quán)利要求6記載的光源裝置， 光調(diào)制元件，其由該光源裝置照明，投影光學(xué)系統(tǒng)，其將經(jīng)上述光調(diào)制元件調(diào)制后的光照射到形成有阻焊層覆膜的描繪對(duì)象物上，以及掃描機(jī)構(gòu)，其使上述投影光學(xué)系統(tǒng)和上述描繪對(duì)象物相對(duì)移動(dòng)，由此對(duì)上述描繪對(duì)象物進(jìn)行掃描；上述第一光源陣列的發(fā)光元件具有發(fā)光部，該發(fā)光部出射在波長(zhǎng)385nm附近具有峰值的光；上述第二光源陣列的發(fā)光元件具有發(fā)光部，該發(fā)光部出射在波長(zhǎng)365nm附近具有峰值的光；上述分色鏡配置成，使來自上述第一光源陣列的光透過，并且使來自上述第二光源陣列的光反射，由此形成合成像。
全文摘要
本發(fā)明能夠得到一種消耗功率少且壽命長(zhǎng)，并且能夠以需要的光量高效率地出射需要的波長(zhǎng)區(qū)域的光并進(jìn)行曝光的光源裝置和曝光裝置。光源單元(41)具有第一LED陣列(411)、第一透鏡陣列(412)、第二LED陣列(413)、第二透鏡陣列(414)、分色鏡(415)、第三透鏡陣列(416)、第一成像光學(xué)系統(tǒng)(417)。第一LED陣列(411)出射中心波長(zhǎng)385nm的光。第二LED陣列(413)出射中心波長(zhǎng)365nm的光。分色鏡(415)在第一LED陣列(411)的發(fā)光部(411c)的像上重疊第二LED陣列(413)的發(fā)光部(413c)的像來進(jìn)行合成。
文檔編號(hào)G02B27/09GK102402130SQ20111028145
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者城田浩行, 小久保正彥 申請(qǐng)人:大日本網(wǎng)屏制造株式會(huì)社