專利名稱：光源裝置以及使用該光源裝置的曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有放電燈并且可以在長時(shí)間內(nèi)射出均勻照度的光 的光源裝置以及使用這樣的光源裝置的膝光裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工藝或印刷基板制作工藝中的光致抗蝕劑的曝光
工藝等利用光來進(jìn)行物的加工的工業(yè)工藝中，使用放電燈的光源裝置 被廣泛使用。在這樣的工業(yè)工藝中使用的光源裝置特別要求"可以在長 時(shí)間內(nèi)射出均勻照度的光"，但光源裝置中使用的放電燈隨著使用時(shí)間 變長而劣化從而照度降低，因此不容易滿足這樣的要求。
因此，以前進(jìn)行了為了滿足該要求的研究，作為其成果，專利文 獻(xiàn)l的光源裝置是已知的。該光源裝置使用多個(gè)放電燈構(gòu)成光源裝置， 在光源裝置是新的時(shí)，通過點(diǎn)亮少于整體數(shù)量的個(gè)數(shù)的放電燈來確保 必要的照度，光源裝置的使用時(shí)間每經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間，就追加點(diǎn)亮剩 下的放電燈，從而補(bǔ)充由于放電燈的劣化導(dǎo)致的照度降低部分。
[專利文獻(xiàn)11特開2005-227465號>^凈艮

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
放電燈各自存在"個(gè)體差異"，因此無法完全排除電極消耗非?？?或者封體容器極早地就會破損而引起"不發(fā)光"這樣的不良放電燈混入
的可能性。因此，象現(xiàn)有技術(shù)(專利文獻(xiàn)1)那樣，無視不良放電燈 混入的可能性，每規(guī)定時(shí)間就追加點(diǎn)亮放電燈，因此容易產(chǎn)生照度的 過度或不足，從而限制了照度均勻性的提高。即，即使一部分不良放 電燈很早就產(chǎn)生"照度低"或"不發(fā)光"，在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間之前也不進(jìn)行放電燈的追加點(diǎn)亮，從而從光源裝置射出的光的照度產(chǎn)生不足。相反， 如果盡管經(jīng)過了規(guī)定的使用時(shí)間、但光源裝置射出足夠照度的光的情 況下也追加點(diǎn)亮放電燈，則存在從光源裝置射出的光的照度過剩的問 題。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述問題而開發(fā)出本發(fā)明。因此，本發(fā)明的主要 技術(shù)問題是提供一種可以在長時(shí)間內(nèi)連續(xù)射出均勻照度的光的光源裝 置以及^^用其的膝光裝置。
解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
權(quán)利要求1記栽的發(fā)明是光源裝置10，其特征在于，具備燈單 元18，具有多個(gè)放電燈30;反射器31，設(shè)置在各個(gè)放電燈30上， 向相同的方向反射從各個(gè)放電燈30射出的光；和異常判定部件28， 個(gè)別地測定施加在放電燈30上的電壓，根據(jù)電壓個(gè)別地判定放電燈 30的異常，在判定為異常時(shí)輸出異常信號S3;以及點(diǎn)亮控制裝置22， 具有向放電燈30個(gè)別地通電或切斷通電的功能，在起動時(shí)，在切斷至 少一個(gè)備用的放電燈30的通電的狀態(tài)下，使其它放電燈30通電，并 且根據(jù)異常信號S3切斷向被判定為異常的放電燈30的通電，同時(shí)使 在此之前被切斷通電的備用的放電燈30通電。
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)施加在放電燈30上的電壓，異常判定部件28 個(gè)別地將由于電極的消耗而到壽命(或者由于封體容器30c的破損而 不發(fā)光)的放電燈30判斷為"異常"，點(diǎn)亮控制裝置22切斷向異常判 定部件28判定為異常的放電燈30的通電，并且使備用的放電燈30 通電并點(diǎn)亮。
由此，不會由于一部分放電燈30照度不足或者不發(fā)光而在照度 降低的情況下使光源裝置IO繼續(xù)工作。相反，在沒有發(fā)生上述照度不 足或不發(fā)光的正常點(diǎn)亮的狀態(tài)下，不進(jìn)行伴隨規(guī)定時(shí)間經(jīng)過的放電燈 30的自動追加點(diǎn)亮，因此從光源裝置10射出的光的照度不會過剩。 因此，本發(fā)明的光源裝置10可以在長時(shí)間內(nèi)連續(xù)地射出均勻照度的 光。
另外，在本說明書中，"照度，，是指在lci^的面積上在1秒時(shí)間內(nèi)所接受的光能[mW/ cm21。
權(quán)利要求2記載的發(fā)明是在權(quán)利要求1記載的光源裝置中，其特 征在于，在個(gè)別地測定施加在放電燈30上的電壓而得到的測定電壓大 于被設(shè)定得高于收斂電壓值的基準(zhǔn)電壓時(shí)，異常判定部件28將放電燈 30判定為異常。
向放電燈30供給的電壓值在放電燈30的使用開始之后，隨著使 用時(shí)間的經(jīng)過電壓值上升，但此后隨著時(shí)間的經(jīng)過緩慢地向規(guī)定的電 壓值收斂(將該電壓值稱為收斂電壓值)。但是，在上述"異常"的放 電燈30中，可以看到短時(shí)間內(nèi)電壓值急劇上升。
本發(fā)明利用這樣的放電燈30所具有的特性，在個(gè)別地測定施加 在放電燈30上的電壓而得到的測定電壓大于被設(shè)定得高于收斂電壓 值的基準(zhǔn)電壓V1時(shí)，將該放電燈30判定為異常。由此可以可靠地檢 測出不良放電燈30。
權(quán)利要求3記載的發(fā)明是啄光裝置12，其特征在于，具備如權(quán) 利要求1或2所述的光源裝置10;支撐由從光源裝置10射出的光曝 光的曝光對象物X的支撐臺14;以及將從光源裝置IO射出的光導(dǎo)向 由支撐臺14支撐的曝光對象物X的光學(xué)系統(tǒng)16。
根據(jù)本發(fā)明，光源裝置10在長時(shí)間內(nèi)連續(xù)射出均勻照度的光， 因此可以使向膝光對象物X照射來自光源裝置10的光的時(shí)間(周期 cycle time)、即啄光對象物X的膝光所需的時(shí)間在長期間內(nèi)恒定。從 而，可以使在支撐臺14上放置曝光對象物X的定時(shí)(timing )或向下 一處理工序運(yùn)送的定時(shí)恒定，從而可以使膝光工序的前后工序中的等 待時(shí)間或堵塞的發(fā)生概率極小化。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種可以在長時(shí)間內(nèi)連續(xù)射出均勻照度的 光的光源裝置。并且可以提供一種曝光對象物的曝光時(shí)間在長時(shí)間內(nèi) 恒定的膝光裝置。


圖l是表示本發(fā)明的膝光裝置的圖。
圖2是表示光源單元的圖。
圖3是表示放電燈的圖。
圖4是表示點(diǎn)亮控制裝置的圖。
圖5是表示向放電燈供給的電壓值與該放電燈的使用時(shí)間的關(guān)系的圖。
圖6是表示多個(gè)燈與積分器的與位置有關(guān)的其它實(shí)施例的圖。 符號說明
10:光源裝置、12:膝光裝置、14:支撐臺、16:光學(xué)系統(tǒng)、18: 燈單元(lamp unit) 、 20:照度計(jì)、22:點(diǎn)亮控制裝置、24:燈裝置、 26:供電裝置、28:異常判定部件、30:放電燈、38:累計(jì)光量計(jì)、 40:定序器(programmable logic controller: PLC,可編程邏輯控制 器)、42:電子計(jì)算處理裝置、50:膝光控制用閘板(shutter) 、 52: 積分器(integrator) 、 54:反射鏡、56:凹面鏡
具體實(shí)施例方式
以下按照

本發(fā)明。圖l是示出組裝了本發(fā)明的光源裝置 10的曝光裝置12的概要的圖。該曝光裝置12用于膝光形成在印刷基 板P上的作為"膝光對象物"抗蝕劑層X，大致由光源裝置10、與印刷 基板P—起支撐抗蝕劑層X的支撐臺14、將從光源裝置10射出的光 作為平行光照射到抗蝕劑層X上的光學(xué)系統(tǒng)16構(gòu)成。
光源裝置10用于按規(guī)定的照度輸出膝光所需的光(紫外光或接 近紫外光的可見光)，具備燈單元18、照度計(jì)20和點(diǎn)亮控制裝置22。
在本說明書中，"照度"是指在1 112的面積上在1秒時(shí)間內(nèi)所接 受的光能[mW/ cm2。
燈單元18如圖2所示，具有多個(gè)燈裝置24、供電裝置26和異常 判定部件28。而且，燈單元18具備為了向相同的方向射出來自多個(gè) 燈裝置24的光而保持多個(gè)燈裝置24的塊(block )狀的支持器(holder) 29。燈裝置24分別由放電燈30和向規(guī)定方向反射從放電燈30射出 的光的反射器31構(gòu)成。
放電燈30如圖3所示，是直流點(diǎn)亮式的短弧(short arc)高壓 燈，具備球狀的發(fā)光部30a;在兩端具有利用收縮密封(shrink seal) 方式形成的密封部30b的封體容器30c;電極棒30d;埋設(shè)在密封部 30b內(nèi)的鉬箔30e;與鉬箔30e焊接的鉛(lead )棒30f;以及封入發(fā) 光部30a內(nèi)的水銀或其它必要的密封物。
在封體容器30c的各密封部30b的內(nèi)部配置有一端向發(fā)光部30a 的內(nèi)部突出的電極棒30d、 一端向外部突出的鉛棒30f以及將電極棒 30d的另一端與鉛棒30f的另一端電連接的鉬箔30e，在各電極棒30d 的一端，隔開規(guī)定的間隔(以下稱為"電極間距離L")連接有構(gòu)成一 對電極30g的陽極30h和陰極30i。
供電裝置26如圖2所示，是供給向構(gòu)成燈裝置24的放電燈30 供給恒定電力所需的電流的鎮(zhèn)流器(ballast)，大致由鎮(zhèn)流器電力部 32和鎮(zhèn)流器控制部33構(gòu)成。另外，燈單元18具有與燈裝置24相同 數(shù)量的供電裝置26。
鎮(zhèn)流器電力部32接收到來自點(diǎn)亮控制裝置22的通電信號SI時(shí)， 根據(jù)來自鎮(zhèn)流器控制部33的脈沖寬度信號來進(jìn)行切換動作 (switching)，從而向放電燈30供給點(diǎn)亮放電燈30所需的電力，或 者，在接收到來自點(diǎn)亮控制裝置22的通電切斷信號S2時(shí)，停止向放 電燈30的供電。
另外，鎮(zhèn)流器控制部33考慮到供給放電燈30的電壓的波動或隨 時(shí)間的電壓變化等，控制鎮(zhèn)流器電力部32,以便可以供給向放電燈30 供給恒定電力所需的電流。
異常判定部件28是判定各個(gè)放電燈30有無異常的部件，具有 測定電路34，測定從供電裝置26供給放電燈30的電壓值；和比較電 路36，比較由測定電路34測定的電壓值和預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓VI， 在所測定的電壓值比基準(zhǔn)電壓VI大的情況下，輸出異常信號S3。另 外，燈單元18具有與燈裝置24相同數(shù)量的異常判定部件28。照度計(jì)20如圖1所示，位于光源裝置IO發(fā)出的光的出射軸上， 在構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)16的反射鏡54的背面，安裝在與燈單元18相面對的 方向上，測定從光源裝置IO射出的光的照度。另外，由照度計(jì)20測 定的實(shí)際照度作為照度值S4輸出到點(diǎn)亮控制裝置22。點(diǎn)亮控制裝置22是向放電燈30個(gè)別地通電或者切斷通電的裝 置，如圖4所示，具備累計(jì)光量計(jì)38、定序器(programmable logic controller: PLC ) 40以及電子計(jì)算處理裝置42。累計(jì)光量計(jì)38具有判定電路44，根據(jù)從照度計(jì)20輸出的照度 值S4，判定有無異常；和累計(jì)電路46，累計(jì)該照度值S4，計(jì)算光量。在本說明書中，"光量"是指lcn^的面積在規(guī)定時(shí)間內(nèi)接收到的 光能mJ/ cm21。判定電路44判定從照度計(jì)20送來的照度值S4是高于還是低于 預(yù)先設(shè)定的適當(dāng)照度值，進(jìn)而判定照度值S4與適當(dāng)照度值之差與從一 個(gè)放電燈30射出的光的照度是否為同等程度。在從照度計(jì)20送來的 照度值S4高于適當(dāng)照度值、且照度值S4與適當(dāng)照度值之差與從一個(gè) 放電燈30射出的光的照度為同等程度的情況下，判定電路44向定序 器40發(fā)送照度異常高信號S5，相反，在從照度計(jì)20送來的照度值 S4低于適當(dāng)照度值、且照度值S4與適當(dāng)照度值之差與從一個(gè)放電燈 30射出的照度為同等程度的情況下，判定電路44向定序器 (programmable logic controller: PLC,可編程邏輯控制器)40發(fā)送 照度異常低信號S6。累計(jì)電路46是從照度計(jì)20取入照度值S4、累計(jì)照度值S4并計(jì) 算光量的電路，在接收到來自定序器40的累計(jì)開始信號S7時(shí)使累計(jì) 值復(fù)位，同時(shí)開始照度值S4的累計(jì)。然后，在光量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的值 時(shí)，累計(jì)電路46結(jié)束照度值S4的累計(jì)，同時(shí)向定序器40輸出累計(jì)結(jié) 束信號S8。定序器40具備控制部40a，取入從異常判定部件28的比較電 路36輸出的異常信號S3、從累計(jì)光量計(jì)38的判定電路44輸出的照 度異常高信號S5或照度異常低信號S6、從累計(jì)電路46輸出的累計(jì)結(jié)束信號S8、以及從電子計(jì)算處理裝置42輸出的照度異常高信號S12 或照度異常低信號S13,根據(jù)這些信號向各供電裝置26輸出通電信號 S1或通電切斷信號S2;存儲部40b，存儲設(shè)定待機(jī)時(shí)間和燈裝置使用 設(shè)定等，其中，設(shè)定待機(jī)時(shí)間作為從放電燈30開始點(diǎn)亮到照度達(dá)到穩(wěn) 定的時(shí)間被預(yù)先設(shè)定，燈裝置使用設(shè)定預(yù)先設(shè)定了在光源裝置10起動 時(shí)點(diǎn)亮哪個(gè)燈裝置24、熄滅哪個(gè)燈裝置24;以及計(jì)算時(shí)間的計(jì)時(shí)器 40c。即，如果燈單元18的異常判定部件28所具有的比較電路36向 定序器40提供了異常信號S3，則定序器40向?qū)?yīng)于該異常判定部件 28的供電裝置26發(fā)送通電切斷信號S2，同時(shí)向?qū)?yīng)于此前熄滅的備 用放電燈30的供電裝置26發(fā)送通電信號Sl。另外，如果累計(jì)光量計(jì)38的判定電路44向定序器40提供了照 度異常高信號S5,則定序器40從正點(diǎn)亮的放電燈30中選擇一個(gè)放電 燈30，向?qū)?yīng)于該放電燈30的供電裝置26發(fā)送通電切斷信號S2。另 一方面，如果向定序器40提供了照度異常低信號S6，則定序器40從 正熄滅的放電燈30中選擇一個(gè)放電燈30，向?qū)?yīng)于所選擇的放電燈 30的供電裝置26發(fā)送通電信號Sl。進(jìn)而，為了以適當(dāng)?shù)墓饬縼碜墓饪刮g劑層X，定序器40向光學(xué) 系統(tǒng)16中包含的膝光控制用閘板50輸出開信號S10或關(guān)信號Sll。當(dāng)定序器40向膝光控制用閘板(shutter )50輸出開信號S10時(shí)， 向累計(jì)電路46發(fā)送累計(jì)開始信號S7，同時(shí)，計(jì)時(shí)器40c開始計(jì)時(shí)。 然后，當(dāng)定序器40從累計(jì)電路46接收到累計(jì)結(jié)束信號S8時(shí)，定序器 40向膝光控制用閘板50輸出關(guān)信號Sll，同時(shí)，計(jì)時(shí)器40c結(jié)束計(jì)時(shí)。 即，計(jì)時(shí)器40c計(jì)算抗蝕劑層X的曝光時(shí)間。然后，定序器40將從 累計(jì)開始信號S7的發(fā)送開始、到累計(jì)結(jié)束信號S8的接收為止所計(jì)算 的膝光時(shí)間值S9輸出給電子計(jì)算處理裝置42,并且使計(jì)時(shí)器40c的 計(jì)數(shù)復(fù)位。電子計(jì)算處理裝置42由判定部42a和存儲部42b構(gòu)成，其中， 判定部42a比較從定序器40接收到的膝光時(shí)間值S9和預(yù)先設(shè)定的適當(dāng)膝光時(shí)間，判定膝光時(shí)間值S9有無問題，存儲部42b存儲膝光時(shí) 間值S9。膝光時(shí)間值S9比適當(dāng)膝光時(shí)間短的情況下，電子計(jì)算處理 裝置42向定序器40輸出照度異常高信號S12。相反，膝光時(shí)間值S9 比適當(dāng)曝光時(shí)間長的情況下，電子計(jì)算處理裝置42向定序器40輸出 照度異常低信號S13。存儲在存儲部42b中的膝光時(shí)間數(shù)據(jù)作為表示啄光裝置12的運(yùn) 行履歷的數(shù)據(jù)被存儲。通過這樣存儲膝光時(shí)間數(shù)據(jù)，在一旦產(chǎn)生膝光 不良的情況下，通過參照過去的膝光時(shí)間數(shù)據(jù)，可以分析瀑光裝置12 的運(yùn)行狀況，追及產(chǎn)生不良的原因。支撐臺14如圖1所示，支撐印刷基板P，可以適當(dāng)采用目前公 知的結(jié)構(gòu)。光學(xué)系統(tǒng)16用于將從光源裝置10射出的光作為平行光導(dǎo)向支撐 在支撐臺14上的印刷基板P的抗蝕劑層X，包括積分器52(復(fù)眼 透鏡fly-eye lens )，使從光源裝置10射出的光的照度分布變得均勻， 即，形成當(dāng)照射平面時(shí)在被照射面上不產(chǎn)生照度的不均勻的光；膝光 控制用閘板50，對從光源裝置IO射出的光(在本實(shí)施例中為通過積 分器52后的光)的出射光路進(jìn)行開關(guān)控制；反射鏡54，使通過了膝 光控制用閘板50后的光的光路折曲；以及凹面鏡56，使由反射鏡54 反射的光成為平行光，并將其引導(dǎo)到支撐臺14。另外，在反射鏡54 的大致中心部分設(shè)置貫通孔58，在反射鏡54的背面，在可以接收到 通過貫通孔58的光的位置上安裝照度計(jì)20,從而，照度計(jì)20可以接 收從光源裝置IO射出、通過積分器52而使照度分布變得均勻的光的 一部分，從而測定其照度。這里所示的光學(xué)系統(tǒng)16的結(jié)構(gòu)是它的一個(gè)例子，并不限于本實(shí) 施例的結(jié)構(gòu)。例如，也可以采用在反射鏡54反射了從光源裝置IO射 出的光后，使光入射到積分器52的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)目的光學(xué)路徑適當(dāng) 變更其結(jié)構(gòu)。另外，曝光控制用閘板50的形式除了圖l所示的百葉窗 方式外，還可以采用利用規(guī)定的旋轉(zhuǎn)控制裝置使由不通過光的材質(zhì)形 成、且具有使從光源裝置10射出的光通過的孔的旋轉(zhuǎn)盤(未圖示)旋轉(zhuǎn)的方式等。在起動了點(diǎn)亮控制裝置22時(shí)，從定序器40向規(guī)定數(shù)量的供電裝 置26發(fā)送通電信號S1，燈裝置24點(diǎn)亮，從燈裝置24射出的光(在 本實(shí)施例中主要為紫外光)向前方射出。本實(shí)施例的膝光裝置12所需 的照度是從3個(gè)燈裝置24射出的光可以提供的量。因而，光源裝置 10所具備的5個(gè)燈裝置24中，原則上只要同時(shí)點(diǎn)亮3個(gè)燈裝置24即 可，剩余的2個(gè)燈裝置24作為備用而維持熄滅狀態(tài)。從光源裝置IO射出的光由于通過積分器52而成為照度分布均勻 的光。然后，作為從放電燈30開始點(diǎn)亮到光量達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間被預(yù)先 設(shè)定在定序器40的存儲部40b中的設(shè)定待機(jī)時(shí)間經(jīng)過后，定序器40 向累計(jì)光量計(jì)38的累計(jì)電路46輸出累計(jì)開始信號S7，并且向曝光控 制用閘板50發(fā)送開信號S10，打開啄光控制用閘板50。同時(shí)，計(jì)時(shí)器 40c開始計(jì)時(shí)。然后，來自積分器52的光通過接收到來自定序器40的開信號 S10而打開的曝光控制用閘板50。進(jìn)而，通過了膝光控制用閘板50 后的光由反射鏡54向凹面鏡56反射。此時(shí)，朝向反射鏡54的光的一部分通過設(shè)置在反射鏡54上的貫 通孔58，照射照度計(jì)20。然后，照度計(jì)20根據(jù)通過了貫通孔58的光 來測定照度，并將所測定的照度值S4向點(diǎn)亮控制裝置22的累計(jì)光量 計(jì)38輸出。累計(jì)光量計(jì)38的判定電路44判定所輸出的照度值S4有 無異常，并且由累計(jì)電路46進(jìn)行累計(jì)。由反射鏡54向凹面鏡56反射的光在凹面鏡56中變成平行光， 向支撐臺14反射。向支撐臺14反射的光經(jīng)由形成有電路圖案的遮軍 (mask )M照射到放置在支撐臺14上的印刷基板P的抗蝕劑層X上。在累計(jì)電路46中累計(jì)的光量值達(dá)到預(yù)先設(shè)定的值時(shí)，累計(jì)電路 46向定序器40發(fā)送累計(jì)結(jié)束信號S8。接收到累計(jì)結(jié)束信號的定序器 40向膝光控制用閘板50輸出關(guān)信號Sll，關(guān)閉曝光控制用閘板50, 切斷照射抗蝕劑層X的光，并且向電子計(jì)算處理裝置42輸出在從發(fā) 送累計(jì)開始信號S7開始、到接收到累計(jì)結(jié)束信號S8為止的期間由計(jì)時(shí)器40c計(jì)算的膝光時(shí)間值S9。接收到啄光時(shí)間值S9的電子計(jì)算處 理裝置42判定膝光時(shí)間值S9是否在預(yù)先設(shè)定的適當(dāng)膝光時(shí)間內(nèi)，并 將該膝光時(shí)間值S9作為曝光時(shí)間數(shù)據(jù)向存儲部42b輸出 這樣結(jié)束對一個(gè)抗蝕劑層X的曝光后，將遮軍M之下的印刷基 板P更換成未處理物，同樣地進(jìn)行膝光。在膝光抗蝕劑層X的期間，在測定向正點(diǎn)亮的放電燈30供給的 電壓值的異常判定部件28檢測出該放電燈30的異常時(shí)，異常判定部 件28向定序器40輸出異常信號S3。接收到該異常信號S3的定序器 40將通電切斷信號S2發(fā)送給向產(chǎn)生異常的放電燈30供電的供電裝置 26，同時(shí)向?qū)?yīng)于正熄滅的備用放電燈30的供電裝置26發(fā)送通電信 號S1。由此，產(chǎn)生異常的放電燈30熄滅，同時(shí)新的放電燈30點(diǎn)亮， 因此，從光源裝置10整體來看，發(fā)光的放電燈30的個(gè)數(shù)不變。產(chǎn)生 異常的放電燈30在適當(dāng)時(shí)候由工作人員更換，更換后的放電燈30作 為備用放電燈30，在下次其它放電燈30產(chǎn)生異常之前維持熄滅狀態(tài)。異常判定部件28如上所述，根據(jù)從供電裝置26向燈裝置24的 放電燈30供給的電壓值，判定放電燈30的異常。即，向放電燈30 供給的電壓值如圖5中A所示，在放電燈30的使用開始之后，隨著 使用時(shí)間的經(jīng)過電壓值上升，但此后隨著使用時(shí)間的經(jīng)過緩慢地向規(guī) 定的電壓值收斂(將該電壓值稱為收斂電壓值)。這種現(xiàn)象的發(fā)生是 因?yàn)樵陂L時(shí)間使用放電燈30后，電極30g消耗，電極間距離L變長， 從而維持放電狀態(tài)所需的電壓值變大。但是，在數(shù)量眾多的放電燈30中存在電極的消耗非?？旎蛘叻?體容器30c極早就會破損而不發(fā)光的不良放電燈30。這樣的不良放電 燈30中的電壓值與使用時(shí)間的關(guān)系如圖中B所示，可以看到在短時(shí) 間內(nèi)電壓值急劇上升。因此，將大于收斂電壓值的電壓值設(shè)定為基準(zhǔn)電壓VI，比較所 測定的電壓值與基準(zhǔn)電壓VI的大小。比較的結(jié)果是所測定的電壓值 大時(shí)，該放電燈30已經(jīng)不發(fā)光或者很快不發(fā)光的可能性高，因此判斷 為"異常"。這樣，本實(shí)施例的光源裝置10針對各個(gè)放電燈30個(gè)別地判斷異 常，切斷向被判斷為異常的放電燈30的通電，并且使備用放電燈30 通電，因此不會在沒有覺察到從光源裝置IO射出的光的照度降低的情 況下，使光源裝置10繼續(xù)工作，相反，在沒有發(fā)生從光源裝置IO射 出的光的照度不足的正常點(diǎn)亮狀態(tài)下，不隨著規(guī)定的時(shí)間經(jīng)過而自動 追加點(diǎn)亮放電燈30，因此，光源裝置IO射出的光量不會發(fā)生過度或 不足。因此，本實(shí)施例的光源裝置10能夠在長時(shí)間內(nèi)連續(xù)射出均勻照 度的光。另外，檢測出從光源裝置10射出的照度值S4大于適當(dāng)照度值、 并且照度值S4與適當(dāng)照度值之差與從一個(gè)放電燈30射出的光的照度 為同等程度的累計(jì)光量計(jì)38的判定電路44向定序器40輸出照度異常 高信號S5。從判定電路44接收到照度異常高信號S5的定序器40從 正點(diǎn)亮的放電燈30中選擇一個(gè)放電燈30，向?qū)?yīng)于該放電燈30的供 電裝置26輸出通電切斷信號S2。從而，點(diǎn)亮的放電燈30的個(gè)數(shù)減少， 因此從光源裝置10射出的光的照度降低，過剩的照度收斂到適當(dāng)光量 值。相反，檢測出從光源裝置10照射的照度值S4小于適當(dāng)照度值、 并且照度值S4與適當(dāng)照度值之差與從一個(gè)放電燈30射出的光的照度 為同等程度的判定電路44向定序器40輸出照度異常低信號S6。從判 定電路44接收到照度異常低信號S6的定序器40從正熄滅的放電燈 30中選擇一個(gè)放電燈30，向?qū)?yīng)于該放電燈30的供電裝置26輸出通 電信號S1。從而，點(diǎn)亮的放電燈30的個(gè)數(shù)增加，因此從光源裝置IO 照射的光的照度增加，過小的照度收斂到適當(dāng)光量值。由此，不僅可以利用電壓值來把握各個(gè)放電燈30的異常，始終 點(diǎn)亮預(yù)先設(shè)定個(gè)數(shù)的放電燈30，而且可以測定從光源裝置10射出的 光的照度本身，從而點(diǎn)亮最佳個(gè)數(shù)的放電燈30。進(jìn)一步說，照度計(jì)20所接收的光是通過積分器52使照度分布變 得均勻的光，因此，照度計(jì)20的設(shè)置位置沒有例如"必須與光源裝置 10的光的中心軸一致"這樣的限制，只要是可以接收到來自光源裝置IO的光的位置，將照度計(jì)20設(shè)置在哪里都可以測定相同的照度。即， 照度計(jì)20的位置調(diào)整可以簡單進(jìn)行。進(jìn)而，檢測到從定序器40輸出的膝光時(shí)間值S9比適當(dāng)膝光時(shí)間 長(即，從光源裝置IO射出的光的照度低)的電子計(jì)算處理裝置42 向定序器40輸出照度異常低信號S13。從電子計(jì)算處理裝置42接收 到照度異常低信號S13的定序器40從正熄滅的放電燈30中選擇一個(gè) 放電燈30，向?qū)?yīng)于該放電燈30的供電裝置26輸出通電信號Sl。從 而，點(diǎn)亮的放電燈30的個(gè)數(shù)增加，從光源裝置IO射出的光的照度增 加，從而在累計(jì)電路46中累計(jì)的光量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的值之前的時(shí)間縮 短，膝光時(shí)間值S9收斂到適當(dāng)膝光時(shí)間內(nèi)。相反，檢測到曝光時(shí)間值 S9比適當(dāng)膝光時(shí)間短(即，從光源裝置IO射出的光的照度高)的電 子計(jì)算處理裝置42向定序器40輸出照度異常高信號S12。從電子計(jì) 算處理裝置42接收到照度異常高信號S12的定序器40從正點(diǎn)亮的放 電燈30中選擇一個(gè)放電燈30，向?qū)?yīng)于該放電燈30的供電裝置26 輸出通電切斷信號S2。從而，點(diǎn)亮的放電燈30的個(gè)數(shù)減少，從光源 裝置IO射出的光的照度降低，從而在累計(jì)電路46中累計(jì)的光量達(dá)到 預(yù)先設(shè)定的值之前的時(shí)間變長，因此膝光時(shí)間值S9收斂到適當(dāng)曝光時(shí) 間內(nèi)。由此可以根據(jù)膝光時(shí)間來判斷從光源裝置10射出的光的照度的 適當(dāng)性，從而點(diǎn)亮最佳個(gè)數(shù)的燈裝置24。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的膝光裝置12，光源裝置10在長時(shí)間 內(nèi)連續(xù)射出均勻照度的光，因此可以使向曝光對象物X照射來自光源 裝置10的光的時(shí)間(周期cycle time)、即膝光對象物X的感光所 需的時(shí)間恒定。從而，可以使在支撐臺14上放置啄光對象物X的定 時(shí)或向下一處理工序運(yùn)送的定時(shí)恒定，從而可以使曝光工序的前后工 序中的等待時(shí)間或堵塞的發(fā)生概率極小化。另外，圖3所示的放電燈30是雙端(double-end)型直流點(diǎn)亮 方式的燈，但替代地，也可以使用交流點(diǎn)亮方式的燈或單端 (single-end)型的燈。而且，放電燈30不限于在封體容器30c中封入了水銀的短弧(short arc)型放電燈，也可以使用封入了鈉或鈧等 的金屬囟化物的金屬卣化物燈(metal halide lamp)作為發(fā)光物質(zhì)， 來射出紫外光或者可見光。另外，也可以使用石英玻璃或具有透光性 的陶瓷等作為封體容器30c的材質(zhì)。另外，在本實(shí)施例中，當(dāng)向放電燈30供給的測定電壓值大于設(shè) 定得高于收斂電壓值的基準(zhǔn)電壓VI時(shí)，判斷該放電燈30為"異常"， 但放電燈30為"異常"的判斷方法不限于此，還包括以下方法根據(jù)將 放電燈30首次點(diǎn)亮?xí)r的電壓值(稱為"當(dāng)初電壓值")、將從當(dāng)初電壓 值增加了規(guī)定伏特?cái)?shù)后的值設(shè)為基準(zhǔn)電壓VI的方法；以及將從當(dāng)初 電壓值增加了規(guī)定比例后的值設(shè)為基準(zhǔn)電壓VI的方法。另外，也可之差，根據(jù)該差大于規(guī)定^(即，電壓值急劇增加;或者該差為負(fù)(即，隨著使用時(shí)間的經(jīng)過電壓值減小)，判斷該放電燈30為"異常"。通過 使用該判斷方法，可以檢測到放電燈30的電壓值進(jìn)行了圖5中C所 示的運(yùn)動的情況。即，在放電燈30中，在使用過程中封體容器30c 會由于熱而膨脹，如果發(fā)生這樣的膨脹，則電壓值在短期間內(nèi)減小， 然后，放電燈30不發(fā)光，電壓值變?yōu)?。因而，通過計(jì)算現(xiàn)在的測定 電壓值與規(guī)定時(shí)間經(jīng)過后的測定電壓值之差，不僅可以檢測出電壓值 急劇上升這種類型的"異常"，還可以檢測出電壓值減小這種類型的"異 常"。另外，通過判定從照度計(jì)20送來的照度值S4是高于還是低于預(yù) 先設(shè)定的適當(dāng)照度值、并控制點(diǎn)亮的放電燈30的個(gè)數(shù)，來使從光源裝 置IO射出的光的照度恒定，但也可以在從照度計(jì)20送來的照度值S4 高于預(yù)先設(shè)定的適當(dāng)照度值時(shí)，減少向放電燈30供給的電力量，相反， 在照度值S4低于預(yù)先設(shè)定的適當(dāng)照度值時(shí)，增加向放電燈30供給的 電力量，由此使從光源裝置IO射出的光的照度恒定。而且，也可以組 合點(diǎn)亮的放電燈30的個(gè)數(shù)控制和向放電燈30供給的電力量的控制。另外，在構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)16的反射鏡54的背面配置照度計(jì)20，但 也可以僅在將膝光完成的印刷基板P更換為新的印刷基板P的期間，在遮軍M的正上方配置其它照度計(jì)20，測定照射在遮軍M上的光的 照度，根據(jù)該照度來修正反射鏡54的背面的照度計(jì)20所測定的照度。 這樣，可以根據(jù)作為實(shí)際曝光對象物的抗蝕劑層X的附近的照度，來 提高配置在反射鏡54的背面的照度計(jì)20的照度測定精度，從而可以 進(jìn)行更正確的膝光時(shí)間管理。另外，點(diǎn)亮控制裝置22所具有的功能分別由累計(jì)光量計(jì)38、定 序器40和電子計(jì)算處理裝置42分擔(dān)，但也可以在點(diǎn)亮控制裝置22 中將所有必要的功能集中在一個(gè)裝置中，還可以使比本實(shí)施例更多的 裝置來分擔(dān)功能。另外，也可以采用由點(diǎn)亮控制裝置22負(fù)擔(dān)異常判定 部件28的功能的結(jié)構(gòu)。另外，針對每個(gè)燈裝置24調(diào)整相對支持器29的角度，從而使燈 裝置24的光軸通過積分器52的中心，但也可以如圖6所示，使用對 應(yīng)于各個(gè)燈裝置24的具備全反射鏡60和半反射鏡(half mirror) 62 的導(dǎo)光單元64，使各個(gè)燈裝置24的光軸R會聚，使該會聚后的光軸 R通過積分器52的中心。另外，雖然在曝光裝置12中使用本發(fā)明的光源裝置10，但可以 在長時(shí)間內(nèi)射出均勻光量的光源裝置10可以適用于所有使用光的工 業(yè)處理。
權(quán)利要求
1.一種光源裝置，其特征在于，具備燈單元，具有多個(gè)放電燈；反射器，設(shè)置在各個(gè)上述放電燈上，向相同的方向反射從各個(gè)上述放電燈射出的光；和異常判定部件，個(gè)別地測定施加在上述放電燈上的電壓，根據(jù)上述電壓個(gè)別地判定上述放電燈的異常，在判定為異常時(shí)輸出異常信號；以及點(diǎn)亮控制裝置，具有向上述放電燈個(gè)別地通電或切斷通電的功能，在起動時(shí)，在切斷至少一個(gè)備用的上述放電燈的通電的狀態(tài)下，使其它上述放電燈通電，并且根據(jù)上述異常信號切斷向被判定為異常的上述放電燈的通電，同時(shí)使在此之前被切斷通電的備用的上述放電燈通電。
2. 如權(quán)利要求l所述的光源裝置，其特征在于， 在個(gè)別地測定施加在上述放電燈上的電壓而得到的測定電壓大于被設(shè)定得高于收斂電壓值的基準(zhǔn)電壓時(shí)，上述異常判定部件將上述 放電燈判定為異常。
3. —種曝光裝置，其特征在于，具備 如權(quán)利要求1或2所述的光源裝置；支撐由從上述光源裝置射出的光曝光的膝光對象物的支撐臺；以及將從上述光源裝置射出的光導(dǎo)向由上述支撐臺支撐的上述啄光 對象物的光學(xué)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以在長時(shí)間內(nèi)射出均勻照度的光的光源裝置以及使用該光源裝置的曝光裝置，該光源裝置(10)具備燈單元(18)，具有多個(gè)放電燈(30)；反射器(31)，設(shè)置在各個(gè)放電燈(30)上，向相同的方向反射從各個(gè)放電燈(30)射出的光；和異常判定部件(28)，個(gè)別地測定施加在放電燈(30)上的電壓，根據(jù)電壓個(gè)別地判定放電燈(30)的異常，在判定為異常時(shí)輸出異常信號S3；以及點(diǎn)亮控制裝置(22)，具有向放電燈(30)個(gè)別地通電或切斷通電的功能，在起動時(shí)在切斷至少一個(gè)備用的放電燈(30)的通電的狀態(tài)下使其它放電燈(30)通電，根據(jù)異常信號(S3)切斷向被判定為異常的放電燈的通電，同時(shí)使在此之前被切斷通電的備用的放電燈通電。
文檔編號H05B37/00GK101277567SQ20071014893
公開日2008年10月1日 申請日期2007年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者中川敦二, 清木芳彥, 白井哲也 申請人:鳳凰電機(jī)公司