[发明专利]积分器以及光照射装置

说明书

技术领域

本发明涉及使光照射装置中处于光照射区域的照度分布均匀的积分器，尤其涉及在光入射侧与光射出侧具有透镜组的积分器。此外，涉及使用该积分器的光照射装置，尤其涉及用作曝光装置等的光源装置的光照射装置。

背景技术

以往，在作为曝光装置等的光源装置所使用的光照射装置中，使用用以使在光照射面的照度分布均匀的积分器，如日本特开昭56-81813号公报所示那样，作为该积分器，已知有由所谓的棒透镜所构成的积分器、或由一对光入射侧透镜组与光射出侧透镜组所构成的积分器。

在图4中示出有作为以往的曝光装置等的光源装置所使用的光照射装置的结构例。

在图中，由灯1所射出的光被聚光镜2聚光，由第1反射镜3使光路折返，经由光闸9而入射到积分器4上。

上述积分器4具有使入射至此的光的照度分布在被照射面均匀的功能。

接着，由该积分器4所射出的光由第2反射镜5反射而入射到准直器6。由该准直器6所射出的光成为平行光而被照射在被照射面8上。另外，在图4中示出准直器6由透镜所构成的结构，但也可以是使用反射镜的结构。

在图4的情况下，在被照射面8放置掩模M，形成在掩模M上的掩模图案(未图示)经由投影透镜7而投影在涂敷有抗蚀剂等感光材料的基板W上而予以曝光。另外，关于未使用投影透镜7，使掩模M与基板W相紧贴或接近，将掩模图案曝光在基板W上的装置，也使用相同结构的光照射装置。

此外，也有在被照射面8上配置被处理物而非掩模M，照射光，通过光化学反应来进行被处理物的表面改质等的情形。作为这样的例子，有液晶显示元件用的光配向膜的光配向处理。

以下将基板或配向膜等照射来自光照射装置的光来进行各种处理的对象物称为工件。

在上述结构中，积分器4即使所入射的光的照度分布不均匀且入射至各透镜的光的强度不同，也因为使其射出光重叠照射到同一照射面上，因此具有在被照射面中形成为均匀照度分布的功能。通过使用如上所示的积分器4，一般而言，可将被照射面的照度分布形成为±5％左右。

上述积分器为如上述那样，有由棒透镜构成的积分器，也有将光入射侧透镜组与光射出侧透镜组形成为1组的积分器，本发明涉及其中的后者，即是将光入射侧透镜组与光射出侧透镜组形成为1组的积分器(以下称为2枚组合积分器)者。

该2枚组合积分器的光入射侧透镜组及光射出侧透镜组为分别将10多枚～100枚左右的透镜以纵横方向并列配置的透镜组。该以纵横方向配置的各透镜将入射光分割，被分割的光在照射面相叠合，由此使照度分布均匀。

近年来，随着印刷基板或液晶基板这样的基板(工件)的大型化，要求以较高照度来将宽广的面积进行曝光。为了将该宽广的面积进行曝光，光源会变大，入射至积分器的光芒也变大，结果需要有连积分器也为较大尺寸的结构。

若为大型积分器，当使用棒透镜时，需要有大型的粗且长的棒透镜，制作成本会变高。因此，使用将入射侧的透镜组与射出侧的透镜组设为1组的2枚组合积分器的情形会变多。

另外，在将液晶基板或印刷基板等矩形形状的工件进行曝光时，需要将由光照射装置所照射的光的形状配合工件的形状而形成为矩形形状，但是若将构成积分器4的各个透镜的相对于光轴呈垂直方向的剖面形状形成为矩形形状时，则照射区域的形状形成为矩形形状。

在图5中示出上述2枚组合积分器的结构的一例，该积分器4系由光入射侧透镜组10与光射出侧透镜组11构成。另外，该图是各透镜的形状为四角形时的例子。

在上述结构中，若来自光源的光入射到积分器4的光入射侧透镜组10时，则入射到透镜组的各透镜10a的部分的光朝向光射出侧透镜组11所对应的透镜11a前进。但是，入射至相邻接的透镜10a、10a的交界面10b的光12并无法控制而散射。

在该散射的光中，如图5所示，由光入射侧透镜组10与光射出侧透镜组11之间，会产生射出至积分器4外的成分12a。由该积分器4射出至外部的光12a作为杂光而入射至光照射装置内的反射镜或准直器而被照射在被照射面上，会有使曝光精度降低的问题。

为防止该情形发生，只要在光入射侧透镜组10与光射出侧透镜组11之间设置围栏即可。但是，若仅设置围栏，入射至透镜的交界面而散射的光会被照射在围栏的内壁等上，而会有围栏等的温度上升的不良情形。

此外，光入射侧透镜组或光射出侧透镜组也会吸收虽然仅为较少量的通过的光，而使温度上升。因此，若包围光入射侧透镜组与光射出侧透镜组之间，透镜会变得不易冷却，而会有透镜的温度容易上升的不良情形。