專利名稱：積分儀及使用該積分儀的光照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使光照射區(qū)域中的照度分布均勻的積分儀以及具備該積分儀的光照
射裝置。
背景技術(shù)：
作為曝光裝置等的光源裝置使用光照射裝置(例如，參照專利文獻1)。圖5示出了通常作為曝光裝置等的光源裝置進行使用的光照射裝置的結(jié)構(gòu)例。從 燈101射出的光被聚光鏡102聚光，利用第一反射鏡103對光路進行反射，然后經(jīng)快門104 入射至積分儀105。積分儀105具有使入射至其透鏡的光的照度分布在被照射面上均勻的功能。然 后，從積分儀105射出的光被第二反射鏡106反射，入射至準直透鏡107。從準直透鏡107 射出的光成為平行光，照射被照射面108。在圖5中，在被照射面108上設(shè)置有掩模M，在掩 模M上形成的掩模圖案經(jīng)由投影透鏡109投影在基板W上而被曝光。此外，對于不使用投影透鏡109而使掩模M與基板W緊貼或靠近來在基板上曝光 形成掩模圖案的裝置，光照射裝置的結(jié)構(gòu)是相同的。另外，還有在被照射面上不配置掩模M 而配置被處理物，照射光，利用光化學(xué)反應(yīng)來進行被處理物的改性的情況。例如，配置液晶 顯示元件用的光取向膜，來進行光取向處理等。積分儀105通過將十幾 一百左右的透鏡在橫縱方向上排列配置而成。各透鏡 對入射光進行分割，分割的光在照射面重疊，從而使照度分布均勻。即，即使入射至積分儀 105的光的照度分布不均勻、入射至各透鏡的光的強度不同，也能夠通過使其射出光重疊照 射在同一照射面上，得到均勻地照度分布。通過使用這樣的積分儀105，能夠使被照射面的 照度分布的偏差成為士5%左右。專利文獻1 日本特開2002-237442號公報。上述的積分儀不能夠從一張玻璃切削而成，而通過組合各個透鏡來進行制作。各 透鏡為矩形且高精度加工而成，但是由于是從玻璃切削而成的，因此在橫縱方向上存在制 作方面誤差。因而不得不將大小不均等的透鏡在橫縱方向上精密地排列配置，需要進行困 難的作業(yè)。尤其是，為了不在透鏡與透鏡之間產(chǎn)生成為被照射面的照度分布異常的原因的間 隙，需要熟練的組裝技能。另外，為了使透鏡與透鏡之間不產(chǎn)生間隙，較多地采用結(jié)合材料 而將接合余量設(shè)定得過大，將會產(chǎn)生接合余量的陰影，從而使光的利用效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種具有能夠簡單地組合 成在透鏡與透鏡之間不產(chǎn)生間隙的構(gòu)造的積分儀以及使用該積分儀的光照射裝置。在本發(fā)明中，如下所述那樣解決上述問題。(1)在積分儀中，在框體的兩端相對配置有組合多個矩形的透鏡而成的面狀的透
3鏡單元，上述透鏡單元如下所述那樣構(gòu)成。使矩形的透鏡在一個方向?qū)硬⑾嗷ト酆付傻亩號艡跔畹亩鄠€透鏡段(lens segment)，以上述透鏡的透鏡面成為面狀的方式，在與上述一個方向正交的方向上不進行 熔焊或粘接地緊密排列，從而形成面狀的透鏡單元。S卩，使矩形的透鏡在一個方向上對接并相互熔焊，來構(gòu)成短柵欄狀的透鏡段。然 后，使該透鏡段的與上述一個方向正交的方向的端面相互對接，并不產(chǎn)生間隔地進行排列， 來構(gòu)成面狀的透鏡段。上述透鏡段的與上述一個方向正交的方向的端面成為平面狀以在與該端面對接 時不產(chǎn)生間隙，不進行熔焊或粘接地緊密排列。(2)在上述(1)中，在上述透鏡段的長度方向的兩端安裝有玻璃板，在具有沿著長 度方向延伸的槽的保持框的槽中，嵌入透鏡段的上述玻璃板，通過保持框包圍上述透鏡單兀。(3)使用上述⑴或(2)的積分儀構(gòu)成光照射裝置，所述光照射裝置具有光源； 使從上述積分儀射出的光成為平行光的準直透鏡；通過該準直透鏡的光所照射的被照射發(fā)明效果在本發(fā)明中，能夠?qū)崿F(xiàn)以下的效果。(1)使矩形的透鏡在一個方向上對接并相互熔焊來形成短柵欄狀的多個透鏡段， 通過對各個透鏡的對接面進行切削并在一個方向上進行連接，能夠制作短柵欄狀的透鏡 段。因此，在各個透鏡段中，在透鏡與透鏡之間的連接面上不易產(chǎn)生間隙。另外，在該階段， 透鏡僅在一個方向上進行連接，而不是在橫縱方向上連接透鏡，因此易于進行組裝。接著，使如上所述那樣制作的透鏡段在與上述一個方向正交的方向上，不進行熔 焊或粘接地緊密排列，來構(gòu)成透鏡單元，因此，能夠容易高精度地組裝透鏡在橫縱方向上排 列配置為面狀的透鏡單元。另外，即使透鏡段的與上述一個方向正交的方向上的端面存在凹凸等，只要對各 個透鏡段的對接面進行切削等就能夠形成為平面狀，就能夠簡單地組合成在透鏡與透鏡之 間不產(chǎn)生間隙。(2)在上述透鏡段的長度方向的兩端安裝作為保持余量的玻璃板，在具有沿著長 度方向延伸的槽的保持框的槽中嵌入上述玻璃板，使上述玻璃板滑動而安裝在保持框中， 由此能夠容易地組裝透鏡單元。(3)不使短柵欄狀的透鏡段進行熔焊或粘著而通過緊密排列來形成面狀的透鏡單 元，因此即使某1個透鏡上產(chǎn)生污漬或傷痕，也能夠容易地替換包括該透鏡的透鏡段。因此，透鏡單元的修復(fù)作業(yè)容易，另外，不需要對透鏡單元整體進行替換，而僅替 換1個透鏡段即可，因此替換部件的成本降低。


圖1是表示本發(fā)明的實施例的積分儀的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2是用于說明本發(fā)明的實施例的透鏡單元的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是說明透鏡段的制作方法的一例的圖。
圖4是表示本發(fā)明的積分儀適用于光照射裝置時的結(jié)構(gòu)例的圖。圖5是表示光照射裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。附圖標記說明1光源部Ia 燈Ib 鏡2平面鏡3 快門4積分儀5準直鏡6光照射面10控制部11燈電源40、40a、40b 透鏡單元41 透鏡42透鏡段43保持余量板44透鏡框45低熔點玻璃50 框體51、51a、51b、51d 保持框51c 槽5Ie保持余量
具體實施例方式圖1是表示本發(fā)明的實施例的積分儀的結(jié)構(gòu)例的圖，圖1 (a)、(b)是外觀圖，(C) 是沿著光的入射方向剖切的剖視圖。圖1所示的積分儀4的類型主要用于被照射面大的大型的曝光裝置。在被照射面 變大時，組裝在積分儀中的各個透鏡通常也變大。積分儀中具有使用棒狀的透鏡的積分儀， 但是如果透鏡變大則價格變高，這將成為成本增長的原因。因此，在圖1所示的積分儀中，在具有例如圖1(a)所示的圓形開口或(b)所示的 矩形開口的由鋁構(gòu)成的框體50內(nèi)，具有在橫縱方向上排列配置的矩形的透鏡的透鏡單元 40a、40b相對配置。如圖1 (c)所示，透鏡單元40a、40b被保持框51保持，安裝在上述框體 50內(nèi)。入射至一個透鏡單元40a的光不會從框體50泄漏，從另一個透鏡單元40b射出。 能夠得到與使用棒狀的透鏡時相同的效果。此外，在此，將上述各個矩形的透鏡在橫縱方向上排列配置的結(jié)構(gòu)稱為透鏡單元 40(40a、40b)，將透鏡單元40被保持框51保持的狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)稱為透鏡框44。另外，將構(gòu) 成透鏡單元的各個透鏡稱為透鏡41，將該透鏡41在一個方向上對接并相互熔焊而構(gòu)成的
5短柵欄狀的透鏡群稱為透鏡段42。圖2是用于說明透鏡單元(透鏡框)的結(jié)構(gòu)的立體圖。如該圖所示，使透鏡41在縱向上組合而成的多個短柵欄狀的透鏡段42，以上述透 鏡41的透鏡面(光射入射出的面)成為面狀的方式，在橫向上對接排列，由此構(gòu)成透鏡單 元40。利用由鋁等構(gòu)成的保持框51(51a、51b、51d)包圍將短柵欄狀的透鏡段排列多個 而構(gòu)成為矩形的透鏡單元40的周圍。在透鏡段42的長度方向的兩端連接沒有被進行透鏡加工的板狀的玻璃即保持余 量板43，而形成保持余量。另外，在與保持余量板43相對置的一對保持框51a、51b上，形成有沿著長度方向 延伸的槽51c，該槽51c作為透鏡段42的導(dǎo)軌發(fā)揮功能。即，透鏡段42的保持余量板43能 夠在保持框51a、51b的槽51c中滑動而嵌入槽51c中。透鏡段42的保持余量板43如上所述那樣嵌入在保持框51a、51b的槽51c中，使 多個透鏡段42無間隙地排列，然后在兩側(cè)安裝保持框51d，由此制作成透鏡框44。只要在保持框51d的長度方向的兩端設(shè)置例如與上述保持余量板43相同形狀的 保持余量51e，就能夠?qū)⒃摫３钟嗔?1e嵌入一對保持框51a、51b的槽51c，進行固定，從而 能夠容易地組裝透鏡框44。圖3是說明透鏡段的制作方法的一例的圖。透鏡段42形成為短柵欄狀，將矩形的透鏡41以側(cè)面進行抵接的方式排列在一個 方向上，通過低融點玻璃45將相鄰的透鏡的側(cè)面相互熔輝，來形成該透鏡段42。如上所述， 在長度方向的兩端，形成沒有被進行透鏡加工的板狀的保持余量。首先，如圖3(a)所示，對透鏡41進行切削，使得相對于對接側(cè)面垂直方向的尺寸 成為規(guī)定的長度a。接著，通過低融點玻璃45使相互的透鏡41熔焊，堆積在一個方向上。在此，將各個透鏡41的上下的連接面作為切削面，不考慮橫向而只要在縱向進行 連接即可，所以不易在連接面上產(chǎn)生間隙。在對規(guī)定個數(shù)的透鏡41進行熔焊之后，在其長度方向兩端，安裝由玻璃板形成的 保持余量用的保持余量板43。接著，如圖3(b)所示，對短柵欄狀的透鏡群的側(cè)面即長邊面進行切削，使得與堆 積透鏡41的一個方向正交的方向上的尺寸成為規(guī)定的長度b。由于切削面為直線面，所以 尺寸的切削作業(yè)容易。通過這樣形成透鏡群，能夠高精度地形成各個透鏡的縱向的尺寸a和橫向的尺寸 b。形成多個這樣制作的短柵欄狀的透鏡群(透鏡段42)。接著，如圖3(c)所示，對下側(cè)的保持余量板43進行切削，使各個短柵欄狀透鏡群 (透鏡段42)的縱向的長度對齊。如上所述，使這樣形成的透鏡段42如上所述那樣將保持余量的部分插入保持框 51的槽中，并依次推緊，來形成透鏡單元。根據(jù)本實施例，由于不需要對透鏡段42彼此進行熔焊，所以作業(yè)容易，由于不加 熱進行熔焊，所以不易產(chǎn)生扭曲。另外，只要將各個透鏡段的對接面作為切削面，就能夠簡 單地組合成在透鏡與透鏡之間不產(chǎn)生間隙。
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另外，由于將短柵欄狀的透鏡段沿著保持框的槽依次推緊來形成透鏡單元，所以 即使某一個透鏡上產(chǎn)生污漬或傷痕，只要替換包括該透鏡的透鏡段即可。透鏡段的替換作 業(yè)容易，并且不是替換透鏡單元整體，而僅對1個透鏡段進行替換即可，所以替換部件的成 本降低。圖4是表示將本發(fā)明的積分儀適用于光照射裝置時的結(jié)構(gòu)例的圖。在圖4中，在光照射裝置中，設(shè)置例如由燈Ia和鏡Ib構(gòu)成的光源部1，從由控制部 10控制的燈電源11向光源部1的燈Ia供給電力。在圖4的例子中，示出了設(shè)置有2個由 燈Ia和鏡Ib構(gòu)成的光源的例子。來自光源部1的光被平面鏡2反射，經(jīng)由快門3入射至本發(fā)明的積分儀4。積分儀 4使照度分布在光照射區(qū)域中均勻，并且形成所需形狀的光照射區(qū)域。如上述圖1所示，積分儀4通過在框體50內(nèi)使具有在橫縱方向上排列配置的矩形 的透鏡的透鏡單元40a、40b相對配置而成。從積分儀4射出的光通過準直鏡5使中心光線變?yōu)槠叫校缓笳丈湓诠庹丈涿?上。例如上述圖5所示，在光照射面6上配置被保持在掩模臺上保持的掩模，來自光照 射裝置的光經(jīng)由該掩模照射在被保持在工件臺上的涂敷有抗蝕劑等感光劑的如顯示板基 板、印刷基板或濾色基板這樣的工件上。掩模上形成有圖案，在工件上的感光劑上曝光形成 由掩模形成的圖案。
權(quán)利要求
一種積分儀，在框體的兩端相對配置有組合多個矩形的透鏡而成的面狀的透鏡單元，其特征在于，上述透鏡單元由矩形的透鏡在一個方向上對接并相互熔焊而成的短柵欄狀的多個透鏡段構(gòu)成，并且上述透鏡單元通過使該透鏡段在與上述一個方向正交的方向上不進行熔焊或粘接地緊密排列而形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積分儀，其特征在于， 上述透鏡單元被保持框包圍，在上述透鏡段的長度方向的兩端安裝有玻璃板，上述保持框在與上述玻璃板相對置的邊上，具有沿著長度方向延伸的槽，上述透鏡段的玻璃板嵌入在上述保持框的槽中。
3.一種光照射裝置，其特征在于，具有 權(quán)利要求1或2所述的積分儀；光源；使從上述積分儀射出的光成為平行光的準直透鏡；以及 通過該準直透鏡的光所照射的被照射面。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠簡單地組合成不在透鏡與透鏡之間產(chǎn)生間隙的構(gòu)造的積分儀以及使用該積分儀的光照射裝置。使矩形的透鏡(41)以側(cè)面抵接的方式排列在一個方向上，通過低融點玻璃使透鏡相互熔焊，來形成短柵欄狀的透鏡段(42)。在透鏡段長度方向的兩端連接有由玻璃板形成的保持余量板(43)。將透鏡段(42)的保持余量板(43)嵌入保持框(51a、51b)的槽(51c)中，不產(chǎn)生間隙地排列多個的透鏡段(42)，在兩側(cè)安裝保持框(51d)，從而制作積分儀的透鏡單元。將這樣構(gòu)成的2組透鏡單元在框體內(nèi)相對配置來構(gòu)成積分儀。這樣構(gòu)成的積分儀用于在從光源發(fā)出的光照射被照射面的光照射裝置中使照度分布均勻。
文檔編號F21V5/04GK101936503SQ201010184178
公開日2011年1月5日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者鈴木一好 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社