曝光装置和照明单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及曝光装置和照明单元，该曝光装置通过利用微透镜阵列将掩模上的曝光图案成像在基板上而曝光基板，该照明单元在该曝光时射出曝光光而对掩模进行照明。
【背景技术】
[0002]已提出有如下的曝光装置:将按二维方式排列微透镜而成的微透镜阵列用作成像光学系统，将掩模上的曝光图案描绘到基板上(专利文献I)，上述曝光装置在液晶面板制造工序等中被实用化。在该方式的曝光装置中，在形成有曝光图案的掩模的上方配置射出曝光光而对掩模进行照明的照明单元，并将微透镜阵列配置在掩模与涂布了感光性抗蚀剂的基板之间。并且，通过一边使照明单元和微透镜阵列相对于掩模和基板相对地移动一边利用微透镜阵列将掩模上的曝光图案成像在基板上而曝光基板(参照专利文献2)。由此，能够对大面积的基板进行曝光，该基板的面积超过微透镜阵列的静止时的曝光区域。
[0003]并且，在专利文献3中示出了适于该方式的曝光装置的、由光源和光学系统构成的照明单元的结构。该专利文献3所示的照明单元采用如下构造:按二维方式排列多个高压水银灯，使来自这些多个高压水银灯的发出光透过由透镜或几张反射镜构成的光学系统而对掩模进行照明。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2007-3829号公报
[0007]专利文献2:日本特开2012-220592号公报
[0008]专利文献3:日本特开2013-97310号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]在上述类型的曝光装置的情况下，通过采用微透镜阵列能够以高分辨率将掩模上的曝光图案成像在基板上，而且能够使掩模与基板接近例如1mm左右等而在它们之间配置微透镜阵列从而实现低高度化。
[0011]然而，关于照明单元，以往排列多个高压水银灯而需要尺寸较大的光学系统，单单该照明单元本身的高度便例如为2m左右等，成为曝光装置的小型化、低高度化的较大的阻碍。
[0012]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种小型化、低高度化的照明单元以及通过采用该照明单元而实现小型化、低高度化的曝光装置。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]达成上述目的的本发明的曝光装置具有:
[0015]照明单元，其射出曝光光；
[0016]掩模，其形成有曝光图案，并接受来自照明单元的曝光光的照射；
[0017]微透镜阵列，其将掩模作为被摄体；以及
[0018]移动机构，其使照明单元和微透镜阵列相对于掩模和基板这双方，向规定的移动方向相对移动，其中，通过微透镜阵列将掩模上的曝光图案成像在基板上，
[0019]曝光装置借助由上述移动机构实现的向上述移动方向的相对移动，在基板上的、具有超过微透镜阵列静止时的曝光区域的广度的区域内，将基板曝光成与掩模上的曝光图案对应的图案，
[0020]曝光装置的特征在于，
[0021]上述微透镜阵列具有以二维方式配置的多个微透镜，该多个微透镜包含朝向与上述移动方向交叉的交叉方向的排列，
[0022]上述照明单元具有:
[0023]发光元件阵列，其排列有多个发光元件；以及
[0024]照明光学系统，其将从构成发光元件阵列的多个发光元件射出的多个发出光转换成曝光光束，并将曝光光束引导到在交叉方向上排列的多个微透镜上，关于上述交叉方向，曝光光束跨越在交叉方向上排列的多个微透镜而扩展，并且关于上述移动方向，曝光光束被限制为不会波及排列于在移动方向上相邻的列上的微透镜的宽度。
[0025]这里，作为上述的发光元件典型地能够采用激光二极管，作为发光元件阵列能够采用激光二极管阵列。
[0026]本发明的照明单元采用发光元件阵列，将从该发光元件阵列射出的多个发出光转换成缝状的曝光光束并引导到在上述交叉方向上排列的多个微透镜。由此，与采用以2维方式配置的多个水银灯的以往的照明单元相比，实现大幅的低高度化。
[0027]并且，由于对在上述交叉方向上排列的微透镜确定基准而照射基于该缝状的曝光光束的曝光光，因此能够将曝光光束的宽度限制在使照射的微透镜的有效的孔径包含对准误差等的宽度。如果采用以这种方式限制宽度的曝光光束，则发出光中被用作有效的曝光光的比率提高，还能够实现高效率和节能。
[0028]这里，优选在本发明的曝光装置中，上述照明单元具有多条上述发光元件阵列，
[0029]上述照明光学系统是如下的光学系统:针对每一条发光元件阵列，将从一条发光元件阵列射出的多个发出光转换成一条曝光光束，并将与多条发光元件阵列对应的多条曝光光束分别引导到在移动方向上彼此不同的多个列，多个列的任意一个都是由在上述交叉方向上排列的多个微透镜构成的列。
[0030]通过采用利用多条曝光光束对在移动方向上分开的列的微透镜进行照射的结构，能够提高针对基板的曝光光量，在较短的曝光时间内完成曝光。
[0031]并且，优选在本发明的曝光装置中，上述照明光学系统具有:光束转换光学系统，其与发光元件阵列对应地配置，从构成发光元件阵列的多个发光元件射出的多个发出光入射至光束转换光学系统并转换成具有缝形状的缝光束而射出；以及
[0032]投光光学系统，从光束转换光学系统射出的缝光束入射至投光光学系统，且投光光学系统将缝光束转换成上述曝光光束。
[0033]这里，作为上述光束转换光学系统典型地能够采用加工成上述的缝光束的形状的柱状透镜。
[0034]如果采用具有上述这样的光束转换光学系统和投光光学系统的照明光学系统，则能够得到使光束内的光量均匀化的曝光光束，实现曝光不均较少的曝光。
[0035]优选在本发明的曝光装置中，上述照明单元还具有支承基板，在支承基板上固定发光元件阵列，支承基板由使从发光元件阵列射出的发出光透过的材质构成，
[0036]上述照明光学系统具有反射光学系统，反射光学系统与发光元件阵列对应地配备且固定在支承基板上并沿着发光元件阵列延伸，反射光学系统反射从构成发光元件阵列的多个发光元件射出的多个发出光并使其透过支承基板。
[0037]这里，作为上述反射光学系统能够采用反射镜或反射棱镜等。
[0038]如果采用该构造，则能够使多个发光元件阵列高精度地排列，并且能够借助固定前的反射光学系统的位置的微调整而高精度且容易地调整发出光的光轴。
[0039]并且，在本发明的曝光装置中，也存如下优选的方式:上述照明单元还具有支承基板，在支承基板上固定发光元件阵列，支承基板由使从发光元件阵列射出的发出光透过的材质构成，
[0040]上述发光元件阵列以从构成发光元件阵列的多个发光元件朝向支承基板射出多个发出光的姿势固定在支承基板上。
[0041]通过采用该构造，也能够使多个发光元件阵列高精度地排列。
[0042]并且，达成上述目的的本发明的照明单元，其利用微透镜阵列使形成有曝光图案的掩模上的曝光图案成像在基板上，在使微透镜阵列相对于掩模和基板向规定的移动方向相对移动时，照明单元射出曝光光并与微透镜阵列一同向上述移动方向相对移动，并且对掩模进行照明，照明单元的特征在于，
[0043]上述微透镜阵列具有以二维方式配置的多个微透镜，该多个微透镜包含朝向与上述移动方向交叉的交叉方向的排列，
[0044]该照明单元具有:
[0045]发光元件阵列，其排列有多个发光元件；以及
[0046]照明光学系统，其将从构成发光元件阵列的多个发光元件射出的多个发出光转换成曝光光束，并将曝光光束引导到在交叉方向上排列的多个微透镜上，关于上述交叉方向，曝光光束跨越在交叉方向上排列的多个微透镜而扩展，并且关于上述移动方向，曝光光束被限制为不会波及排列于在移动方向上相邻的列上的微透镜的宽度。
[0047]发明效果
[0048]根据以上的本发明，实现照明单元的大幅的低高度化。
【附图说明】
[0049]图1是示出采用了微透镜阵列的曝光装置的一例的概念图。
[0050]图2是示出在微透镜阵列上排列有多个的微透镜的一部分的俯视图。
[0051]图3是示出使用了水银灯的照明单元的一例的示意立体图。
[0052]图4是示出基于图3所示的照明单元的微透镜阵列上的照明区域的图。
[0053]图5是示出本实施方式的照明单元的概要的图。
[0054]图6是示出图5所示的照明单元的微透镜阵列上的照明区域的图。
[0055]图7是示出一条照明光学系统的结构的概要图。
[0056]图8是图7所示的圆R的局部放大图。
[0057]图9是示出一条LD阵列条和来自该LD阵列条的发出光的图。
[0058]图10是示出排列在玻璃基板上的LD阵列条的图。
[0059]图11是玻璃基板上的一条LD阵列条搭载部分的剖视示意图。
[0060]图12是示出玻璃基板上的LD阵列条的另一个排列形式的图。
[0061]图13是示出一条照明光学系统的照明区域的照明图案的图。
【具体实施方式】
[0062]以下，对本发明的实施方式进行说明。
[0063]图1是示出采用了