專利名稱：大面積紫外光刻(曝光)機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種紫外光刻(曝光)設(shè)備，特別是用于接觸／接近式大面積紫外均勻輻照光刻(曝光)機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)。
已知紫外光刻(曝光)機(jī)，因其用途不同可產(chǎn)生三種效果，或者是曝光分辨率高而其有效均勻輻照面較小；或者是有較大的幅照面積而其曝光均勻度很差。它們均不能同時(shí)滿足有效均勻輻照面積大與曝光均勻度高的技術(shù)要求，因此難以適應(yīng)大面積有源驅(qū)動(dòng)矩陣液晶顯示器等的光刻的需要。諸如上海光學(xué)機(jī)械廠生產(chǎn)的JKG型φ75光刻機(jī)，機(jī)械電子工業(yè)部第十三研究所研制的100mm×100mm的光刻機(jī)、日本Cannon公司生產(chǎn)的PLA－501型接近／接觸式光刻機(jī)和西德Carl Suss公司生產(chǎn)的100mm×100mm的光刻機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是為了提供一種能在增大有效輻照面積的同時(shí)，提高曝光均勻度的大面積紫外均勻輻照光刻(曝光)設(shè)備，特別是設(shè)計(jì)一種用于該設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)如


圖1所示，由聚光鏡1、光源2、濾光片3、光學(xué)積分器4、曝光快門5和準(zhǔn)直透鏡6組成。其中光學(xué)積分器4的光通道數(shù)目為偶數(shù)，以便使有效輻照面內(nèi)形成的輻照不均勻度和曝光過程中造成的曝光不均勻度互相補(bǔ)償，使得綜合曝光均勻度高。光學(xué)積分器4的元素透鏡口徑不論采用何種形狀，其組合通光口徑最好是正方形，以增大光學(xué)積分器對輻射通量的利用率和整機(jī)的有效輻照面積。聚光鏡1的面形采用復(fù)合高次非球面，以充分會(huì)聚光源的輻射通量，并可形成一個(gè)所希望的輻照度分布。光源2為大功率紫外光源，選用大功率紫外汞氙燈為最佳。準(zhǔn)直鏡6可選用薄形菲涅爾透鏡，既改善了象質(zhì)，又可增大整機(jī)的有效輻照面積并減輕其重量。
聚光鏡1將光源2發(fā)出的輻射通量會(huì)聚在其第二參考面內(nèi)形成輻照分布。光學(xué)積分器4的入射端位于聚光鏡1的第二參考面上。聚光鏡1形成的輻照分布在光學(xué)積分器6的焦面上。聚光鏡1形成的輻照分布在光學(xué)積分器組合通光口徑內(nèi)的有效部分經(jīng)光學(xué)積分器各并列光通道分割，對稱疊加及成像，形成一個(gè)輻照度均勻分布的有效輻照面，該均勻輻照面經(jīng)準(zhǔn)直鏡6發(fā)出具有特定準(zhǔn)直角的準(zhǔn)直光束。濾光片3的作用是使紫外光通過，截掉對曝光無用的可見光和紅外光。
本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例如圖2所示，由復(fù)合高次非球面聚光鏡1、2千瓦近紫外汞氙燈2、透近紫外濾光片3、12個(gè)通道且組合通光口徑為84mm×84mm的光學(xué)積分器4、曝光快門5、光學(xué)塑料的薄形菲涅爾透鏡6和二塊折迭平面8、9組成，折迭平面鏡8置于近紫外汞氙燈2與濾光片3之間，折迭平面鏡9置于快門5與菲涅爾透鏡6之間，以緊湊整機(jī)結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型把增大紫外光刻(曝光)機(jī)有效輻照面積、提高曝光均勻度兩者統(tǒng)一于一體。使得有效輻照面等面積正方形對角線可達(dá)21時(shí)，曝光不均勻度≤±3％，它不僅可用于中、低曝光分辨率的大規(guī)模集成電路每次多片和精密印刷電路板的光刻(曝光)制作，特別適用于大面積且要求曝光分辨率較高的光電顯示器件，如液晶顯示器等的光刻；它為液晶電視技術(shù)中的關(guān)鍵器件有源驅(qū)動(dòng)矩陣式液晶顯示器的研究和生產(chǎn)提供了有效的手段。同時(shí)它也適用于太陽紫外光輻照對空間技術(shù)和太陽能應(yīng)用中某些器件性能影響的模擬實(shí)驗(yàn)等紫外曝光或輻照系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.用于紫外光刻(曝光)機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，由聚光鏡1、光源2、濾光片3、光學(xué)積分器4、曝光快門5和準(zhǔn)直透鏡6組成，光學(xué)積分器4的入射端位于聚光鏡1的第二參考面上，出射端位于準(zhǔn)直透鏡6的焦面上，其特征在于光學(xué)積分器4的光通道數(shù)目為偶數(shù)，其組合通光口徑最好采用正方形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光刻(曝光)機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于聚光鏡1的面形采用復(fù)合高次非球面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紫外光刻(曝光)機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于光源2為大功率紫外光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紫外光刻(曝光)機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于準(zhǔn)直鏡6是薄形菲涅爾透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫外光刻(曝光)機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于準(zhǔn)直透鏡6是薄形菲涅爾透鏡。
專利摘要大面積紫外光刻(曝光)機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)。本實(shí)用新型涉及一種紫外光刻(曝光)設(shè)備，特別是用于接觸/接近式大面積紫外光刻(曝光)機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)。由于采用了可將輻照面內(nèi)輻照不均勻度與曝光過程中產(chǎn)生的曝光不均勻度互相補(bǔ)償?shù)呐紨?shù)光通道光學(xué)積分器和復(fù)合高次非球面的聚光鏡，使得在增大有效輻照面積的同時(shí)提高了曝光均勻度。為液晶顯示器，特別是液晶電視技術(shù)中的關(guān)鍵器件有源矩陣液晶顯示器的研制提供了有效手段。它還適用于大規(guī)模集成電路和精密印刷電路板的制作及太陽紫外輻照模擬實(shí)驗(yàn)等方面。
文檔編號G03F7/20GK2074024SQ9021813
公開日1991年3月27日 申請日期1990年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月15日
發(fā)明者仲躋功 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所