[发明专利]一种LED光源照明装置

说明书

本发明公开一种LED光源照明装置，其特征在于，依次包括：LED阵列光源、抛物面反射镜、窄带滤光片、透镜、曝光剂量控制装置、光阑挡片以及石英棒；所述LED阵列光源辐射出的光线经所述抛物面反射镜收集并准直后入射到所述窄带滤光片上，经所述窄带滤光片过滤成窄带光谱光，经过所述透镜改变光线的角度，经过所述曝光剂量控制装置控制曝光剂量，最后入射到所述石英棒匀光，形成均匀的照射光斑。

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域,尤其涉及一种用于投影光刻设备的LED光源照明装置。

背景技术

用于大规模集成电路制造的光学投影曝光光刻技术，是近年来的主要光刻手段之一。其原理是通过投影物镜将掩模版上大规模集成电路图形成像在涂胶硅片上实现图形的转移。投影光刻曝光波长集中在紫外区域，光源一般选择高压汞灯或准分子激光器。248nm、193nm等深紫外波长主要使用激光光源，365nm、405nm、436nm波长使用汞灯光源。

由于汞灯辐射出的能量分布并非均匀，因此需要使用匀光器件对其进行整合后才能使用。为了提高匀光器件出射端的光能量，必须1）使尽可能多的光能量进入匀光器件，2）提高汞灯自身的电功率。对于第一种方式，可以将汞灯光源紧贴匀光器件入射，或是通过耦合器件收集到匀光器件的入射端。但耦合效率受制于镜头的数值孔径和匀光器件的横截面尺寸。对于第二种方式，可以选择使用更高功率的汞灯，而高功率的汞灯不但外形尺寸更大，且安全性设计更复杂，除此之外，还要承受高昂的价格。

LED阵列光源如图1所示，LED阵列光源辐射光线空间角分布如图2所示。现有LED阵列光源照明系统如图3所示，LED阵列光源照明系统将LED阵列辐射出的光线直接引入异形石英棒的入端，由石英棒将光线充分混合后，在出射端面形成均匀照射的光斑。但存在如下缺点：1）LED阵列辐射光谱能量集中在360-370nm，为了获得曝光所需的365nm窄带光谱，需要加入滤光片，而窄带滤光片对光线角度比较敏感，角度越大，透过率越低。根据设计，安装在光线角度小于10度的位置才能使透过率损失最小。现有技术的照明结构没有光线角度小于10度的位置，因此，无法安装窄带滤光片。2）整个照明结构由于没有空间可以安装曝光剂量控制装置，无法对曝光剂量进行有效控制。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种LED 光源照明装置，其特征在于，依次包括：LED阵列光源、抛物面反射镜、窄带滤光片、透镜、曝光剂量控制装置、光阑挡片以及石英棒；所述LED阵列光源辐射出的光线经所述抛物面反射镜收集并准直后入射到所述窄带滤光片上，经所述窄带滤光片过滤成窄带光谱光，经过所述透镜改变光线的角度，经过所述曝光剂量控制装置控制曝光剂量，最后入射到所述石英棒匀光，形成均匀的照射光斑。

更进一步地，所述LED阵列光源由九个相同型号的LED子光源排列而成，所述LED阵列光源的角分布呈朗伯分布，光谱能量集中在360-380nm。

更进一步地，所述曝光剂量控制装置位于所述透镜与所述石英棒之间，包括第一平板玻璃和第二平板玻璃；所述第一和第二平板玻璃表面沿着运动方向镀有透过率随距离变化的膜层。

更进一步地，所述第一和第二平板玻璃的形状是矩形或圆形。

更进一步地，所述膜层的透过率随距离的变化形式是多项式或三角函数式。

更进一步地，所述LED阵列光源波长是465nm、435nm、365nm。

更进一步地，所述窄带滤光片的固定机构为抽拉形式。