[发明专利]照明光学系统及采用该照明光学系统的光刻设备

权利要求书

1.一种照明光学系统，其特征在于，包括：

峰值波长互不相同的至少两组LED光源阵列；

分别一一对应地布置在各组LED光源阵列出光侧、以使得每组LED光源阵列发出的光束经其透射后均成为平行光束的若干个光束准直元件；

用于将所述各个光束准直元件透射出的各束平行光束合成为一整束总平行光束的若干个光束合成元件；

设于所述总平行光束的光路上的光束耦合元件；

以及

位于所述光束耦合元件出光侧的均光元件；

所述总平行光束经过所述光束耦合元件的耦合后，射入所述均光元件，在所述均光元件的出射端得到光线分布均匀的平行光束；

所述光束准直元件为准直透镜组，所述准直透镜组包括沿光轴依次排布的第一透镜、第二透镜和第三透镜，其中第一透镜的物面位于LED光源阵列的出光端；在各个所述准直透镜组中，所述第一透镜朝向所述LED光源阵列那一面的通光孔径大于该LED光源阵列的外接圆半径。

2.根据权利要求1所述的照明光学系统，其特征在于：所述光束耦合元件为耦合透镜组。

3.根据权利要求2所述的照明光学系统，其特征在于：所述均光元件为石英棒。

4.根据权利要求3所述的照明光学系统，其特征在于：所述光束合成元件为棱镜。

5.根据权利要求4所述的照明光学系统，其特征在于：所述棱镜为直角棱镜。

6.根据权利要求3所述的照明光学系统，其特征在于：所述光束合成元件为分光镜。

7.根据权利要求6所述的照明光学系统，其特征在于：所述的LED光源阵列共有三组，分别为第一LED光源阵列、第二LED光源阵列和第三LED光源阵列；所述准直透镜组共有三个，分别为第一准直透镜组、第二准直透镜组和第三准直透镜组；所述分光镜共有两块，分别为第一分光镜和第二分光镜；其中：

所述第一准直透镜组设于所述第一LED光源阵列的出光侧，第一LED光源阵列发出的光束透过该第一准直透镜组后得到第一平行光束；

所述第二准直透镜组设于所述第二LED光源阵列的出光侧，第二LED光源阵列发出的光束透过该第二准直透镜组后得到第二平行光束；

所述第三准直透镜组设于所述第三LED光源阵列的出光侧，第三LED光源阵列发出的光束透过该第三准直透镜组后得到第三平行光束；

所述第一分光镜同时位于所述第一平行光束的光路以及所述第二平行光束的光路上，该第一分光镜透射所述第一平行光束而反射所述第二平行光束，并且第二平行光束的反射方向与第一平行光束的透射方向相同，从而将第一平行光束和第二平行光束合成为射向所述第二分光镜的第四平行光束；

所述第二分光镜同时位于所述第三平行光束的光路以及所述第四平行光束的光路上，该第二分光镜透射所述第四平行光束而反射所述第三平行光束，并且第三平行光束的反射方向与第一平行光束的透射方向相同，从而将第三平行光束和第四平行光束合成为射向所述耦合透镜组的所述总平行光束；

所述总平行光束经过耦合透镜组的耦合后成为会聚光束，该会聚光束射入所述石英棒，在所述石英棒内经多次反射匀光，在所述石英棒的出射端得到光线分布均匀的平行光束。

8.根据权利要求7所述的照明光学系统，其特征在于：所述第一LED光源阵列、第一准直透镜组、第一分光镜、第二分光镜、耦合透镜组和石英棒布置在同一条直线上，且沿该直线依次排布。

9.根据权利要求8所述的照明光学系统，其特征在于：每一组所述LED光源阵列均由峰值波长相同的若干LED光源排布而成，而且每一组所述LED光源阵列均为中心对称结构，所述直线为所述第一LED光源阵列的对称中心线。

10.根据权利要求9所述的照明光学系统，其特征在于：所述LED光源阵列中各个LED光源的峰值波长为435nm、405nm或365nm。