[实用新型]一种光刻机用的一体封装的LED阵列光源

说明书

本实用新型公开了一种光刻机用的一体封装的LED阵列光源，包括LED光源组件，通过将LED阵列芯片、聚光透镜、异形光学积分器和准直透镜做一体化紧密胶合，具备聚光、匀光和准直功能，能够提高LED阵列光源的光功率利用率，减小了光路调整的难度，能提供更高的生产效率。同时提出了一种以一体封装的LED阵列光源作为曝光光源的光路系统，增加了二次匀光，保证曝光台面较高的均匀性。

技术领域

本实用新型涉及光刻机技术领域，具体为一种光刻机用的一体封装的LED 阵列光源。

背景技术

光刻技术是集成电路制造过程中利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法将电路图形转印到单晶表面或介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术，要用到光刻机这种核心设备。随着技术水平的发展，光刻机对提高光路系统的光效提出了更高的要求。

紫外曝光光源是光刻机的核心元件，其出射光功率的大小直接影响曝光台面的能量需求。传统的汞灯光源耗电量大、点亮慢、不环保和寿命短等因素限制了其可持续发展，UV-LED光源作为一种绿色光源出现，由于具有功耗低、点亮快、稳定性好和寿命长等优点得到了广泛的发展空间。但UV-LED本身发散角较大，一部分光会照射到空气中，降低了LED光源系统的光功率利用率，特别是对于大尺寸、多阵列的LED光源，能量的散失意味着提供更高的电功率。一般采用的方法是在LED光源后加二次配光系统，但会增加光路的复杂性，增加光源的体积，同时提高调试的难度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种光刻机用的一体封装的LED阵列光源，通过将LED阵列芯片、聚光透镜、异形光学积分器和准直透镜做一体化紧密胶合，能够提高LED阵列光源的光功率利用率，降低了光路调整的难度，能提供更高的生产效率，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种光刻机用的一体封装的LED阵列光源，包括LED光源组件，所述LED光源组件包括LED阵列芯片，所述LED阵列芯片的右侧设有聚光透镜，聚光透镜的右侧设有异形光学积分器，所述异形光学积分器的右侧设有准直透镜，准直透镜为平凸透镜，所述LED阵列芯片、聚光透镜、异形光学积分器和准直透镜之间通过一体化胶装方式紧密连接，且LED阵列芯片、聚光透镜、异形光学积分器和准直透镜共轴，通过LED阵列芯片可以发出紫外光光线，由聚光透镜进行收光，然后通过异形光学积分器进行匀光，最后通过准直透镜得到均匀性较好的平行紫外光。

进一步的，所述LED阵列芯片包括LED阵列芯片基板，所述LED阵列芯片基板的右侧均匀设有LED灯珠芯片，且通过LED灯珠芯片呈有序矩形阵列状的分布在LED阵列芯片基板上，可以提供大功率、大面积的出射光斑，且每个LED灯珠芯片都用凸透镜进行封装，并且LED灯珠芯片由外部电控模块控制调节。

进一步的，所述聚光透镜包括连接环，且连接环的内侧右端设有凸透镜，所述异形光学积分器的左端设有与凸透镜对应的弧面状凹槽，异形光学积分器采用长方形的匀光棒，其材质为玻璃或石英，通过弧面状凹槽可以增加入射到异形光学积分器内部光线的发散角，增加光线在匀光器中的反射次数，提高光斑的均匀性。

进一步的，提出一种以一体封装的LED阵列光源作为曝光光源的光路系统，包括LED光源组件、光线处理组件、反射镜、曝光台面组件。所述LED 光源组件的右侧上方设有光线处理组件，光线处理组件的中心轴线与LED光源组件的中心轴线位于同一条直线，所述光线处理组件的右侧上端设有反射镜，反射镜为弧面状结构，所述反射镜与光线处理组件相对应，所述反射镜的下方设有对应的曝光台面组件。

进一步的，所述光线处理组件包括匀光片，所述匀光片的右侧上方设有聚焦透镜组，所述聚焦透镜组由两个平凸透镜组成，且两个平凸透镜弧面相对应，通过匀光片可以进行二次匀光，并且通过聚焦透镜组和反射镜可以出射高均匀性的平行紫外光。

进一步的，所述曝光台面组件包括曝光台面基板，所述曝光台面基板的上方设有掩膜板，平行紫外光透过掩膜板将预曝光图案呈现在曝光台面的基板上。