[实用新型]复合波长LED光源的光刻直写光学结构及直写光刻机

说明书

本实用新型公开了一种复合波长LED光源的光刻直写光学结构及直写光刻机，属于光刻机设计技术领域，包括：光源和用于把光源出射光馈送到成像系统的光路系统，光源包括波长不同的第一LED光源和第二LED光源，光路系统包括二向色镜、照明透镜组以及第一光棒、第二光棒；第一LED光源的出光面和第二LED光源的出光面分别与第一光棒的入射端面和第二光棒的入射端面紧贴布置，二向色镜布置在第一光棒出射光路径和第二光棒出射光路径的交点处，照明透镜组布置在二向色镜的出射光路径上，照明透镜组的出射光馈送至成像系统。对于不同的光敏感材料，由于采用了双波长的光学结构，相比于传统的单一波长的光刻直写设备，双波长可以满足混合波长油墨的需求。

技术领域

本实用新型涉及光刻机设计技术领域，特别涉及一种复合波长LED 光源的光刻直写光学结构及直写光刻机。

背景技术

激光直写技术属于无掩膜光刻技术的一种，其工作原理是利用直写装置控制聚焦的激光光束，由计算机控制声光调制器、平台或转台的运动，在光刻胶上进行曝光，产生预定图形，经过显影得到所需的图像，无需掩膜制作，节省了时间和成本。

光路系统是直写光刻机的重要组成部分之一，其光源类型和系统结构不仅影响光刻机的光学性能，还会关系到设备的复杂程度和设计难度。目前，直写光刻机设备的常见的光源系统使用的是单波长405nm激光器或LED光源系统，也有使用汞灯光源的。主要存在以下几个方面的缺点：

一，传统的工艺的光阻材料都是基于365nm(汞灯光源)开发出来的，传统材料上还无法满足单波长直写光刻机的要求，所以使用单波长 405nm激光器光源的直写光刻机，其应用的局限性是显然的。

二，汞灯光源寿命短且耗电量大，需要考虑光能的收集和散热问题，导致光学系统相当复杂，一般不在直写光刻机设备上使用。

三、短波长(365nm，293nm，355nm，375nm)的激光器光源价格昂贵，并且功率较低，还不能适用于直写光刻机设备大规模的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供了一种具有复合波长的LED光源的光刻直写光学结构。

为实现以上目的，一方面，采用一种复合波长LED光源的光刻直写光学结构，包括光源和用于把光源出射光馈送到成像系统的光路系统，光源包括波长不同的第一LED光源和第二LED光源，光路系统包括二向色镜、照明透镜组以及第一光棒、第二光棒；

第一LED光源的出光面和第二LED光源的出光面分别与第一光棒的入射端面和第二光棒的入射端面紧贴布置，二向色镜布置在第一光棒出射光路径和第二光棒出射光路径的交点处，照明透镜组布置在二向色镜的出射光路径上，照明透镜组的出射光馈送至成像系统。

进一步地，所述第一LED光源为紫外LED光源，第二LED光源为紫色LED光源，紫外LED光源和紫色LED光源均集成至少两颗LED 芯片。

进一步地，所述紫外LED光源和紫色LED光源中的LED芯片均为阵列排布。

进一步地，所述第一LED光源的出光面与所述第一光棒的入射端面尺寸比例一致，所述第二LED光源的出光面与所述第二光棒的入射端面尺寸比例一致。

进一步地，所述第一LED光源的出光面与第一光棒的入射端面之间的间隙以及第二LED光源的出光面与第一光棒的入射端面之间的间隙均不超过0.5mm。

进一步地，所述第一光棒和所述第二光棒均为梯形，且所述第一光棒和第二光棒的出射端面尺寸均大于其入射端面。

进一步地，所述第一光棒和第二光棒均采用石英JGS1材质。