CN106406033B - 用于曝光的光源模块单元及包括该光源模块单元的曝光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用于曝光的光源模块。利用本发明的曝光用光源模块单元包括：光源板，其构成为，多个单位紫外线发光元件以矩阵形态的列阵构造贴装于电路基板上，并装载于支撑板；光学板，其具有如下构造，多个单位聚光透镜以从与所述发光元件分别对应的位置相对主光轴向穿过所述光源板上的紫外线发光元件列阵的中心的任意基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的列阵结构设置在以与所述光源板相互面对的形态配置于所述紫外线发光元件的光射出侧的透镜板。根据所述构成，使得从各个单位紫外线发光元件(UV LED)照射而来的扩散光有效地聚光至以孔(aperture)形态设定在曝光装置的光学系统的收光区域，从而可谋求通过低耗电的光亮的最大化，尤其通过实现高效率、高输出的单一波长、短波长的紫外线光，可确保突破性地提高曝光图案的微细化和分辨率的曝光性能的同时，可具有实用且经济可行地替代现有曝光装置的光源的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种曝光用光源，其用于光刻工艺(Photolithography)，以便在半导体晶元或显示面板等形成微细的电路图案，更为详细地涉及一种用于曝光的光源模块单元及包括该光源模块单元的曝光装置，其是经改良的，以便通过多个紫外线发光元件(UVLED)列阵(array)模块和聚光透镜列阵(array)模块的组合，能够有效提升曝光性能和效率的同时，能够容易且经济可行地替换现有的曝光机的光源。
背景技术
例如，作为电气电子设备的主要部件而内置的半导体元件或电路基板(PCB)及类似于液晶显示器(LCD；Liquid Crystal Display)或有机发光二极管(OLED；Organic LightEmitting Diode)和等离子显示板(PDP；Plasma Display Panel)的影像显示板，在其制造工序上的曝光工艺中，通过被统称为光刻(Photolithography)的光微细加工技术，从而制造为形成有微小电路图案。
通常，现有的曝光工艺中所使用的用于曝光的光源主要使用超高压水银灯或卤素(Halogen)灯，但众所周知地，所述现有的用于曝光的光源不仅有伴随寿命低和电力高消费的低效率及高费用引起的曝光工艺的效率问题，而且在环保方面也暴露出诸多问题。
尤其，近来的液晶显示元件(LCD)或有机发光二极管(OLED)等显示领域的薄膜晶体管(TFT；Thin Film Transitor)制造或彩色滤光片(CF；Color Filter)制造时，尽管对利用曝光图案的微细化技术的超高分辨率实现方面市场有切实要求，但是由于利用现有的曝光光源(Hg Lamp)的曝光图案的微细化工艺的技术局限，十分遗憾的是曝光图案的微细化和显示器产业的核心技术超高分辨率实现方面是不可能的。
此外，由于近来对半导体元件的小型化和大容量化及高度集成化和高密度化的趋势，对曝光图案的微细化和高密度化的要求增加，由此问题在于，通过现有的用于曝光的光源实现对现有的微细化图案的要求方面存在限制。
由此，近来，例如，类似于液体浸没式曝光或极紫外线曝光等的新曝光技术的开发正在积极进行中，尤其紫外线发光元件(UV LED)作为一种耗电低和寿命长、单一波长的选择性使用和短波长使用可能、以及绿色环保的用于曝光的光源，正作为现有的用于曝光的光源的替代品而备受瞩目。
但是，就将紫外线发光元件(UV LED)用作光源的曝光装置而言，迫切需要开发用于通过可消减光损失的光路径的构成或照明度分布度及光输出的功率的提高、以及曝光图案的微细化的超高分辨率的实现和、小型化、大容量化及高密度化等的高效新光源(UVLED)，与此同时，对光学部件、模块、单元等的开发的需要也处于迫切的阶段。
本发明在所述的技术背景下得以导出，所述背景技术的问题是本申请人为了导出本发明而持有的，或者是在本发明的导出过程中新习得或确认的内容，不能视为在本发明申请前被一般公众所公知的内容。
【先行技术文献】
【专利文献】
(专利文献1)韩国登记专利公报第10-1440874号
(专利文献2)韩国登记专利公报第10-1401238号
(专利文献3)韩国公开专利公报第10-2012-0095520号
(专利文献4)韩国公开专利公报第10-2015-0049563号
发明内容
本发明在如上所述的背景技术下，考虑到现有曝光装置的用于曝光的光源存在的问题，为了对所述问题进行改善而提出的，本发明的目的在于提供一种低耗电型用于曝光的光源模块单元，其通过多个紫外线发光元件(UV LED)和聚光透镜列阵模块的最优组合，可对聚光效率进行最大化。
本发明的另一个目的在于提供一种低耗电型用于曝光的光源模块单元及包括该单元作为光源的曝光装置，其能够有效且突破性地提高曝光性能和曝光效率，以便可实现曝光图案的微细化和高分辨率。
本发明的有另一个目的在于提供一种改良为可易于替代为现有曝光装置的光源的、可互换替代的模块单元从而经济可行且实用的低耗电型用于曝光的光源模块单元及包括该单元作为光源的曝光装置。
为了达成所述目的，就通过本发明的用于曝光的光源模块单元而言，其包括：光源板，其构成为，多个单位紫外线发光元件以矩阵(matrix)形态的列阵构造贴装于电路基板上，并装载于支撑板；光学板，其具有如下构造，多个单位聚光透镜以从与所述发光元件分别对应的位置相对主光轴向穿过所述光源板上的紫外线发光元件列阵的中心的任意基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的列阵结构设置在以与所述光源板相互面对的形态配置于所述紫外线发光元件的光射出侧的透镜板(LENS PANEL)。
并且，为了达成所述目的，根据本发明的曝光装置包括：曝光工作台(table)，其用于对涂覆有感光剂的用于曝光的基板进行支撑；驱动装置，其对所述曝光工作台以能够在X-Y平面坐标上进行移动的状态进行驱动；用于曝光的光源模块单元，其设置为向所述基板射出用于曝光的照明光；光学系统，其设置于所述基板和用于曝光的光源模块单元之间；以及控制装置，其对所述驱动装置和用于曝光的光源单元的驱动进行控制，所述用于曝光的光源模块单元包括：光源板，其构成为，多个单位紫外线发光元件(UV LED)以矩阵(matrix)形态的列阵构造贴装于电路基板上，并装载于支撑板；光学板，其具有如下构造，多个单位聚光透镜以从与所述发光元件分别对应的位置相对主光轴向穿过所述光源板上的紫外线发光元件列阵的中心的任意基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的列阵结构设置在以与所述光源板相互面对的形态配置于所述紫外线发光元件的光射出侧的透镜板(LENSPANEL)。
根据本发明，所述单位聚光透镜越是逐渐远离穿过所述光源板上的紫外线发光元件列阵的中心的任意的基准中心轴线侧而配置于靠近边缘的位置，相对所对应的单位紫外线发光元件的主光轴的偏心量越是增加，并形成矩形形态的列阵构造，从而构成为使得从各个单位紫外线发光元件所照射的扩散的光得以聚光在收光区域，所述收光区域设定于曝光装置的光学系统。
根据本发明的一个侧面，所述紫外线发光元件可在单位电路基板上以封装形态的LED光源贴装一列以上。由此，形成所述光源板的支撑板上具有在多个单位电路基板上分别贴装多个封装形态的LED光源的构成。
根据本发明的另一个侧面，所述紫外线发光元件可以以封装形态的LED光源贴装在单一的电路基板。
根据本发明的另一个侧面，所述紫外线发光元件可以以单一芯片或多个芯片形态，以LED光源贴装在单一或多个电路基板。
本发明中，所述光学板上的单位聚光透镜以两面凸透镜构成，并且可配置根据列阵位置具有相互不同光学构造的曲率面的两面凸透镜。
根据本发明，相对从所述紫外线发光元件至收光区域的设定于光学系统的光学距离“a”，从穿过所述光源板上的紫外线发光元件列阵的中心的基准中心轴线侧分离的紫外线发光元件的分离距离“b”、以及所述紫外线发光元件和聚光透镜的面对面分离距离“c”、以及所述各个紫外线发光元件的中心轴和聚光透镜的中心轴之间的偏心距离“x”、以及收光区域A的直径“t”的关系优选为，聚光透镜的偏心距离“x”的基准设定为满足“x＝b*c/a”，并且所述“x”的范围构成为满足“bc(2b-t)/2ab<x<bc(2b+t)/2ab”。
此外，优选地，所述紫外线发光元件和聚光透镜的面对面分离距离c和所述聚光透镜的直径d构成为满足1.0c<d<2.5c的条件。
优选地，所述光源板和所述光学板构成为，被壳体(housing)支撑并且以可在曝光装置上进行装卸的单元状态。
此外，优选地，在所述光源板和所述光学板的周围还包括散热装置。
根据利用本发明的用于曝光的光源模块单元，对作为多个紫外线发光元件(UVLED)列阵模块的光源板组合作为聚光透镜列阵模块的光学板，所述聚光透镜列阵模块可将聚光效率最大化，从而实现低耗电，尤其通过紫外线的单一波长和短波长可实现高输出及高效率，由此通过曝光性能和曝光效率的有效提升，使得曝光图案的微细化和突破性的高分辨率成为可能。
并且，根据利用本发明的用于曝光的光源模块单元，使得容易地替代为现有曝光装置的光源的替代互换的模块单元化成为可能，从而使得实用且经济可行的曝光设备的提供成为可能。
此外，根据利用本发明的用于曝光的光源模块单元，通过低耗电的使用、光源替换费用的节省、曝光设备运转时间的提高及环境问题的解决等，从而可期待如下效果：有突破性地节省维修费用。
不仅如此，利用本发明的用于曝光的光源模块单元，根据需要特别高效率高输出的单一波长及短波长的紫外线光，使得自由选择使用成为可能，因此通过作为高品质的曝光性能实现的核心技术的图案微细化，使得高分辨率成为可能。
附图说明
图1是对根据本发明的用于曝光的光源模块单元进行示出的简略分离立体图。
图2是为了说明根据本发明的用于曝光的光源模块单元的单位光源和聚光透镜(lens)列阵(array)构造而进行模式化示出的简略立体图。
图3是对构成为根据本发明的用于曝光的光源模块单元的单位光源的紫外线发光元件的列阵构造进行模式化展示的简略平面图。
图4及图5是分别为了说明根据本发明的用于曝光的光源模块单元的单位光源和聚光透镜的偏心列阵构造而展示的模式图。
图6是表示与根据本发明的用于曝光的光源模块单元的聚光结构相关的集光量的测定结果的图表。
图7是对根据本发明的用于曝光的光源模块单元的光照射状态进行拍摄并展示的图。
图8及图9是分别对使得根据本发明的用于曝光的光源模块单元在互不相同的壳体(housing)得以单元化的状态进行简略示出的外观立体图。
图10及图11是分别对根据本发明的另一实施例的用于曝光的光源模块单元和聚光透镜列阵构造进行示出的简略立体图及平面图。
图12是对通过根据本发明的用于曝光的光源模块单元和作为现有的用于曝光的光源的水银灯(Hg Lamp)分别形成于晶元的电路图案的重点部位进行拍摄，并对根据掩膜(mask)线宽的CD值测定结果进行相互比较并示出的图。
图13是对根据电路图案掩膜线宽的CD值测定结果进行比较，并以图表显示的图，所述电路图案是通过根据本发明的用于曝光的光源模块单元和作为现有的用于曝光的光源的水银灯(Hg Lamp)分别形成于晶元的电路图案。
图14是对使用根据本发明的用于曝光的光源模块单元的曝光装置的重要部位进行抽选并模式化示出的简略构成图。
具体实施方式
以下，参照附图对根据本发明的用于曝光的光源模块单元进行详细说明。以下的说明内容和附图只是以本发明的优选实施例为主而进行的说明，并非限定权利要求所记载的本发明的用于曝光的光源模块单元。
参照图1及图2，根据本发明的用于曝光的光源模块单元100包括：光源板110，其构成为，多个单位紫外线发光元件(UV LED)111以矩阵(matrix)形态的列阵构造安装于电路基板112上并装载于支撑板113；光学板120，其具有如下构造，多个单位聚光透镜121以从与所述紫外线发光元件111列阵的间隔p分别对应的间隔p的位置相对主光轴向穿过所述光源板110上的紫外线发光元件111列阵的中心O(参照图2)的任意基准中心轴线侧偏心的状态e1、e2的矩阵形态的列阵结构设置在为了与所述光源板110相互面对而配置于所述紫外线发光元件111的光射出侧的透镜板(LENS PANEL)122。
根据本发明的一个侧面，如图1所示，优选地，所述紫外线发光元件111，一列以上以射出100nm波长至410nm波长范围的紫外线光的芯片(chip)、封装(package)或芯片和封装的混合形态的LED光源安装在带形态的单位电路基板112。
由此，就所述光源板110而言，多个带形态的单位电路基板112以并排列阵的状态分别装载于支撑板113上，并且安装于各个单位电路基板112的紫外线发光元件111形成x-y坐标上的矩阵形态的列阵。
另外，所述紫外线发光元件111，以射出100nm波长至410nm波长范围的紫外线光的芯片、封装或芯片和封装混合形态的LED光源安装在较大面积的单一电路基板112，以便形成矩阵形态的列阵构造。
图3是对构成为根据本发明的用于曝光的光源模块单元100的单位光源的紫外线发光元件111的列阵构造进行模式化展示的简略平面图。
参照图3，根据本发明的用于曝光的光源模块单元100形成，在以紫外线发光元件111列阵的中心O为原点的x-y直交坐标上多个紫外线发光元件111以一定间隔p分离配置的矩阵形态的列阵构造,所述紫外线发光元件111在所述光源板110上。
另外，所述支撑板113虽然以四边形的板示例，但是所述支撑板113的形状构造作为一个实施例而展示，并非限定根据本发明的用于曝光的光源模块单元100。
由此，根据本发明的用于曝光的光源模块单元100，可适用变形为例如类似圆盘形板等各种形状的实施例。
换句话说，就根据本发明的用于曝光的光源模块单元100而言，其根据安装为光源的曝光装置的规格或构成，或者曝光对象或曝光图案等可变形为各种形态，以便支撑板113的形状构造以最优化的形态得以使用，所述支撑板113上列阵有紫外线发光元件111。
根据本发明的一个侧面，如图3所示，就所述紫外线发光元件111在支撑板113上以奇数(9个)的横列和纵列列阵而成的构造而言，所述光源板110的紫外线发光元件列阵的中心O可配置有单位紫外线发光元件111。
另外，就所述紫外线发光元件111在支撑板113上以偶数的横列和纵列列阵而成的构造而言，具有所如下列阵构造，在所述光源板110的紫外线发光元件列阵的中心O排除单位紫外线发光元件111的配置。
换句话说，所述光源板110上的紫外线发光元件列阵的中心O与受光区域(参照图4及图5的附图标号“A”)的中心配置于同轴上，成为决定各单位聚光透镜121的偏心量(参照图2及图4的e1、e2、en)的基准，所述受光区域为从各个单位紫外线发光元件照射而来的扩散光通过聚光透镜121聚光的区域。
所述受光区域(参照图4及图5的附图标号“A”)形成为孔(aperture)形态，以便形成经过反射镜集束光通过的聚光靶(target)，所述反射镜包括于未示出的曝光装置的光学系统。
由此，就根据本发明的用于曝光的光源模块单元100而言，从各个单位紫外线发光元件111照射而来的扩散的光通过聚光透镜121而发生聚光折射，从而得到聚光以便通过形成为收光区域的聚光靶(target)的孔(aperture)。
换句话说，就根据本发明的用于曝光的光源模块单元100而言，所述光源板110上的紫外线发光元件111列阵的中心O与透镜板212的中心配置于相同轴上，并且逐渐远离穿过所述中心O的任意的基准中心轴线侧而配置于靠近边缘的位置上的聚光透镜121配置为，相对于与其相对应的紫外线发光元件111的主光轴向所述基准中心轴线侧偏心的距离逐渐增加。
总而言之，根据本发明的用于曝光的光源模块单元100构成为，聚光透镜121以相对于紫外线发光元件111的主光轴偏心的方式得到配置，比方说，执行斜视(strabismus)透镜的作用和功能，由此对从各个单位紫外线发光元件111照射而来的扩散光的聚光效率进行最大化。
另外，就根据具有如上所述构成的本发明的用于曝光的光源模块单元100而言，为了对从紫外线发光元件111照射而来的扩散光的聚光效率进行最大化，优选地，聚光透镜121由两面凸透镜构成，并且优选地，具有根据列阵位置具有相互不同光学构造的曲率面的两面凸透镜。
图4及图5是分别为了说明根据本发明的用于曝光的光源模块单元100的聚光透镜121相对于紫外线发光元件111的主光轴偏心的列阵构造而展示的模式图。
在图4及图5中“a”表示从紫外线发光元件111至孔(aperture)的光学距离，所述孔设定于作为聚光靶(target)的收光区域A。
并且，“b”表示从穿过所述光源板110的紫外线发光元件列阵的中心O的基准中心轴线侧分离配置的紫外线发光元件111的分离距离。
此外，“c”表示紫外线发光元件111和聚光透镜121的面对面分离距离，“x”表紫外线发光元件111的中心轴和聚光透镜121的中心轴之间的偏心距离，“t”表示收光区域A的直径。
参照图4及图5，就根据本发明的用于曝光的光源模块单元100而言，针对从紫外线发光元件111至孔(aperture)的光学距离“a”，优选地，所述“b”和“c”、“x”及“t”的关系通过以下公式定义，所述孔设定为作为聚光靶(target)的收光区域A。
换句话说，聚光透镜121的偏心距离“x”的基准设定为满足“x＝b*c/a”，并且所述“x”的范围设定为满足“bc(2b-t)/2ab<x<bc(2b+t)/2ab”。
图6是表示根据本发明的用于曝光的光源模块单元100的聚光构造的集光量的测定结果的图表，“a”表示从紫外线发光元件111至孔(aperture)的光学距离，所述孔设定为作为聚光靶(target)的收光区域A，“c”表示紫外线发光元件111和聚光透镜121的面对面分离距离，“d”表示聚光透镜121的直径。
参照图6，就根据本发明的用于曝光的光源模块单元100而言，对于紫外线发光元件111和聚光透镜121的面对面分离距离“c”的聚光透镜121的直径“d”的比率值d/c为1以上时，光量急剧增加，与此相反，d/c的值为2以上时，光量维持为一定。
由此，优选地，根据本发明的用于曝光的光源模块单元100构成为，紫外线发光元件111与聚光透镜121的面对面分离距离c、以及所述聚光透镜的直径d满足1.0c<d<2.5c的条件。
图7是对根据本发明的用于曝光的光源模块单元的光照射状态进行拍摄并展示的图，图7的(a)是对排除光学板120的状态的光源板110的光照射状态进行的拍摄，并且图7的(b)是对通过光学板120的光照射状态进行的拍摄。
参照图7，可确认相比排除光学板120的状态的光照射状态，通过光学板120的光照射状态的亮度更加明亮。
另外，分别如图8及图9所示，就根据本发明的用于曝光的光源模块单元100而言，使得所述光源板110和光学板120安装为通过壳体(housing)130、140得到支撑，从而可具有单元化的构成。由此，以安装于壳体130、140的方式单元化的用于曝光的光源模块单元100因为可利用为曝光装置(未示出)的可装卸的光源，所以能够非常经济可行且易于替代类似于水银或卤素灯等的现有曝光装置的光源。
另外，就根据本发明的用于曝光的光源模块单元100而言，在使得所述光源板110和光学板120以形成为一组的方式结合的状态下，也可设置为通过曝光装置所包括的支架(bracket)或凸缘(flange)等构造物得以支撑的光源。
并且，就根据本发明的用于曝光的光源模块单元100而言，优选地，进一步包括设置于所述壳体130、140的散热装置，以便设置于光源板110和光学板120的周围。
就所述散热装置而言，例如，可设置内置于所述壳体130、140的散热器(heatsink)，以便装载所述光源板110和光学板120，并且也可设置空冷式散热装置，所述空冷式散热装置使用用于空气循环的风扇(fan)或鼓风机(blower)，并且如图10所示，也可设置水冷式散热装置，所述水冷式散热装置与冷却装置(chiller)连接，以便通过冷却水流入口141和流出口142使得冷却水循环，并且可以以所述空冷式和水冷式散热装置合并的状态设置。
根据本发明的另一个侧面，如图10及图11不同实施例分别所展示的，通过本发明的用于曝光的光源模块单元可构成为具有使得紫外线发光元件111和聚光透镜121以圆形得以列阵的构造。所述圆形列阵构造的情况具有如下优点：可排出四边形列阵构造中，从在距离最远离中心O的棱角位置上列阵的紫外线发光元件111所产生的光损失。
另外，图12是对根据具有如上所述构成的本发明的用于曝光的光源模块单元和作为现有的用于曝光的光源的水银灯(Hg Lamp)的曝光性能进行测试并比较后，将结果拍摄为相片并展示的图。
图12所展示的测试结果是经如下过程而得到的，向3.5英寸(inch)晶元涂覆1.5um厚度的光刻胶(photoresist)(产品名:DTFR-JC800)，并将掩膜(mask)线宽在1.0至3.5um范围内分别以0.2(或0.3um)的间隔进行设定，从而进行曝光后，通过氢氧化四甲基氢氧化铵(TMAH)2.38wt％显像液进行显像，从而对通过在常规LCD制造工艺中所使用的光刻法(photolithography)所形成的微细电路图案的临界线宽微细尺寸(CD；CriticalDimension)以照片拍摄进行测定。
参照图12，能够确认如下事实：利用现有的作为用于曝光的光源的水银灯能够实现的微细电路图案的临界线宽微细尺寸CD的限度为2.0um左右，与此相反，利用根据本发明的用于曝光的光源模块单元能够实现的微细电路图案的临界线宽微细尺寸CD可以为1.4um左右。
并且，图13是为了将图12中通过照片拍摄测定的临界线宽微细尺寸CD与理想的临界线宽微细尺寸CD进行比较以图表进行整理并表示的图。
参照图13，就利用根据本发明的用于曝光的光源模块单元可实现的微细电路图案的临界线宽微细尺寸CD而言，可确认如下事实：与利用现有的作为用于曝光的光源的水银灯可实现的微细电路图案的临界线宽微细尺寸CD进行比较，形成为更接近理想的临界线宽微细尺寸CD的图案。
由此，就利用根据本发明的用于曝光的光源模块单元而形成的微细电路图案的线宽而言，可确认如下事实：与利用现有的作为用于曝光的光源的水银灯而形成的电路图案的线宽相比，可形成得更加微细且精密。由此，根据本发明的用于曝光的光源模块单元在曝光工艺中可实现突破性的高分辨率。
图14是对使用根据本发明的用于曝光的光源模块单元的曝光装置的重要部位进行抽选并模式化示出的简略构成图。在此，与前述所示出的附图的参照标号相同的参照标号表示相同的构成要素。
参照图14，根据本发明的曝光装置200包括：曝光工作台(table)250，其用于对涂覆有感光剂的用于曝光的玻璃基板10进行支撑；驱动装置(无附图标号)，其对所述曝光工作台250以能够在X-Y平面坐标上进行移动的状态进行驱动；用于曝光的光源模块单元100，其设置为向所述玻璃基板10射出用于曝光的照明光；光学系统210～230，其设置于所述玻璃基板10和用于曝光的光源模块单元100之间；以及控制装置(无附图标号)，其对所述驱动装置和用于曝光的光源单元100的驱动进行联系并控制。在此，未说明的附图标号240表示形成有曝光图案的用于曝光的掩膜。
所述玻璃基板10设置为，从所述用于曝光的光源模块单元100照射而出的照明光所入射的面上涂覆有感光剂，并且掩膜240将空气层夹在中间支撑于曝光工作台250，所述掩膜240形成有与形成于所述感光面上的感光图案相同图案。由此，用于曝光的光源模块单元100所射出的照明光通过光学系统210～230得以聚光的同时，通过掩膜240向玻璃基板10的感光面照射，由此执行使得形成于掩膜240的曝光图案转印至玻璃基板3的感光面的曝光工艺。
就所述曝光工作台250而言，根据玻璃基板10和掩膜240的相对尺寸，通过驱动装置向X-Y平面坐标上进行移动的同时，在对玻璃基板10和掩膜240的位置进行排列的状态下，执行曝光工艺。
另外，通过本发明的曝光装置200中，所述玻璃基板10和掩膜240，虽然对以相互分离的方式设置的构成进行了示例，但是所述构并非限定本发明。
另外，可具有使得掩膜240紧贴于玻璃基板10的感光面的构成，所述构成的情况下，玻璃基板10的感光面得以紧贴曝光，从而掩膜240的图案转印于感光面。
此外，通过对玻璃基板10和掩膜240之间的间隙(gap)进行扩大，从而在玻璃基板10和掩膜240之间介入缩小投影透镜的构成，可将形成于掩膜240的图案向玻璃基板10的感光面进行缩小投影曝光。
并且，所述光学系统210～230的设置是为了将照明光有效地聚光至掩膜240，其包括用于反射的反射镜210和用于将通过所述孔(aperture)A的照明光向用于聚光的反射镜230进行折射的复眼透镜(fly eye lens)221、聚光透镜(condense lens)222及平透镜(plate lens)223、224，所述用于反射的反射镜210进行反射从而使得从用于曝光的光源模块单元100所照射的照明光通过设定为收光区域的孔(aperture)A；所述用于聚光的反射镜230将通过所述孔(aperture)A的照明光向掩膜聚光。所述光学系统210～230的构成并非限定根据本发明的曝光装置200，并且根据曝光对象和掩膜的规格等也可适用多种形态的变形构成。
所述用于曝光的光源模块单元100作为使根据本发明的曝光装置200具有特征的构成要素，其包括：光源板110，其构成为，多个单位紫外线发光元件(UV LED)111以矩阵(matrix)形态的列阵构造贴装于电路基板112上并装载于支撑板113；光学板120，其具有如下构造，多个单位聚光透镜121以从与所述紫外线发光元件111列阵的间隔p分别对应的间隔p的位置相对主光轴向穿过所述光源板110上的紫外线发光元件111列阵的中心O(参照图2)的任意基准中心轴线侧偏心的状态e1、e2的矩阵形态的列阵结构设置在为了与所述光源板110相互面对而配置于所述紫外线发光元件111的光射出侧的透镜板(LENS PANEL)122。
根据本发明的曝光装置200，就所述紫外线发光元件111而言，如图1所示，优选地，一列以上以射出100nm波长至410nm波长范围的紫外线光的芯片(chip)、封装(package)或芯片和封装的混合形态的LED光源安装在带形态的单位电路基板112。
所述的用于曝光的光源模块单元100对作为多个紫外线发光元件(UV LED)列阵模块的光源板组合作为聚光透镜列阵模块的光学板，所述聚光透镜列阵模块可将聚光效率最大化，具有通过图1至图12详细说明、且权利要求范围的权利要求1至10所记载的构成，省略其详细说明。
综上所述，就根据本发明的曝光装置200而言，其设置为具有对现有常规的曝光装置替换所述用于曝光的光源模块单元100，由此通过低耗电、节省光源替换费用、提升曝光装置的运转时间及解决环境问题等可期待突破性的节省维修费用的效果，不仅如此，尤其具有如下优点：通过紫外线的单一波长和短波长可实现高输出及高效率，由此通过曝光性能和曝光效率的有效提升，使得曝光图案的微细化和突破性的高分辨率成为可能。
以上说明的本发明并非被上述特定的优选实施例所限定，并且在不脱离权利要求范围内所要求的本发明的要点的情况下，在该发明所属的技术领域具有一般知识的人员皆能进行各种变形实施例，并且所述变形所属于所记载的权利要求范围内。
标号说明
100：用于曝光的光源模块单元
110：光源板
111：紫外线发光元件
112：电路基板
113：支撑板
120：光学板
121：聚光透镜
122：透镜板
200：曝光装置
210：反射镜
240：掩膜
A：收光区域/孔(aperture)
Claims (10)
1.一种用于曝光的光源模块单元，其特征在于，包括：
光源板，其构成为，多个单位紫外线发光元件以矩阵形态的列阵构造安装于电路基板上，并装载于支撑板；
光学板，其具有如下构造，多个单位聚光透镜以从与所述发光元件分别对应的位置相对主光轴向穿过所述光源板上的紫外线发光元件列阵的中心的任意基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的列阵结构设置在以与所述光源板相互面对的形态配置于所述紫外线发光元件的光射出侧的透镜板；
相对从所述紫外线发光元件至收光区域A的光学距离“a”，从穿过所述光源板上的紫外线发光元件列阵的中心O的基准中心轴线侧分离的紫外线发光元件的分离距离“b”、以及所述紫外线发光元件和聚光透镜的面对面分离距离“c”、以及所述各个紫外线发光元件的中心轴和聚光透镜的中心轴之间的偏心距离“x”、以及收光区域A的直径“t”的关系设定为，聚光透镜的偏心距离“x”的基准满足“x＝b*c/a”，并且所述“x”的范围满足“bc(2b-t)/2ab<x<bc(2b+t)/2ab”。
2.根据权利要求1所述的用于曝光的光源模块单元，其特征在于，
所述单位聚光透镜越是逐渐远离穿过所述光源板上的紫外线发光元件列阵的中心的任意的基准中心轴线侧而配置于靠近边缘的位置，相对所对应的单位紫外线发光元件的主光轴的偏心量越是增加，并形成矩形形态的列阵构造，从而使得从各个单位紫外线发光元件所照射的扩散光聚光在收光区域，所述收光区域设定于曝光装置的光学系统。
3.根据权利要求1所述的用于曝光的光源模块单元，其特征在于，
所述紫外线发光元件以芯片或封装中所选择的某一个形态或两者混合的形态的LED光源安装于单一或多个单位电路基板。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于曝光的光源模块单元，其特征在于，
所述单位聚光透镜以两面凸透镜形成。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于曝光的光源模块单元，其特征在于，
所述单位聚光透镜以两面凸透镜形成，所述两面凸透镜根据列阵的排列位置具有相互不同光学构造的曲率面。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于曝光的光源模块单元，其特征在于，
相互对应的所述单位紫外线发光元件和单位聚光透镜的面对面分离距离c和所述聚光透镜的直径d满足1.0c<d<2.5c的条件。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于曝光的光源模块单元，其特征在于，
所述光源板和所述光学板设置为，被壳体支撑而以可装卸于曝光装置的状态得到单元化。
8.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于曝光的光源模块单元，其特征在于，
在所述光源板和所述光学板的周围还包括散热装置。
9.一种曝光装置，其包括：曝光工作台，其用于对涂覆有感光剂的用于曝光的基板进行支撑；驱动装置，其对所述曝光工作台以能够在X-Y平面坐标上进行移动的状态进行驱动；用于曝光的光源模块单元，其设置为向掩膜射出照明光，所述掩膜用于形成所述基板的曝光图案；光学系统，其设置于所述基板和用于曝光的光源模块单元之间；以及控制装置，其对所述驱动装置和用于曝光的光源单元的驱动联系起来进行控制，
所述曝光装置的特征在于，所述用于曝光的光源模块单元包括：
光源板，其构成为，多个单位紫外线发光元件以矩阵形态的列阵构造安装于电路基板上，并装载于支撑板；
光学板，其具有如下构造，多个单位聚光透镜以从与所述发光元件分别对应的位置相对主光轴向穿过所述光源板上的紫外线发光元件列阵的中心的任意基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的列阵结构设置在以与所述光源板相互面对的形态配置于所述发光元件的光射出侧的透镜板；
相对从所述紫外线发光元件至收光区域A的光学距离“a”，从穿过所述光源板上的紫外线发光元件列阵的中心O的基准中心轴线侧分离的紫外线发光元件的分离距离“b”、以及所述紫外线发光元件和聚光透镜的面对面分离距离“c”、以及所述各个紫外线发光元件的中心轴和聚光透镜的中心轴之间的偏心距离“x”、以及收光区域A的直径“t”的关系为，聚光透镜的偏心距离“x”的基准满足“x＝b*c/a”，并且所述“x”的范围满足“bc(2b-t)/2ab<x<bc(2b+t)/2ab”。
10.根据权利要求9所述的曝光装置，其特征在于，
所述单位聚光透镜越是逐渐远离穿过所述光源板上的紫外线发光元件列阵的中心的任意的基准中心轴线侧而配置于靠近边缘的位置，相对所对应的单位紫外线发光元件的主光轴的偏心量越是增加，并形成矩形形态的列阵构造，从而构成为使得从各个单位紫外线发光元件所照射的扩散光聚光在收光区域，所述收光区域设定于曝光装置的光学系统。
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