CN201487677U - 照明系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的照明系统包括锥轴椭球反射镜、光源和均光器；所述锥轴椭球反射镜、光源和匀光器依次排列；所述光源设置在锥轴椭球反射镜的第一焦点处；所述匀光器设置在锥轴椭球反射镜的主轴上，所述光源发射的光经锥轴椭球反射镜反射后耦合进入匀光器。本实用新型的照明系统的照明视场均匀性好，应用范围广。
Description
技术领域
本实用新型涉及微光刻技术，尤其涉及一种照明系统。
背景技术
半导体制造中的微光刻技术就是利用光学系统把掩膜版上的图形精确地投影曝光到涂过光刻胶的硅片上。
如图1和图2所示，现有技术中，微光刻技术中的光学系统的照明系统包括标准椭球反射镜11、汞灯12、平面反射镜13和匀光器14，所述汞灯12设置在椭球反射镜11的第一焦点上，汞灯12发出的光线经椭球反射镜11和平面反射镜13的反射后会聚于一点，在该点处放置一匀光器14(图1中匀光器14为石英积分棒，图2中匀光器14为微透镜阵列)，光线通过匀光器14后形成均匀的照明视场。为了提高照明视场的均匀性，照明系统中的匀光器可采用石英积分棒和微透镜阵列的组合。
现有技术中照明系统的缺点是，照明视场的均匀性不够好，随着半导体制造业对半导体器件线宽要求的日益提高，对照明系统照明视场的均匀性的要求也日益提高。
锥轴椭球反射镜是标准椭球反射镜的变形，如图3所示，标准椭球反射镜有两个焦点即第一焦点F1和第二焦点F2，标准椭球反射镜的椭球线111以第一焦点F1为支点绕轴线偏转一个角度α，绕轴线偏转后的椭球线111的一半再绕原轴线旋转一周后形成锥轴椭球反射镜。
锥轴椭球反射镜与标准椭球反射镜的区别在于，锥轴椭球反射镜在其第二个焦点的中心点处的光照度是周围光照度的叠加，如图4所示，在锥轴椭球反射镜第二个焦点的中心区域具有每个周围的光斑的一部分光，而标准椭球反射镜在其第二个焦点的中心处的光照度只是标准椭球反射镜上某一截面环上的光的反射的会聚，如图5所示，在标准椭球反射镜第二个焦点的中心区域是椭球上某一环带的光的汇集，也就是说锥轴椭球反射镜由于更多的光的叠加形成了更加均匀的光照度。
从图4和图5中可以看出，锥轴椭球反射镜在第二焦点处的功率密度显然比标准椭球反射镜在第二焦点处的功率密低，锥轴椭球反射镜将光斑扩大后，取其中一部分叠加，对第二焦点处的光学器件来说如果想镀增透膜的话，这样的光斑可以延长增透膜的寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种照明系统，提高照明视场的均匀性。
为了达到上述的目的，本实用新型提供一种照明系统，包括锥轴椭球反射镜、光源和匀光器；所述锥轴椭球反射镜、光源和匀光器依次排列；所述光源设置在锥轴椭球反射镜的第一焦点处；所述匀光器设置在锥轴椭球反射镜的主轴上，所述光源发射的光经锥轴椭球反射镜反射后耦合进入匀光器。
上述照明系统，其中，所述匀光器的入射端设置在锥轴椭球反射镜的第二焦点处。
上述照明系统，其中，所述匀光器的入射端设置在距锥轴椭球反射镜的第二焦点2mm的范围内。
上述照明系统，其中，还包括耦合透镜，所述耦合透镜设置在匀光器的入射端。
上述照明系统，其中，所述匀光器为微透镜阵列、石英积分棒或者微透镜阵列和石英积分棒的组合。
上述照明系统，其中，所述光源为高压汞灯，其波长为465nm、405nm或365nm。
本实用新型的照明系统由于采用锥轴椭球反射镜，能在锥轴椭球反射镜的第二焦点处形成具有一定大小的光斑，该光斑均匀性好、功率密度低，在匀光器的作用下，大大提高了照明视场的均匀性，且能延长锥轴椭球反射镜第二焦点处的光学器件薄膜的寿命。
附图说明
本实用新型的照明系统由以下的实施例及附图给出。
图1是一种现有技术的照明系统的结构示意图。
图2是另一种现有技术的照明系统的结构示意图。
图3是标准椭球反射镜的结构示意图。
图4是锥轴椭球反射镜第二焦点的中心区域光照度的示意图。
图5是标准椭球反射镜第二焦点的中心区域光照度的示意图。
图6是本实用新型照明系统实施例之一的结构示意图。
图7是本实用新型中锥轴椭球反射镜的示意图。
图8是本实用新型照明系统实施例之二的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合图6～图8对本实用新型的照明系统作进一步的详细描述。
本实用新型照明系统包括锥轴椭球反射镜、光源和匀光器；
所述锥轴椭球反射镜、光源和匀光器依次排列；
所述光源设置在锥轴椭球反射镜的第一焦点处；
所述匀光器设置在锥轴椭球反射镜的主轴上，所述光源发射的光经锥轴椭球反射镜反射后耦合进入匀光器。
实施例一：
参见图6，照明系统包括锥轴椭球反射镜2、光源3、微透镜阵列4和石英积分棒5，所述锥轴椭球反射镜2、光源3、微透镜阵列4和石英积分棒5依次排列。
参见图7，所述锥轴椭球反射镜2有两个焦点即第一焦点F1′和第二焦点F2′，所述第一焦点F1′离锥轴椭球反射镜2的反射面较近，所述第二焦点F2′离锥轴椭球反射镜2的反射面较远。
所述光源3设置在锥轴椭球反射镜2的第一焦点F1′处，所述光源3发出的光经锥轴椭球反射镜2反射后在锥轴椭球反射镜2的第二焦点F2′处会聚。
所述光源3是高压汞灯，其波长可以为465nm、405nm、365nm或更短波长。
所述微透镜阵列4设置在锥轴椭球反射镜2的主轴上，该微透镜阵列4的入射端可以设置在距锥轴椭球反射镜2的第二焦点F2′2mm的范围内，优选地，该微透镜阵列4的入射端设置在锥轴椭球反射镜2的第二焦点F2′处。
所述光源3发出的光经锥轴椭球反射镜2反射后在锥轴椭球反射镜2的第二焦点F2′处会聚，会聚的反射光进入设置在第二焦点F2′处的微透镜阵列4，反射光通过微透镜阵列4后进入石英积分棒5，在石英积分棒5内经过多次反射后发射出来，形成均匀的照明视场。
本实施例采用微透镜阵列和石英积分棒的组合调节反射光的均匀性，除此之外，也可以只放置一匀光器调节反射光的均匀性，如只设置一石英积分棒对反射光起调节作用，或者只设置一微透镜阵列对反射光起调节作用。
本实施例中，锥轴椭球反射镜具有380mm的大口直径，75mm的底孔直径，深度为183mm，第一焦距为56mm，第二焦距为800mm，α为1.15°，在锥轴椭球反射镜的第二焦点处得到直径为30mm的光斑，匀光器选用35mm×35mm的微透镜阵列和30mm×30mm×300mm的石英积分棒的组合，得到数值孔径为0.32，视场大小为30×30mm的均匀照明区域。
实施例二：
参见图8，照明系统包括锥轴椭球反射镜2、光源3、耦合透镜6和石英积分棒5，所述锥轴椭球反射镜2、光源3、耦合透镜6和石英积分棒5依次排列。
所述光源3设置在锥轴椭球反射镜2的第一焦点F1′处。
所述耦合透镜6设置在石英积分棒5的入射端，所述耦合透镜6位于锥轴椭球反射镜2的第二焦点F2′处。
所述光源3发出的光经锥轴椭球反射镜2反射后，在光经锥轴椭球反射镜2的第二焦点F2′处形成具有一定大小的光斑，所述耦合透镜6对光斑起会聚作用，使更多的反射光进入石英积分棒5。
本实施例中，锥轴椭球反射镜具有380mm的大口直径，75mm的底孔直径，深度为183mm，第一焦距为56mm，第二焦距为800mm，α为1.15°，在锥轴椭球反射镜的第二焦点处得到直径为30mm的光斑，耦合透镜选用半径为20mm、宽为15mm的平凸透镜，匀光器选用30mm×30mm×300mm的石英积分棒，得到数值孔径为0.6，视场大小为30×30mm的均匀照明区域。
本实用新型照明系统由于锥轴椭球反射镜的第二焦点处的功率密度较低，能延长该第二焦点处的光学器件薄膜的寿命。
本实用新型照明系统不仅适用于微光刻技术中的光学系统，还适用于其他对照明视场均匀性要求较高的光学系统。
Claims (6)
1.一种照明系统，包括光源和匀光器，其特征在于，还包括锥轴椭球反射镜；所述锥轴椭球反射镜、光源和匀光器依次排列；所述匀光器设置在锥轴椭球反射镜的主轴上，所述光源发射的光经锥轴椭球反射镜反射后耦合进入匀光器。
2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述匀光器的入射端设置在锥轴椭球反射镜的第二焦点处。
3.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述匀光器的入射端设置在距锥轴椭球反射镜的第二焦点2mm的范围内。
4.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，还包括耦合透镜，所述耦合透镜设置在匀光器的入射端。
5.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述匀光器为微透镜阵列、石英积分棒或者微透镜阵列和石英积分棒的组合。
6.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述光源为高压汞灯，其波长为465nm、405nm或365nm。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102540736A (zh) * | 2010-12-10 | 2012-07-04 | 上海微电子装备有限公司 | 用于大视场拼接照明的均匀性补偿装置 |
| CN102566294A (zh) * | 2010-12-28 | 2012-07-11 | 上海微电子装备有限公司 | 一种光刻照明光学系统 |
| CN105090830A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-11-25 | 广州市浩洋电子有限公司 | 一种改善光斑均匀性的舞台灯光学系统 |
| CN106545757A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-03-29 | 武汉通畅汽车电子照明有限公司 | Rgb全激光光源模组及其光路调整方法 |
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2009
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