CN203858450U - 一种基于qled光源的光刻机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于QLED光源的光刻机,包括发光控制器,QLED阵列,透镜组,图形发生器,投影光路,基片和移动平台;所述QLED阵列安装在发光控制器上,组成QLED光源光学系统;所述透镜组位于QLED光源光学系统的右上方,与QLED阵列同轴,所述图形发生器位于透镜组同轴的右上方,所述投影光路位于图形发生器与移动平台之间,并垂直于移动平台,所述基片固定于移动平台上;所述发光控制器设置QLED阵列的曝光时间和相对辐照强度,所述透镜组用于对光束进行整形,光束经由所述图形发生器以及投影光路实现对基片的曝光。本实用新型采用量子点发光二极管QLED,解决了现有高压汞灯光源使用寿命短、耗能高、温度高和体积大的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及微电子、微纳光子器件制备等微纳加工领域,尤其涉及一种基于QLED光源的光刻机。
背景技术
光刻机适用于在晶片、印刷电路板、掩膜板、平板显示器、光学玻璃平板等存底材料上印刷构图的设备,光刻机曝光光源部分是各种接近式、步进式光刻机的重要部件之一,其曝光量、寿命、均匀性、发热量都直接和其他各部件的设计相关;光源影响着光刻机使用的最终关键特征尺寸的质量,使用和维护成本。目前基于紫外光线的光刻机大多以高压汞灯做曝光光源,采用Hg的i线(365nm)曝光。其存在的主要问题为:
1、光学系统复杂。汞灯光源属于立体全方位辐照,为实现单一波长均匀辐照,其光学系统包括光栏、快门、准直镜、i线滤光片、场景、反射镜等等。复杂的光学系统成为光刻机价格高昂和小型化的瓶颈。
2、稳定性低。汞灯的发光极金属在使用中容易加热变形,导致其光斑容易移动,所以需要经常调节,特别是刚完成预热的时候。
3、寿命短。光刻机使用的高压汞灯一般在2000小时左右。加之高压汞灯需提前预热,且开启后不能关闭,这进一步导致了汞灯在曝光中其有效利用率进一步降低。
4、温度高。汞灯在使用时温度高达一千摄氏度以上,这对光学系统级附属器件有很大的影响,故基于汞灯光源的光刻机需要加入风冷或水冷系统,这进一步增加了设备的价格和操作的复杂性。
5、能耗高。现有光刻机使用的高压汞灯功率一般到在一千瓦以上,经过一系列的光学元件后,其有效的曝光功率密度在5~20Mw/cm2,故其能量利用率很低,加之汞灯开启后不能关闭,导致其不能曝光期间能量进一步浪费。
6、不环保。汞是有毒物质,一旦泄露,会对环境造成严重污染且严重影响操作者的健康和安全。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服已有缺陷的不足,提供一种基于QLED光源的光刻机,采用量子点发光二极管QLED,解决了现有高压汞灯光源使用寿命短、耗能高、温度高和体积大的问题。
本实用新型实现上述目的的技术方案如下:
一种基于QLED光源的光刻机,包括发光控制器,QLED阵列,透镜组,图形发生器,投影光路,基片和移动平台;所述QLED阵列安装在发光控制器上,组成QLED光源光学系统;所述透镜组位于QLED光源光学系统的右上方,与QLED阵列同轴,所述图形发生器位于透镜组同轴的右上方,所述投影光路位于图形发生器与移动平台之间,并垂直于移动平台,所述基片固定于移动平台上;所述发光控制器设置QLED阵列的曝光时间和相对辐照强度,所述透镜组用于对光束进行整形,光束经由所述图形发生器以及投影光路实现对基片的曝光。
所述QLED阵列的光强不均匀度在光刻面积内小于5%。
与现有技术相比,本实用新型具有如下突出的优点:
1、量子点发光二极管QLED光源是发光效率很高,色纯度很高的光源。目前使用的光刻机高压汞灯或LED光源的能耗和效率均没有QLED优良。
2、在曝光过程中,曝光时间和相对曝光辐照强度通过控制光源本身的发光来完成,无需使用快门,开启光源即开始曝光,曝光结束,光源自动关闭,避免了曝光结束后光源继续开启造成的能量浪费,实现能量的高效使用。由于QLED的电流反应时间短,电路开关对QLED的发光的控制是实时的,从而对光刻辐射强度有精确的控制。其曝光方式采用接触式或接近式。曝光时间可采用0.1~999.9s倒计时进行,相对曝光辐照强度可控制在最大值的1~100%之间。
3、QLED的寿命可达10000小时,采用QLED的光刻机可实现长寿面使用,光源发光强度稳定,不会随时间而变化。
4、QLED光源阵列式排布可以形成光刻要求的均匀辐照
5、系统功率较汞灯光源光刻机大幅降低,较LED光源光刻机也有明显降低,温度低,实现低功率光源的光刻。
6、简化光刻机系统设计,能耗低,成本低,占地小、性能稳定,适用于微电子、微纳光子器件等微纳加工领域。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1所示,一种基于QLED光源的光刻机,包括发光控制器1,QLED阵列3,透镜组4,图形发生器5,投影光路6,基片7和移动平台8;所述QLED阵列3安装在发光控制器1上,组成QLED光源光学系统2;所述透镜组4位于QLED光源光学系统2的右上方,与QLED阵列3同轴,所述图形发生器5位于透镜组4同轴的右上方,所述投影光路6位于图形发生器5与移动平台8之间,并垂直于移动平台8,所述基片7放置于移动平台8上;所述发光控制器1设置QLED阵列3的曝光时间和相对辐照强度,所述透镜组4用于对光束进行整形,光束经由所述图形发生器5以及投影光路6实现对基片7的曝光。所述QLED阵列3的光强不均匀度在光刻面积内小于5%。
Claims (2)
1.一种基于QLED光源的光刻机,其特征在于,包括发光控制器(1),QLED阵列(3),透镜组(4),图形发生器(5),投影光路(6),基片(7)和移动平台(8);所述QLED阵列(3)安装在发光控制器(1)上,组成QLED光源光学系统(2);所述透镜组(4)位于QLED光源光学系统(2)的右上方,与QLED阵列(3)同轴,所述图形发生器(5)位于透镜组(4)同轴的右上方,所述投影光路(6)位于图形发生器(5)与移动平台(8)之间,并垂直于移动平台(8),所述基片(7)固定于移动平台(8)上;所述发光控制器(1)设置QLED阵列(3)的曝光时间和相对辐照强度,所述透镜组(4)用于对光束进行整形,光束经由所述图形发生器(5)以及投影光路(6)实现对基片(7)的曝光。
2.根据权利要求1所述的基于QLED光源的光刻机,其特征在于,所述QLED阵列(3)的光强不均匀度在光刻面积内小于5%。
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CN113504708B (zh) * | 2021-06-22 | 2023-09-12 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 光源衰减监测方法和装置、光源寿命测定方法和装置 |
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