TWI421649B - Exposure machine light source device and its exposure method - Google Patents

Description

曝光機光源裝置及其曝光方法

本發明係與曝光機有關，旨在提供曝光機一種可以相對縮減設備體積，以及降低設備維護成本之光源裝置。

按，一般印刷電路板或半導體晶片在進行曝光顯影製程時，係先在被加工物表面上塗上一層光阻，再藉由光源之照射將原稿上之電路佈線圖案映射至被加工物表面之光阻層上，以使光阻層的化學性質因光源的照射而產生變化，然後再利用去光阻劑來將被光源照射過的光阻或未經曝光的光阻自被加工物表面去除，以形成對應於原稿之線路佈局。

其中，習知用以執行曝光顯影加工製程之曝光機基本結構大致如第一圖所示，主要具有一曝光室11，以及一可相對進出曝光室11之受照檯面12，該曝光室11內部係進一步包括有：一燈泡111、一集光器112、一第一反射鏡113(冷光鏡)、一光學積光器114(複眼，fry-eye)、一第二反射鏡115(第二反射鏡)。

主要由集光器112限制該燈泡111之光源照射方向及範圍，使成為第一光源，再由第一反射鏡113(冷光鏡)，改變該第一光源之照射角度為第二光源，再透過光學積光器114(複眼，fry-eye)讓第二光源之光線均勻化，而形成第三光源，最後由第二反射鏡115(第二反射鏡)改變該第三光源之照射角度使成為朝向受照檯面12移動行程投射之曝光光源。

類似習用曝光機之光源裝置因為係採用單一燈泡111為主要的光源，因此必需使用售價較為昂貴之燈泡111(如汞氙短弧燈泡)；以及，必需透過較複雜的光學反射機制，方得以形成大面積之曝光光源，如此將必需利用較多的反射空間，而使其曝光室11的體積更趨龐大。

再者，類似習用曝光機在進行曝光作業時，該受光檯面12連同被加工物及原稿進入曝光室11至定位之後，一般必須在曝光室11內部停留一段時間(約3～5秒不等)使被加工物接受曝光光源之照射，待完成曝光之後再由受光檯面12將被加工物依循先前進入曝光室11的路逕反向退出曝光室11。

因此，為避免大瓦數的燈泡111常時間運作而產生高溫，其多係在偵測到受光檯面12進入曝光室11時，方啟動燈泡111運作，並且在受光檯面12開始退出曝光室11即將燈泡111關閉，如此該燈泡111更會因為反覆開關的頻率增加而降低其使用壽命，不但會因此增加燈泡之更換頻率，無形之中生產成本亦相對增加。

有鑒於此，本發明之主要目的即在提供曝光機一種可以相對縮減設備體積，以及降低設備維護成本之光源裝置。

為達上揭目的，本發明之光源裝置係在一組殼罩內部裝設有：一光源模組、一凸透鏡、一第一反射鏡，以及一第二反射鏡；主要由凸透鏡接收來自該光源模組的光線，以產生朝向第一反射鏡方向投射之第一光源，由第一反射鏡將來自凸透鏡之第一光源轉呈朝向第二反射鏡投射之第二光源，最後由第二反射鏡將來自第一反射鏡之第二光源轉呈朝向殼罩之出光口方向投射之曝光光源。

據以，不但可以大幅縮減整體光源裝置之組成構件，相對縮減設備體積，更可減少光源於殼罩內部之反射次數，提高光源裝置之出光效率；尤其，光源模組運作時所產生之溫度相對較低，使得以配合執行連續曝光作業，而不致於會有反覆開關的頻率增加而降低其使用壽命之虞，故相對能夠降低設備之維護成本。

本發明之特點，可參閱本案圖式及實施例之詳細說明而獲得清楚地瞭解。

如第二圖本發明之曝光機光源裝置外觀結構圖及第三圖本發明之曝光機結構剖視圖所示，本發明之曝光機光源裝置係包括有：一組殼罩20、一光源模組30、一凸透鏡40、一第一反射鏡50，以及一第二反射鏡60；其中：該殼罩20係具有一出光口21，該出光口21處可進一步蓋設有一保護片22，達到防塵防水之功效，整體殼罩20係可直接固設於曝光機之機台上，或如圖所示裝設於曝光機之橫向線性滑軌71上，使該殼罩20得以沿著該橫向線性滑軌71相對與該橫向線性滑軌71下方的受照檯面74水平橫向位移。

該光源模組30係相對安裝於該組殼罩20內部，其可以由預定數量之發光二極體元件或紫外光(UV)光源所組成，主要利用各發光二極體元件之光電作用產生執行曝光顯影製程之光源，該光源模組30係可透過一調整座31安裝於該組殼罩20內部，使得以透過該調整座31調整該光源模組30相對位置之方式進行對焦。

該凸透鏡40係相對設於該組殼罩20內部之光源模組30出光處，主要用以接收來自該光源模組30的光線，並將來自該光源模組30的光線轉呈朝向該第一反射鏡50方向投射之第一光源。

該第一反射鏡50係相對設於該組殼罩20內部，該第一反射鏡50表面係設有複數微結構51，該微結構51可以如圖所示為波型結構體(亦可以為柱面結構體)，其主要用以接收來自該凸透鏡40的第一光源，並將來自該凸透鏡40的第一光源轉呈朝向該第二反射鏡60方向投射之第二光源，該第一反射鏡50可以為波型陣列反射鏡或柱面反射鏡。

該第二反射鏡60係相對設於該組殼罩20內部，主要用以接收來自第一反射鏡50的第二光源，並將來自該第一反射鏡50的第二光源轉呈朝向該組殼罩20之出光口21方向投射之曝光光源。

本發明之曝光機光源裝置於使用時，即利用殼罩20之出光口21射出之曝光光源照射於該受照檯面74上，而對放置在該受照檯面74上的被加工物執行曝光顯影製程；又，該殼罩20並可沿著該橫向線性滑軌71相對與該受照檯面74水平橫向位移，以改變曝光光源之照射位置；以及該殼罩20係可透過一垂直升降滑座73裝設於橫向線性滑軌71上，使得以調整該殼罩20之高度，進而調整曝光光源與該受照檯面74(被加工物)之相對距離。

再者，該橫向線性滑軌71係可進一步跨設於曝光機之一對縱向線性滑軌72上，該對縱向線性滑軌72係呈平行狀態分別配設在該曝光機之兩個相對應側，使該殼罩20及該橫向線性滑軌71得以沿著縱向線性滑軌72相對該與受照檯面74水平縱向位移，使該殼罩20得以相對與該受照檯面74水平橫向及水平縱向位移。俾可利用該組殼罩20之平橫向及水平縱向位移路徑編輯，達到對放置於該受照檯面74上的被加工物執行連續曝光顯影製程之目的。

藉由上述結構設計，本發明之曝光方法係經一光源模組提供光源並透過一凸透鏡將光源模組的光線轉呈朝向一第一反射鏡方向投射為第一光源，該第一反射鏡將該第一光源轉呈朝向一第二反射鏡方向投射為第二光源，最後該第二反射鏡將該第二光源轉呈為曝光光源，由該曝光光源對被加工物執行連續曝光顯影製程。

其中，本發明之曝光機光源裝置不但可以大幅縮減整體光源裝置之組成構件，相對縮減設備體積，更可減少光源於殼罩內部之反射次數，提高光源裝置之出光效率。甚至可如第四圖所示，將兩座各別由一殼罩20、一光源模組30、一凸透鏡40、一第一反射鏡50，以及一第二反射鏡60之光源裝置分別安裝於受照檯面74之正反兩面的位置，以同時對受照檯面74上的被加工物正反面執行連續曝光顯影製程。

尤其，各光源裝置之光源模組40運作時所產生的溫度相對較低，使得以配合執行連續曝光作業，而不致於會有反覆開關的頻率增加而降低其使用壽命之虞，故相對能夠降低設備之維護成本，甚至可藉以提升曝光顯影製程之加工產能。

再者，本發明之光源裝置亦可應用於其他形式之曝光機中，如第五圖所示，其主要具有一由機殼81構成之曝光室82，以及設有一可相對進出曝光室82之曝光平台83，而且光源裝置之殼罩20則設於該曝光室82內部相對應於曝光平台83之上方及下方位置，且使該出光口21係朝向曝光平台83處，利用本發明之光源模組40對曝光平台83上的被加工物執行連續曝光顯影製程。

綜上所述，本發明提供曝光機一較佳可行之光源裝置，爰依法提呈發明專利之申請；本發明之技術內容及技術特點巳揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之揭示而作各種不背離本案發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

11．．．曝光室

111．．．燈泡

112．．．集光器

113．．．第一反射鏡

114．．．光學積光器

115．．．第二反射鏡

20．．．殼罩

21．．．出光口

22．．．保護片

30．．．光源模組

31．．．調整座

40．．．凸透鏡

50．．．第一反射鏡

51．．．微結構

60．．．第二反射鏡

71．．．橫向線性滑軌

72．．．縱向線性滑軌

73．．．垂直升降滑座

74．．．受照檯面

81．．．機殼

82．．．曝光室

83．．．曝光平台

第一圖係為一習用曝光機之光源裝置結構剖視圖。

第二圖係為本發明一較佳實施例之曝光機光源裝置外觀結構圖。

第三圖係為本發明之曝光機光源裝置結構剖視圖。

第四圖係為本發明之曝光機光源裝置另一使用配置狀態結構剖視圖。

第五圖係為本發明第二實施例之傳統曝光機光源裝置平面結構圖。

20．．．殼罩

21．．．出光口

22．．．保護片

30．．．光源模組

31．．．調整座

40．．．凸透鏡

50．．．第一反射鏡

60．．．第二反射鏡

Claims (10)

1. 一種曝光機光源裝置之曝光方法，係經一光源模組提供光源並透過一凸透鏡將光源模組的光線轉呈朝向一第一反射鏡方向投射為第一光源，該第一反射鏡表面設有複數微結構，該第一反射鏡將該第一光源轉呈朝向一第二反射鏡方向投射為第二光源，最後該第二反射鏡將該第二光源轉呈為曝光光源。
2. 如申請專利範圍第1項所述曝光機光源裝置之曝光方法，其中該光源模組係安裝於一組殼罩內部，而該曝光機設有橫向線性滑軌以及一對平行狀態配置之縱向線性滑軌，該組殼罩係透過一垂直升降滑座裝設於該橫向線性滑軌上，該橫向線性滑軌係跨設於該對縱向線性滑軌上。
3. 如申請專利範圍第1項所述曝光機光源裝置之曝光方法，其中該光源模組係安裝於一組殼罩內部，而曝光機設有一曝光室，而該組殼罩裝設於該曝光機之曝光室中，該曝光機並設有一可相對進出該曝光室之曝光平台，而該組殼罩則設於該曝光室內部相對應於曝光平台之上方及下方位置。
4. 一種曝光機光源裝置，係包括有：一組殼罩、一光源模組、一凸透鏡、一第一反射鏡，以及一第二反射鏡；其中：該殼罩係具有一出光口；該光源模組，係相對安裝於該組殼罩內部；該凸透鏡，係相對設於該組殼罩內部之光源模組出光處，用以接收來自該光源模組的光線，並將來自該光源模組的光線轉呈朝向該第一反射鏡方向投射之第一光源；該第一反射鏡，該第一反射鏡表面設有複數微結構，係相對設於該組殼罩內部，用以接收來自該凸透鏡的第一光源，並 將來自該凸透鏡的第一光源轉呈朝向該第二反射鏡方向投射之第二光源；該第二反射鏡，係相對設於該組殼罩內部，用以接收來自第一反射鏡的第二光源，並將來自該第一反射鏡的第二光源轉呈朝向該組殼罩之出光口方向投射之曝光光源。
5. 如申請專利範圍第4項所述之曝光機光源裝置，其中該光源模組係透過一調整座安裝於該組殼罩內部。
6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之曝光機光源裝置，其中該曝光機設有橫向線性滑軌以及一對平行狀態配置之縱向線性滑軌，該組殼罩係透過一垂直升降滑座裝設於該橫向線性滑軌上，該橫向線性滑軌係跨設於該對縱向線性滑軌上。
7. 如申請專利範圍第4項所述之曝光機光源裝置，其中該曝光機設有一曝光室，而該組殼罩裝設於該曝光機之曝光室中，該曝光機並設有一可相對進出該曝光室之曝光平台，而且光源裝置之殼罩則設於該曝光室內部相對應於曝光平台之上方及下方位置，且該出光口係朝向曝光平台處。
8. 如申請專利範圍第4、5或7項所述之曝光機光源裝置，其中該出光口處可進一步蓋設有一保護片。
9. 如申請專利範圍第4、5或7項所述之曝光機光源裝置，其中該微結構可以為波型結構體或柱面結構體。
10. 如申請專利範圍第4、5或7項所述之曝光機光源裝置，其中該光源模組由預定數量之發光二極體元件所組成，或者由預定數量之紫外光光源所組成。