TWI725565B - 一種led照明裝置及曝光機 - Google Patents

一種led照明裝置及曝光機 Download PDF

Info

Publication number
TWI725565B
TWI725565B TW108135575A TW108135575A TWI725565B TW I725565 B TWI725565 B TW I725565B TW 108135575 A TW108135575 A TW 108135575A TW 108135575 A TW108135575 A TW 108135575A TW I725565 B TWI725565 B TW I725565B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
module
light source
lens
led light
led
Prior art date
Application number
TW108135575A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202036165A (zh
Inventor
田翠俠
馬鵬川
夏海
于大維
胡松立
Original Assignee
大陸商上海微電子裝備(集團)股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商上海微電子裝備(集團)股份有限公司 filed Critical 大陸商上海微電子裝備(集團)股份有限公司
Publication of TW202036165A publication Critical patent/TW202036165A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI725565B publication Critical patent/TWI725565B/zh

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2004Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0927Systems for changing the beam intensity distribution, e.g. Gaussian to top-hat
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938Using specific optical elements
    • G02B27/095Refractive optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938Using specific optical elements
    • G02B27/095Refractive optical elements
    • G02B27/0955Lenses
    • G02B27/0961Lens arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938Using specific optical elements
    • G02B27/0988Diaphragms, spatial filters, masks for removing or filtering a part of the beam
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2008Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the reflectors, diffusers, light or heat filtering means or anti-reflective means used

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本發明實施例揭示一種LED照明裝置及曝光機。該LED照明裝置包含:LED光源模組,光源控制模組,勻光模組,成像模組及視場調整模組;前述光源控制模組與前述LED光源模組連接,用於控制前述LED光源模組的發光狀態;前述勻光模組用於對前述LED光源模組發出的光束進行勻光;前述視場調整模組用於調整前述勻光模組出射的光束的視場大小;前述成像模組用於將前述視場調整模組出射的光束投射到照明位置。本發明實施例的方案可有效解決照明裝置開關延時、照度低及壽命短的問題,提高邊緣曝光的產率及良率,並節約備件成本。

Description

一種LED照明裝置及曝光機
本發明實施例關於邊緣曝光技術,特別關於一種LED照明裝置及曝光機。
矽片邊緣曝光(WEE)是IC電路製造非常重要的工藝之一。因矽片邊緣存在裂紋,判斷方向的缺口(Notch),以及光刻膠的剩餘物、清洗的污染物及鍍膜、刻蝕、拋光的不均勻等缺陷問題,導致矽片邊緣不能使用或即使整個矽片邊緣佈滿晶片,但仍會因矽片邊緣的問題而成為廢片,這就需要將矽片邊緣部分區域的光刻膠提前曝光去除掉。
電鍍在IC電路後道封裝工藝中,需要利用矽片邊緣做陽極,矽片中間的電鍍視窗為陰極,藉由控制陰陽極之間的電流大小及電鍍液的濃度來控制金屬凸塊(Bump)的高度。因光刻膠不導電,因此在電鍍工藝之前需要將矽片邊緣的光刻膠去掉,而去邊寬度大小取決於WEE工藝的去邊寬度需求。再者,在部分特殊的工藝中進一步會要求對矽片邊緣內部一定寬度的環形區域進行曝光,這對邊緣曝光系統的光斑尺寸調整、能量利用率、光源回應時間、曝光產率、產品使用壽命等諸多方面提出更高的要求。
然而,先前邊緣曝光機採用汞燈作為光源,存在開關延時、照度低且壽命較短,頻繁更換,浪費備件成本的問題。
本發明提供一種LED照明裝置及曝光機,可有效解決照明裝置開關延時、照度低及壽命短的問題,提高邊緣曝光的產率及良率,並節約備件成本。
第一方面,本發明實施例提供一種LED照明裝置,包含:
LED光源模組,光源控制模組,勻光模組,成像模組及視場調整模組;
前述光源控制模組與前述LED光源模組連接,用於控制前述LED光源模組的發光狀態;
前述勻光模組用於對前述LED光源模組發出的光束進行勻光;
前述視場調整模組用於調整前述勻光模組出射的光束的視場大小;
前述成像模組用於將前述視場調整模組出射的光束投射到照明位置。
選擇性地,前述視場調整模組包含多個光闌,前述多個光闌開孔大小不同且可切換地進入照明光路中。
選擇性地,前述多個光闌的開孔中心之間的距離均大於等於12mm。
選擇性地,前述多個光闌的開孔沿曝光寬度方向的尺寸依次增大,其他方向的尺寸均相等。
選擇性地,前述LED光源模組包含LED發光單元及聚焦透鏡。
選擇性地,前述成像模組包含沿光路依次設置的第一雙凸透鏡、第一凸凹透鏡、第二雙凸透鏡、第三雙凸透鏡、第一凹凸透鏡以及第四雙凸透鏡;
前述第一雙凸透鏡設置於前述第一凸凹透鏡鄰近前述LED光源模組的一側。
選擇性地,前述勻光模組包含第一石英棒。
選擇性地,前述LED光源模組包含LED發光單元陣列。
選擇性地,前述勻光模組包含微透鏡陣列及第二石英棒;
前述微透鏡陣列沿光路設置於前述第二石英棒鄰近前述LED光源模組的一側。
選擇性地,前述第二石英棒的出射端面的面積大於入射端面的面積。
選擇性地,該LED照明裝置進一步包含:
光學擋片,沿光路設置於前述LED光源模組及前述勻光模組之間,前述光學擋片用於調整前述LED光源模組出射光束的數值孔徑。
選擇性地,成像模組包含沿光路依次設置的第二凹凸透鏡、第五雙凸透鏡、第二凸凹透鏡、第三凸凹透鏡、第六雙凸透鏡、反射鏡、第一雙凹透鏡、第三凹凸透鏡、第七雙凸透鏡以及平面透鏡;
第二凹凸透鏡設置於第五雙凸透鏡鄰近LED光源模組的一側。
第二方面,本發明實施例進一步提供一種曝光機,包含本發明任意實施例前述的LED照明裝置。
選擇性地,該曝光機進一步包含:
第一運動零件,前述第一運動零件用於帶動LED照明裝置的視場調整模組運動,切換不同的光闌。
本發明實施例提供的LED照明裝置採用LED光源模組,因LED發光單元能量照度高,能耗小,使用壽命長,回應較快,可有效解決LED照明裝置開關延時、照度低及壽命短的問題,提高邊緣曝光的產率及良率,並節約備件成本。
10‧‧‧LED光源模組
20‧‧‧光源控制模組
30‧‧‧勻光模組
40‧‧‧視場調整模組
50‧‧‧成像模組
【圖1】為本發明實施例提供的一種LED照明裝置的示意圖。
【圖2】為本發明實施例提供的一種視場調整模組的示意圖。
【圖3】為本發明實施例提供的一種LED照明裝置的結構示意圖。
【圖4】為視場調整模組與勻光模組的位置示意圖。
【圖5】為本發明實施例提供的成像模組的示意圖。
【圖6】為本發明實施例提供的又一種LED照明裝置的示意圖。
【圖7】為一種微透鏡陣列的示意圖。
【圖8】為本發明實施例提供的又一種成像模組的示意圖。
【圖9】為本發明實施例提供的一種曝光機的示意圖。
下面結合圖式及實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的為,此處所描述的具體實施例僅用於解釋本發明,而非對本發明的限定。又進一步需要說明的為,為了便於描述,圖式中僅示出與本發明相關的部分而非全部結構。
本發明提供一種LED照明裝置,圖1是本發明實施例提供的一種LED照明裝置的示意圖,參考圖1,該裝置包含:
LED光源模組10,光源控制模組20,勻光模組30,視場調整模組40及成像模組50;
光源控制模組20與LED光源模組10連接,用於控制LED光源模組10的發光狀態;
勻光模組30用於對LED光源模組10發出的光束進行勻光;
視場調整模組40用於調整勻光模組30出射的光束的視場大小;
成像模組50用於將視場調整模組40出射的光束投射到照明位置。
其中,LED光源模組10包含至少一個發光二極體(Light Emitting Diode,LED)發光單元,多個LED發光單元的發光波長可以相同亦可以不同。LED光源模組10的發光波段可以包含365nm、385nm、395nm、400nm、425nm等。具體的,LED發光單元能量照度高,與常規弧光燈相比LED發光單元能耗非常小,可有效節能,且LED發光單元的使用壽命較長,無需頻繁更換,此外LED發光單元的開啟及關閉時間僅 有25ms,回應較快,可有效解決照明裝置開關延時、照度低及壽命短的問題,提高邊緣曝光的產率及良率,並節約備件成本。
光源控制模組20用於控制LED光源模組10的開啟或關閉,光源控制模組20接收曝光劑量,並根據曝光劑量控制LED光源模組10的照度。此外,光源控制模組20進一步用於監控LED光源模組10的溫度以及壽命等參數,使LED光源模組10在照射期間光學穩定性自動維持在±5%以內,實現自動閉環校準,進一步提高邊緣曝光的產率及良率。光源控制模組20可以包含PLC控制器以及光耦合器器件等。
因LED發光單元出光端的光斑能量分佈不均勻,為了獲得均勻分佈的照射光斑,需要進行勻光,勻光模組30可以採用石英棒等勻光器件,本實施例並不做具體限定。此外,藉由設置視場調整模組40,可以方便的調整光束的視場大小,滿足不同的曝光寬度需求,提高工藝適應性。成像模組50用於將光束彙聚成像到矽片面上,實現指定區域的曝光。
本實施例提供的LED照明裝置採用LED光源模組10,因LED能量照度高,能耗小,使用壽命長,回應較快,可有效解決LED照明裝置開關延時、照度低及壽命短的問題,提高邊緣曝光的產率及良率,並節約備件成本。
圖2是本發明實施例提供的一種視場調整模組的示意圖,選擇性地,參考圖2,視場調整模組40包含多個光闌41,多個光闌41開孔大小不同且可切換地進入照明光路中。
其中,不同開孔大小的光闌41對應不同大小的視場,可以 藉由切換不同開孔的光闌41調整視場大小,從而調整曝光尺寸。示例性的,視場調整模組40可以包含光闌座42以及固定於光闌座42上的多個光闌41,藉由移動光闌座42實現不同光闌41的切換。
選擇性地,多個光闌41的開孔中心之間的距離均大於等於12mm。
具體的,若光闌41的中心距離太小,相鄰的光闌41之間容易對曝光視場產生影響,藉由設置光闌41的開孔中心之間的距離均大於等於12mm,保證曝光的穩定性,示例性的,相鄰光闌41的開孔中心距離可以設置為23mm,光闌41的外形尺寸可以設置為22mm×15mm。
具體的,光闌41的開孔尺寸可以根據不同的曝光寬度要求進行設定,可以設置光闌41開孔沿曝光寬度方向的尺寸依次增大,各光闌41其他方向的尺寸可以設置為均相等,示例性的可以均設置為2mm、3mm或5mm等。表1示出光闌41開孔的具體尺寸。其中,開孔尺寸指光闌41開孔沿曝光寬度方向的尺寸,鏡頭倍率指成像模組的放大倍率,像尺寸指成像模組照明束所成的像的尺寸,負膠偏差及正膠偏差分別指採用負性光刻膠及採用正性光刻膠時的曝光尺寸偏差。負膠曝光寬度以及正膠曝光寬度分別指相應的開口尺寸時採用負膠及正膠進行曝光時的曝光寬度。可以根據不同的曝光寬度需要選擇相應的開孔尺寸。
表1
Figure 108135575-A0202-12-0008-2
圖3是本發明實施例提供的一種LED照明裝置的結構示意圖,選擇性地,參考圖3,LED光源模組10包含LED發光單元11及聚焦透鏡12。
其中,聚焦透鏡12用於彙聚LED發光單元11發射的光束,使LED發光單元11發射的光束更多的進入勻光模組30,提高光能利用率。
選擇性地,繼續參考圖3,勻光模組30包含第一石英棒。
具體的,第一石英棒藉由將光束在其內部進行多次反射,達到勻光的目的。其中,第一石英棒入射端面及出射端面的截面尺寸可以相同,即第一石英棒為長方體形。為了滿足均勻性需求,第一石英棒需要達到一定的長寬比。第一石英棒入射端面及出射端面的寬度與第一石英棒 沿光束傳輸方向的長度的比值,決定勻光效果,其中,第一石英棒入射端面及出射端面的寬度及高度由LED照明裝置的物方視場尺寸決定。示例性的,第一石英棒尺寸可以設置為9.4mm×9.4mm×175mm。
此外,LED光源模組的出射數值孔徑較大時,則進入第一石英棒的光束的入射角度較大,光束不能滿足全反射條件,可以對第一石英棒的四個反射面鍍全反射膜,從而提高光能利用率。
圖4是視場調整模組與勻光模組的位置示意圖,參考圖4,第一石英棒固定於機械固定座31上,光闌41與機械固定座之間的距離可以設置為0.2mm,與第一石英棒出射端面的距離可以設置0.5mm。如此設置,保證光闌41移動時不會與機械固定座31產生摩擦,且使得光闌41對光束的折射、反射以及散射等作用較小,保證光闌41在調整視場大小的同時不會對光束產生影響。
圖5是本發明實施例提供的成像模組的示意圖,選擇性地,參考圖5,成像模組50包含沿光路依次設置的第一雙凸透鏡51、第一凸凹透鏡52、第二雙凸透鏡53、第三雙凸透鏡54、第一凹凸透鏡55以及第四雙凸透鏡56;
第一雙凸透鏡51設置於第一凸凹透鏡52鄰近LED光源模組的一側。
具體的,表2示出各透鏡的具體尺寸以及各透鏡之間的間距。其中,rij指沿光路傳輸方向第i個透鏡的第j個表面的半徑,其中i為大於或等於1,且小於或等於6的正整數,j為1或2,j等於1代表透鏡鄰近LED光源模組的表面,j等於2代表透鏡遠離LED光源模組的表 面。且rij為正數代表該表面沿光線傳輸方向向遠離LED光源模組的方向凸起,rij為負數代表該表面沿光線傳輸方向向鄰近LED光源模組的方向凸起。dm代表沿光路傳輸方向第m個透鏡沿光軸的厚度,m為大於或等於1,且小於或等於6的正整數。dpq代表沿光路傳輸方向第p個透鏡及第q個透鏡之間沿光軸的間距,p及q均為大於或等於1,且小於或等於m的整數。
表2
Figure 108135575-A0202-12-0010-17
Figure 108135575-A0202-12-0011-4
示例性的,參考表2,r11為第一雙凸透鏡51鄰近LED光源模組的表面的半徑,r11為負值代表第一雙凸透鏡51鄰近LED光源模組的表面向LED光源模組方向凸起。d1為第一雙凸透鏡51的厚度,d12為第一雙凸透鏡51與第一凸凹透鏡52之間沿光軸的間距。
此外,參考圖5,成像模組進一步包含第一遮雜散光光闌57,設置於第二雙凸透鏡53及第三雙凸透鏡54之間,用於去除環境中的雜散光。沿光路傳輸方向,第一遮雜散光光闌57及第二雙凸透鏡53以及第三雙凸透鏡54之間的間距分別為d8及d7,第一雙凸透鏡51與物面之間的間距為d0,第四雙凸透鏡56與像面之間的間距為d9。需要說明的是,本實施例中所提到的間距均為在中心光軸上的距離。
藉由模擬得到,本實施例的成像模組最大彌散斑尺寸不超過0.25mm,對應光學半影不超過0.2mm;視場內不同波長的最大畸變<0.4%,在像面設置探測器,藉由設置條件追跡大量光線,對探測器上的光強數據進行分析可知,矽片面5×5mm照明區域的均勻性為2.5%。
為方便安裝及降低零件成本,成像模組可以採用調節方式確保透鏡偏心、傾斜及空氣間隔精度。
圖6是本發明實施例提供的又一種LED照明裝置的示意圖,在上述實施例的基礎上,選擇性地,參考圖6,LED光源模組包含LED發光單元11陣列。
具體的,LED發光單元陣列可以包含m*n個LED發光單元11,其中,m及n均為大於或等於1的整數。示例性的,可以包含九個相同型號的LED發光單元11,排列成3*3的陣列。LED發光單元11陣列的角分佈採用朗伯分佈,使得LED光源模組10發出的光束近似一個同樣半徑同樣亮度的發光圓盤。LED發光單元11的發光波長可以為465nm、435nm、365nm或更短波長。LED發光單元11陣列的出射NA小於0.95。藉由採用LED發光單元11陣列,可提高LED光源模組10的照度,從而提高LED光源模組10的照度,提高曝光效率。具體的,可以根據照度需要調節LED發光單元11陣列中LED發光單元11的數量。
選擇性地,勻光模組30包含微透鏡陣列33及第二石英棒32;
微透鏡陣列33沿光路設置於第二石英棒32鄰近LED光源模組10的一側。
具體的,微透鏡陣列33由兩組相互垂直的柱面鏡疊加組成,可以將單個光源分解成多個照明光源,提高照明均勻性,利用微透鏡陣列33來收集光束的作用是初步勻光,藉由對微透鏡陣列33的曲率的設計來改變光束數值孔徑,使得進入第二石英棒32的光束的數值孔徑變 大,第二石英棒32中光束的反射次數增加,達到在第二石英棒32出射端面的光束分佈更加均勻的效果。圖7為一種微透鏡陣列的示意圖,示例性的,微透鏡陣列33的結構如圖7所示,尺寸為20mm*20mm*2mm(公差均為±0.1),通光口徑為18mm*18mm,半徑為4.35±0.13mm,透過率92%。
第二石英棒32是一個入射端面與出射端面有一定比例M的石英積分棒,可以藉由改變M的值來控制石英棒出射數值孔徑。成像模組50的物面位於第二石英棒32的出射端面,把第二石英棒32出射端面的均勻視場放大,並在中繼像面形成均勻性1%以下的均勻性曝光視場。
本實施例中採用微透鏡陣列33及第二石英棒32組合形成勻光模組30調節光束的均勻性,進一步提高勻光效果,且LED發光單元11陣列發出的光直接進入勻光模組30中,此過程沒有光能損失,大大提高光能利用率。
選擇性地,參考圖6,LED照明裝置進一步包含:
光學擋片60,沿光路設置於LED光源模組10及勻光模組30之間,光學擋片60用於調整LED光源模組10出射光束的數值孔徑。
其中,LED光源模組10採用LED發光單元11陣列時,其具有一定的出射數值孔徑,並且數值孔徑關於LED發光單元11陣列的中心對稱。藉由設置光學擋片60可以一定程度上減小LED光源模組10的數值孔徑,使LED光源模組10發出的光線能夠最大限度的耦合進入勻光模組30,提高光能利用率。
具體的,LED光源模組10與光學擋片60之間的距離為 L1,L1小於2mm。其中,LED光源模組10與光學擋片60之間的距離L1由LED光源模組10的出射端的數值孔徑及第二石英棒32的入射端面的大小決定,距離越近(L1越小),耦合進入微透鏡陣列33及第二石英棒32的光能量越多,光能利用率就會越高,當L1小於1mm時,耦合進入微透鏡陣列33及第二石英棒32的光能可達到100%。
選擇性地,光學擋片60與前述微透鏡陣列33之間的距離為L2,L2<L4/2tanθ,其中,θ為前述LED光源模組10的最大半散射角。微透鏡陣列33與第二石英棒32之間的距離亦為L2,使得第二石英棒32能夠收集到從光學擋片60穿出的所有光束。
選擇性地,第二石英棒32的出射端面的面積大於入射端面的面積。
具體的,LED光源模組10的出射截面為L3XL3的正方形,出射數值孔徑小於0.95,第二石英棒32的入射端面為L4 X L4的正方形,出射端面為L5 X L5的正方形,且L3<L4<L5,則可得到數值孔徑為0.40,視場大小為L5×L5mm的均勻區域。
此外,藉由第二石英棒32的出射端面的面積大於入射端面的面積,使得第二石英棒32的出射光束的數值孔徑與後續光學系統匹配。當然,本實施例亦可藉由調整LED光源模組10與第二石英棒32之間的距離調整第二石英棒32的出射光束的數值孔徑,並達到與後續光學系統匹配的效果。
選擇性地,第二石英棒32的反射面上均鍍有全反射膜。
具體的,當LED光源模組10的出射光束的數值孔徑非常 大,在進入第二石英棒32中時,入射角度較大的光束不能滿足全反射條件,藉由對第二石英棒32的四個反射面鍍全反射膜,可以大大提高光能利用率。
圖8是本發明實施例提供的又一種成像模組的示意圖,選擇性地,參考圖8,成像模組50包含沿光路依次設置的第二凹凸透鏡71、第五雙凸透鏡72、第二凸凹透鏡73、第三凸凹透鏡74、第六雙凸透鏡75、反射鏡76、第一雙凹透鏡77、第三凹凸透鏡78、第七雙凸透鏡79以及平面透鏡80;
第二凹凸透71鏡設置於第五雙凸透鏡72鄰近LED光源模組10的一側。
具體的,表3示出各透鏡的具體尺寸以及各透鏡之間的間距。其中,Rij指沿光路傳輸方向第i個透鏡的第j個表面的半徑,其中i為大於或等於1,且小於或等於6的正整數,j為1或2,j等於1代表透鏡鄰近LED光源模組的表面,j等於2代表透鏡遠離LED光源模組的表面。且Rij為正數代表該表面沿光線傳輸方向向遠離LED光源模組的方向凸起,Rij為負數代表該表面沿光線傳輸方向向鄰近LED光源模組的方向凸起。Dm代表沿光路傳輸方向第m個透鏡沿光軸的厚度,m為大於或等於1,且小於或等於6的正整數。Dpq代表沿光路傳輸方向第p個透鏡及第q個透鏡之間沿光軸的間距,p及q均為大於或等於1,且小於或等於m的整數。
表3
Figure 108135575-A0202-12-0016-5
Figure 108135575-A0202-12-0017-6
示例性的,參考表3,R11為第二凹凸透鏡71鄰近LED光源模組的表面的半徑,R11為正代表該表面沿光路向遠離LED光源模組的方向凸起。D1為第二凹凸透鏡71的厚度,D12為第二凹凸透鏡71與第五雙凸透鏡71之間的距離。
此外,參考圖8,成像模組進一步包含第二遮雜散光光闌81,設置於第二凸凹透鏡73及第三凸凹透鏡74之間,用於去除環境中的雜散光。沿光路傳輸方向,第二遮雜散光光闌81及第二凸凹透鏡73以及第三凸凹透鏡74之間的間距分別為D31及D41,第二凹凸透鏡71與物面之間的間距為D0。
藉由採用上述成像模組,可以得到遠心准直視場,且對上述成像模組進行模擬及實測得到,模擬光束的均勻性可達3.69%,實測光束均勻性可達3.9%。
本實施例進一步提供一種曝光機,圖9是本發明實施例提 供的一種曝光機的示意圖,參考圖9,該曝光機100包含本發明任意實施例所提供的LED照明裝置200。
選擇性地,該曝光機100進一步包含:
第一運動零件,第一運動零件用於帶動LED照明裝置200的視場調整模組運動,切換不同的光闌。
具體的,曝光機100進一步包含運動零件300、控制零件400及監測零件500,可以完成6寸、8寸以及12寸矽片的邊緣曝光、分段曝光、環形曝光盒直線曝光等多種功能。其中:
運動零件300包含WEE運動元件及預對準運動元件。其中WEE運動組件包含X及Y運動平臺及光闌自動切換D軸(即第一運動零件)。D軸主要完成視場的自動切換及調整,滿足不同視場大小的需求;X及Y運動平臺承載實施的LED照明裝置200,藉由X及Y運動平臺的相互配合運動,實現照明光束在矽片面上的不同位置調整,同時實現不同矽片曝光工位的自動切換,並實現Y向的直線曝光。
預對準組件主要包含定心台、旋轉升降臺、CCD鏡頭光源及切換軸等。定心台提供水準向直線運動(實現矽片偏心的補償);旋轉升降臺提供垂向升降(實現矽片垂向定位以及與定心台的矽片交接)及水準向旋轉(帶動矽片旋轉);CCD鏡頭光源實現對矽片邊緣形貌數據的採集;切換軸提供水準向直線運動(實現CCD鏡頭光源的位置切換以適應不同尺寸的矽片,比如實現6寸、8寸、12寸矽片工位的自動切換)。
預對準過程主要是完成矽片(包含6寸、8寸及12寸矽片)的定心及定向功能,實現矽片標記(比如notch標記)的精確定位,為後 續邊緣曝光功能的實現奠定基礎。
監測零件500包含ESS感測器元件。ESS感測器(energy spot sensor)用於測量LED照明裝置的光強,並回應不同的光強輸出一定線性度對應的電壓值ESS=gain×U
控制零件400包含光源控制器、控制主機殼、電腦軟硬體系統等元件組成。藉由控制LED照明裝置200、運動零件300、監測零件500協調完成邊緣曝光流程示。其中計算曝光參數,主要是根據邊緣曝光的劑量控制照度、掃描速度、視場大小、矽片尺寸之間的關係,計算旋轉R軸的曝光運動速度。對於同一個目標劑量,以上主要變數的關係為:
Figure 108135575-A0202-12-0019-7
其中,I為照度;dl為視場大小;v掃描速度;W為矽片周長,其中目標劑量dDose根據不同的光刻膠等確定,矽片尺寸是確定的;視場大小dl是不變的,以上公式中僅有照度I與掃描速度v為可控的變數,藉由調節照度及掃描速度實現曝光功能。
本實施例提供的曝光機100藉由採用LED照明裝置200,LED照明裝置200採用LED光源模組,因LED能量照度高,能耗小,使用壽命長,回應較快,可有效解決LED照明裝置開關延時、照度低及壽命短的問題,提高邊緣曝光的產率及良率,並節約備件成本。
注意,上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本發明所屬領域具有通常知識者會理解,本發明不限於在此前述的特定實施例,對本發明所屬領域具有通常知識者來說能夠進行各種明顯的變化、 重新調整、相互結合及替代而不會脫離本發明的保護範圍。因此,雖然藉由以上實施例對本發明進行較為詳細的說明,但是本發明不僅限於以上實施例,在不脫離本發明構思的情況下,進一步可以包含更多其他等效實施例,而本發明的範圍由所附的申請專利範圍決定。
10‧‧‧LED光源模組
20‧‧‧光源控制模組
30‧‧‧勻光模組
40‧‧‧視場調整模組
50‧‧‧成像模組

Claims (10)

  1. 一種LED照明裝置,其特徵係,其包含:LED光源模組,光源控制模組,勻光模組,成像模組及視場調整模組;前述光源控制模組與前述LED光源模組連接,用於控制前述LED光源模組的發光狀態;前述勻光模組用於對前述LED光源模組發出的光束進行勻光;前述視場調整模組用於調整前述勻光模組出射的光束的視場大小;前述成像模組用於將前述視場調整模組出射的光束投射到照明位置;其中,前述LED光源模組包含LED發光單元及聚焦透鏡,前述成像模組包含沿光路依次設置的第一雙凸透鏡、第一凸凹透鏡、第二雙凸透鏡、第三雙凸透鏡、第一凹凸透鏡以及第四雙凸透鏡;前述第一雙凸透鏡設置於前述第一凸凹透鏡鄰近前述LED光源模組的一側;或者,前述LED光源模組包含LED發光單元陣列,前述成像模組包含沿光路依次設置的第二凹凸透鏡、第五雙凸透鏡、第二凸凹透鏡、第三凸凹透鏡、第六雙凸透鏡、反射鏡、第一雙凹透鏡、第三凹凸透鏡、第七雙凸透鏡以及平面透鏡;第二凹凸透鏡設置於第五雙凸透鏡鄰近LED光源模組的一側。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之LED照明裝置,其中,前述視場調整模組包含多個光闌,前述多個光闌開孔大小不同且可切換 地進入照明光路中。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之LED照明裝置,其中,前述多個光闌的開孔中心之間的距離均大於等於12mm。
  4. 如申請專利範圍第2項所記載之LED照明裝置,其中,前述多個光闌的開孔沿曝光寬度方向的尺寸依次增大,其他方向的尺寸均相等。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之LED照明裝置,其中,前述勻光模組包含第一石英棒。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之LED照明裝置,其中,前述勻光模組包含微透鏡陣列及第二石英棒;前述微透鏡陣列沿光路設置於前述第二石英棒鄰近前述LED光源模組的一側。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之LED照明裝置,其中,前述第二石英棒的出射端面的面積大於入射端面的面積。
  8. 如申請專利範圍第1項所記載之LED照明裝置,其中,進一步包含:光學擋片,沿光路設置於前述LED光源模組及前述勻光模組之間,前述光學擋片用於調整前述LED光源模組出射光束的數值孔徑。
  9. 一種曝光機,其特徵係,其包含申請專利範圍第1至8項中任一項所記載之LED照明裝置。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之曝光機,其中,進一步包含:第一運動零件,前述第一運動零件用於帶動LED照明裝置的視場調整模組運動,切換不同的光闌。
TW108135575A 2019-03-28 2019-10-01 一種led照明裝置及曝光機 TWI725565B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910245703.3 2019-03-28
CN201910245703.3A CN111752108A (zh) 2019-03-28 2019-03-28 一种led照明装置及曝光机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202036165A TW202036165A (zh) 2020-10-01
TWI725565B true TWI725565B (zh) 2021-04-21

Family

ID=72672132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108135575A TWI725565B (zh) 2019-03-28 2019-10-01 一種led照明裝置及曝光機

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN111752108A (zh)
SG (1) SG10201909127VA (zh)
TW (1) TWI725565B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114690433B (zh) * 2022-04-11 2023-09-19 北京半导体专用设备研究所(中国电子科技集团公司第四十五研究所) 照明系统及物镜离线检测装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105805609A (zh) * 2014-12-31 2016-07-27 上海微电子装备有限公司 一种led光源照明系统
CN107561864A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 上海微电子装备(集团)股份有限公司 边缘曝光装置和方法
CN108803244A (zh) * 2017-04-27 2018-11-13 上海微电子装备(集团)股份有限公司 照明装置及照明方法和一种光刻机

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2503696B2 (ja) * 1989-12-08 1996-06-05 三菱電機株式会社 投影露光装置
JPH09218518A (ja) * 1996-02-09 1997-08-19 Nikon Corp 露光装置
CN101216679B (zh) * 2007-12-28 2011-03-30 上海微电子装备有限公司 一种边缘曝光装置
CN101221370B (zh) * 2008-01-24 2010-06-02 上海微电子装备有限公司 硅片边缘曝光系统及其光强控制方法
CN104423174B (zh) * 2013-08-27 2017-05-31 上海微电子装备有限公司 一种照明系统
CN103728843B (zh) * 2014-01-23 2016-01-20 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种用于紫外led曝光机的电子快门

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105805609A (zh) * 2014-12-31 2016-07-27 上海微电子装备有限公司 一种led光源照明系统
CN107561864A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 上海微电子装备(集团)股份有限公司 边缘曝光装置和方法
CN108803244A (zh) * 2017-04-27 2018-11-13 上海微电子装备(集团)股份有限公司 照明装置及照明方法和一种光刻机

Also Published As

Publication number Publication date
CN111752108A (zh) 2020-10-09
TW202036165A (zh) 2020-10-01
SG10201909127VA (en) 2020-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI539241B (zh) 反射鏡
TWI421647B (zh) 曝光裝置、曝光光束照射方法以及顯示用面板基板的製造方法
TWI475333B (zh) 照明光學系統、曝光設備、和製造裝置的方法
US20200248890A1 (en) Light source device, illumination apparatus, exposure apparatus, and method for manufacturing article
JP2002075824A (ja) 複数の光源を使用する照明装置、照明制御装置及び方法、並びに、露光装置
TWI725565B (zh) 一種led照明裝置及曝光機
KR101984489B1 (ko) 조명 광학장치 및 디바이스 제조방법
CN111158221B (zh) Led光源曝光系统及曝光机
CN104460242A (zh) 一种基于自由曲面式光阑复眼的极紫外光刻照明系统
JP5799306B2 (ja) 露光装置用光照射装置の制御方法、及び露光方法
KR101443431B1 (ko) 노광 장치용 광조사 장치, 광조사 장치의 제어 방법, 노광 장치 및 노광 방법
KR101985059B1 (ko) 조명 광학계, 노광 장치, 및 물품 제조 방법
CN103257530A (zh) 接近式曝光装置、曝光光形成方法、面板基板的制造方法
CN102854754B (zh) 曝光方法及其装置
KR20150066425A (ko) 조명 장치 및 이를 이용한 광학 검사 장치와 광학 현미경
TW200923587A (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
JPS61148415A (ja) 照明光学系
KR20130010956A (ko) 대면적 프로젝션 노광장치
TWI818196B (zh) 光源設備、照明裝置、曝光裝置及用於製造物品的方法
CN211786584U (zh) Led光源曝光系统及曝光机
CN111399347B (zh) 一种照明面积连续可调均匀照明系统
KR101352908B1 (ko) 노광용 조명장치 및 이를 이용한 노광장치
US20190086812A1 (en) Illumination device
WO2012011497A1 (ja) 露光装置用光照射装置、光照射装置の制御方法、露光装置及び露光方法
CN213577065U (zh) 光束匀化装置以及光束匀化舞台灯