專利名稱：大面積紫外光刻(曝光)機的光學系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種紫外光刻(曝光)設備，特別是用于接觸／接近式大面積紫外均勻輻照光刻(曝光)機的光學系統。
已知紫外光刻(曝光)機，因其用途不同可產生三種效果，或者是曝光分辨率高而其有效均勻輻照面較小；或者是有較大的幅照面積而其曝光均勻度很差。它們均不能同時滿足有效均勻輻照面積大與曝光均勻度高的技術要求，因此難以適應大面積有源驅動矩陣液晶顯示器等的光刻的需要。諸如上海光學機械廠生產的JKG型φ75光刻機，機械電子工業部第十三研究所研制的100mm×100mm的光刻機、日本Cannon公司生產的PLA－501型接近／接觸式光刻機和西德Carl Suss公司生產的100mm×100mm的光刻機。
本實用新型的目的是為了提供一種能在增大有效輻照面積的同時，提高曝光均勻度的大面積紫外均勻輻照光刻(曝光)設備，特別是設計一種用于該設備的光學系統。
本實用新型的基本結構如
圖1所示，由聚光鏡1、光源2、濾光片3、光學積分器4、曝光快門5和準直透鏡6組成。其中光學積分器4的光通道數目為偶數，以便使有效輻照面內形成的輻照不均勻度和曝光過程中造成的曝光不均勻度互相補償，使得綜合曝光均勻度高。光學積分器4的元素透鏡口徑不論采用何種形狀，其組合通光口徑最好是正方形，以增大光學積分器對輻射通量的利用率和整機的有效輻照面積。聚光鏡1的面形采用復合高次非球面，以充分會聚光源的輻射通量，并可形成一個所希望的輻照度分布。光源2為大功率紫外光源，選用大功率紫外汞氙燈為最佳。準直鏡6可選用薄形菲涅爾透鏡，既改善了象質，又可增大整機的有效輻照面積并減輕其重量。
聚光鏡1將光源2發出的輻射通量會聚在其第二參考面內形成輻照分布。光學積分器4的入射端位于聚光鏡1的第二參考面上。聚光鏡1形成的輻照分布在光學積分器6的焦面上。聚光鏡1形成的輻照分布在光學積分器組合通光口徑內的有效部分經光學積分器各并列光通道分割，對稱疊加及成像，形成一個輻照度均勻分布的有效輻照面，該均勻輻照面經準直鏡6發出具有特定準直角的準直光束。濾光片3的作用是使紫外光通過，截掉對曝光無用的可見光和紅外光。
本實用新型的一個實施例如圖2所示，由復合高次非球面聚光鏡1、2千瓦近紫外汞氙燈2、透近紫外濾光片3、12個通道且組合通光口徑為84mm×84mm的光學積分器4、曝光快門5、光學塑料的薄形菲涅爾透鏡6和二塊折迭平面8、9組成，折迭平面鏡8置于近紫外汞氙燈2與濾光片3之間，折迭平面鏡9置于快門5與菲涅爾透鏡6之間，以緊湊整機結構。
本實用新型把增大紫外光刻(曝光)機有效輻照面積、提高曝光均勻度兩者統一于一體。使得有效輻照面等面積正方形對角線可達21時，曝光不均勻度≤±3％，它不僅可用于中、低曝光分辨率的大規模集成電路每次多片和精密印刷電路板的光刻(曝光)制作，特別適用于大面積且要求曝光分辨率較高的光電顯示器件，如液晶顯示器等的光刻；它為液晶電視技術中的關鍵器件有源驅動矩陣式液晶顯示器的研究和生產提供了有效的手段。同時它也適用于太陽紫外光輻照對空間技術和太陽能應用中某些器件性能影響的模擬實驗等紫外曝光或輻照系統。
權利要求1.用于紫外光刻(曝光)機的光學系統，由聚光鏡1、光源2、濾光片3、光學積分器4、曝光快門5和準直透鏡6組成，光學積分器4的入射端位于聚光鏡1的第二參考面上，出射端位于準直透鏡6的焦面上，其特征在于光學積分器4的光通道數目為偶數，其組合通光口徑最好采用正方形。
2.根據權利要求1所述的紫外光刻(曝光)機的光學系統，其特征在于聚光鏡1的面形采用復合高次非球面。
3.根據權利要求1或2所述的紫外光刻(曝光)機的光學系統，其特征在于光源2為大功率紫外光源。
4.根據權利要求1或2所述的紫外光刻(曝光)機的光學系統，其特征在于準直鏡6是薄形菲涅爾透鏡。
5.根據權利要求3所述的紫外光刻(曝光)機的光學系統，其特征在于準直透鏡6是薄形菲涅爾透鏡。
專利摘要大面積紫外光刻(曝光)機的光學系統。本實用新型涉及一種紫外光刻(曝光)設備，特別是用于接觸/接近式大面積紫外光刻(曝光)機的光學系統。由于采用了可將輻照面內輻照不均勻度與曝光過程中產生的曝光不均勻度互相補償的偶數光通道光學積分器和復合高次非球面的聚光鏡，使得在增大有效輻照面積的同時提高了曝光均勻度。為液晶顯示器，特別是液晶電視技術中的關鍵器件有源矩陣液晶顯示器的研制提供了有效手段。它還適用于大規模集成電路和精密印刷電路板的制作及太陽紫外輻照模擬實驗等方面。
文檔編號G03F7/20GK2074024SQ9021813
公開日1991年3月27日 申請日期1990年8月15日 優先權日1990年8月15日
發明者仲躋功 申請人:中國科學院長春光學精密機械研究所