一种面状曝光系统及曝光部件的制作方法

本实用新型涉及紫外光应用技术领域，具体涉及一种面状曝光系统及曝光部件。

背景技术：

在紫外光应用技术领域中，光刻微细加工在各行业中应用越来越广泛，为了提高生产效率，人们希望曝光光源有高的有效辐照强度和良好的均匀性，以及有大的有效光斑面积。但是，对于曝光光源而言，增加有效光斑面积与增加有效辐照强度是相互矛盾的。

为了实现有效辐照强度和有效光斑面积的同时提高，目前的方式是采用多个光源拼接成光源条，在曝光面上形成一条带状的照射光斑，曝光过程中，通过移动光源条，使带状的照射光斑扫过待曝光面，进而实现较大面积的曝光。

在进一步的设计工作中，发明人发现，上述这种采用光源条进行扫描的方式还存在有不足，具体在于：由于光源呈条状布置，为了具有较宽的照射光斑，所以，光束角通常都较大，曝光面的有效辐照强度不高，而且整个曝光过程移动行程较大，部件移动部件结构复杂，还不便于光源移动的精确控制。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对目前紫外曝光技术领域中，存在上述的不足，提供一种照射光斑均匀性良好、有效光斑面积较大，曝光过程移动行程较短的光源结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种面状曝光系统，包括光源组件，所述光源组件在曝光面内形成有面状光斑，所述光源组件存在有至少一条移动轨迹，以及存在有至少一个曝光行程，所述面状光斑对应的照射区域中存在有至少一个有效曝光区域，当所述光源组件沿所述移动轨迹移动一个所述曝光行程时，所述有效曝光区域内的任意一点或任意一区域的光照能量积分，积分后在有效曝光区域内任意一点或任意一区域的光照能量积分差值小于10%。

本申请的面状曝光系统，在实际使用过程中，待曝光区域置于有效曝光区域内，通过移动光源组件，光源组件在沿所述移动轨迹移动一个所述曝光行程时，有效曝光区域内的任意一点或任意一区域的光照能量积分差值小于10%，即，保证了进行曝光工作时，待曝光区域中各个位置被曝光具有较为一致的均匀性，保证良好的曝光效果；而且，由于是采用上述的方式实现曝光的均匀性，所以，在另一方面也相对的减小了对光源组件静态光斑均匀性的要求，进而也减小了生产难度和制造成本；再一方面，在实际中，形成面状光斑的光源组件，通常是有若干单个的光源单元组拼而成，面状光斑也由光源单元形成的光斑单元组拼而成，所以，对于单个光源形成的光斑单元而言，其光斑单元内部各个区域的辐照强度也存在差异，采用本申请的上述曝光系统，还进一步的消除了这种因光斑单元内部辐照强度不均匀而导致曝光不均匀的问题；更进一步的，由于面状光斑是由若干光斑单元依次拼接或部分重叠或间隙配合形成的，所以，在光斑单元之间或者重叠处，其辐照强度与其他部位的辐照强度并不相同，所以，采用本申请的面状曝光系统，也消除了因光源单元拼接所引起曝光不均匀的问题。

优选的，光源组件在沿所述移动轨迹移动一个所述曝光行程时，有效曝光区域内的任意一点或任意一区域的光照能量积分相等。作为最优的方案，即是使有效曝光区域内的任意一点或任意一区域的光照能量积分相等，如此，即保证了各个点或区域被曝光的均匀性。

优选的，所述光源组件沿所述移动轨迹移动一个所述曝光行程时，所述有效曝光区域始终处于被照射状态。采用该种方式，即，采用一面状光斑照射区域大于待曝光区域的光源组件，如此设置，可以大幅缩短曝光行程，一方面是提高曝光效果，另一方面，也能够更精确的控制本申请面状曝光系统的移动精度，进一步的提高曝光精度，再一方面，也能够简化移动本申请面状曝光系统的驱动结构，进而也方便了加工制造。

优选的，所述光源组件包括有若干个光源单元，每一个所述光源单元在所述曝光面上都形成有一个光斑单元，相邻的所述光斑单元依次拼接或部分重叠或间隙配合的形成所述面状光斑。

优选的，所述光源组件还包括有若干个用于调整光源单元发出光线的光学透镜，每一个所述光源单元与一个光学透镜配合。

每个光源单元都与一个光学透镜相配合，使得光源单元发出的光线先被光学透镜调整后再照射在曝光面上形成光斑单元，所以，各个光源单元的光斑单元以部分重叠的方式、相互拼接或者在相邻光斑单元之间存在微小间隙的方式，形成长条状的光斑，如此使得，形成光斑单元光线的光束角较小，光斑具有较高的有效辐照强度，进一步的提高了曝光效率和曝光的精密度。

优选的，相邻所述光源单元光轴之间的距离为L，当各个光源单元形成的光斑单元之间为间隙配合时，相邻光斑单元之间的距离小于0.1L。在实际设计工作中，发明人发现，采用上述方式设置光源单元，保证了本申请面状曝光系统在移动中，能够方便的实现有效曝光区域内的任意一点或任意一区域的光照能量积分，积分后在有效曝光区域内任意一点或任意一区域的光照能量积分相等或者差值小于10%这一目的，避免光斑单元之间间隙较大而给制定移动轨迹或/和曝光行程带来困难。

优选的，所述光源单元的规格和型号相同，所述光学透镜的尺寸和材质相同。采用相同规格和型号的光源单元，以及采用相同尺寸和材质的，在同一曝光面内，能够保证各个光斑单元具有较好的一致性，进一步的方便光源单元之间相对位置的布置。

作为一种优选，所有光源单元为均布设置。

作为一种优选，所述光斑单元的形状为长方形、正方形或者正六边形。

通过上述的结构可以方便光斑单元在曝光面上配合形成整体的面状光斑。

作为一种优选，所述光斑单元之间的配合部位相互错开布置。

优选的，所述光源单元为波长从200纳米到420纳米的紫外LED光源。采用该波长的紫外光，保证光线的辐照强度，进而保证移动时，能够对待曝光区域进行可靠的曝光。

本申请还公开了一种曝光部件，

一种曝光部件，包括驱动部件和上述的面状曝光系统，所述驱动部件用于驱动所述面状曝光系统沿所述移动轨迹移动。

本申请的曝光部件，由于采用了上述的面状曝光系统，在进行曝光工作时，能够提供面积较大，并且辐照强度均匀，移动形成较短的有效曝光区域。

优选的，当所述光斑单元的形状为正方形或者长方形时，所述移动轨迹与所述光斑单元的对角线方向相平行，所述曝光行程等于或者大于一个光斑单元的对角线长度。通过上述的结构，当面状曝光系统沿光斑单元对角线方向移动一个等于或者大于光斑单元对角线长度的曝光行程时，在有效曝光区域内的任意一点或任意一区域的光照能量积分差值小于10%，保证了进行曝光工作时，待曝光区域中各个位置被曝光的均匀性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本申请的有益效果是：

1、本申请的面状曝光系统，在实际使用过程中，待曝光区域置于有效曝光区域内，通过移动光源组件，光源组件在沿所述移动轨迹移动一个所述曝光行程时，有效曝光区域内的任意一点或任意一区域的光照能量积分差值小于10%，即，保证了进行曝光工作时，待曝光区域中各个位置被曝光具有较为一致的均匀性，保证良好的曝光效果；而且，由于是采用上述的方式实现曝光的均匀性，所以，在另一方面也相对的减小了对光源组件静态光斑均匀性的要求，进而也减小了生产难度和制造成本；再一方面，在实际中，形成面状光斑的光源组件，通常是有若干单个的光源单元组拼而成，面状光斑也由光源单元形成的光斑单元组拼而成，所以，对于单个光源形成的光斑单元而言，其光斑单元内部各个区域的辐照强度也存在差异，采用本申请的上述曝光系统，还进一步的消除了这种因光斑单元内部辐照强度不均匀而导致曝光不均匀的问题；更进一步的，由于面状光斑是由若干光斑单元依次拼接或部分重叠或间隙配合形成的，所以，在光斑单元之间或者重叠处，其辐照强度与其他部位的辐照强度并不相同，所以，采用本申请的面状曝光系统，也消除了因光源单元拼接所引起曝光不均匀的问题；

2、本申请的曝光部件，由于采用了上述的面状曝光系统，在进行曝光工作时，能够提供面积较大，并且辐照强度均匀，移动形成较短的有效曝光区域。

附图说明

图1为本申请面状曝光系统与驱动部件配合的结构示意图；

图2为本申请面状曝光系统拆除后的局部结构示意图；

图3为光源单元形成对应光斑单元的示意图；

图4为光斑单元之间为间隙配合时的示意图；

图5为光斑单元配合部之间错开的示意图；

图6为光斑单元为长方形时的示意图；

图7为驱动部件驱动面光源移动的示意图，

图中标记：1-光源单元， 2-光斑单元，3-光学透镜，4-驱动部件， 5-面状光斑，A-有效曝光区域。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1，如图1-7所示，

一种面状曝光系统，包括光源组件，所述光源组件在曝光面内形成有面状光斑5，所述光源组件存在有至少一条移动轨迹，以及存在有至少一个曝光行程，所述面状光斑5对应的照射区域中存在有至少一个有效曝光区域A，当所述光源组件沿所述移动轨迹移动一个所述曝光行程时，所述有效曝光区域A内的任意一点或任意一区域的光照能量积分，积分后在有效曝光区域内任意一点或任意一区域的光照能量积分差值小于10%。

本实施例的面状曝光系统，在实际使用过程中，待曝光区域置于有效曝光区域A内，通过移动光源组件，光源组件在沿所述移动轨迹移动一个所述曝光行程时，有效曝光区域A内的任意一点或任意一区域的光照能量积分差值小于10%，即，保证了进行曝光工作时，待曝光区域中各个位置被曝光具有较为一致的均匀性，保证良好的曝光效果；而且，由于是采用上述的方式实现曝光的均匀性，所以，在另一方面也相对的减小了对光源组件静态光斑均匀性的要求，进而也减小了生产难度和制造成本；再一方面，在实际中，形成面状光斑5的光源组件，通常是有若干单个的光源单元1组拼而成，面状光斑5也由光源单元1形成的光斑单元2组拼而成，所以，对于单个光源形成的光斑单元2而言，其光斑单元2内部各个区域的辐照强度也存在差异，采用本实施例的上述曝光系统，还进一步的消除了这种因光斑单元2内部辐照强度不均匀而导致曝光不均匀的问题；更进一步的，由于面状光斑5是由若干光斑单元2依次拼接或部分重叠或间隙配合形成的，所以，在光斑单元2之间或者重叠处，其辐照强度与其他部位的辐照强度并不相同，所以，采用本实施例的面状曝光系统，也消除了因光源单元1拼接所引起曝光不均匀的问题。

作为一种优选的方式，所述光源组件在沿所述移动轨迹移动一个所述曝光行程时，有效曝光区域内的任意一点或任意一区域的光照能量积分相等。作为最优的方案，即是使有效曝光区域内的任意一点或任意一区域的光照能量积分相等，如此，即保证了各个点或区域被曝光的均匀性。

作为一种实施方式，所述光源组件沿所述移动轨迹移动一个所述曝光行程时，所述有效曝光区域A始终处于被照射状态。采用该种方式，即，采用一面状光斑5照射区域大于待曝光区域的光源组件，如此设置，可以大幅缩短曝光行程，一方面是提高曝光效果，另一方面，也能够更精确的控制本实施例面状曝光系统的移动精度，进一步的提高曝光精度，再一方面，也能够简化移动本实施例面状曝光系统的驱动结构，进而也方便了加工制造。

作为一种实施方式，所述光源组件包括有若干个光源单元1，每一个所述光源单元1在所述曝光面上都形成有一个光斑单元2，相邻的所述光斑单元2依次拼接或部分重叠或间隙配合的形成所述面状光斑5。

作为一种实施方式，所述光源组件还包括有若干个用于调整光源单元1发出光线的光学透镜3，每一个所述光源单元1与一个光学透镜3配合。

每个光源单元1都与一个光学透镜相配合，使得光源单元1发出的光线先被光学透镜调整后再照射在曝光面上形成光斑单元2，所以，各个光源单元1的光斑单元2以部分重叠的方式、相互拼接或者在相邻光斑单元2之间存在微小间隙的方式，形成长条状的光斑，如此使得，形成光斑单元2光线的光束角较小，光斑具有较高的有效辐照强度，进一步的提高了曝光效率和曝光的精密度。

作为一种实施方式，相邻所述光源单元1光轴之间的距离为L，当各个光源单元1形成的光斑单元2之间为间隙配合时，相邻光斑单元2之间的距离小于0.1L。在实际设计工作中，发明人发现，采用上述方式设置光源单元1，保证了本实施例面状曝光系统在移动中，能够方便的实现有效曝光区域A内的任意一点或任意一区域的光照能量积分，积分后在有效曝光区域内任意一点或任意一区域的光照能量积分差值小于10%这一目的，避免光斑单元2之间间隙较大而给制定移动轨迹或/和曝光行程带来困难。

作为一种实施方式，所述光源单元1的规格和型号相同，所述光学透镜3的尺寸和材质相同。采用相同规格和型号的光源单元1，以及采用相同尺寸和材质的，在同一曝光面内，能够保证各个光斑单元2具有较好的一致性，进一步的方便光源单元1之间相对位置的布置。

作为一种优选，所有光源单元1为均布设置。

作为一种优选，所述光斑单元2的形状为长方形、正方形或者正六边形。

通过上述的结构可以方便光斑单元2在曝光面上配合形成整体的面状光斑5。

作为一种优选，所述光斑单元2之间的配合部位相互错开布置。

作为优选，所述光源单元1为波长从200纳米到420纳米的紫外LED光源。采用该波长的紫外光，保证光线的辐照强度，进而保证移动时，能够对待曝光区域进行可靠的曝光。

实施例2，如图1-7所示，

一种曝光部件，包括驱动部件4和上述的面状曝光系统，所述驱动部件4用于驱动所述面状曝光系统沿所述移动轨迹移动。

本实施例的曝光部件，由于采用了上述的面状曝光系统，在进行曝光工作时，能够提供面积较大，并且辐照强度均匀，移动形成较短的有效曝光区域A。

作为一种实施方式，当所述光斑单元2的形状为正方形或者长方形时，所述移动轨迹与所述光斑单元2的对角线方向相平行，所述曝光行程等于或者大于一个光斑单元2的对角线长度。通过上述的结构，当面状曝光系统沿光斑单元2对角线方向移动一个等于或者大于光斑单元2对角线长度的曝光行程时，在有效曝光区域A内的任意一点或任意一区域的光照能量积分差值小于10%，保证了进行曝光工作时，待曝光区域中各个位置被曝光的均匀性。

凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。