曝光用光源模块单元以及设置有所述光源模块单元的曝光装置的制作方法

本发明涉及一种曝光用光源，更为详细地涉及一种曝光用紫外线发光元件(uvled)光源模块单元，其为了在半导体晶元或图像显示面板等形成微细电路图形而使用于光刻(photolithography)工艺，尤其，涉及一种曝光用紫外线发光元件(uvled)光源模块单元及设置有所述光源模块单元的曝光装置，其以如下形式进行了改良：针对作为光源的紫外线发光元件(uvled)的聚光透镜的光学排列结构和形状结构通过最佳组合的阵列(array)模块的构成，通过光输出功率(power)和照度分布极大化可以有效地提升曝光性能和曝光效率的同时，可容易地代替在现有曝光装置中设置(set-up)的光源模块，从而可提高性价比(costperformanceratio)。

背景技术

例如，作为电气电子设备的主要部件而内置的半导体元件或者电路板(pcb)及类似于液晶显示器(lcd，liquidcrystaldisplay)或有机发光二极管(oled，organiclightemittingdiode)和等离子显示板(pdp，plasmadisplaypanel)的图像显示面板在其制造过程上的曝光工艺中通过统称为光刻(photolithography)的光微细加工技术而以形成微细电路图形的形式制成。

通常，利用于现有的曝光工艺中的曝光用光源主要使用超高压水银灯或者卤素灯，但是实情为，如众所周知的一样，如上所述的现有的曝光用光源暴露了由于低寿命和高消耗电力导致的低效率及由高费用引起的曝光工艺的效率问题，不仅如此，在环境方面也暴露了许多问题。

尤其，最近在制造类似于液晶显示器(lcd)或者有机发光二极管(oled)等的显示领域的薄膜晶体管(tft，thinfilmtransistor)或制造滤色镜(cf，colorfilter)时，市场对利用曝光图形的微细化技术来实现超高清的需求迫切，尽管如此，由于利用现有的曝光光源(hglamp，水银灯)的曝光图形的微细化工艺的技术限制，虽然可惜，但现实是无法实现作为曝光图形的微细化和显示器产业的核心技术的超高清。

此外，由于针对最近的半导体元件的小型化和大容量化以及高集成化和高密度化的趋势，对曝光图形的微细化和高精密度化的要求不断增加，因此存在的问题在于，在通过现有的曝光用光源来实现对目前的微细化图形的要求时具有限制。

由此，最近在活跃进行例如类似于浸液曝光或者远紫外线曝光等的新的曝光技术的开发，尤其，紫外线发光元件(uvled)作为低消耗电力和长寿命、单波长的选择性使用和可使用短波长及环保的曝光用光源，处于被万众瞩目为现有曝光用光源的代替品的趋势。

但是，处于如下阶段：在将紫外线发光元件(uvled)用作光源的曝光装置的情况，迫切要求能够通过使得光损失减少的光路径的构成或照度分布图以及光输出的功率提高及曝光图形的微细化来实现超高清，开发用于小型化、大容量化及高密度化等的高效率的新光源(uvled)，同时开发光学部件、模块、单元等。

本发明是在如上所述的技术背景下导出的，所述背景技术的问题是本申请人为了导出本发明而具有的，或者作为在本发明的导出过程中重新获得并确保的内容，因此绝不能称为在本发明的申请之前对一般公众公知的内容。

技术实现要素：

本发明是在如上所述的背景技术下考虑到现有的曝光装置的曝光用光源所具有的问题并为了改善所述问题而提出的，本发明的目的在于用于提供一种紫外线发光元件(uvled)光源模块单元以及设置有所述光源模块单元的曝光装置，其通过光输出功率(power)和照度分布极大化可有效地提高曝光性能和曝光效率。

本发明的另一个目的在于用于提供一种低消耗电力型紫外线发光元件(uvled)光源模块单元及将所述单元设置为光源的曝光装置，其通过光输出功率(power)和照度分布极大化可实现曝光图形的微细化和高分辨率。

本发明的又另一个目的涉及一种改良了的经济型曝光用紫外线发光元件(uvled)光源模块单元以及设置有所述光源模块单元的曝光装置，其容易代替设置(set-up)于现有曝光装置的光源模块且可提高性价比。

为了实现所述目的，根据本发明的曝光用光源模块单元的特征在于，包括：光源面板，其设置为多个单位紫外线发光元件以矩阵形态的阵列结构安装于电路板上，并装载于支撑面板；第一光学面板，其以与所述光源面板相面对的形式形成，透镜面板配置于所述发光元件的光射出侧，在透镜面板，多个单位聚光透镜设置为从分别与所述发光元件相对应的位置针对主光轴向经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构，所述单位聚光透镜的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率r的凹面和具有(+)0.15以内的曲率r的凸面中选择的任意一种形态，同时，光射出面形成为凸透镜，所述单位紫外线发光元件和单位聚光透镜的间隔距离c1排列为相对于单位聚光透镜的直径d满足0.15<c1/d<0.5的值。

并且，为了实现所述目的，根据本发明的曝光装置包括曝光台、驱动装置、曝光用光源模块单元、光学系统及控制装置，曝光台用于支撑涂覆有感光剂的曝光用基板，驱动装置用于使得所述曝光台在x-y平面坐标上以可移动的状态驱动，曝光用光源模块单元设置为向用于形成所述基板的曝光图形的掩模(mask)发出照明光，光学系统设置于所述基板和曝光用光源模块单元之间，控制装置对所述驱动装置和曝光用光源单元的驱动进行协同控制，曝光装置的特征在于，所述曝光用光源模块单元包括：光源面板，其设置为多个单位紫外线发光元件以矩阵形态的阵列结构安装于电路板上，并装载于支撑面板；第一光学面板，其以与所述光源面板相面对的形式形成，透镜面板配置于所述发光元件的光射出侧，在透镜面板，多个单位聚光透镜设置为从分别与所述发光元件相对应的位置针对主光轴向经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构，所述单位聚光透镜的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率r的凹面和具有(+)0.15以内的曲率r的凸面中选择的任意一种形态，同时，光射出面形成为凸透镜，所述单位紫外线发光元件和单位聚光透镜的间隔距离排列为相对于单位聚光透镜的直径满足0.15<c1/d<0.5的值。

就具有如上所述构成的本发明的曝光用光源模块单元而言，凸状透镜的曲率定义为(+)，凹状透镜的曲率定义为(-)。

根据本发明，所述第一光学面板的单位聚光透镜的直径形成为相对于所述单位紫外线发光元件和第一光学面板的单位聚光透镜的间隔距离满足2.8<d/c1<5.8的值。

根据本发明的另一个侧面，还可具有设置有第二光学面板的构成，第二光学面板平行地排列于所述第一光学面板的光射出侧。如上所述的构成中，在所述第二光学面板，将光入射面和光射出面分别设置为凸透镜的多个单位聚光透镜设置为从分别与所述发光元件相对应的位置针对主光轴向经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构。

优选地，根据具有如上所述构成的本发明的曝光用光源模块单元具有如下构成：所述第一光学面板的单位聚光透镜和所述第二光学面板的单位聚光透镜的间隔距离c2排列为相对于所述第二光学面板的单位聚光透镜的直径满足c2/d2<0.8的值。

并且，优选地，所述第二光学面板的单位聚光透镜的直径形成为相对于所述第一光学面板的单位聚光透镜的直径满足0.7<d2/d<1.2的值。

另外，根据本发明，所述单位聚光透镜设置为从经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧逐渐隔开且越靠近边缘配置越使得针对相对应的单位紫外线发光元件的主光轴的偏心量增加的矩阵形态的阵列结构，并且使得从各个单位紫外线发光元件照射出来的扩散光聚集在设定于曝光装置的光学系统的受光区域。

如上所述的构成中，优选地，针对从所述紫外线发光元件到受光区域为止的设定于光学系统的光学距离“a”，从经过位于所述光源面板上的紫外线发光元件阵列中心的基准中心轴线侧间隔开的紫外线发光元件的间隔距离“b”、所述紫外线发光元件和聚光透镜的相面对的面的间隔距离“c”、所述各个紫外线发光元件的中心轴和聚光透镜的中心轴之间的偏心距离“x”及受光领域a的直径“t”的关系中，聚光透镜的偏心距离“x”的基准设定为满足“x＝b*c/a”，所述“x”的范围设定为满足“bc(2b-t)/2ab<x<bc(2b+t)/2ab”。

根据本发明的一个侧面，所述紫外线发光元件可在单位电路板安装为一列以上封装形态的led光源。据此，在组成所述光源面板的支撑面板可具有如下构成：在多个单位电路板分别安装多个封装形态的led光源。

根据本发明的另一个侧面，所述紫外线发光元件可以以封装形态的led光源安装于单一的电路板。

根据本发明的又另一侧面，所述紫外线发光元件可以以单一芯片或多个芯片形态作为led光源安装于单一或多个电路板。

此外，优选地，所述光源面板和所述光学面板得到壳体的支撑，并且以可拆卸的单元状态设置于曝光装置，在所述光源面板和所述光学面板的周围还可具有设置有放热装置的构成。

根据本发明的曝光用光源模块单元，通过使得能够最大化聚光效率的聚光透镜阵列模块光学面板针对作为多个紫外线发光元件(uvled)阵列模块的光源面板以最佳状态进行组合，从而能够实现低消耗电力，尤其能够实现根据紫外线的单波长和短波长的高输出及高效率曝光工艺。由此，根据本发明的曝光用光源模块单元，可通过有效提高曝光性能和曝光效率来提供能够实现曝光图形的微细化和显著的高分辨率的曝光设备。

并且，根据本发明的曝光用光源模块单元，使得可容易代替设置于现有曝光装置的光源模块的代替互换性模块的单元化成为可能，从而能够提供一种性价比高的既实用又经济的曝光装置。

此外，随着使用根据本发明的曝光用光源模块单元，可通过低消耗电力的使用、光源更换费用的减少、曝光装置操作时间的提升及环境问题的解决等来期待显著的维修费用的减少效果。

不仅如此，就根据本发明的曝光用光源模块单元而言，尤其，根据需要可自由选择使用高效率高输出的单波长及短波长的紫外线光，因此，也可通过作为能够实现高质量的曝光的核心技术的图形微细化来实现高分辨率。

附图说明

图1是示出根据本发明的曝光用光源模块单元的概略分离立体图。

图2是为了说明根据本发明的曝光用光源模块单元的单位光源和聚光透镜阵列结构而模式地示出的概略立体图。

图3是模式地示出由根据本发明的曝光用光源模块单元的单位光源构成的紫外线发光元件的阵列结构的概略平面图。

图4及图5分别是为了说明根据本发明的曝光用光源模块单元的单位光源和聚光透镜的偏心的阵列结构而示出的模式图。

图6及图7分别是为了说明根据本发明的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光入射面曲率的范围而模式地示出的概略截面构成图。

图8至图10分别是测定根据本发明的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光入射面曲率的光照射面(target；曝光面)的照度并用图表进行示出的图。

图11是示出根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元的概略分离立体图。

图12是为了说明图11所示的根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元的单位光源和聚光透镜阵列结构而模式地示出的概略立体图。

图13是为了说明图11及图12所示的根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光学构造和排列状态的关系而模式地示出的概略截面构成图。

图14及图15分别是测定图11及图12所示的根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光学构造和排列状态的关系的光照射面(target；曝光面)的照度并用图表进行表示的图。

图16是拍摄根据本发明的曝光用光源模块单元的光照射状态并示出的图。

图17是概率地示出根据本发明的曝光用光源模块单元通过壳体而单元化的状态的外观立体图。

图18是对通过根据本发明的曝光用光源模块单元和作为现有曝光用光源的水银灯(hglamp)分别形成于晶元的电路图形的要部进行拍摄并对测定的根据掩模线宽的cd值的结果进行对比并表示的图。

图19是对通过根据本发明的曝光用光源模块单元和作为现有曝光用光源的水银灯(hglamp)分别形成于晶元的电路图形的掩模线宽的cd值测定结果进行对比并用图表进行表示的图。

图20是提取适用根据本发明的曝光用光源模块单元的曝光装置的要部并模式地示出的概略构成图。

具体实施方式

以下，参照附图对根据本发明的曝光用光源模块头部单元进行详细说明。以下说明的内容和附图仅仅是以本发明的优选实施例为主进行了说明，并非限定权利要求书中记载的本发明的曝光用光源模块单元。

参照图1及图2，根据本发明的曝光用光源模块单元100，包括：光源面板110，其设置为多个单位紫外线发光元件(uvled)111以矩阵形态的阵列结构安装于电路板112上，并装载于支撑面板113；光学面板120，其以与所述光源面板110相面对的形式形成，透镜面板122配置于所述紫外线发光元件111的光射出侧，在透镜面板122，多个单位聚光透镜121设置为从分别与所述紫外线发光元件111阵列的间隔p相对应的间隔p的位置针对主光轴向经过位于所述光源面板110上的紫外线发光元件111阵列中心o(参照图2)的任意的基准中心轴线侧偏心的状态e1、e2的矩阵形态的阵列构造。

根据具有如上所述构成的本发明的曝光用光源模块单元100具有如下构成：所述单位聚光透镜121的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率r的凹面和具有(+)0.15以内的曲率r的凸面中选择的任意一种形态的同时，光射出面形成为凸透镜，所述单位紫外线发光元件111和单位聚光透镜121的间隔距离c1排列为相对于单位聚光透镜121的直径d满足0.15<c1/d<0.5的值。

在此，凸状透镜的曲率定义为(+)，凹状透镜的曲率定义为(-)。

总之，根据本发明的曝光用光源模块单元100，通过将针对作为光源的单位紫外线发光元件(uvled)的单位聚光透镜的光学排列结构和光入射面及射出面的形状结构设置为以最佳状态组合起来的阵列(array)模块，从而通过光输出功率(power)和照度分布的极大化有效地提高曝光性能和曝光效率，进而能够实现曝光图形的微细化和高分辨率。

根据本发明的曝光用光源模块单元100的单位聚光透镜的光学排列结构和光入射面及射出面的曲率r的范围的具体构成参照附图进行后述。

根据本发明，如图1中所示，优选地，所述紫外线发光元件111可在带状的单位电路板112安装为一列以上的射出100nm波长带至410nm波长带范围的紫外线光的芯片、封装或芯片和封装的混合形态的led光源。

因此，所述光源面板110中，多个带状的单位电路板112分别并排地以阵列状态装载于支撑面板113，安装于各个单位电路板112的紫外线发光元件111形成为x-y坐标上的矩阵形态的阵列模块。

另一方面，所述紫外线发光元件111为了在面积较大的单一电路板112实现矩阵形态的阵列结构可安装为射出100nm波长带至410nm波长带范围的紫外线光的芯片、封装或芯片和封装混合形态的led光源。

图3是模式地表示由根据本发明的曝光用光源模块单元100的单位光源构成的紫外线发光元件111的阵列结构的概略平面图。

参照图3，根据本发明的曝光用光源模块单元100设置为，在以所述光源面板110上的紫外线发光元件111阵列的中心o为原点的x-y直角坐标上，将多个紫外线发光元件111构成为按一定的间隔p隔开配置的矩阵形态的阵列结构。

另外，所述支撑面板113例示为四边形的面板，但这样的支撑面板113的形状构造通过一个实施例表示出，并不限定根据本发明的曝光用光源模块单元100。

因此，根据本发明的曝光用光源模块单元100也可适用变形为例如半圆形面板等多样的形状构造的实施例。

换句话说，根据本发明的曝光用光源模块单元100可变形为多种形态，以便根据作为光源被安装的曝光装置的规格或构成或者曝光对象或曝光图形等，使得排列有紫外线发光元件111的支撑面板113的形状构造以最佳状态得以采用。

根据本发明的一个侧面，如图3所示，就所述紫外线发光元件111在支撑面板113以奇数(9个)的横列和竖列阵列的结构而言,在所述光源面板110的紫外线发光元件阵列的中心o可配置单位紫外线发光元件111。

另外，就所述紫外线发光元件111在支撑面板113以偶数的横列和竖列阵列的结构而言,具有在所述光源面板110的紫外线发光元件阵列的中心o排除配置单位紫外线发光元件111的阵列结构。

换句话说，所述光源面板110上的紫外线发光元件阵列的中心o与使得从各个单位紫外线发光元件照射的扩散光通过聚光透镜121而聚集的受光区域(参照图4及图5的附图标号“a”)的中心配置于同轴上，成为决定各个单位聚光透镜121的偏心量(参照图2及图4的e1、e2、en)的基准。

所述受光区域(参照图4及图5的附图标号“a”)设置为孔(aperture)形态，以便形成经过设置于未示出的曝光装置的光学系统的反射镜而使得聚焦光通过的聚光目标(target)。

由此，根据本发明的曝光用光源模块单元100以使得从各个单位紫外线发光元件111照射的扩散光通过聚光透镜121而聚集折射并通过作为受光区域的聚光目标(target)而形成的孔(aperture)的形式得到聚光。

换句话说，就根据本发明的曝光用光源模块单元100而言，位于所述光源面板110上的紫外线发光元件111阵列的中心o和透镜面板120的中心配置于同轴上，从经过所述中心o的任意基准中心轴线侧逐渐隔开而靠近边缘配置的聚光透镜121以相对于与其相对应的紫外线发光元件111的主光轴向所述基准中心轴线侧偏心的距离逐渐增加的形式配置。

总之，根据本发明的曝光用光源模块单元100中，聚光透镜121以相对于紫外线发光元件111的主光轴偏心的形式配置，如果比喻来说，则执行斜视(strabismus)透镜的作用和功能。由此，起到使得从各个单位紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化的作用。

换句话说，就对于根据本发明的曝光用光源模块单元100的单位紫外线发光元件(uvled)的单位聚光透镜的光学排列构造而言，为了使得从各个单位紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化，各个单位聚光透镜121以相对于紫外线发光元件111的主光轴偏心的形式排列，以下对于其具体构成和作用进行详细地说明。

图4及图5分别是为了说明根据本发明的曝光用光源模块单元100的聚光透镜121以相对于紫外线发光元件111的主光轴偏心的阵列结构而表示的模式图。

在图4及图5中，“a”表示从所述紫外线发光元件111到被设定为作为聚光目标的受光区域a的孔为止的光学距离。

并且，“b”表示以从经过所述光源面板110的紫外线发光元件阵列的中心o的基准中心轴线侧相隔开的形式配置的紫外线发光元件111的间隔距离。

此外，“c”表示紫外线发光元件111和聚光透镜121的相面对的面的间隔距离,“x”表示紫外线发光元件111的中心轴和聚光透镜121的中心轴之间的偏心距离，“t”表示受光区域a的直径。

参照图4及图5，优选地，就根据本发明的曝光用光源模块单元100而言，针对从所述紫外线发光元件111到被设定为作为聚光目标的受光区域a的孔为止的光学距离“a”，所述“b”和“c”、“x”及“t”的关系设置为根据下面的公式被定义。

换句话说，聚光透镜121的偏心距离“x”的基准设定为满足“x＝b*c/a”，所述“x”的范围设定为满足“bc(2b-t)/2ab<x<bc(2b+t)/2ab”。

以下对用于使得根据本发明的曝光用光源模块单元100的光输出功率(power)及照度分布极大化的单位聚光透镜121的光入射面及射出面的曲率r的范围和作用效果进行详细地说明。

图6及图7分别是为了说明根据本发明的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光入射面曲率r的范围而模式地表示的概略截面构成图。

参照图6及图7，就根据本发明的曝光用光源模块单元100而言，为了使得从所述紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化，所述单位聚光透镜121的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率r的凹面和具有(+)0.15以内的曲率r的凸面中选择的任意一种形态的同时，光射出面形成为凸透镜。

根据本发明,就如上所述的单位聚光透镜121的光入射面曲率r的范围而言，针对所述单位紫外线发光元件111的单位聚光透镜121的间隔距离c1及单位聚光透镜121的直径d的关系排列为满足0.15<c1/d<0.5的值的构成，可设定为如下条件：在将实际“c1/d”的值按一定间隔设定的状态下，测定光照射面(target；曝光面)的照度,通过使从所述紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化，从而可获得有效和有利的最佳的照度。

图8至图10分别是测定根据本发明的曝光用光源模块单元100的单位聚光透镜的光入射面曲率r的光照射面(target；曝光面)的照度并用图表进行表示的图。

参照图8可以确认，所述单位聚光透镜121的光入射面形成为平面的情况，根据本发明的曝光用光源模块单元100以在光照射面(target；曝光面)形成最大值1的照度的方式输出。

另外，可以确认，所述单位聚光透镜121的光入射面分别形成为具有(-)0.15的曲率r的凹面和具有(+)0.15的曲率r的凸面的情况，光照射面(target；曝光面)的照度以形成最大值1的约90％左右的照度的方式输出。

由此，根据本发明的曝光用光源模块单元100构成为，为了使光照射面(target；曝光面)的照度最大化，单位聚光透镜121的光入射面曲率r设定为(-)0.15<r<(+)0.15的范围。

参照图9可以确认，单位聚光透镜121的直径d形成为具有一定尺寸的规格时，针对所述单位紫外线发光元件111的间隔距离c1的设定关系c1/d值在0.3左右以在光照射面(target；曝光面)形成最大值1的照度的形式输出。

并且，可以确认，针对所述单位紫外线发光元件111的间隔距离c1的设定关系c1/d值在0.15及0.5左右以使得各个光照射面(target；曝光面)的照度形成最大值1的约80％左右的照度的方式输出。

因此,根据本发明的曝光用光源模块单元100构成为，针对所述单位紫外线发光元件111的单位聚光透镜121的间隔距离c1及单位聚光透镜121的直径d的关系值排列为满足0.15<c1/d<0.5的范围。

参照图10可确认，针对所述单位紫外线发光元件111的单位聚光透镜121的间隔距离c1以设定为一定的值的形式排列时，所述单位聚光透镜121的间隔距离c1和所述单位聚光透镜121的直径d的关系d/c1值在4.0至5.8左右以在光照射面(target；曝光面)形成最大值1的照度的形式输出。

并且，可以确认，所述单位聚光透镜121的间隔距离c1和所述单位聚光透镜121的直径d的关系d/c1值在2.8左右以使得光照射面(target；曝光面)的照度形成最大值1的约80％左右的照度的方式输出。

因此,根据本发明的曝光用光源模块单元100构成为，为了通过使从所述紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化来进行引导从而可获得最大的照度，所述单位聚光透镜121的间隔距离c1和所述单位聚光透镜121的直径d的关系d/c1值排列为满足2.8<d/c1<5.8的值。

图11是表示根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元的概略分离立体图，

图12是为了说明图11所示的根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元的单位光源和聚光透镜阵列结构而模式地表示的概略立体图。

参照图11及图12，根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元100还包括第二光学面板130，第二光学面板130以在第一光学面板120的光射出侧平行排列的形式设置。

在所述第二光学面板130，将光入射面和光射出面分别形成为凸透镜的多个单位聚光透镜131设置为从分别与所述发光元件111相对应的位置相对于主光轴向经过位于所述光源面板110上的紫外线发光元件阵列中心的任意的基准中心轴线侧偏心的状态的矩阵形态的阵列结构。

换句话说，所述第二光学面板130的单位聚光透镜131以针对所述光源面板110的单位紫外线发光元件111的主光轴偏心的形式配置，如果比喻来说，则执行斜视(strabismus)透镜的作用和功能，由此起到使得从各个单位紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化的作用。如上所述，具有第二光学面板130的单位聚光透镜131偏心的阵列排列结构的构成，与通过图4及图5所说明的第一光学面板120的单位聚光透镜121偏心的阵列排列结构实质上相同，因此省略对其构成和作用的详细说明。

图13是为了说明图11及图12所示的根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光学构造和排列状态的关系而模式地表示的概略截面构成图。

参照图13，根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元100具有如下所述的阵列结构：所述第一光学面板120的单位聚光透镜121和所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的间隔距离c2排列为相对于所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的直径d2满足c2/d2<0.8的值。

并且，所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的直径d2形成为相对于所述第一光学面板120的单位聚光透镜121的直径d1满足0.7<d2/d<1.2的值。

如上所述的第二光学面板130的单位聚光透镜131的间隔距离c2和直径d2分别排列为满足c2/d2<0.8及0.7<d2/d<1.2的值的构成设定为如下条件：在将实际“d2/d”的值按一定间隔设定的状态下，测定光照射面(target；曝光面)的照度,通过使从所述紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化来进行引导，可获得有效和有利的最佳的照度。

图14及图15分别是测定图11及图12所示的根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元的单位聚光透镜的光入射面形状构造和排列状态所致的光照射面的照度并用图表进行表示的图。

参照图14可以确认，所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的直径d2形成为一定的值时，所述第一光学面板120的单位聚光透镜121和所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的间隔距离c2及所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的直径d2的关系值c2/d2为0.1时在光照射面(target；曝光面)形成最大值1的照度，然后在0.8左右逐渐减小照度到最大值1的90％左右。

因此，根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元100构成为，为了通过使从所述紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化来进行引导从而可获得最大的照度，所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的间隔距离c2和直径d2分别满足c2/d2<0.8的值。

参照图15可以确认，所述第一光学面板120的单位聚光透镜121的直径d和所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的直径d2的关系值d2/d在1.2左右时在光照射面(target；曝光面)形成最大值1的照度，然后在0.7左右逐渐减小照度到最大值1的90％左右。

因此，根据本发明的其他实施例的曝光用光源模块单元100构成为，为了通过使从所述紫外线发光元件111照射的扩散光的聚光效率最大化来进行引导从而可获得最大的照度，第一光学面板120的单位聚光透镜121的直径d和所述第二光学面板130的单位聚光透镜131的直径d2的关系值d2/d满足0.7<d2/d<1.2的条件。

另外，图16是拍摄根据本发明的曝光用光源模块单元的光照射状态并进行示出的图，图16的a是拍摄排除了光学面板120的状态的光源面板110的光照射状态，图16的b是拍摄通过了光学面板120的光照射状态。

参照图16可以确认，与排除了光学面板120的状态的光照射状态相比，通过了光学面板120的光照射状态的亮度更亮。

根据本发明的一个侧面，如图17所示，所述曝光用光源模块单元100可具有所述光源面板110和光学面板120以通过壳体140得到支撑的形式安装并单元化的构成。

因此，如上所述，以安装于壳体140的形式被单元化的本发明的曝光用光源模块单元100可以以能够拆卸的状态用作曝光装置(未示出)的光源。据此，通过去除主要作为现有曝光装置的光源安装的水银灯或者卤素灯，通过具有可部分代替的改良的互换性，从而可提供高性价比(costperformanceratio)的实用又经济的曝光装置。

另外，就根据本发明的曝光用光源模块单元100而言，在所述光源面板110和光学面板120、130以形成为一组的形式结合的状态下，也可设置为通过设置于曝光装置的支架或法兰等的构造物得到支撑的光源。

并且，根据本发明的曝光用光源模块单元100还包括放热装置，放热装置以设置于光源面板110和光学面板120的周围的形式设置于所述壳体140。

如图17所示，所述放热装置可以设置有与冷却装置(chiller)连接的水冷式放热装置，以便通过冷却水流入口141和流出口142使得冷却水循环。

并且，例如，所述放热装置可设置有散热片，散热片以装载所述光源面板110和光学面板120的形式内置于所述壳体140。

此外，所述放热装置可设置为使用用于空气循环的风扇或鼓风机的空冷式放热装置，也可设置为空冷式放热装置和水冷式放热装置合并的状态。

根据本发明的其他侧面，就根据本发明的曝光用光源模块单元100而言，虽然通过附图没有例示出，但可设置为具有所述紫外线发光元件111和聚光透镜121、131排列为圆形的阵列结构。如上所述的圆形阵列结构的情况，相比于四边形阵列结构的优点在于，可排除从排列在与中心o间隔最远的角部分的紫外线发光元件111产生的光损失。

另外，图18是对具有如上所述构成的根据本发明的曝光用光源模块单元100和作为现有曝光用光源的水银灯(hglamp)的曝光性能进行测试并将比较结果拍摄为照片而进行表示的图。

图18中所显示的测试结果为，在3.5英寸晶元上涂覆1.5um厚度的光刻胶(pr名：dtfr-jc800)，在1.0至3.5um范围内分别以0.2(或者0.3um)的间距设定掩模线宽并曝光后，用四甲基氢氧化铵(tmah，tetramethylammoniumhydroxide)2.38wt％显影剂来显影，并且以照片拍摄的形式对通过在通常的lcd制造工艺中所利用的光刻法来形成的微细电路图形的临界线宽微细尺寸(cd；criticaldemension)进行测定。

参照图18可以确认如下事实：利用作为现有的曝光用光源的水银灯可实现的微细电路图形的临界线宽微细尺寸(cd)的界限为2.0um左右，相反，利用根据本发明的曝光用光源模块单元可实现的微细电路图形的临界线宽微细尺寸(cd)可以是1.4um左右。

并且，图19是为了能够对图18中通过照片拍摄所测定的临界线宽微细尺寸(cd)与理想的临界线宽微细尺寸(cd)进行比较而用图表整理并表示的图。

参照图19可以确认如下事实：利用根据本发明的曝光用光源模块单元可实现的微细电路图形的临界线宽微细尺寸(cd)相比于利用作为现有的曝光用光源的水银灯可实现的微细电路图形的临界线宽微细尺寸(cd)，由更加接近理想的临界线宽微细尺寸(cd)的图形来形成。

由此，可以确认到，利用根据本发明的曝光用光源模块单元而形成的微细电路图形的线宽相比于利用作为现有曝光用光源的水银灯(hglamp)而形成的电路图形的线宽，可以以更加微细且精密的形式形成。由此，根据本发明的曝光用光源模块单元在曝光工艺中可实现显著的高分辨率。

图20是提取适用根据本发明的曝光用光源模块单元的曝光装置的要部并模式地示出的概略构成图。在此，与前面所示出的附图的参照标号相同的参照标号表示相同的构成要素。

参照图20，根据本发明的曝光装置200包括：曝光台250，其用于支撑涂覆有感光剂的曝光用玻璃基板10；驱动装置(无附图标号)，其用于使得所述曝光台250在x-y平面坐标上以可移动的状态驱动；曝光用光源模块单元100，其设置为向所述玻璃基板10射出曝光用照明光；光学系统210～230，其设置于所述玻璃基板10和曝光用光源模块单元100之间；以及控制装置(无附图标号)，其对所述驱动装置和曝光用光源单元100的驱动进行协同控制。在此，未说明附图标号240表示形成有曝光图形的曝光用掩模。

所述玻璃基板10在从所述曝光用光源模块单元100照射的照明光所入射的面上涂覆有感光剂，并且形成有与形成于感光面的感光图形相同的图形的掩模240在隔着空气层的状态下以被曝光台250支撑的形式设置。由此，从曝光用光源模块单元100射出的照明光通过光学系统210～230聚集的同时，通过掩模240并照射到玻璃基板10的感光面，从而执行形成于掩模240的曝光图形转印在玻璃基板10的感光面的曝光工艺。

所述曝光台250根据玻璃基板10和掩模240的相对大小通过驱动装置在x-y平面坐标上移动，同时在使得玻璃基板10和掩模240的位置对齐的状态下执行曝光工艺。

另外，就根据本发明的曝光装置200而言，虽然示例了所述玻璃基板10和掩模240以相隔开的形式设置的构成，但是所述构成并非限定本发明。

另一方面，可具有以使得掩模240紧贴于玻璃基板10的感光面的形式设置的构成。在所述构成的情况下，玻璃基板10的感光面以紧贴的形式被曝光，从而掩模240的图形转印在感光面。

此外，通过扩大玻璃基板10和掩模240之间的缝隙(gap)来使得缩小投影透镜嵌入于玻璃基板10和掩模240之间，通过所述构成而能够使得形成于掩模240的图形缩小投影曝光于玻璃基板10的感光面。

并且，所述光学系统210～230是为了使得照明光有效地聚集在掩模240而设置的，包括：反射镜210，其用于使得从曝光用光源模块单元100照射的照明光以通过设定为受光区域的孔a的形式进行反射；复眼透镜(flyeyelens)221、聚光镜(condenselens)222以及平透镜(platelens)223、224，其用于通过反射镜230来进行折射，反射镜230使得通过所述孔a的照明光聚集在掩模240。如上所述的光学系统210～230的构成并非限定根据本发明的曝光装置200，也可以根据曝光对象和掩模的规格等适用多种形态的变形的构成。

所述曝光用光源模块单元100作为突出根据本发明的曝光装置200的特征的构成要素，包括：光源面板110，其设置为多个单位紫外线发光元件(uvled)111以矩阵形态的阵列结构安装于电路板112，并装载于支撑面板113；光学面板120，其以与所述光源面板110相面对的形式形成，透镜面板122配置于所述紫外线发光元件111的光射出侧，在透镜面板122，多个单位聚光透镜121设置为从分别与所述紫外线发光元件111阵列的间隔p相对应的间隔p的位置相对于主光轴向经过位于所述光源面板110上的紫外线发光元件111阵列中心o(参照图2)的任意的基准中心轴线侧偏心的状态e1、e2的矩阵形态的阵列结构。

并且，具有如上所述构成的曝光用光源模块单元100具有以下构成：所述单位聚光透镜121的光入射面形成为从平面、具有(-)0.15以内的曲率r的凹面和具有(+)0.15以内的曲率r的凸面中选择的任意一种形态，同时，光射出面形成为凸透镜，所述单位紫外线发光元件111和单位聚光透镜121的间隔距离c1排列为相对于单位聚光透镜121的直径d满足0.15<c1/d<0.5的值。

根据本发明的曝光装置200，如图1所示，优选地，所述紫外线发光元件111可在带状的单位电路板112安装为一列以上的射出100nm波长带至410nm波长带范围的紫外线光的芯片、封装或芯片和封装的混合形态的led光源。

就具有如上所述构成的曝光用光源模块单元100而言，针对作为多个紫外线发光元件(uvled)阵列模块的光源面板，组合可使聚光效率极大化的作为聚光透镜阵列模块的光学面板，根据图1至图20进行了详细说明，因为具有权利要求书的权利要求1至12所记载的构成，因此省略其详细的说明。

例如，根据本发明的曝光装置200相对于现有的通常的曝光装置，具有以替换所述的曝光用光源模块单元100的形式设置的构成，从而可通过低消耗电力的使用、光源更换费用的减少、曝光装置操作时间的提升及环境问题的解决等来期待显著的维修费用的减少效果，不仅如此，尤其可通过紫外线的单波长和短波长来实现高输出及高效率，据此优点在于，通过有效提高曝光性能和曝光效率来实现曝光图形的微细化和显著的高分辨率。

如上所述的本发明并非受所述特定的优选实施例的限定，在不脱离权利要求书中请求的本发明的要旨的情况下，如果是本发明所属的技术领域中具有一般知识的技术人员，则任何人可以进行多种变形实施例，如上所述的变更属于所记载的权利要求书范围内。

产业上利用可能性

本发明涉及一种曝光用光源，涉及为了将微细电路图形形成于半导体晶元或者图像显示面板等而在光刻(photolithography)工艺中使用的曝光用紫外线发光元件(uvled)光源模块单元。