一种条状光源、面状光源及采用该面状光源的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，具体涉及一种条状光源、面状光源及采用该面状光源的曝光部件。

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，存在的上述不足，提供一种光束角较小、有效辐照强度高的光源结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种条状光源，包括支撑架，所述支撑架上设置有若干光源单元和若干用于调整光源单元发出光线的光学透镜，每一个光源单元与一个光学透镜配合，所述光源单元发出的光线经光学透镜后，形成光斑单元，各个光源单元形成的光斑单元在曝光面内依次拼接或部分重叠或间隙配合的形成一条状光斑。

本申请的条状光源，通过在支撑架上设置若干光源单元，并且每个光源单元都与一个光学透镜相配合，各个光源单元形成的光斑单元在曝光面内依次拼接或部分重叠或间隙配合的形成一条状光斑，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、依次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，在需要得到大面积光斑时，将多个本申请的条状光源进行拼接即可，拼装过程简单方便，而且，在某个条状光源故障时，也方便更换。

优选的，相邻所述光源单元之间的距离相同，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。

优选的，所述支撑架上还连接有用于压紧所述光学透镜的压紧件，所述光学透镜底部设置有翼缘，所述压紧件环绕于每一个光学透镜的外围，并压在所述翼缘上，将所述光学透镜固定在所述支撑架上。

通过设置压紧件，保证光学透镜安装的可靠性，进而保证在使用过程中，形成光斑单元的稳定性，避免因透镜移位而导致光斑单元出现变形的情况。

优选的，相邻光学透镜之间对应的所述压紧件上都设置有用于紧固所述压紧件与支撑架相对位置的紧固件。通过在相邻光学透镜之间设置固定件，即，每个光学透镜两侧都存在有固定件固定，进一步的保证光学透镜安装的可靠性。

优选的，所述紧固件为螺钉。

优选的，所述条状光源还包括有基板和冷却部件，所述光源单元设置在所述基板上，所述基板设置在所述冷却部件上。在本申请中，由于存在多个光源单元，所以，通过设置冷却部件，对各个光源单元进行冷却，进一步的提高本申请条状光源使用的可靠性。

优选的，所述支撑架与所述冷却部件连接，所述支撑架还包括有挤压部，所述挤压部环绕于所述光源单元外围，并将所述基板压紧在所述冷却部件上。通过挤压部将基板压紧在冷却部件上，一方面是提高了光源单元安装的可靠性，另一方面，也提高了冷却部件对基板的冷却效率。

本申请还公开了一种面光源，

一种面光源，包括有安装板，所述安装板上设置有若干上述的条状光源，所述条状光源并排设置，使各个条状光源形成的条状光斑在一平面内依次拼接或部分重叠或间隙配合的形成一面状光斑。

本申请的面光源，在安装板上设置若干条状光源，进而形成曝光面积较大的面状光斑，各个光斑单元的光束角较小，面状光斑的有效辐照强度较传统结构的光源而言，得到了显著的提高，拼装过程简单方便，而且，在某个条状光源故障时，也方便更换。

优选的，所述面光源的面状光斑的外围边缘环绕于待曝光区域边缘的外围，使待曝光区域完全被所述面状光斑覆盖。保证待曝光区域被完全被面状光斑辐射，实现曝光效果。

优选的，所述面光源至少存在有一条移动轨迹，以及存在至少一个曝光行程，所述面状光斑照射的区域中存在有至少一个有效曝光区域，当所述面光源在所述移动轨迹上移动一个所述曝光行程时，待曝光区域始终处于有效曝光区域内，并且，所述有效曝光区域内的任意两点或任意两区域的光照能量积分差值小于10%。

本申请的面光源，具有上述的有效曝光区域，在实际使用过程中，有效曝光区域内的任意两点或任意两区域的光照能量进行积分，有效曝光区域内的任意两点或任意两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单元以及光学透镜一致性的要求，进而也减小了生产难度和制造成本；再一方面，在实际中，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，采用本申请的上述结构和移动方式，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，在本申请中，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，本申请的面状光源如上述的设置后，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，当所述面光源在所述移动轨迹上移动一个所述曝光行程时，待曝光区域始终处于有效曝光区域内，并且，所述有效曝光区域内的任意两点或任意两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两点或任意两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，所述光源单元为波长从200纳米到420纳米的紫外LED光源。

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。

优选的，相邻条状光源之间的距离相等。

作为进一步的优选，所有光源单元为均布设置。

优选的，所述光斑单元的形状为长方形、正方形、正六边形或与长方形相近似的类长方形形状、或与正方形相近似的类正方形形状、或与正六边形相近似的类正六边形形状。

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，相邻条状光源的光源单元之间错开布置，使条状光斑的光斑单元配合部位与相邻条状光斑的光斑单元配合部位错开。

本申请还公开了一种曝光部件，

一种曝光部件，包括上述的面光源和驱动部件，所述驱动部件用于驱动所述面光源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光源，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，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单元以及光学透镜一致性的要求，进而也减小了生产难度和制造成本；再一方面，在实际中，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，采用本申请的上述结构和移动方式，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，在本申请中，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，本申请的面状光源如上述的设置后，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，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，当面光源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两点或任意两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、本申请的条状光源，通过在支撑架上设置若干光源单元，并且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、依次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，在需要得到大面积光斑时，将多个本申请的条状光源进行拼接即可，拼装过程简单方便，而且，在某个条状光源故障时，也方便更换；

2、本申请的面光源，在安装板上设置若干条状光源，进而形成曝光面积较大的面状光斑，各个光斑单元的光束角较小，面状光斑的有效辐照强度较传统结构的光源而言，得到了显著的提高，拼装过程简单方便，而且，在某个条状光源故障时，也方便更换；

3、本申请的曝光部件，由于采用了上述的面光源，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，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单元以及光学透镜一致性的要求，进而也减小了生产难度和制造成本；再一方面，在实际中，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，采用本申请的上述结构和移动方式，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，在本申请中，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，本申请的面状光源如上述的设置后，也消除了因光源单元拼接所引起曝光不均匀的问题。

附图说明

图1为本申请条状光源的结构示意图；

图2为本申请曝光部件的结构示意图；

图3为本申请面光源拆除部分光学透镜、压紧件和支撑架时的结构示意图；

图4为本申请光学透镜的结构示意图；

图5为光源单元形成对应光斑单元的示意图；

图6为光斑单元之间为间隙配合时的示意图；

图7为光斑单元配合部之间错开的示意图；

图8为光斑单元为长方形时的示意图；

图9为驱动部件驱动面光源移动的示意图，

图中标记：1-支撑架， 2-光源单元，3-光学透镜，4-光斑单元，5-压紧件， 6-翼缘，7-紧固件，8-基板，9-冷却部件，10-挤压部，11-安装板，12-驱动部件，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1-4所示，

一种条状光源，包括支撑架1，所述支撑架1上设置有若干光源单元2和若干用于调整光源单元2发出光线的光学透镜3，每一个光源单元2与一个光学透镜3配合，所述光源单元2发出的光线经光学透镜3后，形成光斑单元4，各个光源单元2形成的光斑单元4在曝光面内依次拼接或部分重叠或间隙配合的形成一条状光斑。

本实施例的条状光源，通过在支撑架1上设置若干光源单元2，并且每个光源单元2都与一个光学透镜3相配合，使得光源单元2发出的光线先被光学透镜3调整后再照射在曝光面上形成光斑单元4，所以，各个光源单元2的光斑单元4以部分重叠的方式、依次拼接或者在相邻光斑单元4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4光线的光束角较小，光斑具有较高的有效辐照强度，在需要得到大面积光斑时，将多个本实施例的条状光源进行拼接即可，拼装过程简单方便，而且，在某个条状光源故障时，也方便更换。

作为一种实施方式，相邻所述光源单元2之间的距离相同，相邻所述光源单元2光轴之间的距离为L，当各个光源单元2形成的光斑单元4之间为间隙配合时，相邻光斑单元4之间的距离小于0.1L。

作为一种实施方式，所述支撑架1上还连接有用于压紧所述光学透镜3的压紧件5，所述光学透镜3底部设置有翼缘6，所述压紧件5环绕于每一个光学透镜3的外围，并压在所述翼缘6上，将所述光学透镜3固定在所述支撑架1上。

通过设置压紧件5，保证光学透镜3安装的可靠性，进而保证在使用过程中，形成光斑单元4的稳定性，避免因透镜移位而导致光斑单元4出现变形的情况。

作为一种实施方式，相邻光学透镜3之间对应的所述压紧件5上都设置有用于紧固所述压紧件5与支撑架1相对位置的紧固件7。通过在相邻光学透镜3之间设置固定件，即，每个光学透镜3两侧都存在有固定件固定，进一步的保证光学透镜3安装的可靠性。

进一步的，所述紧固件7为螺钉。

作为一种实施方式，所述条状光源还包括有基板8和冷却部件9，所述光源单元2设置在所述基板8上，所述基板8设置在所述冷却部件9上。在本实施例中，由于存在多个光源单元2，所以，通过设置冷却部件9，对各个光源单元2进行冷却，进一步的提高本实施例条状光源使用的可靠性。

作为一种实施方式，所述支撑架1与所述冷却部件9连接，所述支撑架1还包括有挤压部10，所述挤压部10环绕于所述光源单元2外围，并将所述基板8压紧在所述冷却部件9上。通过挤压部10将基板8压紧在冷却部件9上，一方面是提高了光源单元2安装的可靠性，另一方面，也提高了冷却部件9对基板8的冷却效率。

实施例2，如图1-4所示，

一种面光源，包括有安装板11，所述安装板11上设置有若干上述的条状光源，所述条状光源并排设置，使各个条状光源形成的条状光斑在一平面内依次拼接或部分重叠或间隙配合的形成一面状光斑。

本实施例的面光源，在安装板11上设置若干条状光源，进而形成曝光面积较大的面状光斑，各个光斑单元4的光束角较小，面状光斑的有效辐照强度较传统结构的光源而言，得到了显著的提高，拼装过程简单方便，而且，在某个条状光源故障时，也方便更换。

作为一种实施方式，所述面光源的面状光斑的外围边缘环绕于待曝光区域边缘的外围，使待曝光区域完全被所述面状光斑覆盖。保证待曝光区域被完全被面状光斑辐射，实现曝光效果。

作为一种实施方式，如图5-9所示，所述面光源至少存在有一条移动轨迹，以及存在至少一个曝光行程，所述面状光斑照射的区域中存在有至少一个有效曝光区域A，当所述面光源在所述移动轨迹上移动一个所述曝光行程时，待曝光区域始终处于有效曝光区域A内，并且，所述有效曝光区域A内的任意两点或任意两区域的光照能量积分差值小于10%。

本实施例的面光源，具有上述的有效曝光区域A，在实际使用过程中，有效曝光区域A内的任意两点或任意两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单元2以及光学透镜3一致性的要求，进而也减小了生产难度和制造成本；再一方面，在实际中，对于单个光源形成的光斑单元4而言，其光斑单元4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结构和移动方式，还进一步的消除了这种因光斑单元4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，在本实施例中，由于面状光斑是由若干光斑单元4依次拼接或部分重叠或间隙配合形成的，所以，在光斑单元4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，本实施例的面状光源如上述的设置后，也消除了因光源单元2拼接所引起曝光不均匀的问题。

作为进一步的优选方案，有效曝光区域A内的任意两点或任意两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A内的任意两点或任意两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，所述光源单元2为波长从200纳米到420纳米的紫外LED光源

作为一种实施方式，所述光源单元2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2，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4具有较好的一致性，进一步的方便光源单元2之间相对位置的布置。

作为一种实施方式，相邻条状光源之间的距离相等。

作为进一步的优选，所有光源单元2为均布设置。

作为一种实施方式，所述光斑单元4的形状为长方形、正方形、正六边形或与长方形相近似的类长方形形状、或与正方形相近似的类正方形形状、或与正六边形相近似的类正六边形形状。

通过上述的结构可以方便光斑单元4在曝光面上配合形成整体的面状光斑。

作为一种优选，相邻条状光源的光源单元2之间错开布置，使条状光斑的光斑单元4配合部位与相邻条状光斑的光斑单元4配合部位错开。

实施例3，如图1-9所示

一种曝光部件，包括上述的面光源和驱动部件12，所述驱动部件12用于驱动所述面光源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光源，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，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单元2以及光学透镜3一致性的要求，进而也减小了生产难度和制造成本；再一方面，在实际中，对于单个光源形成的光斑单元4而言，其光斑单元4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结构和移动方式，还进一步的消除了这种因光斑单元4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，在本实施例中，由于面状光斑是由若干光斑单元4依次拼接或部分重叠或间隙配合形成的，所以，在光斑单元4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，本实施例的面状光源如上述的设置后，也消除了因光源单元2拼接所引起曝光不均匀的问题。

作为一种实施方式，当所述光斑单元4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4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4的对角线长度。通过上述的结构，当面光源沿光斑单元4对角线方向移动一个等于或者大于光斑单元4对角线长度的曝光行程时，在有效曝光区域A内的任意两点或任意两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。