[實(shí)用新型]用于印制電路板曝光的高分辨率投影光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120489244.2
• 申請(qǐng)日: 2011-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202383418U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文靜;劉文海;何少鋒;張昌清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥芯碩半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所 34114
• 代理人: 徐偉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于印制電路板曝光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及高分辨率印制電路板曝光的光路系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

現(xiàn)有的印制電路板的曝光機(jī)通常采用的是一種接觸式的或者接近式的曝光方法。其原理是曝光光源，經(jīng)過(guò)均勻化模塊，再經(jīng)過(guò)反射鏡轉(zhuǎn)折后直接照射在掩模板上，掩模板與基板充分接觸或者接近，光線穿過(guò)掩模板透明部分在印制板上，由于光化學(xué)反應(yīng)而形成相應(yīng)陰影，經(jīng)過(guò)顯影、刻蝕等工序后形成電路圖案。這兩種方法都存在一定的缺陷，接觸成像技術(shù)需要照相掩模板，曝光時(shí)生產(chǎn)掩模板與印制板必須充分接觸，隨著大面積印制板的導(dǎo)線和線距的不斷變細(xì)，大面積不均勻的接觸容易引起線條寬度和邊緣清晰度的變化，使精細(xì)圖形印制板的定位精度和分辨率下降，導(dǎo)致生產(chǎn)的印制板因開(kāi)路和短路而報(bào)廢；其次，生產(chǎn)過(guò)程中多次曝光就是生產(chǎn)底版與印制板重復(fù)的接觸，會(huì)引起雜質(zhì)污染、底版壽命縮短以及液態(tài)光致抗蝕劑被沾到掩模板上等問(wèn)題。而接近式曝光是掩模板與基板之間留有一定空間，這樣雖然避免了掩模板與基板的接觸而引起的各種問(wèn)題，但是卻受到掩模板衍射的影響，因此分辨率不可能做得很高，一般只能做到100um左右。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型為了克服上述兩種曝光系統(tǒng)的缺陷，我們?cè)O(shè)計(jì)了可實(shí)現(xiàn)高分辨率印制電路板曝光用的光路結(jié)構(gòu)，通過(guò)將掩模板成像于基板上來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像轉(zhuǎn)移，因此掩模板與基板之間空間很大，不會(huì)造成污染，且又消除了接近式成像衍射的影響，因此分辨率可以做得很高。?

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：?

用于印制電路板曝光的高分辨率投影光學(xué)系統(tǒng)，包括曝光光源、光束整形模塊、反光鏡、圖形發(fā)生器或掩模板、成像鏡和載物臺(tái)；改進(jìn)在于：所述成像鏡由上透鏡組模塊、光闌和下透鏡組模塊組成；所述上透鏡組模塊從上至下依次設(shè)有上雙面凸透鏡、上彎月透鏡和上凹透鏡；所述下透鏡組模塊從下至上依次設(shè)有下雙面凸透鏡、下彎月透鏡和下凹透鏡；成像鏡設(shè)置在圖形發(fā)生器下方的光路中心。?

所述成像鏡設(shè)置在掩模板下方的光路中心。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種可實(shí)現(xiàn)高分辨率的投影光路結(jié)構(gòu)。該光路結(jié)構(gòu)其投影部分采用雙遠(yuǎn)心的光路設(shè)計(jì)，工作波長(zhǎng)405nm，數(shù)值孔徑NA=0.02，由六片球面透鏡組合而成，六片透鏡組合成物方和像方都遠(yuǎn)心的雙遠(yuǎn)心的光路，這種結(jié)構(gòu)避免了由于掩模或圖形發(fā)生器以及基板的離焦而導(dǎo)致放大倍率發(fā)生變化，且相對(duì)照度幾乎達(dá)到100%。?

現(xiàn)有的技術(shù)光刻分辨率有限，且曝光過(guò)程中容易形成斷線。本實(shí)用新型提高物鏡的數(shù)值孔徑，分辨率相應(yīng)更高；由于避免了掩模板的污染等問(wèn)題，掩模板的壽命可以大大增加。?

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的光路結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的光路結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖中：曝光光源1、光束整形模塊2、反光鏡3、圖形發(fā)生器4、上雙面凸透鏡5、上彎月透鏡6、上凹透鏡7、光闌8、下凹透鏡9、下彎月透鏡10、下雙面凸透鏡11、載物臺(tái)12、掩模板13、上透鏡組模塊L1、下透鏡組模塊L2。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說(shuō)明。?

實(shí)施例1：?

參見(jiàn)圖1，用于印制電路板曝光的高分辨率投影光學(xué)系統(tǒng)，包括曝光光源1、光束整形模塊2、反光鏡3、圖形發(fā)生器4、成像鏡和載物臺(tái)12；改進(jìn)在于：成像鏡由上透鏡組模塊L1、光闌8和下透鏡組模塊L2組成；上透鏡組模塊L1從上至下依次設(shè)有上雙面凸透鏡5、上彎月透鏡6和上凹透鏡7；下透鏡組模塊L2從下至上依次設(shè)有下雙面凸透鏡11、下彎月透鏡10和下凹透鏡9；?

該投影光學(xué)系統(tǒng)，其工作波長(zhǎng)為405nm，物鏡數(shù)值孔徑0.02，像方視場(chǎng)Ф28mm。其成像鏡的物鏡部分結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱且物像關(guān)系也對(duì)稱，即放大倍率為-1，因此其垂軸像差很小，畸變幾乎為零。同時(shí)避免了因?yàn)閳D形發(fā)生器4以及載物臺(tái)12上基板的移動(dòng)導(dǎo)致放大率發(fā)生改變。

該投影光學(xué)系統(tǒng)，上面三個(gè)鏡片組成上透鏡組模塊L1，下面三個(gè)鏡片組成下透鏡組模塊L2，兩個(gè)模塊之間是一段平行光路，L2相對(duì)于L1可以在一定范圍內(nèi)移動(dòng)，而不影響像質(zhì)和放大倍率以及畸變。分辨率為15um達(dá)到了衍射極限。所述各透鏡具體參數(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可以微調(diào)，以滿足不同系統(tǒng)參數(shù)要求?

實(shí)施例2：

參見(jiàn)圖2，用于印制電路板曝光的高分辨率投影光學(xué)系統(tǒng)：包括曝光光源1、光束整形模塊2、反光鏡3、掩模板13、成像鏡和載物臺(tái)12；所述成像鏡的結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1；成像鏡設(shè)置在掩模板13下方的光路中心。