一种基于LCOS技术的可视化曝光机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于LCOS技术的可视化曝光机，包括曝光机光源、对准光源、45度二向光学元件、整形匀光元件、偏振分光元件（PBS）、LCOS、45度分光元件、投影系统、待曝光工件和相机。对准光源经45度二向光学元件反射，曝光机光源发出的光透过45度二向光学元件，经整形匀光元件的整形和匀光，p型偏振光通过PBS入射到高分辨率LCOS上，LCOS反射的光为s型偏振光，经PBS反射和45度分光元件进入投影系统再投射到待曝光工件。对准光源的光入射到待曝光工件，实现曝光精确定位，曝光机光源入射到待曝光工件的一部分光被待曝光工件反射，经投影系统后被45度分光元件反射到相机，可实时观测待曝光工件并实现对准及套刻。

A Visual Exposure Machine Based on LCOS Technology

The utility model discloses a visual exposure machine based on LCOS technology, which comprises an exposure machine light source, an alignment light source, a 45 degree bidirectional optical element, a shaping and leveling element, a polarization beam splitter (PBS), an LCOS, a 45 degree beam splitter, a projection system, a work piece to be exposed and a camera. The alignment light source is reflected by 45-degree bi-directional optical elements. The light emitted by the light source of the exposure machine passes through 45-degree bi-directional optical elements. The p-type polarized light is incident on the high-resolution LCOS through PBS. The reflected light from the LCOS is S-type polarized light. The reflected light from the PBS and 45-degree spectroscopic elements enter the projection system and then project to the workpiece to be exposed. The light from the alignment light source is incident to the workpiece to be exposed to achieve accurate exposure positioning. A part of the light from the exposure light source to the workpiece to be exposed is reflected by the workpiece to be exposed. After the projection system, it is reflected to the camera by a 45-degree spectrometer. The workpiece to be exposed can be observed in real time and aligned and engraved.

【技术实现步骤摘要】
一种基于LCOS技术的可视化曝光机
本技术涉及一种曝光机，尤其涉及一种基于LCOS技术的可视化曝光机。
技术介绍
印制电路板（PCB）是连接、组装集成电路电子元件的基板，几乎所有的电子设备都离不开印制电路板。在大型电子产品研究过程中，印制电路板的设计和制作直接影响到整个产品的质量和成本。在PCB及微电子器件的制造设备中，曝光机的研制至关重要。随着电子产业的快速发展，尤其是手机、平板电视、摄像机等家电领域产品以及微型机器人、微型飞行器、微型鱼雷等微型武器产品，都表明高精度高分辨率曝光机有着广泛的应用前景和巨大的应用潜力，但到目前为止，现有的曝光机还不能满足高分辨率的需求。同时，传统掩膜式曝光机通过掩膜板上对准图形与待曝光工件上对准图形进行机械式对准，实现曝光图形与工件对准与套刻功能。但是由于掩膜板遮挡视场的原因，无法实现全视场对准与套刻功能。
技术实现思路
本技术要解决的问题是：现有曝光机还不能满足高分辨率的需求问题。而本技术采用一种基于LCOS技术的曝光机，LCOS即LiquidCrystalonSilicon硅基液晶，是一种反射元件，使入射p型偏振光转变成s型偏振光，通过控制LCOS上每个像素的开关形成所需图形，LCOS反射后的光线作为曝光图案的发生源，LCOS具有大于等于1920x1080的分辨率，目前优选4096x2400分辨率，基于LCOS技术的高分辨率曝光机，可以实现高分辨率高精度的无掩膜曝光，此曝光机具有重要的应用价值和经济意义，将大大推动我国电子产品行业的发展、提高我国在电子
的竞争力。另外为了解决现有曝光机无法实现全视场对准与套刻的问题。本技术提供一种基于LCOS技术的可视化曝光机，可实现全视场对准与套刻或部分视场对准与套刻。本技术提供一种基于LCOS技术的可视化曝光机，包括曝光机光源（1）、对准光源（2）、45度二向光学元件（3）、整形匀光元件（4）、PBS（5）、LCOS（6）、45度分光元件（7）、投影系统（8）、待曝光工件（9）和相机（10）；其中，对准光源（2）经45度二向光学元件（3）反射，曝光机光源（1）发出的光透过45度二向光学元件（3），经整形匀光元件（4）的整形和匀光，p型偏振光通过PBS（5）后入射到高分辨率的LCOS（6）上，LCOS（6）反射的光为s型偏振光，经PBS（5）反射和45度分光元件（7）进入投影系统（8）再将目标曝光图形投射到待曝光工件（9），使待曝光工件（9）形成曝光；在开始曝光前通过对准光源（2）发出不参与曝光的光线经过45度二向光学元件（3）、整形匀光元件（4）、PBS（5）、LCOS（6）、45度分光元件（7）、投影系统（8）、最终在待曝光工件（9）上投影出对准图形，该图形不会引起曝光，可实现曝光位置与待曝光工件（9）的位置对准套刻，如在待曝光工件（9）上投影出目标曝光图形，可将目标曝光图形与待曝光工件（9）上的相关结构进行对准或曝光前位置检测；无论对准光源（2）通过光路系统是否投射对准图形或目标曝光图形时，曝光机光源（1）均可通过光路系统对待曝光工件（9）进行曝光，进而实现精准的部分视场或全视场曝光图案套刻；为缩小曝光机整体体积，本技术所述曝光机可在光路上任意位置加入一个或多个反射镜或棱镜，对光路进行折叠。所述曝光机光源（1）的波长范围为350~470nm。所述对准光源（2）的工作波长在曝光机所选定的波长之外，对准光源（2）的光通过光路系统最终入射到待曝光工件（9）表面并形成所需的对准图形或目标曝光图案，进而实现曝光精确定位。所述45度二向光学元件（3）包含45度二向色镜、45度合色棱镜等各种可将曝光机光源（1）与对准光源（2）合光耦合进入光路的元件。所述45度二向光学元件（3）可采用对曝光机光源（1）的波段具有高透过率，对对准光源（2）的工作波段具有高反射率的二向光学元件，最终确保曝光机光源（1）透过45度二向光学元件（3）进入光路，对准光源（2）通过45度二向光学元件（3）反射进入光路，如图1所示，本专利以上述情况进行说明。所述45度二向光学元件（3）也可采用对曝光机光源（1）的波段具有高反射率，对对准光源（2）的工作波段具有高透过率的二向光学元件，最终确保曝光机光源（1）通过45度二向光学元件（3）反射进入光路，对准光源（2）透过45度二向光学元件（3）进入光路，如图2所示结构在本专利不再做具体说明，仅在附图中提供结构示意图。所述整形匀光元件（4）对曝光机光源（1）发出的光进行匀光，并整形成和LCOS（6）长宽比相匹配的光，可以是积分棒，也可以是透镜阵列。所述PBS（5）可以是偏振分光棱镜也可以是偏振分光片，PBS（5）用于分光，对p型偏振光透过，对s型偏振光反射，s型偏振光与p型偏振光成90度角，如图3和图4所示，入射光A经过PBS（5），形成反射光线As和透射光线Ap，反射光线As为s型偏振光，对成像没有作用不参与系统工作，透射光线Ap为p型偏振光，射向LCOS（6），LCOS（6）使透射光线Ap从p偏振态转变成s偏振态的反射光线Bs，Bs射向PBS（5），被PBS（5）反射。所述LCOS（6）即LiquidCrystalonSilicon硅基液晶，是一种反射元件，使入射p型偏振光转变成s型偏振光，通过控制LCOS（6）上每个像素的开关形成所需图形，LCOS（6）反射后的光线作为曝光图案的发生源，所述LCOS（6）具有大于等于1920x1080的分辨率，目前优选4096x2400分辨率。所述45度分光元件（7）对曝光机光源（1）和对准光源（2）发出的光部分透射部分反射，优选透射率大于80%的分光元件，分光元件包含分光棱镜及分光片。所述投影系统（8）用于把光投影到待曝光工件（9），投影系统（8）由透镜组组成，可以是放大系统，也可以是缩小系统。所述待曝光工件（9）是表面一平面，和光路垂直。所述相机（10）用于实时观测待曝光工件待曝光工件（9），曝光机光源（1）和对准光源（2）入射到待曝光工件（9）的一部分光被待曝光工件（9）反射，经投影系统（8）后被45度分光元件（7）反射到相机（10），对待曝光工件（9）进行监测，为使相机（10）看清待曝光工件（9）的特征，可在本光路系统任意位置耦合进不引起曝光的光源进行照明。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术采用另一种45度二向光学元件的结构示意图。图3为偏振分光棱镜分光图。图4为偏振分光片分光图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。请参阅附图所示，本技术提供一种基于LCOS技术的可视化曝光机，包括：—曝光机光源（1）的波长范围为350~470nm。—对准光源（2）的工作波长在曝光机所选定的波长之外，对准光源（2）的光通过光路系统最终入射到待曝光工件（9）表面并形成所需的对准图形或目标曝光图案，进而实现曝光精确定位。—45度二向光学元件（3）包含45度二向色镜、45度合色棱镜等各种可将曝光机光源（1）与对准光源（2）合光耦合进入光路的元件。—45度二向光学元件（3）可采用对曝光机光源（1）的波段具有高透过率，对对准光源（2）的工作波段具有高反射率的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LCOS技术的可视化曝光机，其特征在于，包括曝光机光源（1）、对准光源（2）、45度二向光学元件（3）、整形匀光元件（4）、PBS（5）、LCOS（6）、45度分光元件（7）、投影系统（8）、待曝光工件（9）和相机（10）；其中，对准光源（2）经45度二向光学元件（3）反射，曝光机光源（1）发出的光透过45度二向光学元件（3），经整形匀光元件（4）的整形和匀光，p型偏振光通过PBS（5）后入射到高分辨率的LCOS（6）上，LCOS（6）反射的光为s型偏振光，经PBS（5）反射和45度分光元件（7）进入投影系统（8）再将目标曝光图形投射到待曝光工件（9），使待曝光工件（9）形成曝光；无论对准光源（2）通过光路系统是否投射对准图形或目标曝光图形时，曝光机光源（1）均可通过光路系统对待曝光工件（9）进行曝光，进而实现精准的部分视场或全视场曝光图案套刻；为缩小曝光机整体体积，所述曝光机在光路上任意位置加入一个或多个反射镜或棱镜，对光路进行折叠。

【技术特征摘要】
1.一种基于LCOS技术的可视化曝光机，其特征在于，包括曝光机光源（1）、对准光源（2）、45度二向光学元件（3）、整形匀光元件（4）、PBS（5）、LCOS（6）、45度分光元件（7）、投影系统（8）、待曝光工件（9）和相机（10）；其中，对准光源（2）经45度二向光学元件（3）反射，曝光机光源（1）发出的光透过45度二向光学元件（3），经整形匀光元件（4）的整形和匀光，p型偏振光通过PBS（5）后入射到高分辨率的LCOS（6）上，LCOS（6）反射的光为s型偏振光，经PBS（5）反射和45度分光元件（7）进入投影系统（8）再将目标曝光图形投射到待曝光工件（9），使待曝光工件（9）形成曝光；无论对准光源（2）通过光路系统是否投射对准图形或目标曝光图形时，曝光机光源（1）均可通过光路系统对待曝光工件（9）进行曝光，进而实现精准的部分视场或全视场曝光图案套刻；为缩小曝光机整体体积，所述曝光机在光路上任意位置加入一个或多个反射镜或棱镜，对光路进行折叠。2.根据权利要求1所述的一种基于LCOS技术的可视化曝光机，其特征在于，所述曝光机光源（1）的波长范围为350~470nm。3.根据权利要求1所述的一种基于LCOS技术的可视化曝光机，其特征在于，所述对准光源（2）的工作波长在曝光机所选定的波长之外，对准光源（2）的光通过光路系统最终入射到待曝光工件（9）表面并形成所需的对准图形或目标曝光图案，进而实现曝光精确定位。4.根据权利要求1所述的一种基于LCOS技术的可视化曝光机，其特征在于，所述45度二向光学元件（3）包含45度二向色镜、45度合色棱镜，可将曝光机光源（1）与对准光源（2）合光耦合进入光路的元件；可采用对曝光机光源（1）的波段具有高透过率，对对准光源（2）的工作波段具有高反射率的二向光学元件，最终确保曝光机光源（1）透过45度二向光学元件（3）进入光路，对准光源（2）通过45度二向光学元件（3）反射进入光路；也可采用对曝光机光源（1）的波段具有高反射率，对对准光源（2）的工作波段具有高透过率的二...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雷，张洪波，张婧姣，
申请(专利权)人：联士光电深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44