[发明专利]曝光系统、曝光装置及曝光方法

说明书

本发明提供了一种曝光系统、曝光装置及曝光方法，其曝光系统包括：激光单元、光斑切换单元以及透镜单元；所述激光单元发射激光束；所述光斑切换单元，根据需曝光的加工工件材质对应的光斑尺寸，使所述激光束在不同光路之间进行切换，获得对应光斑尺寸的激光束；所述透镜单元改变所述激光束的方向；通过光斑切换单元的设置，使得激光束在不同光路之间进行切换，从而对光斑的尺寸范围进行切换，满足了不同线宽工件对光斑尺寸的不同要求，提高了对不同工件的加工适应性，有效的节约了成本。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种曝光系统、曝光装置及曝光方法。

背景技术

由于激光具有亮度高、单色性好、方向强等优点，被广泛应用于激光直写、激光封装等加工领域，常用的是一种激光振镜扫描系统，其工作原理是将激光束经扩束镜放大准直后依次经过X扫描振镜、Y扫描振镜，经过扫描聚焦场镜后，以一定功率密度的光斑会聚到加工工作表面上，激光与工件的作用需要一定的作用时间，进而提供加工过程所需的能量，从而实现对工件的加工。

由于不同应用工况下，工件线宽不同，因而对聚焦光斑的大小有一定的要求，如用于OLED器件的玻璃粉密封对曝光光斑的要求为玻璃粉线宽的2倍，用于roll to roll(卷对卷)工艺的曝光光斑要求为几十微米到几百微米，用于激光微细加工的聚焦光斑直径要求几十微米量级，用于激光打标或激光钻孔的曝光光斑直径一般为几十微米到几十毫米量级。针对不同线宽的工件，需要更换设备来实现，对工件的不同线宽适应性较差，成本较贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种曝光系统、曝光装置及曝光方法，通过对曝光系统的设计产生的光斑尺寸可覆盖几十微米到几百微米，同时可对光斑进行在线切换，满足了不同线宽工件对光斑尺寸的不同要求，提高了对不同工件的加工适应性，有效节约成本。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种曝光系统，包括：激光单元、光斑切换单元以及透镜单元；所述激光单元发射激光束；所述光斑切换单元，根据需曝光的加工工件材质对应的光斑尺寸，使所述激光束在不同光路之间进行切换，获得对应光斑尺寸的激光束；所述透镜单元改变所述激光束的方向。

可选的，所述曝光系统是根据所述加工工件要求聚焦到所述加工工件表面的光斑功率密度高低，确定所述加工工件对应的光斑尺寸，根据所述光斑尺寸与光斑临界值相比后，控制所述光斑切换单元切换不同光路。

可选的，所述光斑切换单元包括第一光路与第二光路，所述第一光路遵循衍射极限原理，产生可调整的小于所述光斑临界值的第一光斑，所述第二光路遵循几何成像原理，产生可调整的大于所述光斑临界值的第二光斑。

可选的所述光斑临界值为100um。

可选的，所述第一光路由第一反射镜、第一光阑、第二反射镜与光学元件组成，所述第二光路由聚焦镜组、第二光阑与光学元件组成。

可选的，所述切换单元还包括分光棱镜，所述分光棱镜将所述激光束分为第一光束与第二光束，所述第一光束经过所述第一光路，所述第二光束经过所述第二光路；通过所述第一光阑与第二光阑的关闭与打开来决定激光束经过的光路。

可选的，所述激光单元包括输出激光束的光源组件、用于对所述激光束的光斑进行变倍扩束的扩束镜组以及对所述光斑形貌进行整形的整形组件。

可选的，所述透镜单元包括二维扫描振镜与远心场镜，所述二维扫描振镜对所述激光束进行X向或Y向偏转，所述远心场镜保证所述激光束垂直入射至加工工件上。

相应的，本发明还提供一种曝光装置，包括曝光系统、工件台与测量系统，所述曝光系统为上述的曝光系统。

可选的，位于所述工件台上的加工工件为硬性基板，所述测量系统用于实现所述硬性基板与所述曝光系统的对准。

可选的，位于所述工件台上的加工工件为软性基板，所述工件台为卷对卷传输结构。