UV-EXP系列光刻曝光系統 紫外光刻曝光系統 高功率 UV-LED 源 遠程控制選項

idonus UV-EXP系列曝光系統專為滿足最嚴格的光質量需求而設計，采用高功率UV-LED光源、優質光均勻器和遠心光學系統。它既可以作為獨立的桌面設備使用，提供足夠的工作空間以容納您的基板，也可以集成到您的系統中。本文將幫助您選擇最適合您需求的型號，并規劃其在您的工作流程中的集成。

光學系統架構

圖 1：光學系統架構簡化示意圖。 獨立型 UV-EXP200S-SYS 的照片（此處配有我們第一代 UV-EXP-CU）。

光源單元（UV-EXP-LE）

UV-EXP 系統內部嵌入了我們的高性能 UV LED 光源單元（UV-EXP-LE）。通常，單顆 LED 產生的光波長為 365 nm、385 nm、395 nm、405 nm、435 nm 或這些波長的組合（在我們的標準配置中為 365/405/435 nm）。UV-EXP-LE 通過電子控制精確調節，并通過空氣或水冷卻。安裝在 UV-EXP 背部的電源模塊提供所需的工作電流。
LED 產生的原始光經過一套高級均勻化光學元件處理后，均勻化為一致的光線，然后進入曝光源外殼進一步處理。

機械基礎（UV-MB）和 UV 防護罩（UV-SHIELD）

機械基礎（UV-MB）支撐 UV-EXP 系統，UV 防護罩封閉了工作空間。它被設計為為您的基片和對準工具提供充足的工作空間。四周的 UV 防護罩過濾掉有害的 UV 光，保護您的眼睛和周圍的材料，同時始終保持視覺控制。

曝光源（UV-EXP）

曝光源采用無反射外殼，封閉光源單元并支撐遠心光學系統。準直光學元件將發散的（但已均勻化的）紫外線光線垂直對準您的基片。
該光源是為特定的曝光區域設計的。根據您的基片尺寸，您可以選擇我們的標準尺寸（?150、□150、?200、□200 和 □300 毫米）。也可提供定制尺寸。

控制單元（UV-EXP-CU）和反饋傳感器（UV-SENS-GaP）

曝光系統的操作由 UV-EXP-CU 控制單元控制。通過紫外線和溫度傳感器的反饋回路，UV-EXP-CU 控制功率、曝光時間、輻照度或劑量。系統提供了安全互鎖功能。
也可以提供遠程控制單元 UV-EXP-RCPU，以便與您的現有設備協議進行集成。

UV-EXP產品線

型號 UV-EXP150R-SYS UV-EXP150S-SYS UV-EXP200S-SYS 或 UV-EXP200R-SYS UV-EXP300S-SYS
曝光區域 ? 150 mm 150 × 150 mm2 200 × 200 mm2 或 ? 200 mm 300 × 300 mm2
波長 365 nm 和/或 385 nm / 395 nm / 405 nm / 435 nm（一個波長為標準）

所有型號可配置多波長峰值的 UV-LED（例如，1LE-3WL：365/405/435 nm 組合）
輻照度（@ 365 nm） 40 mW/cm2 40 mW/cm2 25 mW/cm2 12 mW/cm2
輻照度（@ 385、395 和 405 nm） 50 mW/cm2 50 mW/cm2 30 mW/cm2 17 mW/cm2
輻照度不均勻度 *1 ±3% ±3% ±3% ±3%
準直角度 *2（±α，FWHM c） ±1.8° ±1.8° ±1.4° ±0.9°
工作距離（WD） 350 mm 300 mm 400 mm 300 mm
選項 ? 可調準直角度 – UV-ACA：手動更換孔徑以減少準直角度，輻照度會受到影響。該模塊安裝在光源上，UV-EXP 配有手動更換孔徑的開口
? 水冷 – UV-WA：適用于連續使用，提供高度穩定的輸出
? 光源升級為 2× 或 3× LED，具有不同波長 –（2LE 或 3LE）：提高使用的多功能性（UV-EXP 配有外部可操作的機械開關，用戶可以選擇使用的 LED）
? 樣品夾具：用于軟接觸或真空接觸的基片和掩模夾具（Chuck）：
? ? 2’’ ? ? 3’’ ? ? 100 mm ? ? 150 mm ? ? 200 mm ? ? 300 mm

*1 輻照度不均勻度表示為 ±C，其中 C 是 Michelson 對比度比率：C = (最大值 – 最小值) / (最大值 + 最小值)。
*2 為避免歧義，半角用 ? 表示，全角用 2? 表示。因此，準直角度為 2? 或 ±?，如數據表中所示。
c FWHM：半最大寬度 (Full Width at Half Maximum)。

高功率 UV-LED 源

圖 2：我們 UV-LED 的光譜分布。為對比起見，標出了汞光譜特征性的 i 線、h 線和 g 線。

我們的 UV-EXP 曝光系統集成了高功率發光二極管（LED）來生成紫外光。與傳統系統中使用的汞（Hg）燈相比，LED 具有許多優勢，正在推動整個行業的轉型。下表中列出了 LED 技術的主要技術特點，而圖 2 中展示了與 UV 光刻相關的 4 個波長的光譜分布。
365 nm 的 UV-LED 提供了最佳的多功能性，并且是我們推薦的大多數應用的選擇。對于過程效率至關重要的參數，385 nm 是某些光刻膠的最佳選擇。
2LE 或 3LE 選項允許在曝光單元上安裝 ×2 或 ×3 個 LED，并可以在需要時在幾秒鐘內手動切換。

高功率 UV-LED
光譜
  • 每個 LED 在設定波長附近呈準高斯分布（可混合波長）：
    • 365 nm、385 nm、395 nm、405 nm、435 nm
    • 365/405 nm（i 線和 h 線）
    • 365/405/435 nm（i 線、h 線和 g 線）
  • 無能量浪費于非必要波長，最小化樣品加熱
  • 每種應用所需劑量可計算并精確控制
壽命 壽命 >10,000 小時（實際曝光時間）
穩定性
  • 無需預熱（即開即用）
  • 無需快門
  • 性能受溫度影響（在最高工作溫度下約下降 10%，可通過反饋控制補償）
環境影響
  • 不含有害物質
  • 高能效

光照質量

圖 3：質量控制報告節選（適用于我們所有產品）。均勻性測試結果來自 UV-EXP300S 系統。

光刻工藝要求照射晶圓的光源具有 均勻性、準直性和遠心性。

均勻性 確保整個光刻膠表面獲得一致的曝光/固化水平，典型的照度不均勻性要求低于 ±5%。我們的 UV-EXP 產品保證 ±3% 的均勻性，優于大多數競爭對手。每臺 UV-EXP 出廠前都會在 4000 多個點掃描照射區域，確保均勻性。

準直角（collimation angle）在 ±1° 至 ±2° 之間（具體取決于型號）。該角度足夠小，可用于 精細結構曝光，同時適用于 厚光刻膠層。

UV-ACA（可調準直角） 選項提供一組可更換的固定光闌，可用于 進一步降低準直角，但會相應降低照度輸出。

圖 4：掃描電子顯微鏡（SEM）顯微照片，對比使用傳統汞蒸氣燈與我們 UV-LED 曝光設備對不同光刻膠的曝光效果。

UV-EXP-CU 控制單元與反饋控制

安裝在我們 UV-EXP 系統上的 UV-SENS-GaP 傳感器

UV-EXP-CU 控制單元（第二代型號，默認包含）可實現對曝光參數的全面控制：

  • 曝光時長：0.1 至 600 秒
  • 電流控制：調節 LED 供電電流，范圍為額定電流的 10% 至 100%
  • 輻照度控制：從最低 5 mW/cm2 至系統最大輻照度
  • 劑量控制：總劑量（輻照度 × 時間）范圍 10 至 9,000 mJ/cm2
  • 光譜功率分布 (SPD) 調節：適用于多波長光源，支持全光譜分布控制

精準輸出由磷化鎵 (GaP) UV-SENS GAP 傳感器（系統標配）確保，該傳感器安裝在 UV-EXP 機身上，并通過閉環反饋控制調節輻照度。

此外，光源引擎的溫度實時測量與顯示，冷卻系統自動調節以維持安全工作溫度。

  • 標準冷卻方式：空氣冷卻熱管系統
  • 水冷選項 (UV-WA)：推薦用于長時間工作，以確保更高的工藝穩定性

遠程控制選項

空氣冷卻熱管系統的詳細結構
  • UV-EXP-RCU 遠程控制單元（可選）適用于 OEM 集成商
  • 通過ModBus TCP 協議實現主控系統直接控制
  • 支持脈沖操作

如需 UV-EXP-RCU 的詳細技術文檔，請聯系銷售團隊。

UV-EXP-CU 第二代配備了一個 10 英寸觸摸屏。

UV-EXP150R-SYS 的詳細信息

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