紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统以及光刻机的制作方法

1.本实用新型涉及光学成像技术领域，尤其是涉及一种紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统以及光刻机。


背景技术：

2.pcb(printed circuit board，印刷电路板)是电子元器件电气连接的重要载体。目前手机、电脑等消费类电子产品正朝着轻小型和多功能的方向发展，这也使得pcb逐渐向更高密度布局方向发展，而例如无掩模光刻机的光刻设备是高精密pcb所需的核心设备，其利用dmd(digital micromirror device，数字微镜器件)代替传统光刻设备所需的掩模板，使曝光精度不再受到掩模板的影响，同时降低使用掩模板带来的成本。直写光刻设备的曝光引擎主要包括dmd、光源、照明光学系统和光刻成像系统。其中，光刻成像系统是光刻设备的核心技术之一。
3.相关技术中，在pcb制程领域的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统存在成本高、透过率低、倍率色差难以校正、焦深小等问题，而如何有效优化上述问题，平衡宽光谱无掩膜成像系统的性能和成本是在光刻设备领域亟待突破的难题。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统，所述紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统不仅采用了更宽波段的紫外光源，而且实现了高成像质量、大焦深和高透过率的设计。
5.本实用新型还提出了一种光刻机，所述光刻机包括上述紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统。
6.根据本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统，包括：第一镜头组件以及第二镜头组件，所述第一镜头组件的焦距为f1，所述第二镜头组件的焦距为f2，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统的焦距为f，所述紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统满足关系式：0.05≤f1/f≤0.09，0.21≤f2/f≤0.41；所述第一镜头组件包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜，所述第二镜头组件包括：第十透镜、第十一透镜、第十二透镜，所述第一透镜到所述第十二透镜沿光轴从物侧到像侧依次设置，且所述第一透镜到所述第十二透镜均为单透镜。
7.根据本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统，可采用更宽波段的紫外光源，使得光刻成像系统可以兼容更多种的感光材料，光刻设备适应能力更强，可极大的降低光刻成本。光刻成像系统仅使用十二片透镜就实现了高成像质量、大焦深和高透过率设计。同时，十二个透镜均为单透镜，与采用胶合透镜的光刻镜头相比稳定性更高，而且光刻设备具有更高的运行稳定性、更低的成本、更高精度解析。在更宽的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统的工作波长范围内，通过将所述紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统满足上述关系式，可以合理的分配成像系统的光焦度，可再通过选择合适的光学材料，在实现高成像质量
的同时，光刻成像系统具有更高的透过率。
8.在一些实施例中，所述第一透镜的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.50，80≤vd≤85；
9.所述第二透镜的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.55，60≤vd≤65；
10.所述第三透镜的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.50，80≤vd≤85；
11.所述第四透镜的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.70≤nd≤1.75，50≤vd≤55；
12.所述第五透镜的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.50，80≤vd≤85；
13.所述第六透镜的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.70≤nd≤1.75，50≤vd≤55；
14.所述第七透镜的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.50，80≤vd≤85；
15.所述第八透镜的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.50，80≤vd≤95；
16.所述第九透镜的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.50，80≤vd≤85；
17.所述第十透镜的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.55≤nd≤1.65，35≤vd≤45；
18.所述第十一透镜的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.60≤nd≤1.65，30≤vd≤40；
19.所述第十二透镜的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.65≤nd≤1.75，50≤vd≤60。
20.在一些实施例中，所述第一透镜、所述第八透镜、所述第九透镜中至少一个为弯月透镜，和/或所述第二透镜为平凸透镜，所述第十二透镜为平凸透镜。
21.在一些实施例中，所述紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统为双远心结构。
22.在一些实施例中，所述第一透镜、所述第四透镜、所述第六透镜以及所述第十透镜为负透镜，所述第二透镜、所述第三透镜、所述第五透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十一透镜、所述第十二透镜为正透镜。
23.在一些实施例中，所述第一透镜的物侧的曲率半径的取值范围为150mm
‑
170mm，所述第一透镜的像侧的曲率半径的取值范围为230mm
‑
250mm；
24.所述第二透镜的物侧的曲率半径为无穷大，所述第二透镜的像侧的曲率半径的取值范围为90mm
‑
110mm；
25.所述第三透镜的物侧的曲率半径的取值范围为80mm
‑
100mm，所述第三透镜的像侧的曲率半径的取值范围为580mm
‑
620mm；
26.所述第四透镜的物侧的曲率半径的取值范围为80mm
‑
100mm，所述第四透镜的像侧的曲率半径的取值范围为680mm
‑
720mm；
27.所述第五透镜的物侧的曲率半径的取值范围为350mm
‑
370mm，所述第五透镜的像侧的曲率半径的取值范围为80mm
‑
100mm；
28.所述第六透镜的物侧的曲率半径的取值范围为480mm
‑
520mm，所述第六透镜的像侧的曲率半径的取值范围为80mm
‑
90mm；
29.所述第七透镜的物侧的曲率半径的取值范围为220mm
‑
240mm，所述第七透镜的像侧的曲率半径的取值范围为135mm
‑
150mm；
30.所述第八透镜的物侧的曲率半径的取值范围为35mm
‑
45mm，所述第八透镜的像侧的曲率半径的取值范围为115mm
‑
130mm；
31.所述第九透镜的物侧的曲率半径的取值范围为45mm
‑
60mm，所述第九透镜的像侧
的曲率半径的取值范围为120mm
‑
140mm；
32.所述第十透镜的物侧的曲率半径的取值范围为30mm
‑
55mm，所述第十透镜的像侧的曲率半径的取值范围为45mm
‑
55mm；
33.所述第十一透镜的物侧的曲率半径的取值范围为200mm
‑
230mm，所述第十一透镜的像侧的曲率半径的取值范围为100mm
‑
130mm；
34.所述第十二透镜的物侧的曲率半径的取值范围为140mm
‑
160mm，所述第十二透镜的物侧的曲率半径为无穷大。
35.在一些实施例中，所述紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统还包括：平板玻璃，所述平板玻璃位于所述第一镜头组件的物侧，所述平板玻璃的朝向第一透镜的一侧与所述第一透镜的朝向所述平板玻璃的一侧之间距离的取值范围为45mm
‑
55mm。
36.在一些实施例中，所述紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统还包括：像面，所述像面位于所述第二镜头组件的像侧，所述像面的朝向所述第十二透镜的一侧到所述第二透镜的朝向所述像面的一侧之间的距离的取值范围为110mm
‑
130mm。
37.在一些实施例中，所述第一透镜到所述第十二透镜的面型均为球面。
38.根据本实用新型实施例的光刻机，所述光刻机包括如上所述的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统。
39.根据本实用新型实施例的光刻机，光刻机包括如上的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统。根据本实用新型实施例的光刻机，可采用更宽波段的光源，能够兼容更多种的感光材料，使光刻设备适应能力更强，可极大的降低光刻成本，在不使用胶合透镜的前提下，仅使用12片单透镜就实现了高成像质量、大焦深和高透过率设计，在具有上述优势的同时，光刻设备具有更高的运行稳定性、更低的成本、更高精度解析。
40.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
41.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
42.图1是根据本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统的结构以及光路示意图；
43.图2是根据本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统的mtf(modulation transfer function，调制传递函数)曲线图；
44.图3是根据本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统的点列图；
45.图4是根据本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统的倍率色差曲线图。
46.附图标记：
47.紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100；
48.第一镜头组件10；第一透镜11；第二透镜12；第三透镜13；第四透镜14；第五透镜15；第六透镜16；第七透镜17；第八透镜18；第九透镜19；
49.第二镜头组件20；第十透镜21；第十一透镜22；第十二透镜23；
50.光阑30；物面40；保护玻璃50；平板玻璃60；像面70。
具体实施方式
51.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。
52.下面参考图1
‑
图4描述根据本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100包括第一镜头组件10和第二镜头组件20。下面以紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100应用于光刻机为例进行说明，但不作为对此的限制。
53.具体而言，如图1所示，第一镜头组件10包括：第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19，第二镜头组件20包括：第十透镜21、第十一透镜22、第十二透镜23，第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19，第十透镜21、第十一透镜22、第十二透镜23十二个透镜沿光轴从物侧到像侧依次设置，且第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19，第十透镜21、第十一透镜22、第十二透镜23十二个透镜均为单透镜。
54.首先，光刻设备的解析能力与光刻成像系统的分辨能力直接相关，即分辨能力越高解析能力越强。根据分辨能力公式r＝kλ/na(其中r为分辨率，k为工艺因子，λ为波长，na为数值孔径)，r值越小代表分辨能力越好强，由于工艺因子在制程中可以认为是定值，提升分辨能力的方法只有减小波长和增大数值孔径两种途径，在目前pcb制程中使用波长一般为的360nm
‑
410nm，取值较为固定值，为进一步提升解析能力，普遍采用增大数值孔径的方法，但会降低镜头的焦深，不利于行业应用，在设计紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的过程中，需要合理控制透镜的加工公差、装配公差以及机械结构公差，在保证光刻镜头具有较大数值孔径的同时，可以使得紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100有良好的成像质量，并且保证了光刻镜头具有较高的解析精度。相关技术中，光刻设备一般使用波长为360nm
‑
410nm波段的紫外光谱光源，而本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的工作波长的取值范围可为350nm
‑
420nm，如此，扩大了波长的范围，可以有效提高紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的的分辨能力，以提高光刻设备的解析能力，利于兼顾较大的数值孔径以及较高的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的分辨能力。
55.其次，为在pcb制程中兼容多种感光材料，相关技术中的光刻设备一般采用360nm
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410nm波段的紫外光谱光源。此类系统在设计时倍率色差校正难度大，若校正不佳会导致曝光面弥散斑大、能量集中度低，严重影响光刻设备的解析性能。现有的光刻成像系统多采用例如十四个及十四个以上的多镜片的结构解决上述问题，但这种设计有高成本和低透过率的缺点。为简化结构，减少镜片数量，部分光刻成像系统采用胶合透镜结构，但存在胶合面应力变化、胶合层检测难度大、长期曝光使用过程中存在开胶和透过率效降等风险，严重影响成像系统的产品化以及运行稳定性。
56.由此，本实用新型实施例通过采用第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19，第十透镜21、第十一透镜22、第十二透镜23十二个透镜，有效降低了紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的透镜数量，减少了透镜的数量，简化了紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的结构，降低了成本，
提高了透过率，成像质量好。同时，第一透镜11到第十二透镜23的十二个透镜均为单透镜，避免了采用胶合透镜的开胶风险以及解析精度低的问题，提高了紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的结构可靠性，透过率高，且透镜易于加工，可以降低成本，提高了紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的精度，利于紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的产品化以及运行稳定性。
57.第一镜头组件10的焦距为f1，第二镜头组件20的焦距为f2，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的焦距为f，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100满足关系式：0.05≤f1/f≤0.09，0.21≤f2/f≤0.41；在更宽的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统的工作波长范围内，通过将紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100满足上述关系式，可以合理的分配紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的光焦度，可再通过选择合适的光学材料，在实现高成像质量的同时，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100具有更高的透过率。
58.根据本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100，可采用更宽波段的光源，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100可以兼容更多种的感光材料，使光刻设备适应能力更强，可极大的降低光刻成本。在不使用胶合透镜的前提下，仅使用12片单透镜就实现了高成像质量、大焦深和高透过率设计，在具有上述优势的同时，光刻设备具有更高的运行稳定性、更低的成本、更高精度解析。
59.举例而言，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100还可以包括光阑30，光阑30可以位于第一镜头组件10和第二镜头组件20之间，以提高紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的成像质量。
60.在一些实施例中，第一透镜11的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.50，80≤vd≤85；
61.第二透镜12的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.55，60≤vd≤65；
62.第三透镜13的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.50，80≤vd≤85；
63.第四透镜14的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.70≤nd≤1.75，50≤vd≤55；
64.第五透镜15的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.50，80≤vd≤85；
65.第六透镜16的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.70≤nd≤1.75，50≤vd≤55；
66.第七透镜17的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.50，80≤vd≤85；
67.第八透镜18的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.50，80≤vd≤95；
68.第九透镜19的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.40≤nd≤1.50，80≤vd≤85；
69.第十透镜21的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.55≤nd≤1.65，35≤vd≤45；
70.第十一透镜22的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.60≤nd≤1.65，30≤vd≤40；
71.第十二透镜23的折射率nd和阿贝数vd满足关系式：1.65≤nd≤1.75，50≤vd≤60。
72.如此合理设置，可以利于保证紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的成像质量，易于控制紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的像差，特别是校正倍率色差。
73.在一些实施例中，第一透镜11、第八透镜18、第九透镜19中至少一个为弯月透镜，弯月透镜有利于校正场曲等像差，并且可以使光线走向更加平滑。例如，第一透镜11、第八透镜18、第九透镜19中均为弯月透镜，由于弯月透镜加工较难，现有的加工水平以弯月透镜的定心系数是否大于0.2判断加工难易程度。当定心系数大于0.2时，可以加工；反之较难加工。通过平衡光刻镜头的像差和现有弯月透镜的加工能力，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系
统100在具有较高的成像质量同时，透镜便于加工。和/或，第二透镜12可以为平凸透镜，第十二透镜23为平凸透镜，进而可以便于汇聚光线。
74.举例而言，第一透镜11的凹面位于背离第二透镜12的一侧，第八透镜18的凹面位于朝向第九透镜19的一侧，第九透镜19的凹面位于背离第八透镜18的一侧。
75.在一些实施例中，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100为双远心结构，在无掩膜光刻领域，双远心结构具有高准确曝光的能力，在紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100中间设置光阑30，使进出紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的光线均为平行光，合理设置光阑30位置可提升成像质量。例如，可以实现物方远心度小于0.02度，像方远心度小于0.2度。
76.在一些示例中，第一透镜11、第四透镜14、第六透镜16以及第十透镜21为负透镜，第二透镜12、第三透镜13、第五透镜15、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十一透镜22、第十二透镜23为正透镜，如此设置可以便于光线的汇聚和发散，以保证良好的成像质量，同时，在紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100中采用更宽的波段的紫外光源，仅使用十二个透镜就可以较好的校正像差，特别是倍率色差。
77.在一些示例中，第一透镜11的物侧的曲率半径的取值范围可以为150mm
‑
170mm，也即，第一透镜11的物侧的曲率半径为r，且150mm≤∣r∣≤170mm，其中∣r∣为第一透镜11的物侧的曲率半径的绝对值。第一透镜11的像侧的曲率半径的取值范围可以为230mm
‑
250mm，也即，第一透镜1111的像侧的曲率半径为r，且230mm≤∣r∣≤250mm，其中，∣r∣为第一透镜11的像侧的曲率半径的绝对值。
78.第二透镜12的物侧的曲率半径可以为无穷大，例如，第二透镜12的物侧可以为平面。第二透镜12的像侧的曲率半径的取值范围可以为90mm
‑
110mm，也即，第二透镜12的物侧的曲率半径为r，且90mm≤∣r∣≤110mm。
79.第三透镜13的物侧的曲率半径的取值范围为80mm
‑
100mm，也即，第三透镜13的物侧的曲率半径为r，且80mm≤∣r∣≤100mm，其中，∣r∣为第三透镜13的物侧的曲率半径的绝对值。第三透镜13的像侧的曲率半径为580mm
‑
620mm。也即，第三透镜13的像侧的曲率半径的取值范围为r，且580mm≤∣r∣≤620mm，其中∣r∣为第三透镜13的像侧的曲率半径的绝对值。
80.第四透镜14的物侧的曲率半径的取值范围可以为80mm
‑
100mm，也即，第四透镜14的物侧的曲率半径为r，且80mm≤∣r∣≤100mm，其中∣r∣为第四透镜14的物侧的曲率半径的绝对值。第四透镜的像侧的曲率半径的取值范围可以为680mm
‑
720mm，也即，第四透镜14的像侧的曲率半径为r，且680mm≤r≤720mm。
81.第五透镜15的物侧的曲率半径的取值范围可以为350mm
‑
370mm，也即，第五透镜15的物侧的曲率半径为r，且350mm≤r≤370mm。第五透镜15的像侧的曲率半径的取值范围为80mm
‑
100mm，也即，第五透镜15的像侧的曲率半径为r，且80mm≤∣r∣≤100mm，其中∣r∣为第五透镜15的像侧的曲率半径的绝对值。
82.第六透镜16的物侧的曲率半径的取值范围可以为480mm
‑
520mm，也即，第六透镜16物侧的曲率半径为r，且480mm≤r≤520mm。第六透镜16的像侧的曲率半径的取值范围可以为80mm
‑
90mm，也即，第六透镜16的像侧的曲率半径为r，且80mm≤r≤90mm。
83.第七透镜17的物侧的曲率半径的取值范围可以为220mm
‑
240mm，也即，第七透镜17的物侧的曲率半径220mm≤r≤240mm。第七透镜17的像侧的曲率半径的取值范围可以为135mm
‑
150mm，也即，第七透镜17的像侧的曲率半径为r，且135mm≤∣r∣≤150mm，其中∣r∣为
第五透镜15的像侧的曲率半径的绝对值。
84.第八透镜18的物侧的曲率半径的取值范围可以为35mm
‑
45mm，也即，第八透镜18物侧的曲率半径为r，且35mm≤r≤45mm。第八透镜18的像侧的曲率半径的取值范围为115mm
‑
130mm，也即第八透镜18的像侧的曲率半径为r，且115mm≤r≤130mm。
85.第九透镜19的物侧的曲率半径的取值范围可以为45mm
‑
60mm，也即，第九透镜19的物侧的曲率半径为r，且45mm≤r≤60mm。第九透镜19的像侧的曲率半径的取值范围可以为120mm
‑
140mm，也即第九透镜19的像侧的曲率半径为r，且120mm≤r≤140mm。
86.第十透镜21的物侧的曲率半径的取值范围为30mm
‑
55mm，也即，第十透镜21的物侧的曲率半径为r，且30mm≤∣r∣≤55mm，其中，∣r∣为第十透镜21的物侧的曲率半径的绝对值。第十透镜21的像侧的曲率半径的取值范围为45mm
‑
55mm，也即，第十透镜21的像侧的曲率半径为r，且45mm≤r≤55mm。
87.第十一透镜22的物侧的曲率半径的取值范围可以为200mm
‑
230mm，也即，第十一透镜22的物侧的曲率半径为r，且200mm≤∣r∣≤230mm，其中，∣r∣为第十一透镜22的物侧的曲率半径的绝对值。第十一透镜22的像侧的曲率半径的取值范围可以为100mm
‑
130mm，也即，第十一透镜22的像侧的曲率半径为r，且100mm≤∣r∣≤130mm其中，∣r∣为第十一透镜22的像侧的曲率半径的绝对值。
88.第十二透镜23的物侧的曲率半径的取值范围可以为140mm
‑
160mm，也即，第十二透镜23的物侧的曲率半径为r，且140mm≤r≤160mm。第十二透镜23的像侧的曲率半径r可以为无穷大。例如，第十二透镜23的像侧可以为平面。
89.如此设置，多个透镜的朝向物侧的曲率半径和多个透镜的朝向像侧的曲率半径合理设置，仅使用12片单透镜就实现了高成像质量、大焦深和高透过率设计，同时，光刻设备具有更高的运行稳定性、更低的成本、更高精度解析。
90.在图1的示例中，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100还包括：平板玻璃60，平板玻璃60位于第一镜头组件10的物侧，平板玻璃60的朝向第一透镜11的一侧与第一透镜11的朝向平板玻璃60的一侧之间的距离的取值范围为45mm
‑
55mm，也就是说，物方工作距离l1满足关系式45mm≤l1≤55mm，如此，有利于降低紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的远心度，实现更小的远心度。例如，平板玻璃60的朝向第一透镜11的一侧与第一透镜11的朝向平板玻璃60的一侧之间的距离为50mm，平板玻璃60可以由tir(total internal reflection，全内反射)棱镜等效而来，tir可以由两个棱镜胶合而成，其作用是将紫外光源发出的光线经tir棱镜时，发生全反射进入dmd芯片，再由dmd控制光线射入光刻镜头或其它方向。
91.在一些实施例中，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100还可以包括像面70，像面70位于第二镜头组件20的像侧，像面70的朝向第十二透镜23的一侧到第二透镜12的朝向像面70的一侧之间的距离的取值范围为110mm
‑
130mm，也就是说，像方工作距离l2满足关系式110mm≤l2≤130mm，如此，保证了像方具有更长的工作距离，有利于后期机械结构的布置。例如，像面70的朝向第十二透镜23的一侧到第二透镜12的朝向像面70的一侧之间的距离为120mm。
92.例如，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100还可以包括物面40和保护玻璃50，沿光轴方向从物侧到像侧依次设置有物面40、保护玻璃50、平板玻璃60、第一镜头组件10、光阑30、第二镜头组件20和像面70，保护玻璃50和平板玻璃60的像面70到物面40方向的两侧可
以都是平面，两者都不具有光焦度。
93.下面以具体的实施例进行说明，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的参数可以如下面的表1所示：
94.表1
[0095][0096]
在一些实施例中，第一透镜11到第十二透镜23的面型均为球面，如此设置的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100不仅可以达到较高的成像质量，而且与采用非球面透镜的光刻成像系统相比，具有良好的可加工性，便于加工，有利于降低光刻成像系统的成本。可以理解的是，当球面的曲率半径趋于无穷大的时候，球面可以无限趋于平面。
[0097]
由此，本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100在像面70上的放大倍率可以实现
‑
2.6x，如此，大放大倍率，可以在实际生产使用中实现大的曝光面积。同时，实现了紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100不仅在最佳像面70处具有高像质，而且在离焦
±
0.35mm时，弥散斑尺寸也能够满足使用要求，应用更方便。
[0098]
在对pcb曝光时，可兼容多种感光材料并可实现大面积曝光，在降低成本的同时，显著提升了曝光产能，在离焦
±
0.35mm时，也能够满足像面70对弥散斑的要求且曝光能量
较为集中，实际生产表明，产品良率较高。
[0099]
请参阅图2，图2为通过使用光学设计软件“zemax”模拟的本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的mtf(modulation transfer function，调制传递函数)曲线图。其中，s1为衍射极限，s2、s3、s4等曲线为多个mtf曲线的任意几个mtf曲线，结合图2可以看出，多个mtf曲线均接近衍射极限，达到了较好的成像质量。
[0100]
请参阅图3，图3为通过使用光学设计软件“zemax”模拟的本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的的点列图。通过观察紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的点列图可以发现，各视场、各波长的点列图几何直径和均方根直径都在艾里斑以内，光刻镜头的球差、彗差、像散、场曲等像差控制的很好，能量较为集中，并且轴上的点像差、轴外的点像差控制较好。这里，“艾里斑”是指点光源通过理想透镜成像时，由于衍射而在焦点处形成的光斑。中央是明亮的圆斑，周围有一组较弱的明暗相间的同心环状条纹，把其中以第一暗环为界限的中央亮斑称作艾里斑，也即图3的六个点列图的圆形结构示出了艾里斑的轮廓。
[0101]
请参阅图4，图4为通过利用光学设计软件“zemax”模拟可以得到的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的倍率色差曲线图。“airy”位置示出了艾里斑的轮廓，结合图4可以看出，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的倍率色差均在艾里斑以内，也即倍率色差的偏离值已经小于艾利斑，可以判断出倍率色差得到了很好的校正。参照图4的横坐标的刻度，紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100的倍率色差小于1.5um，倍率色差较小，像质较好。
[0102]
根据本实用新型实施例的光刻机，光刻机包括如上的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统100。根据本实用新型实施例的光刻机，可采用更宽波段的光源，能够兼容更多种的感光材料，使光刻设备适应能力更强，可极大的降低光刻成本，在不使用胶合透镜的前提下，仅使用12片单透镜就实现了高成像质量、大焦深和高透过率设计，在具有上述优势的同时，光刻设备具有更高的运行稳定性、更低的成本、更高精度解析。
[0103]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0104]
在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0105]
根据本实用新型实施例的紫外宽光谱无掩膜光刻成像系统的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
[0106]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
[0107]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。