用于光刻的 UV-LED 曝光系统(UV-EXP 系列)
在 UV-EXP 系列中,idonus 提供了一种创新的 UV 照明系统,基于高功率 LED 和高级匀光光学器件。这一产品线适用于光刻胶曝光(UV-LED 光刻与固化),并适配于 MEMS、微流控、光子学、半导体与光伏等应用中使用的各种基底和光刻胶。我们的标准 UV 照明产品可满足宽度最高达 300 mm(11.8 英寸)的掩模板与晶圆的光刻需求。
我们还可根据您的具体要求定制解决方案(例如:光罩对准机的改装、未来产品的 OEM 定制等)。有关 UV-LED 改装及定制曝光系统的更多信息,请参见我们的 解决方案 > 技术 页面。


为什么选择 LED 技术?
直到最近,汞弧灯一直是唯一能够提供适用于 UV 光刻曝光的高强度光源。得益于 LED 技术的进步,UV-LED 已成为一种极具吸引力的替代方案,可取代具有危险性且耗能较高的汞灯。
除了环保和安全方面的优势外,UV-LED 相比传统汞灯在光刻技术上还具有众多且显著的技术优点。UV-LED 的首要优势是其能在非常长的寿命周期内保持稳定的光输出,因此无需每日校准和维护。此外,由于 LED 的能效更高,其发热更低,从而大大简化了系统的冷却需求。
值得注意的是,发射峰值波长为 365 nm、405 nm 和 435 nm 的 LED 可以组合使用,以模拟汞弧灯的 UV-A 光谱(对应汞元素的 i-line、h-line 和 g-line 特征峰),如图所示。
UV-LED 曝光的优势
照明稳定,无需每日校准
即开即用,光源仅在曝光期间点亮,无需机械快门
寿命长,无需更换耗材
光谱窄:不会对基底造成不必要的加热,工艺重复性更好
功耗低
无维护成本
idonus 的 UV-LED 曝光系统
idonus 推出了完整系列的 UV-LED 曝光产品。我们的系统集成了市场上性能最优的 UV-LED,并结合高品质微透镜阵列。所有产品均在公司内部完成装配与控制。我们的设计采用全远心光学系统,可在整个曝光区域提供可重复且均匀的照明条件——即高度均匀、稳定的光强与极小的光线发散角。
这项先进的光学技术可确保整块基底得到完美均匀的曝光,使固化后的光刻胶侧壁笔直,并能实现具有微米级关键尺寸图形的精确微结构加工。

图 A:光学系统(简化图)
● 通过使用微透镜阵列匀光器,实现高均匀度照明。
idonus UV-EXP 的性能
我们的 UV-LED 曝光系统提供多种标准配置,并可根据需求添加多种选项和变体(例如:单一波长或混合波长)。作为特种设备制造商,idonus 也可以根据客户的技术要求开发全定制设备(例如:不同的曝光面积、适配的设备外壳)。主要产品特性列于“标准 UV-LED 曝光系统”表格中。
图 B 显示了校准过程中进行的一次典型测量。在可用的曝光区域内,辐照度不均匀性(max-min)/(max+min) 低于 3%。图 A 所示的最大准直角 α 也是我们系统性表征的重要参数之一。图 C 展示了我们某一型号设备的典型测试结果。
为了评估 α,我们测量辐照度随准直角的变化关系:α 对应于半高全宽(FWHM)。这一阈值通常用于表示光能有效贡献于光刻胶曝光。依据我们曝光系统的性能,大约 95% 的能量集中在准直角 α 范围内。

图 B1:辐照度均匀性
● 型号 UV-EXP100S 的曝光输出(照明区域为 100×100 mm² 的方形区域)。

图 B2:辐照度均匀性
● 测量结果显示不均匀性低于 3%。数据为我们某一型号(UV-EXP100S,照明区域为 100×100 mm²)提取的典型值


图 C:准直角
● UV 光被限定在最大准直角 α 范围内(以半高全宽 FWHM 处的强度阈值为准,对应 95% 的光能量)。数据为我们型号 UV-EXP150S 提取的典型值(最大准直角 α 为 ±1.8°,即 2α = 3.6°)。
idonus 标准 UV-LED 曝光系统
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 型号 | UV-LAB100R |
| 波长 | 365 nm |
| 有效曝光区域 | Ø 100 mm |
| 辐照度 (@385/395/405 nm) | — |
| 辐照度 (@365 nm) | 12 mW/cm² |
| 均匀性, C* | 5% |
| 最大准直角度 | ±2° |
| 工作距离 (WD)** | 250 mm |
| 外部尺寸, mm³ (仅灯箱) | 200×250×400 |
| 外部尺寸, mm³ (完整系统) | 250×300×670 |
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 型号 | UV-EXP150R |
| 波长 | 365 和/或 385 / 395 / 405 / 435 nm |
| 有效曝光区域 | Ø 150 mm |
| 辐照度 (@385/395/405 nm) | 50 mW/cm² |
| 辐照度 (@365 nm) | 40 mW/cm² |
| 均匀性, C* | 3% |
| 最大准直角度 | ±1.8° |
| 工作距离 (WD)** | 350 mm |
| 外部尺寸, mm³ (仅灯箱) | 610×305×250 |
| 外部尺寸, mm³ (完整系统) | 1000×480×330 |
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 型号 | UV-EXP150S |
| 波长 | 365 和/或 385 / 395 / 405 / 435 nm |
| 有效曝光区域 | 150×150 mm² |
| 辐照度 (@385/395/405 nm) | 50 mW/cm² |
| 辐照度 (@365 nm) | 40 mW/cm² |
| 均匀性, C* | 3% |
| 最大准直角度 | ±1.8° |
| 工作距离 (WD)** | 300 mm |
| 外部尺寸, mm³ (仅灯箱) | 600×360×300 |
| 外部尺寸, mm³ (完整系统) | 960×500×420 |
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 型号 | UV-EXP200R |
| 波长 | 365 和/或 385 / 395 / 405 / 435 nm |
| 有效曝光区域 | Ø 200 mm |
| 辐照度 (@385/395/405 nm) | 30 mW/cm² |
| 辐照度 (@365 nm) | 25 mW/cm² |
| 均匀性, C* | 3% |
| 最大准直角度 | ±1.4° |
| 工作距离 (WD)** | 400 mm |
| 外部尺寸, mm³ (仅灯箱) | 730×415×360 |
| 外部尺寸, mm³ (完整系统) | 1170×570×530 |
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 型号 | UV-EXP300S-1LE |
| 波长 | 365 和/或 385 / 395 / 405 / 435 nm |
| 有效曝光区域 | 300×300 mm² |
| 辐照度 (@385/395/405 nm) | 17 mW/cm² |
| 辐照度 (@365 nm) | 13 mW/cm² |
| 均匀性, C* | 3% |
| 最大准直角度 | ±1.0° |
| 工作距离 (WD)** | 300 mm |
| 外部尺寸, mm³ (仅灯箱) | 920×560×510 |
| 外部尺寸, mm³ (完整系统) | 1270×715×700 |
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 型号 | UV-EXP300S-3LE |
| 波长 | 365 和/或 385 / 395 / 405 / 435 nm |
| 有效曝光区域 | 300×300 mm² |
| 辐照度 (@385/395/405 nm) | 50 mW/cm² (3 LEDs) |
| 辐照度 (@365 nm) | 40 mW/cm² (3 LEDs) |
| 均匀性, C* | 3% |
| 最大准直角度 | ±2.5° |
| 工作距离 (WD)** | 300 mm |
| 外部尺寸, mm³ (仅灯箱) | 920×560×510 |
| 外部尺寸, mm³ (完整系统) | 1270×715×700 |
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 型号 | UV-EXP600S |
| 波长 | 365 和/或 385 / 395 / 405 / 435 nm |
| 有效曝光区域 | 600×600 mm² |
| 辐照度 (@385/395/405 nm) | 30 mW/cm² (多LED) |
| 辐照度 (@365 nm) | 20 mW/cm² (多LED) |
| 均匀性, C* | 3% |
| 最大准直角度 | ±2.0° |
| 工作距离 (WD)** | 300 mm |
| 外部尺寸, mm³ (仅灯箱) | 1500×1100×900 |
| 外部尺寸, (完整系统) *** |
*非均匀性 C 的定义: C = (Max – Min) / (Max + Min)
其中 Max 和 Min 分别为可用曝光区域内的最大和最小辐照度。
** 请注意,对于所有 UV-EXP 型号,可根据您的具体需求设计其他工作距离(WD)。
*** 需与客户共同确定,因为这取决于用户的具体应用。







随我们的质量控制证书提供的均匀性扫描示例。
请注意,C 值(Michelson 对比度)越小,均匀性越高。

随我们的质量控制证书提供的光谱功率分布(SPD)示例。
如需理解此图,请参阅我们的白皮书:《LED 的宽带辐射测量》(PDF,预览文档)。
