本實(shí)用新型涉及激光直接成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種防塵鏡頭、物鏡及LDI光刻機(jī)防塵鏡。

背景技術(shù)：

光刻技術(shù)是用于在基底表面上印刷具有特征構(gòu)圖的技術(shù)。這樣的基底可用于制造半導(dǎo)體器件、多種集成電路、平面顯示器(例如液晶顯示器)、電路板、生物芯片、微機(jī)械電子芯片、光電子線路芯片等。

目前，激光直接成像(Laser Direct Image，簡稱LDI)光刻機(jī)所使用的鏡筒是光刻機(jī)的主要光路部分。參見圖1，現(xiàn)有技術(shù)的鏡筒結(jié)構(gòu)示意圖。其中，位于鏡筒最上端的鏡片的上表面與鏡筒最末端的鏡片下表面與空氣相接觸，鏡筒的下方就是光刻機(jī)生產(chǎn)臺面，鏡面的潔凈度直接影響了光刻機(jī)的成像質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，光刻機(jī)的鏡頭清潔工作是光刻機(jī)日常養(yǎng)護(hù)中的重要部分。

在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：

隨著光刻機(jī)使用時(shí)間的增加，暴露在空氣中的鏡片表面沒有特殊的保護(hù)措施，在光刻機(jī)工作時(shí)灰塵或水汽會吸附到最末端的鏡片表面上，嚴(yán)重影響了光刻機(jī)的成像質(zhì)量及生產(chǎn)效率，此時(shí)需要對機(jī)械件進(jìn)行清潔。傳統(tǒng)的光刻機(jī)鏡頭不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給清潔工作中的拆卸過程增加了難度，而且清潔后恢復(fù)鏡片時(shí)，需要花費(fèi)相當(dāng)長的時(shí)間及精力對光學(xué)組件中的鏡片進(jìn)行重新定位校對，增加了清潔成本。因此，傳統(tǒng)的光刻機(jī)鏡頭存在清潔過程繁瑣，清潔后恢復(fù)鏡片困難的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種防塵鏡頭、物鏡及LDI光刻機(jī)防塵鏡，以緩解技術(shù)中存在的清潔過程繁瑣，清潔后恢復(fù)鏡片困難的技術(shù)問題。

第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種防塵鏡頭，包括：鏡筒、鏡片和密封圈；

所述鏡片和所述密封圈裝配在所述鏡筒的內(nèi)部；

所述密封圈位于所述鏡筒內(nèi)部的底層；

所述鏡片位于所述密封圈的上層；

所述密封圈固定所述鏡片。

結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，所述鏡筒的內(nèi)部設(shè)有鏡片凹槽。

結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，所述鏡筒的內(nèi)部設(shè)有與所述密封圈配套的密封內(nèi)螺紋。

結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，所述鏡片為平板玻璃片。

結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，所述鏡筒上端配有內(nèi)螺紋。

第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種防塵物鏡，包括：物鏡鏡筒和上述防塵鏡頭；

所述防塵鏡頭的鏡筒與所述物鏡鏡筒連接。

結(jié)合第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，所述物鏡鏡筒下端配有外螺紋。

結(jié)合第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第二方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，所述物鏡鏡筒的內(nèi)部裝配有透鏡組。

第三方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種LDI光刻機(jī)防塵鏡，包括：成像鏡筒和上述防塵物鏡。

結(jié)合第三方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，所述成像鏡筒的下端配有緊固裝置。

本實(shí)用新型實(shí)施例帶來了以下有益效果：

本實(shí)用新型所提供的防塵鏡頭、物鏡及LDI光刻機(jī)防塵鏡，其中LDI光刻機(jī)防塵鏡包括成像鏡筒和防塵物鏡，防塵物鏡分為物鏡鏡筒和防塵鏡頭，防塵鏡頭的鏡筒與物鏡鏡筒連接，避免物鏡鏡筒與外界空氣直接接觸，增強(qiáng)了防塵鏡的密封性。防塵鏡頭包括鏡筒、鏡片和密封圈，鏡片和密封圈均裝配在鏡筒的內(nèi)部，密封圈位于鏡筒內(nèi)部的底層，鏡片位于密封圈的上層，密封圈對鏡片實(shí)現(xiàn)密封及固定，實(shí)現(xiàn)防塵的目的。本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案采用了加裝易拆卸、易清潔的防塵鏡頭的方式，避免光刻機(jī)物鏡與污染源接觸，解決了傳統(tǒng)光刻機(jī)鏡頭存在的清潔過程繁瑣，清潔后恢復(fù)鏡片困難的問題，簡化了光刻機(jī)的清潔流程，節(jié)省了技術(shù)人員清潔后恢復(fù)鏡片的時(shí)間，從而提高了光刻機(jī)的生產(chǎn)效率。

本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的鏡筒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供防塵鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵鏡頭中平板玻璃片的光路圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵物鏡結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：

100-防塵鏡頭；110-鏡筒；111-鏡片凹槽；112-密封內(nèi)螺紋；113-內(nèi)螺紋；120-鏡片；130-密封圈；200-物鏡鏡筒；210-透鏡組；300-成像鏡筒。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

目前，位于LDI光刻機(jī)鏡筒最上端的鏡片的上表面與鏡筒最末端的鏡片下表面與空氣相接觸，鏡筒的下方就是光刻機(jī)生產(chǎn)臺面，鏡面的潔凈度直接影響了光刻機(jī)的成像質(zhì)量和生產(chǎn)效率，傳統(tǒng)的光刻機(jī)鏡頭不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給清潔工作中的拆卸過程增加了難度，而且清潔后恢復(fù)鏡片時(shí)，需要花費(fèi)相當(dāng)長的時(shí)間及精力對光學(xué)組件中的鏡片進(jìn)行重新定位校對，增加了清潔成本。

基于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種防塵鏡頭、物鏡及LDI光刻機(jī)防塵鏡，可以簡化光刻機(jī)的清潔流程，節(jié)省技術(shù)人員清潔后恢復(fù)鏡片的時(shí)間，從而提高光刻機(jī)的生產(chǎn)效率。

為便于對本實(shí)施例進(jìn)行理解，對本實(shí)用新型實(shí)施例所公開的一種防塵鏡頭、物鏡及LDI光刻機(jī)防塵鏡進(jìn)行詳細(xì)介紹。

實(shí)施例一：

參見圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例提供防塵鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵鏡頭100，包括鏡筒110、鏡片120和密封圈130，鏡片和密封圈裝配在鏡筒的內(nèi)部，密封圈位于鏡筒內(nèi)部的底層，鏡片位于密封圈的上層，密封圈固定鏡片。密封圈對鏡片實(shí)現(xiàn)密封及固定，實(shí)現(xiàn)防塵的目的。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵鏡頭鏡筒的內(nèi)部設(shè)有鏡片凹槽111，安裝鏡片時(shí)將鏡片固定于凹槽內(nèi)，防止鏡片晃動產(chǎn)生縫隙而導(dǎo)致灰塵進(jìn)入鏡筒內(nèi)。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵鏡頭鏡筒的內(nèi)部設(shè)有與密封圈配套的密封內(nèi)螺紋112，密封圈可選用密封性能較好的橡膠材料。密封圈緊貼鏡片的下表面放置，由鏡筒的下端沿密封內(nèi)螺紋旋進(jìn)。不僅能夠固定鏡片，使其穩(wěn)固置于鏡筒內(nèi)不產(chǎn)生晃動，而且能夠?qū)︾R片與鏡筒之間的空隙進(jìn)行密封，防止鏡筒內(nèi)部進(jìn)入灰塵或水汽，進(jìn)一步加強(qiáng)了防塵鏡頭的密封性。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵鏡頭中的鏡片120為平板玻璃片。具體的，由兩個平行平面所構(gòu)成的玻璃板稱為平板玻璃片，平板玻璃片具有良好的透光性，且密度能夠達(dá)到阻止灰塵及水汽的目的，是光學(xué)儀器的常見材料。由于平面可視為半徑無限大的球面，因而平板玻璃片也可視為焦距無限大(光焦度為零)的透鏡，共軸球面系統(tǒng)的成像規(guī)律對其同樣使用。由于平板玻璃片被廣泛用作分劃板、標(biāo)尺、保護(hù)玻璃、濾光鏡，因此，對平板玻璃片成像特征的討論具有重要意義。

參見圖3，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵鏡頭中平板玻璃片的光路圖，為一塊厚度d，折射率n，與光軸垂直放置、位在空氣中的平板玻璃片。從A點(diǎn)出發(fā)的光線以入射角I₁透射到第一面D點(diǎn)處，以I₁′角折射。再以I₂角入射到第二面E點(diǎn)，折射角I₂′。根據(jù)折射定律

sinI₁＝nsinI₁′

nsinI₂＝sinI₂′

因?yàn)閮烧凵涿嫫叫?，I₂＝I₁′，所以I₂＝I₁。因?yàn)閁₁＝-I₁，U₂＝-I₂′，故U₁＝U₂′。可見，出射光線與入射光線相互平行，即光線經(jīng)平板折射后方向不變。

根據(jù)放大倍率公式可以得到

α＝β²＝1

可見，置于空氣中的平板的各種放大率恒等于1。物體經(jīng)平板成像，既不放大也不縮小。

光線經(jīng)平板折射后，雖然方向不變，但是要產(chǎn)生位移。從圖3中看得很清楚，出射光線相對入射光線的位移量包含側(cè)向位移DG和軸向位移AA₁′(A₁′與A₂′重合)兩部分。側(cè)向和軸向位移通常用符號ΔT′和ΔL′表示。

由直角三角形DGE可得

DG＝DE·sin(I₁-I₁′)

又因?yàn)?/p>

所以

以sin(I₁-I₁′)＝sinI₁cos I₁′-cos I₁sin I₁′代入，并應(yīng)用sin I₁′＝nsin I₁′，得側(cè)向位移

從像點(diǎn)A₂′到物點(diǎn)A的沿光軸距離為軸向位移。由圖3可得

以公式(1)式代入，得軸向位移

若以代入上式，又可得到軸向位移的另一種表示形式

公式(2)和公式(3)表明，ΔL′因不同的I′值而不同，即從A點(diǎn)發(fā)出的具有不同入射角的各條光線經(jīng)平行平板折射后，具有不同的軸向位移量。這就表明，同心光束經(jīng)平板后，變?yōu)榉峭墓馐?，成像是不完善的。隨著平板厚度越大，軸向位移愈大，成像不完善程度也愈大。

如果入射光束孔徑很小，近于無限細(xì)光束(近軸光)成像，則因I₁角很小，角度的余弦值可以用1取代，則公式(2)可寫為

可見，對于近軸光線而言，平板的軸向位移只和平板的厚度d及玻璃折射率n有關(guān)，而與入射角i₁無關(guān)。因此，物點(diǎn)以近軸光線經(jīng)平板成像是完善的。

同樣，光線的側(cè)向位移量ΔT′也是一個隨入射角I₁而變的量。如果也將光線限制于近軸區(qū)時(shí)，公式(1)可簡化為

可見，對近軸光線而言，平板的側(cè)向位移量Δt′與入射角i₁成線性關(guān)系。

因此，置于空氣中的平板玻璃片的放大率恒等于1，物體經(jīng)平板玻璃片成像，既不放大也不縮小，所以在光學(xué)系統(tǒng)外加一個平板玻璃片只是相當(dāng)于延長了成像的距離，不會影響成像的質(zhì)量。

本實(shí)施例所提供的防塵鏡頭的鏡筒上端配有內(nèi)螺紋，通過該螺紋與光刻機(jī)的物鏡鏡筒連接，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，密封性能強(qiáng)，避免了灰塵進(jìn)入鏡筒內(nèi)部，且拆卸簡便。在需要清潔鏡片時(shí)，只需要卸下實(shí)施例提供的防塵鏡頭，對平板玻璃片進(jìn)行清潔，清潔后，不需要對光刻機(jī)物鏡進(jìn)行長時(shí)間的調(diào)整校對，從而大大簡化了清潔流程。

本實(shí)用新型所提供的防塵鏡頭采用了加裝平板玻璃片的方式，避免光刻機(jī)物鏡與污染源接觸，解決了傳統(tǒng)光刻機(jī)鏡頭存在的清潔過程繁瑣，清潔后恢復(fù)鏡片困難的問題，簡化了光刻機(jī)的清潔流程，節(jié)省了技術(shù)人員清潔后恢復(fù)鏡片的時(shí)間，從而提高了光刻機(jī)的生產(chǎn)效率。

實(shí)施例二：

參見圖4，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵物鏡結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵物鏡，包括物鏡鏡筒200和實(shí)施例一所提供的防塵鏡頭，防塵鏡頭的鏡筒與物鏡鏡筒連接。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵物鏡的物鏡鏡筒下端配有外螺紋，與實(shí)施例一所提供的防塵鏡頭的內(nèi)螺紋配套，

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵物鏡的物鏡鏡筒的內(nèi)部裝配有透鏡組210，光源從物鏡鏡筒的上部入射，經(jīng)過透鏡組，從鏡筒的末端透鏡射出，再射入實(shí)施例一所提供的防塵鏡頭，經(jīng)防塵鏡頭的鏡片出射，進(jìn)行光刻。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵鏡頭，與上述實(shí)施例提供的防塵鏡頭具有相同的技術(shù)特征，所以也能解決相同的技術(shù)問題，達(dá)到相同的技術(shù)效果。

實(shí)施例三：

參見圖4，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵物鏡結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的LDI光刻機(jī)防塵鏡，包括成像鏡筒300和實(shí)施例二所提供的防塵物鏡。該成像鏡筒用于LDI光刻機(jī)的成像，是LDI光刻機(jī)成像系統(tǒng)的核心機(jī)構(gòu)，其穩(wěn)定性與密封性直接影響光刻機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)效率。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的LDI光刻機(jī)防塵鏡中的成像鏡筒的下端配有緊固裝置。該緊固裝置用于連接實(shí)施例二所提供的防塵物鏡與成像鏡筒，增強(qiáng)了LDI光刻機(jī)防塵鏡的整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及密封性。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防塵物鏡，與實(shí)施例二提供的防塵物鏡具有相同的技術(shù)特征，所以也能解決相同的技術(shù)問題，達(dá)到相同的技術(shù)效果。

本實(shí)施例在實(shí)施中，上述緊固裝置可以有多種選擇方式，如：

方式一，上述緊固裝置采用螺栓的方式緊固，螺栓的緊固方式穩(wěn)定效果強(qiáng)。

方式二，上述緊固裝置采用螺紋的方式緊固，螺紋的緊固方式密封性強(qiáng)，且安裝及拆卸方便。

方式三，上述緊固裝置采用卡扣的方式緊固，卡扣的緊固方式安裝及拆卸簡單快捷。

本實(shí)用新型所提供的防塵鏡頭、物鏡及LDI光刻機(jī)防塵鏡，其中LDI光刻機(jī)防塵鏡包括成像鏡筒和防塵物鏡，防塵物鏡分為物鏡鏡筒和防塵鏡頭，防塵鏡頭的鏡筒與物鏡鏡筒連接，避免物鏡鏡筒與外界空氣直接接觸，增強(qiáng)了防塵鏡的密封性。防塵鏡頭包括鏡筒、鏡片和密封圈，鏡片和密封圈均裝配在鏡筒的內(nèi)部，密封圈位于鏡筒內(nèi)部的底層，鏡片位于密封圈的上層，密封圈對鏡片實(shí)現(xiàn)密封及固定，實(shí)現(xiàn)防塵的目的。本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案采用了加裝易拆卸、易清潔的防塵鏡頭的方式，避免光刻機(jī)物鏡與污染源接觸，解決了傳統(tǒng)光刻機(jī)鏡頭存在的清潔過程繁瑣，清潔后恢復(fù)鏡片困難的問題，簡化了光刻機(jī)的清潔流程，節(jié)省了技術(shù)人員清潔后恢復(fù)鏡片的時(shí)間，從而提高了光刻機(jī)的生產(chǎn)效率。

另外，在本實(shí)用新型實(shí)施例的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。

最后應(yīng)說明的是：上述實(shí)施例，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以上述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。