采用双自由曲面整形的无掩模光刻照明系统

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采用双自由曲面整形的无掩模光刻照明系统

孟祥翔, 刘伟奇, 魏忠伦, 柳华, 康玉思, 冯睿, 张大亮

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孟祥翔, 刘伟奇, 魏忠伦, 柳华, 康玉思, 冯睿, 张大亮. 采用双自由曲面整形的无掩模光刻照明系统[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1505-1510.

引用本文:

孟祥翔, 刘伟奇, 魏忠伦, 柳华, 康玉思, 冯睿, 张大亮. 采用双自由曲面整形的无掩模光刻照明系统[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1505-1510.

Meng Xiangxiang, Liu Weiqi, Wei Zhonglun, Liu Hua, Kang Yusi, Feng Rui, Zhang Daliang. Maskless lithography illumination system with double freeform surfaces for beam shaping[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(5): 1505-1510.

Citation:

Meng Xiangxiang, Liu Weiqi, Wei Zhonglun, Liu Hua, Kang Yusi, Feng Rui, Zhang Daliang. Maskless lithography illumination system with double freeform surfaces for beam shaping[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(5): 1505-1510.

采用双自由曲面整形的无掩模光刻照明系统

1.
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春 130033;
2.
中国科学院大学,北京 100049

基金项目:

国家863 高技术研究发展计划（2009AA032701）

作者简介:
孟祥翔（1988-），男，博士生，主要从事无掩模光刻照明和激光光束整形等方面的研究。Email：mengxx326@126.com

中图分类号: TN305.7

Maskless lithography illumination system with double freeform surfaces for beam shaping

1.
Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;
2.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 为了实现无掩模光刻系统所需求的矩形准直平顶激光光束照明，提高照明系统的能量利用率，提出了一种利用双自由曲面整形的照明系统设计方法。根据光程守恒原理和折射定律，推导了积分形式的双自由曲面面形方程；采用数值解法求解积分方程，分别设计了含有双自由曲面的双透镜整形单元和单透镜整形单元的照明系统，使用光学设计软件对两种照明系统进行模拟，得到两种照明系统的照明均匀性在93%以上，能量利用率大于91%。结果表明，两种照明系统均能实现无掩模光刻系统的高均匀性、高能量利用率照明。
- 无掩模光刻 /
- 照明系统 /
- 激光光束整形 /
- 矩形平顶光束 /
- 自由曲面
Abstract: In order to achieve the illumination of maskless lithography by rectangular collimated flat-top laser beam and improve the illumination efficiency, a design method of the illumination system using double freeform surfaces shaping unit was proposed. Based on the optical path constant condition and Snell's refraction law, the surfaces equations in integral form of the freeform surfaces were derived. The integral equations were solved by numerical calculation. The illumination systems using two-lens shaping unit and single-lens shaping unit which included double freeform surfaces were designed and simulated by optical design software. The simulated results show that the uniformity is over 93% and the illumination efficiency is over 91%. It is illustrated that the two kinds of shaping unit could meet the requirements of the illumination of maskless lithography.
- maskless lithography /
- illumination system /
- laser beam shaping /
- rectangular flat-top beam /
- freeform surface

[1]	Chan Kin Foong, Feng Zhiqiang, Yang Ren, et al. High-resolution maskless lithography [J]. J Microlith Microfab Microsyst, 2003, 2(4): 331-339.
[2]
[3]
[4]	Rajesh Menon, Amil Patel, Henry I Smith, et al. Maskless optical lithography using MEMs-based spatial-light modulators[C]//SPIE, 2005, 5721: 53-63.
[5]	Rajesh Menon, Dario Gil, George Barbastathis, et al. Photon-sieve lithography[J]. J Opt Soc Am A, 2005, 22(2): 342-345.
[6]
[7]
[8]	Hou Changlun, Xu Jianfeng, Bai Jian, et al. Binary photon sieve[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(3): 484-505. (in Chinese)侯昌伦, 徐建锋, 白建, 等. 二元光子筛[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(3): 484-505.
[9]
[10]	Lee Dong-Hee. Optical system with 4 m resolution for maskless lithography using digital micromirror device [J].Journal of the Optical Society of Korea, 2010, 14(3): 266-276.
[11]
[12]	Jungyu Hur, Manseung Seo. Optical proximity corrections for digital micromirror device-based maskless lithography [J].Journal of the Optical Society of Korea, 2012, 16(3): 221-227.
[13]	Shealy D L, Chao Shaohua. Geometric optics-based design of laser beam shapers[J]. Opt Eng, 2003, 42(11): 3123-3138.
[14]
[15]	Fan Zengming, Li Zhuo, Qian Lixun. Aspherical lens laser beam shaping system [J]. Infrared and Laser Engineering,2012, 41(2): 353-357. (in Chinese)范增明, 李卓, 钱丽勋. 非球面透镜组激光光束整形系统[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(2): 353-357.
[16]
[17]
[18]	Vladimir Oliker. On design of free-form refractive beam shapers,sensitivity to figure error, and convexity of lenses[J].J Opt Soc Am A, 2008, 25(12): 3067-3076.
[19]	Sun Xiuhui, Du Jinglei, Yin Shaoyun, et al. Free-form lens design method based on the modulation of the aspheric inner surface for uniform illumination [J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(1): 163-166. (in Chinese)孙秀辉, 杜惊雷, 尹韶云, 等. 非球面内表面调制的自由曲面配光透镜设计方法[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(1):163-166.

[1]	朱泉锦, 马浩统, 陈炳旭, 邢英琪, 林俊杰, 谭毅. 双自由曲面光束整形系统的虚拟面迭代设计法 . 红外与激光工程, 2024, 53(2): 20230587-1-20230587-11. doi: 10.3788/IRLA20230587
[2]	钱壮, 莫言, 樊润东, 谈昊, 冀慧茹, 马冬林. 制冷型大面阵自由曲面离轴三反光学系统设计（特邀） . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20230339-1-20230339-9. doi: 10.3788/IRLA20230339
[3]	任成明, 孟庆宇, 秦子长. 大型自由曲面离轴三反光学系统降敏设计(特邀) . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20230287-1-20230287-11. doi: 10.3788/IRLA20230287
[4]	高荣, 毛祥龙, 李锦鹏, 徐志晨, 谢永军. 自由曲面离轴四反全铝光机红外探测系统（特邀） . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20230338-1-20230338-11. doi: 10.3788/IRLA20230338
[5]	周丽军, 杨通, 程德文, 王涌天. 基于方域正交多项式自由曲面的成像系统设计方法(特邀) . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20230317-1-20230317-14. doi: 10.3788/IRLA20230317
[6]	王合龙, 陈建发, 黄浩阳, 崔泽曜. 基于自由曲面的离轴三反光学系统研制 . 红外与激光工程, 2023, 52(3): 20220523-1-20220523-8. doi: 10.3788/IRLA20220523
[7]	廖清明, 冯泽心. 面向光束整形的自由曲面衍射光学设计方法（特邀） . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20230430-1-20230430-11. doi: 10.3788/IRLA20230430
[8]	叶井飞, 朱钰, 顾悠扬, 詹浣湫, 曹书琴, 魏建民, 宋真真, 曹兆楼, 郑改革. 基于正交双向迭代的自由曲面激光光束整形设计（特邀） . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20230299-1-20230299-10. doi: 10.3788/IRLA20230299
[9]	许宁晏, 陈露, 黄静, 邹宇通, 袁群, 高志山. 自由曲面成像光学系统的初始结构设计方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210852-1-20210852-12. doi: 10.3788/IRLA20210852
[10]	芮丛珊, 曾春梅, 冯志强, 夏成樑, 洪洋. 离轴反射式头戴显示光学系统的自由曲面设计方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20211119-1-20211119-11. doi: 10.3788/IRLA20211119
[11]	缪麟, 田博宇, 孙年春, 张彬. 基于量子遗传算法的自由曲面离轴反射光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210365-1-20210365-9. doi: 10.3788/IRLA20210365
[12]	蒋婷婷, 冯华君, 李奇. 自由曲面变焦的内调焦式光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(4): 20200290-1-20200290-8. doi: 10.3788/IRLA20200290
[13]	毛姗姗, 李艳秋, 刘克, 刘丽辉, 郑猛, 闫旭. 高数值孔径自由曲面极紫外光刻物镜光学设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 814002-0814002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0814002
[14]	赵宇宸, 何欣, 张凯, 刘强, 崔永鹏, 孟庆宇. 轻小型大视场自由曲面离轴光学系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218001-1218001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218001
[15]	姜晰文, 贾学志, 丛杉珊. 自由曲面在制冷型离轴三反光学系统的应用 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 918004-0918004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0918004
[16]	关姝, 王超, 佟首峰, 姜会林, 常帅, 范雪冰. 空间激光通信离轴两镜反射望远镜自由曲面光学天线设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1222003-1222003(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1222003
[17]	李美萱, 王丽, 董连和, 赵迎. 非球面技术在浸没式光刻照明系统中的应用 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1118003-1118003(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1118003
[18]	孟庆宇, 汪洪源, 王严, 纪振华, 王栋. 大线视场自由曲面离轴三反光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018002-1018002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1018002
[19]	孟祥翔, 刘伟奇, 张大亮, 姜国华, 朱秀庆, 杨建明. 双自由曲面大视场头盔显示光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 418004-0418004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0418004
[20]	刘军, 黄玮. 反射式自由曲面头盔显示器光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018001-1018001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1018001

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采用双自由曲面整形的无掩模光刻照明系统

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春 130033;

2. 中国科学院大学,北京 100049

作者简介:
孟祥翔（1988-），男，博士生，主要从事无掩模光刻照明和激光光束整形等方面的研究。Email：mengxx326@126.com

收稿日期: 2013-09-07
修回日期: 2013-10-13
刊出日期: 2014-05-25

基金项目:

国家863 高技术研究发展计划（2009AA032701）

中图分类号: TN305.7

关键词:

摘要: 为了实现无掩模光刻系统所需求的矩形准直平顶激光光束照明，提高照明系统的能量利用率，提出了一种利用双自由曲面整形的照明系统设计方法。根据光程守恒原理和折射定律，推导了积分形式的双自由曲面面形方程；采用数值解法求解积分方程，分别设计了含有双自由曲面的双透镜整形单元和单透镜整形单元的照明系统，使用光学设计软件对两种照明系统进行模拟，得到两种照明系统的照明均匀性在93%以上，能量利用率大于91%。结果表明，两种照明系统均能实现无掩模光刻系统的高均匀性、高能量利用率照明。

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