折叠式激光投影光刻物镜的设计研究

针对大面积、高产量和节约型印制电路板(PCB)生产使用的激光投影光刻机,利用ZEMAX工程光学设计软件,对其投影系统进行了模拟设计与优化,并对优化后的结果进行了分析.对于设计的激光投影系统,其特征尺寸分辨力达到了9μm,全视场波像差小于λ/4,畸变小于0.000007%,这些指标符合实际要求.     

极紫外投影光刻两镜微缩投影系统的光学设计

极紫外投影光刻（EUVL）两镜微缩投影物镜通常采用Schwarzschild结构和平场结构。本文分析了这两种结构在EUVL不同发展阶段的设计特点，并依据有限距反射系统像差理论，从解析解出发，设计了两套平场两镜系统，分别用于对分辨力为70nm、无遮拦、环形视场扫描曝光系统及目前研制的EUVL 32nm技术节点小视场曝光系统的研究。系统设计指标满足极紫外投影光刻要求。     

0.8μm投影光刻物镜研制

介绍了０．８－１μｍ分步重复投影光刻机投影光刻物镜双远心成象原理及设计研制。所研制的ｇ线１／５精密投影光刻物镜，其数值孔径ＮＡ＝０．４５，视场１５ｍｍ＊１５ｍｍ，畸变不超过±０．１μｍ。     

球面投影光刻物镜的设计

针对人工晶体或隐形眼镜的面形上连续浮雕结构加工的特点,本文介绍了基于空间光调制器(DMD)曲面投影光刻物镜系统的设计方法.根据其成像面为曲面的特点,根据光学设计理论多次利用弯向物方的弯月形负透镜结构进行场曲校正,同时运用光的衍射原理优化设计物镜系统的数值孔径以消除DMD投影过程中的栅格效应. 运用ZEMAX工程光学设计软件对系统进行了模拟、优化,并对优化后的结果进行了分析.对于设计实例利用上述设计原则给出了设计结果,工作波长为g线(峰值波长λ=436nm),像面曲率r=22.5mm,视场φ6mm,数值孔径NA=0.1,分辨力为7.8 μm(64Ip/mm)时的光学调制传函值>0.8,畸变<±0.05%.     

数字光刻缩微投影系统物镜的设计

针对高精度数字光刻的缩微光学投影系统,提出并设计了一种适用于0.7XGA型数字微反射镜(DMD)的6片式数字光刻缩微投影物镜。通过优化和拼接三片式物镜结构,得到数值孔径NA=0.1,放大倍率为-0.2558,分辨力达3.5μm,不受DMD栅格效应影响且达到衍射极限的缩微物镜。经过Zemax软件模拟得到其全视场光程差小于λ/5,145cycles/mm处的调制传递函数(MTF)大于0.58,充分说明该缩微物镜已经达到光刻物镜设计要求。利用Monte Carlo分析方法,模拟加工装配了100组镜头,设定空间频率为145cycles/mm时,90%的镜头FMTF>0.55,验证了加工装配实际可行。     

亚微米(i线和g线)投影光刻物镜

亚微米（ｉ线和ｇ线）投影光刻物镜中国科学院光电技术研究所根据所承担的中国科学院“八·五”重大科研项目“微电子专用装备技术研究”和国家“八·五”科技攻关项目“０．８～１微米分步重复投影光刻机研制”专题，研究成ｉ线和ｇ线两种投影光刻物镜。作为单元成果已应...     

光刻物镜高精度挠性结构镜框设计及分析

光刻投影物镜的透镜支撑形式决定透镜的面形精度,进而影响光学系统的成像质量。本设计为实现透镜面形精度优于5 nm的RMS值,提出一种三点挠性主支撑和六点弹片辅助支撑的支撑形式。综合考虑透镜自重、夹持力和热载荷对透镜面形影响,对支撑结构进行优化设计,并进行了仿真分析。仿真后的面形结果为：上表面面形PV 21.7 nm,RMS 4.49 nm;下表面面形PV 81.3 nm,RMS 3.63 nm。仿真结果显示：该种透镜的支撑结构可以满足光刻投影物镜的高精度面形指标要求。     

电子束散射角限制投影光刻掩模研制

掩模制作是电子束散射角限制投影光刻(SCALPEL)的关键技术。通过优化工艺,制作出具有“纳米硅镶嵌结构”的低应力SiNx薄膜作为支撑;开发了电子束直写胶图形的加法工艺,在支撑薄膜上得到清晰的钨 / 铬散射体图形。研制出的SCALPEL掩模,其晶片尺寸为80mm,图形线宽达到0.1m,经缩小投影曝光得到78nm的图形分辨力。     

高精度光刻物镜的变形研究

高精度光刻物镜是微电子光刻专用设备中的关键部件之一,不仅要求光刻物镜的精度高,还要尽可能地减小装调误差。根据 193nm 光刻物镜的光学零件结构尺寸,利用大型有限元分析软件 Algor 和材料力学的应力变形理论,求得了结构形式与重力变形关系,支撑方式与变形的关系,材料不同时的变形趋势图,为整个光刻物镜的装配和调校提供了依据。研究表明,非均匀支撑是引起重力变形的主要原因,在物镜口径φ300mm 时采用 9 点以上支撑方式其最大变形量基本恒定,并可预留加工“误差”补偿重力变形。     

光刻投影物镜畸变检测中的位移测量误差分析

在光刻投影物镜的畸变检测中,位移测量误差是光刻投影物镜畸变检测的重要误差源之一,深度分析误差源并减小误差项,可提高光刻投影物镜的畸变检测精度。本文将运动台的定位与测量技术相结合,着重分析利用夏克-哈特曼波前传感器对投影物镜进行畸变检测时像质检测台的位移测量误差。并以一套投影物镜像质检测台为例,对其在投影物镜畸变检测中的位移测量误差进行分析,利用该像质检测台对某一投影物镜进行畸变检测,畸变检测结果约80 nm,其中该像质检测台的位移测量误差会给畸变检测结果带来约22 nm的不确定度。     

New Design of High NA Photolithographic Lens Using Diffractive Optical Element

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＶＬＳＩｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｆｅａｔｕｒｅｓｉｚｅｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇｓｍａｌｅｒｇｒａｄｕａｌｙａｎｄｔｈｅｃｕｒｅｎｔｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉ...     

光瞳滤波提高投影光刻成像分辨力研究

针对投影光刻成像系统在数值孔径足够大时所产生的分辨力和焦深的矛盾,详细研究了光瞳滤波对投影成像对比度的改善情况,根据不同掩模图形设计对应的最优滤波器。研究结果表明,光瞳滤波能大幅度提高投影光刻成像分辨力并增大焦深,是一种比较有效的提高光刻成像分辨力的方法。     

红外导引头光学系统设计

根据红外导引头技术指标要求,选择光学系统的结构形式,初步确定光学系统的几何尺寸;以作用距离最大、系统双波段像差最小以及工艺要求最低为目标,利用开发的导引头光学系统通用设计软件进行光学系统参数优化。获得的光学系统在±20°的动态视场中弥散斑直径均小于0.15mm,导引头在给定条件下估算的作用距离达到39km。     

i－line光刻高均匀照明系统光能分布的计算模拟

叙述了ｉ－ｌｉｎｅ光刻高均匀照明系统的均匀照明原理，以及其具有特殊面形（非球面）、特殊结构（非共轴）、超光学表面（由多个非共轴光学表面组成）的光学系统的光能分布计算模拟的原理、方法。作为例子，用所编写的程序计算模拟了我们近来设计的一曝光系统几个重要光学表面上具有权重的点列图和光能分布曲线。     

电子束曝光机的偏转系统

电子束曝光机的偏转系统控制电子束偏转扫描。像差低、偏转灵敏度高、扫描速度快是它的基本要求。对各种偏转器、偏转方式进行分析、比较,从偏转器空间场的数值计算方法、偏转系统的优化、像差校正、偏转器制作工艺、电气参数等方面阐述设计过程和工程实现上一些值得注意的问题。综合考虑偏转器和偏放电路的设计可以得到最优性能的系统。     

光盘光学头整形棱镜光学系统的设计

针对激光光盘系统的特点，重点讨论在单块整形棱镜优化设计中的光学问题。     

变尺度法在光学优化中的应用

详细介绍了一种优化算法－变尺度法并把这种算法借助Ｃ语言开发的程序用于光学优化设计中，设计了几种典型的光学系统。设计过程中表现了这种方法的快速收敛性和稳定性，结果和理论相符。     

二元光学折/衍混合消色差望远物镜设计

首先从光栅衍射理论出发导出衍射光学元件的色散公式，并进一步推导出用一种材料进行折／衍混合消色差望远物镜设计的公式。最后给出全折射型、一个混合型消色差和一个改进型消色差望远物镜的例子，并进行了比较。结果说明，混合型透镜的性能优于全折射型透镜，而改进型消色差物镜的总体性能优于原混合消色差物镜     

光学四象限分光器参数的优化设计

以几何光学的矩阵变换为基础，通过光线追迹的方法，对四象限分光的多透镜成像复杂光学系统进行仿真建模。由所得到的基本参数的关系曲线，优化确定系统的放大镜放大系数为20，分光镜离轴距离为3mm，系统出瞳直径1mm。对复杂光学系统参数的优化提供了新的思路和方法。