数字光刻缩微投影系统物镜的设计

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ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｌｅｎｓ，ｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｓｉｘｌｅｎｓｅｓａｎｄｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒ０．７ＸＧＡＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏ－ｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ（ＤＭＤ），ｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇａｎｄｓｐｌｉｃｉｎｇｔｈｅｔｈｒｅｅｐｉｅｃｅｓｏｆｌｅｎｓ ’ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｅｎｓ，ｏｆｗｈｉｃｈ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰ泐＆ＯｐｔｏｅＩｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｒｅｄｕｃｅｄ－ｍａｇｎｉｉｆｃａｔｉｏｎｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄｉｇｉｔａｌｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ａｋｉｎｄｏｆｄｉｇｉｔａｌ
数字光刻缩微投影系统物镜的设计
刘海勇，周金运，雷亮，刘丽霞，刘志涛，郭华
（广东工业大学物理电子学，广州５１０００６）
摘要：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
ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｐｅｒｔｕｒｅＮＡ＝０．１，ｍａｇｎｉｉｆｃａｔｉｏｎ一０．２５５８ａｎｄｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ３．５ｎ，ｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆＺｅｍａｘｓｏｆｔｗａｒｅｓｈｏｗｔｈａｔｉｔｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｄｉｆｒａｃｔｉｏｎｌｉｍｉｔ，ｗｈｉｃｈｉｓｎｏｔａｆｅｃｔｅｄｂｙＤＭＤｇｒｉｄｅｆｅｃｔ．ｈｅＴｏｐｔｉｃａｌｐａｔｈｄｉｆｅｒｅｎｃｅｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ２／５ａｎｄＭＴＦｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ０．５８ａｔ１４５ｃｙｃｌｅｓ／ａｍ．ｒｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｉｔｍｅｅｔｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｌｅｎｓ ’ ｄｅｓｉｇｎ．ＵｔｉｌｉｚｉｎｇＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｍｅｔｈｏｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｔｏｌｅｒａｎｃｅ，１００ｇｒｏｕｐｓｏｆｌｅｎｓｅｓ ’ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇａｎｄｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇｒｅａｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓ９０％ｏｆｔｈｅｌｅｎｓｅｓ ’ ｄＴＦ＞０．５５ｗｈｅｎｓｅｔｔｉｎｇｔｈｅｓｐａｃｅｒｅｆｑｕｅｎｃｙｔｏ１４５ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ，ｗｈｉｃｈｖｅｉｆｒｉｅｓｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆ来自百度文库ｅｎｓｅｓ ’ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇａｎｄｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｇｉｔａｌｌｉｔｈｏｒａｇｐｈｙ；ｒｅｄｕｃｅｄｌｅｎｓ；ＤＭＤ；ｏｐｔｉｃａｌｄｅｓｉｇｎ
小于／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ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ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ＴＦ＞０．５５，
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３．５ｐｍ，不受ＤＭＤ栅格效应影响且达到１ｚ，：－Ｊ．射极限的缩微物镜。经过Ｚｅｍａｘ软件模拟得到其全视场光程差
第４０卷第７期
２０１３年７月
光电工程
Ｏｐｔｏ — ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏ１．４０，Ｎｏ．７Ｊｕｌｙ，２０１３
文章编号：１００３ — ５０１Ｘ（２０１３）０７ — ００５７ — ０６
ＤｅｓｉｇｎｏｆＲｅｄｕｃｅｄＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎＬｅｎｓｆｏｒＤｉｇｉｔａｌＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ
ＬＩＵＨａｉｙｏｎｇ，ＺＨＯＵＪｉｎｙｕｎ，ＬＥＩＬｉａｎｇ，ＬＩＵＬｉｘｉａ，ＬＩＵＺｈｉｔａｏ，ＧＵＯＨｕａ
验证了加工装配实际可行
关键词：数字光刻；缩微物镜；数字微反射镜；光学设计
中图分类号：ＴＨ７０２文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００３－５０１Ｘ．２０１３．０７．０１０