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高数值孔径自由曲面极紫外光刻物镜光学设计

毛姗姗 李艳秋 刘克 刘丽辉 郑猛 闫旭

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[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(8): 814002-0814002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0814002
引用本文: 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[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(8): 814002-0814002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0814002
Mao Shanshan, Li Yanqiu, Liu Ke, Liu Lihui, Zheng Meng, Yan Xu. Optical design of high numerical aperture extreme ultraviolet lithography objective with freeform surfaces[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(8): 814002-0814002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0814002
Citation: Mao Shanshan, Li Yanqiu, Liu Ke, Liu Lihui, Zheng Meng, Yan Xu. Optical design of high numerical aperture extreme ultraviolet lithography objective with freeform surfaces[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(8): 814002-0814002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0814002

高数值孔径自由曲面极紫外光刻物镜光学设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0814002
基金项目: 

国家科技重大专项(ZX02702001-002);国家自然科学基金(61675026);国家自然科学基金重大科研仪器研制项目(11627808)

详细信息
    作者简介:

    毛姗姗(1985-),女,博士生,主要从事紫外光刻系统光学设计方面的研究。Email:mss_lion@163.com

  • 中图分类号: TN305.7

Optical design of high numerical aperture extreme ultraviolet lithography objective with freeform surfaces

  • 摘要: 高分辨率需求牵引极紫外光刻(EUVL)投影物镜向高数值孔径(NA)、自由曲面设计形式发展。传统的非球面EUVL物镜设计难以在高数值孔径下兼顾校正像差的需求,往往造成遮拦,破坏成像对比度。提出了一种高NA无遮拦自由曲面EUVL物镜设计方法。依据物镜形态参数判别引入自由曲面的最佳位置,能够有效校正系统像差,在不影响成像性能的情况下增大系统NA。应用该方法设计了一套高NA自由曲面EUVL投影物镜(PO)。与初始非球面物镜相比,通过增加四面自由曲面,将物镜数值孔径从0.3增大至0.35,波像差均方根(RMS)值从1 nm减小至0.4 nm,整个系统光路无遮拦。设计结果表明:该方法有效提高了自由曲面EUVL物镜设计效率,在不产生遮拦的情况下,不但增大了系统NA且减小了系统波像差,提高了物镜整体性能。
  • [1] Hans Meiling, Henk Meijer, Vadim Banine, et al. First performance results of the ASML alpha demo tool[C]//SPIE, 2006, 6151:615108.
    [2] Liu Fei, Li Yanqiu. Initial structure design of coaxial six-ten mirror central-obscured extreme ultraviolet lithographic objective[J]. Applied Optics, 2014, 53(28):6444-6451.
    [3] Jin Chunshui. Investigation on extreme ultraviolet lithography[D]. Changchun:Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, 2002. (in Chinese)
    [4] Ni Mingyang, Gong Yan. Design and analysis of kinematic lens positioning structure in lithographic projection objective[J]. Chinese Optics, 2012, 5(5):476-484. (in Chinese)
    [5] Liu Fei, Li Yanqiu. Design of high numerical aperture projection objective for industrial extreme ultraviolet lithography[J]. Acta Optica Sinica, 2011, 31(2):0222003. (in Chinese)
    [6] Cao Zhen, Li Yanqiu, Liu Fei. Manufacturable design of 16-22 nm extreme ultraviolet lithographic objective[J]. Acta Optica Sinica, 2013, 33(9):0922005. (in Chinese)
    [7] Liu Yan, Li Yanqiu, Cao Zhen. Design method of off-axis extreme ultraviolet lithographic objective system with a direct tilt process[J]. Optical Engineering, 2015, 54(7):075102.
    [8] Liu Yan, Li Yanqiu, Cao Zhen. Design of anamorphic magnification high-numerical aperture objective for extreme ultraviolet lithography by curvatures combination method[J]. Applied Optics, 2016, 55(18):4917-4923.
    [9] Liu Jun, Huang Wei. Optical system design of reflective head mounted display using freeform surfaces[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(10):1018001. (in Chinese)
    [10] Wang Hong, Wang Lijun, Ye Feifei, et al. Design of LED headlight low-beam freeform lens based on projector system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(9):2463-2467. (in Chinese)
    [11] Xu Mingfei, Pang Wubin, Xu Xiangru, et al. Optical design of high-numerical aperture lithographic lenses[J]. Optics and Precision Engineering, 2016, 24(4):740-746. (in Chinese)
    [12] Wang Yongtian, Cheng Dewen, Xu Chen. The optical display technology of virtual reality[J]. Science China, 2016, 46(12):1694-1710. (in Chinese)
    [13] Cheng Dewen, Wang Yongtian, Xu Chen, et al. Design of an ultra-thin near-eye display with geometrical waveguide and freeform optics[J]. Optics Express, 2014, 22(17):20705.
    [14] Jose M Sasian, Michael R Descour. Power distribution and symmetry in lens systems[J]. Optical Engineering, 1998, 37(3):1001-1004.
    [15] Cheng Xuemin, Wang Yongtian, Hao Qun, et al. Automatic element addition and deletion in lens optimization[J]. Applied Optics, 2003, 42(7):1309-1317.
    [16] Liu Fei, Li Yanqiu. Design of multi-mirror optics for industrial extreme ultraviolet lithography[J]. Optical Review, 2013, 20(2):120-126.
    [17] Fabian Duerr, Youri Meuret, Hugo Thienpont. Potential benefits of free-form optics in on-axis imaging applications with high aspect ratio[J]. Optics Express, 2013, 21(25):31072-31081.
    [18] Cheng Dewen, Wang Yongtian, Hua Hong, et al. Design of an optical see-through head-mounted display with a low f-number and large field of view using a freeform prism[J]. Applied Optics, 2009, 48(14):2655-2668.
    [19] Li Rongbin, Zhang Zhihui, Du Xue, et al. Ultra-precision machining technology of freeform optics and its applications[J]. Infrared and Laser Engineering, 2010, 39(1):110-115. (in Chinese)
    [20] Shen Hua. Research on key techniques of tilted-wave-interferometer used in the measurement of freeform surfaces[D]. Nanjing:Nanjing University of Science Technology, 2014. (in Chinese)
    [21] Xu Xiangru. Research on imaging quality compensation and polarization aberration of hyper numerical aperture lithographic lens[D]. Changchun:Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, 2017. (in Chinese)
  • [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] 许宁晏, 高志山, 陈露, 黄静, 邹宇通, 袁群.  应用自由曲面的紧凑型长焦手机镜头设计(特邀) . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20230322-1-20230322-10. doi: 10.3788/IRLA20230322
    [4] 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
    [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] 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
    [7] 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
    [8] 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
    [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] 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
    [11] 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
    [12] 姚艳霞, 袁群, 陈露, 窦沂蒙, 殷慧敏, 高志山.  结合面型和视场优化策略的自由曲面设计方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1018001-1018001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1018001
    [13] 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
    [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] 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
    [16] 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
    [17] 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
    [18] 王洪, 陈赞吉, 吴衡, 葛鹏.  自由曲面LED汽车前照灯光学透镜设计方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1529-1534.
    [19] 陈颖聪, 文尚胜, 罗婉霞, 陈津桥, 谢嘉宁.  自由曲面底板的LED 光学设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2947-2953.
    [20] 孙秀辉, 杜惊雷, 尹韶云, 邓启凌, 杜春雷.  非球面内表面调制的自由曲面配光透镜设计方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 163-166.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-05
  • 修回日期:  2019-04-03
  • 刊出日期:  2019-08-25

高数值孔径自由曲面极紫外光刻物镜光学设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0814002
    作者简介:

    毛姗姗(1985-),女,博士生,主要从事紫外光刻系统光学设计方面的研究。Email:mss_lion@163.com

基金项目:

国家科技重大专项(ZX02702001-002);国家自然科学基金(61675026);国家自然科学基金重大科研仪器研制项目(11627808)

  • 中图分类号: TN305.7

摘要: 高分辨率需求牵引极紫外光刻(EUVL)投影物镜向高数值孔径(NA)、自由曲面设计形式发展。传统的非球面EUVL物镜设计难以在高数值孔径下兼顾校正像差的需求,往往造成遮拦,破坏成像对比度。提出了一种高NA无遮拦自由曲面EUVL物镜设计方法。依据物镜形态参数判别引入自由曲面的最佳位置,能够有效校正系统像差,在不影响成像性能的情况下增大系统NA。应用该方法设计了一套高NA自由曲面EUVL投影物镜(PO)。与初始非球面物镜相比,通过增加四面自由曲面,将物镜数值孔径从0.3增大至0.35,波像差均方根(RMS)值从1 nm减小至0.4 nm,整个系统光路无遮拦。设计结果表明:该方法有效提高了自由曲面EUVL物镜设计效率,在不产生遮拦的情况下,不但增大了系统NA且减小了系统波像差,提高了物镜整体性能。

English Abstract

参考文献 (21)

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