用于数字光刻的非对称式投影物镜设计

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1、第37卷第1期应用光学Vol_37NO．12016年1月JournalofAppliedOpticsJan．2016文章编号：1002-2082(2016)01—0052—05用于数字光刻的非对称式投影物镜设计邝健，周金运，郭华(广东工业大学物理与光电工程学院，广东广州510006)摘要：针对DMD数字光刻，利用ZEMAX光学设计软件，设计出了一套适用于型号0．7XGADMD的10片式光刻投影物镜。该物镜采用非对称性结构，前组为改进的三分离物镜，后组为匹兹伐物镜加平像场镜，分辨率为2“m，近轴放大

2、倍率为一0．15，像方数值孔径NA为0．158，全视场波像差小于x／20，畸变小于0．014，焦深为20m，通过各项评价可知系统已经达到了衍射极限。在对该镜头进行公差分析后，利用MonteCarlo方法，模拟组装加工了100组镜头，得到90的镜头MTF>0．46，50的镜头MTF>0．51，证明了这种非对称性结构加工和校装的可能性。关键词：DMD数字光刻；光学设计；投影物镜；非对称式结构中图分类号：TN305．7；TB851文献标志码：Adoi：10．5768／JAO201637．0101009D

3、esignofnon—symmetricalprojectionlensfordigitallithographyKuangJian，ZhouJinyun，GuoHua(SchoolofPhysics&OptoelectronicEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：Forthedigitalmicromirrordevice(DMD)digitallithography，aten—le

4、nsesprojectionobjectivewasdesignedforDMDofmodel0．7XGAbyusingZemaxopticaldesignsoftware．Theprojectionobjectiveusesthenon—symmetricalstructure，whichhasimprovedair—spacedtripletasfrontgroupandPetzvalobjectivewithflatfieldlensasbackgroup，makingitownhigher

5、resolutionwith2bLm．Itsparaxialmagnificationis一0．15，theimage—sidenumericalap—erture(NA)iS0．158，thewavefrontaberrationiSlessthanX／20，thedistortioniSlessthan0．014andfocaldepthis20tzm．ThroughusingZemaxtosimulate，thesystemreachesdif—fractionlimittheoretica

6、lly．Aftertoleranceanalysis，byusingMonteCarlomethod，100groupsoflensesweresimulatedforfabricatingandassembling，resultsshowthat90ofthemcouldrealizeMTF>0．46and50couldrealizeMTF>0．51，whichprovesthepossibilityoffabricatingandassemblingsuchanon—symmetricalst

7、ructure．Keywords：DMDdigitallithography；opticaldesign；projectionlens；non-symmetricalstructure引言动态掩模，或称无掩模，它是目前唯一能用于快速随着光刻的特征尺寸变小和光刻图形结构且大批量光刻生产的纯数字化空间光调制器，能得复杂，传统的掩模光刻遇到了制作困难和费够高速、实时和低成本地转移图像。目前这种DMD数字光刻在高端电子产品工业化生产中应攀升的问题，无掩模光刻技术成为人们研究的点[1-2]。而数字微镜器件(

8、DMD)作为数字光刻用越来越广泛，如平板显示器(FPD)、印刷电路板收稿日期：2015—08—18；修回日期：2015—08—27基金项目：国家自然科学基金资助项目(61475037)作者简介：邝健(1991一)，男，广东河源人，硕士研究生，主要从事光学设计和光刻研究工作。E-mail：hykuangj@qq．corn应用光学2016，37(1)邝健，等：用于数字光刻的非对称式投影物镜设计·53·(PCB)、微光学器件(MOE)和微电机系统为光学材料，而单一的材料只靠前组并不能有效