[發(fā)明專利]一種大面積數(shù)字光刻光學系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410328696.0
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104142613A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉海勇;周金運;劉麗霞;雷亮
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種大面積數(shù)字光刻光學系統(tǒng)，其特征在于包括有照明光學系統(tǒng)、數(shù)字微反射鏡拼接中繼系統(tǒng)和投影光學系統(tǒng)，所述照明光學系統(tǒng)包括半導體激光器（1）、聚焦透鏡（2）、光纖均束器（3）、擴束準直透鏡組（4）、平面反射鏡（7）；所述數(shù)字微反射鏡拼接中繼系統(tǒng)包括數(shù)字微反射鏡（8）、第一拋物面反射鏡（9）、第二拋物面反射鏡（10）和第三拋物面反射鏡（11）；所述投影光學系統(tǒng)包括第一透鏡組（12）、孔徑光闌（17）和第二透鏡組（18），其中半導體激光器（1）發(fā)出的激光經(jīng)聚焦透鏡（2）入射到光纖均束器（3），從光纖均束器（3）出來的光斑經(jīng)擴束準直透鏡組（4）整形后的光斑到達平面反射鏡（7），并經(jīng)平面反射鏡（7）到達數(shù)字微反射鏡（8），經(jīng)數(shù)字微反射鏡（8）出來的光斑經(jīng)第一拋物面反射鏡（9）及第二拋物面反射鏡（10）反射至第三拋物面反射鏡（11），經(jīng)第三拋物面反射鏡（11）出來的光斑經(jīng)第一透鏡組（12）及孔徑光闌（17）到達第二透鏡組（18）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大面積數(shù)字光刻光學系統(tǒng)，其特征在于上述透鏡組（4）把由光纖均束器（3）出來的光斑整形成和多塊數(shù)字微反射鏡拼接尺寸匹配的光斑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大面積數(shù)字光刻光學系統(tǒng)，其特征在于上述數(shù)字微反射鏡拼接中繼光學系統(tǒng)中的第一拋物面反射鏡（9）和第二拋物面反射鏡（10）共光軸，且拼接在同一基底上，且數(shù)字微反射鏡（8）、第一拋物面反射鏡（9）、第二拋物面反射鏡（10）三塊拋物面反射鏡共焦點，則從數(shù)字微反射鏡出來的光由第一拋物面反射鏡（9）和第二拋物面反射鏡（10）共同反射聚焦到一點，再由第三拋物面反射鏡（11）反射后平行出射到投影系統(tǒng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大面積數(shù)字光刻光學系統(tǒng)，其特征在于上述由第一透鏡組（12）、孔徑光闌（17）和第二透鏡組（18）組成的投影光學系統(tǒng)具有雙遠心結(jié)構(gòu)，且第一透鏡組（12）和第二透鏡組（18）關(guān)于孔徑光闌（17）完全對稱。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的大面積數(shù)字光刻光學系統(tǒng)，其特征在于上述第一透鏡組（12）包括第一透鏡（13）、第二透鏡（14）、第三透鏡（15）、第四透鏡（16）；所述第二透鏡組（18）包括第五透鏡（19）、第六透鏡（20）、第七透鏡（21）和第八透鏡（22），這八片透鏡均為球面透鏡，所述第一透鏡（13）和第八透鏡（22）材料和結(jié)構(gòu)完全相同，第二透鏡（14）和第七透鏡（21）材料和結(jié)構(gòu)完全相同，第三透鏡（15）和第六透鏡（20）材料和結(jié)構(gòu)完全相同，第四透鏡（16）和第五透鏡（19）的材料和結(jié)構(gòu)完全相同，上述八片球面透鏡關(guān)于孔徑光闌（17）結(jié)構(gòu)和材料完全對稱相同，則物像共軛對稱，實現(xiàn)物和像按1:1傳輸。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大面積數(shù)字光刻光學系統(tǒng)，其特征在于上述半導體激光器（1）能發(fā)出405nm的激光束，若干個半導體激光器（1）發(fā)出的激光經(jīng)若干個聚焦透鏡（2）入射到光纖均束器（3）。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大面積數(shù)字光刻光學系統(tǒng)，其特征在于，其特征在于上述照明光學系統(tǒng)中的擴束準直透鏡組（4）的出瞳與投影光學系統(tǒng)的入瞳相匹配；上述擴束準直透鏡組（4）包括有負球面透鏡（5）和正球面透鏡（6），負球面透鏡（5）和正球面透鏡（6）共物方焦面，對均勻光斑整形成與多塊數(shù)字微反射鏡拼接面尺寸相匹配。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大面積數(shù)字光刻光學系統(tǒng)，其特征在于，其特征在于上述照明系統(tǒng)中平面反射鏡（7）鍍有高反層，平面反射鏡（7）與水平面的夾角為θ=10°，保持和數(shù)字微反射鏡的微小鏡子偏轉(zhuǎn)角度±10°相匹配。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大面積數(shù)字光刻光學系統(tǒng)，其特征在于，其特征在于上述數(shù)字微反射鏡拼接中繼光學系統(tǒng)中第一拋物面反射鏡（9）是從同一拋物面反射鏡上截取下來的兩塊反射鏡，尺寸與所對應(yīng)的數(shù)字微反射鏡有效面積相匹配，拼接于同一基底，且兩反射鏡處于同一拋物面上；上述數(shù)字微反射鏡拼接中繼光學系統(tǒng)中多塊數(shù)字微反射鏡拼接在兩個上下彼此平行的平面上，兩平面裝于同一基底，邊界相互遮擋。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大面積數(shù)字光刻光學系統(tǒng)，其特征在于適用于N（N≥2)塊數(shù)字微反射鏡拼接光刻系統(tǒng)。