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光刻机照明系统中继镜组的光场均匀性优化设计

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光子学报 2022年第3期51卷 290-299页

作者：龚爽杨宝喜黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

提出了一种快速计算光学系统像面照度均匀性的算法,通过近似算法计算系统数值孔径,并利用出射光瞳数值孔径表征像面照度。利用该算法计算光场不均匀性,将其作为自动优化过程中的评价函数之一,优化设计光刻机照明系统中继镜组。通过Light... 详细信息

提出了一种快速计算光学系统像面照度均匀性的算法,通过近似算法计算系统数值孔径,并利用出射光瞳数值孔径表征像面照度。利用该算法计算光场不均匀性,将其作为自动优化过程中的评价函数之一,优化设计光刻机照明系统中继镜组。通过Light tools软件对设计的中继镜组进行仿真验证,结果表明不同相干因子照明下掩膜面上的光场不均匀性均小于0.5%。通过实验测试了设计的中继镜组的积分均匀性,结果表明各相干因子下,光场不均匀性小于1.21%,能够满足掩膜面上光场不均匀性的指标需求(<1.5%),验证了该快速评估算法可有效应用于中继镜组优化设计中。

关键词：光刻照明系统光学设计中继镜组光场均匀性

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中频面形误差对离轴照明系统光场性能的影响

中国激光 2020年第12期47卷 156-163页

作者：龚爽杨宝喜黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

研究离轴照明的系统中,光学表面环带中频面形误差对于照明光场均匀性和半影宽度的影响。推导了二极照明下中频面形误差的峰谷(PV)值和系统的相干因子对线扩展函数(LSF)分布的解析关系,并通过数值计算分析了二极照明下,中频面形误差对照... 详细信息

研究离轴照明的系统中,光学表面环带中频面形误差对于照明光场均匀性和半影宽度的影响。推导了二极照明下中频面形误差的峰谷(PV)值和系统的相干因子对线扩展函数(LSF)分布的解析关系,并通过数值计算分析了二极照明下,中频面形误差对照明镜组线扩展函数的影响。阐述了中频面形误差降低照明光场的均匀性和增大半影宽度的理论机制。利用实际制造的面形数据结合商用光学设计软件对光刻机照明系统中照明镜组进行仿真。结果表明,这种仿真方法可以快速评估中频面形误差对照明光场和半影宽度的影响,在设计阶段使用实际制造的面形对系统进行仿真,为光学设计和光学加工公差分配提供了理论依据。

关键词：测量光刻光学加工中频面形误差中继镜组光场

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大口径凸非球面面形检测方法研究

中国激光 2014年第4期41卷 175-181页

作者：宋强杨宝喜袁乔李璟朱菁黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

提出了在非球面检验中以反射镜补偿法线像差的方法,用于大口径凸非球面透镜的检测,克服了在检测大口径非球面透镜时一般需要采用多片透镜补偿的困难,降低了设计难度和装调难度,节约了加工成本。设计并研制了大口径凸非球面透镜检测系统... 详细信息

提出了在非球面检验中以反射镜补偿法线像差的方法,用于大口径凸非球面透镜的检测,克服了在检测大口径非球面透镜时一般需要采用多片透镜补偿的困难,降低了设计难度和装调难度,节约了加工成本。设计并研制了大口径凸非球面透镜检测系统,对误差来源进行了分析并给出消除方法。对直径Φ270mm的凸非球面透镜进行检测,测得的非球面面形误差峰谷(PV)值与均方根(RMS)值分别为0.585λ和0.083λ。该方法为大口径非球面透镜检测提供了技术参考,能够适用于大口径透镜粗抛光阶段中的面形检测。

关键词：测量光学测量光学制造非球面零位补偿

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星敏感器光学系统的研制与性能测试

光学学报 2013年第5期33卷 209-215页

作者：李璟杨宝喜胡中华肖艳芬黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

针对星敏感器系统探测要求,设计了像方远心光路的双高斯光学系统。该系统在满足弥散斑和能量集中度等要求的情况下,具有相对孔径大、畸变小、色差小以及星点位置对离焦不敏感等特点。利用调制传递函数仪测量了星敏感器光学系统的光学性... 详细信息

针对星敏感器系统探测要求,设计了像方远心光路的双高斯光学系统。该系统在满足弥散斑和能量集中度等要求的情况下,具有相对孔径大、畸变小、色差小以及星点位置对离焦不敏感等特点。利用调制传递函数仪测量了星敏感器光学系统的光学性能,测量结果表明各视场处的弥散斑80%的能量均集中在直径为20μm的圆内。提出了采用一维精密气浮转台和单星模拟器对光学系统进行质心畸变测量的方法,测试结果显示星点光斑的质心畸变小于9″。

关键词：光学设计星敏感器单星模拟器质心畸变

平原光电公司光学技术发展现状研究与投影物镜设计

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平原光电公司光学技术发展现状研究与投影物镜设计

作者：杨宝喜长春理工大学

学位级别：硕士

本论文围绕着数码投影机、数码照相机、LCD用背光源等现代光电影像系统，分析其光学系统工作原理、研究主要光学零部件的关键技术以及国内外的研制、生产加工水平，归纳出适用于本公司新品开发的光学技术。本论文对平原光电公司在光学... 详细信息

本论文围绕着数码投影机、数码照相机、LCD用背光源等现代光电影像系统，分析其光学系统工作原理、研究主要光学零部件的关键技术以及国内外的研制、生产加工水平，归纳出适用于本公司新品开发的光学技术。本论文对平原光电公司在光学设计、加工工艺、生产设备、检测手段等光学技术方面的发展现状进行了分析研究，并结合现代影像产品中的关键光学技术，提出本公司在光学产业方面的发展思路。根据需求，设计完成了结构简单、成像良好、易于批量加工的LCOS投影物镜，并建立了一套投影物镜的设计方法。

关键词：数码影像光学技术投影机数码照相机背光源,投影物镜

同方学位论文库评论

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准分子激光脉冲能量探测器的设计与性能测试

中国激光 2015年第1期42卷 61-68页

作者：谢承科陈明杨宝喜黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

在以准分子激光为光源的步进扫描投影光刻机中，为了精确控制曝光剂量，需要用能量探测器实时、精确地监测单个激光脉冲的能量。研制了一种主要由聚光镜、积分棒、特殊晶体、滤光片、光电探测器和信号处理电路组成的准分子激光脉冲能量... 详细信息

在以准分子激光为光源的步进扫描投影光刻机中，为了精确控制曝光剂量，需要用能量探测器实时、精确地监测单个激光脉冲的能量。研制了一种主要由聚光镜、积分棒、特殊晶体、滤光片、光电探测器和信号处理电路组成的准分子激光脉冲能量探测器；提出采用二阶有源低通滤波电路对窄脉冲信号进行整形处理以降低后续信号处理的难度；搭建测试装置对所研制的能量探测器进行了性能测试。测试结果表明，能量探测器输出的脉冲信号时间参数的实测值与设计值的相对误差约为3%，且其响应时间满足4 kHz高重频的应用要求；采用双光束比对法消除准分子激光单个脉冲能量波动对测试结果的影响，得到能量探测器的测量重复性为0.26%，在入射光束脉冲能量为0.1~1 μJ 的动态范围内具有良好线性，其线性拟合方程为V=0.59841E-0.01508，相应的线性相关系数R2=99.976%。测试结果证明二阶有源低通滤波电路可以实现窄脉冲信号整形；设计的能量探测器具有良好的重复性和线性，可用于光刻机中高重频准分子激光单个脉冲能量的精确测量。

关键词：探测器准分子激光脉冲整形重复性线性度

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高精度深紫外光学透射率测量装置的研制

中国激光 2016年第3期43卷 169-175页

作者：陈明谢承科杨宝喜黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

为了精确控制曝光剂量,需要精确测量光刻系统的光学透射率。采用了双光路对比的方法进行透射率测量,有效地消除了准分子激光器能量波动带来的透射率测量误差。并通过加入起偏器,消除了准分子激光器偏振态不稳定带来的误差。搭建了深紫... 详细信息

为了精确控制曝光剂量,需要精确测量光刻系统的光学透射率。采用了双光路对比的方法进行透射率测量,有效地消除了准分子激光器能量波动带来的透射率测量误差。并通过加入起偏器,消除了准分子激光器偏振态不稳定带来的误差。搭建了深紫外光学透射率测量装置,对1片可计算透射率的光学样品进行透射率测量,其测量结果与透射率理论计算结果基本一致。测量结果显示,该装置的测量重复性可达到0.3%。通过分光光度计对该光学样品进行测量,通过结果对比,该装置的测量结果与分光光度计的测量结果相差0.28%。另外,该装置应用灵活,可以测量光学系统的透射率,具有不受待测光学样品尺寸影响的优点。

关键词：物理光学深紫外透射率测量双路对比重复性高精度

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用于光刻机照明均匀化的微柱面镜阵列设计

中国激光 2013年第2期40卷 243-248页

作者：肖艳芬朱菁杨宝喜胡中华曾爱军黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

均匀照明是投影光刻机中实现光刻线条高度均一性的重要条件。采用微透镜阵列作为照明匀光器件,能够在实现矩形照明光斑的同时获得极高的远场分布均匀性。基于微透镜阵列现有的加工工艺,设计出二维方向分开的柱面微透镜阵列,并通过优化设... 详细信息

均匀照明是投影光刻机中实现光刻线条高度均一性的重要条件。采用微透镜阵列作为照明匀光器件,能够在实现矩形照明光斑的同时获得极高的远场分布均匀性。基于微透镜阵列现有的加工工艺,设计出二维方向分开的柱面微透镜阵列,并通过优化设计,克服了微透镜之间的接缝在远场光场处产生的中心亮线。仿真分析表明,所设计的微透镜阵列的远场分布不均匀性达到0.85%。

关键词：几何光学微柱面镜阵列光学设计照明均匀性

光刻机光瞳整形衍射光学元件远场多参数检测方法

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中国激光 2013年第9期40卷 167-171页

作者：胡中华朱菁杨宝喜彭雪峰曾爱军黄惠杰中科院上海光学与精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

光刻机光瞳整形普遍采用衍射光学元件(DOE)来产生各种照明模式。针对其光学特性的检测需求,提出了一种光刻机光瞳整形DOE远场多参数检测方法。该方法通过对远场光强分布进行转换,可同时获得DOE远场衍射图样的极平衡性、极张角、极方位... 详细信息

光刻机光瞳整形普遍采用衍射光学元件(DOE)来产生各种照明模式。针对其光学特性的检测需求,提出了一种光刻机光瞳整形DOE远场多参数检测方法。该方法通过对远场光强分布进行转换,可同时获得DOE远场衍射图样的极平衡性、极张角、极方位角、半孔径角和径向光强分布等多种光学特性参数。实验中,对国外加工的产生四极照明模式的DOE进行了远场多参数检测与分析,结果表明该方法可以满足光刻机光瞳整形DOE的检测要求。

关键词：测量光学检测衍射光学元件多参数检测经纬坐标变换