一种兼容同轴和离轴的照明装置及照明的方法制造方法及图纸

本公开提供一种兼容同轴和离轴的照明装置及方法，包括：同轴照明单元(1)；N级离轴照明单元(2)；基板(2

【技术实现步骤摘要】
一种兼容同轴和离轴的照明装置及照明的方法


[0001]本公开涉及光学照明
，具体涉及一种兼容同轴和离轴的照明装置及照明的方法。

技术介绍

[0002]按照明系统与投影物镜是否同轴，可将照明系统分为同轴照明和离轴照明两类；其中，同轴照明是指照在图案形成装置的光束的轴线与投影物镜同轴，其结构比较简单。在分辨力要求不是很高的投影曝光系统中，一般都采用同轴照明系统。离轴照明是指照在图案形成装置的光束的轴线与投影物镜不同轴，从而提高了成像光学系统的分辨力。光学系统的数值孔径(NA)是一个无量纲数，用来衡量该系统能够收集的光的角度范围：NA＝n
·
sinα。光学成像系统分辨力R＝k1λ/NA，当工艺系数k1和入射波长λ不变时，NA越大，可分辨的光斑越小。
[0003]传统照明系统中，为提高照明分辨率，需提高照明系统的NA值，而一套照明系统的NA值是不变的，变换NA值需要通过更换不同NA光学装置来实现，因此，无法通过一套照明系统来实现不同分辨力的曝光。并且，数值孔径的增大会给设计和加工带来相当的难度，特别是数值孔径NA大于0.6之后，NA每增加0.05，设计、加工物镜的难度就要增加许多。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]针对上述问题，本公开提供了一种兼容同轴和离轴的照明装置及照明的方法，用于解决传统照明装置难以实现不同分辨力的曝光、装置加工难度大等技术问题。
[0006](二)技术方案
[0007]本公开一方面提供了一种兼容同轴和离轴的照明装置，包括：同轴照明单元；N级离轴照明单元；基板，用于固定安装同轴照明单元和N级离轴照明单元；运动机构，用于带动离轴照明单元前后移动，以匹配不同尺寸和图像周期的光栅，实现不同的NA照明。
[0008]进一步地，同轴照明单元沿光路依次包括第一光纤扩束镜组、第一积分镜、第一聚光镜组、全内反射镜、数字微镜器件和投影镜组；其中，光纤出射的光通过第一光纤扩束镜组进行扩束，经第一积分镜、第一聚光镜组进行匀化，再通过全内反射镜转向后，均匀照射在数字微镜器件上，经数字微镜器件进行光强调制后，通过投影镜组成像到图形面。
[0009]进一步地，离轴照明单元沿光路依次包括离轴照明快门、第二光纤扩束镜组、第二积分镜、第二聚光镜组、第一反射镜组、第二反射镜组；其中，光纤出射的光通过第二光纤扩束镜组进行扩束，经第二积分镜、第二聚光镜组进行匀化，再依次经过第一反射镜组、第二反射镜组转向后成像到图形面；离轴照明快门用于实现离轴照明单元光路的通断。
[0010]进一步地，N级包括单级、二级或四级；其中，N级为多级时，N级离轴照明单元均匀分布于同轴照明单元的外围。
[0011]进一步地，运动机构包括：载物台，用于固定离轴照明单元；导轨，固定在基板上；
电机，用于推动载物台在导轨上前后滑动。
[0012]进一步地，数字微镜器件的照明面设置在离焦的位置。
[0013]本公开另一方面提供了一种根据前述的兼容同轴和离轴的照明装置进行照明的方法，包括：S1，利用第一光纤扩束镜组将光纤出射的光进行扩束，利用第一积分镜、第一聚光镜组进行匀化，利用全内反射镜将匀化后的光转向，均匀照射在数字微镜器件上；利用数字微镜器件进行光强调制，利用投影镜组成像到图形面，实现同轴照明；S2，利用第二光纤扩束镜组将光纤出射的光进行扩束，利用第二积分镜、第二聚光镜组进行匀化，依次利用第一反射镜组、第二反射镜组将匀化后的光转向后成像到图形面，实现离轴照明；其中，利用数字微镜器件和离轴照明快门实现同轴照明与离轴照明的切换。
[0014]进一步地，S1还包括：利用数字微镜器件进行灰度调制控制，以实现照明场任意光场强度分布照明。
[0015]进一步地，S2还包括：更换不同尺寸和图像周期的光栅，利用运动机构带动离轴照明单元前后移动，实现不同数值孔径的离轴照明。
[0016]进一步地，S2还包括：使用多级离轴照明单元进行光线叠加，并选取光线叠加的区域为照明光场。
[0017](三)有益效果
[0018]本公开的兼容同轴和离轴的照明装置及照明的方法，利用同轴照明单元实现同轴照明，利用离轴照明单元实现离轴照明，利用同轴照明单元中的数字微镜器件和离轴照明单元中的离轴照明快门实现同轴照明与离轴照明的切换；进一步地，通过更换不同尺寸和图像周期的光栅，利用运动机构带动离轴照明单元前后移动，实现不同数值孔径的离轴照明。
附图说明
[0019]图1示意性示出了根据本公开实施例中兼容同轴和离轴的照明装置的结构示意图；
[0020]图2示意性示出了根据本公开实施例中同轴照明单元的结构示意图；
[0021]图3示意性示出了根据本公开实施例中离轴照明单元的结构示意图；
[0022]图4示意性示出了根据本公开实施例离轴照明单元中运动机构的结构示意图；
[0023]图5示意性示出了根据本公开实施例中离焦去除栅格效应仿真示意图；
[0024]图6示意性示出了根据本公开实施例中DMD栅格实验的结果图；
[0025]图7示意性示出了根据本公开实施例中离轴照明单元NA调控原理示意图；
[0026]图8示意性示出了根据本公开实施例中当NA发生变化时照明场变化的原理示意图；
[0027]图9示意性示出了根据本公开实施例中四级光斑会聚的照明示意图；
[0028]附图标记说明：
[0029]1，同轴照明单元；1
‑
1，第一光纤扩束镜组；1
‑
2，第一积分镜；1
‑
3，第一聚光镜组；1
‑
4，全内反射镜；1
‑
5，数字微镜器件；1
‑
6，投影镜组；2，离轴照明单元；2
‑
1，离轴照明快门；2
‑
2，第二光纤扩束镜组；2
‑
3，第二积分镜；2
‑
4，运动机构；2
‑4‑
1，载物台；2
‑4‑
2，导轨；2
‑4‑
3，电机；2
‑
5，第二聚光镜组、2
‑
6，第一反射镜组、2
‑
7，第二反射镜组；2
‑
8，基板。
具体实施方式
[0030]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0031]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0032]需要说明，若本公开实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼容同轴和离轴的照明装置，其特征在于，包括：同轴照明单元(1)；N级离轴照明单元(2)；基板(2
‑
8)，用于固定安装所述同轴照明单元(1)和N级所述离轴照明单元(2)；运动机构(2
‑
4)，用于带动所述离轴照明单元(2)前后移动，以匹配不同尺寸和图像周期的光栅，实现不同的NA照明。2.根据权利要求1所述的兼容同轴和离轴的照明装置，其特征在于，所述同轴照明单元(1)沿光路依次包括第一光纤扩束镜组(1
‑
1)、第一积分镜(1
‑
2)、第一聚光镜组(1
‑
3)、全内反射镜(1
‑
4)、数字微镜器件(1
‑
5)和投影镜组(1
‑
6)；其中，光纤出射的光通过所述第一光纤扩束镜组(1
‑
1)进行扩束，经所述第一积分镜(1
‑
2)、所述第一聚光镜组(1
‑
3)进行匀化，再通过所述全内反射镜(1
‑
4)转向后，均匀照射在所述数字微镜器件(1
‑
5)上，经所述数字微镜器件(1
‑
5)进行光强调制后，通过所述投影镜组(1
‑
6)成像到图形面。3.根据权利要求1所述的兼容同轴和离轴的照明装置，其特征在于，所述离轴照明单元(2)沿光路依次包括离轴照明快门(2
‑
1)、第二光纤扩束镜组(2
‑
2)、第二积分镜(2
‑
3)、第二聚光镜组(2
‑
5)、第一反射镜组(2
‑
6)、第二反射镜组(2
‑
7)；其中，光纤出射的光通过所述第二光纤扩束镜组(2
‑
2)进行扩束，经所述第二积分镜(2
‑
3)、第二聚光镜组(2
‑
5)进行匀化，再依次经过所述第一反射镜组(2
‑
6)、所述第二反射镜组(2
‑
7)转向后成像到图形面；所述离轴照明快门(2
‑
1)用于实现所述离轴照明单元(2)光路的通断。4.根据权利要求1所述的兼容同轴和离轴的照明装置，其特征在于，所述N级包括单级、二级或四级；其中，N级为多级时，N级所述离轴照明单元(2)均匀分布于所述同轴照明单元(1)的外围。5.根据权利要求4所述的兼容同轴和离轴的照明装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，邵洪禹，赵立新，何渝，王长涛，王彦钦，吴斯翰，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：