CN113156776A - 一种用于无掩膜曝光的投影模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于无掩膜曝光的投影模组，包括前透镜组、光阑以及后透镜组，光阑位于前透镜组及后透镜组之间，前透镜组包括依次设置的第一透镜，第一透镜为凸凹透镜；第二透镜，第二透镜为凸平透镜；第三透镜，第三透镜为凸凹透镜；第四透镜，第四透镜为平凸透镜；后透镜组包括依次设置的第五透镜，第五透镜为凹平透镜；第六透镜，第六透镜为凹凸透镜；第七透镜，第七透镜为凹凸透镜；第八透镜，第八透镜为凸平透镜。通过上述设计，本发明用于无掩膜曝光的投影模组能够实现370nm‑410nm范围内的消色差成像，成像效果好，透过率高、畸变低、物像远心度小。

Description

一种用于无掩膜曝光的投影模组
技术领域
本发明涉及光学镜头，尤其是涉及一种微纳光刻用无掩膜曝光的投影模组。
背景技术
在微电子、光学、线路板等微加工领域，紫外曝光机具有非常重要的应用。传统掩膜式曝光机使用的是大尺寸平行紫外光源加掩膜的曝光形式。而目前现有无掩膜曝光机采用的是光源、光源准直系统、DMD芯片以及投影模组的结构。但现有的投影模组无法实现370nm-410nm范围内的消色差成像，导致成像效果不好。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种能够实现370nm-410nm范围内的消色差成像，成像效果好的用于无掩膜曝光的投影模组。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
一种用于无掩膜曝光的投影模组，包括前透镜组、光阑以及后透镜组，所述光阑位于所述前透镜组及所述后透镜组之间，所述前透镜组包括依次设置的第一透镜，所述第一透镜为凸凹透镜；第二透镜，所述第二透镜为凸平透镜；第三透镜，所述第三透镜为凸凹透镜；第四透镜，所述第四透镜为平凸透镜；所述后透镜组包括依次设置的第五透镜，所述第五透镜为凹平透镜；第六透镜，所述第六透镜为凹凸透镜；第七透镜，所述第七透镜为凹凸透镜；第八透镜，所述第八透镜为凸平透镜。
进一步地，所述前透镜组前为物面，所述后透镜后为像面；或者所述前透镜组前为像面，所述后透镜后为物面。
进一步地，所述第一透镜靠近物面为凸面，靠近像面为凹面。
进一步地，所述第二透镜靠近物面为凸面，靠近像面为平面。
进一步地，所述第三透镜靠近物面为凸面，靠近像面为凹面。
进一步地，所述第四透镜靠近物面为平面，靠近像面为凸面。
进一步地，所述第五透镜靠近物面为凹面，靠近像面为平面。
进一步地，所述第六透镜靠近物面为凹面，靠近像面为凸面。
进一步地，所述第七透镜靠近物面为凹面，靠近像面为凸面。
进一步地，所述第八透镜靠近物面为凸面，靠近像面为平面。
相比现有技术，本发明用于无掩膜曝光的投影模组能够实现370nm-410nm范围内的消色差成像，成像效果好，透过率高、畸变低、像面远心度小。
附图说明
图1为本发明用于无掩膜曝光的投影模组的光路示意图；
图2为图1的用于无掩膜曝光的投影模组的场曲图；
图3为图1的用于无掩膜曝光的投影模组的畸变图；
图4为图1的用于无掩膜曝光的投影模组的MTF图；
图5为图1的用于无掩膜曝光的投影模组的弥散斑示意图；
图6为图1的用于无掩膜曝光的投影模组的像面远心度曲线图。
图中：10、DMD窗口；20、镜头窗口；30、前透镜组；31、第一透镜；32、第二透镜；33、第三透镜；34、第四透镜；40、光阑；50、后透镜组；51、第五透镜；52、第六透镜；53、第七透镜；54、第八透镜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明一种用于无掩膜曝光的投影模组包括依次设置的DMD窗口10、镜头窗口20、前透镜组30、光阑40以及后透镜组50。
DMD窗口10以及镜头窗口20两侧均为平面。物面为DMD芯片，像面为曝光面。
光阑40位于前透镜组30以及后透镜组50之间。
物面可以位于前透镜组30前方，像面位于后透镜组50后方，如图1所示。此时DMD窗口10位于物面与前透镜组30之间，镜头窗口20位于DMD窗口10与前透镜组30之间。
若物面位于后透镜组50后方，像面位于前透镜组30前方，透镜设置的顺序不变，透镜180度翻转。以第一透镜31为例，第一透镜31为凹凸透镜，物面位于前透镜组30前方，像面位于后透镜组50后方时，第一透镜31靠近物面处为凸面，靠近像面处为凹面。若物面位于后透镜组50后方，像面位于前透镜组30前方，第一透镜31经过180度翻转后，第一透镜31仍然为靠近物面处为凸面，靠近像面处为凹面。即无论物面位于前透镜组30前，还是后透镜组50后，透镜朝向物面的曲率半径的范围是相同的，相应的，透镜朝向像面的曲率半径的范围是相同的。
前透镜组30包括第一透镜31、第二透镜32、第三透镜33以及第四透镜34。第一透镜31、第二透镜32、第三透镜33以及第四透镜34依次设置。第一透镜31为凸凹透镜，第一透镜31靠近物面为凸面，靠近像面为凹面，凸面的曲率半径大于凹面的曲率半径。第二透镜32为凸平透镜，第二透镜32靠近物面为凸面，靠近像面为平面。第三透镜33为凸凹透镜，第三透镜33靠近物面为凸面，靠近像面为凹面，凸面的曲率半径小于凹面的曲率半径。第四透镜34为平凸透镜，第四透镜34靠近物面为平面，靠近像面为凸面。
后透镜组50包括依次设置的第五透镜51、第六透镜52、第七透镜53以及第八透镜54。第五透镜51为凹平透镜，第五透镜51靠近物面为凹面，靠近像面为平面。第六透镜52为凹凸透镜，第六透镜52靠近物面为凹面，靠近像面为凸面，凸面的曲率半径小于凹面的曲率半径。第七透镜53为凹凸透镜，第七透镜53靠近物面为凹面，靠近像面为凸面，凸面的曲率半径小于凹面的曲率半径。第八透镜54为凸平透镜，第八透镜54靠近物面为凸面，靠近像面为平面。
需要说明的是，上述第一透镜31、第二透镜32至第八透镜54的描述，第一、第二等仅是为了区分透镜的命名方式，不代表排列顺序。
较佳的，用于无掩膜曝光的投影模组的曲率半径R的范围如下：
第一透镜31的物侧：110mm<R<140mm，第一透镜31的像侧：90mm<R<120mm；
第二透镜32的物侧：30mm<R<50mm，第二透镜32的像侧：无穷大；
第三透镜33的物侧：20mm<R<40mm，第三透镜33的像侧：60mm<R<80mm；
第四透镜34的物侧：无穷大，第四透镜34的像侧：20mm<R<35mm；
第五透镜51的物侧：10mm<R<20mm，第五透镜51的像侧：无穷大；
第六透镜52的物侧：65mm<R<85mm，第六透镜52的像侧：25mm<R<45mm；
第七透镜53的物侧：90mm<R<115mm，第七透镜53的像侧：25mm<R<35mm；
第八透镜54的物侧：85mm<R<105mm，第八透镜54的像侧：无穷大。
上述透镜使用火石玻璃或冕牌玻璃等材料制成。
下面以具体的实施例进行说明，所述曝光镜头的各项参数如下表：
Figure BDA0003043957380000061
Figure BDA0003043957380000071
对上述用于无掩膜曝光的投影模组进行光学检测，检测光源波长为370nm、390nm以及410nm。如图2所示，为用于无掩膜曝光的投影模组的场曲图，从图中可以看出，场曲像差小。图3为用于无掩膜曝光的投影模组的畸变图，图中横坐标表示畸变大小，纵坐标表示视场的变化，从图中可以看出，畸变小。图4是用于无掩膜曝光的投影模组的光源波长为370nm、390nm以及410nm的三波段MTF图，其表示曝光镜头的传递函数，由图4可知，其达到衍射极限。图5为用于无掩膜曝光的投影模组的弥散斑示意图。图6为用于无掩膜曝光的投影模组的像面远心度曲线图，横坐标表示视场，纵坐标表示远心度，从图中可以得出，曝光镜头的像面中心的远心度曲线在0.4mrad以内，具有非常好的远心度。
通过上述具体实施例，可以知晓，本发明用于无掩膜曝光的投影模组能够实现370nm-410nm范围内的消色差成像，成像效果好，透过率高、畸变低、像面远心度小。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进演变，都是依据本发明实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于无掩膜曝光的投影模组，包括前透镜组、光阑以及后透镜组，所述光阑位于所述前透镜组及所述后透镜组之间，其特征在于：所述前透镜组包括依次设置的第一透镜，所述第一透镜为凸凹透镜；第二透镜，所述第二透镜为凸平透镜；第三透镜，所述第三透镜为凸凹透镜；第四透镜，所述第四透镜为平凸透镜；所述后透镜组包括依次设置的第五透镜，所述第五透镜为凹平透镜；第六透镜，所述第六透镜为凹凸透镜；第七透镜，所述第七透镜为凹凸透镜；第八透镜，所述第八透镜为凸平透镜。
2.根据权利要求1所述的用于无掩膜曝光的投影模组，其特征在于：所述前透镜组前为物面，所述后透镜后为像面；或者所述前透镜组前为像面，所述后透镜后为物面。
3.根据权利要求2所述的用于无掩膜曝光的投影模组，其特征在于：所述第一透镜靠近物面为凸面，靠近像面为凹面。
4.根据权利要求2所述的用于无掩膜曝光的投影模组，其特征在于：所述第二透镜靠近物面为凸面，靠近像面为平面。
5.根据权利要求2所述的用于无掩膜曝光的投影模组，其特征在于：所述第三透镜靠近物面为凸面，靠近像面为凹面。
6.根据权利要求2所述的用于无掩膜曝光的投影模组，其特征在于：所述第四透镜靠近物面为平面，靠近像面为凸面。
7.根据权利要求2所述的用于无掩膜曝光的投影模组，其特征在于：所述第五透镜靠近物面为凹面，靠近像面为平面。
8.根据权利要求2所述的用于无掩膜曝光的投影模组，其特征在于：所述第六透镜靠近物面为凹面，靠近像面为凸面。
9.根据权利要求2所述的用于无掩膜曝光的投影模组，其特征在于：所述第七透镜靠近物面为凹面，靠近像面为凸面。
10.根据权利要求2所述的用于无掩膜曝光的投影模组，其特征在于：所述第八透镜靠近物面为凸面，靠近像面为平面。
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