CN116774534A - 一种点光斑阵列产生装置 - Google Patents
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Abstract
一种点光斑阵列产生装置，包括：第一阶梯反射镜和第二阶梯反射镜；第一阶梯反射镜通过阶梯将入射光束的反射光束进行分割形成片状光束并向第二阶梯反射镜反射片状光束；第二阶梯反射镜沿第一阶梯反射镜的反射方向设置，第一阶梯反射镜反射的片状光束入射至第二阶梯反射镜上，第二阶梯反射镜通过阶梯对入射的片状光束的反射光进行分割形成点光斑阵列。本申请采用两个阶梯反射镜能够生成不同形状、不同尺寸的点光斑阵列，能够满足不同的光学设计需要；此外，光束在经过两个阶梯反射镜生成点光斑阵列时没有能量损失，且该两个阶梯反射镜通过常规的加工手段就可以实现，使得本申请提供的点光斑阵列产生装置结构简单，而且制作难度也非常低、易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及光刻机照明技术领域，具体涉及一种点光斑阵列产生装置。
背景技术
在自由光瞳照明模块中，需要由一个平行光束产生阵列光束，使阵列光束照射到微反射镜阵列上，通过各个微反射镜的角度偏转、算法运算生成所需光瞳。而常规方案是采用微透镜阵列作为光束分割装置生成阵列光束，这种结构整体制作难度大，且结构一旦确定后只能产生唯一的一种阵列光束。
例如，在先技术“双层微透镜阵列光学元件”(公开号TW 1613534 B)中描述了一种双层微透镜阵列光学元件，其原理是设计一面具有阵列排列的多针孔结构的基板，且该基板的两面分别具有一面光学微透镜阵列，这些微透镜光学阵列均包含多个对应多针孔结构位置之非球面微透镜。使用时，主要是将UV光由晶基板一面的光学微透镜阵列的多个非球面微透镜分别聚焦在各个针孔结构的位置，并形成一个小光点，而光点会在通过针孔结构之后开始发散，接着再由基板另一面之光学微透镜阵列的多个非球面微透镜重新将光束在聚焦面上获得一个极小圆形光点。此项技术对光学元件的加工工艺要求较高，有较多的微结构，整个制作难度很大，同时对材料要求也较高。
例如，在先技术“基于两个单脊光栅的5×5点阵衍射光栅”(公开号CN108680978A)中描述了一种基于两个单脊光栅的5×5点阵衍射光栅，该光栅是由两个一维单脊光栅上下排列一体构成，且上层光栅的光栅周期方向与下层光栅的光栅周期方向互相垂直。光栅周期均为1.309微米，上层光栅占空比为0.576～0.611，刻蚀深度为1.008～1.072微米，下层光栅占空比为0.5，刻蚀深度为0.873～0.897微米。当TM偏振光垂直入射时，将产生5×5的点阵。此项技术需要电子束直写装置结合微电子深刻蚀工艺加工，加工工艺要求较高。同时由于衍射光栅在点阵的四边会存在畸变，很难生成一个标准的正方形，不满足自由光瞳使用条件。
在自由光瞳照明模块原理验证的过程中，不同的光学设计需要不同的阵列光束；因此需要设计一种新型的点光斑阵列产生装置，可产生不同形状不同尺寸的点光斑阵列。
发明内容
为解决能够产生不同形状、不同尺寸的点光斑阵列的技术问题，本申请提供一种光斑阵列产生装置，通过两个阶梯反射镜产生不同形状、不同尺寸的点光斑阵列，以满足自由光瞳照明模块原理验证过程中不同的光学设计需要。
本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种点光斑阵列产生装置，包括第一阶梯反射镜和第二阶梯反射镜；
所述第一阶梯反射镜通过阶梯将入射光束的反射光束进行分割形成片状光束并向所述第二阶梯反射镜反射所述片状光束；
所述第二阶梯反射镜沿所述第一阶梯反射镜的反射方向设置，所述第一阶梯反射镜反射的片状光束入射至所述第二阶梯反射镜上，所述第二阶梯反射镜通过阶梯对入射的片状光束的反射光进行分割形成点光斑阵列。
进一步优选地，所述第一阶梯反射镜沿阶梯方向将入射光束的反射光束分割成若干个片状光束，其中，所述第一阶梯反射镜的一个阶梯将入射光束的反射光束分割成一个片状光束。
进一步优选地，所述第一阶梯反射镜通过阶梯对入射的部分入射光束进行遮挡，对未遮挡的入射光束进行反射，以使相邻片状光束之间具有相同和/或不同的间隔距离。
进一步优选地，所述第一阶梯反射镜的各阶梯的高度相等，及各阶梯的宽度相等，以使分割的各片状光束的大小相等，且相邻片状光束之间具有相同的间隔距离。
进一步优选地，所述第二阶梯反射镜交叉设置于所述第一阶梯反射镜的反射方向上，所述交叉设置使所述第一阶梯反射镜反射的各片状光束分别入射至所述第二阶梯反射镜的多个阶梯上，所述第二阶梯反射镜通过多个阶梯将入射的片状光束的反射光束分割成点光斑阵列。
进一步优选地，所述第二阶梯反射镜通过阶梯对入射的部分片状光束进行遮挡，对未遮挡的入射的片状光束进行反射，以使相邻点光斑之间具有相同和/或不同的间隔距离。
进一步优选地，所述第二阶梯反射镜的各阶梯的高度相等，及各阶梯的宽度相等，以使分割的各点光斑的大小相等，且相邻点光斑之间具有相同的间隔距离。
进一步优选地，所述点光斑阵列的尺寸大小随相邻片状光束之间的间隔距离的调整和/或随点光斑尺寸大小的调整和/或随相邻点光斑之间的间隔距离的调整而调整。
进一步优选地，所述点光斑阵列的形状随所述第一阶梯反射镜的位置姿态的变化和/或随第二阶梯反射镜的位置姿态的变化而变形。
通过本发明提供的点光斑阵列产生装置，先通过第一阶梯反射镜通过阶梯将入射光束的反射光束进行分割形成片状光束并向第二阶梯反射镜反射片状光束；再通过第二阶梯反射镜对入射的片状光束的反射光进行分割形成点光斑阵列；本申请采用两个阶梯反射镜能够生成不同形状、不同尺寸的点光斑阵列，能够满足自由光瞳照明模块原理验证过程中不同的光学设计需要；此外，光束在经过两个阶梯反射镜生成点光斑阵列时没有能量损失，且该两个阶梯反射镜通过常规的加工手段就可以实现，使得本申请提供的点光斑阵列产生装置结构简单，而且制作难度也非常低、易于实现。
附图说明
图1为点光斑阵列产生装置示意图；
图2为第一阶梯反射镜产生片状光束示意图；
图3为第二阶梯反射镜产生点光斑阵列示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
本申请提供一种点光斑阵列产生装置，通过设计两个阶梯反射镜对入射光束的反射光束进行分割，最终生成点光斑阵列。
该点光斑阵列产生装置的结构图如图1所示，包括第一阶梯反射镜100和第二阶梯反射镜200，第一阶梯反射镜100通过阶梯将入射光束300的反射光束进行分割形成片状光束400，并向第二阶梯反射镜200反射该片状光束400；第二阶梯反射镜200沿第一阶梯反射镜100的反射方向设置，第一阶梯反射镜100反射的片状光束入射至第二阶梯反射镜200上，第二阶梯反射镜200通过阶梯对入射的片状光束400的反射光进行分割形成点光斑阵列500。
本申请的第一阶梯反射镜100和第二阶梯反射镜200的各阶梯上表面分别镀有反射膜，该反射膜对于紫外光全反射。
其中，第一阶梯反射镜100通过阶梯将入射光束300的反射光束进行分割形成片状光束400，具体的，第一阶梯反射镜100沿阶梯方向将入射光束的反射光束分割成若干个片状光束，在第一阶梯反射镜100的若干个阶梯中，一个阶梯将其上的入射光束的反射光束分割成一个片状光束，以此实现第一阶梯反射镜100将入射光束的反射光束分割成若干个片状光束。
第一阶梯反射镜100通过阶梯对入射的部分入射光束进行遮挡，对未遮挡的入射光束进行反射，以使相邻片状光束之间具有相同和/或不同的间隔距离，通过设计第一阶梯反射镜100中各阶梯的高度和宽度，以实现相邻片状光束之间的间隔距离，例如，全部相邻片状光束之间可以具有相同的间隔距离，或者全部相邻片状光束之间具有不同的间隔距离，或者部分相邻片状光束之间具有相同的间隔距离，部分相邻片状光束之间具有不同的间隔距离。
本申请中，第一阶梯反射镜100的各阶梯的高度相等，及各阶梯的宽度相等，以使分割的各片状光束的大小相等，且相邻片状光束之间具有相同的间隔距离。具体如图2所示，当一束矩形均匀光斑成一定角度α照射到第一阶梯反射镜100的阶梯形反射镜面时，由于上一个阶梯会遮挡住一部分光线，所以只有部分未被遮挡住的光线才能照射到下一个阶梯表面上，这样反射光束就会被切分为等间距等大小的片状光束。
第二阶梯反射镜200交叉设置于第一阶梯反射镜100的反射方向上，该交叉设置使第一阶梯反射镜100反射的各片状光束分别入射至第二阶梯反射镜200的多个阶梯上，第二阶梯反射镜200通过多个阶梯将入射的片状光束的反射光分割成点光斑阵列500。
同样的，第二阶梯反射镜200通过阶梯对入射的部分片状光束进行遮挡，对未遮挡的入射的片状光束进行反射，以使相邻点光斑之间具有相同和/或不同的间隔距离。通过设计第二阶梯反射镜200中各阶梯的高度和宽度，以实现相邻点光斑之间的间隔距离，例如，全部相邻点光斑之间可以具有相同的间隔距离，或者全部相邻点光斑之间具有不同的间隔距离，或者部分相邻点光斑之间具有相同的间隔距离，部分相邻点光斑之间具有不同的间隔距离。
本申请中，第二阶梯反射镜200的各阶梯的高度相等，及各阶梯的宽度相等，以使分割的各点光斑的大小相等，且相邻点光斑之间具有相同的间隔距离。具体如图3所示，片状光束400照射成一定角度β入射到第二阶梯反射镜200的多个阶梯上表面，片状光束400的反射光束就会被多个阶梯切分为等间距等大小的点光斑阵列500。
进一步，点光斑阵列500的尺寸大小和外部形状可以根据需要进行调整，具体的，点光斑阵列500的尺寸大小随相邻片状光束400之间的间隔距离的调整和/或随点光斑尺寸大小的调整和/或随相邻点光斑之间的间隔距离的调整而调整；而点光斑阵列500的形状随第一阶梯反射镜100的位置姿态的变化和/或随第二阶梯反射镜200的位置姿态的变化而变形。
例如，当需在调整点光斑阵列500的尺寸大小时，可以根据实际情况调整相邻片状光束400之间的间隔距离，也可以调整相邻点光斑之间的问题距离，还可以调整点光斑的尺寸大小，还可以对这些参数进行综合调整。
再例如，当需要调整点光斑阵列500的外部形状时，可以根据实际情况调整第一阶梯反射镜100的位置姿态，也可以调整第二阶梯反射镜200的位置姿态，还可以对第一阶梯反射镜100和第二阶梯反射镜200进行综合调整。其中，可以通过驱动相应的阶梯反射镜作相应的旋转运动，以改变其位置姿态，进一步变换点光斑阵列500的形状。如，通过改变阶梯反射镜的位置姿态，可以将正方形的点光斑阵列500变换成长方形的点光斑阵列500。
本申请通过两个阶梯反射镜实现对一束光束进行分割，生成点光斑阵列500，本领域技术人员可以基础本申请的基本构思对该两个阶梯反射镜的形状或结构或阶梯的设计进行变换，以获得所需形状、所需大小的点光斑阵列；例如，可以对阶梯反射镜的镜面结构进行设计，以获取不同形状的点光斑。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (9)
1.一种点光斑阵列产生装置，其特征在于，包括：第一阶梯反射镜和第二阶梯反射镜；
所述第一阶梯反射镜通过阶梯将入射光束的反射光束进行分割形成片状光束并向所述第二阶梯反射镜反射所述片状光束；
所述第二阶梯反射镜沿所述第一阶梯反射镜的反射方向设置，所述第一阶梯反射镜反射的片状光束入射至所述第二阶梯反射镜上，所述第二阶梯反射镜通过阶梯对入射的片状光束的反射光进行分割形成点光斑阵列。
2.如权利要求1所述的点光斑阵列产生装置，其特征在于，所述第一阶梯反射镜沿阶梯方向将入射光束的反射光束分割成若干个片状光束，其中，所述第一阶梯反射镜的一个阶梯将入射光束的反射光束分割成一个片状光束。
3.如权利要求2所述的点光斑阵列产生装置，其特征在于，所述第一阶梯反射镜通过阶梯对入射的部分入射光束进行遮挡，对未遮挡的入射光束进行反射，以使相邻片状光束之间具有相同和/或不同的间隔距离。
4.如权利要求3所述的点光斑阵列产生装置，其特征在于，所述第一阶梯反射镜的各阶梯的高度相等，及各阶梯的宽度相等，以使分割的各片状光束的大小相等，且相邻片状光束之间具有相同的间隔距离。
5.如权利要求4所述的点光斑阵列产生装置，其特征在于，所述第二阶梯反射镜交叉设置于所述第一阶梯反射镜的反射方向上，所述交叉设置使所述第一阶梯反射镜反射的各片状光束分别入射至所述第二阶梯反射镜的多个阶梯上，所述第二阶梯反射镜通过多个阶梯将入射的片状光束的反射光束分割成点光斑阵列。
6.如权利要求5所述的点光斑阵列产生装置，其特征在于，所述第二阶梯反射镜通过阶梯对入射的部分片状光束进行遮挡，对未遮挡的入射的片状光束进行反射，以使相邻点光斑之间具有相同和/或不同的间隔距离。
7.如权利要求6所述的点光斑阵列产生装置，其特征在于，所述第二阶梯反射镜的各阶梯的高度相等，及各阶梯的宽度相等，以使分割的各点光斑的大小相等，且相邻点光斑之间具有相同的间隔距离。
8.如权利要求7所的点光斑阵列产生装置，其特征在于，所述点光斑阵列的尺寸大小随相邻片状光束之间的间隔距离的调整和/或随点光斑尺寸大小的调整和/或随相邻点光斑之间的间隔距离的调整而调整。
9.如权利要求7所述的点光斑阵列产生装置，其特征在于，所述点光斑阵列的形状随所述第一阶梯反射镜的位置姿态的变化和/或随第二阶梯反射镜的位置姿态的变化而变形。
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