NumerischeApertur Lichtwellenleiter

When we look at an object, our eye absorbs the light reflected by it. We perceive its size through the rays of light that enter the eye from the top and bottom points in a STRAIGHT line. The image shows the same object twice, only at different distances.

In optischen Systemen wird die NA als Sinus des Halbwinkels (θ) des maximalen Lichtkegels definiert, der in das optische System eintreten oder aus ihm austreten kann, multipliziert mit dem Brechungsindex (n) des Mediums, in dem die Linse arbeitet:

NumerischeApertur einfach erklärt

Dabei stellt λ die Wellenlänge des in der Lithographie verwendeten Lichts dar. Eine höhere NA ermöglicht die Strukturierung kleinerer Strukturen, was für die Weiterentwicklung der Halbleitertechnologie und die Entwicklung leistungsfähigerer Mikrochips von entscheidender Bedeutung ist.

Da die Strukturgrößen von Halbleitern immer kleiner werden, wurde der Lithografieprozess angepasst, um Licht mit kürzeren Wellenlängen und Linsen mit höherer numerischer Apertur zu verwenden. Ein solcher Fortschritt ist die Extrem-Ultraviolett-Lithografie (EUV). Dabei wird Licht mit einer viel kürzeren Wellenlänge verwendet, was kleinere Strukturgrößen ermöglicht und somit die Fortsetzung des Mooreschen Gesetzes unterstützt.

NumerischeApertur Rechner

Eine hohe NA ist zwar für eine höhere Auflösung wünschenswert, bringt aber auch Nachteile mit sich. So verringert sich beispielsweise mit zunehmender NA die Tiefenschärfe (DoF). Diese Verringerung der Tiefenschärfe kann dazu führen, dass es schwierig ist, den Fokus über die gesamte Waferoberfläche hinweg beizubehalten, was strengere Prozesskontrollen und eine präzisere Waferplanheit erforderlich macht. Darüber hinaus sind mit einer Erhöhung der NA oft komplexere und teurere optische Systeme sowie fortschrittlichere Beleuchtungstechniken verbunden.

Die numerische Apertur (NA) ist in der Lithografie ein entscheidender Parameter, der die Auflösung eines lithografischen Systems demonstriert, das zum Drucken feiner Muster auf Halbleiterscheiben bei der Herstellung integrierter Schaltkreise verwendet wird. Die NA ist eine dimensionslose Zahl, die den Winkelbereich charakterisiert, über den das System Licht aufnehmen oder abgeben kann. Eine höhere NA zeigt die Fähigkeit an, auf feinere Details zu fokussieren und somit die Auflösung der gedruckten Merkmale zu verbessern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die numerische Apertur eine grundlegende Rolle bei der Definition der Auflösung und des Fokus lithografischer Systeme spielt. Mit dem Fortschritt der Halbleiterindustrie wird auch die optische Technik immer weiter innovativ, wobei die numerische Apertur verbessert und verschiedene Parameter angepasst werden, um die Grenzen der Kleinheit und Präzision der Merkmale auf einem Chip zu erweitern.

NumerischeApertur Auflösung

The larger angle of incidence now makes the object appear much larger than it actually is. It does not move closer or further to the eye. It is apparently only stretched in all directions.

This changes the course and then the angle of incidence of the rays. It is magnified by the lens. To the eye it looks as if they now come from another direction, namely from the one marked with the red dotted lines. See picture below:

Now a convex lens is placed between the eye and the object. The course of the light rays is now different. The object reflects the light again, but it is refracted as soon as it enters the lens and then again when it leaves it.

When the lowest and the highest rays of light reach the eye, they are at a certain angle to each other. It is the size of this angle that determines how large we recognize an object. This is also the reason why objects look smaller to us with increasing distance.

NumerischeApertur LWL

NumerischeApertur Laser

Entdecken Sie eine große Auswahl an hochwertigen optischen Komponenten für alle Ihre Anforderungen. Verbessern Sie Ihre Präzision und Klarheit mit unseren branchenführenden Produkten.

Before we get into the subject of magnifying glasses, a short word about how the human eye perceives objects and their size. This is important in order to understand the magnifying glass better later.

The functioning of a magnifying glass is often a topic in natural science subjects at school. Mostly in the field of optics in physics lessons. For this reason I explain to you here easily understandable, how a magnifier works.

Im Zusammenhang mit der Lithografie beeinflusst die NA nicht nur die Auflösung, sondern auch die Tiefenschärfe des photolithografischen Prozesses. Nach dem Rayleigh-Kriterium ist die Auflösung (R) umgekehrt proportional zur numerischen Apertur:

Darüber hinaus erfordern Systeme mit hoher numerischer Apertur typischerweise die Verwendung kürzerer Lichtwellenlängen, um Beugungsbeschränkungen zu vermeiden.