Монохроматический объектив

Монохроматический объектив

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МОНОХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ, содержащий дифракционную линзу, корректирующую фазовую пластинку, выполненные в виде зонных пласт.инок, и апертурную диафрагм , расположенную в плоскости дифракционной линзы, отличающийся тем, что, с целью увеличения полезного поля изображения и уменьшения дисторсии, в него введена вторая корректирующая фазовая пластинка, выполненная в виде зонной пластинки, причем радиусы кольцевых зон дифракционной линзы г 1 -t YTYI I П где П - порядковый номер 3OHHj Гг| - радиус П -и зоны; - длина волны используемого CEGTaj 2,,Z.T - расстояния от объекта до дифракционной линзы и от дифракционной линзы до изображения соответственно; одна корректирующая фазовая пластинка установлена между объектом и дифракционной линзой на расстоянии . -. . - от линзы, а радиусы ее коль-д 2.2,2S цевых зон равны п-, другая корректиру сЬ:ая фазовая плас- s тинка установлена между дифракционной линзой и изображением на расстоя W Г НИИ ---- ОТ линзы, а радиусы ее 7.42.7 кольцевых зон равны . 1 Ъ ir TiZ 2 1 2. 2 -2п 8n7i ,--)

(19) (11) 0(512 0 02 В 5 32 г Ф ф

1 .фЬ СО)ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(ЯИ)(y ", .,/ РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ЛО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3374634/18-10 (22) 05.01.82 (46) 30.09.83. Бюл. 1." 36 (72) С.Т.Бобров (53) 621,?75.8(088.8) (56) 1, Грамматин A,Ï., Ларина Р.(1., Горбунова В.А, Объективы для фотоповторителей.-"Оптико-механическая промышленность", 1974, t» 1122, с.6067.

2. Бобров С.T., Грейсух ".È., Прохоров Y.A,, Туокевич Е.Г,, Шитов 13.Ã. Монохроматические аберрации третьего порядка осевых голографических линз.-"Оптика и спектроскопия", с. 153-157 (прототип). (54 ) (57 ) МОИОХРО((ЭТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ,. содержащий дифракционную линзу, корректирующую фаэовую пластинку, выполненные в виде зонных пластинок, и апертурную диафрагму, расположен— ную s плоскости дифракционной линзы, отличающийся тем, что, с целью увеличения полезного поля иэображения и уменьшения дисторсии, в него введена вторая корректирующая фаэовая пластинка, выполненная в виде зонной пластинки, причем радиусы кольцевых зон дифракционной линзы

Г 2

Гц = 1пЭ L 2z где П вЂ” порядковый номер эоны;

Ä— радиус П -й эоны; — длина волны используемого света; расстояния от объекта до дифракционной линзы и от дифракционной линзы до изображения соответственно; одна корректирующая фазовая пластинка установлена между объектом и дифракционной линзой на расстоянии

7., Z.г

Zi< Z.г цевых зон равны от линзы, а радиусы ее коль-

Я другая корректируйаая фаэовая пластинка установлена между дифракционной линзой и изображением на расстоя нии

Е от линзы, а радиусы ее

zt+ Zг кольцевых зон равны

104ч203 где П вЂ” порядконый номер зоны:

1 }-. — радиус П -й зоны;

Я вЂ” длина волны е}стользуемого света; с бз

Изобретение отнocèTGÿ,< oïTHc}åcкому приборостроения и может найти грименение в проекционной фотолитографии °

Известны объективы, предна",íãëåêные для проекционной фотолитографии, представляющие собой рефракциснные многскомпонентные системы (1 .

Данные объективы сложны по сноей конструкции и эксплуатации. Кроме того, orpàíH÷åííûé выбор оптических 1}} материалов, работающих н ультрафиолетовой области спектра, представляет определенные трудности при создании объективов, предназначенных для проекции интегральных схем с субмикронными элементами.

ИспОльэ ОВ ание Дкфракце}О}1ных голограйическе}х, линз в качестве компонецээон объектива для проекционной фотолитографии позволяет устранить укаэанные недостатки и преодолеть тру}-,нести, связанные с отсутствием выбора оптических материалов для ультрафиолетового диапазона.

Изне тон проекционный монохрома=и-Ееский объектив, содержащий дкфракцисннуя линзу, корректирующую фазоную пластинку, выполненные в виде зонн}}х пластинок, и апертурную диафрагму помеще:.}ную в плоскости фа), 30

Вовой КОРРЕКТИРующей пластинки 1,21

Наилучшие результаты, которые могут быть достигнуты B таком объекIDe. состоят В полной компенсации :всех аббераций третьoãî порядка, КРОМЕ дн<.ТОрСИИ, И Н Чаотит}}НОй КОМ- Ззс пенсации аберраций пятогo порядк 1.

Поле иэображения высокого качес=на„ полезное поле из<эбЕэажения, вол-. новые абберацпи не превышают четверти длины воле ы }, которое обеспеч-:. BB.— 4О ет это= объe}

ДЛЯ ПРОЕКЦИОННОЙ cOTOËHTOÃPàôËH особенно при высоких разрешениях. Ес

Цель изобретения — увеличение

}олезе}ого полл изображения и однонременн<э уменьшении дисторсии.

ПОСТ""-cBËCÍÍÞ>» ЦЕЛЬ ДОСТИГаЕТСЯ тем,. чтo B монохрсматический объекГИВ, СОДтЕРжаЩИй ДифРаКЦHOHHУЮ HH зу и корректирующую фаэовую пла<-.тинку, выполненные B ниде зонных пластинок, и апертурную диафрагму, расположенную н плоскости дифракционно. - ; линзы, введена вторая корректирующая фазовая пластинка, выполненная в вид" эонной пластинки, . рича радиусы эон дифракциое}но}е л}инзы: с

Э«-1 с.з _#_и

Х,Z — тэасстояния от объекта до

} *

ДИ ÎPÃ.!<ЦИОН НОЙ ЛИП ЗЫ H Q 1 дифракционной линзы Дс иэображени:,. ОООтветстВеннО< одна корректирующая фаэо=:=;. пла< ";.н:<а установ -BHà между объ-"к .. дифракционной линзой:-:а рас..:..<,Ии

/

OT ЛИНЭЫ, а РаДИУСЫ -. Е Колт-с 2 цевь}х зОн равны ( < 2

ДРУГаЯ КОР}ЭЕКТИРУЮс}аЯ фа.=-"-GB; — тинка установлее-:а между д;,, -, :.;: :.:эпHGH H .Езображенетет< -:, -:..-..:: -Ся"с - 1 2,2 нии от ле}е}эы, а,;-.:--ус::

;7 "" 7.2 кольцевых зон равны;

1 т„z .

На ертаже пока" àí ход лучей в предлагаемом устройстве.

Плоскость объекта 1 oтображается в монохроматическом свете Объективом, состоящим из корректирующей фазовой

ПЛаот.КНЫ 2, дифраКЦИОЕ НОКс ЛИНЗЫ 3, апертурной диафрагмы 4 и корректирующей фаэовой пластинки 5,. в плоскость иэображения 6, Объек-.. расположен на }эасстоянки Е, оТ дифракционной ли:-. "— зы. Корректирующая фаэовая пластинка 2 располо}кена между Объектом и дифракцконной линзой на расс

«1 K2

<}}0 с< с cстОЕ р =; «ccc v») <..Т

"Tт+,7,2 последней OOGTI;å-..=.твенно н=: pac"Z 1 2.g стоянии ст об;=.екта,. Плоскость

21}22 иэображения находится на р,сстоянии

2 от дифракционной ",Híçû. Ко;p=- ê2

ТИРУЯЩс-.Я фаЗОВая ПлаСТИНКа 5 РаСПОложена между плоскостью изображения

ДИОPс}i<ЦI!01

7.1 Z2 фскусное расс-<ояние от пос 1+ 2 ледней и coo2нетственно на расстояниH От плсскОсти иэоораженкя. 2

2!i 7 2 е парту,.эная диафрaг}"Еа 4, определяющая разрешение системы, помещается

В ПЛОСКО:.ТИ ДифРЕКЦИОННОЙ ЛИ:- «hl,- HO мОжет быть помещ на и н Другc. B меcT0 B эавк< имости GT требован1-й к по—

У}ожени10 вхоДного зРсачкс» Объектква, ДЕ}фрс!КЦКО}}Н ая ЛИН Эа К КОррЕК 11 ° уя

ЩИЕ фаBOBLIe Плс-.с . ИНКИ ВЫПO ..}с}ЯЯТСЯ

B виде =:OH}}ûõ пластинок . радиусы зон которых даюTcs; ныражени:..:,, е.еэе}т}еде}}}1 Еи ВЫШД

Устрой.:TBG работает OI"c

ПуЧО:::: ЛуЧЕй И= }<аждст» ТОЧ}<И ОбЪЕКта т пОп}1 iBOT HB. Корр к .. Крующу}0 фа- 04: 203 оптической силы, только несколько нарушает гомоцентричность пучка, внося в него сферическую аберрацию.

Дифракционная линза 3, ограниченная апертурной диафрагмой 4, преобразует расходящийся искаженный пучок 5 лучей в сходят;ийся также искаженный пучок. Последний попадает на корректирующую фазовую пластинку 5, которая вносит свои искажения в пучок, равные по величине и обратные по знаку тем искажениям, которые в нем уже присутствуют. В сходящийся пучок лучей становится почти идеально гомоцентричным, а в плоскости изображения 6 фоРиируется почти идеальное изображение точки объекта. Коэффициент увеличения объектива равен при этом "-„ /Z, Теоретическим обоснованием выбран— ных параметров является расчет моно )A

Дисторсия мкм

Диаметр рабочего поля,мм

Прототип t Attалог Предлагаемый объекРазрешающая способность, лин/мм

Предлагаемый объекГабарит мм

Прототип

Aí алог

Длин а волны, MM тив тив

Ф»

8,0

7 2

1,0

13 Нет данных

0,2

3,5

315

405

1130

8„4

0,2

0,5

540

405

1130

% + tt

0,1

0,5

6,0

540

1540

405 Ч М%

14,0

14,4

0,3

1,0

968 л36

1130

25 Нет

0,2

11 О

0,5

500

Нет

265

1300

500

0,1

0,5

/,0

Нет

265 2000

Все объективы в таблице имеют масштаб изображения 1:10.

Анализ таблицы показывает, что по своим аберрационным качествам предлагаемый объектив значительно превосходит прототип (поле изображения увеличилось г 6-20 раз, дисторсия уменьшилась на два порядка) и не уступает рефракционным аналогам, будучи значительно проще по своей конструкции, Предлагаемая схема работоспособна в ультрафиолетовом спектральном диапазоне.

Объектив имеет следующие парамет-ры: масштаб изображения 1 ; 10, длина волны Я = 0,405 мкм, апертура

0,32 разрешающая способность

45 1300 лин/мм), диаметр поля изображения 8 мм.

Таким образом, объектив обеспечивает поле высококачественного изображения диаметром 8 мм при дисторсии, не превышающей 0,2 мкм, тогда как объектив-прототип, имеющий те же габариты, масштаб изображения и разрешение, обеспечивает поле диаметром всего лишь 0,5 мм, т.е. в

16 раз меньше, причем дисторсия в пределах уже этого малого поля достигает 0,9 мкм.

Параметры объектива хроматических аберраци::-peä.tàãàåt tîго объектива

В предлагаемом объективе отсутствуют все аберрации третьего и пятого порядков малости, включая дисторсию, а кроме того, осуществляется и частичная компенсация аберраций седьмого порядка.

Для проверки реальных возможностей предлагаемого объектива и сравнения его аберрационных качеств с качествами прототипа и аналогов, созданных на основе традиционных элементов, производят расчет методом прослеживания хода лучей нескольких вариантов предлагаемого объектива и прототипа, Результаты расчетов приведены в таблице вместе с данными некоторых рефракционных аналогов предлагаемо-о объектива.

1045203

Составитель В. Андреев

Техред И, Гайду Корректор й: Дзятко

Редактор Л. Пчелинская

Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобре — åíèé и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Заказ 7549/49

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, уг. Проектная, 4