Монохроматический объектив десятикратного увеличения

Монохроматический объектив десятикратного увеличения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИГРАНИ.Е

И ЗОБУЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>995053

Сефв Сепетеппа

Сеарапнетпчаеннх

Феепубп н (6! ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 13;02=;81 (2! j 3246945/18-10

{И)М. К,п.

G 02 В 5/32 с присоединением запвин М! ввудараюай «ад«тат

Юьйр

«в асмп ваа4уаиаай

«ап1ьп«й (23) Приоритет

Опубликовано 47.02.83- Бюллетень М 5

Дата ояублп«овання описания 0702.83

{53) УД6(-.б21.375. .8:722 99 (088.8) f72) Авторы нзобретенннГ. И. Грейсух и В. Г. й!ивов (7!) Заявитель

Пензенский инженерно-строительный институт

У (543 МОНОХРОМАТИЧБСКИЙ ОБЪЕКТИВ ДЕСЯТИКРАТНОГО

УВЕЛИЧЕНИЯ.1

Изобретение отноипся к дифракцнонной; оптике и может бьгть использовано Йы пост роения десятикратного уменыпенного или увеличенного изображении в монохроматнческом свете, например, в фоталитографнчес-ком оборудовании, используемом для изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем. .Известны объективы, .содержащие несколько стеклянных линз, йспользуемые для нро екцнонной фотолитографии Щ.

Недостатком известных объективов является их сложность, высокая стоимость, громозкость и. значительный вес. Кроме. того, известные рефракциоиные. или стеклянные объективы имеют, излщпне широкув полосу пропускания излучения в оптическом диана= зоне, что совершенно не оправдано при ис-.лольэовании их в, монохроматпческом свете, а также существуннув дпя ьшоголинзовых объективов энергоемкость. В частности, под этим недостатком имеется ввиду то, что при использовании таких объективов дня .инфракрасного импульсного монохроматичес-..

2 кого излучения болыпой мощности (м 10 Вт и выше) из-за переотражений, возникавших между линзами внутри объектива происходит недопустимый разогрев оптических элементов и кожуха, в результате чего такие обьективы быстро. выходят из строя.

Известен также монохроматический объектив десятикратного увеличения, содержащий дифракционнув линзу и апертурную диафрагму, расположепнув в .плоскости днфракционной линзы. Этот объектив имеет малый вес и габариты.

Путем выбора соответствующих расстояи иий от источников записи н восстановления до плоскости голографической линзы мож-но обеспечить необходимый коэффициент увеличения. В случае, если восстановление изображения происходит излучением той же длиЗ1 иы волны, что и прн записи н- иэ той же точки, или с измененной длиной полны,. но при этом и соответственным образом измененным расстоянием до источника восстанов-ления по отношению к.источнику записи, 3 995053 то объектив не будет обладать днсторсией в третьем порядке (2).

Недостатком объектива является малое полезное поле. Под полезным полем понимается поле, в пределах которого изображение близко к дифракцнонно-ограниченному, т.е. к изображению, которое мог бы сформировать идеальный безаберрационный объектив.

Так при фокусном расстоянии F - 24 мм fO и апертуре А = 009, обеспечивающей на длине волны Д = 441,6 мм разрешение

3 мкм и коэффнциентное увеличение Ч -10, диаметр полезного поля иэображения составляет tttttia 0,6 мм, Соответственно при t5

А = 0,18 и разрешении 1,5 мкм — 0,08 мм дисторсия в обоих случаях была не хуже

0,01%.

Объектив со столь малым полезным полем изображения для решения технологических . зп задач производства попупроводниковых приборов и интегральных микросхем не применим без специальной дорогостоящей механической сканирующей аппаратуры. Действительно, дпя проекционной фотолитографии, например, необ. 2s ходимо иметь полезное поде изображения,co- i, измеримое с модулем фотошаблонв, диаметр которого порядка 4 — 8 мм.

Целью изобретения является расширение полезного поля изображения с одновремен- Зп ным сохранением отсутствия дисторсни в изображении.

Поставленная цель достигается тем, что в монохроматический объектив десятикратного

1 1 1

2 3

54,183

86,863

247,696 0,0049 197,556 -1,536

74,299 2 088

0,0068

-2 637

-4,279

0,3696

7,361

1,683

0,7

0,608

На чертежике представлена оптическая ехеan монохроматиюского объектива. ап Объектив содержит первую 1, вторую 2 и третью 3 дифракционные линзы, предметную плоскость 4, плоскость изображения 5 и апертурную диафрагму 6.

И Пусть фокусное расстояние всего объекти° ва F ° 24 мм и пусть частоты микроструктуры дифракционных. линз 1, 2 и 3 удовлетворяют условиям (1) — (3) соответственно.

Частота колец микроструктуры дифракционных линз является конструктивным параметром и может задаваться в качестве исходной величины в математическое обеспечение устроиства синтеза ипи рисовки колец..

Математическим обеспечением таких устройств выражения для Е, Я и. преобразуется в другое соотношение и иа исполнительный элемент выдается сигнал, обеспечивающий задание текущего радиуса дифракцнонной линзы пропорционапьно его номеру.

4 увеличения, содержащий дифракционную линзу апертурную диафрагму, расположенную в плоскости дифракцнонной линзы, предметную . плоскость и плоскость изображения введены вторая и третья днфракционные линзы, частоты колец дифракционной микроструктуры соответственно первой, второй и третьей линз выражаются соотношениями

t ((1+А ЧД) /2,(4+À Vg)™.д ЧЗФМ у У (12

ft=((1+8,W) (1.в,и ) t5>#8+9 5)л", (n) (= 9С„-йС +С 9+СЕ я (з) при этом первая линза отстоит от предметной плоскости на расстоянии:равном Р F, вторая линзе от первой — на 22F, третья линза от .второй — на D3F, а от плоскосat изображения — íà 94F, а апертурная диафрагма расноложена в плоскости второй линзы; где ttt= F(g; F — фокусное расстояtttte 06aeKattte; р — текущее значение радиуса в плоскости линз; Л вЂ” длина волны источника мойохроматического света;

А, 8, С, * — коэффициенты;

Коэффициенты А-, 6, С-,Р;, q = 1-.4, даются таблицей с допуском, вариации в пределах которого каждого коэффициента не должно изменять Йк, К = !+3, более чем на 10%.

5 9950

Выполнив профиль штриха многоступенчатым, можно получить дифракционные линзы с днфракцнонной . зффективносп ю порядка

80 — 90% и secre объектива в целом около

50%. Под дифракционной эффективностью по- у нимается- отношения интенсивности света gaафрагпроваиного в полезный порядок, т.е. порядок участвующий в формировании полезного изображения, к общей интенсивности падающего:света. Результаты Расчета показы- 1О веют, что для выбранного фокусного рассто-. яния 24 мм и коэффициента увеличения

-V -10. на длине волны М 441,6 нм и разрешении 1,5 мкм полезное поле изображения объектива составило в диаметре 8 мм.!5

При этом днаторсия изображения не превышала 0,005% .(0,2 мкм).

Монохроматическйй объектив технологичен..

Для изготовления его компонентов можно использовать стандартное фотолитографическое эп оборудование, Сам объектив обладает:малым весом, комнактен, прост в эксплуатация, а кроме того, обладает малой энергоемкостью.

Предложенный обьектив может использоваться для построения как увеличенного, так и 2s .Уменыпенпого десятикратного изображения

-в:.монохроматическом свете.

53 6 ния с одновременным сохранением отсутствия днсторсии, в него введены вторая и третья днфракцнонные линзы, частоты колец днфракцнонной микроструктуры спответстаенно первой, второй и третьей линз выражаются соотношениями

Формула изобретения

Составитель В. Андреев

Техред С. Мйгунова Корректор/И. Шулла

Редактор А. Шандор

Заказ 638/32 тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

30 . Монохроматический объектив десятикратно- . го увеличения; содержащий дифракцнонную линзу, апертурную . диафрагму, расположенную в плоскости дифракционной линзы, предметную плоскость и плоскость изображения, 35 о т л. и ч а ю шийся . тем, что, с целью расширения полезного поля изображепри этом первая линза.отстойт от предметной плоскости на расстоянии, равном 3)

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грамматип А. Н. ".Объективы для проекционной фотолитографии" Оптико-механическая промышленность. 1Р 11, 1976, с. 60.

2. Власов Н. Г., Мосякин 10. С. и Скроц-< кий Г. В. "Фокусирующие свойства голограмм сходящихся пучков", "Квантовая электроника".

М 7, 1972, с. 14.: (прототип).