１：１折反式非球面光学系统技术方案

一种１∶１折反式非球面光学系统，主要用于精细图形的照相复制。它包括两个棱镜，一个双胶合透镜，和一个非球面反射镜。它具有数值孔径大，分辨率高，在波长短于３６５ｎｍ的紫外区，也具有较大工作视场。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于具有或无折射元件的反射面光学系统，特别是提供了一种放大倍率为1∶1的折反式非球面光学系统，它主要用于精细图形的照相复制，例如用于投影式光刻机上。美国赫希尔(R.S.Hershel)在“Optics in model 900 Projection Stepper”，(发表在SPIE，Vol，174，1979，P.54)使用的维纳-戴森(Wynne-Dyson)光学系统。如附图说明图1所示，由一个球面反射镜6，透镜4，透镜5，二个折光棱镜3组成，在这种光学系统中，所有球面都几乎同心，透镜4，透镜5是胶合的，当透镜5的折射率高于透镜4，并且折射率差值适当时，修改透镜曲率半径可以同时校正整个系统的球差和场曲。在可见光光谱区，有许多光学玻璃可以使用，这个条件可以满足，系统的最大数值孔径可以达到0.3，视场直径为几厘米，但在波长短于365nm的紫外光谱区，可以使用的材料目前仅有熔石英，CaF2晶体，LiF2晶体，BaF2晶体，这个条件无法满足，场曲无法校正，因此视场要比可见光谱区小(小于10×10mm2)。这种系统数值孔径无法增大，限制了分辨率的提高，在紫外光谱区，因材料限制无法校正场曲，使视场小于10×10mm2，影响了生产率。本专利技术的目的是提供一种具有更大数值孔径和更高分辨率的光学系统，采用现有材料，在波长短于365nm的紫外光谱区获得10×10mm2以上的工作视场。本专利技术采用的技术方案如图2所示，光学系统包括两个折射棱镜3，由透镜4和透镜5胶合成的双胶合透镜，非球面反射镜6。所采用的非球面是二次幂或二次幂以上的轴对称非球面，其表达式为y2＝2RX+(B-1)X2+CX3+DX4式中B＝0.0-0.015C＝0.0-0.01D＝0.0-0.01X轴与光轴重合。R≈-2 × (n3-n2n3n2r1+1-n3n3r2)-1]]>式中n2为透镜4折射率r1为透镜4球面半径n3为透镜5折射率r2为透镜5非胶合面半径。本专利技术的优点是(1)光学系统数值孔径大于0.4，分辨率高。(2)在波长短于365nm时，采用现有材料可以获得18×18mm2的工作视场。图1，为已有技术的维纳-戴森光学系统。图2，为1∶1折反式非球面光学系统。非球面为二次幂的最佳实施例序号半径间距材料1(物)平面2.00空气2平面32.16溶石英3平面20.65CaF2晶体4-55.0110.00溶石英5-165.0422.8空气6(R)-587.8-422.8空气7-165.0-110.0溶石英8-55.0-20.65CaF2晶休9平面-32.16溶石英10平面-2.02空气11(像)平面非球面y2＝-2×587.8X-0.9944X2其性能指标为数值孔径0.45视场18×18mm2工作波长308nm工作带宽1nm非球面为四次幂时的实施例序号半径间距材料1(物)平面2.00空气2平面31.44CaF2晶体3平面20.65CaF2晶体4-55.0110.00溶石英5-165.8414.4空气6(R)-590.5-414.4空气7-165.8-110.0溶石英8-55.0-20.65CaF2晶体9平面-31.44CaF2晶体10平面-1.97空气11(像)平面非球面y2＝-2×590.5X-0.9918X2+0.6×106X4其性能指标为数值孔径0.5视场18×18mm2工作波长308nm工作带宽1nm权利要求1.一种用于精细图形照相复制的1∶1折反式非球面光学系统，包括一个非球面反射镜6，由两个棱镜3，透镜4、透镜5相胶合而成的折射镜组，其特征是所说的反射镜6是轴对称非球面反射镜。2.按照权利要求1的折反式光学系统。其特征是所说的轴对称非球面的面形为y2＝2RX+(B-1)X2+CX3+DX4式中B＝0.0-0.015C＝0.0-0.01D＝0.0-0.01R≈-2 × (n2-n3n3n2r1+n3-1n3r2)-1]]>其中n2为透镜4的折射率r1为透镜4球面半径n3为透镜5的折射率r2为透镜5非胶合面的半径。全文摘要一种1∶1折反式非球面光学系统，主要用于精细图形的照相复制。它包括两个棱镜，一个双胶合透镜，和一个非球面反射镜。它具有数值孔径大，分辨率高，在波长短于365nm的紫外区，也具有较大工作视场。文档编号G02B17/08GK1047396SQ8910348公开日1990年11月28日 申请日期1989年5月18日 优先权日1989年5月18日专利技术者王之江 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于精细图形照相复制的１：１折反式非球面光学系统，包括一个非球面反射镜６，由两个棱镜３，透镜４、透镜５相胶合而成的折射镜组，其特征是所说的反射镜６是轴对称非球面反射镜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王之江，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]