一种投影光学系统的倍率调节方法技术方案

本发明专利技术提供一种投影光学系统的倍率调节方法，首先提供一投影光学系统，该投影光学系统沿其光轴方向包括前组、孔径光阑和后组。所述前组包括第一镜组、第二镜组和第三镜组，所述第一镜组和第三镜组具有正光焦度，所述第二镜组具有负光焦度；所述后组包括第四镜组、第五镜组和第六镜组，所述第四镜组和第六镜组具有正光焦度，所述第五镜组具有负光焦度；所述前组和后组关于所述孔径光阑对称，同时移动所述第三镜组和第四镜组中对称的一组透镜，调节光学系统的投影倍率。采用本发明专利技术的投影光学系统的倍率调节方法，在保持良好的双远心投影光学特性和良好的光学成像质量的条件下，能方便有效地修正或调节投影倍率的光学系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种投影光学系统的倍率调节方法，特别涉及一种对称式双远心投影光学系统的倍率调节方法。
技术介绍
随着投影光刻技术的发展，投影光学系统的性能逐步提高，投影光学系统已经可 以适用于电路制造等多种领域。在很多电路基板的实际生产过程中，由不同的设备生产制造的基板，其图形尺寸和倍率会有细微差异，同时在各种物理和化学加工处理过程中，基板会有细微的膨胀或收缩，也会导致基板图形尺寸的变化，而且不同的基板的图形尺寸变化也不尽相同，所以在很多基板的生产制造过程中，尤其是多层基板需要层间定位过程中，为了提高定位精度和布线密度，需要根据实际基板的图形尺寸或倍率变化，修正或调节投影光学系统的投影倍率。然而在现有技术中，如美国专利US6，879,383(公告日2005年4月12日)，采用折射反射结构，整体尺寸大，对光学玻璃材料要求十分严格，大口径的凹面反射镜的加工，检测技术要求也非常严格，而且无法进行投影倍率的修正和调节。中国专利CN98113037. 2(公告日2003年7月23日)是ー种像方远心的双高斯光学系统，也没有涉及投影倍率的修正和调节问题。在一般的双远心投影光学系统中，即使物面和像面偏离了焦面，在垂直于光轴方向上的物与像的高度仍然不变，所以放大倍率几乎不会改变。因此，如何提供ー种既经济又具有良好质量保证的，既能保持良好的双远心投影光学特性和良好的光学成像质量，又能方便有效地修正或调节投影倍率的光学系统，是业界重要的技术课题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供ー种投影光学系统的倍率调节方法，在保持良好的双远心投影光学特性和良好的光学成像质量的条件下，可以方便有效地修正或调节投影倍率的光学系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案ー种投影光学系统的倍率调节方法，提供一投影光学系统，该投影光学系统用于将物平面内的图形成像到像平面内，所述投影光学系统沿其光轴方向包括前组、孔径光阑和后组，所述前组包括第一镜组、第二镜组和第三镜组，所述第一镜组和第三镜组具有正光焦度，所述第二镜组具有负光焦度，所述第ニ镜组位于所述第一镜组和第三镜组之间，所述第一镜组位于所述物平面和第二镜组之间；所述后组包括第四镜组、第五镜组和第六镜组，所述第四镜组和第六镜组具有正光焦度，所述第五镜组具有负光焦度，所述第五镜组位于所述第四镜组和第六镜组之间，所述第六镜组位于所述像平面和第五镜组之间，所述前组和后组关于所述孔径光阑对称，同时移动所述第三镜组和第四镜组中対称的一组透镜，调节光学系统的投影倍率。优选的，在上述的投影光学系统的倍率调节方法中，所述的投影光学系统满足关系式I :0. 2 く fl/fa < I. 4 ；关系式2 :-0. 4 < f2/fa <-O. 06 ;关系式3 :0. 12 < f3/fa < O. 6，其中，fl :第一镜组的组合焦距ば2 :第二镜组的组合焦距ば3 :第三镜组的组合焦距ばa :前组的组合焦距。优选的，在上述的投影光学系统的倍率调节方法中，所述第一镜组包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和第二透镜均为双凸透镜。优选的，在上述的投影光学系统的倍率调节方法中，所述第二镜组包括第三透镜和第四透镜，所述第三透镜具有负光焦度，所述第三透镜包括ー个面向所述像平面的凹面；所述第四透镜具有负光焦度，所述第四透镜包括ー个面向所述物平面的凹面。 优选的，在上述的投影光学系统的倍率调节方法中，所述第三镜组包括第五透镜和第六透镜，所述第五透镜具有正光焦度，所述第六透镜具有正光焦度。优选的，在上述的投影光学系统的倍率调节方法中，所述的投影光学系统满足关系式4 :-2· O < rl/r2 <-O. 5 ;关系式5 :1. O < r3/r2 < 2. 0，其中，rl :所述第三透镜的凹面的曲率半径；r2 :所述第四透镜的凹面的曲率半径；r3 :第三镜组的曲面中的绝对值最小的曲率半径。优选的，在上述的投影光学系统的倍率调节方法中，所述投影光学系统中的透镜数量大于等于10，且小于等于20。优选的，在上述的投影光学系统的倍率调节方法中，所述第一镜组的透镜中最少有2个曲面的曲率半径的绝对值相等。优选的，在上述的投影光学系统的倍率调节方法中，所述前组的组合后焦点位于所述孔径光阑的中心，所述后组的组合前焦点位于所述孔径光阑的中心。本专利技术的有益效果本专利技术与现有技术相比具有下列优点1、本专利技术采用具有正光焦度第一镜组，具有负光焦度第二镜组和具有正光焦度第三镜组结构，在保持物平面和像平面位置不变的条件下，通过同时移动第三镜组和第四镜组中対称的一组透镜，在保持良好的双远心投影光学特性，和良好的光学成像质量的条件下，方便有效地修正或调节光学系统的投影倍率。2、本专利技术采用口径尺寸比较小的第二镜组，第三镜组，第四镜组和第五镜组的焦距分配结构，又没有引入非球面镜片，从而降低了镜头的加工，测试和装校的难度和成本。附图说明图I所示为本专利技术具体实施方式中投影光学系统的结构示意图；图2所示为图I中投影光学系统的传递函数MTF示意图。图3所示为图I中投影光学系统的投影倍率在放大时的传递函数MTF示意图；图4所示为图I中投影光学系统的投影倍率在缩小时的传递函数MTF示意图；图5所示为图I中投影光学系统的投影倍率分别在中间位置、放大以及缩小时的畸变像差不意图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了ー种投影光学系统，该投影光学系统为对称式结构，即从物平面一侧顺次包含前组、孔径光阑和后组，并且前组和后组的透镜组元以所述的孔径光阑为对称面光学结构完全对称(表面曲率半径，间隔对称相等，光学材料对称一致)，放大倍率为-I。前组的组合后焦点和后组的组合前焦点重合，并与孔径光阑中心重合，构成双远心的光学结构。双远心光学结构在物平面和像平面处，因为光锥中心线与物平面和像平面垂 直，物空间和像空间的成像光锥中心线即主光线平行于光轴，所以保证了放大倍率不随着物平面和像平面沿光轴方向的移动而变化。这样，即使物平面和像平面偏离了焦面，在垂直于光轴方向上的物与像的高度仍然不变，所以放大倍率不会改变。參图I所示，投影光学系统由前组30和后组40的共12片透镜组成。依次分成Gl G6的六个镜组。从物平面10 —侧顺次是具有正光焦度的第一镜组Gl，负光焦度的第ニ镜组G2，正光焦度的第三镜组G3，孔径光阑50，正光焦度的第四镜组G4，负光焦度的第五镜组G5，正光焦度的第六镜组G6。第一镜组Gl包括具有正光焦度的第一透镜LI和第二透镜L2，第一透镜LI和第二透镜L2均为双凸透镜，其主要作用是保持远心光路结构，同时平衡第二镜组G2的多个透镜综合产生的球差和像散。第二镜组G2包括具有负光焦度的第三透镜L3和第四透镜L4。其中，第三透镜L3具有一个面对像平面20的凹面，该凹面的曲率半径为rl ;相邻的第四透镜L4具有ー个面向物平面的凹面，该凹面的曲率半径为r2。第二镜组G2主要的作用是产生正球差和正场曲。在其他实施例中，第二镜组G2还可以是至少由2片具有负光焦度透镜组成，且包含一个面对像面的凹面和相邻的下一个面向物面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种投影光学系统的倍率调节方法，其特征在于提供一投影光学系统，该投影光学系统用于将物平面内的图形成像到像平面内，所述投影光学系统沿其光轴方向包括前组、孔径光阑和后组，所述前组包括第一镜组、第二镜组和第三镜组，所述第一镜组和第三镜组具有正光焦度，所述第二镜组具有负光焦度，所述第二镜组位于所述第一镜组和第三镜组之间，所述第一镜组位于所述物平面和第二镜组之间；所述后组包括第四镜组、第五镜组和第六镜组，所述第四镜组和第六镜组具有正光焦度，所述第五镜组具有负光焦度，所述第五镜组位于所述第四镜组和第六镜组之间，所述第六镜组位于所述像平面和第五镜组之间，所述前组和后组关于所述孔径光阑对称，同时移动所述第三镜组和第四镜组中対称的一组透镜，调节光学系统的投影倍率。2.根据权利要求I所述的ー种投影光学系统的倍率调节方法，其特征在于所述的投影光学系统满足 关系式 I 0. 2 < fl/fa < I. 4 ；关系式 2 -0. 4 < f2/fa < -O. 06 ；关系式 3 0. 12 < f3/fa < O. 6， 其中，fl :第一镜组的组合焦距ば2 :第二镜组的组合焦距ば3 :第三镜组的组合焦距；fa :前组的组合焦距。3.根据权利要求I所述的ー种投影光学系统的倍率调节方法，其特征在于所述第一镜组包括第一透镜和第二透镜，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，
申请(专利权)人：张家港鹏博光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：