Расчёт высокоапертурных конфокальных дифракционно-линзовых объективов

Грейсух Г.И., Ежов Е.Г., Левин И.А., Степанов С.А.

Аннотация:
В работе исследованы возможности коррекции монохроматических аберраций высокоапертурных конфокальных объективов, состоящих из дифракционных линз. Потенциальные возможности этих объективов демонстрируются применительно к задачам глубокой ультрафиолетовой литографии и сравниваются с возможностями рефракционно-линзовых объективов. Показано, что сопоставимые характеристики у дифракционно-линзовых объективов достигаются при существенно меньшем количестве линз.

Abstract:
The possibilities of correction of monochromatic aberrations of high aperture confocal diffractive objectives are investigated. Potential possibilities of these objectives for deep ultra-violet lithography are compared to possibilities of refractive objectives. It is shown, that comparable characteristics at diffractive objectives are reached at essentially smaller quantity of lenses.

Ключевые слова :
дифракционная линза, рефракционная линза, параксиальный расчёт, коррекция аберраций, конфокальный объектив, телецентрический ход лучей, глубокая ультрафиолетовая литография.

Key words:
diffractive lens, refractive lens, paraxial design, correction of aberrations, confocal objective, telecetntric ray tracing, deep ultra-violet lithography.

Литература:

  1. Вычислительная оптика: справочник / под ред. М.М. Русинова. – Л.: Машиностроение, 1984. – 423 с.
  2. Ulrich, W. Trends in Optical Design of Projection Lens for UV and EUV Lithography / W. Ulrich, S. Beiersdoerfer, H.J. Mann // Proc. SPIE. - 2000. - V. 4146. - Р. 13 – 24.
  3. Пат. US6801364B2 США. Projection objective for microlithography / Karl-Heinz Schuster; заявитель и патентообладатель Carl Zeiss SMT AG, Oberkochen, DE; опубл. 05.10.2004.
  4. Пат. US7154677B2 США. Projection objective for microlithography / Karl-Heinz Schuster; заявитель и патентообладатель Carl Zeiss Stiftung, Brenz, DE; опубл. 26.12.2006.
  5. Bruning, J.H. Optical lithography: 40 years and holding / J.H. Bruning // Proc. SPIE. - 2007. - V. 6520. - P. 652004-1-652004-13.
  6. Бобров, С.Т. Монохроматические аберрации дифракционной двухкомпонентной оптической системы / С.Т. Бобров, Г.И. Грейсух // Оптика и спектроскопия. - 1980. - Т. 49, - Вып. 4. – С. 809-813.
  7. Грейсух, Г.И. Коррекция монохроматических аберраций третьего порядка дифракционного двухлинзового объектива / Г.И. Грейсух // Оптика и спектроскопия. - 1980. - Т. 49, - Вып. 6. – С. 1212-1215.
  8. Бобров, С.Т. Оптика дифракционных элементов и систем / С.Т. Бобров, Г.И. Грейсух, Ю.Г. Туркевич. – Л.: Машиностроение, 1986. – 223 с.
  9. Greisukh, G.I. Optics of diffractive and gradient-index elements and systems / G.I. Greisukh, S.T. Bobrov, S.A. Stepanov. – Bellingham: SPIE Press, 1997. – 414 p.
  10. Герцбергер, М. Современная геометрическая оптика / М. Герцбергер. – М.: Иностранная литература, 1962. – 487 с.
  11. Джерард, А. Введение в матричную оптику / А. Джерард, Дж. М. Бёрч. – М.: Мир, 1978. – 341 с.
  12. Грейсух, Г.И. Оптика градиентных и дифракционных элементов / Г.И. Грейсух, И.М. Ефименко, С.А. Степанов. – М.: Радио и связь, 1990. - 136 с.
  13. ZEMAX: software for optical system design [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.zemax.com
  14. Бельский А.Б. Перспективы развития оптических систем для нанолитографии / А.Б. Бельский, М.А. Ган, И.А. Миронов, Р.П. Сейсян // Оптический журнал. – 2009. – Т. 76, №8. – С. 59-69.
  15. Борн, М. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф – М.: Наука, 1973. – 720 с.
  16. Ежов, Е. Г. Расчёт хода псевдолучей через дифракционные структуры, выполненные на сферической поверхности / Е.Г. Ежов, С.А. Степанов // Компьютерная оптика. - М.: МЦНТИ, 2000. – Вып. 20. - С. 25-28.
  17. Excimer Laser Technology / by ed. D. Basting and G. Marowsky. – Berlin: Springer, 2005. – 433 p.
  18. NovaLine Lithography Lasers and EUV Sources [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.artisan-scientific.com/info/Lambda_K2000_Datasheet.pdf.

References:

  1. Computational Optics. Handbook / by ed. M.M. Rusinov – Leningrad.: Mashinostroenie, 1984. – 423 p. (in Russian)
  2. Ulrich W. Trends in Optical Design of Projection Lens for UV and EUV Lithography / W. Ulrich, S. Beiersdoerfer, H.J. Mann // Proc. SPIE. – 2000. – V. 4146. – Р. 13–24.
  3. Pat. US6801364B2 Projection objective for microlithography / Karl-Heinz Schuster; Assignee: Carl Zeiss SMT AG, Oberkochen, DE; date of patent 05.10.2004.
  4. Pat. US7154677B2 Projection objective for microlithography / Karl-Heinz Schuster; Assignee: Carl Zeiss Stiftung, Brenz, DE; date of patent 26.12.2006.
  5. Bruning, J.H. Optical lithography: 40 years and holding / J.H. Bruning // Proc. SPIE. 2007. V. 6520. P. 652004-1-652004-13..
  6. Bobrov, S.T. Monochromatic Aberrations of Two-component Optical System / S.T. Bobrov, G.I. Greisukh, // Optika i Spektroskopiya. – 1980. – V. 49, N. 4. – P. 809-813 (in Russian)
  7. Greisukh, G.I. Correction of the third order monochromatic aberrations of the two-lens diffractive objective / G.I. Greisukh, // Optika i Spektroskopiya. – 1980. – V. 49, N. 6. – P. 1212-1215 (1980) (in Russian)
  8. Bobrov, S.T. Optics of diffractive elements and systems / S.T. Bobrov, G.I. Greisukh, Yu.G. Turkevich. – Leningrad, Mashinostroenie, 1986. – 223 p. – (in Russian).
  9. Greisukh, G.I. Optics of diffractive and gradient-index elements and systems / G.I. Greisukh, S.T. Bobrov, S.A. Stepanov – Bellingham: SPIE Press, 1997. – 414 p.
  10. Herzberger, M. Modern geometrical optics / M. Herzberger – New York - London, Interscience Publishers, Inc., 1958.
  11. Gerard, A. Introduction to Matrix Methods in Optic / A. Gerard, J.M. Burch – New York, Wiley, 1975. – 340 p.
  12. Greisukh, G.I. Optics of Gradient-Index and Diffractive Elements / G.I. Greisukh, I.M. Efimenko, and S.A. Stepanov – Moscow.: Radio i svjaz, 1990. – (in Russian)
  13. ZEMAX: software for optical system design [Electronic resource]. – Access mode: http://www.zemax.com
  14. Belsky A.B. Prospects for the development of optical systems for nanolithography / A.B. Belsky, M.A. Gan, I.A. Mironov, and R.P. Seysyan // Journal of Optical Technology – 2009. – V. 76, N. 8. – P. 59-69.
  15. Born, M. Principles of Optics, 5th ed / M. Born, E. Wolf – N.Y.: Pergamon Press, 1964.
  16. Ezhov, E.G. Pseudo-ray tracing through the diffraction structures on the spherical surfaces / E.G. Ezhov, S.A. Stepanov // Computer Optics. - 2000. - Iss. 20. - P. 25-28. - (in Russian).
  17. Excimer Laser Technology / by ed. D. Basting and G. Marowsky. – Berlin: Springer, 2005. – 433 p.
  18. NovaLine Lithography Lasers and EUV Sources [Electronic resource]. – Access mode: http://www.artisan-scientific.com/info/Lambda_K2000_Datasheet.pdf .

© 2009, ИСОИ РАН
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 332-56-22, факс: +7 (846) 332-56-20