Возможности дифракционно-рефракционных оптических систем вакуумного ультрафиолетового диапазона



Скачать 32.06 Kb.
Дата13.02.2013
Размер32.06 Kb.
ТипДокументы
И. А. ЛЕВИН

Научный руководитель: Г.И. ГРЕЙСУХ, доктор техн. наук

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
ВОЗМОЖНОСТИ ДИФРАКЦИОННО-РЕФРАКЦИОННЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВАКУУМНОГО УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ДИАПАЗОНА
Показаны возможности компоновки фотолитографического объектива для целей ВУФ-литографии на основе дифракционных линз. Предложены методы коррекции хроматизма таких систем, а также пути снижения пространственной частоты дифракционной микроструктуры формируемой на поверхности подложки.
Проекционная фотолитография на сегодняшний день является основным технологическим процессом формирования топологического рисунка интегральных схем. Всевозрастающие требования к оптике фотолитографического оборудования вынудили освоить коротковолновую часть электромагнитного спектра и прежде всего вакуумную ультрафиолетовую (ВУФ-) область. Существующие рефракционно-линзовые фотолитографические объективы, работающие в указанном интервале, имеют весьма сложную оптическую схему, состоящую из нескольких десятков элементов. В то же время известно, что объективы, содержащие не более трех плоских дифракционных линз (ДЛ), обладают уникальными коррекционными возможностями, так как могут быть свободны одновременно от всех монохроматических аберраций двух низших порядков за исключением второй комы пятого порядка. Увеличение числа ДЛ до пяти, чьи дифракционные структуры размещены на сферических поверхностях, открывает возможность эффективной коррекции монохроматических аберраций высших порядков. В результате по размеру поля высококачественного изображения такие чисто дифракционные объективы могут конкурировать с традиционными рефракционно-линзовыми аналогами.

Недостатком чисто дифракционных объективов является невозможность устранения хроматизма первого порядка, что приводит к существенному падению разрешения даже при использовании квазимонохроматических источников с шириной спектральной линии в несколько десятых долей пикометра. Кроме того, ДЛ из которых состоит оптическая система, обладают высокой пространственной частотой дифракционных микроструктур, что ограничивает практически достижимую дифракционную эффективность (ДЭ). Действительно периоды микроструктур ДЛ на краю апертуры близки к длине волны используемого излучения и в ВУФ-области это допускает изготовление лишь бинарной структуры с ДЭ≤40%.

С целью коррекции хроматических аберраций, а также придания механической стабильности дифракционным оптическим элементам, в схему чисто дифракционного объектива были введены асферические подложки. Придание подложкам небольшой оптической силы позволило снизить не только хроматизм системы, но и пространственную частоту микроструктур ДЛ. Один из фотолитографических объективов с такими подложками был рассчитан, в частности, на излучение ArF-эксимерного лазера с центральной длиной волны квазимонохроматической линии gif" name="object1" align=absmiddle width=18 height=18>=193 нм и увеличение V= -0,2 [1]. Максимальная пространственная частота микроструктур ДЛ объектива составила Λmax=1131 мм-1, а интенсивность Штреля более 0,99 по всему полю изображения 2y' = 24 мм при допустимой ширине квазимонохроматической линии используемого излучения Δλ=±0,4 пм.

Однако значения пространственных частот дифракционных микроструктур рассчитанного фотолитографического объектива не позволяют изготавливать ДЛ с высокой ДЭ. Поэтому для дальнейшего снижения пространственной частоты микроструктур требовалось уменьшить оптические силы высокочастотных ДЛ. Это достигалось включением в схему асферической рефракционной линзы (РЛ) изготовленной из того же материала, что и подложки. Оптическая сила, а также место расположения этой РЛ ограничивались с тем, чтобы вносимые ею полевые аберрации были минимальны. В итоге, пространственную частоту микроструктур всех ДЛ удалось снизить до значений Λ(ρ)≤ 795 мм-1 сохранив поле высококачественного изображения 2y' = 24 мм при допустимой ширине квазимонохроматической линии используемого излучения Δλ=±0,4 пм.

На заключительном этапе снижения пространственной частоты микроструктур ДЛ требовалось перейти на второй порядок дифракции. В результате пространственная частота микроструктур всех ДЛ снизилась до значений Λ(ρ)≤320 мм-1. При этом в пределах поля 2y' = 24 мм при допустимой ширине квазимонохроматической линии используемого излучения Δλ=±0,4 пм интенсивность Штреля не ниже 0,99, что свидетельствует о дифракционно-ограниченном качестве получаемого изображения.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках ФЦП “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России” на 2009–2013 годы (Госконтракт 16.740.11.0145).
Список литературы

  1. G. I. Greisukh, E. G. Ezhov, I. A. Levin, S. A. Stepanov Design of the double-telecentric high-aperture diffractive-refractive objectives // Applied Optics. 2011. Vol. 50, №19. P. 3254-3258.

Похожие:

Возможности дифракционно-рефракционных оптических систем вакуумного ультрафиолетового диапазона iconМетоды коррекции хроматизма изображающих систем оптического диапазона
Исследованы возможности использования оптических пластмасс при расчете дифракционно-рефракционного корректора (дрк), предназначенного...
Возможности дифракционно-рефракционных оптических систем вакуумного ультрафиолетового диапазона iconАкустооптические спектрометры видимого и уф диапазона (уф-в-аос)
Семейство акустооптических спектрометров уф-в-аос включает портативные и настольные приборы для измерений спектральных характеристик...
Возможности дифракционно-рефракционных оптических систем вакуумного ультрафиолетового диапазона iconАннотация примерной программы дисциплины
Целью данного курса является изучение, современных тенденций развития оптических линий связи, теории направляющих оптических сред,...
Возможности дифракционно-рефракционных оптических систем вакуумного ультрафиолетового диапазона iconКолосов Максим Вячеславович Применение спектроскопии вакуумного ультрафиолетового излучения для исследования поверхностной плазмы на установке гол 3
На установке гол-3 проводятся эксперименты по изучению взаимодействия плазмы с поверхностью. Цель этих экспериментов – выбор оптимальных...
Возможности дифракционно-рефракционных оптических систем вакуумного ультрафиолетового диапазона iconЭлиминация болезнетворных микроорганизмов воде закрытых систем возделывания культур путем ультрафиолетового излучения

Возможности дифракционно-рефракционных оптических систем вакуумного ультрафиолетового диапазона iconСтруктурно-устойчивые параксиальные гауссовы пучки в оптических системах первого порядка
На основе полученных закономерностей предложен быстрый способ вычисления преобразования произвольного параксиального светового поля...
Возможности дифракционно-рефракционных оптических систем вакуумного ультрафиолетового диапазона iconТребования к параметрам интерфейсов электронно-оптических преобразователей для систем передачи с частотным разделением каналов
Требования к параметрам интерфейсов электронно-оптических преобразователей для систем передачи с частотным разделением каналов приведены...
Возможности дифракционно-рефракционных оптических систем вакуумного ультрафиолетового диапазона iconРекомендация мсэ-r m. 1452-1 (10/2009)
Системы радиосвязи диапазона миллиметровых волн для применений интеллектуальных транспортных систем
Возможности дифракционно-рефракционных оптических систем вакуумного ультрафиолетового диапазона iconМетоды прогнозирования, требуемые для разработки наземных оптических линий для связи в свободном пространстве
Данная новая Рекомендация содержит методы прогнозирования распространения для целей планирования наземных оптических систем для связи...
Возможности дифракционно-рефракционных оптических систем вакуумного ультрафиолетового диапазона iconЧисленное моделирование движения электронов в электрическом поле аксиально-симметричных электронно-оптических систем

Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org