Устройство для фокусировки Советский патент 1981 года по МПК G03B3/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ

I

Изобретение относится к проекционной фотолитографии и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Известно устройство для фокусировки в котором для формирования разностного сигнала дефокусировки используется плоскопараллельная пластина из одноосного кристалла с оптической осью, лежащей в плоскости пластины, создающая два изображения щтрихового растра, сдвинутые по глубине. Вторая плоскопараллельная пластина из одноосного .кристалла с оптической осью, не лежащей в плоскости пластины, разводит два изображения в поперечном йаправлении, которые попадают на площадки сдвоенного фотоприемника 1.

Недостатком данного устройства являет.ся то, что сигнал дефокусировки постоянного тока обуславливает ошибки фокусировки, связанные с дрейфом нуля усилителей, неодинаковой чувствительностью площадок фотоприемника и т. д.

Известно устройство Для фокуч:ировки, содержащее последовательно расположенные в основном .световом канале нсточник линейно-поляризованного света, переключатель поляризации, штриховой предметный растр, светоделитель, объектив и расположенные в ходе лучей, отраженных от светоделителя; плоскопараллельную пластину из одноосного кристалла и фотоприемник, в котором изображение растрй формируется объективом вблизи поверхности кремниевой пластины (или фотопластины). Автоколлимационное изображение растра в обратном ходе лучей, отраженных от кремниевой пластины, строится вблизи растра. Количество света, пропущенное растром на фотоприемник, определяется степенью дефокусировки 2.

Основным недостатком данного устройства является поляризующая способность преломляющих и отражающих оптических )5 элементов при наклонном падении лучей на поверхность и наличие микроструктуры («спекл зернистость, пятнистоть) в изображении при работе с когерентными источниками света, что вызывает неконтролируемую случайную ошибку фокусировки.

Цель изобретения - повышение точности фокусировки.

Указанная цель достигается ,тем, что, в устройство для фокусировки, содержащее

последовательно расположенные в основном световом канале источник линейно-поляризованного света, переключатель поляризации, штриховой предметный растр, светоделитель, объектив и расположенные в ходе лучей, отраженных от светоделителя, плоскопараллельную пластину из одноосного кристалла и фотоприемник, введены анализирующий растр и две фазовые четвертьволновые пластины, причем одна.фа,зовая четвертьволновая пластина расположена в основном световом канале между штриховым предметным растром и светоделителем, вторая фазовая четвертьволновая пластина находится в ходе лучей отраженных от светоделителя между светоделителем и плоскопараллельной плacfинoй из одноосного кристалла, а анализирующий растр поставлен перед фотоприемником.

На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - таблица состояний электрического вектора в различных точках схемы и ориентации оп тических осей основных элементов схем. Устройство для фокусировки содержит источник I линейно-поляризованного света, переключатель 2 поляризации, предметный растр 3, фазовую четвертьволновую пластину 4, светоделитель 5, объектив 6, кремниевую пластину 7, фазовую четвертьволновую пластину 8, плоскопараллельную пластину 9 из одноосного кристалла, анализирующий растр 10 и фотоприемник 11. Устройство работает следующим образом.

Свет от источника линейно-поляризованного света I после прохождения переключателя 2 поляризации сохраняет направление EI электрического вектора при выключенном состоянии переключателя 2 поляризациии изменяет его на ортогональное EZ при включенном. Ориентация щтрихов а предметного растра 3 показана на фиг. 2. Первая четвертьволновая пластина 4 изменяет линейные состояния поляризации света на правую и левую циркулярные. Объектив 6 формирует неподвижное изображение предметного растра 3 вблизи поверхности кремниевой пластины 7. Изображения растра 3 при работе переключателя поляризации отличаются только направлением вращения электрического вектора, полностью совпадая по всем остальным параметрам. Отразившись от пластины 7, пройдя объектив 6 и отразившись от светоделителя 5, свет попадает на вторую четвертьволновую пластину 8, которая преобразует правую и левую циркулярные поляризации в линейные ортогональные. При этом через пластину 9 распространяется либо О, либо Е волна, так что оптический путь определяется показателями преломления соответственно По и п. Изображения Jj и J предметного растра 3 строятся на равных расстояниях по оси Z вблизи

анализирующего растра 10 при сфокусированном положении кремниевой пластины 7 и на разных расстояниях в общем случае. Таким образом, фотоприемник 11 вырабатывает разностный сигнал фокусировки.

Взаимная ориентировка группы элементов 1, 2, 3 и 4 относительно группы элементов 8, 9 и 10 может быть любой, важна только взаимная ориентировка элементов внутри групп.

Для упрощения на фиг.. 1 не показано, как изменяется состояние поляризации после прохождения элементов 5, 6 и 7 в прямом и обратном ходе лучей. Каждый из указанных элементов превращ,ает циркуляно поляризованный свет в эллиптически поляризованный, так что отношение большой и малой осей эллипса изменяется без изменения его ориентации, а после отражения от пластины 7 может изменяться и ориентация эллипса в пространстве. Следовательно, на четвертьволновую пластину 8 приходит эллиптически поляризованный свет с противоположными направления-ми вращения электрического вектора, но что самое главное - с одинаковыми интенсивностями для разных состояний переключателя 2 поляризации, что устраняет случайную ошибку нуля фокусировки. Влияние спекл-структуры устраняется тем, что плоско-параллельная пластина из одноосного кристалла 9 расположена в выходном плече устройства фокусировки так, что изображение предметного растра .3 на кремниевой пластине 7 для одного состояния переключателя 2 поляризации неподвижно относительно изображения для другого состояния переключателя 2 поляризации, отличаясь только направлением вращения

электрического вектора.

Таким образом, предлагаемое устройство сохраняя высокое быстродействие, высокую аппаратурную точность и простоту конструк ции, позволяет избавиться от случайной

ошибки измерений, что позволяет значительно повысить точность фокусировки.

Формула изобретения

5 Устройство для фокусировки, содержащее последовательно расположенные в основном световом канале источник линейнополяризованного света, переключатель поляризации, штриховой предметный растр, светоделитель, объектив и расположенные в ходе лучей, отраженных от светоделителя плоскопараллельную пластину из одноосного кристалла и фотоприемник, оглычающееся тем, что, с целью повышения точности фокусировки, оно дополнительно снабжено анализирующим растром и двумя фазовыми четвертьволновыми пластинами, причем, одна фааовая четвертьволновая пластина расположена в основном световом канале между штриховым предметным растром 58 Н светоделителем, вторая фазовая четвертьволновая пластина расположена в ходе лучей, отраженных от светоделителя между светоделителем и плоскопараллельной пластиной из одноосного кристалла, а анализирующий растр расположен перед фотоприемником. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 712794, кл. G 03 В 3/00, 17.08.78. 2.Авторское свидетельство СССР по зае № 2787158/10, кл. G 03 В 3/00, 28.06.79 ототип). По/1Яриза Источник ционнти перкклю сВета 40 тел ь iioSpa eIflocKona, Huf пред ельиця мо{ етногатина из Ющии ростра JS 30 одноосного растр. Hf ока fluкристапа