[发明专利]用于场成像和/或光瞳成像的光学系统

说明书

一种用于场成像和/或光瞳成像的光学系统(10)包括光轴(16；46)、光阑平面(18；38)以及像平面(20；40)。该光学系统包括透镜系统(11；37)，该透镜系统具有三个透镜组(14a，b，c；42a，b，c)，每个透镜组具有至少一个透镜，这些透镜组被安排成在该光阑平面(18；38)与该像平面(20；40)之间沿着该光轴(16；46)是彼此间隔开的，其中，这三个透镜组(14a，b，c；42a，b，c)具有第一透镜材料和/或与该第一透镜材料不同的第二透镜材料。该透镜元件系统(11；37)被进一步设计为傅里叶光学单元(12；36)，该傅里叶光学单元另外包括进一步透镜组(14d；42d)，该进一步透镜组被安排成在该光阑平面(18；38)与该像平面(20；40)之间沿着该光轴(16；46)与这三个透镜组(14a，b，c；42a，b，c)彼此间隔开并且具有至少一个透镜，该进一步透镜组包括该第一透镜材料和/或该第二透镜材料，其中，该傅里叶光学单元(12；36)的这四个透镜组(14a，c；42b，d)中的两个被设计为与该场成像和/或该光瞳成像的纵向色差有关的第一和第二颜色欠校正透镜组，其中，该傅里叶光学单元(12；36)的这四个透镜组(14b，d；42a，c)中的另外两个被设计为第一和第二颜色过校正透镜组，其中，该傅里叶光学单元(12；36)具有颜色欠校正透镜元件组和颜色过校正透镜元件组在各自情况下的交替序列。

本申请要求于2015年9月24日提交的德国专利申请号10 2015 218 328.9的优先权，其全部内容通过直接援引并入本申请的说明书中。

本发明涉及一种用于场成像和/或光瞳成像的光学系统，该光学系统具有光轴、光阑平面以及像平面，该光学系统具有透镜元件系统，该透镜元件系统具有三个透镜元件组，每个透镜元件组具有至少一个透镜元件，所述透镜元件组被安排成在该光阑平面与该像平面之间沿着该光轴是彼此间隔开的，其中，这三个透镜元件组具有第一透镜元件材料和/或与该第一透镜元件材料不同的第二透镜元件材料。

从WO 2006/091181 A1中已知这样的光学系统。

通过举例的方式，该光学系统用于光学成像、特别是场成像和/或光瞳成像，这在显微镜学和显微光刻法中起着重要作用。显微装置或显微光刻装置的光学特性主要取决于其中存在的光学系统的光学成像的质量。

用于光学成像的典型光学系统通常具有由至少一种透光材料组成的至少一个光学元件。此材料具有取决于入射到光学元件上的光的波长的折射率。这种折射率的波长依赖性(也被称为色散)导致屈光光学元件、例如具有关于特定波长的特征焦点位置的光学透镜元件中色差。色差应理解为可以追溯到透镜元件的波长依赖的屈光力的光学像差。光学透镜元件的焦点位置的波长依赖性是由于不同波长或颜色的光被光学透镜元件不同程度地折射而产生的。在摄影中，录制中出现绿色和红色颜色条纹，特别是在明/暗过渡处，该颜色条纹被称为横向色差，图像另外出现在焦点外，这被称为纵向色差。

这些色差可以进一步细分为所谓的主像差和次像差。如果像差仅涉及在两个不同波长的情况下的成像差异，则它是主要像差，而与多于两个波长有关的像差是次像差。

为了抵消色差，使用消色差透镜以获得针对不同波长的相同焦点位置。然而，使用由两种不同材料制成的简单消色差透镜，通常只能获得针对两个波长的相同焦点位置。在此，主纵向色差和主横向色差可以通过此消色差透镜来校正。然而，取决于所采用的材料的色散性质，位于这两个波长之间的波长的焦点或多或少偏离此焦点位置。在显微镜学或显微光刻法的需求非常高的情况下，尤其还需要校正次纵向色差(也称为次光谱)。

目前，次光谱可以通过复消色差透镜元件来最小化，并且必须熟练地选择透镜元件材料、特别是那些具有异常局部色散的材料。局部色散应理解为一种透镜元件材料相对于两个不同波长对的折射率之间的差异的比率，其中不同的透镜元件材料具有不同的局部色散特性。然而，此选项并不存在于UV范围内，其中只有很少的光学材料可用。因此，US5754340提出通过由石英玻璃和/或氟化钙制成的透镜元件与衍射光学元件的组合来减少次光谱，从而构成了非常复杂的解决方案。