[发明专利]一种光学准直系统

说明书

本发明实施例公开了一种光学准直系统，用于对预设数值孔径和预设波长的光束进行准直操作，包括依次位于物面一侧的第一平凸透镜、第一弯月形凸透镜、第二弯月形凸透镜、第三弯月形凸透镜和第一双凸透镜；所述第一平凸透镜的光焦度为D1，所述第一弯月形凸透镜的光焦度为D2，所述第二弯月形凸透镜的光焦度为D3，所述第三弯月形凸透镜的光焦度为D4，所述第一双凸透镜的光焦度为D5；其中，D10，D20，D30，D40，D50，且min{D3，D4，D5}≤D1/10.5≤max{D3，D4，D5}；min{D3，D4，D5}表示D3、D4和D5中的最小值，max{D3，D4，D5}表示D3、D4和D5中的最大值。合理设置物面与像面之间各凸透镜的形状和光焦度，保证光学准直系统对预设数值孔径和预设波长的光束的准直效果好。

技术领域

本发明实施例涉及光学设置技术领域，尤其涉及一种光学准直系统。

背景技术

光学光刻是光刻机用光学投影曝光的方法将掩模板上的电路器件结构图形刻蚀到硅片上的过程。光刻机主要由曝光光源、照明系统、掩模、光刻投影物镜以及硅片工件台五部分组成。为获取更高的光刻分辨率，要求曝光光源出射光的波长向深紫外甚至是极紫外波段发展，同时也要求光刻投影物镜需要具有高的数值孔径。因此，需要开发针对于深紫外入射光、高数值孔径投影光刻物镜的像差检测技术。

在投影物镜的偏振像差测试中，位于投影物镜像面的传感器模块起检验偏振态的作用。从投影物镜像面出射的光线具有高数值孔径，而偏振像差传感器中的偏振元件只有在平行光或小角度偏离平行的类平行光的条件下才能正常工作，因此需要一个光学元件能将发散光汇聚为平行光。

现有技术中的准直镜通常可以对数值孔径较小的可见光进行汇聚，但无法将高数值孔径的深紫外入射光汇聚为平行光。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种光学准直系统，以解决现有技术中无法将高数值孔径的深紫外入射光汇聚为平行光的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种光学准直系统，用于对预设数值孔径和预设波长的光束进行准直操作，包括依次位于物面一侧的第一平凸透镜、第一弯月形凸透镜、第二弯月形凸透镜、第三弯月形凸透镜和第一双凸透镜；

所述第一平凸透镜的光焦度为D1，所述第一弯月形凸透镜的光焦度为D2，所述第二弯月形凸透镜的光焦度为D3，所述第三弯月形凸透镜的光焦度为D4，所述第一双凸透镜的光焦度为D5；

其中，D10，D20，D30，D40，D50，且min{D3，D4，D5}≤D1/10.5≤max{D3，D4，D5}；min{D3，D4，D5}表示D3、D4和D5中的最小值，max{D3，D4，D5}表示D3、D4和D5中的最大值。

可选的，所述第一双凸透镜的光焦度D5与所述第三弯月形凸透镜的光焦度D4之间的差值满足第一预设条件；所述第三弯月形凸透镜的光焦度D4与所述第二弯月形凸透镜的光焦度D3之间的差值满足第二预设条件。

可选的，所述第一平凸透镜包括靠近所述物面一侧的第一表面和远离所述物面一侧的第二表面，所述第一弯月形凸透镜包括靠近所述物面一侧的第三表面和远离所述物面一侧的第四表面，所述第二弯月形凸透镜包括靠近所述物面一侧的第五表面和远离所述物面一侧的第六表面，所述第三弯月形凸透镜包括靠近所述物面一侧的第七表面和远离所述物面一侧的第八表面，所述第一双凸透镜包括靠近所述物面一侧的第九表面和远离所述物面一侧的第十表面；

其中，所述第一表面为平面；所述第二表面为超半球面，且所述第二表面为齐明面，超半球面包括半球面以及所述半球面的两个端点在光轴方向上延伸预设距离形成的外表面；所述第三表面、所述第四表面、所述第五表面、所述第六表面、所述第七表面、所述第八表面、所述第九表面和所述第十表面为球面，且所述第五表面为齐明面，所述第十表面为所述光学准直系统的光阑面。