Устройство для фокусировки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 885960(23) Приоритет -т.т 03 В 3/00 Государственный комитет Опубликовано 30;11.81. Бюллетень44Дата опубликования описания 05.12.81по делам иэооретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОКУСИРОВКИИзобретение 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 штрихового растра, сдвинутые по глубине. Вторая плоскопараллельная пластина из одноосного .кристалла с опти- ческой осью, не лежащей в плоскости пластины, разводит два изображения в поперечном направлении, которые попадают на площадки сдвоенного фотоприемни ка 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.Известноустройство для фокусировки, со держащее последовательно расположенные в основном, световом канале источник линейно-поляризованного света, переключа 2тель поляризации, штриховой предметныйрастр, светоделитель, объектив и расположенные в ходе лучей, отраженных от светоделителя; плоскопараллельную пластину изодноосного кристалла и фотоприемник, вкотором изображение растра фоомируетсяобъективом вблизи поверхности кремниевойпластины (или фотоггластины). Автоколлимационное изображение растра в обратномходе лучей, отраженных от кремниевойпластины; строится вблизи растра. Количество света, пропущенное растром на фотоприемник, определяется степенью дефокусировки 21,Основным недостатком данного устройства является поляризующая способностьпреломляющих и отражающих оптическихэлементов при наклонном падении лучейиа поверхность и наличие микроструктуры(спекл зернистость; пятнистоть) в йзображении при работе с когерентными источниками света, что вызывает неконтролируе.мую случайную ошибку фокусировки.Цель изобретения - повышение точности фокусировки.Указанная цель достигается тем, что,в устройство для фокусировки, содержащееформула изобретекия 45 50 5 последовательно расположенные в основном световом канале источник линейно-по. ляриэованного 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 свето- делителем, вторая фазовая четвертьволновая пластина находится в ходе лучей отраженных от светоделителя между свето- делителем и плоскопараллельной пластиной 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 1 линейно-поляризованного света, переключатель 2 поляризации, предметный растр 3, фазовую четвертьволновую пластину 4, светоделитель 5, объектив 6, кремниевую пластину 7, фазовую четверть- волновую пластину 8, плоскопараллельную пластину 9 из одноосного кристалла, анализирующий растр 10 и фотоприемник 1.Устройство работает следующим образом.Свет от источника линейно-поляризованного света 1 после прохождения переключателя 2 поляризации сохраняет направление Е, электрического вектора при выключенном состоянии переключателя 2 поляризации "и изменяет его на ортогональное Ер при включенном. Ориентация штрихов 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 . Изображения растра 3 при работе переключателя поляризации отличаются только на.- правлением 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 п 0 и п. Изображения 1 и 4 предметного растра 3 строятся на равных расстояниях по оси 2 вблизи 5 10 15 20 25 30 35 40 анализирующего растра 10 при сфокусированном положении кремниевой пластины 7 и на разных расстояниях в общем случае. Таким образом, фотоприемник 11 вырабать 1 вает 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 укаэанных элементов превращает циркуля- но 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 направлениьми 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 поврсить точность фокусировки. Устройство для фокусировки, содержащее последовательно расположенные в основном световом канале источник линейнополяризоваяного света, переключатель поляризации, штриховой предметный растр, светоделитель, объектив и расположенные в ходе лучей, отраженных от светоделителя плоскопараллельную пластину из одноосного кристалла и фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью повьпцения точности фокусировки, оно дополнительно снабжено анализирующим растром и двумя фазовыми четвертьволновыми пластинами, причем, одна фазовая четвертьволновая пластина расположена в основном световом канале между штриховым предметным растромРиг.1 7 Составитель Техред А. Бо Тираж 509 ПИ Государственного делам нзобретеннй Москва, Ж - 35, Рау П Патент, г. Ужгоор В. Снннцк 8353 н светоделителем, вторая фазовая четверть- волновая пластина расположена в ходе лучей, отраженных от светоделителя между светоделителем и плоскопараллельной пластиной из одноосного кристалла, а анализируюший растр расположен перед фотоприемником,дактор И. Тыкейк аз 10540/68ВНИИп113035,Филиал ПП 606Источники информации,принятые во внимание при экспертизе . Авторское свидетельство СССР712794, кл. б 03 В 3/00, 17,08,78.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2787158/О, кл. б 03 В 3/00, 28.06.79 (прототип) . В. Панфиловакас КоррекПодпнскомитета СССРн от крытнйшская наб д 4/род, ул. Проектна