DOI: 10.17586/2226-1494-2017-17-2-234-241


УДК 535.317

МЕТОД ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ОБЪЕКТИВОВ ПО ЧАСТЯМ

Зорич Н. Д., Лившиц И. Л., Окишев С. Г., Сомова Е. А., Анитропов Р. В., Летуновская М. В.


Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Зорич Н.Д., Лившиц И.Л., Окишев С.Г., Сомова Е.A., Анитропов Р.В., Летуновская М.В. Метод проектирования сложных объективов по частям // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 2. С. 234–241. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-2-234-241

Аннотация

Представлен метод проектирования ультрафиолетового объектива для оптической литографии. Подход к проектированию подобного объектива заключается в разделении сложного объектива на два более простых. У первого, фронтального объекта предмет расположен на конечном расстоянии, а изображение – в бесконечности. Вторая (приемная) часть литографического объектива представляет собой обычный фотообъектив. Простые объективы рассчитываются отдельно, а затем объединяются в один сложный объектив с последующей «сквозной» оптимизацией параметров. Стыковка двух частей литографического объектива выполняется в плоскости апертурной диафрагмы. Оба объектива проектируются по схеме с вынесенным входным зрачком. При выборе исходных оптических систем простых объективов использована программа с элементами искусственного интеллекта SYNOPSYS, OSD. Предложенный метод описывает шаги получения желаемой исходной оптической схемы и решает проблемы оптимизации системы с высокой апертурой. Продемонстрирован пример расчета литографического би-телецентрического объектива. Объектив оптимизирован как дифракционно-ограниченная система для спектрального диапазона 362–368 нм с основной длиной волны 365 нм. Число Штреля на основной длине волны 365 нм на краю поля 0,989. Объектив имеет длину 630 мм, состоит из 18 линз с 4 асферическими поверхностями, увеличение 0,2, дисторсия менее 1%. Размер изображения составляет 22×22 мм2. Для положительных линз использованы стекла S-FPL53, S-FPL51Y, BAL15Y, а для отрицательных линз – PBM2Y, PBL25Y. Расчетное значение коэффициента пропускания при наличии просветляющего покрытия 43%.


Ключевые слова: литография, проектирование оптических систем, сложные объективы, ультрафиолетовое излучение, искусственный интеллект, исходная оптическая схема

Благодарности. Работа выполнена при поддержке People Programme (Marie Curie Actions) Седьмой рамочной программы Европейского Союза (FP7/2007-2013), грант REA, соглашение № PITN-GA-2013-608082 «ADOPSYS». Авторы выражают благодарность мистеру Дональду Дилворсу, президенту компании SYNOPSYS, OSD за ценные советы и многочис-ленные консультации.

Список литературы
 1.          Zoric N., Livshits I., Dilworth D., Okishev S. Design of an ultraviolet projection lens by using a global search algorithm and computer optimization // Advanced Optical Technologies. 2016. V. 6. N 1. P. 31–38. doi: 10.1515/aot-2016-0058
2.          Livshits I. L., Sal'nikov A.V., Cho U. Choosing the starting system for designing objectives // Journal of Optical Technology. 2007. V. 74. N 11. P. 783–786.
3.          Harriott L.R. Limits of lithography // Proceedings of the IEEE. 2001. V. 89. N 3. P. 366–374. doi: 10.1109/5.915379
4.          Shafer D.R. Doing more with less // Proceedings of SPIE. 1995. V. 2537. P. 2–12.
5.          Русинов М.М. Композиция оптических систем. Л.: Машиностроение, 1989. 383 с.
6.          Rothschild M. Projection optical lithography // Materials Today. 2005. V. 8. N 2. P. 18–24. doi: 10.1016/S1369-7021(05)00698-X
7.          Levinson H.J. Principles of Lithography. 2nd ed. Bellingham: SPIE Press, 2005. 438 p.
8.          Livshits I.L., Zoric N. A concept of ultraviolet lithography system and design of its rear part using artificial intelligence for starting design // Proc. 4th Int. Conf. on Photonics, Optics and Laser Technology. Rome, Italy, 2016. P. 82–86.
9.          SYNOPSYS™ Optical Systems Design, Inc.
10.       Zemax OpticStudio_14.1 SP1. Radiant Zemax LLC, 2015.
11.       Dilworth D.C., Shafer D. Man versus machine: a lens design challenge // Proceedings of SPIE. 2013. V. 8841. Art. 88410G. doi: 10.1117/12.2022871
12.       Bociort F., van Turnhout M. Saddle points reveal essential properties of the merit-function landscape // SPIE Newsroom. 2008. doi: 10.1117/2.1200811.1352
13.       Cagan J., Grossman I.E., Hooker J.N. A conceptual framework for combining artificial intelligence and optimization in engineering design // Research in Engineering Design - Theory, Applications, and Concurrent Engineering. 1997. V. 9. N 1. P. 20–34.
14.       Bentley J.L., Olson C., Youngworth R.N. In the era of global optimization, the understanding of aberrations remains the key to designing superior optical systems // Proceedings of SPIE. 2010. V. 7849. Art. 78490C. doi: 10.1117/12.871720
15.       Livshits I.L., Bronchtein I.G., Vasiliev V.N. Information technologies in CAD system for lens design // Proceedings of SPIE. 2009. V. 7506. Art. 75060C. doi: 10.1117/12.837544
16.       Thibault S., Gauvin J., Doucet M., Wang M. Enhanced optical design by distortion control // Proceedings of SPIE. 2005. V. 5962. N 2. Art. 596211. doi: 10.1117/12.625151
17.       Mack C. Fundamental Principles of Optical Lithography: The Science of Microfabrication. NY: Wiley, 2007. 534 p.
18.       Born M., Wolf E. Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light. 7th ed. Cambridge University Press, 1999. 952 p.
Информация 2001-2017 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика