DE2304397B2

DE2304397B2 - Reproobjektiv mit symmetrischem Aufbau für Abbildungen im Maßstab 1:1

Info

Publication number: DE2304397B2
Application number: DE2304397A
Authority: DE
Inventors: Ichiro Yokohama Kanagawa Kano
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1972-01-31
Filing date: 1973-01-30
Publication date: 1981-03-26
Also published as: JPS4880037A; DE2304397A1; US3860327A; DE2304397C3; JPS5542723B2; GB1377937A

Description

N ve. 15 η η:

die Brennweile einer jeden Hälfte des ganzen Objektivs in Luft gemessen, wenn das Objektiv mittig in zwei Blöcke A, A unterteilt wild

die Brennweitender Linsen I, II, III bzw. IV
die axiale Dicke der Linse V
den Krümmungsradius der elften Oberfläche gezählt von der äußersten Fläche nach innen den Krümmungsradius der zwölften Oberfläche gezählt von der äußersten Fläche nach innen

den Brechungsindex des äußeren Linsenelememes der Linse V

den Brechungsindex des inneren Linsenelementes der Linse V.

Die Erfindung betrifft ein Reproobjektiv gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs, wie es aus der DE-OS 19 60 502 bekannt ist Ein solches Objektiv soll sich für die Erzeugung von Abbildungen im Maßstab 1 :1 beim Kopieren oder bei der Abbildung von Photomasken auf Halbleiterscheiben bei der Herstellung von integrierten Schaltungen eignen. Solche Objektive müssen über dem ganzen Bildfeld ein hohes Auflösungsvermögen haben. Daher müssen sie hinsichtlich sphärischer Aberration, auch der schiefen, sphärischen Aberration, Koma, Astigmatismus, Bildfeldwölbung und Verzeichnung in hohem Maße korrigiert sein. Die Linsenelemente eines Objektivs mit Abbildungsmaßstab 1 :1 hat man bisher so angeordnet, daß eine automatische Korrektur von Koma und Verzeichnung bewirkt wurde, was vorliegend ebenfalls ausgenutzt wird. Die problematischen Abbildungsfehler sind deshalb die sphärische Aberration, auch die schiefe sphärische Aberration, der Astigmatismus und die Bildfeldwölbung. Gewöhnlich ist eine gleichzeitige hochgradige Korrektur dieser Abbildungsfehler, insbesondere der schiefen sphärischen Aberration und der Bifdfeldwölbung, in einem Objektiv mit symmetrischem Aufbau schwierig zu erreichen.

Es sei noch erwähnt, daß aus der DE-AS 10 71 977 ein photographisches Objektiv bekannt ist, das einen nahezu symmetrischen Aufbau aufweist und bei dem die inneren Linsenglieder ähnlich angeordnet sind wie beim erfindungsgemäßen Reproobjektiv.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Reproobjektiv der vorausgesetzten Art weitestgehend die schiefe sphärische Aberration zu beseitigen und die Bildfeldwölbung zu korrigieren.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Das erfindungsgemäße Reproobjektiv erfüllt die folgenden Bedingungen:

(1) 0.5f < f,\ < 0.9/"

(2) O.\f < dv < 0.3f

(3) 0 < |r„|/|ri₂| < 0.2

(4) 0.3 < /"(l//i+l//ii) < 0.6

(5) 0.4 < /X/i,, < 0,7

(6) 0.7 < /7/iv < 0.9

(7) O.0J < Hi₇-/V,- <- 0.2

Dabei bedeuten

/. die Brcniiwc'te des gesamten Linsensystems

b/w.des ()bjcknvs

Es wird nun auf die vorstehenden Bedingungen näher eingegangen.

Die Beziehung 1 ist die Grundbeziehung, durch die die Gesamtlänge des Objektivs längs der optischen Achse, der Abstand zwischen dem Objektiv u>j der Bildebene bzw. der Arbeitsabstand und der Korrektui-zustand der Abbildungsfehler in geeigneter Beziehung zwischen ihnen eingestellt werden. Wenn f.\ unter die untere Grenze verkleinert wird, wird die Gesamtlänge des Objektiv-; längs der optischen Achse zu groß und der Arbeitsabstand zu klein, so daß Zustände unter der unteren Grenze unter dem Gesichtspunkt unerwünscht sind, daß das Objektiv klein gebaut und ein ausreichender Arbeitsabstand sichergestellt werden soll. Wenn f.\ die obere Grenze überschreitet, ist eine hochgradige Korrektur der Bildfeldwölbung und der schiefen sphärischen Aberration nicht möglich.

Die Bedingungen 4, 5 und 6 gelten jeweils für eine hochgradige Korrektur der sphärischen Aberration. Wenn eine der drei Bedingungen nicht erfüllt ist. verliert die Anordnung hinsichtlich des positiven Brechungsvermögens ihr Gleichgewicht, so daß die sphärische Aberration, die in einer Linse mit einer üesoi«ders großen Brechkraft auftritt, in den anderen Teilen nicht kompensiert werden kann.

Die Bedingung 2 gilt für eine geeignete Korrektur der Bildfeldwöibung und der schiefen sphärischen Aberra-

A-, tion. Unterhalb der unteren Grenze kommt man zu einer Unterkorreklur der Bildfeldwölbung, während sich oberhalb der oberen Grenze d'e Neigung zur Überkorrektur der schiefen sphärischen Aberration verstärkt.

.ο Die Bedingung 3 steht ebenfalls für die geeignete Korrktur der Bildfeldwölbung und der schiefen sphärischen Aberration. Unterhalb der unteren Grenze verstärkt sich die Neigung zur Überkorrektur der schiefen sphärischen Aberration, während sich unter-

>5 halb dt,· unteren Grenze eine Untcrkorrcktur der Bildfeldwölbung ergibt.

Die Bedingung 7 steht für einen geeigneten Ausgleich der sphärischen Aberration, auch der schiefen sphärischen Aberration, und der Bildfeldwölbung. Unterhalb

w) der unteren Grenz; ist eine hochgradige Korrektur der sphärischen Aberration unmöglich und verstärkt sich die Neigung für die Überkorrektur der schiefen sphärischen Aberration, während man oberhalb der oberen Grcii/c zu einer I JnterkonvktMr der Bildfeld-

h'· wölbung kommt.

Im nachstehenden S'nd die Konstruktionsdaien für ein erfindungsgemäßes Reproobiektiv aufgeführt. Dabei sind

r: der Krümmungsradius der aufeinanderfolgenden Brcchiingsoberflächen der Linsen

d: die axiale Dicke des l.uftabsiandes der aufeinanderfolgenden Linsen

n: der Brechungsindex für die ^-l.inie der aufeinanderfolgenden Linsen

ι: die Abbcschc Zahl der Gliiser der aufeinanderfolgen den linsen.

Dabei gill für das ganze System: f- 1.0000. Blenden ■ zahl = 3.6.

III

IV

Vl

IV '

III

ii !

r- = —

	(/,	0.0290
(1.8524
	*il·*	0.0344
0.8053
	*ll.*	0.0755
1.4TM
	<h	0.(1007
I.7P3
	*ll.*	0.0523
	.1	i 1 ί\»Μ\Ί
0.6165
	ll	0.1045
2.2343
	iL	0.0007
	*ll.*	0.1181
0.843"
	*ti,*	0.0683
0.2664
	*ll,.*	0.0862
2.0029
	*il-.*	0.01 16
4.7976
	*ll .*	0.0464
4.7976
	*il-*	0.01 16
2.002')
		(1.0862
	</,.	11.0683
0.8437
	d,	O.I ISl
	ti.	0.0007
2.2343
	ll	0.1045
0.6165
	il, =	0.0007
6.0808
	il. -	0.0523
1.7 i 73
	<h =	0.0007
1.4731
	cl-. =	0.0755
0.8053
	'h =	0.0344
0.8524
	*'h =*	0.0290
4.6290

», 1.62382

/;. 1.693 I -¹

ii. 1.693 1 2

/ι, 1.693 1 2

ii. 1.52621

ii,. 1.65742

ii 1.66373

/ι, 1.6638Ι

ir I.66373

ii,. 1.65742

ii. 1.52621

η-, Ι.693Ι2

ii: - 1.69312

H. = 1.69312

/ι, = 1.62382

38.0

v. 64.1

ι;. 44.')

ι- 34.6

ι; 53.0

r 34.(>

r, 44.9

ν. 64.1

r_; - 55.3

ν-, ■-- 55.3

γ. = 55.3

ν, = 38.0

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert; es zeigt

Fi g. i schematisch die Anordnung der Linsen eines erfindungsgemäßen Reproobjektivs. wobei auf die bi einzelnen Bezugsgroßen bereits im vorstehenden eingegangen ist.

Fig. 2 in Diagrammen die Abbildungsfehler des Reproobjektivs von Fig. 1. Man sieht, daß jeder

7 8 I

Abbildungsfehler hervorragend korrigiert wird. Ea tritt Bildliche in mm. g„, bedeutet die Aberration in äj

keine Verzeichnung auf. da die Linsenanordnung Meridionalrichtiing bezüglich der ^-Linie, ß-, die Aberra· ψ

vollkommen symmetrisch ist. Dabei bedeutet »^-Linie« tion in Sagittalrichtiing bezüglich der ,tr-l.inie, /;„, die ψ

den Fall einer Lichtquelle mit 4358 λ Wellenlänge und Aberration in Meridionalrichtiing bezüglich der /i-l.inie S!

»Λ-I.inie« den Fall einer Lichtquelle mil 5461 Ä (4050 Ä) '> und Λ, die Aberration in Sagittalrichtiing bezüglich der _:'i

Wellenlange. F~i.b ist die Blendenzahl und 0.145 ist die /i-Linie. ί\

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 23 04 397 2 Patentanspruch: das von außen nach 5 konkaves negatives oder mehrere I ( ^rj U = h '- V r, = VI 02 ⁼ V Oi = IV Io ■ III U ■ ι I r, - d\ = = 0,0755 gesehen ist und daß die Konstruktionsdaten des von den entsprechenden v, - 38,0 ι mit symmetrischem Aufbau für negative Linse, zwei Linsenglied, sowie ein Kittglied Kittglieder aufweist, dadurch gekennzeich- in II > = -4,6290 Objektivs den nachfolgend angegebenen Konstruk Seidel-Koeffizienten um nicht mehr als etwa 10% Maßstab 1 :1 eine nach innen konkave positive net, daß ein zur Symmetrieebene des Objektivs ( T₁ - Oo = 03 = On ⁼ in, - ίο - = 0,0007 tionsdaten insofern entsprechen, als die Flächenteil und die Summen der Seidel-Koeffizienten von den ReproobjektN innen konkave in nach innen spiegelbildlich aufgebautes zentrales Kittglied vor- IV -¹ = 0,8524 = 0,0290 koeffizienten nach Seidel entsprechenden Summen um größenordnung >mäßig Abbildungen im (O Oi = Oi = r·, '- I 0 = = 0,0523 höchstens 1% abweichen: V₂ = 55,3 innen eine nach = 0,8053 d₂ = 0,0344 positive Linsen, HI 02 = = 0,0007 Meniskuslinie, e Λ, = = -1,4731 dj ⁼ n, = 1,62382 = 0,1045 v, = 55,3 = 1,7173 d* ~ = 0,0007 = -6,0868 d\ ~ /7, = 1,69312 = 0,1181 v₄ = 55,3 - 0,6165 «4 = 0,0683 = 2,2343 di = n_} = 1,69312 0,0862 v, = 64,1 = 0,4669 d% = 0,0116 ν = 44 9 = -0,8437 d> = /I₄ = 1,69312 0,0464 = 0,2664 d_]0 = 0,0116 V₇ = 34,6 = -2,0029 d„ = λ, = 1,52621 0,0862 v, -= 53,0 = 4,7976 (I_n = /I₆ - 1,65742 0,0683 V₇ = 34,6 = -4,7976 dn = 0,1181 = 2,0029 (I_n = It₁ = 1,66373 0,0007 ν, = 44,9 = -0,2664 du = /I_x - 1,66381 0,1045 v, = 64.1 = 0,8437 du, = It₁ = 1,66373 0,0007 = -0,4669 d, = 0,0523 V. = 55,3 = -2,2343 d» = n,, = 1,65742 0,0007 = -0,6165 di = ih = 1,52621 0.0755 W = 55.3 = 6,0808 «4 = 0.0344 = -1,7173 4 = η, = 1,69312 0.0290 v~ SS.} = 1,4731 rf) = -0,8053 (/, - η, = 1,69312 v, ·- 38.0 -0.8524 (I₁ - 4.6290 ti: - ih = !/,93Ί2 «ι - 1.02382

wobei gilt: Z=I₁OOOO und Blendenzahl = 1 :3,6 und A: bedeuten:

r: der Krümmuagsrudius der aufeinanderfolgenden

Brechungsoberflächen der Linsen 5 /j,/ji,

d: die axiale Dicke des Luftabstandes der aufeinan- fm· f\\-

derfolgenden Linsen d\:

n: der Brechungsindex für die #-Linie der aufeinan- nc.

derfolgenden Linsen
v. die Abbesche Zahl der Gläser der aufeinanderfol- io m:

genden Linsen.