TW407214B - Optical system with anti-reflection coating - Google Patents

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_Λ07214_ 五、發明說明（1) 描述 本發明與一種用來導引一束電磁輻射的光學系統有 關，該系統具有至少一種從第一媒介到第二媒介的轉變。 本發明也與一種其中使用了這樣一種光學系統的光學 裝置，諸如：一種光學掃描裝置或一種石印投影 (lithographic projection)裝置有關 ° 光學系統可能是一種包括一個，多數或很多透鏡元件 的透鏡系統，其中每個透鏡表面皆構成該種轉變，即： 在譬如說是玻璃或一種合成材料的透鏡材料與譬如說是 空氣之圍繞著透鏡的媒介之間的轉變。光學系統可能替 換性地包括與透鏡元件不同的一些組件，諸如：一種射 束分離器（beam splitter)，一種雙折射板（birefringent p 1 a t e )等等。 提供一種諸如抗反射塗層的光學塗層或敷層 (cladding)在轉變上，以防止在該轉變處發生不需要的 反射是常見的習慣。不但這種反射會減少穿過這些轉變 的透射比（t r a n s m i s s i ο η )，而且被反射輻射還可能會到 達在有關光學裝置中之不需要的位置，在該處則可能造 成一些使人苦惱的效應。 一種已經變得非常普遍，目前又被大量製造的光學裝 置是：針對一種其中儲存有音頻程式之光學記錄載體的 重放（playback)裝置，該裝置以CD唱機聞名。除此之 外，這種裝置還包括一種最好是以單一透鏡元件形式呈 現的物鏡，該透鏡元件具有一個或兩個非球面表面，利

D:\Program Files\Patent\55494. ptd 苐5頁 _^07214 五、發明說明（2) " " ' ----- 用該表面加以聚焦來自二極體雷射之—掃描射束，以便 在記錄載體的資訊平面上形成具有1 (微米）數級之直 徑的掃描光點（scanning spot)。就光學記錄載體的諸 多新奇用途而言’譬如說是當作數位音頻程式和1見頻 式或膠片（f U m)之一儲存媒介，因為任何一種都不是以 數位形式呈現的，所以必須大幅增加這樣一種記錄^體 的資訊内含，使得：具有相同尺寸的記錄載體，仍缺必 須大幅增加資訊密度。這意謂著：譬如說是以在資訊'層 中之坑點（pits)形式呈現的資訊元素（inf〇rmati⑽曰 elements)就必須被大幅減少，而在該資訊層中則以一 種$碼形式來儲存資訊。為了能夠各別地讀取一些較小 的資訊元素，也必須減小掃描光點。掃描光點的大小與 又//A成正比，其中·· λ是掃描射束波長，而NA則是物、 鏡乐統（〇b jec11 νe system)的數值孔徑。因此，已經提 議：>使用一種具有較短波長的掃描射束，譬如說是65〇 nm(毫微米）而不是依照慣例的86〇 nm或78〇㈣；以及增 加物鏡系統的數值孔徑。 在光學參考文獻之第18卷，第4號，1993年2月15曰， 第3 h到3 0 7頁的專文”用於光學記錄的高數值孔徑透鏡 系統中，就描述有：在一種針對光學記錄載體的掃描 裝置中，怎樣才能夠大幅增加數值孔徑；就是藉由在慣 常的物鏡與記錄載體之間提供一種平凸透鏡 (plano-convex lens)，而這種透鏡的平整面則是面對 著圮錄載體。廷種平凸透鏡也被稱為立體浸沒透鏡（s〇Hd

D:\Program Files\Patent\55494.ptd $ 6頁 .37214 五、發明說明（3) — ---' immersion lens，簡稱SIL) ’它與用於顯微鏡中的浸没 透鏡類似。利用物鏡和平凸透鏡的組合就可以實現〇 5 的數值孔徑（NA)。 然而’已經發覺到：當使用這樣一種具有高數值孔捏 的系統時，在掃描射束已經通過透鏡纟且合之後就不再具 有均勻的強度分佈；使得：由此射束所形成的掃描光^ 不再具有所需的品質。因此’讀取信號的品質將會大幅 降低。 本發明之一目的是：提供一種具有高數值孔徑的光學 系統’特別是，一種針對光學記錄載體的掃描裝置，它 不會影響通過其中之射束的強度分佈。這種光學系統的 特徵為：在該轉變之區域處所提供的—種抗反射塗層包 括至少兩個子塗層’它們都是針對不同入射角而呈現最 大抗反射性。 本發明係基於以下的認知.在較大的數值孔徑時，射 束的邊界射線（border rays)都是以譬如說是對透鏡表 面上的法線（norma 1)呈現大於40°的大角度而使標準塗 層對這些射線失效的方式’加以入射在透鏡表面以及在 此表面上所提供之抗反射塗層的上面。因此，有關透射 元件的透射比將取決於距光軸的距離；當距光抽的距離 增加時，透鏡比就會較小。根據本發明，藉由使用其中 每個子塗層都是針對不同入射角加以最佳化的許多子塗 層的一種組合，而不是使用針對0 °之入射角加以最佳 化的一種標準塗層來解決這種新問題。這樣一種複合塗

^07214_ 五、發明說明（4) 層會針對大範圍的入射角而維持所需的效應，諸如發生 在高數值孔徑時。 原則上，在光學系統中之一子塗層可能由單層組成， 其厚度和折射率的乘積具有一已知數值。最好是將光學 系統的特徵進一步描述為：每個子塗層皆由至少兩個不 同材料層組成。 同樣地，像由單層組成之一子塗層那樣，由雙層組成 之一子塗層雖然就針對它加以設計的角度，以下稱為設 計角（design angle)而言，會有0 %之反射；但是就設計 角四周之小範圍的入射角而言，它也會有小的反射，譬 如說小於1 %。不使用由雙層組成的子塗層，而可能使用 由三層或更多層組成的子塗層。遍及較寬範圍的入射 角，由三層組成之一塗層會有小的反射；然而針對設計 角的反射則稍微大於百分之零（0%)。 將一種適於0. 8 5數級之數值孔徑之光學系統的實用實 施例的特徵進一步描述為：塗層包括.一種七個雙層式子 塗層的堆疊（stack)，每個子塗層皆由兩個不同材料層 組成，該子塗層都是分別針對0° ，1 5 ° ，3 0 ° ，4 0° ， 4 5° ，5 0 °及5 5 ° ，之入射角而呈現最大抗反射性。 具有這種子塗層數和有限的層總數，並選擇針對子塗 層加以最佳化的入射角，就能實現一種具有該數值孔徑 的光學系統，它具有實質上是均勻的透射比。 塗層並不是只包括具有相同數目層的子塗層，而是可 能將光學系統的特徵描述為：塗層包括一種雙層式子塗

D:\Program Files\Patent\55494. ptd 第8頁 407214 五 '發明說明（5) 合的 組層 的塗 層子 塗式 子層 式三 層和 I 一 層 之塗 成子 組式 層層 料雙 材了 同合 不結 個層 三塗 由種 自一 各樣。 和這點 層優 將徵 。特 層的 塗例 子施 式實 層佳 三較 和的 式統 層系 雙學 置光 佈之 來層 式塗 方種 的一 同樣 不這 用有 能具 可種 一 疊 堆 1 單 的 層 塗 子 式 〇 雙疊 種堆 一二 括第 包的 塗塗 • · 子 為式 述層 描三 步種 1 一 進和 特子， 的個 例每0° 施而4 實’ 力層0° 引塗3 吸子 具個0° 的八 2 統括， 系包 ο 學自 1 光各 之疊0° 層堆對 塗二針 種第別 這和分 有一是 具第都 .^-3-1. 1-- > 種：剧 一 為層 徵塗 及 性 射 反 抗 大 最 現 呈 而 角 LnJ 身 入 之 用 種一 第 ο Φ- 統 系 學 光 的 式 型 同 不 於 用 明 發 本 將 匕b 厶月 可 統該 系成 鏡構 透自 該各 .， 面 統表 系鏡 學透 光個 的兩 現的 呈它 式， 形件 統元 系鏡 鏡透 透個 以一 種少 一 至 是括 途包 透 個 兩 為 述 描 徵 特 的 統 系 鏡 透。 種層 一塗 樣該 這有 將備 後配 然都 。 面 變表 轉鏡 在備 延配 綿則 ，上 件面 元表 鏡鏡 透透 多些 許那 : 在 括而 包.’ 地間 性之 換件 替元 能種 可這 統多 系很 鏡與 透個 兩 層 成 塗。形 的角能 明徑可 發孔統 本的系 據大鏡 根有透 有豆( 束 射 的 統 鏡 透 過 通 處 亥 古° 在 也 中 其 份一 的 統 學 光 大 較 分以其 束加在 射 射 一方入 :的式 如角方 諸。角 ， 5 时 4 身 件現入 組呈的 的線同 同射不 不要常 件主非 元之以 鏡束能 透射可 與對線 些以射 一 常而 置通因 佈 ， ， 能器置 可離佈

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D:\Program Files\Patent\55494.ptd 第9頁 407214 五、發明說明（6) ' -- 上，或疋一雙折射板，譬如說是以—種又/ 4板形式呈 現。在這些元件上也可能配備根據本發明的塗層。本發 明的用途並不限於與透鏡元件結合的這些元件，也包括 作為專用元件或作為與不同於透鏡系統的光學系統結合 之兀件的這些透鏡元件。 一種特殊的透鏡系統就是石印投影透鏡，它包括很多 透鏡疋件，並且最好是應該具有一最大數值孔徑，以便 能夠製作一種譬如說是IC圖案的光罩圖案（mask pattern)之最小細節（minimal detaUs)的圖像。 另一種特殊的透鏡系統就是上述的物鏡和平凸透鏡的 組合，該透鏡的凸出面具面對物鏡。可能將這種组合使 用在一種針對光學記錄載體的讀取裝置中，也 如說是一種光學顯微鏡中。 在言 本發明也與一種石印投影裝置有關，它包括：用來供 應投影射束之-UV(紫外線）輻射源；用來支禮打曾卜 之光罩的光罩座；用來支樓基底之一基底座（sub = ^二 bolder)，打算將光罩投影在其上；以及佈置在光罩座 與$底座之間的投影系統。此裝置的特徵& :投影系统 就是一種如上文中所描述的光學系統。 /不'' 本發明還與-種用來掃描具有—資訊平面和一 底之一光學記錄載體的光學掃描裝置有關，該裝置土 括：用來供應掃描射束之一輻射源，以及用來會嗲 (c〇nverglng)穿過基底之掃描射束以便在資訊層1步 一掃描光點之一透鏡系統。這種掃描裝置的特徵是·ν --~___/· 五、發明說明（7) -~------ 用物鏡和平凸祿 几遠於ΛΑ T 遷鏡的該種組合來構成透鏡系統，其中平 凸透鏡的平％品β I面是面對著基底。 本發明的這此4 # 、4和其它觀點都是顯而易見的，並且將參 考：下所為述的諸多實施例來加以闡釋。 在附圖中： 圖1顯示：為 ^ η 6 在—射束内，在一透鏡元件表面上的諸多 不同入射角； 7 圖2顯示：土 射束内，諸多不同入射角對強度分佈的 效應， 圖3顯示：妹g > ''/、有不同數目層的塗層和〇 °之設計角而 言，針對S和p偽柘七6丄，,., ,..、 啤振輻射（polarized radiation)的反射 係數作為入射角之一函數； 圖4顯示’分別就具有0。和5 0。之設計角的兩種不同 雙層式塗_層而言，平均反射係數作為入射角之一函數； 圖3顯不·—種具有大數值孔徑的透鏡系統之一實施 例； 圖6顯不：—種根據本發明的抗反射塗層之第一實施 例； 圖7喊示：就不同抗反射塗層’特別是，根據本發明 的那些塗層而言’透鏡比作為距圖5之透鏡系統之光軸 的距離之一函數； 圖8顯示：—種根據本發明的抗反射塗層之第二實施 例；以及 圖9顯示：一種針對光學記錄載體的掃描裝置之一實

D：\Program Files\Patent\55494. ptd 第 11 頁 407214

五、發明說明（8) 施例，其中使用了本發明。 圖1顯示一透鏡元件1，它可能 、 -種光學系統的-部份，一幅射射一種透鏡系統或另 透鏡元件由玻璃或一種透明合成：f入射在它上面。 組成，它的兩個表面5和6都配之一透鏡本體2所 示出：具有距光轴◦〇’的兩個不^^射f層7和8 1 兩條射線…和1)2。由於這些不同的 1 > 2之射束b的 率(curvature)，故而兩個入射角T和透鏡表面5的曲 . 牙Γ角α 1和α 2都不相同；浐 些射線都以這些角度入射在透鏡表面上，因而入射在； 反射塗層7上面。t距光轴的距離增加時，入射角也合抗 增加。 曰 適於透鏡表面的*簡單&反射塗層1〜種由單層材料 組成的一層式塗層，該材料具有一已知折射率n及一已 知厚度d ;使得光學厚度（opticai 好是入射輻射射束b之波長的四分之一。藉由提供一種 抗反射塗層’就會產生兩種轉變，即：空氣或其它環繞 媒介（surrounding medi um)對抗反射塗層之材料的第一 種轉變，以及這種材料對透鏡材料的第二種轉變。當輻 射被反射時’其中一部份發源自第一種轉變，而其餘部 伤則發源自第二種轉變。若抗反射塗層的光學厚度，因 而兩種轉變之間的距離為四分之一波長；則相對於發源 自第一種轉變的被反射輻射，發源自第二種轉變的被反 射輻射恰好在相位上延遲1 8 0 ° 。然後會在兩個被反輻 射部份之間發生破壞性干擾，使得被反射射束滅絕；換

D:\Prograra Files\Patent\55494.ptd 苐 12 頁 五、發明說明（9) 言之，透鏡表面加抗反射塗層的反射等於零。 像所熟知的那樣，該相位差取決於射束b 的波長。由 於入射角決定了由抗反射塗層中之一射線或一射束部份 所涵蓋的路徑長度，故而相位差也取決於入射角。因此， 破壞性干擾只有針對一已知波長及一已知入射角才算完 整。就本發明而言，只有入射角相依性才是重要的。在 邊界射線或射束的邊界部份方面，這種角度相依性就變 得特別明顯；此乃因為它們的入射角大於那些延伸接近 於或沿著光軸之射線或射束部份的入射角。像常見的習 慣那樣，若針對等於零之一入射角，因而針對沿著光轴 延伸之一射束部份而設計抗反射塗層；則這種塗層對於 距光轴之一遞增距離處的射束部份會越來越無效。對於 距光軸之一遞增距離處的射束部份而言，遞增部份被反 射而遞減部份則通過。這意謂著：自透鏡元件離開的射 束不再具有均勻強度。 當使用透鏡元作作為一種讀取物鏡或作為在一種針對 光學記錄載體的掃描裝置中的這樣一種物鏡的一部份時， 藉助於這種物鏡所形成的輻射光點就不再具有所需的均勻 強度。將此事圖解說明於圖2中。在本圖中，附註I Db 表示入射在物鏡Ob j上面之射束的強度分佈，TR_ 表 示物鏡的透射比特性，而I Dsp則表示已形成掃描光點的 強度分佈。已經假定；入射射束具有均勻強度。圖2的 左侧部份顯示理想情況。遍及直徑，物鏡具有恆定透射 比；而利用物鏡所形成之掃描光點的強度則具有一種埃

第13頁 ^07214 發明說明（10) π =1 ry)刀佈’即··儘可能又窄又高之—中心瓣以及必 二可此低的一些旁瓣（side i〇bs)。通常，採取半極 大處全宽戶η 11 φ 作為已形成掃haH隨1麵，簡稱酬）4 姆姑w 、田光之大小的度量單位，即：在強度已 透射二TR，一 t中心強度之那個位置處的寬度。若物鏡的 侧八由仉中心朝著邊緣減小，就像顯示在圖2之右 ::=:樣,;即：若它具有-種高斯(—分 $ Ρ八^ί Ϊ τν^種透鏡所形成的輻射光點也具有一種高斯 5至度分佈I D 。ϋ日,1 , „ ,.s ^ sp原則上，FWHM d，，進而是掃描光點的 大小疋大於在圖2之左側部份中的大小。 铷ί ^ ί:塗層之效應取決於入射角到達的程度，因而自 經所決定。在4。度：句句到達的程度由物鏡的數值孔 斗L々 ”有U· 45數級之數值孔徑的傳統透鏡中， :效應是可忽略的，對於具有譬如說是"5數 度的入射角都在該處，高達4G。和更高角 減少10%以上。 '’而在射束邊界處的強度則可能 本發明提供一種實質上沒有任何入射角相依性的抗反 射k層巾且即使在較高數值孔徑時，特別{，利用該 塗層也能夠獲得具有均勻強度之一射束和具有一種埃里 分佈之-掃描光點。根據本發明，該塗層由許多子塗層 '’且成’匕們依序可忐是—些複合層，並且皆由譬如說是 二層或三層組成。 圖3顯示：一種雙層式子塗層（2_l)和一種三層式子塗

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層（3-L)的入射角；f：曰a 月相依性，兩者皆針對〇。之嗖蚪条 6 5 0ηιη之設計波長加 十角心和 五、發明說明（11) 平轴上，而以％声_ 的。射角α被繪示在水 Λ T r 、不的反射係數R則被繪示在垂直軸上。 為了較 有：針對—種未加塗層（uncoated)之六 氣一玻璃轉變（0-U c S UJncoated)之空 ?- 〇 -i' a & ，反射係數的變化作為入射角之一 演一種舌要的角声 而g ，由於輻射的偏振將扮 ^(0) ^ ^ ，故而圖3顯示：針對S偏振（S)和P偏 兩者的反射係數，以及這些反射係數的平均值 ..，十對0。之設計角加以最佳化的第一種雙 ::t曰和針對50。之設計角加以最佳化的第二種雙 層式子塗層而言’平均反射係數R作為入射角α之-函 數^如圖中所示’對於較大入射角而言，第二種子塗層 比第#子塗層還有效。若將最大可允許反射係數的極 限值設，在U ’則對於高達40。的入射角而言，第一種 子f層疋可適用的；而對於從大約2 5。到5 0。的入射角 ，广’第二種子塗層是可適用的。然而，對於小於大約 的入射角而言，第二種子塗層是不適合的。 然而’一種根據本發明而針對不同設計角加以最佳化 之^子塗層的k合’必要時會提供適應於穿過譬如說是 空氣一玻璃轉變的兩種媒介之間的轉變，或穿過很多這 些轉變之淨透射比的可能性。 將一連串的這種轉變之一實例顯示於圖5中。本圖顯 不·為一種具有非常高的資訊密度之光學記錄載體的掃

D:\Program Files\Patent\55494. ptd 第15頁 _ 40^214 五、發明說明（12) ~ "~~~' * 也裝置而設計的一種透鏡系統=刻透鏡系統包括：—物鏡 1 〇 ’具有透鏡表面1 1和1 2，它會聚了來自左側的譬如說是 平行射束b ;以及一平凸透鏡15，具有透鏡表面丨6和17 , 它會將射束聚焦到在一種光學記錄載體的資訊平面2丨上之 一掃描光點2 5，只有顯示該記錄載體的透明基底。本透鏡 系統包括四個折射表面11，1 2，1 6及1 7 ’·可能在該表面上 發生反射。若在透鏡表面上並沒有抗反射塗層，或者只有 配備—種針對0 °之設計角加以最佳化的單一標準抗反射 塗層’則最初均勻的（homogeneous )射束，該射束的所有 射線都具有相同強度，在它已經通透鏡系統的總透射比會 減少。因此，邊界強度可能減少1 〇 %以上。在四個透鏡表 面中的母個表面上藉由提供諸多子塗層的一種可適性'組 5 就月匕夠保證·即使在匕已經通過透鏡系統之後就會得 到一種不均勻的（inhomogeneous)輻射分佈，此乃因為距 光轴更加遙遠的一些射線都具有一種縮減強度，因為··就 这些射線而言’透鏡系統的總透射比會減少。因此，邊界 強度可能減少1 〇%以上。在四個透鏡表面中的每個表面' 上，藉由提供諸多子塗層的一種可適性組合，就能夠保 證：即使在它已經通過透鏡糸統之後’射束也仍然是均勻 的。然後，距光軸更加遙遠的一些透鏡部份的透射比會增 加’而這些透鏡的中心部份的透射比則只會減少到一種小 程度内。 當決定諸多子塗層的適當組合時，可能會強加一些不同 的條件’譬如說是透射比之农小遍離度（m i n i m a丨s p r e a d )

第16頁 -4W^14. 五、發明說明（丨3) 的條件，或是最小偏離度及透射比的平均值至少是9 5 %的 條件。 適合於圖5中所示的透鏡系統，具有〇 · 85之數值孔徑且 針對6 5 0 mn之波長的一種根據本發明的抗反射塗層之第— 實施例，包括：一種七個雙層式子塗層的組合，該子塗層 的各層都是由為人熟知的抗反射材料^ 〇〆二氧化矽）和 T 1 〇2 (二氧化鈦）組成。將這種塗層顯示於圖6中。諸多子 塗層分別由參考數值25 ’ 30，35，40，45及50所表示，而 這些子塗層的各層則分別皆由參考數值2 6，2 7，3丨，3 2， 36 ，37，41 ，42 ，46，47 ’51 ’52 ，56 及 57 所表示。不同 的子塗層都是分別針對〇。 ，15。 ，3〇。 ，4{r ，45。， 5 0 ° 及5 5 ° 之設計角力口以畀 用了六條射線，其中一匕 計算方面已經使 則都坐落在距此轴之一遞辦距』η 5 ：其它的射線 射線的入射角都可能藉由二，個表面上的每條 該程式通稱為”射線追縱"f二u的乾腦程式加以固定， 對一不同透鏡表面的塗層都=y、程式。然後，針 曰p可以藉由諸如通摇爲 和"FilmStat Deslgn"的那些 i稱為 TFCalc 特殊計算程式加以最佳化。—1 、二同樣為人熟知的 厚度d和折射率η，將會因此4二曰的規定，即：各層的 μ此而變成可供刹 圖7顯示：針對在圖5中所顯厂^ 、利用的。 射比，該系統的透鏡表面都配:=二冼的六條射線的總透 實施例。隨著光瞳（p u p i 1 )之射几反射塗層（C C)的這種 距離（h / R P )被繪示在水平紅 以正規化的距光軸的 軸上’而總透射比（Tt)則被繪示 407214 五、發明說明（14) 在垂直軸上。為了比較，也顯示有：在使用一種具有0 ° 之設計角的標準雙層式塗層（sc)之情形下的透射比，以及 在使用未加塗層（N C)之情形下的透射比。可以從本圖推論 出：就最佳化組合塗層C C而言，針對不同射線之透射比的 標準偏差是1. 3 5 %，並且中心透射比是9 5 . 5 %，而在邊界處 的透射比是9 3 . 3 8 %。就標準塗層S C而言，偏離度為 3. 84%，中心透射比是1 00%，而在邊界處的透射比則是90. 34% ° 要注意的是：組合塗層的這種實施例只是針對設計角加 以最佳化的。甚至可以得到更好的結果，如果在新塗層中 也配備有一些三層式子塗層的話。 圖7顯示：在光瞳中心的一種縮減透射比伴隨著遍及透 鏡系統之光瞳的一種更均勻透射比而來。然而，遍及光瞳 加以整合，就一種最佳化塗層而言，總通過強度並不會比 在應該使用標準塗層SC之情形下的少得多，而且甚至會更 多。此事的理由是··由於具有平坦波鋒（flat wave front)之一射束，在其邊界處具有最大強度；故而在邊界 處的透射比的減少會導致總強度的大幅減少。 圖8顯示：新奇塗層之一實施例，其中雙層式子塗層和 三層式子塗層兩者都是被使用。該塗層由一種八個雙層式 子塗層：60，65，70，75，80，85 ，90 及 95 的第一堆疊 P, 以及一種八個三層式子塗層：1 0 0，1 0 5，1 1 0，11 5， 1 2 0，1 2 5，1 3 0及1 3 5的第二堆疊P2所組成。諸多子塗層的 各層皆由各別的參考數值所表示，譬如說·· 6 1和6 2表示子

第18頁 .407214 . 五、發明說明（15) 塗層60 ’而136，137及13δ則表示子塗層 些層不但具有不同的折射率而且可且]以便指示這 層式子塗層的各層可能皆由為人孰^^ 同的厚度。雙 和Ti02所組成；而二岸式子泠沾、D的抗反射材料：Si〇 —增式子塗層的那些層 U2 為人熟知的抗反射材，斗：Al2〇3(氧化铭），ζ '白，同樣 及MgF2(二氧化鎂）所組成。 2(—乳化锆） 對，1〇。，20。，30。，4:"1，塗二都是分別斜 入射角加以最佳化的。 55 及6 〇 之 ,.,如 卞f先子5己錄載體1 4 0的掃描裝詈之 施例，在該裝置中，可能使 π构衮置之〜實 明基賴2，將它配備在一使資用記錄載體具有—遷 層這邊，可能配備—種用來V」43。在遠離基底的資訊 或在-種螺旋形：勤則被佈置在-些平行磁狹中 〆 y (spiral track)中。資訊元素可能 光學方式偵測的形狀，共且由譬如說是--ί 有與其％境不同的反射係，數或磁化方向的坑點或區域戶^ 成。 、-且 掃描裝置包括—輻射源146，譬如說是：發射一種發散 (dlJe9rginf,掃描射束147之一半導體雷射。利用一種以譬 如。兒疋，透射板（setr)i transmissive pi ate)之形式呈現的 射束刀離1 4 8 ’ )j字此射束反射到一透鏡系統。此透鏡系 統包括·—準直透鏡Μ 9，一物鐘1 5 0以及一平凸透鏡 1 5 1 °準直透鏡將發散射束改變成平行射束1 5 2。此射束以

第19頁 五、發明說明 __ 及物鏡150和平凸透鐘 • 3 1對廄+ 鏡10和15。具有一光轴’心於圖5中的射束b以及兩個透 改變成入射在透鏡丨51 p ^的透鏡1 5〇，會將平行射束1 52 149和物鏡1 50可能被組合成一會聚射束154。準直透鏡 在其上的射東1 54改變成聚焦"'個透鏡。平凸透鏡會將入射 155。平凸透鏡151的平整k面、、a在資訊層丨43上之一會聚射束 鏡與基底之間有一間隙。路疋面對透明基底’使得在此透 4 WT' 雖铁肢k — -透鏡元件’但是它可能由;；夕;員不於圖中的物鏡當作單 1 43所反射的會聚射束丨55 夕透鏡几件組成。由資訊層 157，它沿著前進射束154之：射會構成-被反射射束 鏡14Θ會將射束157改變成—合:返回。物鏡15〇及準直透 分離器148會使此射束的一部3來反射射束1 58，進而射束 1RQ 士么处各收丄ί 口「备通過而到達一债測系統 15 9此乐旄έ將由貧汛層所調變& 4 ^ ± 資訊讀取的資訊信號160。又的輪射轉換成-種表示 兩種透鏡150和151的表面都配備有抗反射塗層卜 162，i 63及m ;它們都具有—種如上文中所描述的混合 物。 可能將這樣一種塗層加以配備’不但在透鏡表面上而且 在該裝置的其它元件表面上，特別是在射束具有大數值孔 徑的那些表面上。一個實例是：以—種4 5。的角度佈置在 射束中的射束分離器148。由於這種取向（〇rientati〇n)， 故而射束之不同射線的入射角都有很大的變化，也使得由 射束分離器所反射的射束能夠獲得一種非均勻程度。此事 可以藉由在射束分離器上面配備一種如上所述的抗反射塗

jsmu 五、發明說明（17) 層而加以預防。 像從圖9中明顯看出的那樣，在空氣與透 的轉變區域處，如插射束155具有大的孔徑 ^之間 該區域處，也可能會發生4〇。 便仵：在 在此轉變處，也會發生導因於反： = = =角。然後 題。這個藉由也在此轉變處的問 的抗反射塗層而加以解決，… 植根據本發明 、 匕涉及本發明的β 然而，較喜歡這個問題的— 、另一種用途。 辦法由適應透鏡系統的諸多透射比性質:且：法。這種解決 表面上之諸抗反射塗層之組合：比=成。，由在透鏡 氣;=間轉變處=的補償在空 可月匕將本發明加以使用， °的 的掃描裝置中，而且在極多針對光學記錄載體 影透鏡中，利用該透鏡就能====影裝置的投 :IC圖：之光罩圖案的圖像在—基底上。|能夠繁；: :了 ：郎的圖像在基底上1影透鏡就必須具有二最大數 :孔性，使ί·:投影射束的射線也能夠以非常不同的角 ^入射在坆樣一種投影系統中的很多透鏡元件的表面 a :亚且’在這些裝置巾’可以藉由本發明加以預防的 ^杈〜射束後付一種導因於這些不同入射角的非均勻強 又刀佈石印投影裝置以及石印投影透鏡的極多實施例皆 為人所熟知。藉由實例，針對—種石印投影透鏡的描述，

第21頁 _^07214_ 五、發明說明（18) 不妨參考美國專利申請第US-A 4, 7 78, 2 7 5號；而針對一種 投影透鏡的描述則參考歐洲專利申請第EP-A 0 7 7 0 8 9 5號。 通常可能將本發明使用在一些要求或需要高數值孔徑的 光學系統中。 本發明的觀念可能被替換性地用來最佳化與光學系統中 之透射比不同的諸多參數。一個實例是：在已經通過光學 系統後之一射束的光學相位。由於因在一光學元件之表面 上配備有譬如說是一種標準抗反射塗層而增加了一段光學 路徑長度；故而在射束内可能發生取決於入射角的相移 (p h a s e s h i f t)。能夠計算此相移而使得：可以設計出一 種補償這種相位差的複合塗層。 雖然本發明的用途並不限於具有高數值孔徑的系統，但 是可能被替換性地用來將在具有較低數值孔徑系統中的副 作用減到最小。譬如說，在提供塗層方面之一問題是：當 打算加塗層之表面上的法線以一種朝喷鍍（s p u 11 e r i n g)或 蒸汽沈積通量（v a p o r - d e p o s i t i ο n f 1 u x )方向的較大角度 加以延伸時，一種已嗔鑛或已蒸汽沈積層的厚度就會減 少。就一種抗反射塗層而言，各層厚度的變化涉及諸多反 射性質的變化。這種問題可能特別會發生在一種針對讀取 光碟的高數值孔徑透鏡系統中，因為：在這種情形下，平 凸透鏡的凸出面甚至具有一種半球形狀。可能藉由一種根 據本發明之複合塗層的可適性實施例，加以補償蒸汽沈積 製程或噴鍍製程的這種效應。 當設計一種針對有非常高資訊密度之光學記錄載體的掃

第22頁 五、發明說明（19) 描裝置時；在該掃描裝置中，就會使用具有在光譜之藍色 範圍内之一波長的掃描射束以及具有高數值孔徑的一種物 鏡系統；目的是使這種裝置也可以適合用來掃描一些目前 具有較低資訊密度的光學記錄載體，使得：相容性可以獲 得。然而，將最後提及的記錄載體加以設計，打算利用一 種紅色雷射射束以及一種具有較小數值孔徑的物鏡來掃 描。要使針對具有高密度之記錄載體的掃描裝置可以適合 用來掃描具有較低密度的記錄載體，就可能將該裝置配備 有一種雷射發射藍色輕射（laser emitting blue r a d i a t i ο η )以及一種雷射發射紅色輕射。然而，這種裝置 之透鏡系統的數值孔徑，對紅色輻射而言是比對藍色輻射 而言來得小。根據本發明，此事可以藉著將具有高數值孔 徑之透鏡系統的透鏡表面配備有一種塗層加以實現，該塗 層在邊緣處具有顏色選擇性（color-selective)，即：它 只會使藍色輻射通過。然後，不需要改變數值孔徑就能夠 實現所需的相容性。

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Claims (1)

1. ㈣”.…s 407214 六、申請專利範圍 1. 一種用用來導引一束電磁輻射的光學系統，該系統具 有至少一種從第一媒介到第二媒介的轉變，其特徵為：在 該轉變之區域處所提供的一種抗反射塗層包括至少兩個子 塗層，它們都是針對不同入射角而呈現最大抗反射性。 2. 根據申請專利範圍第1項之光學系統，其特徵為：每 個子塗層皆由至少兩個不同材料層組成。 3. 根據申請專利範圍第2項之光學系統，其特徵為：塗 層包括一種七個雙層式子塗層的堆疊，每個子塗層皆由兩 個不同材料層組成，該子塗層都是分別針對0 ° ，1 5 ° ， 30° ，40° ，45° ， 50°及55°之入射角而呈現最大抗 反射性。 4. 根據申請專利範圍第2項之光學系統，其特徵為：塗 層包括一種雙層式子塗層和各自由三個不同材料層組成之 三層式子塗層的組合。 5. 根據申請專利範圍第4項之光學系統，其特徵為：塗 層包括一種諸多雙層式子塗層的第一堆疊以及一種諸多三 層式子塗層的第二堆疊。 6. 根據申請專利範圍第5項之光學系統，其特徵為：第 一和第二堆疊各自包括八個子塗層，而每個子塗層都是分 另ij 針對0° ，10° ，20° ，30° ，40° ， 50° ，55° 及6 0 。之入射角而呈現最大抗反射性。 7. 根據前面各項申請專利範圍中的任何一項之光學系 統，是以一種包括至少一個透鏡元件之透鏡系統的形式呈 現；該透鏡元件的兩個透鏡表面各自構成該轉變，而其特

   第24頁 407214 六、申請專利範圍 徵為：兩個透鏡表面皆配備有該塗層。 δ;根f申請專利範圍第7項之光學系統，其特徵為：透 心統是-種適合用來導引並會聚一 uv( 的石印投影系統。 耵來 9. 根據申請專利範圍第7項之光學系統，其特徵為：透 鏡系統包括-物鏡以及一平凸透鏡，纟凸出面是面對物鏡 的。 10. 一種石印投影裝置包括：用來供應投影射束之一 UV(紫外線）輻射源；用來支撐打算投影之光 用來支撐基底之一基底座，打算將光罩投1 上， 佈置在2座編座之間的投影齡特：及 為·投衫系統疋一種根據申請專利範圍第q π ' 祀图弟8項的光學系 i 1. 一種用來掃描具有一資訊平面和一透 學記錄載體的光學掃描裝置，該裝置包括：基底之—光 射束之一輻射源；以及用來會聚穿過基底之二來供應掃插 便在資訊層上形成一掃描光點之一透鏡系統帚*田射束’以 徵為：透鏡系統是一種根據申請專利範圍第9 ^忒裝置的特 其中平凸透鏡的平整面是面對著基底。 項的系統，

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