JPH0414327B2 - - Google Patents
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- JPH0414327B2 JPH0414327B2 JP57153070A JP15307082A JPH0414327B2 JP H0414327 B2 JPH0414327 B2 JP H0414327B2 JP 57153070 A JP57153070 A JP 57153070A JP 15307082 A JP15307082 A JP 15307082A JP H0414327 B2 JPH0414327 B2 JP H0414327B2
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- ray
- objective lens
- lens
- plano
- converging
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光軸上で互いに分離している物体の像
を同一平面上に形成し得る光学系、即ちいわゆる
二重焦点対物レンズに関する。
を同一平面上に形成し得る光学系、即ちいわゆる
二重焦点対物レンズに関する。
この種の対物レンズを用いれば光軸方向で異な
る位置にある２つの物体を同一視野で重複させて
観察することができ、大変有用である。しかしな
がら一般に光軸方向で異なる位置にあるというこ
とは、この対物レンズについての物体距離が異な
ることであり、必然的に両者の結像倍率が異な
る。このため、２つの物体像より両物体を比較し
ようとする際には誤差を生ずる。また、例えば
ICの製造に用いられるプロキシミテイ型露光装
置において、マスクとウエハとのアライメント系
にこの種の対物レンズを用いてマスク及びウエハ
それぞれに設けられたアライメントマークの像を
所定の関係に合致させることによつてアライメン
トを行なう場合、アライメントマークが光軸外に
位置していると像倍率の差によりアライメント誤
差を生じ易く精密なアライメントには不利であ
る。
る位置にある２つの物体を同一視野で重複させて
観察することができ、大変有用である。しかしな
がら一般に光軸方向で異なる位置にあるというこ
とは、この対物レンズについての物体距離が異な
ることであり、必然的に両者の結像倍率が異な
る。このため、２つの物体像より両物体を比較し
ようとする際には誤差を生ずる。また、例えば
ICの製造に用いられるプロキシミテイ型露光装
置において、マスクとウエハとのアライメント系
にこの種の対物レンズを用いてマスク及びウエハ
それぞれに設けられたアライメントマークの像を
所定の関係に合致させることによつてアライメン
トを行なう場合、アライメントマークが光軸外に
位置していると像倍率の差によりアライメント誤
差を生じ易く精密なアライメントには不利であ
る。
このために、例えば複屈折素子を用い互いに直
交する偏光により異なる位置の物体の像を同一像
面上に形成する二重焦点系において、複屈折素子
を対物レンズの後側焦点位置に配置することによ
つて、各物体像の倍率を等しくする構成が特開昭
51−112282号公報等により知られている。しかし
ながら、顕微鏡対物レンズは一般に複数のレンズ
からなるため後側焦点位置はレンズの内部にあ
り、複屈折素子を対物レンズの後側焦点位置に正
確に配置することは難しく、従つて実際には二重
焦点系としての倍率差を十分に無くすことはでき
なかつた。
交する偏光により異なる位置の物体の像を同一像
面上に形成する二重焦点系において、複屈折素子
を対物レンズの後側焦点位置に配置することによ
つて、各物体像の倍率を等しくする構成が特開昭
51−112282号公報等により知られている。しかし
ながら、顕微鏡対物レンズは一般に複数のレンズ
からなるため後側焦点位置はレンズの内部にあ
り、複屈折素子を対物レンズの後側焦点位置に正
確に配置することは難しく、従つて実際には二重
焦点系としての倍率差を十分に無くすことはでき
なかつた。
そこで本発明の目的は、いかなる対物レンズに
よつても光軸方向で互いに異なる位置の物体の像
を常に倍率差なく形成することのできる二重焦点
光学系を提供することにある。
よつても光軸方向で互いに異なる位置の物体の像
を常に倍率差なく形成することのできる二重焦点
光学系を提供することにある。
本発明による二重焦点光学系は、第１の光線に
対して第２の光線を発散させる発散素子と、該第
１の光線に対して該第２の光線を収斂させる収斂
素子と、該第１及び第２の光線に対して共に収斂
作用を有する対物レンズとを有し、該発散素子と
該収斂素子との合成系による該第１の光線と該第
２の光線との交点を該対物レンズの該収斂素子側
焦点に合致して配置されたものである。
対して第２の光線を発散させる発散素子と、該第
１の光線に対して該第２の光線を収斂させる収斂
素子と、該第１及び第２の光線に対して共に収斂
作用を有する対物レンズとを有し、該発散素子と
該収斂素子との合成系による該第１の光線と該第
２の光線との交点を該対物レンズの該収斂素子側
焦点に合致して配置されたものである。
まず、複屈折素子Ａと対物レンズＬとを組合せ
た構成について解析する。第１図に示したこの構
成において、よく知られた近軸領域における光線
追跡の式 ui＝ui−１＋yiφi yi＋１＝yi−diui (i=1,2,…) を適用する。
た構成について解析する。第１図に示したこの構
成において、よく知られた近軸領域における光線
追跡の式 ui＝ui−１＋yiφi yi＋１＝yi−diui (i=1,2,…) を適用する。
ここで、φiは第ｉレンズ面の屈折力、ui−１及
びuiは第ｉレンズ面に入射する光線及び第ｉレン
ズ面から射出する光線がそれぞれ光軸となす角
度、yi，yi＋１はそれぞれ第ｉレンズ面、第（ｉ
＋１）レンズ面を切る光線の光軸からの距離、di
は第ｉレンズ面と第（ｉ＋１）レンズ面の間隔を
表わす。いま、第１物体S1の像が常光線により、
また第２物体S2の像が異常光線によりそれぞれ形
成され、両者の像S′が一致しているとする。対物
レンズＬの屈折力をφM、複屈折素子Ａの常光線
に対する屈折力をφO、異常光線に対する屈折力
をφ〓とし、対物レンズＬと複屈折素子Ａとの間隔
をｄと置いて上記の光線追跡式により像側から追
跡して、第１物体S1及び第２物体S2での各光線の
光軸とのなす角u2O，u2〓を求める。像S′と複屈折
素子Ａとの間隔をａとし、uo＝−１／ａを与える と、 u2O＝１／ａ｛ａ（φO＋φM）＋dφM（１−aφO）−
１｝ u23＝１／ａ｛ａ（φе＋φM）＋dφM（１−aφе）
− １｝ となる。ここで、u2O＝u2еとなる条件を求める
とｄ＝１／φM＝fM（fMは対物レンズの焦点距離）
となる。u2O＝u2еは常光線と異常光線とによる
結像倍率が等しいことを意味し、このための条件
がｄ＝fMであることが確認される。
びuiは第ｉレンズ面に入射する光線及び第ｉレン
ズ面から射出する光線がそれぞれ光軸となす角
度、yi，yi＋１はそれぞれ第ｉレンズ面、第（ｉ
＋１）レンズ面を切る光線の光軸からの距離、di
は第ｉレンズ面と第（ｉ＋１）レンズ面の間隔を
表わす。いま、第１物体S1の像が常光線により、
また第２物体S2の像が異常光線によりそれぞれ形
成され、両者の像S′が一致しているとする。対物
レンズＬの屈折力をφM、複屈折素子Ａの常光線
に対する屈折力をφO、異常光線に対する屈折力
をφ〓とし、対物レンズＬと複屈折素子Ａとの間隔
をｄと置いて上記の光線追跡式により像側から追
跡して、第１物体S1及び第２物体S2での各光線の
光軸とのなす角u2O，u2〓を求める。像S′と複屈折
素子Ａとの間隔をａとし、uo＝−１／ａを与える と、 u2O＝１／ａ｛ａ（φO＋φM）＋dφM（１−aφO）−
１｝ u23＝１／ａ｛ａ（φе＋φM）＋dφM（１−aφе）
− １｝ となる。ここで、u2O＝u2еとなる条件を求める
とｄ＝１／φM＝fM（fMは対物レンズの焦点距離）
となる。u2O＝u2еは常光線と異常光線とによる
結像倍率が等しいことを意味し、このための条件
がｄ＝fMであることが確認される。
尚、対物レンズによる物体像が無限遠に形成さ
れる場合には、上記の式において、１／ａ→ｏの
極限をとればよい。但し、ここでは複屈折素子に
おける常光線と異常光線とについての主点が実質
的に一致していることを前提としている。
れる場合には、上記の式において、１／ａ→ｏの
極限をとればよい。但し、ここでは複屈折素子に
おける常光線と異常光線とについての主点が実質
的に一致していることを前提としている。
また第１物体S1と第２物体S2との間隔をΔとす
ると、 Δ＝fM2（φе−φO） と与えられる。
ると、 Δ＝fM2（φе−φO） と与えられる。
このような構成に対して、第２図Ａには発散素
子A1と収斂素子A2とを対物レンズL0に組合せた
本発明による原理的構成を示す。第２図におい
て、対物レンズL0及び発散素子A1収斂素子A2に
よりΔだけ離間した第１物体S1と第２物体S2との
像が同一像面S′上に等しい倍率で形成される。図
示のごとく発散素子A1は第１の光線B1に対して
第２の光線B2を発散させ、これから距離ｌだけ
離れて位置する収斂素子A2は第１の光線B1に対
して第２の光線B2を収斂させる。対物レンズL0
の後側焦点すなわち像側焦点Ｆは対物レンズL0
の内部に存在しており、第１と第２の光線に対し
て等しく収斂作用を有している。
子A1と収斂素子A2とを対物レンズL0に組合せた
本発明による原理的構成を示す。第２図におい
て、対物レンズL0及び発散素子A1収斂素子A2に
よりΔだけ離間した第１物体S1と第２物体S2との
像が同一像面S′上に等しい倍率で形成される。図
示のごとく発散素子A1は第１の光線B1に対して
第２の光線B2を発散させ、これから距離ｌだけ
離れて位置する収斂素子A2は第１の光線B1に対
して第２の光線B2を収斂させる。対物レンズL0
の後側焦点すなわち像側焦点Ｆは対物レンズL0
の内部に存在しており、第１と第２の光線に対し
て等しく収斂作用を有している。
さて、第１光線B1と第２光線B2との交点Ｐと
収斂素子A2との距離をXPとし、対物レンズL0と
収斂素子A2との間隔をdo、対物レンズL0のバツ
クフオーカスをBfMとすると、本発明による条件
は XP＝do＋BfM と表わされる。いま、第１の光線に対する発散素
子A1及び収斂素子A2の屈折力即ち焦点距離の逆
数をそれぞれφ10，φ20とし、第２の光線に対する
発散素子A1及び収斂素子A2の屈折力をそれぞれ
φ1е，φ2еとし、前述した近軸領域における光
線追跡式において同じくu0＝−１／ａとしてXP
を求めると、 XP＝y2е−y2O／u2е−u2O となる。
収斂素子A2との距離をXPとし、対物レンズL0と
収斂素子A2との間隔をdo、対物レンズL0のバツ
クフオーカスをBfMとすると、本発明による条件
は XP＝do＋BfM と表わされる。いま、第１の光線に対する発散素
子A1及び収斂素子A2の屈折力即ち焦点距離の逆
数をそれぞれφ10，φ20とし、第２の光線に対する
発散素子A1及び収斂素子A2の屈折力をそれぞれ
φ1е，φ2еとし、前述した近軸領域における光
線追跡式において同じくu0＝−１／ａとしてXP
を求めると、 XP＝y2е−y2O／u2е−u2O となる。
従つて、本発明による条件は
XP＝y2е−y2O／u2е−u2O＝do＋BfM ……(1)
となる。
ここで、第２図Ｂの説明図に示したごとくy2O，
y2еはそれぞれ収斂素子A2を射出する第１光線
B1及び第２光線B2の高さであり、u2O，u2еはそ
れぞれ収斂素子A2を射出する第１光線B1及び第
２光線B2が光軸となす角度であり、 y2O＝１／ａ（ａ−alφ10＋ｌ） y2е＝１／ａ（ａ−alφ1е＋ｌ） y2е＝１／ａ（ａ−alφ1е＋ｌ） u2O＝１／ａ｛ａ（φ1O−φ2O）＋lφ20（１−aφ10）
−１｝ y2е＝１／ａ（ａ−alφ1е＋ｌ） u2O＝１／ａ｛ａ（φ1O−φ2O）＋lφ20（１−aφ10）
−１｝ u2е＝１／ａ｛ａ（φ1е−φ2е）＋lφ2е（１−aφ1
е）−１｝(2) と表わされる。
y2еはそれぞれ収斂素子A2を射出する第１光線
B1及び第２光線B2の高さであり、u2O，u2еはそ
れぞれ収斂素子A2を射出する第１光線B1及び第
２光線B2が光軸となす角度であり、 y2O＝１／ａ（ａ−alφ10＋ｌ） y2е＝１／ａ（ａ−alφ1е＋ｌ） y2е＝１／ａ（ａ−alφ1е＋ｌ） u2O＝１／ａ｛ａ（φ1O−φ2O）＋lφ20（１−aφ10）
−１｝ y2е＝１／ａ（ａ−alφ1е＋ｌ） u2O＝１／ａ｛ａ（φ1O−φ2O）＋lφ20（１−aφ10）
−１｝ u2е＝１／ａ｛ａ（φ1е−φ2е）＋lφ2е（１−aφ1
е）−１｝(2) と表わされる。
また、第１光線B1と第２光線B2との交点Ｐの
光軸からの距離をypとおくと、 yp＝−u2Oy2е−y2O／u2е−u2O＋u2O ……(3) ＝y2Ou2е−u2Oy2е／u2е−u2O となる。
光軸からの距離をypとおくと、 yp＝−u2Oy2е−y2O／u2е−u2O＋u2O ……(3) ＝y2Ou2е−u2Oy2е／u2е−u2O となる。
このような本発明の構成においては、第２図Ｃ
の説明図に示したごとく、第１光線B1と第２光
線B2との交点Ｐは対物レンズL0の屈折力（すな
わち対物レンズの焦点距離fMの逆数）をφMとす
ると対物レンズの主軸Ｈから後方１／φMに位置
していることになる。第１光線B1及び第２光線
B2が対物レンズの主平面Ｈを切る高さをそれぞ
れyMO，yMеとし、対物レンズＬを射出する第１
光線B1及び第２光線B2が光軸となす角度をそれ
ぞれuMO，uMеとすると、光線追跡式より uMO＝u2O＋φM（yp−u2O／φM）＝φMyp uMе＝u2е＋φM（yp−u2е／φM）＝φMyp となり、uMO＝uMеとなる。従つて、第１光線B1
による第１物体S1の像倍率と第２光線B2による
第２物体S2の像倍率とが等しくなることが明らか
である。
の説明図に示したごとく、第１光線B1と第２光
線B2との交点Ｐは対物レンズL0の屈折力（すな
わち対物レンズの焦点距離fMの逆数）をφMとす
ると対物レンズの主軸Ｈから後方１／φMに位置
していることになる。第１光線B1及び第２光線
B2が対物レンズの主平面Ｈを切る高さをそれぞ
れyMO，yMеとし、対物レンズＬを射出する第１
光線B1及び第２光線B2が光軸となす角度をそれ
ぞれuMO，uMеとすると、光線追跡式より uMO＝u2O＋φM（yp−u2O／φM）＝φMyp uMе＝u2е＋φM（yp−u2е／φM）＝φMyp となり、uMO＝uMеとなる。従つて、第１光線B1
による第１物体S1の像倍率と第２光線B2による
第２物体S2の像倍率とが等しくなることが明らか
である。
そこで、発散素子A1，収斂素子A2及び対物レ
ンズＬの合成系において、像側から逆追跡した場
合の第１光線B1、第２光線B2それぞれについて
のバツクフオーカスをBfO，Bfеとおくと、 BfO＝yMO／uMO＝yp−u2O／φM／φMyp Bfе＝yMе／uMе＝yp−u2е／φM／φMyp となり、第１物体S1と第２物体S2との間隔Δは、 Δ＝BfO−Bfе＝u2е−u2O／yp・fM2 と表わされ、(3)式を代入して Δ＝（u2е−u2O）2／y2Ou2е−y2еu2O・fM 2……(4) と与えられる。
ンズＬの合成系において、像側から逆追跡した場
合の第１光線B1、第２光線B2それぞれについて
のバツクフオーカスをBfO，Bfеとおくと、 BfO＝yMO／uMO＝yp−u2O／φM／φMyp Bfе＝yMе／uMе＝yp−u2е／φM／φMyp となり、第１物体S1と第２物体S2との間隔Δは、 Δ＝BfO−Bfе＝u2е−u2O／yp・fM2 と表わされ、(3)式を代入して Δ＝（u2е−u2O）2／y2Ou2е−y2еu2O・fM 2……(4) と与えられる。
従つて、上記(1)，(2)，(4)式が本発明の基本的条
件であり、これらの式は、５つの独立変数φ1O，
φ2O，φ1е，φ2е，ｌに対して独立な関係式が２
つ存在することを意味している。すなわち、第１
物体S1と第２物体S2との間隔Δ、対物レンズL0
の焦点距離fMが決められれば、発散素子A1及び
収斂素子A2を上記の式を満足するように距離ｌ
だけ分離して対物レンズL0と組合せることによ
り、第１、第２物体の像を等しい倍率で同一像面
上に形成することができる。
件であり、これらの式は、５つの独立変数φ1O，
φ2O，φ1е，φ2е，ｌに対して独立な関係式が２
つ存在することを意味している。すなわち、第１
物体S1と第２物体S2との間隔Δ、対物レンズL0
の焦点距離fMが決められれば、発散素子A1及び
収斂素子A2を上記の式を満足するように距離ｌ
だけ分離して対物レンズL0と組合せることによ
り、第１、第２物体の像を等しい倍率で同一像面
上に形成することができる。
このように発散素子と収斂素子とを任意の対物
レンズと組合せることによつて互いに分離した２
つの物体の像を等しい倍率で同一面上に形成する
ことができる。対物レンズとしては第２図に示し
た有限系のものに限らず、第３図に示したごとく
無限系の対物レンズを用いることも可能である。
この場合、発散素子A1、収斂素子A2及び対物レ
ンズL1との合成系において、第１光線B1に関す
る焦点位置F1′に第１物体S1が位置し、第２光線
B2に関する焦点位置F2′に第２物体S2が位置し、
両物体の像が共に無限遠に形成される。そして結
像レンズL2によりその後側焦点面上に両物体の
像が重複して形成される。このときの両物体の結
像倍率は対物レンズL1の焦点距離に対する結像
レンズL2の焦点距離の比で決定され同じ値であ
る。
レンズと組合せることによつて互いに分離した２
つの物体の像を等しい倍率で同一面上に形成する
ことができる。対物レンズとしては第２図に示し
た有限系のものに限らず、第３図に示したごとく
無限系の対物レンズを用いることも可能である。
この場合、発散素子A1、収斂素子A2及び対物レ
ンズL1との合成系において、第１光線B1に関す
る焦点位置F1′に第１物体S1が位置し、第２光線
B2に関する焦点位置F2′に第２物体S2が位置し、
両物体の像が共に無限遠に形成される。そして結
像レンズL2によりその後側焦点面上に両物体の
像が重複して形成される。このときの両物体の結
像倍率は対物レンズL1の焦点距離に対する結像
レンズL2の焦点距離の比で決定され同じ値であ
る。
上記のような本発明に用いる発散素子や収斂素
子としては、２つの異なる光線に対して異なる屈
折作用を有する素子が組合されて構成される。こ
のために例えば互いに偏光方向が直交する２つの
直線偏光に対して異なる屈折力を有する複屈折現
象や、互いに異なる波長に対して屈折力が異なる
分散現象が応用される。
子としては、２つの異なる光線に対して異なる屈
折作用を有する素子が組合されて構成される。こ
のために例えば互いに偏光方向が直交する２つの
直線偏光に対して異なる屈折力を有する複屈折現
象や、互いに異なる波長に対して屈折力が異なる
分散現象が応用される。
第４図Ａ及びＢは発散素子と収斂素子とを水晶
を用いた複屈折素子で構成した実施例の概略構成
図である。第４図Ａの構成において発散素子A11
は光学ガラスからなる平凸レンズ１１ａと水晶か
らなる平凹レンズ１１ｂとの貼合せで構成され、
水晶の平凹レンズ１１ｂの常光線に対する屈折率
noはガラスの屈折率ｎに等しいので常光線Boに
対しては単なる平行平面板として作用するが、水
晶の平凹レンズ１１ｂの異常光線に対する屈折率
ｎеはガラスの屈折率ｎより大きいので異常光線
Ｂеを発散する。また、収斂素子A21は光学ガラ
スからなる平凹レンズ２１ａと水晶からなる平凸
レンズ２１ｂとの貼合せで構成され、発散素子
A11と同様に、ｎе＞no＝ｎであるから常光線
Boに対して単なる平行平面板として作用し、異
常光線Ｂеを収斂する。水晶からなる各レンズに
おいて、水晶の光学軸はレンズの光軸に垂直であ
り、両素子の光学軸は互いに平行である。そし
て、両素子の合成系における両光線の交点が前記
の(1)，(2)式及び(4)式の条件により対物レンズL1
の後側焦点Ｆに合致しており、第１物体S1の像が
常光線Boにより無限遠に、また第２物体S2の像
が異常光線Ｂеにより無限遠にそれぞれ形成され
る。発散素子A11と収斂素子A21との合成系にお
ける常光線Boと異常光線Ｂеとの交点、すなわ
ちこの場合には合成系における異常光線Ｂеに対
する主点が対物レンズL1の後側焦点Ｆに合致し
ており、異常光線Ｂеについての両素子A11，
A21と対物レンズL1の合成焦点距離は対物レンズ
L1の焦点距離に等しく、第１及び第２物体の像
倍率は互いに等しい。
を用いた複屈折素子で構成した実施例の概略構成
図である。第４図Ａの構成において発散素子A11
は光学ガラスからなる平凸レンズ１１ａと水晶か
らなる平凹レンズ１１ｂとの貼合せで構成され、
水晶の平凹レンズ１１ｂの常光線に対する屈折率
noはガラスの屈折率ｎに等しいので常光線Boに
対しては単なる平行平面板として作用するが、水
晶の平凹レンズ１１ｂの異常光線に対する屈折率
ｎеはガラスの屈折率ｎより大きいので異常光線
Ｂеを発散する。また、収斂素子A21は光学ガラ
スからなる平凹レンズ２１ａと水晶からなる平凸
レンズ２１ｂとの貼合せで構成され、発散素子
A11と同様に、ｎе＞no＝ｎであるから常光線
Boに対して単なる平行平面板として作用し、異
常光線Ｂеを収斂する。水晶からなる各レンズに
おいて、水晶の光学軸はレンズの光軸に垂直であ
り、両素子の光学軸は互いに平行である。そし
て、両素子の合成系における両光線の交点が前記
の(1)，(2)式及び(4)式の条件により対物レンズL1
の後側焦点Ｆに合致しており、第１物体S1の像が
常光線Boにより無限遠に、また第２物体S2の像
が異常光線Ｂеにより無限遠にそれぞれ形成され
る。発散素子A11と収斂素子A21との合成系にお
ける常光線Boと異常光線Ｂеとの交点、すなわ
ちこの場合には合成系における異常光線Ｂеに対
する主点が対物レンズL1の後側焦点Ｆに合致し
ており、異常光線Ｂеについての両素子A11，
A21と対物レンズL1の合成焦点距離は対物レンズ
L1の焦点距離に等しく、第１及び第２物体の像
倍率は互いに等しい。
第４図Ａに示した構成では、水晶からなるレン
ズの常光線に対する屈折率noと等しい屈折率の
光学ガラスを用いて、発散素子A11と収斂素子
A21とを形成したが、第４図Ｂに示した構成では
水晶からなるレンズの異常光線に対する屈折率ｎ
еと等しい屈折率の光学ガラスを用いて発散素子
A12及び収斂素子A22を形成した。すなわち、ガ
ラスからなる平凹レンズ１２ａと水晶からなる平
凸レンズ１２ｂとの貼合せからなる発散素子A12
は異常光線Ｂеに対しては単なる平行平面板とし
て作用し、常光線Boを発散する。また、ガラス
からなる平凸レンズ２２ａと水晶からなる平凹レ
ンズ２２ｂとの貼合せからなる収斂素子A22は異
常光線Ｂеに対しては単なる平行平面板として作
用し、常光線Boを収斂する。そして、両素子の
合成系における常光線Boと異常光線Ｂеとの交
点、すなわちこの場合には合成系における常光線
Boに対する主点が対物レンズL1の後側主点に合
致している。このため、常光線に対する両素子
A21，A22と対物レンズL1との合成焦点距離は対
物レンズL1の焦点距離に等しく、異常光線Ｂе
による第１物体S1の像及び常光線Boによる第２
物体S2の像は共に無限遠に同倍率で形成される。
ズの常光線に対する屈折率noと等しい屈折率の
光学ガラスを用いて、発散素子A11と収斂素子
A21とを形成したが、第４図Ｂに示した構成では
水晶からなるレンズの異常光線に対する屈折率ｎ
еと等しい屈折率の光学ガラスを用いて発散素子
A12及び収斂素子A22を形成した。すなわち、ガ
ラスからなる平凹レンズ１２ａと水晶からなる平
凸レンズ１２ｂとの貼合せからなる発散素子A12
は異常光線Ｂеに対しては単なる平行平面板とし
て作用し、常光線Boを発散する。また、ガラス
からなる平凸レンズ２２ａと水晶からなる平凹レ
ンズ２２ｂとの貼合せからなる収斂素子A22は異
常光線Ｂеに対しては単なる平行平面板として作
用し、常光線Boを収斂する。そして、両素子の
合成系における常光線Boと異常光線Ｂеとの交
点、すなわちこの場合には合成系における常光線
Boに対する主点が対物レンズL1の後側主点に合
致している。このため、常光線に対する両素子
A21，A22と対物レンズL1との合成焦点距離は対
物レンズL1の焦点距離に等しく、異常光線Ｂе
による第１物体S1の像及び常光線Boによる第２
物体S2の像は共に無限遠に同倍率で形成される。
上記のように水晶は常光線に対する屈折率no
が異常光線に対する屈折率ｎеより小さいが、方
解石はこの逆であり、no＞ｎеの関係を持つ複
屈折素子である。方解石を用いた本発明の実施例
を示す概略構成図が第５図Ａ及びＢである。第５
図Ａの構成では発散素子A13がガラスの平凸レン
ズ１３ａと方解石の平凹レンズ１３ｂとの貼合せ
からなり、収斂素子A23がガラスの平凹レンズ２
３ａと方解石の平凸レンズ２３ｂとの貼合せから
なり、ガラスの屈折率が方解石の異常光線Ｂеに
対する屈折率に等しく、両素子A13，A23の合成
系の常光線Boに対する主点が対物レンズL1の後
側主点Ｆに合致している。他方、第５図の構成で
は発散素子A14がガラスの平凹レンズ１４ａと方
解石の平凸レンズ１４ｂとの貼合せからなり、収
斂素子A24がガラスの平凸レンズ２４ａと方解石
の平凹レンズ２４ｂとの貼合せからなり、ガラス
の屈折率が方解石の常光線Boに対する屈折率に
等しく、両素子A14，A24の合成系における両光
線の交点、すなわちこの場合には合成系の異常光
線Ｂеに対する主点が対物レンズL1の後側主点
Ｆに合致している。従つて２つの複屈折素子とし
て方解石を用いても、水晶と同じく、互いに離間
した第１及び第２物体S1，S2の像を同倍率で同一
位置に形成することができる。尚、第５図Ａの構
成は第４図Ａの構成において実質的には常光線
Boと異常光線Ｂеとが入れ換わつた状態に等し
く、第５図Ｂの構成は第４図Ｂの構成において実
質的に常光線Boと異常光線Ｂеとが入れ換わつ
た状態に等しい。
が異常光線に対する屈折率ｎеより小さいが、方
解石はこの逆であり、no＞ｎеの関係を持つ複
屈折素子である。方解石を用いた本発明の実施例
を示す概略構成図が第５図Ａ及びＢである。第５
図Ａの構成では発散素子A13がガラスの平凸レン
ズ１３ａと方解石の平凹レンズ１３ｂとの貼合せ
からなり、収斂素子A23がガラスの平凹レンズ２
３ａと方解石の平凸レンズ２３ｂとの貼合せから
なり、ガラスの屈折率が方解石の異常光線Ｂеに
対する屈折率に等しく、両素子A13，A23の合成
系の常光線Boに対する主点が対物レンズL1の後
側主点Ｆに合致している。他方、第５図の構成で
は発散素子A14がガラスの平凹レンズ１４ａと方
解石の平凸レンズ１４ｂとの貼合せからなり、収
斂素子A24がガラスの平凸レンズ２４ａと方解石
の平凹レンズ２４ｂとの貼合せからなり、ガラス
の屈折率が方解石の常光線Boに対する屈折率に
等しく、両素子A14，A24の合成系における両光
線の交点、すなわちこの場合には合成系の異常光
線Ｂеに対する主点が対物レンズL1の後側主点
Ｆに合致している。従つて２つの複屈折素子とし
て方解石を用いても、水晶と同じく、互いに離間
した第１及び第２物体S1，S2の像を同倍率で同一
位置に形成することができる。尚、第５図Ａの構
成は第４図Ａの構成において実質的には常光線
Boと異常光線Ｂеとが入れ換わつた状態に等し
く、第５図Ｂの構成は第４図Ｂの構成において実
質的に常光線Boと異常光線Ｂеとが入れ換わつ
た状態に等しい。
第６図は本発明による発散素子と収斂素子とを
それぞれ分散の異なるガラスの平凸レンズと平凹
レンズとを貼合せて構成したものである。第６図
の構成では発散素子A15は基準波長光Ｂに対する
屈折率ｎが互いに等しいガラスからなる平凸レン
ズ１５ａと平凹レンズ１５ｂとの貼合せで形成さ
れ、基準波長光より短い波長の光B′に対する屈
折率n′は平凹レンズ１５ｂの方が大きい。このた
め発散素子A15は基準波長光Ｂに対して平行平面
板として作用し、短波長光B′を発散する。また、
収斂素子A25は基準波長光Ｂに対する屈折率ｎが
互いに等しいガラスからなる平凹レンズ２５ａと
平凸レンズ２５ｂとの貼合せで構成され、短波長
光B′に対する屈折率n′は平凸レンズ２５ｂの方が
大きい。このため、収斂素子A25は基準波長光Ｂ
に対して平行平面板として作用し、短波長光
B′を収斂する。そして発散素子A15と収斂素子
A25との合成系における基準波長光Ｂと短波長光
B′との交点すなわちこの場合には合成系の短波
長光B′に関する主点が対物レンズL1の後側焦点
Ｆに合致している。従つて、対物レンズL1の色
収差が補正されていれば、両素子A15，A25と対
物レンズL1との合成系の短波長光に対する焦点
距離は、対物レンズL1単独の焦点距離に等しい。
このため基準波長光Ｂにより第１物体S1の像が無
限遠に形成され、短波長光B′により第２物体S2
の像も無限遠に形成され、互いに分離した第１、
第２物体S1，S2の像が同一位置に同一倍率で形成
され得る。
それぞれ分散の異なるガラスの平凸レンズと平凹
レンズとを貼合せて構成したものである。第６図
の構成では発散素子A15は基準波長光Ｂに対する
屈折率ｎが互いに等しいガラスからなる平凸レン
ズ１５ａと平凹レンズ１５ｂとの貼合せで形成さ
れ、基準波長光より短い波長の光B′に対する屈
折率n′は平凹レンズ１５ｂの方が大きい。このた
め発散素子A15は基準波長光Ｂに対して平行平面
板として作用し、短波長光B′を発散する。また、
収斂素子A25は基準波長光Ｂに対する屈折率ｎが
互いに等しいガラスからなる平凹レンズ２５ａと
平凸レンズ２５ｂとの貼合せで構成され、短波長
光B′に対する屈折率n′は平凸レンズ２５ｂの方が
大きい。このため、収斂素子A25は基準波長光Ｂ
に対して平行平面板として作用し、短波長光
B′を収斂する。そして発散素子A15と収斂素子
A25との合成系における基準波長光Ｂと短波長光
B′との交点すなわちこの場合には合成系の短波
長光B′に関する主点が対物レンズL1の後側焦点
Ｆに合致している。従つて、対物レンズL1の色
収差が補正されていれば、両素子A15，A25と対
物レンズL1との合成系の短波長光に対する焦点
距離は、対物レンズL1単独の焦点距離に等しい。
このため基準波長光Ｂにより第１物体S1の像が無
限遠に形成され、短波長光B′により第２物体S2
の像も無限遠に形成され、互いに分離した第１、
第２物体S1，S2の像が同一位置に同一倍率で形成
され得る。
尚、上記実施例ではいずれも対物レンズが無限
遠系である場合を示したが、これに限らず、有限
系対物レンズと組合せることもできる。そして、
対物レンズと前記両素子とは完全に分離される必
要はなく、対物レンズの内部に両素子を設けて設
計することも可能である。二重焦点光学系の結像
性能を良好に維持するために、対物レンズと両素
子とを含めて収差補正を行うことはいうまでもな
い。
遠系である場合を示したが、これに限らず、有限
系対物レンズと組合せることもできる。そして、
対物レンズと前記両素子とは完全に分離される必
要はなく、対物レンズの内部に両素子を設けて設
計することも可能である。二重焦点光学系の結像
性能を良好に維持するために、対物レンズと両素
子とを含めて収差補正を行うことはいうまでもな
い。
以上のごとく、本発明によれば、第１と第２の
光線を相対的に発散する素子と両光線を相対的に
収斂する素子とを組合せ、両素子の合成系におけ
る両光線の交点を任意の位置に位置させることが
できるので、対物レンズの後側焦点が対物レンズ
内のどこにあつてもその焦点と両素子の合成主点
とを正確に合致させることができ、あらゆる対物
レンズを用いて互いに離間する２つの物体の像を
同一平面上で同一倍率で形成することができる。
従つて、このような二重焦点光学系により、互い
に異なる位置の２つの物体の像を同一平面上で同
一倍率で形成することができる。従つて、このよ
うな二重焦点光学系により、互いに異なる位置の
２つの物体を高精度に測定でき、また例えばプロ
キシミテイ型露光装置に応用すればマスクとウエ
ハとを正確に位置合せすることができる。
光線を相対的に発散する素子と両光線を相対的に
収斂する素子とを組合せ、両素子の合成系におけ
る両光線の交点を任意の位置に位置させることが
できるので、対物レンズの後側焦点が対物レンズ
内のどこにあつてもその焦点と両素子の合成主点
とを正確に合致させることができ、あらゆる対物
レンズを用いて互いに離間する２つの物体の像を
同一平面上で同一倍率で形成することができる。
従つて、このような二重焦点光学系により、互い
に異なる位置の２つの物体の像を同一平面上で同
一倍率で形成することができる。従つて、このよ
うな二重焦点光学系により、互いに異なる位置の
２つの物体を高精度に測定でき、また例えばプロ
キシミテイ型露光装置に応用すればマスクとウエ
ハとを正確に位置合せすることができる。
第１図は従来技術の説明図、第２図Ａ，Ｂ，
Ｃ、及び第３図は本発明の原理的構成の説明図、
第４図Ａ，Ｂ、第５図Ａ，Ｂ及び第６図はそれぞ
れ本発明による実施例の概略構成図である。 主要部分の符号の説明、L0，L1……対物レン
ズ、A1，A11〜A15……発散素子、A2，A21〜A25
……収斂素子、Ｆ……対物レンズの後側焦点、S1
……第１物体、S2……第２物体、S′……像面。
Ｃ、及び第３図は本発明の原理的構成の説明図、
第４図Ａ，Ｂ、第５図Ａ，Ｂ及び第６図はそれぞ
れ本発明による実施例の概略構成図である。 主要部分の符号の説明、L0，L1……対物レン
ズ、A1，A11〜A15……発散素子、A2，A21〜A25
……収斂素子、Ｆ……対物レンズの後側焦点、S1
……第１物体、S2……第２物体、S′……像面。
Claims (1)
- １ 第１の光線に対して第２の光線を発散させる
発散素子と、該第１の光線に対して該第２の光線
を収斂させる収斂素子と、該第１及び第２の光線
に対して共に収斂作用を有する対物レンズとを有
し、該発散素子と収斂素子との合成系による該第
１の光線と該第２の光線との交点を該対物レンズ
の該収斂素子側焦点に合致して配置されたことを
特徴とする二重焦点光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57153070A JPS5942517A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | 二重焦点光学系 |
| US06/527,388 US4566762A (en) | 1982-09-02 | 1983-08-29 | Dual focus optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57153070A JPS5942517A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | 二重焦点光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5942517A JPS5942517A (ja) | 1984-03-09 |
| JPH0414327B2 true JPH0414327B2 (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=15554323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57153070A Granted JPS5942517A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | 二重焦点光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4566762A (ja) |
| JP (1) | JPS5942517A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4981342A (en) * | 1987-09-24 | 1991-01-01 | Allergan Inc. | Multifocal birefringent lens system |
| DE69215942T2 (de) * | 1991-04-05 | 1997-07-24 | Nippon Telegraph And Telephone Corp., Tokio/Tokyo | Verfahren und System zur optischen Projetkionsbelichtung |
| US5815293A (en) * | 1993-02-01 | 1998-09-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Compound objective lens having two focal points |
| JP3348460B2 (ja) * | 1993-03-30 | 2002-11-20 | ソニー株式会社 | 撮像光学系 |
| KR100234249B1 (ko) * | 1995-06-07 | 1999-12-15 | 윤종용 | 광픽업용 2위치 결상 대물렌즈 |
| JP3534363B2 (ja) * | 1995-07-31 | 2004-06-07 | パイオニア株式会社 | 結晶レンズ及びこれを用いた光ピックアップ光学系 |
| US6259668B1 (en) * | 1996-02-14 | 2001-07-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Recording/reproducing apparatus having an optical pickup device to read from and record information to disks of different thicknesses |
| US6222812B1 (en) | 1996-08-29 | 2001-04-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical pickup using an optical phase plate |
| US6639889B1 (en) | 1997-02-13 | 2003-10-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Recording/reproducing apparatus including an optical pickup having an objective lens compatible with a plurality of optical disk formats |
| US6304540B1 (en) | 1998-03-30 | 2001-10-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical pickup compatible with a digital versatile disk and a recordable compact disk using a holographic ring lens |
| US7022382B1 (en) * | 2000-06-16 | 2006-04-04 | Alcatel | UV-cure of coatings for an optical fiber with a laser |
| JP4671082B2 (ja) * | 2000-10-15 | 2011-04-13 | 明 石井 | 定倍率可変焦点結像方法および装置 |
| KR20030093683A (ko) * | 2002-06-05 | 2003-12-11 | 삼성전자주식회사 | 호환형 광픽업 |
| TWI370894B (en) * | 2007-02-26 | 2012-08-21 | Corning Inc | Method for measuring distortion |
| US10518358B1 (en) | 2016-01-28 | 2019-12-31 | AdlOptica Optical Systems GmbH | Multi-focus optics |
| TWI648524B (zh) * | 2017-10-03 | 2019-01-21 | 財團法人工業技術研究院 | 多層材料加工裝置及其方法 |
| CN113751892B (zh) * | 2021-08-24 | 2023-09-19 | 广东宏石激光技术股份有限公司 | 一种基于激光光斑能量整形的厚材切割系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3432238A (en) * | 1959-05-27 | 1969-03-11 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Spectrometric apparatus of high resolving power |
| US3990798A (en) * | 1975-03-07 | 1976-11-09 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method and apparatus for aligning mask and wafer |
-
1982
- 1982-09-02 JP JP57153070A patent/JPS5942517A/ja active Granted
-
1983
- 1983-08-29 US US06/527,388 patent/US4566762A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5942517A (ja) | 1984-03-09 |
| US4566762A (en) | 1986-01-28 |
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