DE2426214A1 - Verwendung von rastern zum optischen abgleich - Google Patents

Description

• Verwendung von Rastern zum optischen Abgleich Die Anmeldung betrifft eine Anordnung zunl Prüfen oder Justieren des Abbildungsmaßtabes optischer Systeme mit Hilfe von Beugungsgittern, beispielsweise zur Objektivprüfung oder Einstellung einer vorgegebenen Vergrößerung unter Verwendung zweier im Stranlenverlauf vor und ninter dem optischen System und dem Abbildungsmaßtab entsprechenden konjugierten Ebenen angeordneten linear geteilten, ein- oder zweidimensionalen Gittern, welcne zueinander ein vorbestimmtes Gitterkonstantenverhältnis aufweisen, das in einem rationalen Verhältnis kleiner ganzer Zahlen, vorzugsweise in einem ganzzanligen VertWltni zum abbildungsmaßstab zieht Durch das Bucn "Optik aller Wellenlängen"1 Berlin 1959, S. 325 ff von R. schlage ist eine Anordnung bekannt, bei der ein beleuchtetes Objektraster vom Prüfling auf ein zweite Analysenraster abgebildet wird. Die beiden Raster sind gegeneinander um einen kleinen Winkel verdrent, so daß auf dem Analysenraster Moire-Streifen erscheinen, aus deren Verlauf auf Abbildungsfenler geschlossen werden kann.
• Der gleiche Sachverhalt ist in der DT-AS 1 110 913 für den Sonderfall einer 1.1-Abbildung beschrieben, andere Abbildungsmaßstäbe sind nahegelegt Dies ist insbesondere auch duron die US-PS 2 406 299 nanegelegt, in der Gitterkonstantenverflältnisse entsprechend dem Abbildungsmaßstab des verwendeten optischen Systems bechrieben sind. Soflließliofl ist ein solofler Einsatz von Rastern durcn den Aufsatz "Moirétectlnik, ..." von F. Hock, Masoninenmarkt, Nr. 46, 7. Juni 1963, Würzburg, insbesondere S. 30 und Abb. 26 sowie die DT-PS 1 136 834 vorbekannt.
• Zum Abgleich sind die bekannten Anordnungen nur bedingt brauchbar; denn das Objektraster muß einerseits richtungsorientiert abgeblendet werden, darf aber zur Vermeidung von Überlappungsinterferenzen von Licnt verschiedener Wellenlänge nicht schmaler als die Gitterstreifenbreite werden. Das erfordert erhöhten Beleucntungsaufwand.
• Bei Annäherung an den Soll-Abbildungsmaßstab und paralleler Riontung von Objektgitter und Bildgitter wird das Moirestreifensystem über das Bildfeld zu einem wolkigen Helligkeitsverlauf eines einzigen Streifenbruchteils über das gesamte Bildfeld verschmiert. Bei der Einstellung eines Winkels zwisonen Objektgitterrichtung und Bildgitterrichtung wird die Annäherung an die Sollvergrößerung durch die Winkellage der Moirestreifen relativ zu der Winkelhalbierenden zwisonen Objektgitter und Bildgitter angezeigt, was ebenfalls zu Auswerteproblemen führt.
• In beiden Fäden wird die Auswertung durcn Helligkeitsunterschliede über das Objekt bzw. Bildfeld verfälsont.
• Außerdem wird der Abgleich dadurch kompliziert, daß bei den Objektive für die höchsten Auflösungsanforderungen, Z.B. für die Halbleitertecnnologie, im nahen W gearbeitet wird, um die den Strukturortsfnçquenzen zugeordneten Beugungswinkel klein zu halten und um eine optimale Anpassung an das photochemische Empfindlichkeitsspektrum strukturlosen licntempfindlichen Substanzen zu erreichen.
• Blind - mit UV-Licht erzeugte - Aufnahmereinen müssen dann ausgewertet werden1 um den optimalen Justierzustand iterativ zu erreicnen (vgl. dazu Applied Optics, Vol. 3, No.4, s. 437 ff).
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung mit Rastern zur Prüfung und/oder zum Abgleich anzugeben, mit der detaillierte Messungen ohne besondere Beleuchtungseinrichtungen möglich sind.
• Gegenstand der Anmeldung ist daher eine Anordnung der eingangs genannten Art, die sicn dadurch auszeichnet, daß mindestens eines der Gitter in mindestens zwei Teilflächen zerlegt ist, die sicfl entweder'in der Teilungsphase unterscheiden oder deren Gitterkonstanten von der Sollgitterkonstanten um-gleiche Beträge nach plus und minus differieren. Eine solche Anordnung kann Gitter aufweisen, deren TeiLflächen in Begrenzungslinien aneinander grenzen, die mit der Teilungsricntung Winkel von 0° oder 900 einschließen. Außerdem kann eine solche Anordnung wechselweise aus Phasen- und/oder Amplitudengittern bestehen.
• Vorteilhaft sind die Strukturelemente der Gitterebenen oder der Träger des an zweiter Stelle vom Abbildungslicht getroffenen Gitters duron das Abbildungslicnt zur Abstrahlung eines Wellenlängenbereicnes stimulierbar, der nicht mit dem Wellenlängenbereich des Abbildungslichtes übereinstimmt. Dem Bildfeld, d.h. also dem zweiten Gitter, sind licntelektriscne Empfänger nachzuordnen, deren Signalverhältnis zur Beurteilung des Zustandes des abbildenden Systems ausgewertet wird. Es ist also zur Eliminierung von Ausleucfltungsscäwankungen über das Objekt bzw.
• Bildfeld und zur leichteren Auswertbarkeit von Streifengeradneit oder -ricatung mindestens eines der beiden Raster in mindestens zwei Teilfelder zu zerlegen, die gegeneinander in der Teilungsphase um nicht 3600 gegeneinander versonoben oder in der Teilungsfrequenz um gleicne Beträge gegenüber der Sollfrequenz verschoben sind. Die Auswertung der Objektiveigenscnaften wird mit Hilfe von Halbschatteneffekten auf das Helligkeitsverhältnis aneinanderstoender Teilfelder vorgenommen.
• Die neue Anordnung ist in den Zeichnungen sonematison dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 schematison den Aufbau der neuen Einricntung; Fig. 2 und 3 mögliche Gitterausführungen.
• In Fig. 1 wird das Objektraster 3 mit einer, vorzugsweise UV-abstrahlenden, Licht erzeugenden Quelle 1 durch den Kondensor 2 gleichmäßig ausgeleuchtet. Das zu prüfende optische System 4, dessen Abbildungseigenschaft gegebenenfalls mittels einer fehlerfreien Linse 4a ergänzt wird, bildet das Raster 3 auf ein Analysenraster 5 ab, welches durch das Licht der Quelle 1 zum Selbstleucnten anregbare Markierungen aufweist oder dessen Träger aus selbstleuchtendem, zur Abstrahlung leicht auswertbaren Llontes anregbaren, Material gefertigt ist. Durch die selbstleuchtenden Eigenschaften dieses Rasters 5 sind sogar bei unsichtbarer (UV-, IR-) Beleucntung den Abbildungseigenschaften der Optik 4 entsprechende Moire-Streifen in der Ebene des Rasters 5 sichtbar. Der Verlauf dieser Streifen läßt exakte Rticksonlüsse auf den augenblickhohen Zustand des optischen Systems zu, und man kann - falls erwünscht - unter Beobachtung dieser Streifen Korrokturen am optisonen System vornehmen.
• Die Prüfung des optischen Systems kann auch mit entspreohend untersoniedlicn geteilten Rastern durchgeführt werden, wie sie in den Figuren 2 und 3 gezeigt sind.
• Das in Fig. 2 gezeigte Raster besteht aus zwei Teilen, die aneinanderliegend gleiche Gitterkonstante aufweisen, während bei den Teilen des Rasters nach Fig. 3 die Gitterkonstanten unterschiedlich sind. Bei Rastern mit abschnitteweise nach plus und minus verschobenen Gitterkonstanten von Gittern, die gegenüber dem zweiten Gitter verdreht sind, schwankt die Streifenrichtung in den Abschnitten, falls die Gitterkonstantendifferenz nach plus und minus nicht gleich ist, so daß eine unsymmetrische Sägezahnlinie entsteht.
• Selbstverständlicn ist es möglich, dem Analysenraster fotoelektrische Empfänger in solcher Anzahl und Anordnung nachzuschalten, daß ihre Ausgangssignale die gewünschte Aussage überßie Eigenschaften des gemessenen optischen Systems repräsentieren.

Claims (7)

1. Ansprüche

   $Äi. Einrichtung zum Abgleich von optischen Systemen, beispielsweise zur Objektivprüfung oder Einstellung einer vorgegebenen Vergrößerung, unter Verwendung zweier, beidseitig des optischen Systems und in dem Abbildungsmaßstab entsprecnenden konjugierten Ebenen angeordneten Beugungsgittern, welche zueinander ein vorbestimmtes Gitterkonstantenverhältnis aufweisen, das den Sollabbildungseigenschaften des optisohen Systems entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Gitter in mindestens zwei Teilflächen zerlegt ist, die sicn entweder in der Teilungspnase unterscheiden oder deren Gitterkonstanten von der Sollgitterkonstanten um gleiche Beträge nach plus und minus differieren.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilflächen in Begrenzungslinien aneinandergrenzen, die mit der Teilungsrichtung Winkel von 0° oder 900 einschließen.
3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Gitter ein Phasengitter ist, während das zweite Gitter ein Amplitudengitter ist.
4. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gitter Amplitudengitter sind.
5. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gitter Phasengitter sind.
6. 6, Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Strukturelemente oder der Träger des an zweiter Stelle vom Abbildungslicht getroffenen Gitters durch das Abbildungslicht zur Abstranlung eines Wellenlängenbereiches stimulierbar ist, der nicnt mit dem Wellenlängenbereich des Abbildungslichtes übereinstimmt.
7. 7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bildfeld lichtelektrische Empfänger nachgeordnet sind, deren. Signalverhältnis zur Beurseilung des Zustandes des abbildenden Systems ausgewertet wird.