專利名稱：一種投影物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于光刻機(jī)的投影物鏡。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用于工件上的裝置。通常是將所需圖案應(yīng)用于工件上的目標(biāo)部分上的裝置。光刻裝置能夠被用于例如集成電路(IC)的制造。通常，光刻設(shè)備的范圍包括但不限于集成電路制造光刻裝置、平板顯示面板光刻裝置、MEMS/M0EMS光刻裝置、先進(jìn)封裝光刻裝置、印刷電路板光刻裝置、印刷電路板加工裝置以及印刷電路板器件貼裝裝置等。目前在半導(dǎo)體加工領(lǐng)域，微米級(jí)分辨率，高產(chǎn)率的投影光學(xué)系統(tǒng)需求日益增加。步進(jìn)式光刻設(shè)備為了獲得高產(chǎn)率，必須使用寬光譜光源如汞燈，具有大的成像范圍，同時(shí)為了配合掩模尺寸，部分采用了 1.2 放大倍率系統(tǒng)。日本專利JP2006^7383公開(kāi)了一種1. 25x放大倍率光刻投影物鏡。使用曝光波長(zhǎng)為I線，帶寬為+/_3nm，半視場(chǎng)為93. 5mm。日本專利JP2007079015公開(kāi)了另一種1. 2 放大倍率投影物鏡，該物鏡使用曝光波長(zhǎng)也為I線，帶寬為+/-1. 5nm，半視場(chǎng)也為93. 5mm。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明的目的在于提供一種大曝光視場(chǎng)投影物鏡，能校正多種像差，特別是畸變、場(chǎng)曲、像散、軸向色差、倍率色差，并實(shí)現(xiàn)物像空間的雙遠(yuǎn)心?！N投影物鏡，用于把位于所述投影物鏡的物平面內(nèi)的圖案投射到所述投影物鏡像平面內(nèi)，其特征在于從所述物平面沿光軸依次設(shè)置具有正光焦度的第一透鏡組；具有正光焦度的第二透鏡組；光焦度接近零的第三透鏡組；具有正光焦度的第四透鏡組。其中， 所述各透鏡組滿足以下關(guān)系式0. 42 < Vf1 < 0. 58(1)1. 94 < Vf1 < 1. 53 (2)第一透鏡組的焦距；f2 第二透鏡組的焦距；f4 第四透鏡組的焦距。其中，所述第一透鏡組由五片透鏡構(gòu)成，光焦度依次為負(fù)、正、正、負(fù)、負(fù)；第一透鏡組包含一子透鏡組，所述子透鏡組包括第一透鏡組的第二、第三透鏡；所述第二透鏡組由六片透鏡構(gòu)成，光焦度依次為負(fù)、正、正、正、正、負(fù)；所述第二透鏡組包含第一和第二子透鏡組，第一子透鏡組包括第二透鏡組的第一、第二、第三透鏡，第二子透鏡組包括第二透鏡組的第四、第五、第六透鏡；所述第三透鏡組由四片透鏡構(gòu)成，四片透鏡的光焦度依次為負(fù)、負(fù)、正、正；所述第三透鏡組包含第一和第二子透鏡組，第一子透鏡組光焦度為負(fù)，包括第三透鏡組的第一、第二透鏡，第二子透鏡組光焦度為正，包括第三透鏡組的第三、第四透鏡；所述第三透鏡組的光焦度接近于零；
所述第四透鏡組由兩片透鏡構(gòu)成，光焦度依次為正、負(fù)；其中，各所述透鏡滿足以下關(guān)系式0. 36 < Uf1 < 0. 47(3)0.7 < IWf2-J < 1.4 (4)-0. 77 < f3_ln/f3_2n < -0. 45 (5)-0. 62 < U1ZU2 < -0. 35 (6)其中f\ 第一透鏡組的焦距；f\_ln 第一透鏡組的子透鏡組的焦距；f2_ln 第二透鏡組的第一子透鏡組的焦距；f2-2n 第二透鏡組的第二子透鏡組的焦距；f3_ln 第三透鏡組的第一子透鏡組的焦距；f3-2n 第三透鏡組的第二子透鏡組的焦距；。第四透鏡組第一透鏡的焦距；f4_2 第四透鏡組第二透鏡的焦距。優(yōu)選地，物鏡材料阿貝數(shù)滿足以下關(guān)系1. 61 < VhAV2 < 2. 4 (7)0. 52 < m < 0. 84 (8)0. 83 < V^i/V^ < 1. 15 (9)Vh和\_2 第一透鏡組第一透鏡和第二透鏡的阿貝數(shù)；V”和V2_2 第二透鏡組第一透鏡和第二透鏡的阿貝數(shù) ’V”和V4_2 第四透鏡組第一透鏡和第二透鏡的阿貝數(shù)。其中，投影物鏡的放大倍率為1. 25倍。其中，第一透鏡組第一透鏡為雙凹透鏡，由低色散材料構(gòu)成；第一透鏡組第二透鏡為近似平凸透鏡，近似平面面向物平面，由高色散材料構(gòu)成；第一透鏡組第三透鏡為雙凸透鏡，由低色散材料構(gòu)成；第一透鏡組第四透鏡為彎月式透鏡，前后表面近似同心，凹面面向像平面，由高色散材料構(gòu)成；第一透鏡組第五透鏡為面向物平面的彎月透鏡，由低色散材料構(gòu)成。其中，第二透鏡組第一透鏡為雙凹透鏡，由低色散材料構(gòu)成；第二透鏡組第二透鏡為雙凸透鏡，由低色散材料構(gòu)成；第二透鏡組第二透鏡阿貝色散系數(shù)大于第二透鏡組第一透鏡的阿貝色散系數(shù)；第二透鏡組第三透鏡為雙凸透鏡，由低色散材料構(gòu)成；第二透鏡組第四透鏡為雙凸透鏡，由低色散材料構(gòu)成；第二透鏡組第五透鏡為近似平凸透鏡，近似平面面向像平面，由低色散材料構(gòu)成；第二透鏡組第六透鏡為雙凹透鏡，由高色散材料構(gòu)成。其中，第三透鏡組第一透鏡為雙凹透鏡，由高色散材料構(gòu)成；第三透鏡組第二透鏡為彎月式透鏡，凹面面向物平面，由低色散材料構(gòu)成；第三透鏡組第三透鏡為近似平凸透鏡，近似平面面向物平面，由高色散材料構(gòu)成；第三透鏡組第四透鏡為彎月透鏡，凹面彎向像平面，由低色散材料構(gòu)成。其中，第四透鏡組第一透鏡為近似平凸透鏡，近似平面面向像平面，由高色散材料構(gòu)成；第四透鏡組第二透鏡為雙凹透鏡，由高色散材料構(gòu)成。 其中，光學(xué)系統(tǒng)至少包含兩個(gè)彎月式透鏡，且兩個(gè)彎月式透鏡凹面相對(duì)，彎月式透鏡厚度與口徑比大于1 5。其中低色散材料選自SFPL51Y_0HARA、BSM51Y_0HARA、SFSL5Y_0HARA、BSL7Y_ OHARA。高色散材料選自PBM18Y_0HARA、PBL6Y_0HARA、PBL25Y_0HARA。所述投影物鏡的半視場(chǎng)大小100mm。
本發(fā)明使用較少的鏡片完成1. 25x放大倍率設(shè)計(jì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了 i線+/-5nm的光譜帶寬，半視場(chǎng)大小100mm，保證了足夠的曝光光強(qiáng)，這些都是為了滿足高產(chǎn)率光刻設(shè)備需求。


圖1所示為本發(fā)明投影物鏡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為本發(fā)明投影物鏡光學(xué)系統(tǒng)畸變曲線圖；圖3所示為本發(fā)明投影物鏡光學(xué)系統(tǒng)物方及像方遠(yuǎn)心曲線圖；圖4所示為本發(fā)明投影物鏡光學(xué)系統(tǒng)光線像差曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鏡片數(shù)量為17片，各參數(shù)要求如表1所示。表 權(quán)利要求
1. 一種投影物鏡，用于把位于所述投影物鏡的物平面內(nèi)的圖案投射到所述投影物鏡像平面內(nèi)，其特征在于從所述物平面開(kāi)始沿光軸依次設(shè)置 具有正光焦度的第一透鏡組； 具有正光焦度的第二透鏡組； 光焦度接近零的第三透鏡組； 具有正光焦度的第四透鏡組； 其中所述各透鏡組滿足以下關(guān)系式0.42 < fjfx < 0. 58 (1)1.94 < fjfx < 1. 53 (2)f!第一透鏡組的焦距；f2 第二透鏡組的焦距;f4 第四透鏡組的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影物鏡，其特征在于所述第一透鏡組由五片透鏡構(gòu)成，光焦度依次為負(fù)、正、正、負(fù)、負(fù)；第一透鏡組包含一子透鏡組，所述子透鏡組包括第一透鏡組的第二、第三透鏡；所述第二透鏡組由六片透鏡構(gòu)成，光焦度依次為負(fù)、正、正、正、正、負(fù)；所述第二透鏡組包含第一和第二子透鏡組，第一子透鏡組包括第二透鏡組的第一、第二、第三透鏡，第二子透鏡組包括第二透鏡組的第四、第五、第六透鏡；所述第三透鏡組由四片透鏡構(gòu)成，四片透鏡的光焦度依次為負(fù)、負(fù)、正、正；所述第三透鏡組包含第一和第二子透鏡組，第一子透鏡組光焦度為負(fù)，包括第三透鏡組的第一、第二透鏡，第二子透鏡組光焦度為正，包括第三透鏡組的第三、第四透鏡；所述第三透鏡組的光焦度接近于零；所述第四透鏡組由兩片透鏡構(gòu)成，光焦度依次為正、負(fù)；其中，各所述透鏡滿足以下關(guān)系式0. 36 < f^yfi < 0. 47(3)0.7 < IWf2-J <1-4 (4)-0. 77 < f3-ln/f2-2n < -0. 45 (5)-0. 62 < f4Vf4_2 < -0· 35(6)其中f\ 第一透鏡組的焦距；f\_ln 第一透鏡組的子透鏡組的焦距；f2_ln 第二透鏡組的第一子透鏡組的焦距；f2_2n 第二透鏡組的第二子透鏡組的焦距；f3_ln 第三透鏡組的第一子透鏡組的焦距；f3_2n 第三透鏡組的第二子透鏡組的焦距；L 第四透鏡組第一透鏡的焦距；f4_2 第四透鏡組第二透鏡的焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影物鏡，其特征在于物鏡材料阿貝數(shù)滿足以下關(guān)系1.61 < V1-VV2< 2.4(7)0.52 < V2—-i/V2-2< 0.84(8)0.83 < V4—-l/V4-2< 1.15(9)V11 和 \-2第— 透鏡;組第--透鏡和第二透鏡的阿貝數(shù)；V”和V2_2 第二透鏡組第鏡和第二透鏡的阿貝數(shù) ’V"和V4_2 第四透鏡組第一透鏡和第二透鏡的阿貝數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述投影物鏡，其特征在于所述投影物鏡的放大倍率為1.25倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述投影物鏡，其特征在于第一透鏡組第一透鏡為雙凹透鏡，由低色散材料構(gòu)成；第一透鏡組第二透鏡為近似平凸透鏡，近似平面面向物平面，由高色散材料構(gòu)成；第一透鏡組第三透鏡為雙凸透鏡，由低色散材料構(gòu)成；第一透鏡組第四透鏡為彎月式透鏡，前后表面近似同心，凹面面向像平面，由高色散材料構(gòu)成；第一透鏡組第五透鏡為面向物平面的彎月透鏡，由低色散材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述投影物鏡，其特征在于第二透鏡組第一透鏡為雙凹透鏡，由低色散材料構(gòu)成；第二透鏡組第二透鏡為雙凸透鏡，由低色散材料構(gòu)成；第二透鏡組第二透鏡阿貝色散系數(shù)大于第二透鏡組第一透鏡的阿貝色散系數(shù)；第二透鏡組第三透鏡為雙凸透鏡，由低色散材料構(gòu)成；第二透鏡組第四透鏡為雙凸透鏡，由低色散材料構(gòu)成；第二透鏡組第五透鏡為近似平凸透鏡，近似平面面向像平面，由低色散材料構(gòu)成；第二透鏡組第六透鏡為雙凹透鏡，由高色散材料構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述投影物鏡，其特征在于第三透鏡組第一透鏡為雙凹透鏡，由高色散材料構(gòu)成；第三透鏡組第二透鏡為彎月式透鏡，凹面面向物平面，由低色散材料構(gòu)成； 第三透鏡組第三透鏡為近似平凸透鏡，近似平面面向物平面，由高色散材料構(gòu)成；第三透鏡組第四透鏡為彎月透鏡，凹面彎向像平面，由低色散材料構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述投影物鏡，其特征在于第四透鏡組第一透鏡為近似平凸透鏡， 近似平面面向像平面，由高色散材料構(gòu)成；第四透鏡組第二透鏡為雙凹透鏡，由高色散材料構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述投影物鏡，其特征在于光學(xué)系統(tǒng)至少包含兩個(gè)彎月式透鏡，且兩個(gè)彎月式透鏡凹面相對(duì)，彎月式透鏡厚度與口徑比大于1 5。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7或8所述投影物鏡，其中低色散材料選自SFPL51Y_0HARA、 BSM51Y_0HARA、SFSL5Y_0HARA、BSL7Y_0HARA。
11.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7或8所述投影物鏡，其中高色散材料選自PBM18Y_0HARA、 PBL6Y_0HARA、PBL25Y_0HARA。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述投影物鏡，其特征在于所述投影物鏡的半視場(chǎng)大小100mm。
全文摘要
一種投影物鏡，用于把位于所述投影物鏡的物平面內(nèi)的圖案投射到所述投影物鏡像平面內(nèi)，從所述物平面開(kāi)始沿光軸依次設(shè)置具有正光焦度的第一透鏡組；具有正光焦度的第二透鏡組；光焦度接近零的第三透鏡組；具有正光焦度的第四透鏡組。本發(fā)明使用較少的鏡片完成1.25x放大倍率設(shè)計(jì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了i線+/-5nm的光譜帶寬，半視場(chǎng)大小100mm，保證了足夠的曝光光強(qiáng)，這些都是為了滿足高產(chǎn)率光刻設(shè)備需求。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102279459SQ20101019622
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者劉國(guó)淦, 武珩, 黃玲 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司