專利名稱：一種投影光刻物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光刻技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種半導(dǎo)體光刻裝置中投影光學(xué)系統(tǒng)的投影光刻物鏡。
背景技術(shù)：
目前在亞微米中小基底光刻技術(shù)領(lǐng)域，采用體硅微加工エ藝及表面硅微加工エ藝，產(chǎn)生了ー些新的應(yīng)用，如磁頭，打印噴頭，加速度計等器件。光刻投影系統(tǒng)在此領(lǐng)域的應(yīng)用，在保證成像性能同時，需要控制成本并為整機設(shè)計帶來便利。美國專利US4391494公開了ー種投影物鏡設(shè)計，覆蓋400 450nm的g線到h線波段，數(shù)值孔徑0.3，視場高度16. 8mm，能夠覆蓋7X21mm或者8X18. 3mm視場大小。其像質(zhì)良好但物面和像面之間存在一定的夾角，這種不平行的物面和像面為整機設(shè)計帶來了困難。中國專利CN200610027264公開了ー種投影物鏡設(shè)計，覆蓋365 450nm的g線，h線，i線波段，數(shù)值孔徑0. 18，視場高度72mm，能夠覆蓋44X44mm視場大小，且為物像面平行的設(shè)計。但該物鏡的數(shù)值孔徑比美國專利的小，分辨率有限(最小可分辯2um)。

發(fā)明內(nèi)容
綜合上述背景技術(shù)及配合掩模尺寸的使用需求，本發(fā)明的目的在于提供一種亞微米投影物鏡，在能夠?qū)崿F(xiàn)亞微米分辨率同時，物面與像面平行，為整機設(shè)計帶來便利。本發(fā)明提出ー種投影光刻物鏡，沿光束傳播方向依次包括—第一反射裝置，將物方平面的入射光線反射進入一光學(xué)透鏡系統(tǒng)；所述光學(xué)透鏡系統(tǒng)包括一具有正光焦度的第一透鏡組；一具有負光焦度的第二透鏡組；一凹面球面反射鏡；以及一第二反射裝置，將所述光學(xué)透鏡系統(tǒng)的出射光線反射進入像方平面；其中，所述第一、第二透鏡組滿足以下關(guān)系0. I < I fG11/fG121 < 0. 5其中，fG11 :第一透鏡組的焦距；fei2 :第二透鏡組的焦距。較佳地，所述第一透鏡組由至少三個透鏡構(gòu)成，且第一透鏡與第二透鏡光焦度為正；所述第二透鏡組由第一和第二子透鏡組構(gòu)成，所述第一子透鏡組光焦度為正，至少包含一正透鏡與ー負透鏡；所述第二子透鏡組光焦度為負；其中，所述第二透鏡組的所述第一、第二子透鏡組滿足以下關(guān)系I. 2 く |fG12_ln/fG12_2n| < 2.5其中，fei2_ln :第二透鏡組的第一子透鏡組的焦距；fei2_2n :第二透鏡組的第二子透鏡組的焦距。其中，所述第二透鏡組的第一、第二子透鏡組中包含的負透鏡采用同一種材料。較佳地，所述第二透鏡組的第一、第二子透鏡組中包含的負透鏡是采用兩種不同材料，且第一子透鏡組中負透鏡材料的折射率和阿貝數(shù)都大于第二子透鏡組中負透鏡材料的折射率和阿貝數(shù)。較佳地，所述具有正光焦度的透鏡組中的光學(xué)透鏡的表面均為球面。其中，所述第一第二反射裝置是棱鏡或反射鏡。 其中，所述物方平面與所述像方平面平行。本發(fā)明的亞微米投影物鏡，能校正場曲、像散，并實現(xiàn)物像空間的雙遠心。在能夠?qū)崿F(xiàn)亞微米分辨率同時，物面與像面平行，為整機設(shè)計帶來便利。


關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進ー步的了
解。 圖I為本發(fā)明投影光刻物鏡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明投影光刻物鏡光學(xué)系統(tǒng)形成的矩形視場；圖3本發(fā)明投影光刻物鏡光學(xué)系統(tǒng)的物方及像方遠心曲線；圖4本發(fā)明投影光刻物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像差曲線。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施例。在光刻投影系統(tǒng)中，汞燈光源是ghi線波段經(jīng)常使用的光源類型。汞燈功率大但也存在壽命短，需要定期更換，且需要專門的電源驅(qū)動及燈室散熱問題。隨著LED照明光源的開發(fā)，其功率滿足小劑量曝光系統(tǒng)的需求，同時具備成本低、壽命高，電源控制簡單等特點，部分采用LED光源替換汞燈光源可以大大降低曝光系統(tǒng)的成本。LED光譜純度高，效率高，但光譜的帶寬較大，物鏡設(shè)計的半高權(quán)寬要達到20nm左右。如圖I所不,本發(fā)明投影光刻物鏡光學(xué)系統(tǒng)包括一對棱鏡P1、P2,棱鏡Pl將物方平面R的入射光線反射進入光學(xué)透鏡系統(tǒng)10。光學(xué)透鏡系統(tǒng)10的出射光線再經(jīng)過棱鏡P2反射進入像方平面W。其中棱鏡P1、P2也可以是反射鏡等反射裝置。物方平面R和像方平面W平行設(shè)置，為整機設(shè)計帶來便利。光學(xué)透鏡系統(tǒng)10包括兩個透鏡組G11、G12和ー個凹面球面反射鏡Ml。第一透鏡組Gll光焦度為正，由至少三個透鏡11、12、13構(gòu)成，且第一透鏡11與第二透鏡12光焦度為正。第二透鏡組G12光焦度為負，由兩個子透鏡組G12-ln、G12-2n構(gòu)成，子透鏡組G12-ln光焦度為正，包含至少ー個正透鏡15與ー個負透鏡14。子透鏡組G12-2n光焦度為負。其
中第一第二透鏡組、第一第二子透鏡組滿足以下關(guān)系0. I < I fG11/fG121 < 0. 5I. 2 く |fG12_ln/fG12_2n| < 2.5fG11 :第一透鏡組Gll的焦距；fG12 :第二透鏡組G12的焦距；fG12_ln :第二透鏡組G12第一子透鏡組G12-ln的焦距；fei2_2n :第二透鏡組G12第二子透鏡組G12-2n的焦距。第二透鏡組G12第一、第二子透鏡組G12_ln、G12_2n中包含的負透鏡可以采用同ー種材料。也可以采用兩種不同材料，且第一子透鏡組G12-ln中負透鏡材料的折射率和阿貝數(shù)都大于第二子透鏡組G12-2n中負透鏡材料的折射率和阿貝數(shù)。上述具有正光焦度的透鏡組中的光學(xué)透鏡的表面均為球面。本設(shè)計為負一倍的對稱式設(shè)計，垂軸像差如慧差、倍率色差、畸變自動補償。表I為本發(fā)明的一個實施例中光刻投影物鏡的具體設(shè)計值，“STOP”表示孔徑光闌AS，所有尺寸単位都是毫米。表I實施例結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種投影光刻物鏡，其特征在于，沿光束傳播方向依次包括 一第一反射裝置，將物方平面的入射光線反射進入一光學(xué)透鏡系統(tǒng)；所述光學(xué)透鏡系統(tǒng)包括 一具有正光焦度的第一透鏡組； 一具有負光焦度的第二透鏡組； 一凹面球面反射鏡；以及 一第二反射裝置，將所述光學(xué)透鏡系統(tǒng)的出射光線反射進入像方平面； 其中，所述第一、第二透鏡組滿足以下關(guān)系0.I < fG11/fG12 < 0. 5 其中，fG11 :第一透鏡組的焦距；fei2 :第二透鏡組的焦距。
2.如權(quán)利要求I所述的投影光刻物鏡，其特征在于 所述第一透鏡組由至少三個透鏡構(gòu)成，且所述第一透鏡組的第一透鏡與第二透鏡光焦度為正。
3.如權(quán)利要求I所述的投影光刻物鏡，其特征在于 所述第二透鏡組由第一和第二子透鏡組構(gòu)成，所述第一子透鏡組光焦度為正，至少包含一正透鏡與一負透鏡；所述第二子透鏡組光焦度為負； 其中，所述第二透鏡組的所述第一、第二子透鏡組滿足以下關(guān)系 1.2〈 I f(；12-ln/fG12-2n I〈 2. 5 其中，fel2-ln :第二透鏡組的第一子透鏡組的焦距；fel2-2n :第二透鏡組的第二子透鏡組的焦距。
4.如權(quán)利要求3所述的投影光刻物鏡，其特征在于所述第二透鏡組的第一、第二子透鏡組中包含的負透鏡采用同一種材料。
5.如權(quán)利要求3所述的投影光刻物鏡，其特征在于所述第二透鏡組的第一、第二子透鏡組中包含的負透鏡采用兩種不同材料，且第一子透鏡組中負透鏡材料的折射率和阿貝數(shù)都大于第二子透鏡組中負透鏡材料的折射率和阿貝數(shù)。
6.如權(quán)利要求I所述的投影光刻物鏡，其特征在于所述具有正光焦度的透鏡組中的光學(xué)透鏡的表面均為球面。
7.如權(quán)利要求I所述的投影光刻物鏡，其特征在于所述第一和第二反射裝置是棱鏡或反射鏡。
8.如權(quán)利要求I所述的投影光刻物鏡，其特征在于所述物方平面與所述像方平面平行。
全文摘要
一種投影光刻物鏡，沿光束傳播方向依次包括一第一反射裝置，將物方平面的入射光線反射進入一光學(xué)透鏡系統(tǒng)；所述光學(xué)透鏡系統(tǒng)包括一具有正光焦度的第一透鏡組；一具有負光焦度的第二透鏡組；一凹面球面反射鏡；以及一第二反射裝置，將所述光學(xué)透鏡系統(tǒng)的出射光線反射進入像方平面；其中，所述第一、第二透鏡組滿足以下關(guān)系0.1＜|fG11/fG12|＜0.5其中，fG11第一透鏡組的焦距；fG12第二透鏡組的焦距。本發(fā)明的亞微米投影物鏡，能校正場曲、像散，并實現(xiàn)物像空間的雙遠心。在能夠?qū)崿F(xiàn)亞微米分辨率同時，物面與像面平行，為整機設(shè)計帶來便利。
文檔編號G03F7/20GK102768397SQ20111011708
公開日2012年11月7日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者武珩, 黃玲 申請人:上海微電子裝備有限公司