[实用新型]亚半微米投影光刻物镜

说明书

本实用新型是一种亚半微米投影光刻物镜，属于分步重复投影光刻机投影光刻物镜技术领域。

亚半微米投影光刻物镜是分步重复投影光刻机的核心部件，它的分辨力提高使光刻机升级换代。目前国内投影光刻物镜最高分辨力为0.5-0.7μm，这种分辨力的光刻设备已不能满足我国制造超大规模集成电路(VLSI)千兆位需求。

本实用新型的目的在于克服上述现有光刻设备光刻分辨力较低，不能制作千兆位VLSI的不足，而提供一种光刻分辨力很高的亚半微米投影光刻物镜。

本实用新型的目的可以通过以下技术措施实现：由镜筒和内部透镜框组件组成亚半微米投影光刻物镜，外层为通有恒温水的恒温密封上下外套，中间层为镜筒，支撑整个物镜的大法兰包含在其中的一节镜筒中，内层为分隔固定光学透镜元件的透镜框组件、平镜组件和光栏组件。

本实用新型的目的也可以通过以下技术措施实现：亚半微米投影光刻物镜的光学系统为像方远心和物方远心的双远心系统，光栏面为前组的像方焦面，也为后组的物方焦面，同时也是光瞳面，在该面上放置了其数值孔径可在0.35-0.63改变的可变光栏，同时还放置了光栅衍射空间滤波对准装置，使具有同轴对准功能。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

数值孔径达到0.63，并且在0.35-0.63内可变，视场Φ28.5mm，缩小倍率5倍，工作波长365nm，在1250对线/毫米，离焦±0.4μm时，传递函数MTF≥0.40。同时具有光栅衍射空间滤波暗场同轴对准和温度气压控制补偿功能。物镜成像光路为双远心光路，掩模图形和硅片的偏离与倾斜，不会改变投影光刻倍率，是其它高数值孔径物镜所不能达到的。物镜由29片透镜构成(不含平镜组件24中对准用平镜)，与国外具有同等技术参数指标，一般由30-31片透镜构成的物镜相比，不仅透镜片数少，无一胶合件，并且结构性能好，制作成本低。物镜达到最细光刻分辨力为0.35μm，满足了我国微电子工业制造VLSI千兆位集成电路，对光刻设备光刻分辨力愈来愈高的要求。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为亚半微米投影光刻物镜的结构图。

图2为亚半微米投影光刻物镜的离焦传递函数MTF曲线图。

如图1所示：亚半微米投影光刻物镜分三层结构。外层为密封套装在镜筒外面的恒温上外套38和下外套40，套内均通有经过精密恒温的洁净循环水，上下两套使五节镜筒和光学透镜框组件恒温，同时也使镜筒内的光学透镜元件和元件之间的间隔空间与外界大气隔绝，可进行光学系统恒气压控制。中间层为镜筒，它由镜筒4、镜筒13、镜筒17、镜筒27和镜筒30五节用连接件连接而成，支撑物镜的大法兰39包含在镜筒17中，它们担负着高精度分隔和支撑内部的所有光学透镜元件。内层为被封在镜筒内的支撑光学透镜元件的透镜框组件，共有29个，这些透镜框组件包含的透镜不仅具有光学透镜数少，并且无一胶合件。该系统为像方远心物方也是远心的双远心系统，平镜组件24前面为物镜光栏组件23，它将物镜分为前后二大组，前组由19个组件，后组由10个组件组成，光栏组件23的光栏面既是前组的像方焦面，也是后组的物方焦面，同时也是光学系统的光瞳面，在此面上放置了可变光栏，使物镜的数值孔径能在0.35-0.63之间改变，在该面上还放置了光栅衍射空间滤波对准装置，使物镜同时具有暗场同轴对准功能。由于是双远心系统，掩模图形和硅片的偏离与倾斜，不会改变投影光刻倍率。掩模面37上的掩模图形，通过物镜缩小五倍投影成像于硅片面即像面41上，由于数值孔径大，能使φ28.5mm硅片面上得到最细分辨力图形，分辨力达到0.35μm。

图2所示为亚半微米投影光刻物镜的传递函数MTF曲线(POLYC-HROMATIC DIFFRACTION THROUGH FOCUS MOOULATION TRANSFERFUNCTION)，表明了该物镜在0.3635μm～0.3665μm波段范围的数据(DATA FOR 0.3635 TO 0.3665 MICRONS)，以及分辨率(SPAT-IAL FREQUENCY：1250.0000 CYCLES PER MM)。图2中横坐标表示离焦量(FOCUS SHIFT IN MILLIMETERS)(单位：μm)，纵坐标表示传递函数MTF(MODULUS OF THE OTF)值。图2中，曲线42和43表示轴上点的子午和弧矢方向上的MTF曲线；曲线44和45分别表示像高30mm时子午和弧矢方向上的MTF曲线；曲线46和47分别表示像高50mm时子午和弧矢方向上的MTF曲线；曲线48和49分别表示像高60mm时子午和弧矢方向上的MTF曲线；曲线50和51分别表示像高70mm时子午和弧矢方向上的MTF曲线。