[发明专利]大视场大工作距投影光刻物镜

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，特别涉及光刻机投影光学系统中的一种大视场大工作距投影光刻物镜。

背景技术

目前在半导体加工领域，微米级分辨率，高产率的投影光学系统需求日益增加。步进式光刻设备为了获得高产率，通常采用大的曝光视场，同时为了配合掩模面尺寸，部分光学系统采用了1.25或1.6倍放大倍率。

日本专利JP2000199850公开了一种1.6x放大倍率的光刻投影物镜。曝光波长使用G、H线波段，像面视场大小117.6mm，物距小于75mm，像距小于90mm，像面数值孔径为0.1。此物镜为38片的多透镜结构，且包含一片非球面。

日本专利JP2006267383公开了一种1.25x放大倍率光刻投影物镜。使用曝光波长为I线，带宽为+/-3nm，半视场为93.5mm，物方及像方工作距均接近100mm。

日本专利JP2007079015公开了另一种1.25x放大倍率投影物镜，该物镜使用曝光波长也为I线，带宽为+/-1.5nm，半视场大小为93.5mm，物方工作距小于70mm，像方工作距小于60mm。

在LCD光刻机领域大曝光视场设计通常占有优势，同时为了配合掩模尺寸，很多光学系统采用大于1倍甚至接近2倍放大倍率的投影物镜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大工作距大曝光视场的投影光刻物镜，同时能校正畸变、场曲、像散、轴向色差、倍率色差，并实现物像空间的双远心。

为达上述及其他目的，本发明提出一种投影光刻物镜，把掩模的图像聚焦成像在硅片上，从掩模开始沿光轴依次包括：具有正光焦度的第一透镜组G11；具有负光焦度的第二透镜组G12；具有正光焦度的第三透镜组G13；具有负光焦度的第四透镜组G14；以及具有正光焦度的第五透镜组G15；

其中，所述各透镜组G11、G12、G13、G14、G15满足以下关系：

0.52＜|f_G11/f_G13|＜0.85   (1)

0.50＜|f_G12/f_G14|＜0.85   (2)

0.19＜|f_G13/L|＜0.33      (3)

其中：f_G11：第一透镜组G11的焦距；f_G12：第二透镜组G12的焦距；f_G13：第三透镜组G13的焦距；f_G14：第四透镜组G14的焦距；L：从物面到像面的距离。

较优地，所述第一透镜组G11由至少三片透镜构成，所述第一透镜组G11包含一子透镜组G11-1n，所述子透镜组G11-1n光焦度为正，包含所述第一透镜组G11的两个透镜；所述第二透镜组G12由至少三片透镜构成；所述第三透镜组G13由至少五片透镜构成，所述第三透镜组G13包含一子透镜组G13-1n，所述子透镜组G13-1n光焦度为正，包含所述第三透镜组G13的两个透镜；所述第四透镜组G14由至少四片透镜构成；所述第五透镜组G14由至少三片透镜构成；

其中，所述各透镜组与子透镜组之间满足以下关系式：

1.3＜|f_G11-1n/f_G11|＜2.1   (4)

0.5＜|f_G12-1n/f_G12|＜0.95  (5)

其中：f_G11-1n：第一透镜组G11的子透镜组G11-1n的焦距；f_G12-1n：第二透镜组G12的子透镜组G12-1n的焦距。

较优地，所述靠近物面的第一透镜为凹面面向物面的弯月式的正透镜，靠近像面的最后一片透镜为凹面弯向像面的弯月式正透镜。

所述第二透镜组G12内至少包含一对凹面相对透镜，所述第四透镜组G14内至少包含两对凹面相对透镜。

其中，所述投影物镜由至少两种高折射率材料与至少两种低折射率材料构成。

所述高折射率材料是指I线折射率大于1.55的材料，包括I线折射率大于1.55且阿贝数小于45的第一种材料，以及I线折射率大于1.55且阿贝数大于50的第二种材料；所述低折射率材料是指I线折射率小于1.55的材料，包括I线折射率小于1.55且阿贝数小于55的第三种材料，以及I线折射率小于1.55且阿贝数大于60的第四种材料。