[发明专利]一种投影光刻物镜

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光刻技术领域，特别是涉及一种半导体光刻装置中投影光学系统的投影光刻物镜。

背景技术

目前在亚微米中小基底光刻技术领域，采用体硅微加工工艺及表面硅微加工工艺，产生了一些新的应用，如：磁头，打印喷头，加速度计等器件。光刻投影系统在此领域的应用，在保证成像性能同时，需要控制成本并为整机设计带来便利。

美国专利US4391494公开了一种投影物镜设计，覆盖400～450nm的g线到h线波段，数值孔径0.3，视场高度16.8mm，能够覆盖7X21mm或者8X18.3mm视场大小。其像质良好但物面和像面之间存在一定的夹角，这种不平行的物面和像面为整机设计带来了困难。

中国专利CN200610027264公开了一种投影物镜设计，覆盖365～450nm的g线，h线，i线波段，数值孔径0.18，视场高度72mm，能够覆盖44X44mm视场大小，且为物像面平行的设计。但该物镜的数值孔径比美国专利的小，分辨率有限(最小可分辩2um)。

发明内容

综合上述背景技术及配合掩模尺寸的使用需求，本发明的目的在于提供一种亚微米投影物镜，在能够实现亚微米分辨率同时，物面与像面平行，为整机设计带来便利。

本发明提出一种投影光刻物镜，沿光束传播方向依次包括：

一第一反射装置，将物方平面的入射光线反射进入一光学透镜系统；所述光学透镜系统包括：一具有正光焦度的第一透镜组；一具有负光焦度的第二透镜组；一凹面球面反射镜；以及

一第二反射装置，将所述光学透镜系统的出射光线反射进入像方平面；

其中，所述第一、第二透镜组满足以下关系：

0.1＜|f_G11/f_G12|＜0.5

其中，f_G11：第一透镜组的焦距；f_G12：第二透镜组的焦距。

较佳地，所述第一透镜组由至少三个透镜构成，且第一透镜与第二透镜光焦度为正；

所述第二透镜组由第一和第二子透镜组构成，所述第一子透镜组光焦度为正，至少包含一正透镜与一负透镜；所述第二子透镜组光焦度为负；

其中，所述第二透镜组的所述第一、第二子透镜组满足以下关系：

1.2＜|f_G12-1n/f_G12-2n|＜2.5

其中，f_G12-1n：第二透镜组的第一子透镜组的焦距；f_G12-2n：第二透镜组的第二子透镜组的焦距。

其中，所述第二透镜组的第一、第二子透镜组中包含的负透镜采用同一种材料。

较佳地，所述第二透镜组的第一、第二子透镜组中包含的负透镜是采用两种不同材料，且第一子透镜组中负透镜材料的折射率和阿贝数都大于第二子透镜组中负透镜材料的折射率和阿贝数。

较佳地，所述具有正光焦度的透镜组中的光学透镜的表面均为球面。

其中，所述第一第二反射装置是棱镜或反射镜。

其中，所述物方平面与所述像方平面平行。

本发明的亚微米投影物镜，能校正场曲、像散，并实现物像空间的双远心。在能够实现亚微米分辨率同时，物面与像面平行，为整机设计带来便利。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1为本发明投影光刻物镜光学系统结构示意图；

图2为本发明投影光刻物镜光学系统形成的矩形视场；

图3本发明投影光刻物镜光学系统的物方及像方远心曲线；

图4本发明投影光刻物镜光学系统的像差曲线。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

在光刻投影系统中，汞灯光源是ghi线波段经常使用的光源类型。汞灯功率大但也存在寿命短，需要定期更换，且需要专门的电源驱动及灯室散热问题。随着LED照明光源的开发，其功率满足小剂量曝光系统的需求，同时具备成本低、寿命高，电源控制简单等特点，部分采用LED光源替换汞灯光源可以大大降低曝光系统的成本。LED光谱纯度高，效率高，但光谱的带宽较大，物镜设计的半高权宽要达到20nm左右。