[发明专利]一种实验型浸没式投影光刻物镜

说明书

技术领域

本发明涉及高分辨力投影光刻物镜技术领域，具体涉及一种实验型深紫外浸没式光刻物镜。

背景技术

在复杂、昂贵的产业化浸没式ArF光刻设备研制成功之前，诸多关键技术的研发是需要在微小型化实验样机上进行的，从而缩短研发的周期和成本，更有效的支撑产业化光刻机的研制。

超高分辨率实验型浸没式光刻物镜是浸没光刻实验平台中的关键性部件。目前日本Nikon，美国Corning等公司公开的实验型光刻物镜包括：小视场全折射投影光刻物镜，Schwarzschild折反式投影光刻物镜，Newtonian折反式投影光刻物镜等。

其中，使用熔石英材料制造的全折射光刻投影物镜对光源的线宽极为敏感；使用熔石英和氟化钙材料制造的高数值孔径全折射光刻投影物镜结构复杂，为了保证其工作带宽，利用两种材料消色差，导致镜片较多，系统总长度较长，成本较高。现有Newtonian折反式投影光刻物镜，其拥有比较大的工作带宽，但是其中心遮拦过大，导致物镜像方中低频对比度大幅降低。现有Schwarzschild折反式投影光刻物镜，如图1所示，其使用了较少的镜片，拥有一定的工作带宽，较小的中心遮拦，但是该光刻投影物镜的数值孔径仅在0.5～1.05之间，分辨力有限。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种实验型浸没式投影光刻物镜，能够在增加数值孔径的基础上保证成像质量，并且使用的镜片数量较少。

本发明的一种实验用浸没式投影光刻物镜，包括从掩膜板到光刻面同光轴依次排列的第一正透镜L1、第二曼金凹反射镜L2、光阑、第三曼金凸反射镜L3、第四弯月透镜L4、第五弯月透镜L5、第六弯月透镜L6、第七弯月透镜L7、第八平凸透镜L8和第九去离子水层L9，其中：

第二曼金凹反射镜L2和第三曼金凸反射镜L3形成Schwarzschild折反结构，用于提高光刻系统的像方数值孔径和保证70pm的工作带宽，其中，所述第二曼金凹反射镜L2前表面的曲率半径为72.5726mm，后表面的曲率半径为51.6399mm，前表面的通光口径为89.9900mm，后表面的通光口径为68.7597mm，厚度为18.7122mm;所述第三曼金凹反射镜L3与第二曼金凹反射镜L2的间隔为36.1248mm，其前表面为平面，后表面的外圈为平面，内圈的凹面镜的曲率半径为9.4858mm，前表面的通光口径为44.0435mm，后表面的外圈通光口径为40.5562mm，内圈凹面镜的通光口径为4.6000mm，平面厚度为5.4702mm，内圈凹面镜厚度为5.1957mm；

光阑放置在第二曼金凹反射镜L2的后表面的圆环形平面上，用于消除像方的象散和彗差；

第一正透镜L1放置在掩膜板和第二曼金凹反射镜L2之间，用于使该投影光刻物镜的缩小倍率为100倍，且使通过光阑中心的主光线与光轴的角度小于4个毫弧度；

第四弯月透镜L4弯向掩膜板，其产生正的匹兹伐场曲用来平衡由Schwarzschild折反结构产生的负匹兹伐场曲；

第五弯月透镜L5、第六弯月透镜L6和第七弯月透镜L7组成折射透镜组，三者均弯向光刻面，用于对从第四弯月透镜L4的透射光线进行向下偏折来扩大物镜系统的数值孔径，以及产生的负球差平衡Schwarzschild折反结构产生的正球差；

第八弯月透镜L8朝向掩膜板的前表面为10次非球面，朝向光刻面的后表面为平面，用于校正其前方系统产生的高级孔径正球差和负彗差；

第九去离子水层L9的厚度为光刻面到第八平凸透镜L8的后表面的距离。

第四弯月透镜L4与第三曼金凹反射镜L3的间隔为1.9999mm，前表面的曲率半径为-237.7144mm，后表面的曲率半径为-390.1425mm，前表面的通光口径为39.5875mm，后表面的通光口径为36.7787mm，厚度为4.6081mm。

第五弯月透镜L5与第四弯月透镜L4的间隔为0.8000mm，前表面的曲率半径为26.8055mm，后表面的曲率半径为29.9469mm，前表面的通光口径为30.6670mm，后表面的通光口径为27.2434mm，厚度为4.5414mm;

第六弯月透镜L6与第五弯月透镜L5的间隔为0.8000mm,前表面的曲率半径为17.3196mm，后表面的曲率半径为18.6260mm，前表面的通光口径为24.2475mm，后表面的通光口径为19.8892mm，厚度为5.0740mm;