[实用新型]傅里叶变换物镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种傅里叶变换物镜，特别涉及一种用于半导体光刻设备照明系统光瞳测量的傅里叶变换物镜。

背景技术

在半导体光刻技术领域，采用氟化氩（ArF）准分子激光和浸液光刻技术、偏振照明技术，并配合双图形曝光技术，目前已经实现32nm节点技术的量产，实现该技术的典型设备是荷兰ASML公司基于第5代浸液光刻技术的型号为TWINSCANNXT:1950i的光刻机。ASML公司早在PAS系列光刻机的NA=0.75时代就开始研究浸液技术、偏振照明技术等等若干关键技术以延续ArF光刻技术的生命。例如，PAS5500/1150C光刻机实现90nm节点光刻技术是采用传统技术，对于TWINSCANXT:1450H光刻机（NA=0.93）采用传统技术可以实现65nm节点技术，而采用偏振照明技术就可以将分辨率提高到57nm。在ASML公司投影物镜数值孔径NA为1.20型号为1750i光刻机，以及更早期的，比如1150C等光刻机中，都需要采用一个针孔相机来测量照明系统中照明光瞳的分布。照明光瞳的形状、位置、能量分布等参数对实现各种不同图形的精确曝光至关重要，没有照明光瞳的测量与控制，就没有合格的曝光图形。

一般的，针孔相机主要由针孔掩模版、傅里叶变换物镜、像传感器等组成，如图1所示。针孔掩模版位于光刻机掩模面位置，该位置就是投影物镜的物面位置，利用针孔对不同照明视场位置进行采样。傅里叶变换物镜的功能是将通过针孔照明光束的角度分布转换为空间分布，即在傅里叶变换物镜的像面获得照明光束的光瞳，可以用下面公式<1>表示：

h=f*sinθ  <1>

其中，h表示在像面上的高度，f表示物镜的焦距，θ表示光束的视场角度（这是物位于无穷远时的正弦条件）。像传感器一般位于傅里叶变换物镜的像面位置，典型的，一般采用CMOS相机或CCD相机作为像传感器。

在现有技术中，根据经典参考文献（应用光学，张以谟，机械工业出版社，第497～500页），傅里叶变换物镜结构形式很多，典型结构有2种。一种是单组形式，由正负2片透镜组成，它能使球差和正弦差得到很好的校正，但是轴外像差不能校正，因此能负担的视场和孔径都很小。另一种是由2组远距透镜组成，构成双远距对称结构（8片透镜），可以校正场曲，其它像差也可以得到很好的校正。但是这种物镜利用透镜间隔来校正场曲，因此结构不紧凑，轴向长度较大。

申请日为2008年12月10日的3篇中国专利（申请人为上海微电子装备有限公司），申请号分别为：200810204353.8、200810204354.2、200810204356.1，公开了3种傅里叶透镜系统。

作为傅里叶变换物镜，最重要的是实现公式<1>表示的关系，即满足正弦条件，专利申请（200810204353.8）表2中视场1、2、7、8的“与正弦条件的误差”计算明显错误，而且视场6、7、8的“与正弦条件的绝对偏离”分别为80μm、147μm、208.6μm，偏差较大。

申请号为200810204354.2专利，表2中视场1、4的“与正弦条件的误差”计算明显错误，而且视场6、7、8的“与正弦条件的绝对偏离”分别为50.02μm、74.12μm、90.45μm，偏差较大。

申请号为200810204356.1专利，表2中视场1、5、8的“与正弦条件的误差”计算明显错误，而且视场6、7、8的“与正弦条件的绝对偏离”分别为144.04μm、245.2μm、346.96μm，偏差较大。

根据上面的分析，这3篇涉及傅里叶变换物镜的专利，对于满足傅里叶变换的最基本约束条件（即正弦条件）存在较大偏离，另外声称的数值孔径0.31也与较佳实施例中数据完全不符。

发明内容

本实用新型的目的在于公开一种傅里叶变换物镜，该傅里叶变换物镜能用于半导体光刻设备照明系统的光瞳测量，它不仅能有效地满足正弦条件的要求、严格校正像差，而且满足针孔掩模版尺寸、像传感器尺寸的要求，以期达到实际半导体光刻设备应用的要求。

本实用新型的目的是这样实现的：