[发明专利]一种用于无掩模光刻的投影成像系统

说明书

本发明提供了一种用于无掩模光刻的投影成像系统，其具有成像效果好、畸变小、宽光谱、成本低的优点，沿着光轴由物面至像面依次包括：第一镜组，光阑，第二镜组，第三镜组，所述第一镜组至少包括1个负透镜和2个正透镜，所述第二镜组包括至少1个负透镜和1个正透镜，所述第三镜组包括至少1个正透镜。

技术领域

本发明属于无掩膜光刻曝光系统技术领域，尤其涉及一种用于无掩模光刻的投影成像系统。

背景技术

在现代微电子学中，集成电路的制造属于精密微细加工技术，包括光刻、离子注入、刻蚀、外延生长、氧化等一系列工艺。光刻工艺指是在表面匀胶基底上，通过曝光显影等工艺将图形转移到光刻胶上的过程，为下一步进行刻蚀或者离子注入工序做好准备。一般的芯片制程中至少需要10次以上的光刻工序甚至更多。

在直写式的光刻系统中，特征图形由空间光调制器，如微反射镜阵列产生，这些微小镜面可以独立寻址单独受控以不同的倾斜方向反射照射的光束，以产生空间光强调制。通过光学投影元件，这些空间微反射镜阵列以一定的放大倍率投影到光敏感元件的基底上，产生特征的构图。

在直写式光刻系统中，投影成像系统为直写式光刻系统的核心组件之一，该投影成像系统从设计到加工都非常重要。

目前的无掩膜光刻曝光投影成像系统，普遍存在分辨率较低和生产速度较慢的问题，为了达到较高的分辨率要求，需要具有较高的解像力，镜头的设计复杂度更高，从而所需的镜片数量也非常多。但是较多数量的镜片不仅加工组装复杂度较高，同时还会使得投影镜头的体积较大，这不利于投影设备的小型化。

同时，当前对投影镜头的要求也越来越高，例如要求畸变小，更大的数值孔径使成像效果更好，宽光谱、成本更低等。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于无掩模光刻的投影成像系统，其更大的数值孔径使成像效果好、畸变小、宽光谱、成本低的优点。

其技术方案是这样的：一种用于无掩模光刻的投影成像系统，沿着光轴由物面至像面依次包括：第一镜组，光阑，第二镜组，第三镜组，所述第一镜组至少包括1个负透镜和2个正透镜，所述第二镜组包括至少1个负透镜和1个正透镜，所述第三镜组包括至少1 个正透镜，

所述投影成像系统满足关系式：

0.5β×f1/f232.1

0.2f23/f31.8

其中，β：成像系统的放大倍率，f1：第一镜组的组合焦距，f23：第二和第三镜组的组合焦距，f3：第三镜组的组合焦距。

进一步的，所述第一镜组中最靠近光阑的透镜为负透镜，该负透镜靠近光阑的镜面为凹面，第一镜组中最靠近物面的正透镜的像方侧镜面为凸面；第二镜组最靠近光阑的透镜为负透镜，该负透镜最靠近光阑的镜面为凹面；第三镜组最靠近像面的正透镜的物方侧镜面为凸面，所述投影成像系统满足关系式：

0.6-β^1/2×R1/R22.3

其中，β为成像系统的放大倍率，R1为第一镜组中最靠近光阑的镜面的曲率半径，R2 为第二镜组中最靠近光阑的镜面的曲率半径。

进一步的，所述投影成像系统满足关系式：

其中，R1为第一镜中组最靠近光阑的镜面的曲率半径，R2为第二镜组中最靠近光阑的镜面的曲率半径，Hy1为物方最大像高。

进一步的，第一镜组至少有一个正透镜的物方侧镜面，满足关系式：

其中，R1为第一镜组中最靠近光阑的镜面的曲率半径，R3为第一镜组的正透镜的物方侧镜面的曲率半径，D1为第一镜组中具有曲率半径R1的镜面和具有曲率半径R3的物方侧镜面之间的距离。