[发明专利]薄膜分光1∶1折反射式光学系统

说明书

本发明是利用薄膜分光的一种1∶1折反射式光学系统，主要用于精细图形照相复制，如用在制造大规模集成电路芯片的光刻机上。

已有技术：

中国科学院上海光学精密机械研究所发明人王之江发明的有象差校正的1∶1折反射式光学系统，专利申请号：91107489.9，该系统由三角棱镜组1、两弯月透镜构成的透镜组4和平凸透镜5组成的消象差折射镜组2和主反射镜3构成。三角棱镜组1胶合于消象差折射镜组2的第一面上，两三角棱镜各占第一面口径的一半，用来使物象分离，结构示意图如图1所示，图中obj表示物面，img表示象面。这种系统的视场利用情况如图2所示，虽然这种系统的视场利用率比以前有所改善，但从图2中可以看出，还有相当一部分工作视场没有被利用。

本发明的目的是为了克服上述系统的缺陷，提供一种能够充分利用工作视场的光学系统。

本发明的光学系统含有两组结构完全相同的消象差折射镜组6、8，薄膜分束器7和主反射镜3。消象差折射镜组是由含有两弯月透镜的透镜组4和一平凸透镜5构成。由于本发明的系统以薄膜分光代替了原有技术中的三角棱镜组，但为了补偿由于失去三角棱镜组而引入的象差，本系统可以适当地加厚平凸透镜5。本系统中第一组消象差折射镜组6与主反射镜3共光轴，薄膜分束器7置于主反射镜3与消象差折射镜组6之间，其中心位置在主反射镜3的光轴上，其中心面与主反射镜3的光轴夹适当角度α，通常α＝45°，薄膜分束器7的反射面对着主反射镜3。第二组消象差折射镜组8与第一组消象差折射镜组6的光轴以薄膜分束器7的中心面为对称轴面对称地置于垂直于主反射镜光轴的位置上。本发明的薄膜分束器7是采用一种薄膜做成的半透半反射镜，其薄膜的面型误差最好小于λ/4，厚度h通常很小，最好是h＜0.8μm，这种分束器在光路中使物和象两部分分开，其工作视场能够被充分利用。本系统的结构如图3所示，其中obj表示物面，img表示象面。由于薄膜分束器置于主反射镜前，且薄膜分束器的反射面又对着主反射镜，所以第一组消象差镜组6所产生的杂散光不会到达第二组消象差折射镜组8，因而象质较好，又因为薄膜厚度h很小，面型好于λ/4，所以由薄膜产生的象差可以被忽略。因此这样的结构使系统的工作视场被充分利用。

本发明的优点：

与已有技术有象差校正的1∶1折反射式光学系统相比，在同样大小的结构尺寸情况下，满足同样分辨率刻划要求时，工作视场利用面积扩大6倍，从而大大提高了单位时间光刻机的生产率。

附图说明：

图1为已有专利技术有象差校正的1∶1折反射式光学系统示意图，图2为已有专利技术有象差校正的1∶1折反射式光学系统视场利用情况示意图，图3为本发明的光学系统示意图。图4为本发明的系统视场利用情况示意图。

实施例：

实施例中所用工作波长为308nm，刻线宽为0.8μm，利用的工作视场为60×60mm²，数值孔径为0.45，其中的序号按光线通过系统的顺序安排。

实施例1

序号    半径    间距    材料

1    （物）平面    2.00    空气

2 平面 52.09 CaF₂

3    -55.00    10.00    熔石英

4    -161.33    2.00    空气

5    -140.00    98.50    熔石英

6    -165.00    200.00    空气

7    平面    0.0008    薄膜

8    平面    366.70    空气

9    -730.00    -366.70    空气

10    平面    -0.0008    薄膜

11    平面    -200.00    空气

12    -165.00    -98.50    熔石英

13    -140.00    -2.00    空气

14    -161.33    -10.00    熔石英

15 -55.00 -52.09 CaF₂

16    平面    -2.06    空气

17    象面

实施例2

序号    半径    间距    材料

1    （物）平面    2.00    空气

2 平面 52.09 CaF₂