緊湊型光刻投影物鏡的制作方法
【專利摘要】一種緊湊型光刻投影物鏡，構(gòu)成包括沿其光軸方向從物面一側(cè)依次包括第一透鏡至第五透鏡、孔徑光闌、第六透鏡至第十透鏡，本發(fā)明采用對稱式結(jié)構(gòu)，可以有效地校正垂軸像差，同時采用正負(fù)光焦度平衡匹配有效地校正軸向像差，滿足瑞利判據(jù)的要求；可用于偏振照明系統(tǒng)的偏振態(tài)測量實驗、光瞳濾波實驗或照明方式優(yōu)化實驗等等。采用盡量少的透鏡實現(xiàn)大的數(shù)值孔徑，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕、體積小，有利于各種實驗的開展。
【專利說明】緊湊型光刻投影物鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光刻投影物鏡，特別是一種用于偏振照明系統(tǒng)中偏振測量實驗的緊湊型光刻投影物鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]采用氟化氬(ArF)準(zhǔn)分子激光和浸液光刻技術(shù)，并配合雙圖形曝光技術(shù)，已經(jīng)實現(xiàn)32nm節(jié)點半導(dǎo)體光刻技術(shù)，實現(xiàn)該技術(shù)的典型設(shè)備是荷蘭ASML公司型號為TWINSCANNXT:1950i的光刻機。對于目前的22nm節(jié)點光刻技術(shù)，由于極紫外光刻技術(shù)(EUVL)目前尚有一些關(guān)鍵技術(shù)需要改善，同時ArF浸液光刻技術(shù)得到偏振照明技術(shù)、雙圖形及多圖形技術(shù)的支持，依然表現(xiàn)出強大的生命力，例如ASML公司型號為TWINSCAN NXT:1960Bi的光刻機依然是22nm節(jié)點強有力的競爭者之一，這兩款設(shè)備均采用業(yè)界最大數(shù)值孔徑(NA=1.35)的投影物鏡。
[0003]ArF光刻技術(shù)發(fā)展到ΝΑ=1.35時代得到了若干關(guān)鍵技術(shù)的大力支持，ASML公司早在PAS系列光刻機的ΝΑ=0.75時代就開始研究浸液技術(shù)、偏振照明技術(shù)等等若干關(guān)鍵技術(shù)以延續(xù)ArF光刻技術(shù)的生命。例如，PAS5500/1150C光刻機實現(xiàn)90nm節(jié)點光刻技術(shù)是采用傳統(tǒng)技術(shù)，對于TWINSCAN XT: 1450H光刻機(ΝΑ=0.93)采用傳統(tǒng)技術(shù)可以實現(xiàn)65nm節(jié)點技術(shù)，而采用偏振照明技術(shù)就可以將分辨率提高到57nm?？梢?，在極紫外光刻技術(shù)(EUVL)目前尚有一些關(guān)鍵技術(shù)(比如光源功率問題、掩模版問題、光刻膠問題等)需要克服的情況下，研究浸液光刻技術(shù)、 偏振照明技術(shù)等就顯得非常有現(xiàn)實意義。
[0004]研究浸液光刻技術(shù)、偏振照明技術(shù)等首先需要有一個實驗用的小型化的光刻投影物鏡，以用于偏振照明系統(tǒng)的偏振態(tài)測量實驗，可以用于光瞳濾波實驗，還可以用于照明方式優(yōu)化實驗等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種緊湊型光刻投影物鏡，該光刻投影物鏡采用對稱式結(jié)構(gòu)，可以有效地校正垂軸像差，同時采用正負(fù)光焦度平衡匹配有效地校正軸向像差，滿足瑞利判據(jù)的要求；可用于偏振照明系統(tǒng)的偏振態(tài)測量實驗、光瞳濾波實驗或照明方式優(yōu)化實驗等等。采用盡量少的透鏡實現(xiàn)大的數(shù)值孔徑，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕、體積小，有利于各種實驗的開展。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0007]—種緊湊型光刻投影物鏡，沿其光軸方向從物面一側(cè)依次包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡至第五透鏡、孔徑光闌、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡，其特征在于，所述的第一透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡和第十透鏡具有正光焦度，所述的第二透鏡和第九透鏡具有負(fù)光焦度，所述的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡為凹面朝向物面的彎月透鏡，所述的第五透鏡和第六透鏡為雙凸透鏡，所述的第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡和第十透鏡為凹面朝向像面的彎月透鏡。
[0008]所述第一透鏡的前表面和第十透鏡的后表面為非球面，第一透鏡的后表面和第十透鏡的前表面為球面，其它第二透鏡至第九透鏡的表面均為球面。
[0009]所有十塊透鏡均采用高透過率的熔石英材料制成。
[0010]所有十塊透鏡均采用高透過率的熔石英材料，可選康寧公司7980牌號的熔石英材料，也可以選肖特公司的Lithosil? Q0/1-E193熔石英材料。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果:
[0012]1、本發(fā)明的緊湊型光刻投影物鏡采用對稱式結(jié)構(gòu)，可以有效地校正垂軸像差，同時采用正負(fù)光焦度平衡匹配有效地校正軸向像差，滿足瑞利判據(jù)的要求；
[0013]2、本發(fā)明的緊湊型光刻投影物鏡采用盡量少的透鏡實現(xiàn)大的數(shù)值孔徑，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕、體積小，有利于各種實驗的開展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的緊湊型光刻投影物鏡的結(jié)構(gòu)及光路圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的緊湊型光刻投影物鏡的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF圖；
[0016]圖3為本發(fā)明的 緊湊型光刻投影物鏡的RMS波像差分布圖。
【具體實施方式】
[0017]以下將對本發(fā)明的緊湊型光刻投影物鏡做進一步的詳細描述。
[0018]本發(fā)明公開一種緊湊型光刻投影物鏡，如圖1所示，該投影物鏡是一種小視場大孔徑的投影光學(xué)系統(tǒng)，共包括10塊透鏡，沿著光軸方向從物面一側(cè)依次包括第一透鏡L1至第五透鏡L5、孔徑光闌、第六透鏡L6至第十透鏡L10，其中，第一透鏡L1、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6、第七透鏡L7、第八透鏡L8、第十透鏡L10具有正光焦度，第二透鏡L2和第九透鏡L9具有負(fù)光焦度。其中，第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3和第四透鏡L4為凹面朝向物面的彎月透鏡，第五透鏡L5和第六透鏡L6為雙凸透鏡，第七透鏡L7、第八透鏡L8、第九透鏡L9和第十透鏡L10為凹面朝向像面的彎月透鏡。
[0019]本發(fā)明的緊湊型光刻投影物鏡，所述第一透鏡L1的前表面(第1面)和第十透鏡L10的后表面(第21面)為非球面，第一透鏡L1的后表面(第2面)和第十透鏡L10的前表面(第20面)為球面，其它第二透鏡L2至第九透鏡L9的表面均為球面。描述非球面的方式采用多項式擬合，公式如下:


L.-1 r
[0020]ρβ) = ^,= + C4^h4 +C6*h6 +C%*hs +Cm*hw
l + + / r2
[0021]其中，r表示表面半徑，h表示表面上的任意點到光軸的距離，常數(shù)k、C4、C6、C8、C10>…等表不非球面系數(shù)。
[0022]本發(fā)明的緊湊型光刻投影物鏡的約束參數(shù)如表1所示，工作波長為193.368nm(采用氟化氬ArF準(zhǔn)分子激光光源)，因此所有透鏡全部采用高透過率的熔石英材料，可選康寧公司7980牌號的熔石英材料，也可以選肖特公司的Lithosil? Q0/1-E193熔石英材料。像方數(shù)值孔徑為0.75，像方視場直徑為0.2mm，放大倍率為-1倍，光學(xué)總長(共軛距)為小于135mm0[0023]表1本發(fā)明的緊湊型光刻投影物鏡設(shè)計約束參數(shù)
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種緊湊型光刻投影物鏡，沿其光軸方向從物面一側(cè)依次包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡至第五透鏡、孔徑光闌、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡，其特征在于，所述的第一透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡和第十透鏡具有正光焦度，所述的第二透鏡和第九透鏡具有負(fù)光焦度，所述的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡為凹面朝向物面的彎月透鏡，所述的第五透鏡和第六透鏡為雙凸透鏡，所述的第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡和第十透鏡為凹面朝向像面的彎月透鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的緊湊型光刻投影物鏡，其特征在于，所述的第一透鏡的前表面和第十透鏡的后表面為非球面，第一透鏡的后表面和第十透鏡的前表面為球面，其它透鏡的表面均為球面。
3.如權(quán)利要求1所述的緊湊型光刻投影物鏡，其特征在于，所有十塊透鏡均采用高透過率的熔石英材料制成。
【文檔編號】G02B13/00GK103631002SQ201310565988
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】蔡燕民, 步揚, 李中梁, 曾愛軍, 王向朝, 黃惠杰 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所