一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構的制作方法
【專利摘要】一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構屬于深紫外光刻投影物鏡像質補償領域，目的在于避免光刻投影物鏡工作過程中由于材料吸收激光熱量而導致的像質劣化的問題，尤其針對于矩形曝光視場引入的非對稱倍率及常數(shù)項像散的問題。本發(fā)明的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構包括鏡框、非軸對稱結構和透鏡；所述非軸對稱結構包括兩個相同的扇形區(qū)域，兩個所述扇形區(qū)域分別關于上下、左右對稱；所述鏡框上圓周均布多組柔性支撐單元；所述透鏡通過膠粘的方式與鏡框上的多組柔性支撐單元固定連接，所述扇形區(qū)域固定在鏡框上，內側壁與所述透鏡側壁留有間隙，所述扇形區(qū)域的安裝方位與投影物鏡的掃描方向垂直。
【專利說明】一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于深紫外光刻投影物鏡像質補償領域，具體涉及一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構。
【背景技術】
[0002]光刻投影物鏡是光刻機的三大核心部分之一，為適應大規(guī)模集成電路的發(fā)展需求，光刻投影物鏡需要不斷提高分辨力和生產效率。提高光刻分辨力主要通過縮短曝光波長、降低工藝因子以及提高光刻投影物鏡的數(shù)值孔徑來實現(xiàn)。目前商業(yè)化生產中應用較為廣泛的曝光波長為193nm，光刻投影物鏡數(shù)值孔徑已經達到1.35。隨著數(shù)值孔徑的不斷增力口，光學元件的口徑及厚度也不斷增大。同時高生產效率的需求又使得曝光能量增加。在上述兩個因素作用下，投影物鏡實際工作過程的熱效應越來越嚴重，極大的影響了光刻機的曝光質量。
[0003]投影物鏡像質劣化的重要原因是透鏡材料吸收激光能量溫度升高。由于光學材料的折射率隨溫度不同而不同，投影光刻物鏡內部透鏡溫度升高以及不均勻分布，引起透鏡局部折射率以及面形變化，進而導致像質劣化，降低投影物鏡的成像質量。在實際投影物鏡熱效應的補償過程中，可將其分為具有軸對稱特性和非軸對稱特性的兩類。具有軸對稱特性的熱像差可通過軸向調整結構、物像面以及波長來補償，而對于非軸對稱特性的熱像差，如非對稱倍率及常數(shù)項像散，則需要通過其它補償機構進行補償。
[0004]現(xiàn)有技術中解決熱效應問題通常采用變形鏡技術和紅外加熱技術；其中紅外加熱技術是采用紅外激光對透鏡進行加熱，從而改變透鏡的溫度分布，進而對熱效應進行補償，該種方法實現(xiàn)過程需要增設額外的一套紅外加熱設備，實現(xiàn)較為復雜；變形鏡技術是通過對鏡框施加外力，使得透鏡變形，進而實現(xiàn)像質補償，但同時使得透鏡產生局部應力，影響成像像質的對比度。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構，解決現(xiàn)有技術存在的結構復雜和成像過程中影響成像像質的問題，避免光刻投影物鏡工作過程中由于材料吸收激光熱量而導致的像質劣化的問題，尤其針對于矩形曝光視場引入的非對稱倍率及常數(shù)項像散的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構包括鏡框、非軸對稱結構和透鏡；
[0007]所述非軸對稱結構包括兩個相同的扇形區(qū)域，兩個所述扇形區(qū)域分別關于上下、左右對稱;
[0008]所述鏡框上圓周均布多組柔性支撐單元；所述透鏡通過膠粘的方式與鏡框上的多組柔性支撐單元固定連接，所述扇形區(qū)域固定在鏡框上，內側壁與所述透鏡側壁留有間隙，所述扇形區(qū)域的安裝方位與投影物鏡的掃描方向垂直。
[0009]所述多組柔性支撐單元是指大于等于8組。
[0010]所述內側壁與所述透鏡側壁留有間隙的間隙L的取值范圍為:0.2彡L彡2。
[0011]所述柔性支撐單元包括兩個L形線切割縫隙和一個T形線切割縫隙，所述兩個L形線切割縫隙位于T形線切割縫隙兩側關于T形線切割縫隙對稱。
[0012]所述非軸對稱結構和鏡框為一體式結構。
[0013]所述非軸對稱結構還包括兩個連接環(huán)，兩個上下、左右對稱的扇形區(qū)域圓周上通過兩個連接環(huán)連接。
[0014]所述扇形區(qū)域與透鏡側壁相對應位置上下均設置有凸沿，所述扇形區(qū)域側壁與透鏡側壁高度相同。
[0015]所述非軸對稱結構安裝基準面與鏡框同心，所述兩個扇形區(qū)域側壁與透鏡側壁的間距相同。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:目前光刻投影物鏡曝光采用步進掃描的曝光方式，像方視場為矩形。矩形視場的采用，使得靠近物面或像面的透鏡表面光強呈矩形或者橢圓狀分布，進而產生橢圓狀的溫度分布，其對投影物鏡像質影響最為顯著的是非對稱倍率及常數(shù)項像散。所述的非軸對稱鏡組結構，正是通過改變透鏡的熱量傳遞路徑，進而改變透鏡的溫度分布，來補償矩形視場引入的非對稱倍率及常數(shù)項像散。
[0017]本發(fā)明的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構的透鏡材料吸收曝光能量，此部分熱量在透鏡達到熱平衡后，主要通過三個路徑向外傳遞:一部分熱量散入氣體中，最終被其它透鏡或機械結構吸收；另一部分熱量則通過與透鏡直接連接的彈片導入鏡框；還有一部分熱量則以鏡框與透鏡間的氣體為傳導介質，傳入鏡框之中。本發(fā)明的非軸對稱鏡組結構對透鏡溫度分布的改變正是利用了第三個熱量傳遞路徑。安裝于鏡框上的非軸對稱結構的兩個扇形區(qū)域有效減小了透鏡與鏡框之間的空氣間隙，進而減小了透鏡與鏡框之間的熱阻，改變透鏡的溫度分布，達到相應的補償效果。為了能夠讓非對稱結構起到較好的補償效果，上述提到前兩個傳熱路徑的熱阻應較大，尤其是鏡框與透鏡連接的支撐部分不能成為一個較好的傳熱路徑。所述的鏡框采用具有徑向及軸向撓性的多點彈片支撐方式，由于彈片尺寸較薄，能夠符合上述要求。
[0018]本發(fā)明的鏡框采用具有徑向及軸向撓性的多點彈片支撐方式，每兩個對稱的支撐彈片作為一個支撐單元，相對應的L形線切割縫隙及它們中間的T形線切割縫隙既保證了支撐彈片的軸向撓性，又保證了支撐彈片的徑向撓性，此種支撐方式不但能夠減小光學元件初始支撐面形及熱變形，同時具有熱量傳遞均勻性的優(yōu)點，在保證具有足夠數(shù)量支撐彈片的前提下，不易產生如三點支撐引入的三葉形狀的溫度分布。透鏡支撐結構具有熱量傳遞的均勻性是非軸對稱鏡組結構實施進行投影物鏡熱效應矯正的必要條件。本發(fā)明提出的非軸對稱鏡組結構結構簡單，可以在不改變原有的鏡框設計原理的情況下，起到較好的像質補償效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構俯視圖；
[0020]圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構的局部放大圖；
[0022]圖4為本發(fā)明的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構另一種結構俯視圖；
[0023]其中:1、鏡框，101、柔性支撐單元，102、L形線切割縫隙，103、T形線切割縫隙，2、非軸對稱結構，201、扇形區(qū)域，202、連接環(huán)，203、凸沿，204、非軸對稱結構安裝基準面，3、透鏡。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明。
[0025]參見附圖1、附圖2和附圖3，本發(fā)明的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構包括鏡框1、非軸對稱結構2和透鏡3 ；
[0026]所述非軸對稱結構2包括兩個相同的扇形區(qū)域201，兩個所述扇形區(qū)域201分別關于上下、左右對稱；可通過調整非軸對稱結構2的扇形區(qū)域201對中心的張角，達到不同的補償效果；
[0027]所述鏡框I上圓周均布多組柔性支撐單元101 ;所述透鏡3通過膠粘的方式與鏡框I上的多組柔性支撐單元101固定連接，所述扇形區(qū)域201固定在鏡框I上，內側壁與所述透鏡3側壁留有間隙，所述扇形區(qū)域201的安裝方位與投影物鏡的掃描方向垂直。
[0028]非軸對稱結構2的扇形區(qū)域201不能緊貼于透鏡3邊緣，否則在非軸對稱結構2裝配或透鏡3受熱膨脹過程中引入額外的面形。但距離不能太大，否則降低補償效果，具體實施過程中可根據補償對象來調整非軸對稱結構2的扇形區(qū)域201與透鏡3的距離，以達到最優(yōu)的補償效果。
[0029]所述多組柔性支撐單元101是指大于等于8組。
[0030]所述內側壁與所述透鏡3側壁留有間隙，間隙L的取值范圍為:0.2彡L彡2。
[0031]所述柔性支撐單元101包括兩個L形線切割縫隙102和一個T形線切割縫隙103，所述兩個L形線切割縫隙102位于T形線切割縫隙103兩側關于T形線切割縫隙103對稱。
[0032]所述非軸對稱結構2和鏡框I為一體式結構。
[0033]參見附圖4，所述非軸對稱結構2還包括兩個連接環(huán)202，兩個上下、左右對稱的扇形區(qū)域201圓周上通過兩個連接環(huán)202連接。
[0034]所述扇形區(qū)域201與透鏡3側壁相對應位置上下均設置有凸沿203，所述扇形區(qū)域201側壁與透鏡3側壁高度相同，以增加換熱面積，減小熱阻。同時非軸對稱結構安裝基準面204與鏡框I基準面匹配并于鏡框I同心，保證非軸對稱結構2的兩個扇形區(qū)域201側壁與透鏡3側壁距離一致。
[0035]所述非軸對稱鏡組結構在光刻投影物鏡的安裝位置及安裝方位不同則有著不同像質補償效果。非軸對稱結構2的兩個扇形區(qū)域201的安裝方位應與投影物鏡的掃描方向垂直。如果非對稱鏡組結構安裝在與物面接近的位置，則主要矯正非對稱倍率，同時兼顧矯正常數(shù)項像散；如果非對稱結構安裝于光闌附近，則主要矯正常數(shù)項像散。在實際的設計過程中，可在不同的位置安裝多個非對稱鏡組，也可以調整非軸對稱結構2的扇形區(qū)域201對中心的角度以及非軸對稱結構2與光學元件的邊緣距離來達到最優(yōu)的補償效果。
【權利要求】
1.一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構，其特征在于，包括鏡框(I)、非軸對稱結構⑵和透鏡(3); 所述非軸對稱結構(2)包括兩個相同的扇形區(qū)域(201)，兩個所述扇形區(qū)域(201)分別關于上下、左右對稱； 所述鏡框(I)上圓周均布多組柔性支撐單元(101);所述透鏡(3)通過膠粘的方式與鏡框(I)上的多組柔性支撐單元(101)固定連接，所述扇形區(qū)域(201)固定在鏡框(I)上，內側壁與所述透鏡(3)側壁留有間隙，所述扇形區(qū)域(201)的安裝方位與投影物鏡的掃描方向垂直。
2.根據權利要求1所述的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構，其特征在于，所述多組柔性支撐單元(101)是指大于等于8組。
3.根據權利要求1所述的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構，其特征在于，所述內側壁與所述透鏡(3)側壁留有間隙的間隙L的取值范圍為:0.2 SLS 2。
4.根據權利要求1所述的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構，其特征在于，所述柔性支撐單元(101)包括兩個L形線切割縫隙(102)和一個T形線切割縫隙(103)，所述兩個L形線切割縫隙(102)位于T形線切割縫隙(103)兩側關于T形線切割縫隙(103)對稱。
5.根據權利要求1所述的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構，其特征在于，所述非軸對稱結構(2)和鏡框(I)為一體式結構。
6.根據權利要求1所述的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構，其特征在于，所述非軸對稱結構(2)還包括兩個連接環(huán)(202)，兩個上下、左右對稱的扇形區(qū)域(201)圓周上通過兩個連接環(huán)(202)連接。
7.根據權利要求1或6所述的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構，其特征在于，所述扇形區(qū)域(201)與透鏡(3)側壁相對應位置上下均設置有凸沿(203)，所述扇形區(qū)域(201)側壁與透鏡(3)側壁高度相同。
8.根據權利要求1或所述的一種用于光刻投影物鏡熱效應矯正的非軸對稱鏡組結構，其特征在于，所述非軸對稱結構安裝基準面(204)與鏡框(I)同心，兩個扇形區(qū)域(201)側壁與透鏡(3)側壁的間距相同。
【文檔編號】G02B7/02GK104317031SQ201410512397
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權日:2014年9月28日
【發(fā)明者】于新峰, 倪明陽, 李顯凌, 張巍, 隋永新, 楊懷江 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所