专利名称：0.35微米投影光刻物镜的制作方法
技术领域：
本发明是一种0.35微米投影光刻物镜，属于分步重复投影光刻机高分辨力投影光刻物镜技术领域。
0.35微米投影光刻物镜是分步重复投影光刻机的核心部件，它的性能和分辨力提高使光刻机升级换代。目前国内的光刻物镜最高分辨力为0.5-0.7μm，由于分辨力低，不能满足我国制造VLSI需求。国外投影光刻物镜的分辨力已达到很高，如日本Nikon、Canon，德国Zeiss，美国Tropel等，数值孔径都大于等于0.60，但这些物镜的光学系统都是像方远心系统，掩模图形的偏离和倾斜都会引起光刻倍率的变化，影响了VLSI制造质量，反过来限制了高分辨力图形制作。
本发明的目的在于克服上述现有投影光刻物镜光刻分辨力较低，不能制作高分辨力图形的不足，而提供一种光刻分辨力很高，同时又是双远心的高性能0.35微米投影光刻物镜。
本发明的目的可以通过以下技术措施实现由镜筒和内部透镜框组件组成0.35微米投影光刻物镜，外层为通有恒温水的恒温密封上下外套，中间层为镜筒，支撑整个物镜的大法兰包含在其中的一节镜筒中，内层为分隔固定光学透镜元件的透镜框组件、平镜组件和光栏组件。
本发明的目的也可以通过以下技术措施实现0.35微米投影光刻物镜的光学系统为像方远心和物方远心的双远心系统，光栏组件的光栏面为前组的像方焦面，也为后组的物方焦面。
本发明与现有技术相比具有以下优点数值孔径达到0.63，并且在0.35-0.63内可变，视场Ф28.5mm，缩小倍率5倍，工作波长365nm，在1250对线/毫米，离焦±0.4μm时，传递函数MTF≥0.40。同时具有光栅衍射空间滤波暗场同轴对准和温度气压控制补偿功能。物镜成像光路为双远心光路，掩模图形的偏离和倾斜，以及硅片的偏离和倾斜都可保持倍率不变，是其它高数值孔径物镜所不能达到的。物镜由28片透镜构成(不含平镜组件24中对准用平镜)，与国外具有同等技术参数指标，一般由30-31片透镜构成的物镜相比，不仅透镜片数少，无一胶合件，并且结构性能好，制作成本低。物镜达到最细光刻分辨力为0.35μm，满足了我国微电子工业制造VLSI对光刻设备高光刻分辨力的要求。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明
图1为0.35微米投影光刻物镜的结构图。
图2为0.35微米投影光刻物镜的离焦传递函数MTF曲线图。
如图1所示0.35微米投影光刻物镜分三层结构。外层为密封套装在镜筒外面的恒温上外套38和下外套40，套内均通有经过精密恒温的洁净循环水，上下两套使五节镜筒和光学透镜框组件恒温，同时也使镜筒内的光学透镜元件和元件之间的间隔空间与外界大气隔绝，可进行光学系统恒气压控制。中间层为镜筒，它由镜筒4、镜筒13、镜筒17、镜筒27和镜筒30五节用连接件连接而成，支撑物镜的大法兰39包含在镜筒17中，它们担负着高精度分隔和支撑内部的所有光学透镜元件。内层为被封在镜筒内的支撑光学透镜元件的透镜框组件，共有28个，这些透镜框组件包含的透镜不仅具有光学透镜数少，并且无一胶合件。该光学系统为像方远心物方也是远心的双远心系统，对准用平镜组件24前面为物镜光栏组件23，它将物镜分为前后二大组，前组由18个组件，后组由10个组件组成，光栏组件23的光栏面既是前组的像方焦面，也是后组的物方焦面，同时也是光学系统的光瞳面，在此面上放置了可变光栏，使物镜的数值孔径能在0.35-0.63之间改变，在该面上还放置了光栅衍射空间滤波对准装置，使物镜同时具有暗场同轴对准功能。由于是双远心系统，掩模图形和硅片的偏离与倾斜，不会改变投影光刻倍率。掩模面1上的掩模图形，通过物镜缩小五倍投影成像于硅片面即像面37上，由于数值孔径大，能使Ф28.5mm面上得到最细分辨力图形，光刻分辨力达到0.35μm。
如图2所示0.35微米投影光刻物镜的传递函数MTF曲线，在波长365nm，1250对线/毫米，离焦±0.4μm时，传递函数MTF≥0.40。
权利要求
1.一种0.35微米投影光刻物镜，包括镜筒和内部透镜框组件，其特征在于外层为通有恒温水的恒温密封上下外套(38)和(40)，中间层为由镜筒(4)、镜筒(13)、镜筒(17)、镜筒(27)和镜筒(30)构成的镜筒，支撑整个物镜的大法兰(39)包含在其中的一节镜筒(17)中，内层为分隔固定光学透镜元件的透镜框组件(2)、(3)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(14)、(15)、(16)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)、(25)、(26)、(28)、(29)、(31)、(32)、(33)、(34)、(35)、(36)、平镜组件(24)和光栏组件(23)。
2.根据权利要求1所述的0.35微米投影光刻物镜，其特征在于该光学系统为像方远心和物方远心的双远心系统，光栏组件(23)的光栏面为前组的像方焦面，也为后组的物方焦面。
全文摘要
本发明公开的0.35微米投影光刻物镜,是一种大规模集成电路制造设备分步重复投影光刻机的高分辨力投影成像物镜。它由外层密封恒温外套、中间层镜筒、内层为分隔固定光学透镜元件的透镜框组件组成。它克服了目前现有光刻设备投影光刻物镜光刻分辨力低,不能制作高分辨力图形的不足,并且具有双远心特性,结构性能好,制作成本低。
文档编号G02B11/00GK1335525SQ00109948
公开日2002年2月13日 申请日期2000年7月26日 优先权日2000年7月26日
发明者陈旭南, 姚汉民, 林妩媚, 余国彬 申请人:中国科学院光电技术研究所