专利名称：：一种全折射式投影光学系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种光学系统，尤其涉及一种全折射式投影光学系统。技术背景随着投影光学技术的发展，投影光学系统的性能逐步提高，并可以适用于集成电路制造等多种领域。现已将投影光刻技术成功应用于亚微米分辨率集成电路制造领域。在半导体封装技术中，投影光刻技术应用于相对较低的分辨率(如几微米)、较大的焦深、较高产率的金凸块/锡凸块、硅片级芯片尺寸封装(WLCSP)技术等领域。在现有技术中，如美国专利US6,879,383，B2和5,559,629所描述的两种折反射式投影光学系统均采用了两块转折棱镜和一块较大孔径的球面反射镜实现宽带宽ghi线(波长360nm-440nm)的色差校正，转折棱镜和较大孔径的反射镜的加工要求及其严格，并且装配精度极高，给实际工程加工和装配带来极大的困难；另外上述两个专利所描述的两种折反射投影光学系统的工作距较短，在实际应用过程中给工件台、尤其是掩模台的设计带来较严格的限制。中国专利CN101021607A中描述的一种折射式双远心投影光学系统应用在紫外光谱范围内，其光学结构中采用了一些非紫外高透过率的玻璃材料(如NKZFS11和NBAK1),降低了整个光学系统的透过率，从而降低了产率；同时在高功率的光源照射下会导致这些非紫外高透过率的玻璃材料产生爆裂。本发明是针对上述专利存在的一些缺点，提出的一种折射式投影光学系统，该全折射式投影光学系统是双远心对称结构，实现宽带宽ghi线(波长360nm-440nm)色差的校正，且具有衍射极限的成像质量和极小的畸变量。
发明内容本发明的目的在于提供一种全折射式投影光学系统，以实现宽带宽ghi线(波长360nrn到440nm)色差的校正，且具有衍射极限的成像质量和极小的畸变量。为了达到上述目的，本发明提供一种全折射式投影光学系统，从物面到像面依次排列第一镜片组、第二镜片组、光阑、第三镜片组、第四镜片组。该第一与第四镜片组、第二与第三镜片组分别相对于该光阑对称。该第一镜片组具有正光焦度，其包括从物面到像面依次排列的透镜一、透镜二、透镜三、透镜四，其中，透镜一为双凹透4fe，透镜二为凹面朝向物面的负弯月透4竟，透镜三为凹面朝向物面的正弯月透镜，透镜四是正透镜。该第二镜片组具有正光焦度，其包括从物面到像面依次排列的透镜五、透镜六、透镜七、透镜八。该第一镜片组的焦距大于100mm,小于300mm。该透镜二的焦距大于-750mm,小于-450mm。该第二镜片组的焦距大于500mm,小于3000mm。该第二镜片组与该光阑之间的距离大于18mm。本发明的对称投影物镜结构能够完全校正垂轴像差(如彗差、畸变和倍率色差)。可以通过笫二镜片组、第三镜片组和与镜片一对称排列的镜片十六的轴向运动来校正在高功率光照下镜头热效应导致的像质变化。本发明的折射式投影光学系统采用全折射式的结构，避免使用转折棱镜和较大的球面反射镜，降低了加工和装配的难度；该折射式投影光学系统具有较长的物方和像方工作距，降低了实际使用过程中对工件台和掩模台设计空间的约束；该折射式投影光学系统均采用紫外高透过率光学材料校正ghi三线的二级光谱，实现了较高的透过率，同时较好地校正了色差。图1为本发明的第一实施例的光学结构示意图；图2为本发明的第一实施例的光学传递函数示意图；图3为本发明的第二实施例的光学结构示意图；图4为本发明的第二实施例的光学传递函数示意图；图5为本发明的第三实施例的光学结构示意图；图6为本发明的第三实施例的光学传递函数示意图。附图中Gl、第一镜片组；G2、第二镜片组；G3、第三镜片组；G4、第四镜片组；Ll、透镜一；L2、透镜二；L3、透镜三；L4、透镜四；L5、透镜五；L6、透4竟六；L7、透4竟七；L8、透4竟/\;L9、透4竟九；LIO、透镜十；Lll、透镜十一；L12、透镜十二；L13、透镜十三；L14、透4竟十四；L15、透镜十五；L16、透镜十六；AS、光阑；MODULATION、调制；SPATIALFREQUENCY,空间频率；WAVELENGTH,波长；WEIGHT、权重。具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。为了更好的解释本发明，下面使用三个具体的实施例进行说明，表一示出了三个具体的实施例中第一镜片组G1、第二镜片组G2、透镜二L2的焦距fGl、fG2、fL2以及第二镜片组G2到光阑AS的距离DG2AS的数值。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>图1为本发明的第一实施例的光学结构示意图，从物面到像面依次排列第一镜片组G1、第二镜片组G2、光阑AS、第三镜片组G3和第四镜片组G4。该第一镜片组Gl与该第四镜片组G4相对于该光阑AS对称，该第二镜片组G2与该第三镜片组G3相对于该光阑AS对称。该第一镜片组Gl包括从物侧依次排列的透镜一L1、透4竟二L2、透镜三L3、透4竟四L4。该透4竟一Ll为双凹透镜，该透镜二L2为凹面朝向物面的负弯月透镜，该透4竟三L3为凹面朝向物面的正弯月透镜，该透镜四L4是正透镜，该第一镜片组G1具有正光焦度。该第二镜片组G2包括从物侧依次排列的透镜五L5、透镜六L6、透镜七L7、透镜八L8。该透镜五L5为双凹透镜，该透镜六L6为正透镜，该透镜七L7为凹面朝向像面的负弯月透镜，该透镜八L8是正透镜，该第二镜片组G2具有正光焦度。该第三镜片组G3包括从物侧依次排列的透镜九L9、透镜十LIO、透镜十一Ll1、透镜十二L12,该第四镜片组G4包括从物侧依次排列的透镜十三L13、透镜十四L14、透镜十五L15、透镜十六L16。由于该投影光学系统的对称性，透镜L9L16与透镜L8L1关于光阑AS对称，故在此不再赘述其具体元件结构。该第二镜片组与该光阑之间的距离为23.424058mm。该第一镜片组焦距为183mm，该第二镜片组焦距为1911mm,该透镜二焦距为-586mm。图2为本发明的第一实施例的光学传递函数示意图。第一实施例的特征数据参见表2、表3。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3(续)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>图3为本发明的第二实施例的光学结构示意图，从物面到像面依次排列第一镜片组G1、第二镜片组G2、光阑AS、第三镜片组G3、第四镜片组G4。该第一镜片组Gl与该第四镜片组G4相对于该光阑AS对称，该第二镜片组G2与该第三镜片组G3相对于该光阑AS对称。该第一镜片组Gl包括从物侧依次排列的透镜一L1、透镜二L2、透镜三L3、透镜四L4。该透镜一Ll为双凹透镜，该透镜二L2为凹面朝向物面的负弯月透镜，该透4竟三L3为凹面朝向物面的正弯月透镜，该透镜四L4是正透镜。该第一镜片组G1具有正光焦度。该第二镜片组G2包括从物侧依次排列的透镜五L5、透镜六L6、透镜七L7、透镜八L8。该透镜五L5为凹面朝向像面的负弯月透镜，该透^;六L6为正透镜，该透镜七L7为双凹透镜，该透镜八L8是正透镜，该第二镜片组G2具有正光焦度。该第三镜片组G3包括从物側依次排列的透镜九L9、透镜十LIO、透镜十一Lll、透镜十二L12，该第四镜片组G4包括从物側依次排列的透镜十三L13、透镜十四L14、透镜十五L15、透镜十六L16。由于该投影光学系统的对称性，透镜L9L16与透镜L8L1关于光阑AS对称，故在此不再赘述其具体元件结构。该第二镜片组与该光阑之间的距离为20mm。该第一镜片组焦距为221mm,该第二镜片組焦距为881mm，该透镜二焦距为-623mm。图4为本发明的第二实施例的光学传递函数示意图。第二实施例的特征数据如表4、表5所述。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表5(续)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表5(续)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>图5为本发明的第三实施例的光学结构示意图，从物面到像面依次排列第一镜片組G1、第二4竟片组G2、光阑AS、第三镜片组G3、第四镜片组G4。该第一镜片组Gl与该第四镜片组G4相对于该光阑AS对称，该第二镜片组G2与该第三镜片组G3相对于该光阑AS对称。该第一镜片组G1包括从物侧依次排列的透镜一L1、透镜二L2、透镜三L3、透镜四L4。该透镜一Ll为双凹透镜，该透4竟二L2为凹面朝向物面的负弯月透镜，该透4竟三L3为凹面朝向物面的正弯月透镜，该透镜四L4是正透镜。该第一镜片组G1具有正光焦度。该第二镜片组G2包括从物侧依次排列的透镜五L5、透镜六L6、透镜七L7、透镜八L8。该透《竟五L5为凹面朝向{象面的负弯月透#;,该透镜六L6为正透镜，该透镜七L7为双凹透镜，该透镜八L8是正透镜，该第二镜片组G2具有正光焦度。该第三镜片组G3包括从物侧依次排列的透镜九L9、透镜十LIO、透镜十一Lll、透镜十二L12,该第四镜片组G4包括从物侧依次排列的透镜十三L13、透镜十四L14、透镜十五L15、透镜十六L16。由于该投影光学系统的对称性，透镜L9L16与透镜L8L1关于光阑AS对称，故在此不再赘述其具体元件结构。第二镜片组与该光阑之间的距离为20mm。该第一镜片组焦距为223mm,该第二镜片组焦距为1039mm，该透镜二焦距为-653mm。图6为本发明的第一实施例的光学传递函数示意图。第一实施例的特征数据如表6、表7所述。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表6(续)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表7(续)19-257.553612.38516646.01492820-206.0078643.753045L10BAL15Y21112.098915.485541143.04329822227.7381313.5020243.244086S國FPL51Y23-181.1992143.48180524-185.6855643.438624L12PBM2Y25-1872.15258.8671544.21674826274.9899719.54892972.883354L13PBM8Y27-469.2522172.70983128149.799822568.63988L14PBM2Y29370.18976.633427764,3762033090.1658152556.19289L15PBM2Y3166.41603123.59600544.16624532-408.41022542.567543L16Si0233163.7949733.21453936.546159341.00E+18-0.00611931.466上述三个实施例中的全折射式投影光学系统，使用第二镜片组G2、第三镜片组G3和镜片十六L16来校正镜头热效应导致的像质变化。权利要求1、一种全折射式投影光学系统，其特征在于从物面到像面依次排列第一镜片组、第二镜片组、光阑、第三镜片组、第四镜片组；所述第一与第四镜片组、第二与第三镜片组分别相对于所述光阑对称；所述第一镜片组具有正光焦度，其包括从物面到像面依次排列的透镜一、透镜二、透镜三、透镜四，其中，透镜一为双凹透镜，透镜二为凹面朝向物面的负弯月透镜，透镜三为凹面朝向物面的正弯月透镜，透镜四是正透镜；所述第二镜片组具有正光焦度，其包括从物面到像面依次排列的透镜五、透镜六、透镜七、透镜八。2、根据权利要求l所述的全折射式投影光学系统，其特征在于所述第一镜片组的焦距大于100mm，小于300mm。3、根据权利要求l所述的全折射式投影光学系统，其特征在于所述透镜二的焦距大于-750mm，小于-450mm。4、根据权利要求1所述的全折射式投影光学系统，其特征在于所述第二镜片组的焦距大于500mm，小于3000mm。5、根据权利要求1所述的全折射式投影光学系统，其特征在于所述第二镜片组与所述光阑之间的距离大于18mm。全文摘要本发明公开了一种折射式投影光学系统，采用全折射式的结构，避免使用转折棱镜和较大的球面反射镜，降低了加工和装配的难度；该折射式投影光学系统具有较长的物方和像方工作距，降低了实际使用过程中对工件台和掩模台设计空间的约束；该折射式投影光学系统均采用紫外高透过率光学材料校正ghi三线的二级光谱，实现了较高的透过率，同时较好地校正了色差。文档编号G02B13/00GK101231378SQ20071017280公开日2008年7月30日申请日期2007年12月21日优先权日2007年12月21日发明者储兆祥,李铁军,玲黄申请人:上海微电子装备有限公司