专利名称：一种投影光刻物镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体光刻技术领域，特别是涉及ー种半导体光刻装置中投影光学系统的投影光刻物镜。
背景技术：
目前在亚微米中小基底光刻技术领域，采用体硅微加工エ艺及表面硅微加工エ艺，产生了ー些新的应用，如磁头，打印喷头，加速度计等器件。光刻投影系统在此领域的应用，在保证成像性能同时，需要控制成本并为整机设计带来便利。美国专利US4391494公开了ー种投影物镜设计，覆盖400 450nm的g线到h线波段，数值孔径0.3，视场高度16. 8mm，能够覆盖7X21mm或者8X18. 3mm视场大小。其像质良好但物面和像面之间存在一定的夹角，这种不平行的物面和像面为整机设计带来了困难。中国专利CN200610027264公开了ー种投影物镜设计，覆盖365 450nm的g线，h线，i线波段，数值孔径0. 18，视场高度72mm，能够覆盖44X44mm视场大小，且为物像面平行的设计。但该物镜的数值孔径比美国专利的小，分辨率有限(最小可分辩2um)。
发明内容
综合上述背景技术及配合掩模尺寸的使用需求，本发明的目的在于提供一种亚微米投影物镜，在能够实现亚微米分辨率同时，物面与像面平行，为整机设计带来便利。本发明提出ー种投影光刻物镜，沿光束传播方向依次包括—第一反射装置，将物方平面的入射光线反射进入一光学透镜系统；所述光学透镜系统包括一具有正光焦度的第一透镜组；一具有负光焦度的第二透镜组；一凹面球面反射镜；以及一第二反射装置，将所述光学透镜系统的出射光线反射进入像方平面；其中，所述第一、第二透镜组满足以下关系0. I < I fG11/fG121 < 0. 5其中，fG11 :第一透镜组的焦距；fei2 :第二透镜组的焦距。较佳地，所述第一透镜组由至少三个透镜构成，且第一透镜与第二透镜光焦度为正；所述第二透镜组由第一和第二子透镜组构成，所述第一子透镜组光焦度为正，至少包含一正透镜与ー负透镜；所述第二子透镜组光焦度为负；其中，所述第二透镜组的所述第一、第二子透镜组满足以下关系I. 2 く |fG12_ln/fG12_2n| < 2.5其中，fei2_ln :第二透镜组的第一子透镜组的焦距；fei2_2n :第二透镜组的第二子透镜组的焦距。其中，所述第二透镜组的第一、第二子透镜组中包含的负透镜采用同一种材料。较佳地，所述第二透镜组的第一、第二子透镜组中包含的负透镜是采用两种不同材料，且第一子透镜组中负透镜材料的折射率和阿贝数都大于第二子透镜组中负透镜材料的折射率和阿贝数。较佳地，所述具有正光焦度的透镜组中的光学透镜的表面均为球面。其中，所述第一第二反射装置是棱镜或反射镜。 其中，所述物方平面与所述像方平面平行。本发明的亚微米投影物镜，能校正场曲、像散，并实现物像空间的双远心。在能够实现亚微米分辨率同时，物面与像面平行，为整机设计带来便利。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进ー步的了
解。 图I为本发明投影光刻物镜光学系统结构示意图；图2为本发明投影光刻物镜光学系统形成的矩形视场；图3本发明投影光刻物镜光学系统的物方及像方远心曲线；图4本发明投影光刻物镜光学系统的像差曲线。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。在光刻投影系统中，汞灯光源是ghi线波段经常使用的光源类型。汞灯功率大但也存在寿命短，需要定期更换，且需要专门的电源驱动及灯室散热问题。随着LED照明光源的开发，其功率满足小剂量曝光系统的需求，同时具备成本低、寿命高，电源控制简单等特点，部分采用LED光源替换汞灯光源可以大大降低曝光系统的成本。LED光谱纯度高，效率高，但光谱的带宽较大，物镜设计的半高权宽要达到20nm左右。如图I所不,本发明投影光刻物镜光学系统包括一对棱镜P1、P2,棱镜Pl将物方平面R的入射光线反射进入光学透镜系统10。光学透镜系统10的出射光线再经过棱镜P2反射进入像方平面W。其中棱镜P1、P2也可以是反射镜等反射装置。物方平面R和像方平面W平行设置，为整机设计带来便利。光学透镜系统10包括两个透镜组G11、G12和ー个凹面球面反射镜Ml。第一透镜组Gll光焦度为正，由至少三个透镜11、12、13构成，且第一透镜11与第二透镜12光焦度为正。第二透镜组G12光焦度为负，由两个子透镜组G12-ln、G12-2n构成，子透镜组G12-ln光焦度为正，包含至少ー个正透镜15与ー个负透镜14。子透镜组G12-2n光焦度为负。其
中第一第二透镜组、第一第二子透镜组满足以下关系0. I < I fG11/fG121 < 0. 5I. 2 く |fG12_ln/fG12_2n| < 2.5fG11 :第一透镜组Gll的焦距；fG12 :第二透镜组G12的焦距；fG12_ln :第二透镜组G12第一子透镜组G12-ln的焦距；fei2_2n :第二透镜组G12第二子透镜组G12-2n的焦距。第二透镜组G12第一、第二子透镜组G12_ln、G12_2n中包含的负透镜可以采用同ー种材料。也可以采用两种不同材料，且第一子透镜组G12-ln中负透镜材料的折射率和阿贝数都大于第二子透镜组G12-2n中负透镜材料的折射率和阿贝数。上述具有正光焦度的透镜组中的光学透镜的表面均为球面。本设计为负一倍的对称式设计，垂轴像差如慧差、倍率色差、畸变自动补偿。表I为本发明的一个实施例中光刻投影物镜的具体设计值，“STOP”表示孔径光阑AS，所有尺寸単位都是毫米。表I实施例结构
权利要求
1.一种投影光刻物镜，其特征在于，沿光束传播方向依次包括 一第一反射装置，将物方平面的入射光线反射进入一光学透镜系统；所述光学透镜系统包括 一具有正光焦度的第一透镜组； 一具有负光焦度的第二透镜组； 一凹面球面反射镜；以及 一第二反射装置，将所述光学透镜系统的出射光线反射进入像方平面； 其中，所述第一、第二透镜组满足以下关系0.I < fG11/fG12 < 0. 5 其中，fG11 :第一透镜组的焦距；fei2 :第二透镜组的焦距。
2.如权利要求I所述的投影光刻物镜，其特征在于 所述第一透镜组由至少三个透镜构成，且所述第一透镜组的第一透镜与第二透镜光焦度为正。
3.如权利要求I所述的投影光刻物镜，其特征在于 所述第二透镜组由第一和第二子透镜组构成，所述第一子透镜组光焦度为正，至少包含一正透镜与一负透镜；所述第二子透镜组光焦度为负； 其中，所述第二透镜组的所述第一、第二子透镜组满足以下关系 1.2〈 I f(；12-ln/fG12-2n I〈 2. 5 其中，fel2-ln :第二透镜组的第一子透镜组的焦距；fel2-2n :第二透镜组的第二子透镜组的焦距。
4.如权利要求3所述的投影光刻物镜，其特征在于所述第二透镜组的第一、第二子透镜组中包含的负透镜采用同一种材料。
5.如权利要求3所述的投影光刻物镜，其特征在于所述第二透镜组的第一、第二子透镜组中包含的负透镜采用两种不同材料，且第一子透镜组中负透镜材料的折射率和阿贝数都大于第二子透镜组中负透镜材料的折射率和阿贝数。
6.如权利要求I所述的投影光刻物镜，其特征在于所述具有正光焦度的透镜组中的光学透镜的表面均为球面。
7.如权利要求I所述的投影光刻物镜，其特征在于所述第一和第二反射装置是棱镜或反射镜。
8.如权利要求I所述的投影光刻物镜，其特征在于所述物方平面与所述像方平面平行。
全文摘要
一种投影光刻物镜，沿光束传播方向依次包括一第一反射装置，将物方平面的入射光线反射进入一光学透镜系统；所述光学透镜系统包括一具有正光焦度的第一透镜组；一具有负光焦度的第二透镜组；一凹面球面反射镜；以及一第二反射装置，将所述光学透镜系统的出射光线反射进入像方平面；其中，所述第一、第二透镜组满足以下关系0.1＜|fG11/fG12|＜0.5其中，fG11第一透镜组的焦距；fG12第二透镜组的焦距。本发明的亚微米投影物镜，能校正场曲、像散，并实现物像空间的双远心。在能够实现亚微米分辨率同时，物面与像面平行，为整机设计带来便利。
文档编号G03F7/20GK102768397SQ20111011708
公开日2012年11月7日 申请日期2011年5月5日 优先权日2011年5月5日
发明者武珩, 黄玲 申请人:上海微电子装备有限公司