[發明專利]0.35微米投影光刻物鏡

無效

• 申請號: 00109948.5
• 申請日: 2000-07-26
• 公開（公告）號: CN1335525A
• 公開（公告）日: 2002-02-13
• 發明（設計）人: 陳旭南;姚漢民;林嫵媚;余國彬
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B13/24
• 分類號: G02B13/24;G02B13/22
• 代理公司: 中國科學院成都專利事務所
• 代理人: 張一紅,王慶理

本發明是一種0.35微米投影光刻物鏡，屬于分步重復投影光刻機高分辨力投影光刻物鏡技術領域。

0.35微米投影光刻物鏡是分步重復投影光刻機的核心部件，它的性能和分辨力提高使光刻機升級換代。目前國內的光刻物鏡最高分辨力為0.5-0.7μm，由于分辨力低，不能滿足我國制造VLSI需求。國外投影光刻物鏡的分辨力已達到很高，如日本Nikon、Canon，德國Zeiss，美國Tropel等，數值孔徑都大于等于0.60，但這些物鏡的光學系統都是像方遠心系統，掩模圖形的偏離和傾斜都會引起光刻倍率的變化，影響了VLSI制造質量，反過來限制了高分辨力圖形制作。

本發明的目的在于克服上述現有投影光刻物鏡光刻分辨力較低，不能制作高分辨力圖形的不足，而提供一種光刻分辨力很高，同時又是雙遠心的高性能0.35微米投影光刻物鏡。

本發明的目的可以通過以下技術措施實現：由鏡筒和內部透鏡框組件組成0.35微米投影光刻物鏡，外層為通有恒溫水的恒溫密封上下外套，中間層為鏡筒，支撐整個物鏡的大法蘭包含在其中的一節鏡筒中，內層為分隔固定光學透鏡元件的透鏡框組件、平鏡組件和光欄組件。

本發明的目的也可以通過以下技術措施實現：0.35微米投影光刻物鏡的光學系統為像方遠心和物方遠心的雙遠心系統，光欄組件的光欄面為前組的像方焦面，也為后組的物方焦面。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

數值孔徑達到0.63，并且在0.35-0.63內可變，視場Ф28.5mm，縮小倍率5倍，工作波長365nm，在1250對線/毫米，離焦±0.4μm時，傳遞函數MTF≥0.40。同時具有光柵衍射空間濾波暗場同軸對準和溫度氣壓控制補償功能。物鏡成像光路為雙遠心光路，掩模圖形的偏離和傾斜，以及硅片的偏離和傾斜都可保持倍率不變，是其它高數值孔徑物鏡所不能達到的。物鏡由28片透鏡構成(不含平鏡組件24中對準用平鏡)，與國外具有同等技術參數指標，一般由30-31片透鏡構成的物鏡相比，不僅透鏡片數少，無一膠合件，并且結構性能好，制作成本低。物鏡達到最細光刻分辨力為0.35μm，滿足了我國微電子工業制造VLSI對光刻設備高光刻分辨力的要求。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

圖1為0.35微米投影光刻物鏡的結構圖。

圖2為0.35微米投影光刻物鏡的離焦傳遞函數MTF曲線圖。

如圖1所示：0.35微米投影光刻物鏡分三層結構。外層為密封套裝在鏡筒外面的恒溫上外套38和下外套40，套內均通有經過精密恒溫的潔凈循環水，上下兩套使五節鏡筒和光學透鏡框組件恒溫，同時也使鏡筒內的光學透鏡元件和元件之間的間隔空間與外界大氣隔絕，可進行光學系統恒氣壓控制。中間層為鏡筒，它由鏡筒4、鏡筒13、鏡筒17、鏡筒27和鏡筒30五節用連接件連接而成，支撐物鏡的大法蘭39包含在鏡筒17中，它們擔負著高精度分隔和支撐內部的所有光學透鏡元件。內層為被封在鏡筒內的支撐光學透鏡元件的透鏡框組件，共有28個，這些透鏡框組件包含的透鏡不僅具有光學透鏡數少，并且無一膠合件。該光學系統為像方遠心物方也是遠心的雙遠心系統，對準用平鏡組件24前面為物鏡光欄組件23，它將物鏡分為前后二大組，前組由18個組件，后組由10個組件組成，光欄組件23的光欄面既是前組的像方焦面，也是后組的物方焦面，同時也是光學系統的光瞳面，在此面上放置了可變光欄，使物鏡的數值孔徑能在0.35-0.63之間改變，在該面上還放置了光柵衍射空間濾波對準裝置，使物鏡同時具有暗場同軸對準功能。由于是雙遠心系統，掩模圖形和硅片的偏離與傾斜，不會改變投影光刻倍率。掩模面1上的掩模圖形，通過物鏡縮小五倍投影成像于硅片面即像面37上，由于數值孔徑大，能使Ф28.5mm面上得到最細分辨力圖形，光刻分辨力達到0.35μm。

如圖2所示：0.35微米投影光刻物鏡的傳遞函數MTF曲線，在波長365nm，1250對線/毫米，離焦±0.4μm時，傳遞函數MTF≥0.40。