[發明專利]一種投影物鏡

有效

• 申請號: 200910049045.7
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN101587230A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 朱立榮
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B13/18;G02B1/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈 蘅;李時云

技術領域

本發明屬于光學領域，涉及一種投影物鏡，特別涉及一種折射式投影物鏡。?

背景技術

隨著半導體芯片特征尺寸的不斷減小，為了得到更加精細的結構，投影物鏡所使用的波長在不斷減少，目前使用的100nm節點及以下技術中，工作波長248nm、193nm被大量使用，同時投影物鏡像方數值孔徑也在不斷增大。?

美國專利US2003/0147061中給出了幾種投影物鏡結構，均針對193nm波長設計，放大倍率0.25，像方數值孔徑0.75，其中第八個實施例的結構，如圖1所示，具有三個凸部和兩個腰部，共由28片鏡片組成。圖中，A(R)為物面(掩模面)，B(W)為像面(硅片面)，AX為光軸，A(R)到B(W)距離(系統總長)為1370mm，整個系統分成前組GF和后組GR兩部分，以光闌AS為分界。前組GF包含19塊鏡片L11～L29，其中含有3個非球面表面ASP1、ASP2和ASP3，分別位于L20、L27和L28上，并包含一片氟化鈣(CaF₂)玻璃鏡片L24；后組GR包含9塊鏡片L51～L59，其中L51～L53以及L56～L58均為氟化鈣玻璃鏡片，且L52和L53鏡片口徑較大，半口徑均超過了150mm。?

上述結構正負光焦度布局合理，便于初級球差、匹茲萬(Petzval)場曲及色差的校正，其缺點在于：系統總長過長，達到1370mm，使得系統透過率較低；結構凸部最大鏡片半口徑達到150mm以上，給加工帶來很大難度，而且不利于像方數值孔徑的擴大；同時采用了7片大口徑的氟化鈣玻璃鏡片，不利于實際加工制造。?

發明內容

本發明的目的是提供一種投影物鏡結構，采用較少數量的非球面表面和氟化鈣玻璃鏡片來實現場曲和畸變的校正，提供良好的像質。?

本發明的另一個目的是提供一種結構緊湊、總長較短、口徑較小的投影物鏡結構，以提高系統透過率，降低加工難度。?

為達到上述目的，本發明提供了一種投影物鏡，用于將物面的圖案成像在像面上，總共采用了3個非球面表面和5片氟化鈣玻璃鏡片，所述投影物鏡包括從物面一側到像面一側依次排列的：?

第一透鏡組，具有正光焦度，用于擴大入射光束口徑，進行軸外像差校正，并同時校正匹茲萬場曲；?

第二透鏡組，具有負光焦度，包含一個非球面表面，用于校正場曲和畸變；?

第三透鏡組，具有正光焦度，包含一片氟化鈣玻璃鏡片，用于校正色差；?

第四透鏡組，具有負光焦度，包含兩個非球面表面和一片氟化鈣玻璃鏡片，用于校正與光闌有關的像差；?

光闌，用于限制所述投影物鏡的最大通光孔徑；?

第五透鏡組，具有正光焦度，包含三片氟化鈣玻璃鏡片，用于平衡色差，以及兩片厚透鏡，用于校正像面場曲。?

所述投影物鏡中，氟化鈣玻璃鏡片的最大半口徑小于140mm。?

所述投影物鏡由28片鏡片組成，且所有鏡片的半口徑均小于145mm，具體的，所述第一透鏡組包括第一至第六鏡片，其中，第一鏡片為雙凹負透鏡，第五鏡片為彎月形負透鏡，其余四片鏡片均為雙凸正透鏡；所述第二透鏡組包括第七至第十鏡片，其中，第七至第九鏡片為雙凹負透鏡，第十鏡片為彎月形負透鏡，且所述第十鏡片靠近物面的表面采用非球面；所述第三透鏡組包括第十一至第十五鏡片，其中，第十一和第十三鏡片為彎月形正透鏡，第十二、十四和十五鏡片為雙凸正透鏡，且所述第十四鏡片為氟化鈣玻璃鏡片，其半口徑不超過135mm；所述第四透鏡組包括第十六至第十九鏡片，其中，第十六鏡片為彎月形負透鏡，第十七、十八鏡片為雙凹負透鏡，第十九鏡片為彎月形正透鏡，所述第十七和第十九鏡片靠近物面的表面為非球面，且所述第十九鏡片為氟化鈣玻璃鏡片；所述第五透鏡組包括第二十至第二十八鏡片，其中，第二十、二十一、二十三和二十八鏡片為雙凸正透鏡，第二十四至二十六鏡片為彎月形正透鏡，第二十二鏡片為彎月形負透鏡，第二十七鏡片為雙凹負透鏡，第二十四至二十六鏡片為氟化鈣玻璃鏡片，第二十七和二十八鏡片為厚透鏡，用于校正像面場曲。?

較佳地，所述第一透鏡組和第二透鏡組的總長不超過334mm，鏡片總數不超過10片，在整個投影物鏡中所占比重不超過1/3。?

較佳地，所述投影物鏡的總長為1300mm，且所述投影物鏡采用雙遠心結構，使得物方和像方的遠心角均小于3mrad。?