[發明專利]光刻投影物鏡

有效

• 申請號: 201110353697.7
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN103105664A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 張品祥;黃玲
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G02B13/06
• 分類號: G02B13/06;G02B13/18;G02B13/00;G03F7/20
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，具體地，涉及一種應用于半導體光刻裝置的光刻投影物鏡。

背景技術

日本專利JP4182304公開了一種大曝光視場的光刻投影物鏡，如圖1所示，采用經典的ofner反射鏡加校正像差鏡片的結構形式。在該實施例中使用了四片直徑超過600mm的玻璃鏡片。根據該專利提供的數據，這種光刻物鏡存在著以下缺點：

1.曝光視場略小，非掃描方向約為444mm；

2.為了保證像差，使用單色光曝光，曝光效率偏低；

3.為了改善像差，使用了2至4?塊大口徑的玻璃材料鏡片，使得物鏡制造難度加大，成本增加，重量更重。

發明內容

本發明克服上述現有技術存在的問題，提出一種光刻投影物鏡，所述光刻投影物鏡包含：第一平面反射鏡，具有正光焦度的第一球面反射鏡，具有負光焦度的鏡片組，具有負光焦度的第二球面反射鏡，第二平面反射鏡；光線沿傳播方向，依次經過第一平面反射鏡，第一球面反射鏡，鏡片組，第二球面反射鏡，鏡片組，第一球面反射鏡，第二平面反射鏡。

較優地，還包括一光闌，設置在所述第二球面反射鏡上。

其中，所述第一球面反射鏡、第二球面反射鏡以及透鏡組，沿所述透鏡組光軸呈軸對稱設置。

較優地，所述透鏡組的通光孔徑Dg和所述光闌的通光孔徑Ds的比值具有如下關系：1.3<Dg/Ds<3。

其中，所述透鏡組至少包含兩片透鏡，且兩片透鏡具有不同的阿貝數。

其中，所述透鏡組至少包含兩片透鏡，且兩片透鏡具有相反的光焦度。

其中，所述兩片透鏡為非球面鏡。

進一步地，所述光刻投影物鏡的物方視場為圓弧形。

進一步地，所述光刻投影物鏡具有500mm的非掃描方向視場，數值孔徑為0.8。

本發明的投影物鏡具有以下優點：?

1.較大的曝光視場，非掃描方向500mm；

2.使用多波長曝光，增加了曝光照度，提高光刻機的產率；

3.在光瞳面附近使用若干片小口徑鏡片控制像差，使得在保證物鏡的制造、成本、重量等前提下，獲得優異的曝光像質。

附圖說明

關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。

圖1為現有技術投影物鏡光學結構圖；

圖2為本發明投影物鏡光學系統結構圖；

圖3為本發明投影物鏡曝光視場的形狀及大小；

圖4為本發明投影物鏡第一實施例中曝光視場各點的波像差值；

圖5為本發明投影物鏡第二實施例中曝光視場各點的波像差值。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施例。

實施例1

本發明投影物鏡光學系統結構如圖2所示。掩模面1接受照明光照射后，透過掩模的光線經過平面反射鏡2反射后入射到球面反射鏡3，平面反射鏡2使得各物點的主光線以90度反射。凹的球面反射鏡3具有正光焦度，使得落在其上的光線能夠部分收斂反射出去，從球面反射鏡3反射出來的光線依次進入到透鏡4和透鏡5，透鏡4?和透鏡5分別具有負光焦度和正光焦度，各物點的光線經過上述光學元器件后，在球面反射鏡6上形成光瞳面。光線經過具有負光焦度的球面反射鏡反射后，再次按次序經過透鏡5和透鏡4，球面反射鏡3。從球面反射鏡3反射出來的會聚光線，經過平面反射鏡7反射后，在硅片面8上形成像點，平面反射鏡7使得各物點的主光線以90度反射。

實質上，本發明提供的物鏡結構是共軸的折反射式物鏡結構，除去平面反射鏡2和平面反射鏡7，球面反射鏡3、透鏡4、透鏡5、球面反射鏡6都關于光軸9旋轉對稱。如果沿掩模面光線傳播方向追跡到硅片面，該物鏡結構形式具有關于光瞳面（球面反射鏡６）對稱的特點，這就為物鏡提供了無彗差小畸變等優點。

透鏡4和透鏡5的設置，是基于減少像散和保持色差的目的。透鏡4和透鏡5距離光闌面越遠，校正像散效果越好，但口徑會增大，所以要合理平衡透鏡口徑與像散的校正效果。透鏡4與透鏡5具有符號相反的光焦度，目的是保持色差，所以兩塊鏡片的材料阿貝數差值越大越好，但總光焦度必須是負值，以保持校正像散的效果。

掩模面1距離反射鏡1的距離L1和反射鏡距離球面反射鏡3的距離L2之和，即物距L，其數值越大越有利于物鏡的像質，但同時會使得球面反射鏡3口徑增大。