[發(fā)明專利]光刻投影物鏡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110353697.7
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN103105664A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張品祥;黃玲
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種應(yīng)用于半導(dǎo)體光刻裝置的光刻投影物鏡。

背景技術(shù)

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(jīng)典的ofner反射鏡加校正像差鏡片的結(jié)構(gòu)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(jù)該專利提供的數(shù)據(jù)，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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服上述現(xiàn)有技術(shù)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(jīng)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(yōu)地，還包括一光闌，設(shè)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(shè)置。

較優(yōu)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(guān)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(shù)。

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(shù)值孔徑為0.8。

本發(fā)明的投影物鏡具有以下優(yōu)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(chǎn)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(yōu)異的曝光像質(zhì)。

附圖說明

關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)投影物鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明投影物鏡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明投影物鏡曝光視場的形狀及大小；

圖4為本發(fā)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(fā)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(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施例。

實施例1

本發(fā)明投影物鏡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jīng)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(jīng)過上述光學(xué)元器件后，在球面反射鏡6上形成光瞳面。光線經(jīng)過具有負光焦度的球面反射鏡反射后，再次按次序經(jīng)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(jīng)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(zhì)上，本發(fā)明提供的物鏡結(jié)構(gòu)是共軸的折反射式物鏡結(jié)構(gòu)，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(guān)于光軸9旋轉(zhuǎn)對稱。如果沿掩模面光線傳播方向追跡到硅片面，該物鏡結(jié)構(gòu)形式具有關(guān)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(yōu)點。

透鏡4和透鏡5的設(shè)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(shù)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(shù)值越大越有利于物鏡的像質(zhì)，但同時會使得球面反射鏡3口徑增大。