[實用新型]一種用于紫外光刻機的高分辨率投影光學成像系統

有效

• 申請號: 201820264700.5
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN207867215U
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 季軼群;高艷紅
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

本實用新型公開了一種用于紫外光刻機的高分辨率投影光學成像系統。它采用光軸旋轉對稱的同軸透射式光學結構，由前組和后組構成，前組和后組分別位于孔徑光欄兩側；前組先將物進行一次縮小成像、再由后組進一步縮小至光刻平面；前組采用庫克三片式結構、后組采用改進型的匹茲伐結構，前組、后組不僅可獨立地消除自身的大部分幾何像差，再由整體聯合優化前組、后組，可進一步平衡剩余像差，最終將滿足光刻要求的高質量的聚焦光斑成到工作面上。本實用新型采用透射式的非對稱光學結構，僅由8片光學透鏡組成，結構簡單，加工與調試難度大大降低，制造成本低、穩定性好；具有數值孔徑大、集光本領強、消色差、畸變小、成像性能優、分辨率高的特點。

技術領域

本實用新型涉及一種用于紫外光刻機的高分辨率投影光學成像系統，特別涉及一種全透射型的，結構簡單、筒長短、易于加工和裝調、分辨率高、雜光低的投影光學成像系統。

背景技術

光刻技術是制備大規模集成電路的基礎，直接決定了集成芯片的特征尺寸，已成為推動集成電路發展的核心技術。而投影光刻機具有分辨率高、不玷污掩模版、生產率高等優點，在現代光刻領域中占據主導地位。投影式光刻機主要經歷了步進重復投影光刻機到步進掃描投影光刻機的發展，現在已經實現28nm的超高分辨率。隨著芯片集成度的不斷提高，對光刻機分辨率的要求越來越高。根據瑞利判據: ,其中K₁為工藝因子，λ為曝光波長，NA為數值孔徑。可見，提高光刻機分辨率即減小特征尺寸的關鍵是降低曝光波長和增大投影物鏡的數值孔徑NA，但這又會引起焦深的明顯下降，同時投影物鏡的像差，如球差和場曲，與雜散光對成像質量的影響也會越來越突出；另外，投影式光刻機引入偏振光照明后，投影物鏡偏振像差的控制性能也會變得很重要。因此，投影物鏡需要能夠進行光學矯正，補償各種光學誤差，設計難度非常大，是光刻機中最昂貴和復雜的部件之一。如何設計一款具有更大數值孔徑、即更高分辨本領的同時具有小像差的投影物鏡以滿足不斷發展的光刻技術要求是極其重要的。

發明內容

本實用新型針對現有技術存在的不足，提供一種結構簡單緊湊、易于加工和裝調、分辨率高、成像性能優的適用于紫外光刻機的高分辨率投影光學成像系統。

實現本發明目的的技術方案為提供一種用于紫外光刻機的高分辨率投影光學成像系統，它采用同軸透射式光學成像結構，沿光線入射方向，依次為前組成像系統、孔徑光欄、后組成像系統和像平面；所述的前組成像系統采用庫克三片鏡式結構，光學元件依次為第一塊雙凸透鏡、雙凹透鏡和第二塊雙凸透鏡；所述的后組成像系統由兩組雙膠合鏡構成的匹茲伐結構和場鏡組成，光學元件依次為第一組雙膠合透鏡組、第二組雙膠合透鏡組和彎月形厚透鏡，所述的第一組雙膠合透鏡組由第一片正透鏡和平凹透鏡構成，所述的第二組雙膠合透鏡組由彎月形負透鏡和第二片正透鏡構成；所述光學成像系統它的總焦距f為3489mm≤f≤3519mm；前組成像系統焦距f₁為125mm≤f₁≤130mm，后組成像系統焦距f₃為25mm≤f₃≤30mm。