專利名稱：0.35微米投影光刻物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種0.35微米投影光刻物鏡，屬于分步重復(fù)投影光刻機(jī)高分辨力投影光刻物鏡技術(shù)領(lǐng)域。
0.35微米投影光刻物鏡是分步重復(fù)投影光刻機(jī)的核心部件，它的性能和分辨力提高使光刻機(jī)升級(jí)換代。目前國(guó)內(nèi)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(guó)制造VLSI需求。國(guó)外投影光刻物鏡的分辨力已達(dá)到很高，如日本Nikon、Canon，德國(guó)Zeiss，美國(guó)Tropel等，數(shù)值孔徑都大于等于0.60，但這些物鏡的光學(xué)系統(tǒng)都是像方遠(yuǎn)心系統(tǒng)，掩模圖形的偏離和傾斜都會(huì)引起光刻倍率的變化，影響了VLSI制造質(zhì)量，反過來(lái)限制了高分辨力圖形制作。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)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(shí)又是雙遠(yuǎn)心的高性能0.35微米投影光刻物鏡。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)由鏡筒和內(nèi)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(gè)物鏡的大法蘭包含在其中的一節(jié)鏡筒中，內(nèi)層為分隔固定光學(xué)透鏡元件的透鏡框組件、平鏡組件和光欄組件。
本發(fā)明的目的也可以通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)0.35微米投影光刻物鏡的光學(xué)系統(tǒng)為像方遠(yuǎn)心和物方遠(yuǎn)心的雙遠(yuǎn)心系統(tǒng)，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(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)數(shù)值孔徑達(dá)到0.63，并且在0.35-0.63內(nèi)可變，視場(chǎng)Ф28.5mm，縮小倍率5倍，工作波長(zhǎng)365nm，在1250對(duì)線/毫米，離焦±0.4μm時(shí)，傳遞函數(shù)MTF≥0.40。同時(shí)具有光柵衍射空間濾波暗場(chǎng)同軸對(duì)準(zhǔn)和溫度氣壓控制補(bǔ)償功能。物鏡成像光路為雙遠(yuǎn)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(shù)值孔徑物鏡所不能達(dá)到的。物鏡由28片透鏡構(gòu)成(不含平鏡組件24中對(duì)準(zhǔn)用平鏡)，與國(guó)外具有同等技術(shù)參數(shù)指標(biāo)，一般由30-31片透鏡構(gòu)成的物鏡相比，不僅透鏡片數(shù)少，無(wú)一膠合件，并且結(jié)構(gòu)性能好，制作成本低。物鏡達(dá)到最細(xì)光刻分辨力為0.35μm，滿足了我國(guó)微電子工業(yè)制造VLSI對(duì)光刻設(shè)備高光刻分辨力的要求。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明

圖1為0.35微米投影光刻物鏡的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為0.35微米投影光刻物鏡的離焦傳遞函數(shù)MTF曲線圖。
如圖1所示0.35微米投影光刻物鏡分三層結(jié)構(gòu)。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(nèi)均通有經(jīng)過精密恒溫的潔凈循環(huán)水，上下兩套使五節(jié)鏡筒和光學(xué)透鏡框組件恒溫，同時(shí)也使鏡筒內(nèi)的光學(xué)透鏡元件和元件之間的間隔空間與外界大氣隔絕，可進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)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(jié)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(dān)負(fù)著高精度分隔和支撐內(nèi)部的所有光學(xué)透鏡元件。內(nèi)層為被封在鏡筒內(nèi)的支撐光學(xué)透鏡元件的透鏡框組件，共有28個(gè)，這些透鏡框組件包含的透鏡不僅具有光學(xué)透鏡數(shù)少，并且無(wú)一膠合件。該光學(xué)系統(tǒng)為像方遠(yuǎn)心物方也是遠(yuǎn)心的雙遠(yuǎn)心系統(tǒng)，對(duì)準(zhǔn)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(gè)組件，后組由10個(gè)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(shí)也是光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面，在此面上放置了可變光欄，使物鏡的數(shù)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(duì)準(zhǔn)裝置，使物鏡同時(shí)具有暗場(chǎng)同軸對(duì)準(zhǔn)功能。由于是雙遠(yuǎn)心系統(tǒng)，掩模圖形和硅片的偏離與傾斜，不會(huì)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(shù)值孔徑大，能使Ф28.5mm面上得到最細(xì)分辨力圖形，光刻分辨力達(dá)到0.35μm。
如圖2所示0.35微米投影光刻物鏡的傳遞函數(shù)MTF曲線，在波長(zhǎng)365nm，1250對(duì)線/毫米，離焦±0.4μm時(shí)，傳遞函數(shù)MTF≥0.40。
權(quán)利要求
1.一種0.35微米投影光刻物鏡，包括鏡筒和內(nèi)部透鏡框組件，其特征在于外層為通有恒溫水的恒溫密封上下外套(38)和(40)，中間層為由鏡筒(4)、鏡筒(13)、鏡筒(17)、鏡筒(27)和鏡筒(30)構(gòu)成的鏡筒，支撐整個(gè)物鏡的大法蘭(39)包含在其中的一節(jié)鏡筒(17)中，內(nèi)層為分隔固定光學(xué)透鏡元件的透鏡框組件(2)、(3)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(14)、(15)、(16)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)、(25)、(26)、(28)、(29)、(31)、(32)、(33)、(34)、(35)、(36)、平鏡組件(24)和光欄組件(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.35微米投影光刻物鏡，其特征在于該光學(xué)系統(tǒng)為像方遠(yuǎn)心和物方遠(yuǎn)心的雙遠(yuǎn)心系統(tǒng)，光欄組件(23)的光欄面為前組的像方焦面，也為后組的物方焦面。
全文摘要
本發(fā)明公開的0.35微米投影光刻物鏡,是一種大規(guī)模集成電路制造設(shè)備分步重復(fù)投影光刻機(jī)的高分辨力投影成像物鏡。它由外層密封恒溫外套、中間層鏡筒、內(nèi)層為分隔固定光學(xué)透鏡元件的透鏡框組件組成。它克服了目前現(xiàn)有光刻設(shè)備投影光刻物鏡光刻分辨力低,不能制作高分辨力圖形的不足,并且具有雙遠(yuǎn)心特性,結(jié)構(gòu)性能好,制作成本低。
文檔編號(hào)G02B11/00GK1335525SQ00109948
公開日2002年2月13日 申請(qǐng)日期2000年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月26日
發(fā)明者陳旭南, 姚漢民, 林嫵媚, 余國(guó)彬 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所