一種大視場高數(shù)值孔徑全球面光刻機投影物鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種大視場、高數(shù)值孔徑、全球面的i-line光刻機投影物鏡，屬于微 納加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著各行業(yè)對LCD、L邸面板的需求量不斷擴大，生產(chǎn)廠家對微米級分辨率光刻的 高產(chǎn)率要求逐漸凸顯，該就要求光刻機物鏡的視場變得更大。同時，為了盡可能增加利潤空 間，對光刻機物鏡制作的時間周期和價格成本也必須有很好的控制。
[0003] 日本專利JP2006266738A公布了一種應(yīng)用于365nm波長的大面積光刻投影物鏡， 其像方有效視場為132mmX132mm，像方NA為0. 145。光學(xué)系統(tǒng)總共包含27片鏡片，其中應(yīng) 用了 1個非球面。
[0004] 中國專利CN103837967A公布了一種應(yīng)用于365nm波長的大面積光刻投影物鏡，其 像方有效視場為132mmX132mm，像方NA為0. 17。光學(xué)系統(tǒng)總共包含25片鏡片，其中應(yīng)用 了 5個非球面。
[0005] 考慮國內(nèi)光學(xué)加工、裝配工藝等因素后，選取工藝因子為0. 7,則使用像方NA為 0. 17的光刻機投影物鏡能實現(xiàn)微米級分辨率曝光。在很好地校正各種像差和提高曝光光強 的基礎(chǔ)上，降低光刻機投影物鏡的制作時間周期和價格成本，成為了光刻機投影物鏡設(shè)計 的新難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種大視場高數(shù)值孔徑全球面光刻機投影物鏡，其為一種大視場、 高數(shù)值孔徑、全球面的i-line光刻機投影物鏡。本發(fā)明提供的投影物鏡能校正多種像差， 特別是崎變、場曲、像散、軸向色差、倍率色差，并提高曝光光強。
[0007] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案為；一種大視場高數(shù)值孔徑全球面光刻機投影物鏡，它將 掩模上圖像轉(zhuǎn)移成像到娃片面上，系統(tǒng)從掩模面開始沿光軸依次包含；一具有正光焦度的 第一透鏡組G1 ;-具有較小正光焦度或較小負(fù)光焦度的第二透鏡組G2 ;-具有正光焦度的 第S透鏡組G3 ;-具有正光焦度的第四透鏡組G4 ;
[0008] 其中，所述各透鏡組焦距滿足W下關(guān)系：
[0009] 8. 0 <Ifca/fJ< 20. 0
[0010] 0. 18 < I fG3/fc21 < 0. 3
[0011] 0. 21< iWfcsl <〇? 56 [001引其中；
[0013] fu;所述第一透鏡組G1的焦距；
[0014] fG2;所述第二透鏡組G2的焦距；
[0015] fe3;所述第S透鏡組G3的焦距；
[0016] fc4;所述第四透鏡組G4的焦距。
[0017] 所述第一透鏡組G1由至少兩片透鏡構(gòu)成，其中一片為負(fù)透鏡，凹面面對掩膜方 向，另一片為正透鏡；所述第二透鏡組G2由至少四片透鏡構(gòu)成；其中除了包含一片正透鏡 夕F，還包含了兩片凹面相對的負(fù)透鏡，及位于兩負(fù)透鏡之間的一片雙凹負(fù)透鏡；所述第=透 鏡組G3由至少=片透鏡構(gòu)成；其中包含一片正透鏡和一對凹面相對的負(fù)透鏡；所述第四透 鏡組G4由至少兩片透鏡構(gòu)成；其中一片為正透鏡，另一片為負(fù)透鏡，凹面面對娃片面。
[0018] 所述投影物鏡系統(tǒng)成近似對稱，對稱軸為孔徑光闊，即第一透鏡組G1、第二透鏡組 G2與第S透鏡組G3、第四透鏡組G4W孔徑光闊為中屯、呈對稱排列。
[0019] 所述第一透鏡組G1、第二透鏡組G2與第S透鏡組G3、第四透鏡組G4呈對稱排列 構(gòu)成一個物方、像方雙遠屯、光路。
[0020] 所述投影物鏡適用的波段為I線，其中屯、波長為365皿。
[0021] 所述投影物鏡由至少一種高折射率材料與至少一種低折射率材料構(gòu)成。
[0022] 所述高折射率材料是指I線折射率大于1. 55的材料，包括I線折射率大于1. 55 且阿貝數(shù)小于45的材料；所述低折射率材料是指I線折射率小于1. 55的材料，包括I線折 射率小于1. 55且阿貝數(shù)大于55的材料。
[0023] 所述第一透鏡組G1、第二透鏡組G2、第S透鏡組G3、第四透鏡組G4分別至少包含 了一片高折射率小阿貝數(shù)材料的透鏡和一片低折射率大阿貝數(shù)材料的透鏡。
[0024] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有W下優(yōu)勢：
[0025] 1、本發(fā)明所設(shè)及的光刻機投影物鏡鏡片數(shù)量較少，只有21片，該對于提高曝光光 強、降低時間周期和降低價格成本都有利。
[0026] 2、本發(fā)明所設(shè)及的光刻機投影物鏡鏡片表面全部為球面，該可W進一步降低時間 周期和降低價格成本。
[0027] 3、本發(fā)明所設(shè)及的光刻機投影物鏡結(jié)構(gòu)簡單且對稱，對于系統(tǒng)校正像差和在物鏡 裝調(diào)時控制像差都有利。
[0028] 鑒于W上的優(yōu)勢，本發(fā)明的大視場、高數(shù)值孔徑、全球面的i-line光刻機投影物 鏡，適合于光刻機研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)或科研單位使用。
【附圖說明】
[0029] 圖1所示為本發(fā)明光刻機投影物鏡一實施例的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2所示為本發(fā)明光刻機投影物鏡一實施例成像MTF曲線圖；
[0031] 圖3所示為本發(fā)明光刻機投影物鏡一實施例成像崎變、場曲曲線圖；
[0032] 圖4所示為本發(fā)明光刻機投影物鏡一實施例物方及像方遠屯、曲線圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0034] 如圖1所示，本發(fā)明的實施例光刻機投影物鏡的鏡片數(shù)量為21片，各參數(shù)要求如 表1所示：
[00巧] 表1
[0036]
[0037] 本發(fā)明的實施例光刻機投影物鏡由21片透鏡組成，21片透鏡全部為球面。分為四 個透鏡組，它們分別是第一透鏡組G1、第二透鏡組G2、第S透鏡組G3、第四透鏡組G4。
[0038] 所述第一透鏡組G1由四片透鏡構(gòu)成，它們的光焦度分別為負(fù)、正、正、正。第一透 鏡組G1至少包含了一片正透鏡和一片負(fù)透鏡，其中負(fù)透鏡凹面面對掩膜方向。
[0039] 所述第二透鏡組G2由六片透鏡構(gòu)成，它們的光焦度分別為負(fù)、負(fù)、負(fù)、正、正、正。 第二透鏡組G2至少包含了W下四片透鏡；其中一片為正透鏡，另外S片為兩片凹面相對的 負(fù)透鏡及位于兩負(fù)透鏡之間的一片雙凹負(fù)透鏡。
[0040] 所述第S透鏡組G3由八片透鏡構(gòu)成，它們的光焦度分別為正、正、正、負(fù)、負(fù)、負(fù)、 負(fù)、負(fù)。第=透鏡組G3至少包含了W下=片透鏡：一片正透鏡和一對凹面相對的負(fù)透鏡。
[0041] 所述第四透鏡組G4由S片透鏡構(gòu)成，它們的光焦度分別為正、正、負(fù)。第四透鏡組 G4至少包含了一片正透鏡和一片負(fù)透鏡，其中負(fù)透鏡凹面面對娃片面方向。
[0042] 本發(fā)明的實施例光刻機投影物鏡的孔徑光闊位于第二透鏡組G2和第=透鏡組G3 之間。
[0043] 本發(fā)明的實施例光刻機投影物鏡的四個透鏡組W孔徑光闊為對稱中屯、依次排列， 構(gòu)成一個物方、像方雙遠屯、光路。所謂雙遠屯、就是物面上每個視場點發(fā)出的主光線與光軸 平行，且該光線也W平行于光軸的方向入射到像面上。所謂主光線是指每個視場發(fā)出的經(jīng) 過光闊中屯、的光線。物面上每個視場點發(fā)出的主光線與光軸平行，且該光線也W平行于光 軸的方向入射到像面上，該保證了即使位于物面的掩模圖案和位于像面的娃片存在一定安 裝誤差，也不會造成大數(shù)值孔徑投影光學(xué)系統(tǒng)的