專利名稱：光刻投影物鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)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(fā)明內容
本發(fā)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(yōu)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(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(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iu提下，獲得優(yōu)異的曝光像質。


關于本發(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為現有技術投影物鏡光學結構 圖2為本發(fā)明投影物鏡光學系統(tǒng)結構 圖3為本發(fā)明投影物鏡曝光視場的形狀及大?。?br> 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。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施例。實施例1
本發(fā)明投影物鏡光學系統(tǒng)結構如圖2所示。掩模面I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兀器件后，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(fā)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娃片面，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(yōu)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I距離反射鏡I的距離LI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。本發(fā)明投影物鏡米用寬波段曝光，由g (435.83nm) h (404.65nm) i (365.0lnm)線組合的寬波段均能報出良好像質的圖案。物方數值孔徑NA為0.08。本發(fā)明投影物鏡物方視場為圓弧形，如圖3所示，非掃描方向視場長度500mm，弧矢高度134mm，弧寬6mm，成像放大倍率為正I倍。本實施例的結構數據如下表:
權利要求
1.一種光刻投影物鏡，其特征在于，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。
2.如權利要求1所述的光刻投影物鏡，其特征在于還包括一光闌，設置在所述第二球面反射鏡上。
3.如權利要求1所述的光刻投影物鏡，其特征在于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。
4.如權利要求2所述的投影物鏡，其特征在于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。
5.如權利要求1所述的光刻投影物鏡，其特征在于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。
6.如權利要求1所述的光刻投影物鏡，其特征在于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。
7.如權利要求5或6所述的光刻投影物鏡，其特征在于所述兩片透鏡為非球面鏡。
8.如權利要求1所述的光刻投影物鏡，其特征在于所述光刻投影物鏡的物方視場為圓弧形。
9.如權利要求1所述的光刻投影物鏡，其特征在于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。
全文摘要
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。本發(fā)明的投影物鏡具有較大的曝光視場，非掃描方向500mm；使用多波長曝光，增加了曝光照度，提高光刻機的產率；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。
文檔編號G03F7/20GK103105664SQ20111035369
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權日2011年11月10日
發(fā)明者張品祥, 黃玲 申請人:上海微電子裝備有限公司