專利名稱：薄膜分光1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是利用薄膜分光的一種1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)，主要用于精細(xì)圖形照相復(fù)制，如用在制造大規(guī)模集成電路芯片的光刻機(jī)上。
已有技術(shù)中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所發(fā)明人王之江發(fā)明的有象差校正的1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)，專利申請(qǐng)?zhí)?1107489.9，該系統(tǒng)由三角棱鏡組1、兩彎月透鏡構(gòu)成的透鏡組4和平凸透鏡5組成的消象差折射鏡組2和主反射鏡3構(gòu)成。三角棱鏡組1膠合于消象差折射鏡組2的第一面上，兩三角棱鏡各占第一面口徑的一半，用來使物象分離，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，圖中obj表示物面，img表示象面。這種系統(tǒng)的視場(chǎng)利用情況如圖2所示，雖然這種系統(tǒng)的視場(chǎng)利用率比以前有所改善，但從圖2中可以看出，還有相當(dāng)一部分工作視場(chǎng)沒有被利用。
本發(fā)明的目的是為了克服上述系統(tǒng)的缺陷，提供一種能夠充分利用工作視場(chǎng)的光學(xué)系統(tǒng)。
本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)含有兩組結(jié)構(gòu)完全相同的消象差折射鏡組6、8，薄膜分束器7和主反射鏡3。消象差折射鏡組是由含有兩彎月透鏡的透鏡組4和一平凸透鏡5構(gòu)成。由于本發(fā)明的系統(tǒng)以薄膜分光代替了原有技術(shù)中的三角棱鏡組，但為了補(bǔ)償由于失去三角棱鏡組而引入的象差，本系統(tǒng)可以適當(dāng)?shù)丶雍衿酵雇哥R5。本系統(tǒng)中第一組消象差折射鏡組6與主反射鏡3共光軸，薄膜分束器7置于主反射鏡3與消象差折射鏡組6之間，其中心位置在主反射鏡3的光軸上，其中心面與主反射鏡3的光軸夾適當(dāng)角度α，通常α＝45°，薄膜分束器7的反射面對(duì)著主反射鏡3。第二組消象差折射鏡組8與第一組消象差折射鏡組6的光軸以薄膜分束器7的中心面為對(duì)稱軸面對(duì)稱地置于垂直于主反射鏡光軸的位置上。本發(fā)明的薄膜分束器7是采用一種薄膜做成的半透半反射鏡，其薄膜的面型誤差最好小于λ/4，厚度h通常很小，最好是h＜0.8μm，這種分束器在光路中使物和象兩部分分開，其工作視場(chǎng)能夠被充分利用。本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中obj表示物面，img表示象面。由于薄膜分束器置于主反射鏡前，且薄膜分束器的反射面又對(duì)著主反射鏡，所以第一組消象差鏡組6所產(chǎn)生的雜散光不會(huì)到達(dá)第二組消象差折射鏡組8，因而象質(zhì)較好，又因?yàn)楸∧ず穸萮很小，面型好于λ/4，所以由薄膜產(chǎn)生的象差可以被忽略。因此這樣的結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)的工作視場(chǎng)被充分利用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與已有技術(shù)有象差校正的1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)相比，在同樣大小的結(jié)構(gòu)尺寸情況下，滿足同樣分辨率刻劃要求時(shí)，工作視場(chǎng)利用面積擴(kuò)大6倍，從而大大提高了單位時(shí)間光刻機(jī)的生產(chǎn)率。


圖1為已有專利技術(shù)有象差校正的1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)示意圖，圖2為已有專利技術(shù)有象差校正的1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)視場(chǎng)利用情況示意圖，圖3為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)視場(chǎng)利用情況示意圖。
實(shí)施例實(shí)施例中所用工作波長(zhǎng)為308nm，刻線寬為0.8μm，利用的工作視場(chǎng)為60×60mm2，數(shù)值孔徑為0.45，其中的序號(hào)按光線通過系統(tǒng)的順序安排。
實(shí)施例1序號(hào)半徑間距材料1(物)平面2.00空氣2 平面 52.09 CaF23-55.0010.00熔石英4-161.332.00空氣5-140.0098.50熔石英6-165.00200.00空氣7平面0.0008薄膜8平面366.70空氣9-730.00-366.70空氣10平面-0.0008薄膜11平面-200.00空氣12-165.00-98.50熔石英13-140.00-2.00空氣14-161.33-10.00熔石英15 -55.00 -52.09 CaF216平面-2.06空氣17象面實(shí)施例2:
序號(hào)半徑間距材料1(物)平面2.00空氣2 平面 52.09 CaF23-55.0010.00熔石英4-161.332.00空氣5-140.0098.50熔石英6-165.00200.00空氣7平面0.0006薄膜8平面366.70空氣9-730.00-366.70空氣10平面-0.0006薄膜11平面-200.00空氣12-165.00-98.50熔石英13-140.00-2.00空氣14-161.33-10.00熔石英15 -55.00 -52.09 CaF216平面-2.04空氣17象面實(shí)施例3:
序號(hào)半徑間距材料1(物)平面2.00空氣2 平面 52.09 CaF23-55.0010.00熔石英4-161.332.00空氣5-140.0098.50熔石英6-165.00200.00空氣7平面0.0005薄膜8平面366.70空氣9-730.00-366.70空氣10平面-0.0005薄膜11平面-200.00空氣12-165.00-98.50熔石英13-140.00-2.00空氣14-161.33-10.00熔石英15 -55.00 -52.09 CaF216平面-2.04空氣17平面實(shí)施例4:
序號(hào)半徑間距材料1(物)平面2.00空氣2平面31.44熔石英3平面130.65熔石英4-162.600.0空氣51154.0011.78熔石英61105.00150空氣7平面0.0006薄膜8平面168.10空氣9-491.80-168.10空氣10平面-0.0006薄膜11平面-150.00空氣121105.00-11.78熔石英131154.000.0空氣14-162.6-130.65熔石英15平面-31.44熔石英16平面-2.04空氣17(象)平面
權(quán)利要求
1.一種薄膜分光1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)，含有主反射鏡(3)和消象差折射鏡組，其特征在于含有兩組結(jié)構(gòu)完全相同的消象差折射鏡組(6)、(8)，還含有一薄膜分束器(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄膜分光1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于一消象差折射鏡組(6)與主反射鏡(3)共光軸，另一消象差折射鏡組(8)的光軸垂直于主反射鏡(3)的光軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄膜分光1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于薄膜分束器(7)是一種薄膜制成的半透半反射鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種薄膜分光1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于薄膜分束器(7)置于主反射鏡(3)與消象差折射鏡組(6)之間，它的中心位置在主反射鏡(3)的光軸上，它的平面與主反射鏡(3)的光軸夾有角度α，它的反射面對(duì)著主反射鏡(3)，它的中心面為兩組消象差折射鏡組對(duì)稱位置的對(duì)稱軸面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種薄膜分光1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于薄膜分束器(7)的中心面與主反射鏡(3)的光軸夾角α通常是α＝45°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄膜分光1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于兩組消象差折射鏡組(6)和(8)均是由含有兩彎月透鏡的透鏡組(4)和一平凸透鏡(5)所構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是一種薄膜分光1∶1折反射式光學(xué)系統(tǒng)。它含有兩組結(jié)構(gòu)完全相同的消象差折射鏡組，薄膜分束器和主反射鏡。其中的一消象差折射鏡組與主反射鏡共光軸，另一消象差折射鏡組的光軸垂直于主反射鏡光軸，并兩組消象差折射鏡組以薄膜分束器的中心面為對(duì)稱面對(duì)稱地置放。本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)主要用于精細(xì)圖形照相復(fù)制，如用于光刻機(jī)上。具有工作視場(chǎng)能夠充分被利用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B27/00GK1088313SQ9211381
公開日1994年6月22日 申請(qǐng)日期1992年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月17日
發(fā)明者王之江, 鄒海興, 嚴(yán)琪華 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所