[发明专利]单倍大视场光刻投影物镜

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种单倍大视场光刻投影物镜。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用于工件上的装置。通常是将所需图案应用于工件上的目标部分上的装置。光刻装置能够被用于例如集成电路(IC)的制造。通常，光刻设备的范围包括但不限于：集成电路制造光刻装置、平板显示面板光刻装置、MEMS/MOEMS光刻装置、先进封装光刻装置、印刷电路板光刻装置、印刷电路板加工装置以及印刷电路板器件贴装装置等。

目前在半导体加工领域，微米级分辨率，高产率的投影光学系统需求日益增加。光刻设备为了获得高产率，必须具有大的成像范围，宽光谱光源，如汞灯。同时为了简化设计，倾向采用1x放大倍率系统。

中国专利CN101438196A介绍了另一种1x放大倍率投影物镜，该物镜是一种多透镜结构，包括20-24个透镜，包含多个非球面，数值孔径最大0.25，但该专利半视场只有42mm。

日本专利JPA2002072080介绍了另一种1x放大倍率投影物镜，该物镜也采用了多透镜结构，包括32个镜片，包含多个非球面，数值孔径0.145，半视场大小为71mm。

发明内容

本发明的目的是设计一种大视场光刻投影物镜，以相对简单的结构实现微米极的分辨率，特别是能够实现大的曝光视场，及较大的工作距离。同时还要能够校正大视场范围内畸变、场曲、像散、色差、远心误差。

本发明一种光刻投影物镜，用于把位于所述投影物镜的物平面内的图案投射到所述投影物镜像平面内，其特征在于从所述物平面沿光轴依次设置的六个透镜组共16个透镜，包括：

具有正光焦度的第一透镜组；

具有正光焦度的第二透镜组；

具有负光焦度的第三透镜组；

孔径光阑；

具有负光焦度的第四透镜组；

具有正光焦度的第五透镜组；以及

具有正光焦度的第六透镜组；

第四透镜组与第三透镜组相对于孔径光阑对称；

第五透镜组与第二透镜组相对于孔径光阑对称；

第六透镜组与第一透镜组相对于孔径光阑对称；

其中，所述各透镜组满足以下关系式：

0.013＜f₂/f₁＜0.028

-3.7＜f₃/f₂＜-6.2

f₁：第一透镜组的焦距；f₂：第二透镜组的焦距；f₃：第三透镜组的焦距；

其中，所述第一透镜组由两片透镜组成，第一透镜光焦度为正，第二透镜光焦度为负；

所述第二透镜组由三片透镜组成，光焦度依次为负、正、正；其中的第一、第二透镜组成一第一子透镜组；

所述第三透镜组由三片透镜构成，光焦度依次为正、正、负；其中的第一、第二透镜组成一第二子透镜组；

透镜组与子透镜组之间满足以下关系式：

0.019＜f_1-2/f1＜0.025

-8.4＜f_1n/f₂＜-6.9

-0.12＜f_2n/f₃＜-0.22

其中：f_1-2：第一透镜组第二透镜的焦距；f_1n：第一子透镜组的焦距；f_2n：第二子透镜组的焦距；

其中，物镜材料阿贝数满足以下关系：

0.34＜V_1-1/V_1-2＜0.65

0.55＜V_2-1/V_2-2＜0.95

1.46＜V_3-2/V_3-3＜1.89

V_1-1和V_1-2：第一透镜组的第一透镜和第二透镜的阿贝数；

V_2-1和V_2-2：第二透镜组的第一透镜和第二透镜的阿贝数；

V_3-2和V_3-3：第三透镜组的第二透镜和第三透镜的阿贝数。

优选的，光刻投影物镜的放大倍率为-1倍。

其中第一透镜组的第一透镜为近似的平凸透镜，近似平面面向掩膜面；第二透镜为双凹透镜。