[发明专利]一种投影光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种投影光学系统，特别涉及一种对称式双远心投影光学系统，主要应用于半导体、太阳能电池、液晶、印刷电路板等光刻系统以及照相制版的投影光学系统。

背景技术

随着投影光刻技术的发展，投影光学系统的性能逐步提高，投影光学系统已经可以适用于电路制造等多种领域。投影光刻技术也可以用于更大面积，较大焦深，较高产率的半导体、太阳能电池、液晶、印刷电路板等技术领域。

然而在现有技术中，如美国专利US6,879,383(公告日：2005年4月12日)，采用折射反射结构，整体尺寸大，对光学玻璃材料要求十分严格，尤其是大口径的凹面反射镜的加工，检测技术要求非常严格。在视场大小，工作距离，装校要求，制造成本等方面不如全折射系统具有优势。

中国专利CN98113037.2(公告日：2003年7月23日)是一种像方远心的双高斯光学系统，由于该专利采用2个胶合面，在高产率的投影光刻设备中，透镜粘合剂会产生很大的变形甚至变性，导致光学成像性能降低，投影镜头的使用寿命缩短，不符合光刻技术要求。

有鉴于此，提供一种既经济又具有良好质量保证的，较大视场尺寸，较大焦深的投影光学系统，并且提高投影光学系统的工作距离，为工作台和掩膜台提供较大的设计空间，是业界的重要技术课题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种投影光学系统，它不仅能够有效地扩大像方视场尺寸，而且具有较大的工作距离，良好的成像质量和远心性，以达到实际应用要求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种投影光学系统，用于将物平面内的图形成像到像平面内，所述投影光学系统沿其光轴方向包括前组、孔径光阑和后组，其中，所述前组包括第一镜组、第二镜组和第三镜组，所述第一镜组和第三镜组具有正光焦度，所述第二镜组具有负光焦度，所述第二镜组位于所述第一镜组和第三镜组之间，所述第一镜组位于所述物平面和第二镜组之间；所述后组包括第四镜组、第五镜组和第六镜组，所述第四镜组和第六镜组具有正光焦度，所述第五镜组具有负光焦度，所述第五镜组位于所述第四镜组和第六镜组之间，所述第六镜组位于所述像平面和第五镜组之间；所述前组和后组关于所述孔径光阑对称，所述的投影光学系统满足：

关系式1：0.2＜fl/fa＜1.4；

关系式2：-0.4＜f2/fa＜-0.06；

关系式3：0.12＜f3/fa＜0.6，

其中，fl：第一镜组的组合焦距；f2：第二镜组的组合焦距；f3：第三镜组的组合焦距；fa：前组的组合焦距。

优选的，在上述的投影光学系统中，所述第一镜组包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和第二透镜均为双凸透镜。

优选的，在上述的投影光学系统中，所述第二镜组包括第三透镜和第四透镜，所述第三透镜具有负光焦度，所述第三透镜包括一个面向所述像平面的凹面；所述第四透镜具有负光焦度，所述第四透镜包括一个面向所述物平面的凹面。

优选的，在上述的投影光学系统中，所述第三镜组包括第五透镜和第六透镜，所述第五透镜具有正光焦度，所述第六透镜具有正光焦度。

优选的，在上述的投影光学系统中，所述的投影光学系统满足：

关系式4：-2.0＜r1/r2＜-0.5；

关系式5：1.0＜r3/r2＜2.0，

其中，r1：所述第三透镜的凹面的曲率半径；r2：所述第四透镜的凹面的曲率半径；r3：第三镜组的曲面中的绝对值最小的曲率半径。

优选的，在上述的投影光学系统中，所述投影光学系统中的透镜数量大于等于10，且小于等于20。

优选的，在上述的投影光学系统中，所述第一镜组的透镜中最少有2个曲面的曲率半径的绝对值相等。

优选的，在上述的投影光学系统中，所述前组的组合后焦点位于所述孔径光阑的中心，所述后组的组合前焦点位于所述孔径光阑的中心。

本发明的有益效果：本发明与现有技术相比具有下列优点：1、本发明的投影光学系统采用具有正光焦度第一镜组、具有负光焦度第二镜组和具有正光焦度第三镜组结构，因此具有大视场尺寸，长工作距离的优点；2、本发明的投影光学系统采用口径尺寸比较小的第二镜组，第三镜组、第四镜组和第五镜组的焦距分配结构，且没有引入非球面镜片，从而降低了镜头的加工，测试和装校的难度和成本。3、本发明的投影光学系统采用对称式的全折射结构，可以有效地校正像散和场曲等像差，提高成像质量。

附图说明