[发明专利]一种折反式紫外光刻物镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于微影工艺、半导体元件制作装置中的折反式紫外光刻物镜，属于投影光学技术领域。

背景技术

光刻是一种集成电路制造技术，它利用光学投影影像的原理将掩模板上的IC图形以曝光的方式将高分辨率图形转移到涂胶硅片上的光学曝光过程，几乎所有集成电路的制造都是采用光学投影光刻技术。

随着科学技术的不断进步，各类半导体芯片广泛应用于航空航天军事领域和计算机等民用领域，随着对设备性能要求的不断提高，对半导体芯片的分辨率要求越来越高。目前国际上光刻机的制造几乎处于垄断地位，最大的3家生产商为ASML，Nikon和Canon。从2004年起，这几家公司就提供193nm浸没式光刻机样品供各大芯片制造商使用，至今，已开发出多种型号的193nm浸没式光刻机。光刻技术是我国芯片产业发展的重要支持型技术之一，投影光刻装置是大规模集成电路制造工艺的关键设备。大数值孔径高精度投影光学系统是高尖端光刻机的核心部件，它的性能直接决定着光刻机的精度。目前国内刚刚开始工作波长193nm的投影光学系统实用化研究，以往设计数值孔径也都不很高，最高分辨力为0.35-0.5微米。由于分辨率低，不能制作出高精度高分辨率的图形，已不能满足大规模集成电路制造和研究的需求。

由瑞利衍射定理可得到光刻机分辨力的公式如下：

R＝k₁λ/NA

上式中R为光刻机的分辨力，k₁为工艺系数因子，λ为工作波长，NA为投影光刻物镜的数值孔径。

由以上公式可知，为了获得更高的分辨率，可以通过缩短光源的波长，或者增大投影光刻物镜的数值孔径来实现，但是光源波长缩短时，由于光学玻璃对光的吸收而用于投影光刻物镜的材料种类会受到很大限制。

发明内容

为了解决现有光刻物镜数值孔径小的不足，本发明的目的是提供一种工作波长为193nm，数值孔径为1.35的折反式紫外光刻物镜。

为达成所述目的，本发明提供一种折反式紫外光刻物镜，以物平面输入光束传播方向为系统光轴，在系统光轴上依次放置第一透射组、反射组件和第二透射组，其中第一透射组具有正光焦度，反射组具有负光焦度，第二透射组具有正光焦度；其中：第一透射组包括第一正透镜、第一负透镜、第二正透镜、第三正透镜、第四正透镜、第二负透镜、第五正透镜、第六正透镜、第三负透镜、第七正透镜、第八正透镜；反射组包括第一反射镜、第二反射镜；第二透射组包括第九正透镜、第四负透镜、第十正透镜、第五负透镜、第十一正透镜、第十二正透镜、第十三正透镜、第十四正透镜、第十五正透镜、第十六正透镜、第十七正透镜、第十八正透镜、第十九正透镜。

本发明具有以下优点：

1、本发明的折反式紫外光刻物镜的数值孔径为1.35，工作波长为193nm，像方视场为26mm×5.5mm，由于物镜数值孔径大，克服了现有投影光刻物镜数值孔径小的不足，提高了光刻分辨率。

2、本发明的折反式紫外光刻物镜由第一透射组、反射组和第二透射组构成，三组镜子同轴，减小了装调集成难度，使用时第一透射组、第二透射组中的镜子为同轴使用，反射组中的镜子为离轴使用。

3、本发明的折反式紫外光刻物镜中第一透射组包含11片透镜，第二透射组包含13片透镜，反射组仅包含2片反射镜，所有透射组和反射组内的镜子均为单片镜，系统结构简单紧凑。

4、本发明的折反式紫外光刻物镜具有良好的成像特性。

本发明所提出的折反式紫外光刻物镜，可以应用于照明光源波长为193nm的深紫外浸没式投影光刻装置中。

本发明具有大数值孔径的折反式紫外光刻物镜，对于浸没式光刻机中的投影曝光光学系统有一定的参考价值。

附图说明

图1为本发明的一种折反式紫外光刻物镜的结构示意图；

附图标号说明：

1-第一正透镜、2-第一负透镜、3-第二正透镜、

4-第三正透镜、5-第四正透镜、6-第二负透镜、

7-第五正透镜、8第六正透镜、9-第三负透镜、

10-第七正透镜、11-第八正透镜、12-第一反射镜、

13-第二反射镜、14-第九正透镜、15-第四负透镜、

16-第十正透镜、17-第五负透镜、18-第十一正透镜、

19-第十二正透镜、20-第十三正透镜、21-第十四正透镜、

22-第十五正透镜、23-第十六正透镜、24-第十七正透镜、