[发明专利]投影曝光装置

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种投影曝光装置。

背景技术

在制造例如半导体元件或液晶显示元件等时，使用了投影曝光装置，该投影曝光装置将光掩模的图案经过投影光学系统，投影至硅片上。先前多使用投影曝光装置（步进式曝光机），该投影曝光装置以步进重复方式方法，将各个光掩模的图案一并曝光至硅片上的各照射区域。近年来，取代使用一个大的投影光学系统，提出了步进扫描方式的投影曝光装置，其沿着扫描方向，将具有相等倍率的多个小的部分投影光学系统以规定间隔配置为多行，且一边对光掩模进行扫描，一边利用各部分投影光学系统将各个光掩模的图案曝光至硅片上。

在上述步进扫描方式的投影曝光装置中，利用装备反射棱镜、凹面镜及各透镜而构成的反射折射光学系统，一次形成中间像，进一步利用另一层的反射折射光学系统，将光掩模上的图案以正立正像等倍率地曝光至硅片上。

近年来，硅片日益大型化，由于部分投影光学系统具有等倍的倍率，因此，光掩模亦将大型化。关于光掩模的成本，由于必须维持光掩模基板的平面性，因而光掩模越大型化，成本越高。

发明内容

本发明提供一种投影曝光装置，能够将投影光学系统的放大倍率扩大，以此减小光掩模的大小。

为解决上述技术问题，本发明提供一种投影曝光装置，用于将掩模的图像聚焦成像在硅片上，所述装置从掩模开始沿光轴依次包括：具有放大倍率β1的第一成像光学系统，用于对掩模的图像成中间像；具有放大倍率β2的第二成像光学系统，用于将中间像放大后成像在硅片上；所述投影曝光装置的放大倍率为β=β1×β2。

作为优选，放大倍率β1约等于1，β2大于等于1.5。

作为优选，放大倍率β1等于1x，β2为-1.5x或-2x。

作为优选，所述第一成像光学系统为折反射结构，包括至少一反射棱镜、一凹面反射镜和折反射透镜组，所述折反射透镜组配置在反射棱镜与凹面反射镜之间。

作为优选，所述折反射透镜组包括至少六片透镜。

作为优选，所述第一成像光学系统还包括用于调节所述凹面反射镜的微动机构。

作为优选，所述第二成像光学系统沿着光轴方向依次包括：分别具有正光焦度的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组；

其中，所述各透镜组满足以下关系：

15<|f_G22/f_G21|<17

0.8<|f_G23/f_G24|<1.2

0.05<|f_G23/f_G22|<0.12

上述各式中：f_G21为所述第一镜头组的焦距；f_G22为所述第二透镜组的焦距；f_G23为所述第三透镜组的焦距；f_G24为所述第四透镜组的焦距。

作为优选，所述第一透镜组包括至少四片透镜，并满足公式：1.03<|f_{el_max}/f_G21|<1.95，其中，f_{el_max}为第一透镜组内光焦度最大的透镜的焦距。

作为优选，所述第二透镜组包括至少六片透镜，其中至少包含两对相邻的正负透镜组合。

作为优选，所述正负透镜组合中，正负透镜的阿贝数比满足：

1.23<V_G22正/V_G22负<1.85或1.59<V_G22正/V_G22负<2.65

其中：V_G22正为所述第二透镜组的正负透镜组合中正透镜的阿贝数；V_G22负为与所述正透镜相邻的负透镜的阿贝数。

作为优选，所述第三透镜组包含第一子透镜组，所述第一子透镜组的光焦度为正，并包含第三透镜组中至少两个位置相邻且光焦度为正的透镜。

作为优选，所述第一子透镜组与第三透镜组之间满足以下关系式：

0.34<|f_G23-1n/f_G23|<0.87

其中，f_G23-1n为所述第一子透镜组的焦距。