[发明专利]投影光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及光刻技术，具体涉及一种能够将物平面内的图形成像到像平面内的投影光学系统。

背景技术

目前，在印刷电路板(PCB)光刻装备制造领域，采用激光直接成像(LDI)光刻技术的以色列Orbotech公司占有最大的市场份额，在2007年5月日本展会上，宣称安装了约250台设备，在2008年1月宣称安装了约350台设备。Orbotech公司光刻设备的最小线宽由50μm，提高到25μm，甚至到12μm。而其他LDI光刻设备主要由日本公司提供，如Pentax公司、FUJIFILM公司、Dainippon Screen公司，这些光刻设备最小线宽也达到了15μm量级，HITACHI公司型号为DE-H的光刻机最小线宽为10μm等，因此，这些LDI光刻设备对能提供最小线宽10μm投影光学系统的需要急剧增加。

然而在现有技术中，如美国专利US 6879383(公告日：2005年4月12日)，其采用折反射结构，与全折射结构相比，最大缺点是横向尺寸大，导致对透镜材料的要求十分高，尤其是大口径的凹面反射镜加工、检测要求都十分苛刻；而且视场、工作距、装校要求、成本等方面也不如全折射结构具有更大的优势。再者，该专利给出该光学系统5个实施例中，其工作距离仅仅达到7.5mm～11mm范围，其光学总长达到1150mm～1200mm以上。在实际投影光学系统应用中，该工作距离将对工件台等的设计提出十分苛刻的尺寸限制。另外，该专利也没有提供成像质量数据，没有提到可加工性，还采用1个非球面光学元件来增加工作距离到11mm、压缩光学总长到1150mm，此非球面光学元件的引入将给光学加工、光学检测等工作带来很大的困难。

中国专利CN98113037.2(公告日：2003年7月23日)给出了一种像方远心双高斯光学系统，适用于精密光学仪器的成像物镜。该专利给出了物镜设计数据，并给出了成像质量，但是成像质量不能满足印刷电路板(PCB)光刻设备投影光学系统的技术要求，而且还有2个胶合面，也不符合光刻的技术要求。另外，中国专利CN102279460B(公告日：2013年1月23日)，采用进口玻璃换且光刻分辨率为15μm，但是这样的结构造价昂贵且精度不高。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种将物平面内的图形成像到像平面内，并且结构简单、工作距离较大、成像质量高的投影光学系统。

本发明提供了一种投影光学系统，用于将物平面内的图形成像到像平面内，其特征在于，包括：沿着光轴方向从物平面到像平面之间依次设有第一透镜、第二透镜、第三透镜、孔径光阑、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，其中，由第一透镜、第二透镜和第三透镜组成的物侧组合镜组的后焦点位于孔径光阑的中心处，由第四透镜、第五透镜、第六透镜组成的像侧组合镜组的前焦点位于孔径光阑的中心处，第一透镜、第三透镜、第四透镜和第六透镜都具有正光焦度，第二透镜和第五透镜都具有负光焦度，第一透镜和第六透镜都为双凸透镜，第二透镜和第三透镜都为凹面朝向像平面的弯月形透镜，第四透镜和第五透镜都为凸面朝向像平面的弯月透镜。

在本发明提供的投影光学系统中，还可以具有这样的特征：其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜的光学表面均为球面。