一種大視場高數值孔徑全球面光刻機投影物鏡的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種大視場、高數值孔徑、全球面的i-line光刻機投影物鏡，屬于微 納加工技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著各行業對LCD、L邸面板的需求量不斷擴大，生產廠家對微米級分辨率光刻的 高產率要求逐漸凸顯，該就要求光刻機物鏡的視場變得更大。同時，為了盡可能增加利潤空 間，對光刻機物鏡制作的時間周期和價格成本也必須有很好的控制。
[0003] 日本專利JP2006266738A公布了一種應用于365nm波長的大面積光刻投影物鏡， 其像方有效視場為132mmX132mm，像方NA為0. 145。光學系統總共包含27片鏡片，其中應 用了 1個非球面。
[0004] 中國專利CN103837967A公布了一種應用于365nm波長的大面積光刻投影物鏡，其 像方有效視場為132mmX132mm，像方NA為0. 17。光學系統總共包含25片鏡片，其中應用 了 5個非球面。
[0005] 考慮國內光學加工、裝配工藝等因素后，選取工藝因子為0. 7,則使用像方NA為 0. 17的光刻機投影物鏡能實現微米級分辨率曝光。在很好地校正各種像差和提高曝光光強 的基礎上，降低光刻機投影物鏡的制作時間周期和價格成本，成為了光刻機投影物鏡設計 的新難題。
【發明內容】
[0006] 本發明提供了一種大視場高數值孔徑全球面光刻機投影物鏡，其為一種大視場、 高數值孔徑、全球面的i-line光刻機投影物鏡。本發明提供的投影物鏡能校正多種像差， 特別是崎變、場曲、像散、軸向色差、倍率色差，并提高曝光光強。
[0007] 本發明采用的技術方案為；一種大視場高數值孔徑全球面光刻機投影物鏡，它將 掩模上圖像轉移成像到娃片面上，系統從掩模面開始沿光軸依次包含；一具有正光焦度的 第一透鏡組G1 ;-具有較小正光焦度或較小負光焦度的第二透鏡組G2 ;-具有正光焦度的 第S透鏡組G3 ;-具有正光焦度的第四透鏡組G4 ;
[0008] 其中，所述各透鏡組焦距滿足W下關系：
[0009] 8. 0 <Ifca/fJ< 20. 0
[0010] 0. 18 < I fG3/fc21 < 0. 3
[0011] 0. 21< iWfcsl <〇? 56 [001引其中；
[0013] fu;所述第一透鏡組G1的焦距；
[0014] fG2;所述第二透鏡組G2的焦距；
[0015] fe3;所述第S透鏡組G3的焦距；
[0016] fc4;所述第四透鏡組G4的焦距。
[0017] 所述第一透鏡組G1由至少兩片透鏡構成，其中一片為負透鏡，凹面面對掩膜方 向，另一片為正透鏡；所述第二透鏡組G2由至少四片透鏡構成；其中除了包含一片正透鏡 夕F，還包含了兩片凹面相對的負透鏡，及位于兩負透鏡之間的一片雙凹負透鏡；所述第=透 鏡組G3由至少=片透鏡構成；其中包含一片正透鏡和一對凹面相對的負透鏡；所述第四透 鏡組G4由至少兩片透鏡構成；其中一片為正透鏡，另一片為負透鏡，凹面面對娃片面。
[0018] 所述投影物鏡系統成近似對稱，對稱軸為孔徑光闊，即第一透鏡組G1、第二透鏡組 G2與第S透鏡組G3、第四透鏡組G4W孔徑光闊為中屯、呈對稱排列。
[0019] 所述第一透鏡組G1、第二透鏡組G2與第S透鏡組G3、第四透鏡組G4呈對稱排列 構成一個物方、像方雙遠屯、光路。
[0020] 所述投影物鏡適用的波段為I線，其中屯、波長為365皿。
[0021] 所述投影物鏡由至少一種高折射率材料與至少一種低折射率材料構成。
[0022] 所述高折射率材料是指I線折射率大于1. 55的材料，包括I線折射率大于1. 55 且阿貝數小于45的材料；所述低折射率材料是指I線折射率小于1. 55的材料，包括I線折 射率小于1. 55且阿貝數大于55的材料。
[0023] 所述第一透鏡組G1、第二透鏡組G2、第S透鏡組G3、第四透鏡組G4分別至少包含 了一片高折射率小阿貝數材料的透鏡和一片低折射率大阿貝數材料的透鏡。
[0024] 本發明與現有技術相比有W下優勢：
[0025] 1、本發明所設及的光刻機投影物鏡鏡片數量較少，只有21片，該對于提高曝光光 強、降低時間周期和降低價格成本都有利。
[0026] 2、本發明所設及的光刻機投影物鏡鏡片表面全部為球面，該可W進一步降低時間 周期和降低價格成本。
[0027] 3、本發明所設及的光刻機投影物鏡結構簡單且對稱，對于系統校正像差和在物鏡 裝調時控制像差都有利。
[0028] 鑒于W上的優勢，本發明的大視場、高數值孔徑、全球面的i-line光刻機投影物 鏡，適合于光刻機研發、生產企業或科研單位使用。
【附圖說明】
[0029] 圖1所示為本發明光刻機投影物鏡一實施例的光學結構示意圖；
[0030] 圖2所示為本發明光刻機投影物鏡一實施例成像MTF曲線圖；
[0031] 圖3所示為本發明光刻機投影物鏡一實施例成像崎變、場曲曲線圖；
[0032] 圖4所示為本發明光刻機投影物鏡一實施例物方及像方遠屯、曲線圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述。
[0034] 如圖1所示，本發明的實施例光刻機投影物鏡的鏡片數量為21片，各參數要求如 表1所示：
[00巧] 表1
[0036]
[0037] 本發明的實施例光刻機投影物鏡由21片透鏡組成，21片透鏡全部為球面。分為四 個透鏡組，它們分別是第一透鏡組G1、第二透鏡組G2、第S透鏡組G3、第四透鏡組G4。
[0038] 所述第一透鏡組G1由四片透鏡構成，它們的光焦度分別為負、正、正、正。第一透 鏡組G1至少包含了一片正透鏡和一片負透鏡，其中負透鏡凹面面對掩膜方向。
[0039] 所述第二透鏡組G2由六片透鏡構成，它們的光焦度分別為負、負、負、正、正、正。 第二透鏡組G2至少包含了W下四片透鏡；其中一片為正透鏡，另外S片為兩片凹面相對的 負透鏡及位于兩負透鏡之間的一片雙凹負透鏡。
[0040] 所述第S透鏡組G3由八片透鏡構成，它們的光焦度分別為正、正、正、負、負、負、 負、負。第=透鏡組G3至少包含了W下=片透鏡：一片正透鏡和一對凹面相對的負透鏡。
[0041] 所述第四透鏡組G4由S片透鏡構成，它們的光焦度分別為正、正、負。第四透鏡組 G4至少包含了一片正透鏡和一片負透鏡，其中負透鏡凹面面對娃片面方向。
[0042] 本發明的實施例光刻機投影物鏡的孔徑光闊位于第二透鏡組G2和第=透鏡組G3 之間。
[0043] 本發明的實施例光刻機投影物鏡的四個透鏡組W孔徑光闊為對稱中屯、依次排列， 構成一個物方、像方雙遠屯、光路。所謂雙遠屯、就是物面上每個視場點發出的主光線與光軸 平行，且該光線也W平行于光軸的方向入射到像面上。所謂主光線是指每個視場發出的經 過光闊中屯、的光線。物面上每個視場點發出的主光線與光軸平行，且該光線也W平行于光 軸的方向入射到像面上，該保證了即使位于物面的掩模圖案和位于像面的娃片存在一定安 裝誤差，也不會造成大數值孔徑投影光學系統的