傅里叶变换物镜制造技术

一种傅里叶变换物镜，沿其光轴方向依次包括孔径光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、后焦面，孔径光阑中心位于所述的傅里叶变换物镜的前焦点位置而形成像方远心光路，像传感器光敏面位于所述的傅里叶变换物镜的后焦面，即傅里叶变换频谱面，所述的第一透镜、第二透镜具有正光焦度，第三透镜具有负光焦度，所述的第一透镜为凸面朝向孔径光阑面的弯月透镜，第二透镜为双凸透镜，第三透镜为凸面朝向后焦面的弯月透镜。本实用新型专利技术既能满足像传感器尺寸和大视场角的要求，又满足后工作距较长的要求，结构紧凑，满足正弦条件要求，并且球差、象散、场曲、波像差都得到很好的校正，能够用于半导体光刻设备照明系统的光瞳测量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种傅里叶变换物镜，沿其光轴方向依次包括孔径光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、后焦面，孔径光阑中心位于所述的傅里叶变换物镜的前焦点位置而形成像方远心光路，像传感器光敏面位于所述的傅里叶变换物镜的后焦面，即傅里叶变换频谱面，所述的第一透镜、第二透镜具有正光焦度，第三透镜具有负光焦度，所述的第一透镜为凸面朝向孔径光阑面的弯月透镜，第二透镜为双凸透镜，第三透镜为凸面朝向后焦面的弯月透镜。本技术既能满足像传感器尺寸和大视场角的要求，又满足后工作距较长的要求，结构紧凑，满足正弦条件要求，并且球差、象散、场曲、波像差都得到很好的校正，能够用于半导体光刻设备照明系统的光瞳测量。【专利说明】傅里叶变换物镜
本技术涉及一种傅里叶变换物镜，特别涉及一种用于半导体光刻设备照明系统光瞳测量的傅里叶变换物镜。
技术介绍
在半导体光刻
，采用氟化氩(ArF)准分子激光和浸液光刻技术、偏振照明技术，并配合双图形曝光技术，目前已经实现32nm节点技术的量产，实现该技术的典型设备是荷兰ASML公司基于第5代浸液光刻技术的型号为TWINSCANNXT: 1950i的光刻机。ASML公司早在PAS系列光刻机的NA=0.75时代就开始研究浸液技术、偏振照明技术等等若干关键技术以延续ArF光刻技术的生命。例如，PAS5500/1150C光刻机实现90nm节点光刻技术是采用传统技术，对于TWINSCANXT:1450H光刻机(NA=0.93)采用传统技术可以实现65nm节点技术，而采用偏振照明技术就可以将分辨率提高到57nm。在ASML公司投影物镜数值孔径NA为1.20型号为1750i光刻机，以及更早期的，比如1150C等光刻机中，都需要采用一个针孔相机来测量照明系统中照明光瞳的分布。照明光瞳的形状、位置、能量分布等参数对实现各种不同图形的精确曝光至关重要，没有照明光瞳的测量与控制，就没有合格的曝光图形。 一般的，针孔相机主要由针孔掩模版、傅里叶变换物镜、像传感器等组成，如图1所示。针孔掩模版位于光刻机掩模面位置，该位置就是投影物镜的物面位置，利用针孔对不同照明视场位置进行采样。傅里叶变换物镜的功能是将通过针孔照明光束的角度分布转换为空间分布，即在傅里叶变换物镜的像面获得照明光束的光瞳，可以用下面公式〈1>表示: h=f*sin Θ <1> 其中，h表示在像面上的高度，f表示物镜的焦距，Θ表示光束的视场角度(这是物位于无穷远时的正弦条件)。像传感器一般位于傅里叶变换物镜的像面位置，典型的，一般采用CMOS相机或CXD相机作为像传感器。 在现有技术中，根据经典参考文献(应用光学，张以谟，机械工业出版社，第497?500页)，傅里叶变换物镜结构形式很多，典型结构有2种。一种是单组形式，由正负2片透镜组成，它能使球差和正弦差得到很好的校正，但是轴外像差不能校正，因此能负担的视场和孔径都很小。另一种是由2组远距透镜组成，构成双远距对称结构(8片透镜)，可以校正场曲，其它像差也可以得到很好的校正。但是这种物镜利用透镜间隔来校正场曲，因此结构不紧凑，轴向长度较大。 申请日为2008年12月10日的3篇中国专利( 申请人:为上海微电子装备有限公司)，申请号分别为:200810204353.8,200810204354.2,200810204356.1，公开了 3 种傅里叶透镜系统。 作为傅里叶变换物镜，最重要的是实现公式〈1>表示的关系，即满足正弦条件，专利申请(200810204353.8)表2中视场1、2、7、8的“与正弦条件的误差”计算明显错误，而且视场6、7、8的“与正弦条件的绝对偏离”分别为80 μ m、147 μ m、208.6 μ m，偏差较大。 申请号为200810204354.2专利，表2中视场1、4的“与正弦条件的误差”计算明显错误，而且视场6、7、8的“与正弦条件的绝对偏离”分别为50.02 μ m、74.12 μ m、90.45 μ m， 偏差较大。 申请号为200810204356.1专利，表2中视场1、5、8的“与正弦条件的误差”计算明显错误，而且视场6、7、8的“与正弦条件的绝对偏离”分别为144.04μπι、245.2μπι、346.96 μ m，偏差较大。 根据上面的分析，这3篇涉及傅里叶变换物镜的专利，对于满足傅里叶变换的最基本约束条件(即正弦条件)存在较大偏离，另外声称的数值孔径0.31也与较佳实施例中数据完全不符。
技术实现思路
本技术的目的在于公开一种傅里叶变换物镜，该傅里叶变换物镜能用于半导体光刻设备照明系统的光瞳测量，它不仅能有效地满足正弦条件的要求、严格校正像差，而且满足针孔掩模版尺寸、像传感器尺寸的要求，以期达到实际半导体光刻设备应用的要求。 本技术的目的是这样实现的: 一种傅里叶变换物镜，用于将针孔掩模版图形面内的针孔变换到像传感器光敏面内，所述的傅里叶变换物镜沿其光轴方向依次包括:孔径光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、后焦面，其特征在于，孔径光阑中心位于所述的傅里叶变换物镜的前焦点位置而形成像方远心光路，像传感器光敏面位于所述的傅里叶变换物镜的后焦面，即傅里叶变换频谱面，所述的第一透镜、第二透镜具有正光焦度，第三透镜具有负光焦度，所述的第一透镜为凸面朝向孔径光阑面的弯月透镜，第二透镜为双凸透镜，第三透镜为凸面朝向后焦面的弯月透镜。 所有三块透镜均采用高透过率的熔石英材料制成。 所有三块透镜全部采用高透过率的熔石英材料，可选康宁公司7980牌号的熔石英材料，也可以选肖特公司的LithosilTMQ0/l-E193熔石英材料。 本技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果: 1、本技术的傅里叶变换物镜，可以有效地既满足像传感器尺寸和大视场角的要求，又满足后工作距较长的要求，并且结构紧凑； 2、本技术的傅里叶变换物镜，采用正负光焦度平衡匹配，正光焦度较大，可以有效地满足正弦条件要求，并且球差、象散、场曲、波像差都得到很好的校正； 3、本技术的傅里叶变换物镜，仅采用表面类型为球面的透镜，没有引入非球面透镜，从而降低了透镜的加工、检测和装校的难度。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的傅里叶变换物镜所应用的针孔相机示意图； 图2为本技术的傅里叶变换物镜的结构及光路图； 图3为本技术的傅里叶变换物镜实际成像高度与正弦条件的偏离图； 图4为本技术的傅里叶变换物镜的调制传递函数MTF图； 图5为本技术的傅里叶变换物镜的RMS波像差分布图； 图6为本技术的傅里叶变换物镜的球差、象散、场曲、畸变分布图。 【具体实施方式】 以下将对本技术的傅里叶变换物镜做进一步的详细描述。 本技术的目的在于公开一种能用于半导体光刻设备照明系统光瞳测量的傅里叶变换物镜，它不仅能有效地满足正弦条件的要求、严格校正像差，而且满足针孔掩模版尺寸、像传感器尺寸的要求，以期达到实际半导体光刻设备光瞳测量应用的要求。 由本技术的傅里叶变换物镜构成的针孔相机，测量对象是投影物镜数值孔径NA为0.75，放大倍率为-0.25的光刻机照明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种傅里叶变换物镜，沿其光轴方向依次包括孔径光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、后焦面，其特征在于，孔径光阑中心位于所述的傅里叶变换物镜的前焦点位置而形成像方远心光路，像传感器光敏面位于所述的傅里叶变换物镜的后焦面，即傅里叶变换频谱面，所述的第一透镜、第二透镜具有正光焦度，第三透镜具有负光焦度，所述的第一透镜为凸面朝向孔径光阑面的弯月透镜，第二透镜为双凸透镜，第三透镜为凸面朝向后焦面的弯月透镜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡燕民，王向朝，唐锋，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31