一种具有球差校正功能的装置和一种光学系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种具有球差校正功能的装置，设置在光刻物镜中，所述具有球差校正功能的装置包括平板透镜和温度调整机构，所述平板透镜设置在所述温度调整机构中；本实用新型专利技术所述具有球差校正功能的装置，通过控制温度来调整光线经过所述平板透镜的光程来补偿球差，结构简单、容易控制，且生产成本低；本实用新型专利技术还公开了一种光学系统，包括双远心光刻物镜以及一组分别设置在所述双远心光刻物镜物方首位和像方末位的上述具有球差校正功能的装置；本实用新型专利技术所述光学系统具有球差校正功能，提高了分辨率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种具有球差校正功能的装置和一种光学系统。
技术介绍
光刻工艺是通过曝光的方法将掩模板上的图形转移到涂覆于硅片表面的光刻胶上，再通过显影、定影、刻蚀等工艺将图形转移到硅片上。光刻工艺直接决定了集成电路的特征尺寸，是超大规模集成电路制造的关键技术。光刻机三大性能参数是光刻分辨率、套准精度(Overlay)和产率。光刻投影物镜是光刻机中最重要的部件之一，其性能决定了光刻机最重要的参数—分辨率。随着光刻技术的发展，光刻投影物镜系统光学性能逐步提升，不仅要求光刻物镜具有较高的分辨率，以实现芯片的高度集成，同时还要求光刻机投影成像系统具有较小的像差。传统的球差补偿方式是通过像质的变化量来计算可动镜片补偿量，再利用精密的控制装置移动可动镜片来补偿像差。但是，每片可动镜片的调整都会对其他像质带来串扰，这样就需要选取若干个可动镜片进行组合，来补偿球差。这样不仅提升了补偿难度，还加大了补偿工作量。除了传统补偿方法外，还可以对靠近光栏附近的镜片表面重抛Zernike面，来对球差常数项进行补偿。但是，重抛需要返回加工厂加工，存在拆卸，割胶，加工，包装，运输等风险；而且镜片的重抛受到加工周期限制并且增加了制造成本和装配周期。申请号为201110417316.7的中国专利中公开了一种全球面折返式光刻投影物镜，此系统采用了具有折返功能的第二镜片和第三镜片，使光路在第二镜片和第三镜片之间发生多次折返，增加投影物镜的设计自由度，提高校正球差的能力，但同时也增加了系统的复杂度。
技术实现思路
本技术提供了一种具有球差校正功能的光刻投影物镜，用以解决目前球差校正的方法难度高、成本高的问题。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种具有球差校正功能的装置，设置在光刻物镜中，所述具有球差校正功能的装置包括平板透镜和温度调整机构，所述平板透镜设置在所述温度调整机构中，所述温度调整机构通过改变所述平板透镜的温度，使平板透镜产生热膨胀，以及改变平板透镜的折射率，从而改变光线在所述平板透镜中的光程，达到对球差的补偿的目的。作为优选，所述平板透镜为单片的楔形镜或者为一组楔形镜组。作为优选，所述温度调整机构包括控制箱、设置在所述控制箱内的温度控制器和压力控制器，所述控制箱前后壁上对称设有口径与所述楔形镜或楔形镜组相同的透光孔，所述楔形镜或楔形镜组设置在所述透光孔之间，且所述楔形镜或楔形镜组的中心与所述透光孔的中心位于同一直线，所述控制箱上还设有进气口和出气口，所述压力控制器通过所述进气口和所述出气口进气和出气保持所述控制箱内外压强相同，所述温度控制箱控制气体温度，使所述楔形镜或楔形镜组升温或降温，使所述楔形镜或楔形镜组产生热膨胀，以及改变楔形镜或楔形镜组的折射率，从而改变光线在所述楔形镜或楔形镜组中的光程，达到对球差补偿的目的。作为优选，所述控制箱内的气压与所述光刻物镜所处的气压相同。作为优选，所述透光孔采用薄膜密封，所述薄膜的膜厚大于0mm且小于0.5mm，所述薄膜的材质均匀，透光率大于98％，且折射率与所述楔形镜或楔形镜组的折射率相近。与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术所述具有球差校正功能的装置，通过调整光线经过所述楔形镜或楔形镜组的光程来补偿球差的方法，结构简单、容易控制，且生产成本低。一种光学系统，包括双远心光刻物镜以及一组分别设置在所述双远心光刻物镜物方首位和像方末位的上述具有球差校正功能的装置，在所述双远心光刻物镜物方的首位以及像方的末位分别设置所述具有球差校正功能的装置，调整光线经过所述平板透镜的光程，最终调整光线在像面的位置，对球差进行校正，所述双远心光刻物镜的NA较大，所述平板透镜中的光程对所述球差常数项灵敏度高，且改变所述光线在所述平板透镜中的光程对其它像差不会产生不必要的串扰，解耦性好。作为优选，所述平板透镜为单片的楔形镜或者为一组楔形镜组。作为优选，所述温度调整机构包括控制箱、设置在所述控制箱内的温度控制器和压力控制器，所述控制箱前后壁上对称设有口径与所述楔形镜或楔形镜组相同的透光孔，所述楔形镜或楔形镜组设置在所述透光孔之间，且所述楔形镜或楔形镜组的中心与所述透光孔的中心位于同一直线，所述控制箱上还设有进气口和出气口，所述压力控制器通过所述进气口和所述出气口进气和出气保持所述控制箱内外压强相同，所述温度控制箱控制气体温度，使所述楔形镜或楔形镜组升温或降温，使所述楔形镜或楔形镜组产生热膨胀，以及改变楔形镜或楔形镜组的折射率，从而改变光线在所述楔形镜或楔形镜组中的光程，达到对球差补偿的目的。作为优选，所述控制箱内的气压与所述光刻投影物镜所处的气压相同。作为优选，所述透光孔采用薄膜覆盖，所述薄膜的膜厚大于0mm且小于0.5mm，所述薄膜的材质均匀，透光率大于98％，且折射率与所述楔形镜或楔形镜组的折射率相近。与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术所述光学系统具有球差校正功能，提高了分辨率，且所述光学系统结构简单、容易控制，生产成本低。附图说明图1是本技术实施例1的具有球差校正功能的装置的结构示意图；图2是本技术实施例1中平板透镜为楔形镜时，楔板楔角与调整量关系示意图；图3是本技术实施例1的光线在平板透镜中的光程的示意图；图4是本技术实施例2的光刻投影物镜的结构示意图；图5是本技术实施例2的位于像方末位的平板透镜示意图；图6是本技术实施例3的光刻投影物镜的结构示意图。图1～2中所示：1-平板透镜、11-楔形镜、2-控制箱、21-透光孔、22-进气口、23-出气口；图3～5中所示：1-平板透镜、30-具有球差校正功能的装置；图6中所示：30-具有球差校正功能的装置。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本技术附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。实施例1请参考图1，一种具有球差校正功能的装置，设置在光刻物镜中，包括平板透镜1和温度调整机构，为了使平板透镜的厚度为可调变量，选用单片的楔形镜或者楔形镜组将其替代。球差的灵敏度与组成楔形平面组的楔角成正比、与最后一片镜片使用材料的折射率成正比，通过选择适当的材料和楔角大小即可根据系统对调节范围、调节精度的不同需求提供合适的调整量，由图2可知，楔形镜11的楔角为θ，Z轴调整量为ΔZ，Y轴调整量为ΔY。若ΔZ对球差的灵敏度为X，则当前球差常数项补偿量为A：tgθ＝ΔZ/ΔYΔZ＝A/X所述温度调整机构包括控制箱2、设置在所述控制箱2内的温度控制器和压力控制器，所述控制箱2前后壁上对称设有口径与所述平板透镜1相同的透光孔21，所述透光孔21采用薄膜覆盖，所述薄膜的膜厚大于0mm且小于0.5mm，所述薄膜的材质均匀，透光率大于98％，且折射率与所述平板透镜1的折射率相近，所述平板透镜1设置在所述透光孔21之间，且所述平板透镜1的中心与所述透光孔21的中心位于同一直线，所述控制箱2上还设有进气口22和出气口23，所述进气口22位于所述出气口23上方。本技术具体操作方式如下：所述进气口22通入与所述光刻物镜所处气压相同的气体，所述温度控制器控制所述控制箱2内的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有球差校正功能的装置，其特征在于，设置在光刻物镜中，所述具有球差校正功能的装置包括平板透镜和温度调整机构，所述平板透镜设置在所述温度调整机构中。

【技术特征摘要】
1.一种具有球差校正功能的装置，其特征在于，设置在光刻物镜中，所述具有球差校正功能的装置包括平板透镜和温度调整机构，所述平板透镜设置在所述温度调整机构中。2.根据权利要求1所述的具有球差校正功能的装置，其特征在于，所述平板透镜为单片的楔形镜或者为一组楔形镜组。3.根据权利要求1所述的具有球差校正功能的装置，其特征在于，所述温度调整机构包括控制箱、设置在所述控制箱内的温度控制器和压力控制器，所述控制箱前后壁上对称设有口径与所述平板透镜相同的透光孔，所述平板透镜设置在所述透光孔之间，且所述平板透镜的中心与所述透光孔的中心位于同一直线，所述控制箱上还设有进气口和出气口。4.根据权利要求3所述的具有球差校正功能的装置，其特征在于，所述控制箱内的气压与所述光刻物镜所在的气压相同。5.根据权利要求3所述的具有球差校正功能的装置，其特征在于，所述透光孔采用薄膜覆盖，所述薄膜的膜厚大于0mm且小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋珊珊，郭银章，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31