一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统及投影光刻系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统及投影光刻系统，其具有宽光谱适应的特性，并且结构简单、镜片枚数少，生产成本更低，第一镜组具有正光焦度，第二镜组具有负光焦度，所述第三镜组距离物面最远的镜面为反射曲面，所述反射曲面通过在第三镜组距离物面最远的镜面上镀反射膜形成，由物面发射的光束依次经过第一镜组、第二镜组到达第三镜组后，经过反射曲面反射，再依次经过第三镜组、第二镜组、第一镜组后汇聚成像到像面，所述物镜光学系统满足关系式：0.2<f1/L<0.8、0.3<

【技术实现步骤摘要】
一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统及投影光刻系统


[0001]本专利技术涉及投影光刻
，具体涉及一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统及投影光刻系统。

技术介绍

[0002]光学光刻是一种用光将掩模图案投影复制的技术。集成电路就是由投影曝光装置制成的。借助于投影曝光装置，具有不同掩模图案的图形被成像至如硅片或LCD板等基底上，用于制造集成电路、薄膜磁头、液晶显示板，或微机电(MEMS)等一系列结构。
[0003]随着电子产品向高度集成化、微型化发展，对曝光技术提出了更高要求，目前市面上的镜头均存在结构复杂、镜片枚数多的问题，并且现有的光刻机的投影物镜适用的光谱范围很窄，针对不同波长，不能很好地校正的色差等像差，不适用于多谱线组合的曝光，在需要较高能量的曝光时应用受到限制。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统及投影光刻系统，其具有宽光谱适应的特性，并且结构简单、镜片枚数少，生产成本更低。
[0005]其技术方案是这样的：一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统，沿着光轴顺序设置有：第一镜组、第二镜组、第三镜组，其特征在于：第一镜组具有正光焦度，第二镜组具有负光焦度，所述第三镜组距离物面最远的镜面为反射曲面，所述反射曲面通过在第三镜组距离物面最远的镜面上镀反射膜形成，由物面发射的光束依次经过第一镜组、第二镜组到达第三镜组后，经过反射曲面反射，再依次经过第三镜组、第二镜组、第一镜组后汇聚成像到像面，所述物镜光学系统满足关系式：/>[0006]0.2<f1/L<0.8
[0007]0.3<
‑
R/L<1.3
[0008]其中，f1为第一镜组的组合焦距，L为光学系统的物面至像面光学距离，R为反射曲面的曲率半径；
[0009]所述第一镜组至少包含1个正透镜，且满足关系式：
[0010]Vd1>55
[0011]Vd1为第一镜组的正透镜的色散系数。
[0012]进一步的，第二镜组至少包含1个正透镜和1个负透镜，且满足关系式：
[0013]0.21<
‑
f2/L<0.85
[0014]0.45<
‑
f1/f2<1.9
[0015]其中，f2为第二镜组的组合焦距。
[0016]进一步的，所述第三镜组具有正光焦度，且满足关系式：
[0017]0.18<f3/L<0.8
[0018]其中，f3为第三镜组的组合焦距。
[0019]进一步的，所述第一镜组、第二镜组、第三镜组的透镜分别为球面镜片，所述第一镜组包括第一透镜，所述第一透镜为正透镜，所述第一透镜远离所述反射曲面的第一侧面为凸面，所述第一透镜靠近所述反射曲面的第二侧面为凸面；
[0020]所述第二镜组包括第二透镜和第三透镜，所述第二透镜为正透镜，所述第二透镜远离所述反射曲面的第一侧面为凸面，所述第二透镜靠近所述反射曲面的第二侧面为凸面；
[0021]所述第三透镜为负透镜，所述第三透镜远离所述反射曲面的第一侧面为凹面，所述第三透镜靠近所述反射曲面的第二侧面为凹面；
[0022]所述第三镜组包括第四透镜，所述第四透镜为正透镜，所述第四透镜远离所述反射曲面的第一侧面为凸面，所述第四透镜靠近所述反射曲面的第二侧面为凸面。
[0023]进一步的，所述物镜光学系统还满足：
[0024]Hy/f1≥0.06
[0025]其中，Hy为最大视场像高。
[0026]进一步的，第一镜组包含一个正透镜、第二镜组包含一个正透镜和一个负透镜，且满足关系式：
[0027]0.21<d0/d1<0.85
[0028]0.19<(d0+d1)/L<0.8
[0029]其中，d0为物面到第一镜组之间的光学距离，d1为第一镜组到第二镜组之间的光学距离，
[0030]进一步的，所述物镜光学系统的适用光谱范围为360nm
‑
441nm，所述光学系统能够对光谱中i线、h线、g线三种谱线校正像差。
[0031]进一步的，所述物镜光学系统还包括反射镜，所述反射镜包括第一反射平面和第二反射平面，所述第一反射平面和所述第二反射的延长面相交的直线与所述第一镜组、第二镜组、第三镜组构成的光轴垂直，物面与像面相互平行且均平行于光轴设置，从由物面发射的光束经所述第一反射平面反射后进入所述第一镜组，从所述第一镜组射出的光束顺序经第一镜组、第二镜组、第三镜组，由反射曲面后再经过第三镜组、第二镜组、第一镜组，然后通过所述第二反射平面反射后汇聚成像到像面。
[0032]进一步的，所述反射曲面位置处设置有冷却装置，所述冷却装置用于对所述反射曲面进行控温，所述冷却装置为热传导冷却式装置或对流冷却式装置或电制冷式装置中的任意一种或者多种的组合。
[0033]一种投影光刻系统，其特征在于，包括上述的用于投影光刻的折反式物镜光学系统。
[0034]本专利技术的用于投影光刻的折反式物镜光学系统，仅仅采用第一镜组、第二镜组、第三镜组，通过将第三镜组距离物面最远的镜面为反射曲面，实现了使用透镜枚数少，结构简单，有助于提高曝光光强、降低时间周期和降低价格成本；本专利技术投影物镜可适用于波长为365nm、405nm、436nm的谱线组合；且还能够很好地校正的色差和像差，可满足多种用途的曝光，适用于曝光剂量较大的曝光工艺，适用于不同谱线的感光材料，应用更广；本专利技术的用于投影光刻的折反式物镜光学系统通过第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组的组合，增大了投影曝光的视场尺寸，提升了产率。
附图说明
[0035]图1为实施例中的一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统的组成示意图；
[0036]图2为实施例中的另一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统的组成示意图；
[0037]图3为实施例中的视场的示意图；
[0038]图4为实施例中的一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统的传递函数MTF图。
具体实施方式
[0039]见图1，本专利技术的一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统，沿着光轴顺序设置有：第一镜组G1、第二镜组G2、第三镜组G3，第一镜组G1具有正光焦度，第二镜组具有负光焦度，第三镜组距离物面最远的镜面为反射曲面M1，反射曲面通过在第三镜组距离物面最远的镜面上镀反射膜形成，由物面发射的光束依次经过第一镜组、第二镜组到达第三镜组后，经过反射曲面M1反射，再依次经过第三镜组、第二镜组、第一镜组后汇聚成像到像面，物镜光学系统满足关系式：
[0040]0.2<f1/L<0.8
[0041]0.3<
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统，沿着光轴顺序设置有：第一镜组、第二镜组、第三镜组，其特征在于：第一镜组具有正光焦度，第二镜组具有负光焦度，所述第三镜组距离物面最远的镜面为反射曲面，所述反射曲面通过在第三镜组距离物面最远的镜面上镀反射膜形成，由物面发射的光束依次经过第一镜组、第二镜组到达第三镜组后，经过反射曲面反射，再依次经过第三镜组、第二镜组、第一镜组后汇聚成像到像面，所述物镜光学系统满足关系式：0.2<f1/L<0.80.3<
‑
R/L<1.3其中，f1为第一镜组的组合焦距，L为光学系统的物面至像面光学距离，R为反射曲面的曲率半径；所述第一镜组至少包含1个正透镜，且满足关系式：Vd1>55Vd1为第一镜组的正透镜的色散系数。2.根据权利要求1所述的一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统，其特征在于：第二镜组至少包含1个正透镜和1个负透镜，且满足关系式：0.21<
‑
f2/L<0.85其中，f2为第二镜组的组合焦距。3.根据权利要求1所述的一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统，其特征在于：所述折反式物镜光学系统还满足关系式：0.45<
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f1/f2<1.9，其中，f2为第二镜组的组合焦距。4.根据权利要求1所述的一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统，其特征在于：所述第三镜组具有正光焦度，且满足关系式：0.18<f3/L<0.8其中，f3为第三镜组的组合焦距。5.根据权利要求1所述的一种用于投影光刻的折反式物镜光学系统，其特征在于：第一镜组包含一个正透镜、第二镜组包含一个正透镜和一个负透镜，且满足关系式：0.21<d0/d1<0.850.19<(d0+d1)/L<0.8其中，d0为物面到第一镜组之间的光学距离，d1为第一镜组到第二镜组之间的光学距离。6.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，
申请(专利权)人：张家港中贺自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：