[发明专利]一种投影物镜光学系统及光刻机

说明书

本发明提供了一种投影物镜光学系统及光刻机，将掩模图形从物平面经过光学系统传送到像平面，其特征在于，所述投影物镜光学系统沿其光轴方向从物面一侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜组；具有正光焦度的第二透镜组；具有正光焦度的第三透镜组；孔径光阑；具有正光焦度的第四透镜组；所述第四透镜组与第三透镜组关于孔径光阑对称；具有正光焦度的第五透镜组；所述第五透镜组与第二透镜组关于孔径光阑对称；以及具有负光焦度的第六透镜组；所述第六透镜组与第一透镜组关于孔径光阑对称。本发明提供的一种适用于g、h、i三线波长的大视场投影物镜光学系统，在保证成像像质的同时，显著提高曝光产率。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体地涉及光刻设备的投影物镜光学系统及光刻机。

背景技术

目前半导体封装领域的飞速发展，对制造集成电路芯片的光刻投影物镜提出了越来越高的要求，不仅要求投影光刻物镜的分辨率、成像质量不断提高，对产率也提出了更高需求。其中，增大投影物镜的曝光视场是提高产率最直接有效的方法。

美国专利US7697511B2公开了一种-1x放大倍率，适用于g、h、i三线波长的投影物镜结构。该物镜的最大像方半视场仅为42mm，提升产率有限。

日本专利JP2000199850公开了一种仅适用于g线和h线的光刻镜头，其数值孔径为0.1，像方半视场为117mm，包含38个镜片。该物镜结构较复杂，制造成本较高，并且光谱仅为g线和h线。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出一种用在半导体光刻领域，适用于g、h、i三线波长的大视场投影物镜光学系统，在保证成像像质的同时，显著提高曝光产率。

为实现上述目的，本发明提供一种投影物镜光学系统，将掩模图形从物平面经过光学系统传送到像平面，其特征在于，所述投影物镜光学系统沿其光轴方向从物面一侧依次包括：

具有负光焦度的第一透镜组；

具有正光焦度的第二透镜组；

具有正光焦度的第三透镜组；

孔径光阑；

具有正光焦度的第四透镜组，所述第四透镜组与第三透镜组关于孔径光阑对称；

具有正光焦度的第五透镜组，所述第五透镜组与第二透镜组关于孔径光阑对称；以及

具有负光焦度的第六透镜组，所述第六透镜组与第一透镜组关于孔径光阑对称。

优选的，所述第一透镜组、第二透镜组第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组和第六透镜组满足以下关系式：

-0.5f2/f1-0.2

-0.5f3/f1-0.2

-0.5f4/f6-0.2

-0.5f5/f6-0.2

其中：f1为第一透镜组的焦距，f2为第二透镜组的焦距，f3为第三透镜组的焦距,f4为第四透镜组的焦距，f5为第五透镜组的焦距，f6为第六透镜组的焦距。

优选的，所述第一透镜组至少包含一片双凹镜头。

优选的，所述第二透镜组包含具有正光焦度的子透镜组和具有负光焦度的子透镜组，所述第二透镜组至少包含两片双凹透镜。

优选的，所述具有正光焦度的子透镜组包括第一弯月正透镜、双凸正透镜、第二弯月正透镜，所述具有负光焦度的子透镜组包括弯月负透镜、双凸正透镜、第一双凹负透镜和第二双凹负透镜。

优选的，所述第二透镜组至少包含两片相同材料的双凹透镜，所述双凹透镜的材料为SILICA、SFSL5Y或BSL7Y。