(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910752824.7
(22)申请日 2019.08.15
(71)申请人 上海微电子装备(集团)股份有限公
司
地址 201203 上海市浦东新区自由贸易试
验区张东路1525号
(72)发明人 侯宝路 王彩红 王进霞
(74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司
11332
代理人 孟金喆
(51)Int.Cl.
G02B 13/00(2006.01)
G02B 13/06(2006.01)
G02B 13/14(2006.01)
G02B 13/18(2006.01)
G03F 7/20(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明实施例提供一种光刻投影物镜及光
刻机，所述光刻投影物镜包括沿光轴且由物面指
三透镜组；所述第一透镜组的焦距为f 1，所述第
二透镜组的焦距为f 2，所述第三透镜组的焦距为
f 3，f 1、f 2和f 3满足：-4＜f2/f1＜-1，-0.4＜f3/f2
＜-0.1，0.4＜f3/f1＜0.8。本发明实施例提供一
的同时还能够实现高的分辨率。权利要求书1页 说明书9页 附图9页CN 112394474 A 2021.02.23
C N 112394474
A
1.一种光刻投影物镜，其特征在于，所述光刻投影物镜包括沿光轴且由物面指向像面顺次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组；所述第一透镜组的焦距为f 1，所述第二透镜组的焦距为f 2，所述第三透镜组的焦距为f 3，f 1、f 2和f 3满足：
-4＜f2/f1＜-1，-0.4＜f3/f2＜-0.1，0.4＜f3/f1＜0.8。
2.根据权利要求1所述的光刻投影物镜，其特征在于，所述第一透镜组和所述第三透镜组具有正的光焦度，所述第二透镜组具有负的光焦度。
3.根据权利要求1所述的光刻投影物镜，其特征在于，所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组中的任何一个均包括至少一个非球面透镜，一个所述非球面透镜包括一个非球面表面。
4.根据权利要求1所述的光刻投影物镜，其特征在于，所述第一透镜组包括沿光轴顺次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜；所述第一透镜为双凹透镜，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第五透镜为弯月透镜，所述第四透镜为双凸透镜；
所述第二透镜组包括沿光轴顺次排列的第六透镜和第七透镜，所述第六透镜和所述第七透镜为弯月透镜；
所述第三透镜组包括沿光轴顺次排列的第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜、第十六透镜、第十七透镜、第十八透镜和第十九透镜，所述第八透镜、所述第十三透镜、所述第十七透镜和所述第十八透镜为双凹透镜，所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十五透镜、所述第十六透镜和所述第十九透镜为弯月透镜，所述第十一透镜、所述第十二透镜、所述第十四透镜为双凸透镜。
5.根据权利要求4所述的光刻投影物镜，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第七透镜、所述第九透镜、所述第十六透镜和所述第十八透镜为非球面透镜。
6.根据权利要求1所述的光刻投影物镜，其特征在于，所述第一透镜组包括沿光轴顺次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；所述第一透镜为双凹透镜，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜为弯月透镜，所述第五透镜和所述第六透镜为双凸透镜；
所述第二透镜组包括第七透镜，所述第七透镜为弯月透镜；
所述第三透镜组包括沿光轴顺次排列的第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜、第十六透镜、第十七透镜、第十八透镜和第十九透镜，所述第八透镜、所述第十一透镜、所述第十二透镜和所述第十四透镜为双凸透镜，所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十五透镜、所述第十六透镜和所述第十九透镜为弯月透镜，所述第十三透镜、所述第十七透镜和所述第十八透镜为双凹透镜。
7.根据权利要求6所述的光刻投影物镜，其特征在于，所述第二透镜、所述第七透镜、所述第九透镜、所述第十六透镜和所述第十八透镜为非球面透镜。
8.根据权利要求1所述的光刻投影物镜，其特征在于，所述光刻投影物镜的像方数值孔径为0～0.5。
9.根据权利要求1所述的光刻投影物镜，其特征在于，所述光刻投影物镜的像方视场直径为0～66mm。
10.一种光刻机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的光刻投影物镜。
权 利 要 求 书1/1页CN 112394474 A
一种光刻投影物镜及光刻机
技术领域
[0001]本发明实施例涉及光刻技术，尤其涉及一种光刻投影物镜及光刻机。
背景技术
[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基底上，如硅片或LCD板，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。过去数十年曝光设备技术水平不断发展，满足了更小线条尺寸，更大曝光面积，更高可靠性及产率，更低成本的需求。
[0003]现有的光刻投影物镜存在诸如数值孔径较小、分辨率低等问题，曝光视场直径与分辨率存在矛盾，无法在大的曝光视场下实现高的分辨率。
发明内容
[0004]本发明实施例提供一种光刻投影物镜及光刻机，以实现扩大曝光视场的同时还能够实现高的分辨率。
[0005]第一方面，本发明实施例提供一种光刻投影物镜，所述光刻投影物镜包括沿光轴且由物面指向像面顺次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组；所述第一透镜组的焦距为f1，所述第二透镜组的焦距为f2，所述第三透镜组的焦距为f3，f1、f2和f3满足：[0006]-4＜f2/f1＜-1，-0.4＜f3/f2＜-0.1，0.4＜f3/f1＜0.8。
[0007]可选地，所述第一透镜组和所述第三透镜组具有正的光焦度，所述第二透镜组具有负的光焦度。
[0008]可选地，所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组中的任何一个均包括至少一个非球面透镜，一个所述非球面透镜包括一个非球面表面。
[0009]可选地，所述第一透镜组包括沿光轴顺次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和
第五透镜；所述第一透镜为双凹透镜，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第五透镜为弯月透镜，所述第四透镜为双凸透镜；
[0010]所述第二透镜组包括沿光轴顺次排列的第六透镜和第七透镜，所述第六透镜和所述第七透镜为弯月透镜；
[0011]所述第三透镜组包括沿光轴顺次排列的第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜、第十六透镜、第十七透镜、第十八透镜和第十九透镜，所述第八透镜、所述第十三透镜、所述第十七透镜和所述第十八透镜为双凹透镜，所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十五透镜、所述第十六透镜和所述第十九透镜为弯月透镜，所述第十一透镜、所述第十二透镜、所述第十四透镜为双凸透镜。
[0012]可选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第七透镜、所述第九透镜、所述第十六透镜和所述第十八透镜为非球面透镜。
[0013]可选地，所述第一透镜组包括沿光轴顺次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、
第四透镜、第五透镜和第六透镜；所述第一透镜为双凹透镜，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜为弯月透镜，所述第五透镜和所述第六透镜为双凸透镜；
[0014]所述第二透镜组包括第七透镜，所述第七透镜为弯月透镜；
[0015]所述第三透镜组包括沿光轴顺次排列的第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜、第十六透镜、第十七透镜、第十八透镜和第十九透镜，所述第八透镜、所述第十一透镜、所述第十二透镜和所述第十四透镜为双凸透镜，所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十五透镜、所述第十六透镜和所述第十九透镜为弯月透镜，所述第十三透镜、所述第十七透镜和所述第十八透镜为双凹透镜。[0016]可选地，所述第二透镜、所述第七透镜、所述第九透镜、所述第十六透镜和所述第十八透镜为非球面透镜。
[0017]可选地，所述光刻投影物镜的像方数值孔径为0～0.5。
[0018]可选地，所述光刻投影物镜的像方视场直径为0～66mm。
[0019]第二方面，本发明实施例提供一种光刻机，包括第一方面所述的光刻投影物镜。[0020]本发明实施例提供的光刻投影物镜中，第一透镜组的焦距f1、第二透镜组的焦距f2和第三透镜组的焦距f3满足-4＜f2/f1＜-1，-0.4＜f3/f2＜-0.1，0.4＜f3/f1＜0.8，从而实现扩大曝光视场的同时还能够实现高的分辨率。例如，光刻投影物镜在i线紫外光谱范围，可以实现像方视场直径大于60mm，且分辨率高于500nm。
附图说明
[0021]图1为本发明实施例一提供的一种光刻投影物镜的结构示意图；
[0022]图2为图1所示光刻透镜物镜的远心分布图；
[0023]图3为图1所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为1时在光瞳处的子午像差分布图；
[0024]图4为图1所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为1时在光瞳处的弧矢像差分布图；
[0025]图5为图1所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为0.91时在光瞳处的子午像差分布图；
[0026]图6为图1所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为0.91时在光瞳处的弧矢像差分布图；
[0027]图7为图1所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为0.82时在光瞳处的子午像差分布图；
[0028]图8为图1所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为0.82时在光瞳处的弧矢像差分布图；
[0029]图9为图1所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为0.73时在光瞳处的子午像差分布图；
[0030]图10为图1所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为0.73时在光瞳处的弧矢像差分布图；
[0031]图11为图1所示光刻透镜物镜的场曲分布图；
[0032]图12为图1所示光刻透镜物镜的畸变分布图；
[0033]图13为本发明实施例二提供的一种光刻投影物镜的结构示意图；
[0034]图14为图13所示光刻透镜物镜的远心分布图；
[0035]图15为图13所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为1时在光瞳处的子午像差分布图；
[0036]图16为图13所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为1时在光瞳处的弧矢像差分布图；
[0037]图17为图13所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为0.91时在光瞳处的子午像差分布图；
[0038]图18为图13所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为0.91时在光瞳处的弧矢像差分布图；
[0039]图19为图13所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为0.82时在光瞳处的子午像差分布图；
[0040]图20为图13所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为0.82时在光瞳处的弧矢像差分布图；
[0041]图21为图13所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为0.73时在光瞳处的子午像差分布图；
[0042]图22为图13所示光刻透镜物镜在i线光照下，相对物方视场点高度为0.73时在光瞳处的弧矢像差分布图；
[0043]图23为图13所示光刻透镜物镜的场曲分布图；
[0044]图24为图13所示光刻透镜物镜的畸变分布图。
具体实施方式
[0045]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0046]实施例一
[0047]图1为本发明实施例一提供的一种光刻投影物镜的结构示意图，参考图1，光刻投影物镜包括沿光轴且由物面OBJ指向像面IMA顺次排列的第一透镜组G1、第二透镜组G2和第三透镜组G3。第一透镜组G1的焦距为f1，第二透镜组G2的焦距为f2，第三透镜组G3的焦距为f3，f1、f2和f3满足：
[0048]-4＜f2/f1＜-1，-0.4＜f3/f2＜-0.1，0.4＜f3/f1＜0.8。
[0049]本发明实施例提供的光刻投影物镜中，第一透镜组的焦距f1、第二透镜组的焦距f2和第三透镜组的焦距f3满足-4＜f2/f1＜-1，-0.4＜f3/f2＜-0.1，0.4＜f3/f1＜0.8，从而实现扩大曝光视场的同时还能够实现高的分辨率。例如，光刻投影物镜在i线紫外光谱范围，可以实现像方视场直径大于60mm，且分辨率高于500nm。
[0050]可选地，参考图1，第一透镜组G1和第三透镜组G3具有正的光焦度，第二透镜组G2具有负的光
焦度。
[0051]可选地，参考图1，第一透镜组G1、第二透镜组G2和第三透镜组G3中的任何一个均包括至少一个非球面透镜，一个非球面透镜包括一个非球面表面。也就是说，第一透镜组G1
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