一种用于投影光刻的物镜光学系统以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物镜光学系统以及采用该物镜光学系统的投影光刻系统，其在结构简单，使用透镜少、低成本的同时，还具有较高的分辨率，沿着光轴顺序设置有：第一镜组、第二镜组、第三镜组和反射曲面，由物面发射的光束依次经过第一镜组、第二镜组、第三镜组后，再经过反射曲面反射，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：0.14<f1/L<0.6、0.23<

【技术实现步骤摘要】
一种用于投影光刻的物镜光学系统以及投影光刻系统


[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物镜光学系统以及投影光刻系统。

技术介绍

[0002]目前，投影式光刻技术已在纳米级分辨率的集成电路(IC)制造中得到广泛使用。同时，在半导体后道工艺领域，比如硅片级芯片尺度封装、凸块封装工艺，投影光刻技术也已经成为主流技术，而且未来更大尺寸硅片的引入将更能体现投影光刻技术的优势。用于封装工艺的投影光刻技术，其光学系统需要有微米级的光刻分辨能力，而且具有高产率、低成本技术特征。
[0003]满足上述条件的投影物镜普遍结构复杂，适用光谱范围狭窄，物镜热稳定性欠佳难以满足封装工艺中很大曝光剂量的需求等问题。本专利技术为其提供解决方案。

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物镜光学系统以及采用该物镜光学系统的投影光刻系统，其在结构简单，使用透镜少、低成本的同时，还具有较高的分辨率。
[0005]其技术方案是这样的：一种用于投影光刻的物镜光学系统，其特征在于：沿着光轴顺序设置有：第一镜组、第二镜组、第三镜组和反射曲面，由物面发射的光束依次经过第一镜组、第二镜组、第三镜组后，能够经过反射曲面反射，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]0.14<f1/L<0.6
[0007]0.23<
‑
f2/L<0.95
[0008]其中，f1为第一镜组的组合焦距，f2为第二镜组的组合焦距，L为所述物镜光学系统的物面至像面的光学距离。
[0009]进一步的，所述物镜光学系统满足关系式：
[0010]0.2<
‑
R/L<1.2
[0011]其中，R为所述反射曲面的曲率半径。
[0012]进一步的，所述第三镜组距离物面最远的透镜曲面与所述反射曲面为同一曲面，所述反射曲面通过在所述第三镜组距离物面最远的透镜曲面上加镀反射膜形成。
[0013]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、第三镜组和所述反射曲面构成的光轴垂直，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，再经过第二镜组、第三镜组和反射面反射后，再依次通过第三镜组、第二镜组和第一镜组及所述第二反射平面反射后汇聚成像到像面。
[0014]进一步的，所述第一镜组包含2个正透镜，所述第一镜组的正透镜满足：
[0015]∣1/fL1
–
1/fL2∣/(1/fL1+1/fL2)<0.4
[0016]其中，fL1为第一镜组中第一个正透镜的焦距，fL2为第一镜组中第二个正透镜的焦距。
[0017]进一步的，所述第二镜组至少包含1个负透镜，所述第二镜组的负透镜满足：
[0018]Vd1
–
Vd2>15
[0019]0.8<
‑
f2/f1<3.4
[0020]其中，Vd1为第一镜组中正透镜的最大的色散系数,Vd2为第二镜组的负透镜中最小的色散系数。
[0021]进一步的，所述第三镜组至少包含1个正透镜，所述第三镜组满足：
[0022]∣f3∣/L>0.45
[0023]其中，f3为第三镜组的组合焦距。
[0024]进一步的，所述物镜光学系统的适用光谱范围为360nm
‑
441nm。
[0025]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。
[0026]进一步的，所述第一镜组包括第一透镜和第二透镜，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平面，所述第一透镜靠近所述反射曲面的第二侧面为凸面，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；
[0027]所述第二镜组包括第三透镜，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；
[0028]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平面，所述第四透镜靠近所述反射曲面的第二侧面为凸面。
[0029]一种用于封装工艺的投影光刻系统，其特征在于，包括上述的用于投影光刻的物镜光学系统。
[0030]本专利技术的用于投影光刻的物镜光学系统，相对于以往的投影光刻镜头，通过采用反射曲面采用了折反设计，可以重复利用第一镜组、第二镜组、第三镜组的透镜，使用的透镜少，减小了光学镜头的整体体积，并且通过将第三镜组距离物面最远的透镜曲面与反射曲面为同一曲面，使得物镜光学系统的整体结构紧凑有效；降低制造成本；使反射曲面所吸收的光能量有效地排除到光学系统之外，具有良好的光热稳定性，适用于曝光剂量较大的用于封装工艺的投影光刻技术，采用不同透镜相互组合及其合理分配光焦度实现了达到精度较高的特点，适用于高生产效率的光刻机可形成高分辨率的影像。
附图说明
[0031]图1为实施例中的一种用于投影光刻的物镜光学系统的组成示意图；
[0032]图2为实施例中的一种用于投影光刻的物镜光学系统的组成示意图；
[0033]图3为实施例中的一种用于投影光刻的物镜光学系统的传递函数MTF图。
具体实施方式
[0034]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中
给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。
[0035]见图1，本专利技术的一种用于投影光刻的物镜光学系统，沿着光轴顺序设置有：第一镜组G1、第二镜组G2、第三镜组G3和反射曲面M1，由物面发射的光束依次经过第一镜组G1、第二镜组G2、第三镜组G3后，能够经过反射曲面反射，再依次经过第三镜组G3、第二镜组G2、第一镜组G1后汇聚成像到像面，物镜光学系统满足关系式：
[0036]0.14<f1/L<0.6
[0037]0.23<
‑
f2/L<0.95
[0038]0.2<
‑
R/L<1.2
[0039]其中，f1为第一镜组G1的组合焦距，f2为第二镜组G2的组合焦距，L为物镜光学系统的物面至像面的光学距离，R为反射曲面M1的曲率半径。
[0040]在实施例中，对于第一镜组G1的焦距的参数限制为0.14<f1/L&本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于投影光刻的物镜光学系统，其特征在于：沿着光轴顺序设置有：第一镜组、第二镜组、第三镜组和反射曲面，由物面发射的光束依次经过第一镜组、第二镜组、第三镜组后，再经过反射曲面反射，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：0.14<f1/L<0.60.23<
‑
f2/L<0.95其中，f1为第一镜组的组合焦距，f2为第二镜组的组合焦距，L为所述物镜光学系统的物面至像面的光学距离。2.根据权利要求1所述的一种用于投影光刻的物镜光学系统，其特征在于：0.2<
‑
R/L<1.2其中，R为所述反射曲面的曲率半径。3.根据权利要求1所述的一种用于投影光刻的物镜光学系统，其特征在于：所述第三镜组距离物面最远的透镜曲面与所述反射曲面为同一曲面，所述反射曲面通过在所述第三镜组距离物面最远的透镜曲面上加镀反射膜形成。4.根据权利要求1所述的一种用于投影光刻的物镜光学系统，其特征在于：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、第三镜组和所述反射曲面构成的光轴垂直，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，再经过第二镜组、第三镜组和反射面反射后，再依次通过第三镜组、第二镜组和第一镜组及所述第二反射平面反射后汇聚成像到像面。5.根据权利要求1所述的一种用于投影光刻的物镜光学系统，其特征在于：所述第一镜组包含2个正透镜，所述第一镜组的正透镜满足：∣1/fL1
–
1/fL2∣/(1/fL1+1/fL2)<0.4...

【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：