【技术实现步骤摘要】
本专利技术及一种光刻镜头，尤其是涉及一种可变倍率双远心光刻镜头。
技术介绍
1、光刻是芯片制造流程中的关键一步，而光刻镜头是光刻机中的重要部件，光刻镜头的成像性能直接影响芯片的线条精度。空间光调制器（slm）是一种含有多个独立单元的微型器件，可以改变空间光的振幅、相位和偏振态等参数，基于slm的光刻技术无需掩膜，slm可形成不同图案，通过光刻镜头投影在衬底上完成多次曝光。在光刻机内部，衬底面积可以是较大的一片，多个光刻镜头同时工作，产生的多个投影相互组合覆盖衬底。并且每个光刻镜头有各自配套使用的slm和光源，光刻镜头组装到光刻机内部后，需要进行各器件相对位置的调整，使多个光刻镜头的像面在同一平面上，保证共焦。
2、为了确保投影的精确性，光刻机需要具备高曝光分辨率、高共焦精度和高定位精度的特点。双远心光学系统的物方主光线和像方主光线几乎完全平行于光轴，其角度可用远心度来表示，特点是在一定的物距和像距范围内放大率恒定、无视差，并且畸变低，在光刻领域应用广泛。也有部分光刻镜头使用可变倍率光学系统，特点是通过改变镜头与衬底间的间隔来改变镜头离焦量，或者前后移动镜头中的特定镜组位置来改变镜头焦距，进而改变衬底表面的投影大小，完成倍率的微调。随着芯片制程工艺的提升，对光刻镜头的性能要求也在提高。现有的光刻镜头存在以下情况：
3、1）镜头的成像质量可通过分辨率、焦深、畸变等多个性能参数来表示。在光刻机工作时，若芯片衬底的平整度、衬底光刻胶的厚度等因素存在误差，则曝光刻蚀过程中胶层上下表面成像不一致，为了避免此现象，部分
4、2）若光刻机组装到光刻机内部的机械结构配合存在误差，在光源、slm和衬底的位置不变的情况下，光刻镜头偏离原始位置，其物像共轭关系有所变化，像面与衬底表面不重合，并且在衬底上的投影大小不同、不能完美拼接在一起。通常情况下，会使用变焦镜头来弥补误差。但光刻镜头为了保证稳定性，在装入光刻机内部后，其光机结构不再变动。因此使用可调倍率的镜头，在组装调试时，根据光刻机的实际情况来调节镜头的倍率，保证每个光刻镜头的高共焦精度和高定位精度，保证投影成像的一致性和准确性。申请号为202310600377.x的中国专利技术专利申请提出了一种可调倍率的双远心光学系统，通过移动镜片来微调倍率（2.74985~2.75221），但数值孔径na较小（0.04~0.07），影响镜头的分辨能力。
5、3）镜头的成本与镜片数量有关。为了实现高分辨率，大部分镜头会增加镜片数，但同时会提高成本、降低透过率。胶合透镜可以减少镜片数，但胶合层在长期曝光后存在胶水气化、开胶、老化变质等问题，影响镜片外观和镜头成像品质。申请号为202110505623.4的中国专利技术专利申请提供了一种光刻成像系统，具有高分辨率（0.5@100lp/mm）、大焦深（±350um）的效果，但镜片数（12片）较多。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种成本相对较低、分辨率高且具有低畸变、宽焦深及小远心度的可变倍率双远心光刻镜头。
2、本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可变倍率双远心光刻镜头，从物侧到像侧依次排列有：光焦度为正的前镜组，光焦度为正的后镜组，所述的前镜组从物侧到像侧由依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜组成，所述的第一透镜具有正光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述的第二透镜具有负光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述的第三透镜具有正光焦度，物侧面为凸面；所述的第四透镜具有负光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述的第五透镜具有正光焦度，物侧面为凸面；所述的后镜组包括可移动透镜，所述的可移动透镜具有正光焦度，像侧面为凸面；整个光刻镜头满足：0.09 ≤na≤0.1，2.99≤ m≤3.01，0.99≤| imgh/objh/m|≤1，16＜| f/expd|2＜25，其中， na为光刻镜头的物方数值孔径， m为放大倍率， objh为任意视场上的物高， imgh为相对应的像高， f为光刻镜头的焦距， expd为光刻镜头的出瞳直径，并且满足：0.02＜| f100 /f|＜0.04，0.08＜| f200 /f|＜0.14，0.25＜| f100 /f200|＜0.35，其中， f为光刻镜头的焦距， f100、 f200分别为所述的前镜组和所述的后镜组的焦距。
3、与现有技术相比，本专利技术的优点在于采用双远心光学系统，通过透镜面型和光焦度的合理搭配，控制镜头内的光线走势，减小像差，实现高分辨率（＞0.35@75lp/mm）、低畸变（＜0.01%）、宽焦深（＞480um）、小远心度（≤0.07°）的效果，满足使用需求。通过可移动透镜的前后移动，实现放大倍率的微调（2.99~3.01），提高投影定位的一致性和准确性。同时使用较少数量（9片或10片）的镜片，降低装配难度和制造成本。
4、所述的后镜组从物侧到像侧由依次排列的第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜组成，所述的第六透镜具有负光焦度，像侧面为凹面；所述的第七透镜的像侧面为凸面；所述的第八透镜物侧面和像侧面中至少有一个为凸面，所述的第九透镜具有正光焦度，像侧面为凸面，所述的可移动透镜可以为单片的第九透镜，也可以由两片透镜即第八透镜和第九透镜组成，并且满足：0.5＜| f7 /f200|＜1.5，0.9＜| f8 /f200|＜2.1， f7和 f8分别为所述的第七透镜和所述的第八透镜的焦距。
5、所述的后镜组从物侧到像侧由依次排列的第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜组成，所述的第六透镜具有负光焦度，像侧面为凹面；所述的第七透镜的像侧面为凸面；所述的第八透镜物侧面和像侧面中至少有一个为凸面，所述的第九透镜具有正光焦度，像侧面为凸面，所述的第十透镜具有正光焦度，像侧面为凸面，所述的可移动透镜可以为单片的第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可变倍率双远心光刻镜头，从物侧到像侧依次排列有：光焦度为正的前镜组，光焦度为正的后镜组，其特征在于，所述的前镜组从物侧到像侧由依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜组成，所述的第一透镜具有正光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述的第二透镜具有负光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述的第三透镜具有正光焦度，物侧面为凸面；所述的第四透镜具有负光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述的第五透镜具有正光焦度，物侧面为凸面；所述的后镜组包括可移动透镜，所述的可移动透镜具有正光焦度，像侧面为凸面；整个光刻镜头满足：0.09≤NA≤0.1，2.99≤M≤3.01，0.99≤|imgH/objH/M|≤1，16＜|f/EXPD|2＜25，其中，NA为光刻镜头的物方数值孔径，M为放大倍率，objH为任意视场上的物高，imgH为相对应的像高，f为光刻镜头的焦距，EXPD为光刻镜头的出瞳直径，并且满足：0.02＜|f100/f|＜0.04，0.08＜|f200/f|＜0.14，0.25＜|f100/f200|＜0.35，其中，f为光刻镜头的焦距，f100、f200分别为
2.如权利要求1所述的一种可变倍率双远心光刻镜头，其特征在于，所述的后镜组从物侧到像侧由依次排列的第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜组成，所述的第六透镜具有负光焦度，像侧面为凹面；所述的第七透镜的像侧面为凸面；所述的第八透镜物侧面和像侧面中至少有一个为凸面，所述的第九透镜具有正光焦度，像侧面为凸面，所述的可移动透镜为所述的第九透镜，并且满足：0.5＜|f7/f200|＜1.5，0.9＜|f8/f200|＜2.1，f7和f8分别为所述的第七透镜和所述的第八透镜的焦距。
3.如权利要求1所述的一种可变倍率双远心光刻镜头，其特征在于，所述的后镜组从物侧到像侧由依次排列的第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜组成，所述的第六透镜具有负光焦度，像侧面为凹面；所述的第七透镜的像侧面为凸面；所述的第八透镜物侧面和像侧面中至少有一个为凸面，所述的第九透镜具有正光焦度，像侧面为凸面，所述的可移动透镜由所述的第八透镜和所述的第九透镜组成，并且满足：0.5＜|f7/f200|＜1.5，0.9＜|f8/f200|＜2.1，f7和f8分别为所述的第七透镜和所述的第八透镜的焦距。
4.如权利要求1所述的一种可变倍率双远心光刻镜头，其特征在于，所述的后镜组从物侧到像侧由依次排列的第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜组成，所述的第六透镜具有负光焦度，像侧面为凹面；所述的第七透镜的像侧面为凸面；所述的第八透镜物侧面和像侧面中至少有一个为凸面，所述的第九透镜具有正光焦度，像侧面为凸面，所述的第十透镜具有正光焦度，像侧面为凸面，所述的可移动透镜为所述的第十透镜，并且满足：0.5＜|f7/f200|＜1.5，0.9＜|f8/f200|＜2.1，f7和f8分别为所述的第七透镜和所述的第八透镜的焦距。
5.如权利要求1所述的一种可变倍率双远心光刻镜头，其特征在于，所述的后镜组从物侧到像侧由依次排列的第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜组成，所述的第六透镜具有负光焦度，像侧面为凹面；所述的第七透镜的像侧面为凸面；所述的第八透镜物侧面和像侧面中至少有一个为凸面，所述的第九透镜具有正光焦度，像侧面为凸面，所述的第十透镜具有正光焦度，像侧面为凸面，所述的可移动透镜由所述的第九透镜和所述的第十透镜组成，并且满足：0.5＜|f7/f200|＜1.5，0.9＜|f8/f200|＜2.1，f7和f8分别为所述的第七透镜和所述的第八透镜的焦距。
6.如权利要求1~5中任一项权利要求所述的一种可变倍率双远心光刻镜头，其特征在于，所述的光刻镜头满足以下条件式：
7.如权利要求1~5中任一项权利要求所述的一种可变倍率双远心光刻镜头，其特征在于，所述的光刻镜头满足以下条件式：15＜VD2＜55，55＜VD3＜80，其中，VD2和VD3分别为所述的第二透镜和所述的第三透镜的色散系数。
8.如权利要求1~5中任一项权利要求所述的一种可变倍率双远心光刻镜头，其特征在于，所述的光刻镜头满足以下条件式：1.6＜Nd2＜1.8，1.2＜Nd3＜1.6，其中，Nd2和Nd3分别为所述的第二透镜和所述的第三透镜的折射率。
...【技术特征摘要】
1.一种可变倍率双远心光刻镜头，从物侧到像侧依次排列有：光焦度为正的前镜组，光焦度为正的后镜组，其特征在于，所述的前镜组从物侧到像侧由依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜组成，所述的第一透镜具有正光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述的第二透镜具有负光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述的第三透镜具有正光焦度，物侧面为凸面；所述的第四透镜具有负光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述的第五透镜具有正光焦度，物侧面为凸面；所述的后镜组包括可移动透镜，所述的可移动透镜具有正光焦度，像侧面为凸面；整个光刻镜头满足：0.09≤na≤0.1，2.99≤m≤3.01，0.99≤|imgh/objh/m|≤1，16＜|f/expd|2＜25，其中，na为光刻镜头的物方数值孔径，m为放大倍率，objh为任意视场上的物高，imgh为相对应的像高，f为光刻镜头的焦距，expd为光刻镜头的出瞳直径，并且满足：0.02＜|f100/f|＜0.04，0.08＜|f200/f|＜0.14，0.25＜|f100/f200|＜0.35，其中，f为光刻镜头的焦距，f100、f200分别为所述的前镜组和所述的后镜组的焦距。
2.如权利要求1所述的一种可变倍率双远心光刻镜头，其特征在于，所述的后镜组从物侧到像侧由依次排列的第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜组成，所述的第六透镜具有负光焦度，像侧面为凹面；所述的第七透镜的像侧面为凸面；所述的第八透镜物侧面和像侧面中至少有一个为凸面，所述的第九透镜具有正光焦度，像侧面为凸面，所述的可移动透镜为所述的第九透镜，并且满足：0.5＜|f7/f200|＜1.5，0.9＜|f8/f200|＜2.1，f7和f8分别为所述的第七透镜和所述的第八透镜的焦距。
3.如权利要求1所述的一种可变倍率双远心光刻镜头，其特征在于，所述的后镜组从物侧到像侧由依次排列的第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜组成，所述的第六透镜具有负光焦度，像侧面为凹面；所述的第七透镜的像侧面为凸面；所述的第八透镜物侧面和像侧面中至少有一个为凸面，所述的第九透镜具有正光焦度，像侧面为凸面，所述的可移动透镜由所述的第八...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛昊阳，张丽芝，齐剑峰，宋鹏飞，任玲玲，陆秋萍，
申请(专利权)人：宁波永新光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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