光刻机投影物镜结构型式比较

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光刻机投影物镜结构型式比较黄惠杰张强程建瑞贺荣明 上海微电子装备有限公司，上海 210 023【要】 本文分析了摘光刻机中采用的几种投影物镜的结构型式，比较了各自优缺点，的指出目前光刻机中采用全折射投影物镜作为主流结构型式的原因.【 关键词7光刻机；投影物镜；全折射型；折反射型

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一、引言随着光刻分辨率的不断提高， 光学光刻机中采用的投影物镜结构型式经历了一个演变和筛选过程。在早期的低分辨率光刻机中，全反射型、全折射型、折反射型多种结构型式并存：在目高分辨率光刻机中，前的以全折射式结构型式为主流。与全折射式结构型式相比，折反射式结构的投影物镜具有许多优越的光学性能，但

其在光刻机中的真正使用尚需克服许多技术问题。在现代高分辨率光学光刻机中。 投影物镜的结构型式大致分为两类：全折射型和折反射型。本文将对几种结构型式的投影物镜进行简要分析，以期找出各自的特点及适用性。

二、学性能光全折射型投影物镜是指只含有透 镜的投影物镜，而折反射型投影物镜则是同时含有透镜和反射镜的投影

物镜。图 1为一种全折射型投影物镜结构示意图[ m。全折射型是目前光刻机中应用最多的一种投影物镜结构型式。而随着曝光波长的进一步缩短，折反射型投影物镜将可能被用于光刻机中。下面将主要分析折反射型投影物镜的结构与性能特点。

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图1一种全折射型投影物镜结构示意图 1折反射型结构的主要型式与特点、目 前折反射型结构主要分两种：一种是带偏振分光棱镜的，另一种是不采用偏振分光棱镜的。图2所示

结构带偏振分光棱镜[主 2要由SG公司[, V L提出，并在其光上使用， 9 m光刻机刻机在1 r 3 s上使用的这种结构型式的最大数值孔径 N=.这种折反射型结构的 A0。 6特点是：心拦光，无中视场位于光轴周围，透镜体积较小；但必须采用偏振光照明与成像；其中的反射镜 (一般为凹非球面)偏振分光梭镜、1波片的口、/ 4径大，材料难获得，加工难度大，由此造成这种结构型式的大N A投影物镜制造成本急剧上升。不带偏振分光棱镜的 折反射型结构.要么存在中心拦光，要么只能利用离轴视场。 3 Zi公司图为 es提 s

出具心光的反型构 1种构的心光比 7 -0。种构的点中拦大；的有中拦折射结 n这结中拦为1 5%这结缺是：心光， 32反射镜的反射镜口径太大，约为透镜的3倍。

图4 i公司的用离视折反结其场用不足计一 4 N o公 n提出利轴场的射型构，视利率设值的半[。 in是N o k 1 k司在这方面有许多专利。包括光学设计与整机结构等方面。图5为两种其他结构型式的利用离轴视场的折反

射型结构[][ 5, 6

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图2 L SG公司折反射型投影物镜结构 V

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图 5另外两种折反射型投影物镜结构36 9

第七局日，“加、日刀技术研讨会

20 03中国电子制造技术论坛会z折反射型结构与全折射型结构的主要差异、

与全 结构相比，折射型折反射型结构的[ 1 1工作优点[: 2 )带宽大。反 . 3因为射镜不产差，用单一折生色采射材料即可获得较大的工作带宽。通常采用单一折射材料的折反射型投影物镜的色差是单一折射材料全折射型结构的 1 0像差 (/ 2 3 )特别是场曲)易校正，因为正光焦度反射镜可校正场曲。 )使用较少的主动 3可以式补偿元件，因为其对环境变化的灵敏度较小。 ) 4透镜体积较小。 ) 5物像距短。

折反射型结构的缺点[1 1工作距短， A与工作距的矛盾突出。 ) 2: . ) 3 N 2反射镜加工难度大。因为反射镜制造误差对总体像质的影响是制造误差的 2倍，其加工要求严于折射面。 ) 3可能存在中心拦光。如避免中心拦光，则需采用偏振分光棱镜，进而必须采用偏振光照明和成像，这将导致照明系统复杂化，且能量利用率低；如不采用偏振分光棱镜，为了避免中心拦光，则只能利用离轴视场，这将导致投影物镜体积增大，像质难于提高，因为可用视场不足设计视场的 1,折反射型 …… 此处隐藏：6043字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……