发明名称 具有非球面元件之投影曝光透镜
摘要 本案揭示一种投影曝光透镜,具有一物镜平面;光学元件,供使束分开;一凹面镜;一影像平面;一第一透镜系统,设置在物镜平面与供使束分开之光学元件之间;一第二双程透镜系统,设置在供使束分开之光学元件与凹面镜之间;一第三透镜系统设置在供使束分开之光学元件与影像平面之间;其特征为第一,第二或第三透镜系统之透镜或镜表面之至少一个为非球面,及投影曝光透镜之数值孔径NA为0.7或更大,较佳为0.8或更大,而最大影像高度超过10毫米。
申请公布号 TW528880 申请公布日期 2003.04.21
申请号 TW089128337 申请日期 2000.12.29
申请人 卡尔蔡司史帝唐亦以卡尔蔡司名称贸易 发明人 大卫R 切佛尔;威廉 乌尔里克;赫尔穆特 贝耶尔
分类号 G02B17/00 主分类号 G02B17/00
代理机构 代理人 赖经臣 台北市松山区南京东路三段三四六号一一一二室;宿希成 台北市松山区南京东路三段三四六号一一一二室
主权项 1.一种投影曝光透镜,具有一物镜平面;光学元件,供使束分开;一凹面镜;一影像平面;一第一透镜系统,设置在物镜平面与供使束分开之光学元件之间;一第二双程透镜系统,设置在供使束分开之光学元件与凹面镜之间;一第三透镜系统设置在供使束分开之光学元件与影像平面之间;其特征为第一,第二或第三透镜系统之透镜或镜表面之至少一个为非球面,及投影曝光透镜之数値孔径NA为0.7或更大,而最大影像高度超过10毫米。2.如申请专利范围第1项之投影曝光透镜,其中,数値孔径为0.8或更大。3.如申请专利范围第1项之投影曝光透镜,其中,数値孔径为介于0.7和0.85之间。4.如申请专利范围第1项之投影曝光透镜,其中,第二透镜系统包含最多五个透镜。5.一种投影曝光透镜,具有一物镜平面;光学元件,供使束分开;一凹面镜;一影像平面;一第一透镜系统,设置在物镜平面与供使束分开之光学元件之间;一第二双程透镜系统,设置在供使束分开之光学元件与凹面镜之间;一第三透镜系统设置在供使束分开之光学元件与影像平面之间;其特征为第二透镜系统包含最多五个透镜。6.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,第二透镜系统包含二个透镜。7.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,第二透镜系统包含三个透镜。8.如申请专利范围第6项之投影曝光透镜,其中,二个透镜为负透镜。9.如申请专利范围第7项之投影曝光透镜,其中,三个透镜中之至少二个透镜为负透镜。10.如申请专利范围第6项之投影曝光透镜,其中,第二透镜系统之二个透镜,其顶点间之距离为小于0.6倍凹面镜之直径。11.如申请专利范围第6项之投影曝光透镜,其中,第二透镜系统之二个透镜,其顶点间之距离为小于0.5倍凹面镜之直径。12.如申请专利范围第6项之投影曝光透镜,其中,第二透镜系统线之二个透镜,其顶点间之距离为介于0.6倍凹面镜之直径和0.5倍凹面镜之直径之间。13.如申请专利范围第7项之投影曝光透镜,其中,三个透镜由第一,第二及第三透镜所组成,以及第二透镜系统之第一与第三透镜,其顶点间之距离为小于0.6倍凹面镜之直径。14.如申请专利范围第11或12项之投影曝光透镜,其中,第二透镜系统之二个透镜,其顶点间之距离为小于0.5倍凹面镜之直径。15.如申请专利范围第11或12项之投影曝光透镜,其中,第二透镜系统线之二个透镜,其顶点间之距离为介于0.6倍凹面镜之直径和0.5倍凹面镜之直径之间。16.如申请专利范围第6项之投影曝光透镜,其中,二个透镜之直径各为大于1.1倍孔径光阑之直径。17.如申请专利范围第6项之投影曝光透镜,其中,二个透镜之直径各为大于1.2倍孔径光阑之直径。18.如申请专利范围第6项之投影曝光透镜,其中,二个透镜之直径各为介于1.1倍孔径光阑之直径和1.2倍孔径光阑之直径之间。19.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,三个透镜之直径各为大于1.1倍孔径光阑之直径。20.如申请专利范围第7项之投影曝光透镜,其中,二个透镜之直径各为大于1.2倍孔径光阑之直径。21.如申请专利范围第7项之投影曝光透镜,其中,二个透镜之直径各为介于1.1倍孔径光阑之直径和1.2倍孔径光阑之直径之间。22.如申请专利范围第6项之投影曝光透镜,其中,在供使束分开之光学元件与第二透镜系统之二个透镜之第一透镜间之距离,为大于1.5倍该透镜之直径。23.如申请专利范围第6项之投影曝光透镜,其中,在供使束分开之光学元件与第二透镜系统之二个透镜之第一透镜间之距离,为大于1.8倍该透镜之直径。24.如申请专利范围第6项之投影曝光透镜,其中,在供使束分开之光学元件与第二透镜系统之二个透镜之第一透镜间之距离,为介于1.5倍该透镜之直径和1.8倍该透镜之直径之间。25.如申请专利范围第7项之投影曝光透镜,其中,在供使束分开之光学元件与第二透镜系统之三个透镜之第一透镜间之距离,为大于1.5倍该透镜之直径。26.如申请专利范围第7项之投影曝光透镜,其中,在供使束分开之光学元件与第二透镜系统之二个透镜之第一透镜间之距离,为大于1.8倍该透镜之直径。27.如申请专利范围第7项之投影曝光透镜,其中,在供使束分开之光学元件与第二透镜系统之二个透镜之第一透镜间之距离,为介于1.5倍该透镜之直径和1.8倍该透镜之直径之间。28.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,供使束分开之光学元件包含一分束器或一折叠表面。29.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,均方根波前像差为少于20毫波。30.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,均方根波前像差为少于10毫波。31.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,均方根波前像差为介于20毫波和10毫波之间。32.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,第一透镜系统系由一个透镜所构成。33.如申请专利范围第32项之投影曝光透镜,其中,第一透镜系统之一个透镜为一正透镜。34.如申请专利范围第33项之投影曝光透镜,其中,第一透镜系统之一个透镜有至少一非球面表面。35.如申请专利范围第28项之投影曝光透镜,其中,供折叠一束之表面包含二个折叠镜。36.如申请专利范围第35项之投影曝光透镜,其中,折叠镜为一棱镜之内表面。37.如申请专利范围第36项之投影曝光透镜,其中,棱镜材料之折射率大于1.4。38.如申请专利范围第37项之投影曝光透镜,其中,棱镜材料在温度部位-20℃至+300℃之膨胀系数小于10-6K-1。39.如申请专利范围第35项之投影曝光透镜,其中,折叠镜之表面予以涂布反射增强薄膜。40.如申请专利范围第35项之投影曝光透镜,其中,折叠镜包含至少一非球面表面。41.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,第二透镜系统及凹面镜予以沿一展开之光轴设置。42.如申请专利范围第41项之投影曝光透镜,其中,折叠镜予以设置在第一透镜系统及第二透镜系统之光轴交叉之部位。43.如申请专利范围第35项之投影曝光透镜,其中,折叠角偏离90℃,致使在第二双程透镜系统之透镜及凹面镜较之第一透镜系统之第一透镜更远离物镜平面。44.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,投影曝光透镜包含一中间影像。45.如申请专利范围第44项之投影曝光透镜,其中,中间影像位于第三透镜系统。46.如申请专利范围第44项之投影曝光透镜,其中,中间影像位于供使束分开之光学元件与第三透镜系统之第一透镜之间。47.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,第三透镜系统包含孔径光阑。48.如申请专利范围第47项之投影曝光透镜,其中,第三透镜系统包含一长偏移空间,而无透镜位于中间影像与孔径光阑之间。49.如申请专利范围第47项之投影曝光透镜,其中,在中间影像与孔径光阑间无透镜之偏移区段为大于在供使束分开之光学元件与影像平面间之距离之25%。50.如申请专利范围第44项之投影曝光透镜,其中,最多4个透镜在第三透镜系统位于在中间影像与影像平面之间,以中间影像开始之距离之50﹪以内。51.如申请专利范围第48项之投影曝光透镜,其中,第三透镜系统之透镜予以密实填塞在孔径光阑与影像平面之间。52.如申请专利范围第44项之投影曝光透镜,其中,中间影像之平面为可自由通达。53.如申请专利范围第52项之投影曝光透镜,其中,一视场光阑位于中间影像之平面。54.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,子系统系由第二透镜系统及包含一非球面表面之凹面镜所构成。55.如申请专利范围第54项之投影曝光透镜,其中,邻近凹面镜之第二透镜系统之透镜包含一非球面表面。56.如申请专利范围第54项之投影曝光透镜,其中,凹面镜包含一非球面表面。57.如申请专利范围第55项之投影曝光透镜,其中,邻近凹面镜之透镜包含一非球面表面,其位于相反于凹面镜之表面。58.如申请专利范围第57项之投影曝光透镜,其中,凹面镜包含一非球面表面。59.如申请专利范围第54项之投影曝光透镜,其中,一孔径光阑位于第三透镜系统,并且满足供一个或多个非球面表面之条件h/>1.2,其中,h为在假设将行自物镜平面之光轴之交点发出,并通过具有最大数値孔径之透镜表面之光束之每一透镜表面之高度,及为在第三透镜群之孔径之光圈之半径。60.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,第三透镜系统之透镜之至少一表面为非球面。61.如申请专利范围第60项之投影曝光透镜,其中,第三透镜系统之透镜之至少一非球面表面位于在孔径平面前及至少一在孔径平面后。62.如申请专利范围第60项之投影曝光透镜,其中,邻近影像平面之透镜之表面之一为非球面。63.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,投影曝光透镜之所有透镜系以相同材料作成。64.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,透镜系以一第一材料及以一第二材料作成,其中不多于四个透镜系以该第二材料作成。65.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,透镜系以一第一材料及以一第二材料作成,其中不多于三个透镜系以相同材料作成。66.如申请专利范围第63至65项中任一项之投影曝光透镜,其中,第一材料及/或第二材料为石英玻璃及/或LiF及/或CaF2及/或BaF2或其他氟化物晶体。67.如申请专利范围第66项之投影曝光透镜,其中,依行进通过投影曝光透镜之光之波长而定使用下列材料:180<<250毫微米:石英及/或CaF2120<<180毫微米:CaF2及/或BaF2。68.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,第三透镜系统系由一场透镜群,一中间校正透镜群及一聚焦透镜群所构成。69.如申请专利范围第68项之投影曝光透镜,其中,该场透镜群为正折射率,该中间校正透镜群为正或负折射率,该聚焦透镜群为正折射率。70.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,至少一自物镜侧依此顺序由一负功率透镜及一正功率透镜所构成之负正功率双合透镜设置在该第三透镜系统。71.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,投影曝光透镜包含一中间影像,并且在物镜平面与中间影像平面间之成像比为大于0.90,但不等于1.0。72.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,投影曝光透镜更包含一中间影像,及投影曝光透镜之第三透镜系统更包含至少一对弯月面,中问影像侧弯月面之凸面表面面向中间影像,另一之凸面表面面向相反。73.如申请专利范围第72项之投影曝光透镜,其中,第三透镜系统系由场透镜群,中间校正透镜群和聚焦透镜群所组成,且该至少一对弯月面予以设置在该中间校正透镜群。74.如申请专利范围第68项之投影曝光透镜,其中,一由一负功率透镜及一正功率透镜所构成之负正功率双合透镜予以设置在该聚焦透镜群。75.如申请专利范围第70项之投影曝光透镜,其中,该由一负功率透镜及一正功率透镜所构成之负正功率双合透镜之一在第三透镜群予以设置邻近孔径平面。76.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,投影曝光透镜系设计成使纵向色度像差在193毫微米,每1微微米带宽为少于0.015微米。77.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,投影曝光透镜系设计成使纵向色度像差在157毫微米,每1微微米带宽为少于0.05微米。78.如申请专利范围第5项之投影曝光透镜,其中,其均为侧面远心。79.一种投影曝光装置,包含–一UV-雷射光源;–一照明系统;–一光罩处理及定位系统;–一如申请专利范围第1至78项中至少一项之投影曝光透镜;–一晶圆处理及定位系统。80.一种产生微型结构装置之方法,其藉平版印刷,利用一如申请专利范围第79项之投影曝光装置。81.如申请专利范围第80项之方法,其中,使用分步重复,扫描或缀合曝光方案。图式简单说明:图1为第一实施例之透镜配置之剖面图;图2为第二实施例之透镜配置之剖面图;图3为第三实施例之透镜配置之剖面图;图4为第四实施例之透镜配置之剖面图;图5为第五实施例之透镜配置之剖面图;图6为第六实施例之透镜配置之剖面图;图7为第七实施例之透镜配置之剖面图;图8为第八实施例之透镜配置之剖面图;图9为第九实施例之透镜配置之剖面图;图10为第十实施例之透镜配置之剖面图;图11为折叠镜之一种替代性配置之视图。
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