CN110531589B - 一种光刻机的投影物镜镜头 - Google Patents
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Abstract
本申请为一种光刻机的投影物镜镜头，沿光轴从物面到像面依次至少包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜，其中第一透镜的物面侧为平面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为平面，其光焦度为正；第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第四透镜的物面侧为平面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第五透镜的物面侧为平面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第七透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第八透镜的物面侧为凸面，像面侧为平面，其光焦度为正，本申请结构简单精度高。
Description
【技术领域】
本申请为一种投影物镜镜头，尤其涉及一种光刻机的投影物镜镜头。
【背景技术】
随着微纳米加工设备的需求增多，各个厂家可以利用光刻机生产各种形状复杂的产品。通过无掩模光刻机用户根据自己的需求设计相应的图形进行光刻加工，无需先制造掩模版，这样可以节省加工时间及成本，有效提高光刻机的生产效率。无掩模光刻的投影物镜镜头就是影响精度的关键因素，目前市面上的镜头均存在结构复杂、镜片枚数多的问题，而且精度较低。
综上所述，设计一种高精度的光刻机投影物镜镜头为本领域技术人员有待解决的问题。
【发明内容】
针对现有技术中投影物物镜镜头精度较低且镜片多结构复杂的问题，本技术方案提供一种能使检测装置移动的镜头检测装置。
为实现上述目的，本技术方案如下：
一种光刻机的投影物镜镜头，沿光轴从物面到像面依次至少包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜，其中
所述第一透镜的物面侧为平面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为平面，其光焦度为正；
所述第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第四透镜的物面侧为平面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第五透镜的物面侧为平面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第七透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第八透镜的物面侧为凸面，像面侧为平面，其光焦度为正。
进一步的，该投影物镜镜头的各透镜焦度满足如下条件：
所述第一透镜焦距为100～110mm；
所述第二透镜焦距为60～70mm；
所述第三透镜焦距为0～105mm；
所述第四透镜焦距为-25～-40mm；
所述第五透镜焦距为60～70mm；
所述第六透镜焦距为-25～-35mm；
所述第七透镜焦距为88～100mm；
所述第八透镜焦距为210～250mm。
进一步的，所述投影物镜镜头的光阑位于所述第四透镜与所述第五透镜之间，靠近所述第五透镜的物面侧。
进一步的，该投影物镜镜头的各透镜厚度满足如下条件：
所述第一透镜的厚度为5.6～6.0mm；
所述第二透镜的厚度为8.2～8.9mm；
所述第三透镜的厚度为7.5～8.1mm；
所述第四透镜的厚度为7.1～7.5mm；
所述第五透镜的厚度为3.1～3.5mm；
所述第六透镜的厚度为5.0～5.5mm；
所述第七透镜的厚度为11.4～11.8mm；
所述第八透镜的厚度为7.3～7.9mm。
进一步的，该投影物镜镜头的折射率满足如下条件：
1.6<Nd1<1.7；
1.6<Nd2<1.7；
1.6<Nd3<1.7；
1.6<Nd4<1.7；
1.7<Nd5<1.8；
1.6<Nd6<1.7；
1.6<Nd7<1.7；
1.7<Nd8<1.8；
其中，Nd1为所述第一透镜的折射率，Nd2为所述第二透镜的折射率，Nd3为所述第三透镜的折射率，Nd4为所述第四透镜的折射率，Nd5为所述第五透镜的折射率，Nd6为所述第六透镜的折射率，Nd7为所述第七透镜的折射率，Nd8为所述第八透镜的折射率。
进一步的，该投影物镜镜头各个透镜之间的距离满足如下条件:
4.5mm<AT1<5.3mm；
2.0mm<AT2<2.4mm；
1.2mm<AT3<1.5mm；
36.5mm<AT4<37mm；
3.5mm<AT5<4.2mm；
30mm<AT6<30.6mm；
64.6mm<AT7<65mm；
其中，AT1为所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离，AT2为所述第二透镜与所述第三透镜之间的距离，AT3为所述第三透镜与所述第四透镜之间的距离，AT4为所述第四透镜与所述第五透镜之间的距离，AT5为所述第五透镜与所述第六透镜之间的距离，AT6为所述第六透镜与所述第七透镜之间的距离，AT7为所述第七透镜与所述第八透镜之间的距离。
进一步的，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜以及所述第八透镜的波长均为405nm±10。
进一步的，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜以及所述第八透镜均采用单镜片。
本发明的有益效果是：
1.本申请镜头总共由8枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单；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像素影像。
2.本申请镜头通过合理的搭配，达到畸变小于0.02％，场曲小于0.1mm，景深达到正负0.1mm之内，镜头通光效率大于88％。
【附图说明】
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请一种光刻机的投影物镜镜头结构示意图；
图2是本申请一种光刻机的投影物镜镜头光学结构示意图；
图3是本申请一种光刻机的投影物镜镜头MTF传递函数曲线图；
图4是本申请一种光刻机的投影物镜镜头场曲和畸变曲线图。
【具体实施方式】
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种光刻机的投影物镜镜头，沿光轴从物面到像面依次至少包括：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7以及第八透镜8，其特征在于：
所述第一透镜1的物面侧为平面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第二透镜2的物面侧为凸面，像面侧为平面，其光焦度为正；
所述第三透镜3的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第四透镜4的物面侧为平面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第五透镜5的物面侧为平面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第六透镜6的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第七透镜7的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第八透镜8的物面侧为凸面，像面侧为平面，其光焦度为正。
本申请镜头总共由8枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单；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像素影像。
优选的，该投影物镜镜头的各透镜焦度满足如下条件：
所述第一透镜1焦距为100～110mm；
所述第二透镜2焦距为60～70mm；
所述第三透镜3焦距为0～105mm；
所述第四透镜4焦距为-25～-40mm；
所述第五透镜5焦距为60～70mm；
所述第六透镜6焦距为-25～-35mm；
所述第七透镜7焦距为88～100mm；
所述第八透镜8焦距为210～250mm，
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像素影像，有利于使镜头形成清晰影像。
优选的，所述投影物镜镜头的光阑9位于所述第四透镜4与所述第五透镜5之间，靠近所述第五透镜5的物面侧，结构简单，用来调节光束的强度。
优选的，该投影物镜镜头的各透镜厚度满足如下条件：
所述第一透镜1的厚度为5.6～6.0mm；
所述第二透镜2的厚度为8.2～8.9mm；
所述第三透镜3的厚度为7.5～8.1mm；
所述第四透镜4的厚度为7.1～7.5mm；
所述第五透镜5的厚度为3.1～3.5mm；
所述第六透镜6的厚度为5.0～5.5mm；
所述第七透镜7的厚度为11.4～11.8mm；
所述第八透镜8的厚度为7.3～7.9mm。
各个透镜的厚度能进一步优化光的通过率，有利于使镜头形成清晰影像。
优选的，该投影物镜镜头的折射率满足如下条件：
1.6<Nd1<1.7；
1.6<Nd2<1.7；
1.6<Nd3<1.7；
1.6<Nd4<1.7；
1.7<Nd5<1.8；
1.6<Nd6<1.7；
1.6<Nd7<1.7；
1.7<Nd8<1.8；
其中，Nd1为所述第一透镜1的折射率，Nd2为所述第二透镜2的折射率，Nd3为所述第三透镜3的折射率，Nd4为所述第四透镜4的折射率，Nd5为所述第五透镜5的折射率，Nd6为所述第六透镜6的折射率，Nd7为所述第七透镜7的折射率，Nd8为所述第八透镜8的折射率，达到畸变小于0.02％，场曲小于0.1mm，景深达到正负0.1mm之内。
优选的，该投影物镜镜头各个透镜之间的距离满足如下条件:
4.5mm<AT1<5.3mm；
2.0mm<AT2<2.4mm；
1.2mm<AT3<1.5mm；
36.5mm<AT4<37mm；
3.5mm<AT5<4.2mm；
30mm<AT6<30.6mm；
64.6mm<AT7<65mm；
其中，AT1为所述第一透镜1与所述第二透镜2之间的距离，AT2为所述第二透镜2与所述第三透镜3之间的距离，AT3为所述第三透镜3与所述第四透镜4之间的距离，AT4为所述第四透镜4与所述第五透镜5之间的距离，AT5为所述第五透镜5与所述第六透镜6之间的距离，AT6为所述第六透镜6与所述第七透镜7之间的距离，AT7为所述第七透镜7与所述第八透镜8之间的距离，通过各透镜之间距离合理的搭配有利于使镜头形成清晰影像。
优选的，所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5、所述第六透镜6、所述第七透镜7以及所述第八透镜8的波段均为405nm±10，由于光是透过镜头的，而镜头的波段会影响对光的吸收率，因此需要吸收率低的镜头，而对光波长在405nm±10的镜头的吸收率较低，从而大大增加了镜头的透过率，为激光光源的难度大大降低，以达到镜头通光效率大于88％。
优选的，所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5、所述第六透镜6、所述第七透镜7以及所述第八透镜8均采用单镜片，由于现有技术中均采用胶合镜片，工作使用环境会造成粘合镜片开胶等严重不良现象产生，因此本申请采用单镜片，防止开胶。
本申请的镜头参数如下表1所示：
具体地，在本实施例中，本光学系统的各项基本参数如上表所示：沿光轴从物面到像面，S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；S3、S4对应为第二透镜2的两个表面；S5、S6对应为第三透镜3的两个表面；S7、S8对应为第四透镜4的两个表面；STO是光阑所在位置；S10、S11对应为第五透镜5的两个表面；S12、S13对应为第六透镜6的两个表面；S14、S15对应为第七透镜7的两个表面；S16、S17对应为第八透镜8的两个表面。
再进一步地，整个光学系统实际工作波段在405nm环境内。
从图2、图3以及图4中可以看出，本申请镜头总共由8枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单；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像素影像，镜头通过合理的搭配，达到畸变小于0.02％，场曲小于0.1mm，景深达到正负0.1mm之内，镜头通光效率大于88％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种光刻机的投影物镜镜头，沿光轴从物面到像面依次由第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)以及第八透镜(8)构成，其特征在于：
所述第一透镜(1)的物面侧为平面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第二透镜(2)的物面侧为凸面，像面侧为平面，其光焦度为正；
所述第三透镜(3)的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第四透镜(4)的物面侧为平面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第五透镜(5)的物面侧为平面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第六透镜(6)的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第七透镜(7)的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第八透镜(8)的物面侧为凸面，像面侧为平面，其光焦度为正；
该投影物镜镜头的各透镜焦度满足如下条件：
所述第一透镜(1)焦距为100～110mm；
所述第二透镜(2)焦距为60～70mm；
所述第三透镜(3)焦距为0～105mm；
所述第四透镜(4)焦距为-25～-40mm；
所述第五透镜(5)焦距为60～70mm；
所述第六透镜(6)焦距为-25～-35mm；
所述第七透镜(7)焦距为88～100mm；
所述第八透镜(8)焦距为210～250mm；
所述投影物镜镜头的光阑(9)位于所述第四透镜(4)与所述第五透镜(5)之间，靠近所述第五透镜(5)的物面侧；
该投影物镜镜头的各透镜厚度满足如下条件：
所述第一透镜(1)的厚度为5.6～6.0mm；
所述第二透镜(2)的厚度为8.2～8.9mm；
所述第三透镜(3)的厚度为7.5～8.1mm；
所述第四透镜(4)的厚度为7.1～7.5mm；
所述第五透镜(5)的厚度为3.1～3.5mm；
所述第六透镜(6)的厚度为5.0～5.5mm；
所述第七透镜(7)的厚度为11.4～11.8mm；
所述第八透镜(8)的厚度为7.3～7.9mm；
该投影物镜镜头各个透镜之间的距离满足如下条件:
4.5mm＜AT1＜5.3mm；
2.0mm＜AT2＜2.4mm；
1.2mm＜AT3＜1.5mm；
36.5mm＜AT4＜37mm；
3.5mm＜AT5＜4.2mm；
30mm＜AT6＜30.6mm；
64.6mm＜AT7＜65mm；
其中，AT1为所述第一透镜(1)与所述第二透镜(2)之间的距离，AT2为所述第二透镜(2)与所述第三透镜(3)之间的距离，AT3为所述第三透镜(3)与所述第四透镜(4)之间的距离，AT4为所述第四透镜(4)与所述第五透镜(5)之间的距离，AT5为所述第五透镜(5)与所述第六透镜(6)之间的距离，AT6为所述第六透镜(6)与所述第七透镜(7)之间的距离，AT7为所述第七透镜(7)与所述第八透镜(8)之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种光刻机的投影物镜镜头，其特征在于：该投影物镜镜头的折射率满足如下条件：
1.6＜Nd1＜1.7；
1.6＜Nd2＜1.7；
1.6＜Nd3＜1.7；
1.6＜Nd4＜1.7；
1.7＜Nd5＜1.8；
1.6＜Nd6＜1.7；
1.6＜Nd7＜1.7；
1.7＜Nd8＜1.8；
其中，Nd1为所述第一透镜(1)的折射率，Nd2为所述第二透镜(2)的折射率，Nd3为所述第三透镜(3)的折射率，Nd4为所述第四透镜(4)的折射率，Nd5为所述第五透镜(5)的折射率，Nd6为所述第六透镜(6)的折射率，Nd7为所述第七透镜(7)的折射率，Nd8为所述第八透镜(8)的折射率。
3.根据权利要求1所述的一种光刻机的投影物镜镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)、所述第二透镜(2)、所述第三透镜(3)、所述第四透镜(4)、所述第五透镜(5)、所述第六透镜(6)、所述第七透镜(7)以及所述第八透镜(8)的波长均为405nm±10。
4.根据权利要求1所述的一种光刻机的投影物镜镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)、所述第二透镜(2)、所述第三透镜(3)、所述第四透镜(4)、所述第五透镜(5)、所述第六透镜(6)、所述第七透镜(7)以及所述第八透镜(8)均采用单镜片。
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