CN115542676A - 投影光刻物镜及光刻机 - Google Patents

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CN115542676A CN202110739496.4A CN202110739496A CN115542676A CN 115542676 A CN115542676 A CN 115542676A CN 202110739496 A CN202110739496 A CN 202110739496A CN 115542676 A CN115542676 A CN 115542676A
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Abstract

本发明提供一种投影光刻物镜及光刻机。其中，第一镜组中的透镜至少一个呈非球面，且非球面朝向物面设置，以实现缩短物镜共轭距离，使物镜结构更加紧凑。第五镜组的第一负透镜和第六镜组的第一正透镜邻接设置，以形成了密接双分离形式透镜组，能够实现对视场的色差矫正。第七镜组的第二负透镜和第八镜组的第四正透镜邻接设置，以形成了密接双分离形式透镜组，进一步实现对视场的色差矫正，提高视场成像质量。第三镜组和第七镜组中的透镜均至少一个呈非球面。因非球面相比于球面增加了优化的自由度，所以一片非球面原理上可以代替2‑3片球面镜片的像差矫正效果，在保障分辨率的前提下，实现减少镜片数量，使得投影光刻物镜结构更加紧凑，降低成本。

Description

投影光刻物镜及光刻机
技术领域
本发明涉及光刻机制造技术领域，特别涉及一种投影光刻物镜及光刻机。
背景技术
光学曝光装置，又称光刻机，是利用光学投影成像的原理将掩模版上集成电路(Integrated circuit,IC)图形以分布重复或扫描的方式转移至涂胶硅片上，由此来制备半导体器件。但随着集成电路器件集成度的不断提高，对光刻物镜分辨率的要求也越来越高。
众所周知，提高光刻的分辨率可以通过缩短波长、增大数值孔径(NA)、降低工艺因子等途径来实现。但大数值孔径为投影光学系统的设计带来了全方位的挑战。在用于投影曝光的纯折射光学系统中，投影光学系统的重量和尺寸往往会随数值孔径的增大而增大。在半导体光刻机中，特别是全折射式投影曝光设备中，光刻投影物镜在光刻机整体高度尺寸的占比很大。在整机体积的空间有限的情况下，数值孔径的增加，不仅会增加光学透镜的制造难度，还会增加制造成本。
因此，需要设计一种新的投影光刻物镜及光刻机，以缩小光刻投影物镜镜头尺寸和减少透镜使用数量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种投影光刻物镜及光刻机，以解决如何缩小光刻投影物镜镜头尺寸和减少透镜使用数量。
为解决上述技术问题，本发明提供一种投影光刻物镜，包括：沿光路依次设置的第一镜组、第二镜组、第三镜组、第四镜组、第五镜组、第六镜组、第七镜组、第八镜组、第九镜组和第十镜组；其中，
所述第一镜组中的透镜至少一个呈非球面，且所述非球面朝向物面设置；所述第五镜组包括第一负透镜，所述第六镜组包括第一正透镜，且所述第一负透镜和所述第一正透镜邻接设置；所述第七镜组包括第二负透镜，所述第八镜组包括第二正透镜，且所述第二负透镜和所述第二正透镜邻接设置；所述第三镜组和所述第七镜组中的透镜均至少一个呈非球面。
可选的，在所述的投影光刻物镜中，所述第六镜组还包括依次设置的第三正透镜、孔径光阑和所述第四正透镜；其中，所述第三正透镜和所述第四正透镜关于所述孔径光阑呈对称分布。
可选的，在所述的投影光刻物镜中，所述第一负透镜和所述第一正透镜形成第一密接双分离透镜组，所述第二负透镜和所述第二正透镜形成第二密接双分离透镜组；其中，所述第一密接双分离透镜组和所述第二密接双分离透镜组关于所述孔径光阑呈对称分布。
可选的，在所述的投影光刻物镜中，所述第一镜组包括至少一片弯月负透镜，且所述弯月负透镜朝向物面的一侧为非球面。
可选的，在所述的投影光刻物镜中，所述第九镜组包括至少一个弯月负透镜，且所述弯月负透镜弯曲的方向朝向像面。
可选的，在所述的投影光刻物镜中，所述第一镜组、所述第三镜组、所述第五镜组、所述第七镜组以及所述第九镜组中的透镜均为负透镜。
可选的，在所述的投影光刻物镜中，所述第二镜组、所述第四镜组、所述第六镜组、所述第八镜组以及所述第十镜组中的透镜均为正透镜。
可选的，在所述的投影光刻物镜中，所述投影光刻物镜中透镜的材质包括在工作波长处折射率大于1.61的紫外高透过光学玻璃，以及在工作波长处折射率小于1.51的紫外高透过光学玻璃。
可选的，在所述的投影光刻物镜中，所述投影光刻物镜还包括物面平板和像面平板；其中，所述物面平板的一侧靠近物面，且相对的另一侧靠近所述第一镜组；所述像面平板的一侧靠近像面，且相对的另一侧靠近所述第十镜组。
可选的，在所述的投影光刻物镜中，所述物面平板和所述像面平板的光焦度为零。
基于同一发明构思，本发明还提供一种光刻机，所述光刻机包括所述的投影光刻物镜。
综上所述，本发明提供一种投影光刻物镜及光刻机，其中，所述投影光刻物镜包括：沿光路依次设置的第一镜组、第二镜组、第三镜组、第四镜组、第五镜组、第六镜组、第七镜组、第八镜组、第九镜组和第十镜组。其中，所述第一镜组中的透镜至少一个呈非球面，且所述非球面朝向物面设置，以实现缩短物镜共轭距离，使物镜结构更加紧凑。所述第五镜组包括第一负透镜，所述第六镜组包括第一正透镜，且所述第一负透镜和所述第一正透镜邻接设置，以形成了密接双分离形式透镜组，能够实现对视场的色差矫正。所述第七镜组包括第二负透镜，所述第八镜组包括第四正透镜，且所述第二负透镜和所述第四正透镜邻接设置，以形成了密接双分离形式透镜组，进一步实现对视场的色差矫正，提高视场成像质量。所述第三镜组和所述第七镜组中的透镜均至少一个呈非球面。因非球面相比于球面增加了优化的自由度，所以一片非球面原理上可以代替2-3片球面镜片的像差矫正效果，在保障分辨率的前提下，实现减少镜片数量，使得投影光刻物镜结构更加紧凑，降低成本。
附图说明
图1为本发明实施例一中的一种投影光刻物镜的结构示意图；
图2为本发明实施例一中的调制传递函数曲线图；
图3为本发明实施例一中的在中心参考波长365.3nm下的像面波像差分布图；
图4为本发明实施例一中的畸变像面分布图；
图5为本发明实施例一中的色差曲线图；
图6为本发明实施例一中的像差曲线图；
图7为本发明实施例二中的一种投影光刻物镜的结构示意图；
图8为本发明实施例二中的调制传递函数曲线图；
图9为本发明实施例二中的在中心参考波长365.3nm下的像面波像差分布图；
图10为本发明实施例二中的畸变像面分布图；
图11为本发明实施例二中的色差曲线图；
图12为本发明实施例二中的像差曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
<实施例一>
为解决上述技术问题，本发明提供一种投影光刻物镜，请参阅图1，包括：沿光路依次设置的第一镜组G1、第二镜组G2、第三镜组G3、第四镜组G4、第五镜组G5、第六镜组G6、第七镜组G7、第八镜组G8、第九镜组G9和第十镜组G10。其中，
第一镜组G1中的透镜至少一个呈非球面，且非球面朝向物面设置。因非球面相比于球面增加了优化的自由度，所以一片非球面原理上可以代替2-3片球面镜片的像差矫正效果，在保障分辨率的前提下，实现减少镜片数量，使得投影光刻物镜结构更加紧凑，降低成本。进一步的，第一镜组G1包括至少一片弯月负透镜2，且弯月负透镜2朝向物面的一侧为非球面。可选的，本实施例提供的第一镜组G1包一片弯月负透镜2。
第二镜组G2具有正的组合光焦度，可选的，由二片透镜组成，分别为双凸正透镜3和双凸正透镜4。
第三透镜组G3中的透镜至少一个呈非球面，以进一步减少镜片的使用，使得物镜结构更加紧凑，降低成本。可选的，第三透镜组G3由四片透镜组成，分别为弯月负透镜5和6、双凹负透镜7和双凹负透镜8。第四透镜组G4具有正的组合光焦度，可选的，由二片透镜组成，分别为双凸正透镜9和双凸正透镜10。
第五镜组G5包括第一负透镜12，第六镜组G6包括第一正透镜13，且第一负透镜12和第一正透镜13邻接设置。即，第一负透镜12为第五镜组G5中的最后一个镜片，第一正透镜13为第六镜组G6中的第一个镜片，二者紧密相接，形成第一密接双分离透镜组，以实现对视场色差的矫正。进一步的，第一负透镜12和第一正透镜13的光焦度不相互补偿，而保留一定的组合光焦度残余。在材料选取上，第一负透镜12和第一正透镜13的光学材料的阿贝常数(色散)相差尽可能大些。优选的，第一负透镜12的材质选用火石玻璃，第一正透镜13的材质选用冕牌玻璃。
可选的，第五镜组G5包括双凹负透镜11和双凹负透镜12。其中，第一负透镜为双凹负透镜12。第六镜组G6还包括依次设置的第三正透镜14、孔径光阑a和第四正透镜15。其中，第一正透镜13为双凸正透镜，第三正透镜14为双凸正透镜，第四正透镜15为双凸正透镜，且第三正透镜14和第四正透镜15关于孔径光阑a呈对称分布，以提高成像质量。
第七镜组G7包括第二负透镜16，第八镜组G8包括第二正透镜17，且第二负透镜16和第二正透镜17邻接设置；即，第二负透镜16为第七镜组G7中的最后一个镜片，第二正透镜17为第八镜组G8中的第一个镜片，二者紧密相接，形成第二密接双分离透镜组，以进一步对视场色差进行矫正。进一步的，第二负透镜16和第二正透镜17的光焦度不相互补偿，而保留一定的组合光焦度残余。在材料选取上，第二负透镜和第二正透镜的光学材料的阿贝常数(色散)相差尽可能大些。优选的，第二负透镜的材质选用火石玻璃，第二正透镜的材质选用冕牌玻璃。
进一步的，第一密接双分离透镜组和第二密接双分离透镜组关于孔径光阑a呈对称分布，以提高成像质量。并且，第七镜组G7中的透镜至少一个呈非球面，以进一步实现减少镜片数量，物镜结构更加紧凑，降低成本。可选的，第七透镜组G7具有负的组合光焦度，由一片弯月负透镜16组成。第八透镜组G8具有正的组合光焦度，由三片透镜组成，分别为双凸正透镜17、双凸正透镜18和凸凹正透镜19。
第九镜组G9包括至少一个弯月负透镜20，且弯月负透镜20弯曲的方向朝向像面。可选的，第九镜组G9由二片透镜组成，分别为弯月负透镜20和弯月负透镜21。第十透镜组G10具有正的光焦度，由一片凸凹正透镜22组成。
进一步的，第一镜组G1、第三镜组G3、第五镜组G5、第七镜组G7以及第九镜组G9中的透镜均为负透镜，即每一镜组的组合光焦度均为负值。第二镜组G2、第四镜组G4、第六镜组G6、第八镜组G8以及第十镜组G10中的透镜均为正透镜，即每一镜组的组合光焦度均为正值。
此外，为了保护各透镜，投影光刻物镜还包括物面平板1和像面平板23。其中，物面平板1的一侧靠近物面，且相对的另一侧靠近第一镜组G1。像面平板23的一侧靠近像面，且相对的另一侧靠近第十镜组G10。其中，物面平板1和像面平板23的光焦度为零。
进一步的，投影光刻物镜中透镜的材质包括工作波长中心参考波长365.3nm处折射率大于1.61的紫外高透过光学玻璃，例如火石玻璃；以及工作波长中心参考波长365.3nm处折射率小于1.51的紫外高透过光学玻璃，例如冕牌玻璃。其中，紫外高透过光学玻璃在激光照射下会产生一些特定的变化。其一，会导致透过率变化(Solarization)，其主要物理表现为材料结构变化(Densification稠化作用)，几何变化，厚度减少，物理变化，密度增加；其二，会发生光程差变化(主要因素为密度变化导致折射率变化)，受光照区域尺寸，剂量和杂质(OH-content)含量影响，密部(Compaction)折射率增加，疏部(rarefaction)折射率减小。因而在紫外激光的辐射下，材料的折射率和透过率会随着材料照射剂量而发生变化，从而引起物镜像质的变化，影响光刻机的寿命。
因此，本实施例选用的紫外高透过光学玻璃，以使得投影光刻物镜具有随时间增加而成像稳定的特性。即，投影光刻物镜的透过率可以在操作使用期间随着时间的推移衰减率得到减小，特别是应用于高生产率的晶片的曝光时。于此同时，本实施例选用了3个非球面镜片，非球面分别位于双凹负透镜2的前表面、双凹负透镜8的前表面、双凹负透镜16的后表面。其中，所有非球面均为加工性能较好的凹面，非球面偏离度达到光学业界加工水平<1mm。由此本实施例提供的投影光刻物镜，不仅减少了整个系统镜片总数，使得整个投影光刻物镜结构更简单更紧凑，以有效控制了光束在各个镜片的入射高度和镜片尺寸，还对视场进行色差矫正，提高了成像质量。
为验证本实施例的技术效果，申请人对图1所示的投影光刻物镜进行仿真测试。其中，光刻投影物镜总长为900mm，其最大镜片半口径为99.2mm，投影物镜的物方工作距32mm，像方工作距8mm。适用于i-line紫外光谱范围，最大光谱半高全宽为2.5nm，系统放大倍率为β均为1/5，像方的数值孔径为0.6，像方半视场高度为15.56mm，能实现的矩形曝光视场尺寸：22mmx22mm。其中，图1所示的投影光刻物镜实现了双远心结构，物方各视场的主光线近似平行于光轴入射在第一平行平板的前表面上；像方各视场的主光线近似平行于光轴出射，汇聚在像面上。与光轴的夹角分别为：物方6.7mrad，像方2.7mrad。具体的实验参数参见下表：
表1实施例一设计值
Figure BDA0003142555930000071
表2实施例一设计值
Figure BDA0003142555930000072
Figure BDA0003142555930000081
表3实施例一非球面系数
非球面 非球面_4A 非球面_14A 非球面_34A
曲率半径 -102.45496182715 -626.533068308 212.383335351049
K 0 0 0
A 1.62078476732907e-008 -2.50756036630493e-007 1.04588595513349e-007
B 8.61088007493735e-013 -5.18927052794122e-012 2.8687725938492e-013
C 4.40069374360282e-017 9.00815961904729e-016 -3.34689309489849e-017
D 1.56289223724333e-020 2.21612399738271e-019 -2.96919984411345e-021
E -1.79290508885724e-024 1.55394339716073e-023 1.65445132567928e-026
F 2.06216768039985e-028 -6.75185769382601e-027 -1.54728937767006e-029
表4实施例一材料折射率
材料 折射率@365.30nm
Air(空气) 1
SFSL5Y_OHARA 1.504001
N5742_NIKON 1.612550
N5859_NIKON 1.614435
NIFSS_NIKON 1.474514
PBL6Y_OHARA 1.559515
其中，表2中的正的半径值表示曲率中心在表面的右边，负的半径值代表曲率中心在表面的左边，曲率半径数值为1.00E+18表示为平面。光学元件厚度或两个光学元件之间的间隔是到下一个表面的轴上距离，所有尺寸单位都是毫米。表3为与表2中表面序号对应的非球面系数，进一步的，本实施中所提供的投影光刻物镜中的非球面系数的计算公式为：
Figure BDA0003142555930000082
其中，
Figure BDA0003142555930000091
x表示X方向的坐标值，y表示Y方向的坐标值，z表示Z方向的轴向矢高，X方向、Y方向和Z方向符合笛卡尔坐标系，k表示最佳拟合圆锥的圆锥系数，c表示最佳拟合球面的曲率(curv)，A、B、C、D、E、F、G、H和J均表示非球面系数，其中，本实施例中G＝0，H＝0，J＝0。
表4为本实施使用的光学材料在365.3nm波长下相对于空气(air)的相对折射率数据。
根据测试结果可得：图2为调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)曲线，从图2中可以看出多色的调制传递函数非常接近衍射极限，可见本实施例提供的光刻投影物镜产生的视觉质量非常好。图3为在中心参考波长365.3nm下的像面波像差(WFE)分布图，图4为畸变像面分布图，图5为色差曲线，图6为像差曲线。可见，本实施例提供的光刻投影物镜产生的波像差、畸变矫正效果、色差矫正效果以及像差矫正效果均非常好。
因此，本实施例所提供的的投影光刻物镜不仅减少了整个系统镜片总数，降低成本，使得整个投影光刻物镜结构更简单更紧凑，以有效控制了光束在各个镜片的入射高度和镜片尺寸，还对视场进行色差矫正，提高了成像质量。
基于同一发明构思，本实施例还提供一种光刻机，光刻机包括的投影光刻物镜。
<实施例二>
在同一发明构思的基础上，本实施例提供一种投影光刻物镜，请参阅图7，投影光刻物镜包括：沿光路依次设置的第一镜组G1’、第二镜组G2’、第三镜组G3’、第四镜组G4’、第五镜组G5’、第六镜组G6’、第七镜组G7’、第八镜组G8’、第九镜组G9’以及第十镜组G10’。其中，第一镜组G1’中的透镜至少一个呈非球面，且非球面朝向物面设置，以实现缩短物镜共轭距离，使物镜结构更加紧凑。第五镜组G5’包括第一负透镜14’，第六镜组G6’包括第一正透镜15’，且第一负透镜14’和第一正透镜15’邻接设置，以形成了密接双分离形式透镜组，能够实现对视场的色差矫正。第七镜组G7’包括第二负透镜18’，第八镜组G8’包括第四正透镜19’，且第二负透镜18’和第四正透镜19’邻接设置，以形成了密接双分离形式透镜组，进一步实现对视场的色差矫正，提高视场成像质量。第三镜组G3’和第七镜组G7’中的透镜均至少一个呈非球面。因非球面相比于球面增加了优化的自由度，所以一片非球面原理上可以代替2-3片球面镜片的像差矫正效果，在保障分辨率的前提下，实现减少镜片数量，使得物镜结构更加紧凑，降低成本。
进一步的，如图7所示，第一透镜组G1’具有负的光焦度，由一片弯月负透镜2’组成。第二透镜组G2’具有正的组合光焦度，由三片透镜组成，分别为凹凸正透镜3’、双凸正透镜4’和凸凹正透镜5’。第三透镜组G3’具有负的组合光焦度，由三片透镜组成，分别为凸凹负透镜6’、双凹负透镜7’和双凹负透镜8’。第四透镜组G4’具有正的组合光焦度，由三片透镜组成，分别为凹凸正透镜9’、双凸正透镜10’和双凸正透镜11’。
第五透镜组G5’具有负的组合光焦度，由三片透镜组成，分别为双凹负透镜12’双凹负透镜13’和凹平负透镜14’。第六透镜组G6’具有正的组合光焦度，包括：双凸正透镜15’、双凸正透镜16’、孔径光阑a’和双凸正透镜17’。其中，第一负透镜14’为凹平负透镜，第一正透镜15’为双凸正透镜，二者紧密相接，形成第一密接双分离透镜组，以实现对视场色差的矫正。进一步的，第一负透镜14’和第一正透镜15’的光焦度不相互补偿，而保留一定的组合光焦度残余。在材料选取上，第一负透镜14’和第一正透镜15’的光学材料的阿贝常数(色散)相差尽可能大些。优选的，第一负透镜14’的材质选用火石玻璃，第一正透镜15’的材质选用冕牌玻璃。进一步的，双凸正透镜16’和双凸正透镜17’关于孔径光阑a’呈对称分布，以提高成像质量。
第七透镜组G7’具有负的组合光焦度，由一片双凹负透镜18’组成。第八透镜组G8’具有正的组合光焦度，由三片透镜组成，分别为双凸正透镜19’、凸凹正透镜20’和双凸正透镜21’。其中，第二负透镜18’为双凹负透镜，第二正透镜19’为双凸正透镜，二者紧密相接，形成第二密接双分离透镜组，以实现对视场色差的矫正。进一步的，第二负透镜18’和第二正透镜19’的光焦度不相互补偿，而保留一定的组合光焦度残余。在材料选取上，第二负透镜18’和第二正透镜19’的光学材料的阿贝常数(色散)相差尽可能大些。优选的，第二负透镜18’的材质选用火石玻璃，第二正透镜19’的材质选用冕牌玻璃。进一步的，第一密接双分离透镜组和第二密接双分离透镜组关于孔径光阑a’呈对称分布，以提高成像质量。
第九透镜组G9’具有负的组合光焦度，由二片透镜组成，分别为弯月负透镜22’和弯月负透镜23’。第十透镜组G10具有正的光焦度，由一片凸凹正透镜24’组成。
同样，本实施例提供的投影光刻物镜还包括物面平板1’和像面平板24’。其中，物面平板1’的一侧靠近物面，且相对的另一侧靠近第一镜组G1’。像面平面24’的一侧靠近像面，且相对的另一侧靠近第十镜组G10’。其中，物面平板1’和像面平板24’的光焦度为零。
进一步的，本实施例所提供的投影光刻物镜包括包括三个非球面，非球面分别位于双凹负透镜2’的前表面、双凹负透镜8’的前表面、双凹负透镜16’的后表面。其中，所有非球面均为加工性能较好的凹面，非球面偏离度达到光学业界加工水平。因此，不仅减少了整个系统镜片总数，降低成本，使得整个投影光刻物镜结构更简单更紧凑，以有效控制了光束在各个镜片的入射高度和镜片尺寸，还对视场进行色差矫正，提高了成像质量。
其中，本实施例未详尽之处请参照实施例一中的记载。
为验证本实施例所提供的投影光刻物镜的成像效果，申请人对图7所示的投影光刻物镜进行仿真测试。其中，投影光刻物镜总长为900mm，其最大镜片半口径为101.9mm，投影物镜的物方工作距32mm，像方工作距8mm。适用于i-line紫外光谱范围，最大光谱半高全宽为2.5nm，系统放大倍率为β均为1/5，像方的数值孔径为0.63，像方半视场高度为15.56mm，能实现的矩形曝光视场尺寸：22mmx22mm。且本实施例实现了双远心结构，物方各视场的主光线近似平行于光轴入射在第一平行平板的前表面上；像方各视场的主光线近似平行于光轴出射，汇聚在像面上。与光轴的夹角分别为：物方6.5mrad，像方2.4mrad。
具体的实验参数参见下表：
表5实施例二设计值
Figure BDA0003142555930000111
表6实施例二设计值
Figure BDA0003142555930000121
Figure BDA0003142555930000131
表7实施例二非球面系数
表面序号 非球面_4A 非球面_16A 非球面_38A
曲率半径 -105.639853608749 -169.027898866907 357.028384549714
K 0 0 0
A 1.54816153086151e-008 -3.59328191261703e-007 9.94968504445455e-008
B 6.3879678807006e-013 -1.53225033560877e-011 1.37689474228502e-014
C 5.88649991250641e-017 -2.36763622794357e-016 -6.34959123361593e-017
D 1.5946919205399e-023 -3.69530035897213e-019 -1.11384196802737e-021
E 6.87333129094034e-025 1.33913258773842e-022 4.10362749006097e-025
F -1.78351141929368e-029 -1.62138128647438e-026 -8.34734417873539e-030
表8实施例二材料折射率
材料 折射率@365.30nm
Air(空气) 1
SFSL5Y_OHARA 1.504001
N5742_NIKON 1.612550
N5859_NIKON 1.614435
NIFSS_NIKON 1.474514
PBL6Y_OHARA 1.559515
其中，表6中的正的半径值表示曲率中心在表面的右边，负的半径值代表曲率中心在表面的左边，曲率半径数值为1.00E+18表示为平面。光学元件厚度或两个光学元件之间的间隔是到下一个表面的轴上距离，所有尺寸单位都是毫米。表7为与表6中表面序号对应的非球面系数，具体计算公式请参照实施例一，其中，本实施例中G＝0，H＝0，J＝0。表8中为本实施使用的光学材料在365.3nm波长下相对于空气(air)的相对折射率数据。
根据测试结果可得：图8为调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)曲线，从图8中可以看出多色的调制传递函数非常接近衍射极限，可见本实施例提供的光刻投影物镜产生的视觉质量非常好。图9为在中心参考波长365.3nm下的像面波像差(WFE)分布图，图10为畸变像面分布图，图11为色差曲线，图12为像差曲线。可见，本实施例提供的光刻投影物镜产生的波像差、畸变矫正效果、色差矫正效果以及像差矫正效果均非常好。因此，本实施例在实施例一的基础上，不仅实现保证了大视场、高分辨率，还减少了镜片的使用。
综上，实施例一和实施例二提供的一种投影光刻物镜及光刻机，其中，投影光刻物镜包括：沿光路依次设置的第一镜组、第二镜组、第三镜组、第四镜组、第五镜组、第六镜组、第七镜组、第八镜组、第九镜组和第十镜组。其中，第一镜组中的透镜包括至少一个非球面，且非球面朝向物面设置，以实现缩短物镜共轭距离，使物镜结构更加紧凑。第五镜组包括第一负透镜，第六镜组包括第一正透镜，且第一负透镜和第一正透镜邻接设置，以形成了密接双分离形式透镜组，能够实现对视场的色差矫正。第七镜组包括第二负透镜，第八镜组包括第四正透镜，且第二负透镜和第四正透镜邻接设置，以形成了密接双分离形式透镜组，进一步实现对视场的色差矫正，提高视场成像质量。第三镜组和第七镜组中的透镜均包括至少一个非球面。因非球面相比于球面增加了优化的自由度，所以一片非球面原理上可以代替2-3片球面镜片的像差矫正效果，在保障分辨率的前提下，实现减少镜片数量，使得物镜结构更加紧凑，降低成本。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本发明对此不作限定。
此外还应该认识到，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (11)

1.一种投影光刻物镜，其特征在于，包括：沿光路依次设置的第一镜组、第二镜组、第三镜组、第四镜组、第五镜组、第六镜组、第七镜组、第八镜组、第九镜组和第十镜组；其中，
所述第一镜组中的透镜至少一个呈非球面，且所述非球面朝向物面设置；所述第五镜组包括第一负透镜，所述第六镜组包括第一正透镜，且所述第一负透镜和所述第一正透镜邻接设置；所述第七镜组包括第二负透镜，所述第八镜组包括第二正透镜，且所述第二负透镜和所述第二正透镜邻接设置；所述第三镜组和所述第七镜组中的透镜均至少一个呈非球面。
2.根据权利要求1所述的投影光刻物镜，其特征在于，所述第六镜组还包括依次设置的第三正透镜、孔径光阑和所述第四正透镜；其中，所述第三正透镜和所述第四正透镜关于所述孔径光阑呈对称分布。
3.根据权利要求2所述的投影光刻物镜，其特征在于，所述第一负透镜和所述第一正透镜形成第一密接双分离透镜组，所述第二负透镜和所述第二正透镜形成第二密接双分离透镜组；其中，所述第一密接双分离透镜组和所述第二密接双分离透镜组关于所述孔径光阑呈对称分布。
4.根据权利要求1所述的投影光刻物镜，其特征在于，所述第一镜组包括至少一片弯月负透镜，且所述弯月负透镜朝向物面的一侧为非球面。
5.根据权利要求1所述的投影光刻物镜，其特征在于，所述第九镜组包括至少一个弯月负透镜，且所述弯月负透镜弯曲的方向朝向像面。
6.根据权利要求1所述的投影光刻物镜，其特征在于，所述第一镜组、所述第三镜组、所述第五镜组、所述第七镜组以及所述第九镜组中的透镜均为负透镜。
7.根据权利要求1所述的投影光刻物镜，其特征在于，所述第二镜组、所述第四镜组、所述第六镜组、所述第八镜组以及所述第十镜组中的透镜均为正透镜。
8.根据权利要求1所述的投影光刻物镜，其特征在于，所述投影光刻物镜中透镜的材质包括在工作波长处折射率大于1.61的紫外高透过光学玻璃，以及在工作波长处折射率小于1.51的紫外高透过光学玻璃。
9.根据权利要求1所述的投影光刻物镜，其特征在于，所述投影光刻物镜还包括物面平板和像面平板；其中，所述物面平板的一侧靠近物面，且相对的另一侧靠近所述第一镜组；所述像面平板的一侧靠近像面，且相对的另一侧靠近所述第十镜组。
10.根据权利要求9所述的投影光刻物镜，其特征在于，所述物面平板和所述像面平板的光焦度为零。
11.一种光刻机，其特征在于，所述光刻机包括如权利要求1-10中任意一项所述的投影光刻物镜。
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