[0064] 本发明方案的应用之一，图9所示为光学系统100结构示意图，其中：
[0065] 曝光波长：g谱线具有435nm ;h谱线具有405nm ;i谱线具有365nm
[0066] 数值孔径：0· 2NA
[0067] 半视场高度：31mm
[0068] 工作距：40mm
[0069] 物像共轭距：9〇Omm
[0070] 光学系统100各波长的折射率如表1所示：
[0071]
[0072] 表 1
[0073] 光学系统100镜头数据如表2所示：
[0074]
[0075]
[0076] 表 2
[0077] 设计结果看，案例光学性能接近衍射极限，WFE为0. 04Wave，成像质量非常好，下 面用code V软件的环境分析功能输入如下命令分析光学系统100环境温度性能：
[0078] ENV PRE a:i.:r :760 … TEM22±0, 1 PWL 440 437 ,., DN S1 2, 21 2.23 DN S40 2. 21 2. 23 EXP SI 6 EXP S40 68 Go
[0079] 由于实例为对称结构，环境温度变化后焦面不动仍然具有对称性，所以不会引起 倍率误差，所以我们只分析焦面漂移的影响。我们用code V软件用上述命令对光学系统 100进行环境温度分析，得知，镜头焦面对环境温度的灵敏度为34. 5 μ m/°C，如果环境整体 控温需求为±0. 1°C，那么环境温度引起的焦面漂移为3. 45 μ m。投影光学系统的一个特征 参数为焦深（depth of focus简称D0F)，其定义如公式（3)所示：
[0080] ….................................... ⑶
[0081] 上面的设计参考波长为405nm，数值孔径为NA = 0. 2, k2因子取0. 5,所以理论焦 深为5 μ m，根据公式（2)计算环境温度影响下焦面漂移为3. 45 μ m，可见只是环境温度影响 就使焦深损2/3。
[0082] 表3为分别对光学系统100分别分析热折变和热变形对引起的焦面灵敏度：从表 3可以看出，光学系统100环境温度影响下热折变的焦面漂移大于热变形。
[0083]
[0084] 表 3
[0085] 对单个镜片的热折变引起的焦面灵敏度分析，如图10所示，热折变灵敏度高的为 L8、L10、L11、L13,且与总的环境温度影响方向同号。
[0086] 通过尝试，如图12所示，选取对光学性能影响较小且热折变灵敏度高的L10和L11 的caf2材料换成折射率温度系数相反的silica。
[0087] 图11为光学系统200材料更换并优化后的结构示意图，更换材料优化后的光学系 统200镜头数据如表4所示：
[0088]
[0089]
[0090] 表 4
[0091] 重新对光学系统200进行环境分析得到焦面对环境温度的灵敏度下降到 9· 5μπι/。。。
[0092] 光学系统100和光学系统200环境温度性能优化前后对比分析如表5所示：
[0093]
[0094] 表 5
[0095] 另外根据图13所示，本发明方案应用在此实施例后，环境温度引起的波像差恶化 程度明显降低。
[0096] 本发明提供第二实施方式，图9所示为光学系统300结构示意图，我们用更换 材料，利用热折变的特异性，部分抵消热变形后，更换L12、L16、L17、L18、L19材料由 sfsl5y (OHARA紫外光学材料）换成pbl7y (OHARA紫外光学材料），结果光学系统300总的 环境温度变化引起的热效应明显降低，如表6所示：
[00971
[0098] 表 6
[0099] 环境温度对倍率的灵敏度优化前后对比如表7所示：
[0innl
[0101」 衣/
[0102] 本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明 的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理 或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。
【主权项】
1. 一种降低光刻投影物镜环境热效应影响的方法，其特征在于，包括： 步骤一、根据环境温度变化，计算所述投影物镜的热折变焦面漂移与热变形焦面漂移 W及总焦面漂移灵敏度H者值的大小和符号关系； 步骤二、计算所述投影物镜的单个镜片在环境温度变化下的热折变焦面灵敏度； 步骤H、选择所述单个镜片中热折变焦面灵敏度高且与所述总焦面漂移灵敏度相反的 镜片； 步骤四、将所述步骤H中的所述镜片替换为折射率温度系数相反的镜片。2. 如权利要求1所述的降低光刻投影物镜环境热效应影响的方法，其特征在于，所述步骤一 中所述总焦面漂移灵敏度的计算公式为： [，'-其中，为各个镜片的热折变引 起的对焦面变化量贡献量和，AF为环境温度变化值，为各个镜片的折削率温度系数，I； 为折射率对焦面灵敏系数，k为镜片序号。3. 如权利要求1所述的降低光刻投影物镜环境热效应影响的方法，其特征在于，所述 步骤四中的替换镜片满足W下条件：所述替换镜片非校正色差的分离式或胶合透镜光学。4. 如权利要求1所述的降低光刻投影物镜环境热效应影响的方法，其特征在于，所述 步骤四中的替换镜片满足W下条件：所述替换镜片的折射率和阿贝数接近。5. 如权利要求1所述的降低光刻投影物镜环境热效应影响的方法，其特征在于，所述 步骤四中的被替换镜片满足W下条件：所述被替换镜片位于所述投影物镜的光阔附近。6. 如权利要求1所述的降低光刻投影物镜环境热效应影响的方法，其特征在于，所述 步骤四中的替换镜片满足W下条件：所述替换镜片为薄透镜。7. 如权利要求1所述的降低光刻投影物镜环境热效应影响的方法，其特征在于，所述 步骤四中的替换镜片满足W下条件：所述替换镜片与所述投影物镜其他镜片正负透镜数量 级光焦度数量和值平衡。8. -种带有内部温度环境控制系统的投影物镜，确定所述投影物镜组成的光学方案， 然后确定所述投影物镜组成的光学透镜的整体性能，通过Code V软件环境分析后，不符合 确立所述光学透镜的热折变和热变形与焦面漂移灵敏度的对应关系，先选定单个所述光学 透镜中热折变焦面灵敏度高且与所述总焦面漂移灵敏度相反的镜片，再选定所述镜片替换 为折射率温度系数相反的镜片，再次确定所述投影物镜组成的所述光学透镜的整体性能， 其特征在于，所述光学透镜中每个所述镜片的选择使用了降低所述光刻投影物镜环境热效 应影响的方法。
【专利摘要】本发明公开一种降低光刻投影物镜环境热效应影响的方法，包括：步骤一、根据环境温度变化，计算该投影物镜的热折变焦面漂移与热变形焦面漂移以及总焦面漂移灵敏度三者值的大小和符号关系；步骤二、计算该投影物镜的单个镜片在环境温度变化下的热折变焦面灵敏度；步骤三、选择该单个镜片中热折变焦面灵敏度高且与该总焦面漂移灵敏度相反的镜片；步骤四、将该步骤三中的镜片替换为折射率温度系数相反的镜片。
【IPC分类】G03F7/20
【公开号】CN105652599
【申请号】
【发明人】郭银章, 刘国淦, 朱立荣
【申请人】上海微电子装备有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年12月4日