本發(fā)明涉及一種折反式深紫外光刻物鏡設(shè)計(jì)方法，屬于光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
深紫外光刻是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化的光刻技術(shù)。深紫外光刻物鏡作為深紫外光刻機(jī)的核心部件是實(shí)現(xiàn)高分辨率光刻的關(guān)鍵。在深紫外波段可用的光學(xué)材料僅剩下熔石英和氟化鈣，上述兩種材料的折射率較低，因此深紫外光刻物鏡系統(tǒng)的光焦度需要分配到較多的元件上才能實(shí)現(xiàn)像差校正。最初深紫外光刻采用全折式物鏡設(shè)計(jì)，整個(gè)物鏡系統(tǒng)僅有折射元件不含反射鏡。全折式深紫外光刻物鏡為了校正場(chǎng)曲，必須采用光焦度較大的負(fù)透鏡來(lái)平衡正透鏡的匹茲萬(wàn)和。這就導(dǎo)致負(fù)透鏡組附近的正透鏡的口徑隨物鏡數(shù)值孔徑和成像視場(chǎng)的增大而迅速增加。當(dāng)數(shù)值孔徑大于1時(shí)，全折式物鏡設(shè)計(jì)的元件口徑非常大，其不利于物鏡系統(tǒng)的加工、制造和集成。凹面反射鏡具有正光焦度，同時(shí)它對(duì)匹茲萬(wàn)場(chǎng)曲的貢獻(xiàn)與正透鏡恰好相反。將其引入到全折光刻物鏡系統(tǒng)中，可以分擔(dān)負(fù)透鏡組的場(chǎng)曲校正壓力、減小負(fù)透鏡組所承擔(dān)的光焦度，從而有效控制物鏡系統(tǒng)元件口徑。作為光刻機(jī)重要組成部分的光刻物鏡系統(tǒng)對(duì)提高整個(gè)光刻機(jī)性能至關(guān)重要，因此設(shè)計(jì)好折反式深紫外光刻物鏡系統(tǒng)是完成整個(gè)投影曝光系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。國(guó)內(nèi)外有關(guān)折反式深紫外光刻物鏡設(shè)計(jì)方法的報(bào)道非常少，為了獲得折反式深紫外光刻物鏡初始結(jié)構(gòu)，提出一種有效的設(shè)計(jì)方法是非常有必要的。相關(guān)文獻(xiàn)(Proc.ofSPIE2006.6342:63420L.)針對(duì)深紫外光刻物鏡的優(yōu)化，提出了鞍點(diǎn)構(gòu)造法。該方法的操作流程類(lèi)似光學(xué)設(shè)計(jì)者憑借經(jīng)驗(yàn)在光學(xué)系統(tǒng)中加入新元件以進(jìn)一步提高成像質(zhì)量的做法。鞍點(diǎn)構(gòu)造法本質(zhì)上是基于初始結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法，不能有效地獲得物鏡初始結(jié)構(gòu)。相關(guān)文獻(xiàn)(US20070013882)提出了多套深紫外光刻物鏡的制造方法。該方法將物鏡系統(tǒng)分為若干鏡組，不同的物鏡系統(tǒng)共用同一個(gè)鏡組，而其它鏡組進(jìn)行相應(yīng)變化從而實(shí)現(xiàn)不同光學(xué)性能的要求。該方法沒(méi)有說(shuō)明各鏡組結(jié)構(gòu)以及整個(gè)物鏡結(jié)構(gòu)是如何設(shè)計(jì)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供一種深紫外光刻物鏡設(shè)計(jì)方法，該方法可根據(jù)不同參數(shù)要求設(shè)計(jì)出折反式深紫外光刻物鏡，其降低了物鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度、設(shè)計(jì)效率高、實(shí)現(xiàn)速度快。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種深紫外光刻物鏡設(shè)計(jì)方法，具體過(guò)程為：步驟一、確定置于掩模和硅片之間的深紫外光刻物鏡三個(gè)鏡組的初始結(jié)構(gòu)，三個(gè)鏡組的位置關(guān)系為：從掩模到硅片分別為物方鏡組G1、中間鏡組G2以及像方鏡組G3，且中間鏡組G2的放大倍率為M2＝1；步驟二、優(yōu)化物方鏡組G1的初始結(jié)構(gòu)，使其滿足設(shè)計(jì)要求：(1)物方遠(yuǎn)心，(2)像方主光線入射角和物方鏡組的放大倍率M1不會(huì)引起光路遮攔；步驟三、優(yōu)化像方鏡組G3的初始結(jié)構(gòu)，使其滿足設(shè)計(jì)要求：(1)像方遠(yuǎn)心，(2)物方主光線入射角不會(huì)引起光路遮攔，(3)放大倍率M3＝M/(M2×M1)，M光刻物鏡的放大倍率；步驟四、中間鏡組G2為兩片凹面反射鏡的結(jié)構(gòu)，計(jì)算物方鏡組和像方鏡組的匹茲萬(wàn)和，并根據(jù)匹茲萬(wàn)和計(jì)算中間鏡組中兩片凹面反射鏡的半徑，同時(shí)使G2的入瞳與G1的出瞳匹配(將G2的孔徑光闌放置在G1的出瞳面上)；步驟五、優(yōu)化像方鏡組G3的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使G3的入瞳與G2的出瞳匹配；至此，連接物方鏡組、中間鏡組、像方鏡組獲得整個(gè)物鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述步驟二和步驟三的優(yōu)化過(guò)程為：首先，針對(duì)待優(yōu)化鏡組中的每一表面，計(jì)算其對(duì)應(yīng)的歸一化光焦度和/或?qū)ΨQ(chēng)性因子；其次，選擇最大歸一化光焦度和/或?qū)ΨQ(chēng)性因子的表面F處，插入薄彎月透鏡，所述薄彎月透鏡的曲率半徑與其對(duì)應(yīng)的表面F的曲率半徑相同；再次，以形態(tài)參數(shù)S和W分別小于設(shè)定閾值和滿足所述設(shè)計(jì)要求為優(yōu)化的約束條件，對(duì)鏡組進(jìn)行優(yōu)化，在優(yōu)化過(guò)程中，逐步增加薄彎月透鏡的厚度及其與對(duì)應(yīng)表面F的距離；其中，N為系統(tǒng)中光學(xué)表面的數(shù)目，wj為表面j的歸一化光焦度，sj為表面j的對(duì)稱(chēng)性因子。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述根據(jù)匹茲萬(wàn)和計(jì)算中間鏡組中兩片凹面反射鏡的半徑r1和r2；設(shè)r1和-r2的值相等，其中，petG1和petG3分別為G1和G3對(duì)匹茲萬(wàn)場(chǎng)曲。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述優(yōu)化為采用阻尼最小二乘法實(shí)現(xiàn)。有益效果本發(fā)明針對(duì)折反式深紫外光刻物鏡...