解密上海微電子新型光刻機黑科技

【嘉勤點評】上海微電子的光刻投影物鏡專利，通過采用球面透鏡設計，降低了加工制造成本，增大了數值孔徑，并且適用于ghi三線波段。擴展了投影物鏡的適用場景，提高了光刻機的分辨率。

近日上海微電子舉行新產品發布會，宣布推出新一代大視場高分辨率先進封裝光刻機。目前，上微已與多家客戶達成新一代先進封裝光刻機銷售協議，首臺將于年內交付。

光學光刻是一種用光將掩模圖案投影復制的技術，集成電路就是由投影曝光裝置制成的，將具有不同掩模圖案的圖形成像至基底上，制造集成電路、薄膜磁頭、液晶顯示板，或微機電等一系列結構。過去數十年曝光設備技術水平不斷發展，滿足了更小線條尺寸，更大曝光面積，更高可靠性及產率，以及更低成本的需求。然而現有的光刻投影物鏡依舊存在諸如數值孔徑較小、分辨率低、適用波段窄、數值孔徑不可變和非球面透鏡加工制造成本高等問題。

為此，上海微電子于2018年12月30日申請了一項名為“一種光刻投影物鏡及光刻機”的發明專利（申請號: 201811648523.1），申請人為上海微電子裝備(集團)股份有限公司。

圖1 光刻投影物鏡結構示意圖

圖1為本發明提出的光刻投影物鏡的結構示意圖，包括第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組，以及與以上透鏡組關于光闌對稱設置的第四透鏡組、第五透鏡組和第六透鏡組。通過調節光闌的通光孔的大小可以調節光刻投影物鏡的數值孔徑，從而增加光刻投影物鏡適用于不同場景的能力。且各透鏡組的焦距設定能夠增大光刻投影物鏡的數值孔徑，提升光刻投影物鏡的分辨率。

第一透鏡組G1、第三透鏡組G3、第四透鏡組G4以及第六透鏡組G6具有正的光焦度，第二透鏡組G2以及第五透鏡組G5具有負的光焦度。光焦度等于像方光束會聚度與物方光束會聚度之差，它表征光學系統偏折光線的能力。光焦度的絕對值越大，對光線的彎折能力越強，反之對光線的彎折能力越弱。光焦度為正數時，光線的屈折是匯聚性的，反之則是是發散性的。光焦度可以適用于表征一個透鏡的某一個折射面，或表征某一個透鏡，也可以適用于表征多個透鏡共同形成的系統。

各透鏡組以及光闌STOP中的所有的透鏡均為球面透鏡。球面透鏡是指從透鏡的中心到邊緣具有恒定的曲率，球面透鏡的兩個折射面均為球面，而非球面透鏡則是從中心到邊緣之曲率連續發生變化，因此球面透鏡相對于非球面透鏡而言更容易加工。本發明實施例中的透鏡全部采用球面透鏡，降低了光刻投影物鏡中透鏡的加工成本，縮短了透鏡的加工周期，提升了光刻投影物鏡的裝調效率。

簡而言之，上海微電子的光刻投影物鏡專利，通過采用球面透鏡設計，降低了加工制造成本，增大了數值孔徑，并且適用于ghi三線波段。擴展了投影物鏡的適用場景，提高了光刻機的分辨率。

上海微電子致力于半導體產業高端投影光刻機的研發和生產，以極致服務，造高端產品，創卓越價值，全天候、全方位、全身心地為顧客提供優質產品和技術服務。面向未來，上海微電子將努力把握中國半導體產業騰飛的歷史機遇。