近日上海微電子舉行新產品發佈會，宣佈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定，首台將於年內交付。 光學光刻是一種用光將掩模圖案投影複製的技術，積體電路就是由投影曝光裝置製成的，將具有不同掩模圖案的圖形成像至基底上，製造積體電路、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、解析度低、適用波段窄、數值孔徑不可變和非球面透鏡加工製造成本高等問題。

為此，上海微電子於 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於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於不同場景的能力。 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解析度。

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。 光焦度等於像方光束會聚度與物方光束會聚度之差，它表徵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，光線的屈折是彙聚性的，反之則是是發散性的。 光焦度可以適用於表徵一個透鏡的某一個折射面，或表徵某一個透鏡，也可以適用於表徵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恆定的曲率，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，因此球面透鏡相對於非球面透鏡而言更容易加工。 本發明實施例中的透鏡全部採用球面透鏡，降低了光刻投影物鏡中透鏡的加工成本，縮短了透鏡的加工週期，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，通過採用球面透鏡設計，降低了加工製造成本，增大了數值孔徑，並且適用於 ghi 三線波段。 擴展了投影物鏡的適用場景，提高了光刻機的解析度。