主动变形镜设计：光刻物镜Z5像散补偿的关键技术

本文主要探讨了光刻物镜在不均匀照明条件下遇到的Z5像散问题，这是一种常见的光学缺陷，会导致图像质量下降。针对这一挑战，研究人员设计了一种新型的主动变形镜（Active Deformable Lens, ADL），旨在通过主动控制镜片形状来补偿这种像散。他们采用有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）的方法来构建ADL的模型，对ADL的关键性能进行了深入研究。 在设计过程中，作者首先关注了ADL的调节能力，即其能够在多大程度上精确调整镜片形状以抵消像散。通过实验模拟，发现当施加50牛顿（N）的驱动力时，ADL能够实现镜片表面形貌的均方根(RMS)值降低到837纳米，显著改善了Z5像散。 同时，文章还详细分析了ADL的其他性能指标。在像差方面，由于主动补偿机制，即使在补偿过程中，镜片表面产生的高阶像差也非常小，仅为RMS 1.124纳米，这表明补偿过程对于保持图像清晰度至关重要。在刚体位移和旋转方面，ADL表现出极高的精度，平移误差在三个方向上分别控制在0.49、0.52和0.13纳米，而刚体旋转误差则分别是2.21、1.73和1.10毫秒，这些数值都远小于实际应用场景中的可接受范围。 此外，ADL的一阶固有频率被测量为2555赫兹，这意味着它具有较高的动态响应能力，能够在短时间内快速响应外部输入。在材料力学性能上，最大应力为0.852兆帕（MPa），表明ADL具有足够的强度来承受操作过程中的负载，确保其长期稳定工作。 本文的研究成果对于提升光刻物镜的性能，尤其是在精密制造领域，如半导体芯片制造，具有重要意义。通过优化的主动变形镜设计和有限元分析，本文为解决光刻设备中的像散问题提供了一种有效且精确的解决方案。这项技术的发展将有助于提高光刻工艺的精度和效率，推动微电子行业的进一步发展。