第 36 卷 第 4 期
2016 年 4 月
Vol. 36, No. 4
April, 2016
光 学 学 报
ACTA OPTICA SINICA
0422004-
光刻物镜中主动透镜的变形和像差特性
姚长呈
1,2
巩 岩
1
1
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2
中国科学院大学, 北京 100049
摘要 高精度光 刻投影物镜在工作过程中吸收激光能量产生热像差,在离轴照 明模式(如偶极照明)下,热像散显著
且随时间 变 化 ,传 统 的 被动光学 方 法 无 法 补偿此类 像 差 。 提出在折射 式 光 刻 投影物镜 系 统 中 使 用主动光 学 的 方
法,通过力 促动器作用 在透镜上使 镜片变形以 补偿初阶热 像散。采用 有限元分析 方法,分析了简化 的折射平板 在
促动力作用下的变形特点和像差特性;用几何光学理论近似论证了该补偿方案的可行性,并且分析了促动器分布、
促动力大小、促动器与平板接触区域尺寸以及支撑结构对平板变形的影响。结果表明,在优化的支撑结构下,主动
平板可以较好地补偿系统初阶热像散和初阶四叶像差,为光刻系统热像差的补偿提供了一个思路。
关键词 光学设计; 主动光学; 光刻物镜; 热像差补偿; 像散
中图分类号 TN305.7 文献标识码 A
doi: 10.3788/AOS201636.0422004
Research on Deformation and Aberration of Active Plate Used in
Lithographic Objective
Yao Changcheng
1,2
Gong Yan
1
1
State Key Laboratory of Applied Optics, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese
Academy of Sciences, Changchun, Jilin 130033, China
2
University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Abstract High precision lithographic projected objective suffers from thermal aberrations due to energy
absorption. Under off-axis illumination, the dipole mode and time-changing thermal astigmatism is outstanding,
which cannot be corrected or compensated by traditional passive optical systems. Active optics using mechanical
actuators to compensate the primary thermal astigmatism of deformed lens in a refractive lithographic objective
system is proposed. The actuators are located on a refractive plate, and the finite element analysis is applied to study
the deformation and aberration. The theoretical analysis by geometrical optics is made to prove the feasibility for
compensation, and the influences of actuator locations, active force loads, actuator size and lens supporting
conditions are considered. The results show that the active plate performs well to compensate primary astigmatism
and primary 4- foil aberration under the optimized supporting conditions, which provides an idea for thermal
aberration control in lithographic systems.
Key words optical design; active optics; lithographic objective; thermal aberration compensation; astigmatism
OCIS codes 220.1080; 110.5220; 220.1000
1 引 言
高精度光刻投影物镜在长时间工作过程中,由于镜片吸收热量造成温度升高,导致折射率、面型以及应
收稿日期: 2015-10-12; 收到修改稿日期: 2015-11-24
基金项目: 科技部中白合作项目(2011DFR10010)、吉林省自然科学基金(20140203001GX)
作者简介: 姚长呈(1989—),男,博士研究生,主要从事光刻物镜热仿真和主动矫正技术等方面的研究。
E-mail: yaochangcheng18@126.com
导师简介: 巩 岩(1968—),男,博士,研究员,主要从事短波光学和光机一体化设计与仿真等方面的研究。
E-mail: gongy@sklao.ac.cn
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