光刻物镜热像差主动补偿系统设计与实验分析

"这篇论文是关于光刻物镜热像差主动补偿系统的设计与实验，主要关注光刻过程中Z5像散导致的波像差恶化问题。文章介绍了一种新型的Z5像散主动补偿系统，该系统由实时数据平台、驱动力系统、柔性支撑结构和光学透镜组成，通过球面干涉仪检测透镜表面形貌，并运用最小二乘法和线性叠加原理确定驱动参数。实验结果显示，系统能实现735nm的Z5像散补偿行程，精度小于2nm，高阶像差引入小于1nm，补偿分辨率达到2nm，证明了该系统在提高光刻物镜像质方面的有效性。" 文章详细阐述了光刻技术中一个关键的问题——热像差，特别是Z5像散对光刻物镜性能的影响。光刻物镜在硅片刻蚀过程中，由于热效应会导致Z5像散，进而严重影响光刻物镜的波前像差，降低其成像质量。为了解决这一问题，作者提出了一种创新的Z5像散主动补偿系统。这个系统包括实时数据处理平台，用于收集和分析数据；驱动力系统，负责驱动光学透镜进行必要的形状调整；柔性支撑结构，确保在调整过程中透镜的稳定性；以及光学透镜本身，其表面形貌的精确控制是整个补偿过程的关键。 系统的核心在于利用球面干涉仪来检测透镜表面的微小变化，这是基于干涉原理的高精度测量工具。通过最小二乘法和线性叠加原理，可以计算出驱动参数与透镜面形之间的关系，从而实现对像散的精确补偿。实验部分详细测试了系统的各项性能指标，包括驱动器响应函数、补偿行程、精度和分辨率。实验结果表明，该系统具有良好的补偿效果，Z5像散补偿行程达到735纳米，精度控制在2纳米以内，引入的高阶像差小于1纳米，补偿分辨率达到了2纳米，这些指标均表明该系统能够在实际应用中有效地补偿光刻物镜的波前像差，从而提升光刻过程的像质。 这项工作对于优化光刻物镜的性能，减少热像差引起的成像误差，提高半导体制造的精度具有重要意义。它不仅提供了一种新的解决方案，也为未来类似领域的研究和改进提供了理论基础和技术参考。