高NA投影光刻物镜热像差补偿技术研究

"该文研究了同轴两反式高数值孔径（NA）投影光刻物镜的热像差补偿方法，旨在解决光刻物镜在工作时因热像差导致的像质恶化问题。文章提出了一种结合元件位移法和元件分区加热法的补偿策略，有效降低了波像差和畸变，提高了物镜的成像质量。" 本文详细探讨了在投影光刻技术中，同轴两反式高NA物镜的热像差问题及其对成像质量的影响。热像差是光刻系统中的主要挑战之一，它会显著降低物镜的分辨率和对比度，从而影响半导体制造过程中的精度。作者针对这种特殊结构的物镜，提出了一种创新的热像差补偿方法。 首先，元件位移法是通过调整物镜中各个光学元件的位置，包括改变它们的间隔、偏心或倾斜角度，以调整产生的波前，从而改善像质。这种方法灵活且实用，能够针对不同的热源分布进行调整。 其次，元件分区加热法是利用光学材料的折射率随温度变化的特性，通过对物镜的不同区域进行精确的温度控制，产生可控的波前变化。这种方法可以主动抵消由热源引起的不均匀温度分布导致的像差。 将这两种方法结合使用，作者在偶极照明模式下对热像差进行了补偿实验。实验结果显示，波像差从初始的129.78纳米大幅减小到1.69纳米，畸变也从12.24纳米降低到1.31纳米，表明物镜的像质得到了显著提升，接近设计水平。 该研究不仅提供了一种有效的热像差补偿方案，而且对于提高投影光刻系统的稳定性和可靠性具有重要意义。在高速、高精度的半导体制造过程中，这类热像差控制技术的应用将有助于推动微电子技术的发展。同时，这种方法也为其他高NA光刻物镜的热管理提供了新的思路和参考。 关键词：成像系统，投影光刻，热像差，元件位移，分区加热 中图分类号：O436 文献标识码：A doi:10.3788/AOS201535.1011003 这篇研究工作展示了在高精度光学系统中，如何通过创新的工程手段克服热效应对性能的负面影响，对于光学工程和半导体制造领域具有重要的理论和实践价值。