光刻物镜热像差主动补偿系统设计与实验研究

"本文主要介绍了光刻物镜热像差主动补偿系统的设计与实验，针对光刻物镜在硅片刻蚀过程中出现的Z5像散问题，提出了一种实时补偿系统，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光学透镜的表面面形，并利用最小二乘法和线性叠加原理确定驱动参数与面形的关系。实验结果显示，该系统Z5像散补偿行程达735nm，补偿精度小于2nm，引入的高阶像差小于1nm，补偿分辨率为2nm，证明了系统能有效补偿光刻物镜的波前像差，满足像质要求。" 本文是一篇关于光学设计的研究论文，主要探讨了光刻物镜在光刻工艺中的热像差问题。光刻物镜是半导体制造中的关键组件，其工作性能直接影响到芯片的制程精度和良率。在硅片刻蚀过程中，由于温度变化导致的Z5像散会显著恶化光刻物镜的波像差，从而影响光刻质量。 为了解决这一问题，研究人员设计了一种主动补偿系统，该系统包括四个主要组成部分：实时数据平台用于收集和处理系统运行中的数据；驱动力系统负责执行补偿动作；柔性支撑结构保证光学元件在运动中的稳定性；光学透镜是实际进行像差补偿的关键部分。通过球面干涉仪，研究人员可以精确测量光学透镜的表面形状变化，进而计算出需要调整的驱动参数。 在实验中，该系统展示出了优秀的性能。驱动器响应函数测试验证了系统的反应速度和稳定性；补偿行程测试表明，系统能够对Z5像散进行大范围的补偿；补偿精度测试结果显示，系统的补偿精度达到了亚纳米级别，远低于光刻工艺所需的精度阈值；而补偿分辨率测试则证明了系统在微小像差修正上的能力。这些实验数据充分证明了该补偿系统对于改善光刻物镜的像质有显著效果。 此外，该研究还提及了相关的基金支持，显示了这是一项国家层面的重要科研项目。作者东立剑是光机结构设计和主动光学领域的助理研究员，其工作对于推动我国半导体制造技术的进步具有重要意义。通过这样的主动补偿系统，未来可以期待在光刻工艺中实现更精细、更稳定的成像，从而提升整个半导体行业的技术水平。