物镜像差校正镜及像差校正方法和光学系统、光刻机技术方案

本发明专利技术公开了一种物镜像差校正镜，包括相连的压力控制装置和镜头，所述镜头包括第一平板薄透镜、第二平板薄透镜、镜筒、第一隔圈、第二隔圈、第一压圈和第二压圈，第一隔圈、第二隔圈、第一压圈和第二压圈将所述第一平板薄透镜和第二平板薄透镜沿着光线入射的方向固定在所述镜筒内，所述第一平板薄透镜、所述第二平板薄透镜和所述镜筒的内壁围成填充区域，所述压力控制装置连通所述填充区域，用于调节所述填充区域内的压力，使得所述第一平板薄透镜和第二平板薄透镜变形，且所述第一平板薄透镜和第二平板薄透镜的变形可控，用于物镜中，可以补偿物镜的像差。本发明专利技术还公开了一种像差校正的方法，技术难点低，操作简单。

Image aberration mirror and aberration correction method and optical system and photolithography machine

The invention discloses an aberration correcting lens includes a connected pressure control device and the lens, the lens includes a first lens plate, second plate thin lens, lens barrel, the first ring, second ring, the first pressure ring and the second ring, the first ring, second ring, the first pressure ring and the second pressure circle will be the first flat thin lens and second lens plate along the direction of the incident light is fixed on the lens barrel, the first flat thin lens, the second lens plate and the barrel wall enclosed fill area, the pressure control device is communicated with the filling area. Used to adjust the filling pressure within a region, the deformation of the first flat thin lens and second lens plate, deformation controlled and the first flat thin lens and second lens plate, used for mirror, The aberration of the object lens can be compensated. The invention also discloses a method of aberration correction, which has low technical difficulties and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
物镜像差校正镜及像差校正方法和光学系统、光刻机
本专利技术涉及一种物镜像差校正镜及像差校正方法和光学系统、光刻机。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，半导体器件的制造工艺对精度的要求越来越高，例如在光刻工艺中，先进光刻机曝光设备中的光学系统需要越来越小的像差和畸变，同时在这种光学系统的曝光设备中，需要可以实时并容易地对由各种环境及其它因素导致的像差和畸变的变化进行补偿。为了满足上述要求，一般采用设置一个或几个镜片位置或形状可调的方式进行补偿。曝光设备中像差补偿一般用可调镜片的方式实现，即通过调整镜片的各自由度，产生像差变化，从而用于像质补偿；2008年8月28号公开的美国专利US20080204905(A1)中公开了一种由压电陶瓷驱动的特殊四杆机构，是一种利用弹性金属材料受力变形而形成的四杆机构，可实现透镜在光轴方向上的高精度位移或者使透镜发生预定变形，其缺点是需使用实时运动机构，稳定性与可靠性差，结构复杂等。2008年4月3号公开的国际专利WO2008037496(A2)中公开了一种用于像质补偿的主动变形机构，通过给镜片轴向边缘位置施加相反方向的力，使镜片表面发生等厚变形(镜片前表面和镜片的后表面变形的面型绝对值相等，符号相反)，由于发生等厚变形，前表面与后表面变形绝大部分抵消，从而产生非常小的透射波前变化，得到特定的波前分布，用于补偿对应的波像差，专利中提到可以用于补偿Z5，Z12和Z11面型；通常来讲，这种对镜片轴向边缘位置施加相反方向的力而产生的等厚变形的表面面型与透射波前的比值在15:1以下，也就是说镜片非常大的等厚表面变形量才能得到较小的波前改变，镜片内部会产生非常大的应力，会使镜片材料内部产生密度差异，导致材料发生应力双折射，补偿过程产生其它像差改变，使像差补偿效果大大降低，同时由于镜片承受了非常大的作用力，镜片很容易产生塑性变形，这个时候就需要对主动变形机构进行一次标定和维护，一般是通过对光瞳附近的镜片单个面抛光来补偿，工序繁琐。
技术实现思路
本专利技术提供了一种物镜像差校正物镜像差校正镜，用以解决现有像差补偿装置补偿效果差、装置结构复杂的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种物镜像差校正镜，包括相连的压力控制装置和镜头，所述镜头包括第一平板薄透镜、第二平板薄透镜、镜筒、第一隔圈、第二隔圈、第一压圈和第二压圈，所述第一平板薄透镜和所述第二平板薄透镜沿光线入射方向依次设置在所述镜筒内，所述第一平板薄透镜、所述第二平板薄透镜和所述镜筒的内壁围成填充区域，所述压力控制装置连通所述填充区域，用于调节所述填充区域内的压力，所述第一平板薄透镜靠近所述填充区域的一侧设有与所述镜筒内壁固定连接的所述第一隔圈，所述第二平板薄透镜靠近所述填充区域的一侧设有与所述镜筒内壁固定连接的所述第二隔圈，所述第一平板薄透镜远离所述填充区域的一侧设有与所述镜筒固定连接的所述第一压圈，所述第二平板薄透镜远离所述填充区域的一侧设有与所述镜筒固定连接的所述第二压圈。作为优选，所述压力控制装置包括液管和液压控制装置，所述液管一端连通所述填充区域，另一端连接所述液压控制装置。作为优选，所述第一隔圈和所述第二隔圈均为环状支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均为环状压块，所述环状支撑块与所述环状压块位置对应，且均设置在与所述光线入射方向平行的轴线上。作为优选，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括沿周向均匀设置成环状的多个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括沿周向均匀设置成环状的多个压块，所述支撑块与所述压块位置对应，且均设置在与所述光线入射方向平行的轴线上。作为优选，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括两个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括两个压块，所述两个支撑块分设在物镜坐标系的Y轴正向和Y轴负向，或所述两个支撑块分设在所述物镜坐标系的X轴正向和X轴负向。作为优选，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括两个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括两个压块，所述两个支撑块分设在物镜坐标系的第一象限和第三象限，或所述两个支撑块分设在所述物镜坐标系的第二象限和第四象限，且所述两个支撑块与所述物镜坐标系的轴线成45度角。作为优选，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括三个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括三个压块，所述三个支撑块中的一个支撑块位于物镜坐标系的X轴上。作为优选，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括三个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括三个压块，所述三个支撑块中的一个支撑块位于物镜坐标系的Y轴上。作为优选，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括四个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括四个压块，所述四个支撑块分设在物镜坐标系的X轴正向、X轴负向、Y轴正向及Y轴负向上。作为优选，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括四个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括四个压块，所述四个支撑块分设在物镜坐标系的四个象限中，且所述四个支撑块与所述物镜坐标系中的轴线成22.5度角。作为优选，所述第一平板薄透镜与所述镜筒之间以及所述第二平板薄透镜与所述镜筒之间采用密封软胶密封。本专利技术采用的技术方案，所述物镜像差校正镜通过液压控制装置分别使所述第一平板薄透镜和所述第二平板薄透镜产生非等厚变形，固定所述第一平板薄透镜和所述第二平板薄透镜的所述压块和所述支撑块的分布不同，所述第一平板薄透镜和所述第二平板薄透镜变形后产生不同的面型，所述物镜像差校正镜结构简单，并且应用于物镜中，可以用于校正物镜的像差，根据泽尼克多项式中的面型分布，设置所述第一平板薄透镜和所述第二平板薄透镜的固定方式，可以产生相应的泽尼克多项式中的面型，实现对物镜在像面产生对应常数项相应的泽尼克像差改变的实时调整。本专利技术还公开了一种采用上述物镜像差校正镜的像差校正方法，其步骤如下：步骤1：根据所述物镜的成像得到所述物镜存在的Zernike常数项像差；步骤2：若所述物镜的Zernike像差中Z4呈现视场的二阶场曲，则所述物镜像差校正镜中的所述第一隔圈和所述第二隔圈选为环状支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈选为环状压块，所述环状压块与所述环状支撑块位置对应，且均设置在与所述光线入射方向平行的轴线上，将调整好的所述物镜像差校正镜安装在靠近所述物镜的物面或像面处，转向步骤9；步骤3：若所述投影物镜的Zernike像差中的Z5呈现视场的常数项0°或90°的像散，则所述物镜像差校正镜中的所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括两个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括两个压块，所述两个支撑块分设在物镜坐标系的Y轴正向和Y轴负向，或所述两个支撑块分设在所述物镜坐标系的X轴正向和X轴负向，所述压块与所述支撑块位置对应，且均设置在与所述光线入射方向平行的轴线上，将调整好的所述物镜像差校正镜安装在靠近所述物镜的光瞳位置处，转向步骤9；步骤4：若所述投影物镜的Zernike像差中的Z6呈现视场的常数项±45°的像散，则所述物镜像差校正镜中的所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括两个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括两个压块，所述两个支撑块分设在物镜坐标系的第一象限和第三象限，或所述两个支撑块分设在所述物镜坐标系的第二象限和第四象限，且所述两个支撑块与所述物镜坐标系的轴线成45度角，所述压块与所述支撑块位置对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物镜像差校正镜，其特征在于，包括相连的压力控制装置和镜头，所述镜头包括第一平板薄透镜、第二平板薄透镜、镜筒、第一隔圈、第二隔圈、第一压圈和第二压圈，所述第一平板薄透镜和所述第二平板薄透镜沿光线入射方向依次设置在所述镜筒内，所述第一平板薄透镜、所述第二平板薄透镜和所述镜筒的内壁围成填充区域，所述压力控制装置连通所述填充区域，用于调节所述填充区域内的压力，所述第一平板薄透镜靠近所述填充区域的一侧设有与所述镜筒内壁固定连接的所述第一隔圈，所述第二平板薄透镜靠近所述填充区域的一侧设有与所述镜筒内壁固定连接的所述第二隔圈，所述第一平板薄透镜远离所述填充区域的一侧设有与所述镜筒固定连接的所述第一压圈，所述第二平板薄透镜远离所述填充区域的一侧设有与所述镜筒固定连接的所述第二压圈。

【技术特征摘要】
1.一种物镜像差校正镜，其特征在于，包括相连的压力控制装置和镜头，所述镜头包括第一平板薄透镜、第二平板薄透镜、镜筒、第一隔圈、第二隔圈、第一压圈和第二压圈，所述第一平板薄透镜和所述第二平板薄透镜沿光线入射方向依次设置在所述镜筒内，所述第一平板薄透镜、所述第二平板薄透镜和所述镜筒的内壁围成填充区域，所述压力控制装置连通所述填充区域，用于调节所述填充区域内的压力，所述第一平板薄透镜靠近所述填充区域的一侧设有与所述镜筒内壁固定连接的所述第一隔圈，所述第二平板薄透镜靠近所述填充区域的一侧设有与所述镜筒内壁固定连接的所述第二隔圈，所述第一平板薄透镜远离所述填充区域的一侧设有与所述镜筒固定连接的所述第一压圈，所述第二平板薄透镜远离所述填充区域的一侧设有与所述镜筒固定连接的所述第二压圈。2.根据权利要求1所述的物镜像差校正镜，其特征在于，所述压力控制装置包括液管和液压控制装置，所述液管一端连通所述填充区域，另一端连接所述液压控制装置。3.根据权利要求1所述的物镜像差校正镜，其特征在于，所述第一隔圈和所述第二隔圈均为环状支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均为环状压块，所述环状支撑块与所述环状压块位置对应，且均设置在与所述光线入射方向平行的轴线上。4.根据权利要求1所述的物镜像差校正镜，其特征在于，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括沿周向均匀设置成环状的多个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括沿周向均匀设置成环状的多个压块，所述支撑块与所述压块位置对应，且均设置在与所述光线入射方向平行的轴线上。5.根据权利要求4所述的物镜像差校正镜，其特征在于，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括两个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括两个压块，所述两个支撑块分设在物镜坐标系的Y轴正向和Y轴负向，或所述两个支撑块分设在所述物镜坐标系的X轴正向和X轴负向。6.根据权利要求4所述的物镜像差校正镜，其特征在于，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括两个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括两个压块，所述两个支撑块分设在物镜坐标系的第一象限和第三象限，或所述两个支撑块分设在所述物镜坐标系的第二象限和第四象限，且所述两个支撑块与所述物镜坐标系的轴线成45度角。7.根据权利要求4所述的物镜像差校正镜，其特征在于，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括三个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括三个压块，所述三个支撑块中的一个支撑块位于物镜坐标系的X轴上。8.根据权利要求4所述的物镜像差校正镜，其特征在于，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括三个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括三个压块，所述三个支撑块中的一个支撑块位于物镜坐标系的Y轴上。9.根据权利要求4所述的物镜像差校正镜，其特征在于，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括四个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括四个压块，所述四个支撑块分设在物镜坐标系的X轴正向、X轴负向、Y轴正向及Y轴负向上。10.根据权利要求4所述的物镜像差校正镜，其特征在于，所述第一隔圈和所述第二隔圈均包括四个支撑块，所述第一压圈和所述第二压圈均包括四个压块，所述四个支撑块分设在物镜坐标系的四个象限中，且所述四个支撑块与所述物镜坐标系中的轴线成22.5度角。11.根据权利要求1所述的物镜像差校正镜，其特征在于，所述第一平板薄透镜与所述镜筒之间以及所述第二平板薄透镜与所述镜筒之间采用密封软胶密封。12.一种采用如权利要求1所述的物镜像差校正镜的物镜像差校正方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据所述物镜的成像得到所述物镜存在的Zernike常数项像差；步骤2：若所述物镜的Zernike像差中Z4呈现视场的二阶场曲，则所述物镜像差校正镜中的所述第一隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭银章，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31