一种像质补偿装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种像质补偿装置及方法，该装置包括物镜单元、像质补偿单元和用于检测所述物镜单元的像质的像质检测单元，所述像质补偿单元包括设于所述物镜单元光路中的薄膜反射模块以及分别与所述像质检测单元和薄膜反射模块连接的变形控制模块。根据像质检测单元检测到的物镜单元的像质数据获得薄膜反射模块上不同位置的调整量，变形控制模块根据薄膜反射模块上不同位置的调整量对其进行垂向调整，以得到所需的面型，本发明专利技术可以很精确的补偿所有大范围像差随视场分布的常数项，且完全避免了在传统主动变形机构中进行像质补偿时，需要很大外力对厚度比较大镜片产生所需面型中调整精度不高、调整量不准确等问题。

A Image Quality Compensation Device and Method

The invention discloses an image quality compensation device and method, which comprises an objective lens unit, an image quality compensation unit and an image quality detection unit for detecting the image quality of the objective lens unit. The image quality compensation unit comprises a film reflection module arranged in the optical path of the objective lens unit and a deformation control module connected with the image quality detection unit and the film reflection module respectively. According to the image quality data of the object lens unit detected by the image quality detection unit, the adjustments of different positions on the film reflection module are obtained, and the deformation control module is vertically adjusted according to the adjustments of different positions on the film reflection module to obtain the required surface shape. The present invention can accurately compensate the constant terms of all large range aberrations with the field of view distribution, and completely avoids in-transit. When image quality compensation is carried out in the traditional active deformation mechanism, a large external force is needed to produce problems such as inaccurate adjustment accuracy and inaccurate adjustment amount in the required surface shape of lenses with large thickness ratio.

【技术实现步骤摘要】
一种像质补偿装置及方法
本专利技术涉及光刻
，具体涉及一种像质补偿装置及方法。
技术介绍
在半导体封装技术中，用于制造集成电路芯片的光刻物镜通常具有高分辨率、大焦深以实现高集成度芯片的制备。同时，还要求投影曝光用的光学成像系统具有良好的像质补偿能力，以满足芯片制备时曝光区域的像质要求。随着光刻成像技术不断提高，芯片的特征尺寸在不断的缩小的同时，对光学系统中产生的像差要求更为苛刻。因此，提高光学成像系统像质质量，是制备综合性能良好芯片的关键因素。目前由于光学镜片材料均匀性，面型加工公差，以及装配公差等等，使得前道光刻投影物镜的装调难度大，以及在曝光状态下光刻投影物镜的热变形以及热折变引起的非对称像差大，并且很难补偿，严重影响了光刻投影物镜的曝光产率。实际应用中在曝光不用线条图案时需要不用的光瞳以及不同补偿策略以达到像质最优，目前光刻投影物镜像质补偿情况主要有以下几种：一是采用选择补偿器，即通过选择可动镜片对热效应进行补偿，但可动镜片对于非对称性像差的补偿能力差，可补偿项较为局限，无法满足补偿所有像差的能力。二是在镜片边缘增加热阻机构，使高热量位置具有高的导热率，低热量位置具有低的导热率，从而镜片表面具有对称的热分布，从而具有对称的热变形和热折射变，同时引起对称的像差分布，但由于控制温差较大，导致控制难度大。三是在透镜上布置导线，通过加热电阻丝的方式改变镜片面型达到像差补偿目。为了不影响像质质量，电阻丝的直径需要小于1微米。该技术用于1.35NA光学系统中，用于改善非对称的照明模式在光瞳附近镜片上的非对称的热分布。但如何将导线集成到镜片当中，同时不影响入射光通过难度较大；同时在控制器和驱动器方面也有较大难度。四是在反射镜上安装薄膜压电单元，通过加力的方式改变镜片面型。镜面形状的控制通过机械驱动(压电驱动)和实时位置传感器进行检测，从而精确和快速反应像差控制。该技术用于1.35NA光学系统中。但通过薄膜压电单元来改变面型修正像差，需增加很多冷却装置、温度控制装置及温度检测装置，导致整个装置的结构比较复杂。五是通过旋转热补偿组和平板组合的角度产生不同的面型对热效应进行补偿，但热补偿组的特殊镜片面型加工和检测难度高。六是通过主动变型机构产生外力驱动镜片发生形变，改变镜片面型，实现热效应补偿，但可补偿项较为局限，如图1所示，传统的薄膜反射镜9如图1所示，一般使用聚酯亚胺材料作为基底，在基底上方镀铝作为反射面，下方的每一个静电驱动单元10对薄膜反射镜9控制点的作用力与作用范围不精确，不可能生成期望的补偿面型，并且静电的驱动有限，限制的补偿面型的补偿范围。
技术实现思路
本专利技术提供了一种像质补偿装置及方法，以解决现有技术中存在的对于非对称性像差的补偿能力差，可补偿项较为局限，无法满足补偿所有像差的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种像质补偿装置，包括物镜单元、像质补偿单元和用于检测所述物镜单元的像质的像质检测单元，所述像质补偿单元包括设于所述物镜单元光路中的薄膜反射模块以及分别与所述像质检测单元和薄膜反射模块连接的变形控制模块。进一步的，所述物镜单元包括交叉设置的第一反射镜、第二反射镜以及设于所述第一反射镜和第二反射镜下方且由上至下依次排列的第一透镜至第六透镜。进一步的，所述薄膜反射模块设于所述第六透镜下方的孔径光阑位置处。进一步的，所述薄膜反射模块为具有镀金反射层的薄膜变形镜。进一步的，所述变形控制模块包括若干静电驱动器，分别对薄膜反射模块不同位置施加静电驱动力以实现其面型改变。进一步的，所述静电驱动器包括设于所述薄膜反射模块下方且以薄膜反射模块为基底的圆锥形电极基座和与所述圆锥形电极基座匹配的中空圆锥形电极基座。进一步的，所述中空圆锥形电极基座与圆锥形电极基座的匹配距离为10um。进一步的，所述圆锥形电极基座和中空圆锥形电极基座中圆锥的底面直径为80um，高度为100um。进一步的，所述静电驱动器设于所述薄膜反射模块下方，且相邻静电驱动器的中心间距为30um。本专利技术还提供一种上述的像质补偿装置的补偿方法，包括以下步骤：S1:通过像质检测单元对物镜单元的像质进行检测，得到像面多个点对应的Zernike系数1到37项的数值；S2:根据Zernike系数的分布值进行二维多项式拟合，计算得到全视场下每个Zernike系数随视场分布的常数项，并将其转化为薄膜反射模块上不同位置的调整量；S3:所述变形控制模块根据对应的调整量带动薄膜反射模块上不同位置进行调整，以产生新的面型；S4：重复上述步骤S1-S3，直至全视场下每个Zernike系数随视场分布的常数项趋于0。进一步的，所述步骤S2包括以下步骤：S21：根据像面多个点对应的Zernike系数1到37项的数值计算出每个波前(WFE)Zernike系数随视场分布的常数项；S22：在光阑位置薄膜反射镜的面型是波前的二倍，根据灵敏度表转换关系，由波前(WFE)Zernike系数转换到薄膜反射镜面型的Zernike系数；S23：将上述孔径光阑处薄膜反射镜模块面型Zernike系数常数项用公式1Zernike多项式进行面型还原，计算出任意视场坐标点(x,y)下的变形量Z，Z即为整列变形控制模的位移调整量。进一步的，所述步骤S3具体为，通过多个静电驱动器，根据薄膜反射模块上不同位置对应的调整量，产生静电力的作用，使其产生上下移动以产生新的面型。进一步的，所述静电驱动器通过中空圆锥形电极基座与圆锥形电极基座匹配使用，对圆锥形电极基座下方带静电的圆锥突起部进行库伦力的作用，从而控制薄膜反射模块对应位置沿垂向运动。本专利技术提供的像质补偿装置及方法，该装置包括物镜单元、像质补偿单元和用于检测所述物镜单元的像质的像质检测单元，所述像质补偿单元包括设于所述物镜单元光路中的薄膜反射模块以及分别与所述像质检测单元和薄膜反射模块连接的变形控制模块。根据像质检测单元检测到的物镜单元的像质数据获得薄膜反射模块上不同位置的调整量，变形控制模块根据薄膜反射模块上不同位置的调整量对其进行垂向调整，以得到所需的面型，本专利技术可以很精确的补偿所有大范围像差随视场分布的常数项，且完全避免了在等厚变形机构中进行像质补偿时，需要很大外力对厚度比较大镜片产生所需面型中调整精度不高、调整量不准确等问题。附图说明图1是传统薄膜反射镜和静电驱动单元的结构示意图；图2是本专利技术一具体实施例中像质补偿装置的结构示意图；图3是本专利技术一具体实施例中物镜单元的光路示意图；图4是本专利技术一具体实施例中薄膜反射模块和静电驱动器的结构示意图；图5是本专利技术一具体实施例中薄膜反射模块上不同位置处的调整量的二维示意图；图6是本专利技术一具体实施例中薄膜反射模块上不同位置处的调整量的三维示意图。图1中所示：9、薄膜反射镜；10、静电驱动单元；图2-6中所示：1、物镜单元；2、像质补偿单元；21、薄膜反射模块；22、变形控制模块；23、静电驱动器；231、圆锥形电极基座；232、中空圆锥形电极基座；3、像质检测单元；4、第一反射镜；5、第二反射镜；61～66、第一透镜～第六透镜；7、物方位置；8、像方位置。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作详细描述：如图2所示，本专利技术提供一种像质补偿装置，包括物镜单元1、像质补偿单元2和用于检测所述物镜单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种像质补偿装置，其特征在于，包括物镜单元、像质补偿单元和用于检测所述物镜单元的像质的像质检测单元，所述像质补偿单元包括设于所述物镜单元光路中的薄膜反射模块以及分别与所述像质检测单元和薄膜反射模块连接的变形控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种像质补偿装置，其特征在于，包括物镜单元、像质补偿单元和用于检测所述物镜单元的像质的像质检测单元，所述像质补偿单元包括设于所述物镜单元光路中的薄膜反射模块以及分别与所述像质检测单元和薄膜反射模块连接的变形控制模块。2.根据权利要求1所述的像质补偿装置，其特征在于，所述物镜单元包括交叉设置的第一反射镜、第二反射镜以及设于所述第一反射镜和第二反射镜下方且由上至下依次排列的第一透镜至第六透镜。3.根据权利要求2所述的像质补偿装置，其特征在于，所述薄膜反射模块设于所述第六透镜下方的孔径光阑位置处。4.根据权利要求1所述的像质补偿装置，其特征在于，所述薄膜反射模块为具有镀金反射层的薄膜变形镜。5.根据权利要求1所述的像质补偿装置，其特征在于，所述变形控制模块包括若干静电驱动器，分别对薄膜反射模块不同位置施加静电驱动力以实现其面型改变。6.根据权利要求5所述的像质补偿装置，其特征在于，所述静电驱动器包括设于所述薄膜反射模块下方且以薄膜反射模块为基底的圆锥形电极基座和与所述圆锥形电极基座匹配的中空圆锥形电极基座。7.根据权利要求6所述的像质补偿装置，其特征在于，所述中空圆锥形电极基座与圆锥形电极基座的匹配距离为10um。8.根据权利要求6所述的像质补偿装置，其特征在于，所述圆锥形电极基座和中空圆锥形电极基座中圆锥的底面直径为80um，高度为100um。9.根据权利要求5所述的像质补偿装置，其特征在于，所述静电驱动器设于所述薄膜反射模块下方，且相邻静电驱动器的中心间距为30um。10.一种如权利要求1所述的像质补偿装置的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:通过像质检测单元对物镜单元的像质进行检测，得到像...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩建，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