光刻投影物镜光学元件运动学支撑结构的设计与分析
2012-10-30倪明阳
中国光学 2012年5期
倪明阳 ,巩 岩
(中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,吉林 长春130033)
1 引 言
随着半导体工业对深紫外光刻投影物镜分辨率的要求不断提高,深紫外光刻投影物镜的数值孔径和光学元件口径越来越大,使光学系统对支撑结构的机械加工精度、外界应力及环境变化的影响愈加敏感[1-2]。193 nm 深紫外光源长时间曝光累积的热量引起的物镜内光学元件温度变化以及外界应力的传入都会影响光学元件表面面形,导致光刻机成像质量下降,使其无法达到应有的分辨率。深紫外光刻投影物镜光学元件的支撑结构不仅仅要满足定位精度的要求,还应能够补偿外界应力、温度变化等因素对像差造成的不良影响。传统的高精度光学元件采用胶粘支撑方式,温度变化时,胶点本身的弹性在一定程度上可以减轻光学元件和镜框材料线膨胀系数不匹配导致的差分膨胀,但是,由于胶点厚度的限制,这种补偿效果有限,并且胶粘支撑方式无法消除外界应变的影响。因而,传统的支撑方式已经难以满足高精度光刻投影物镜对光学元件面形精度的要求[3]。
2010 年,国内提出一种用于空间光学遥感器反射镜的柔性支撑结构[5],该结构采用在镜框内壁加工出径向柔性弹片的方式,能够对温度变形做一定的补偿,在力-热耦合状态下反射镜面形的PV 值为59.03 nm,RMS 值为9.11 nm。提出的另一种无隙支撑方式可应用在空间光学遥感器的次镜上[6],解决了温度变化范围较大时各胶点热应力对面形影响的不可逆问题,反射镜镜面面形小于0.02λ。……
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