[发明专利]像差补偿装置和方法、光刻投影物镜及其像差补偿方法

说明书

本发明公开了一种像差补偿装置和方法、光刻投影物镜及其像差补偿方法，该像差补偿装置用于对一光学成像系统进行像差补偿和校正，所述像差补偿装置包括磁流变液反射镜、用于调整所述磁流变液反射镜的磁场发生装置、波前探测器及与所述波前探测器连接的计算机控制器，所述波前探测器和磁流变液反射镜沿光路依次设置在所述光学成像系统中。本发明通过设置磁流变液反射镜，其通过改变磁流变液中磁体的位置改变反射镜面型，以实现对像质的补偿，并且可以在补偿所有像差的同时不引起任何像差的增加；本发明选择磁流变液反射镜，可以通过调整磁流变液中磁体的位置改变反射镜的形状，进而生成任何新的高阶Zernike补偿面型，无串扰影响。

技术领域

本发明涉及像差补偿，特别涉及一种像差补偿装置和方法、光刻投影物镜及其像差补偿方法。

背景技术

目前在半导体封装领域，半导体制作及封装集成技术飞速发展，对制造集成电路芯片的光刻物镜提出了更高的要求。只有投影曝光用的光学成像系统具有良好的像质补偿能力，才能使芯片制备时曝光区域的像质满足要求。集成电路芯片的尺寸在不断做小，要求光刻投影物镜的分辨率和成像质量不断提高，因此光刻投影物镜的像差指标需要不断收严。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。

目前高精度的光刻投影物镜的装调难度大，曝光状态下，由于外界环境的干扰以及镜片材料的双折射等多种因素的影响，导致光刻投影物镜像差的像质变差，需要对像质进行补偿，满足最终芯片的制造要求。现阶段主要通过对机械和环境提出严格的装配应力指标和环境控制，但该方案很难实现。

光刻投影物镜像质补偿方案主要有以下几种：

一：在镜片边缘增加热阻机构，通过在高热量位置安装具有高的导热率机构，低热量位置安装具有低的导热率机构，实现镜片表面具有对称的热分布，这样使投影物镜具有对称的热变形和热折射变，这样补偿了由热引进的不对称像质，最终的像质分布中只有对称的像差，利于补偿。但由于控制温差较大，所以控制的难度很大。

二：传统形式的像质补偿是通过选择补偿器，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，可补偿的像质项较为局限，无法满足补偿所有像差的能力。

三：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)和实时位置传感器检测，精确和快速反应像差控制，但是此装置中增加很多冷却装置、温度控制装置及温度检测装置，所以整个装置的结构比较复杂。

四：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。

五：通过主动变型机构(ALE)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，但可补偿项较少，较为局限。

发明内容

本发明提供一种像差补偿装置和方法、光刻投影物镜及其像差补偿方法，以实现对热效应引起的非对称性像差进行实时补偿。

为解决上述技术问题，本发明提供一种像差补偿装置，用于对一光学成像系统进行像差补偿和校正，所述像差补偿装置包括磁流变液反射镜、用于调整所述磁流变液反射镜的磁场发生装置、波前探测器及与所述波前探测器连接的计算机控制器，所述波前探测器和磁流变液反射镜沿光路依次设置在所述光学成像系统中。

作为优选，所述磁流变液反射镜包括：可变形反射镜和与所述可变形反射镜一体式设置的磁流变液。

作为优选，所述磁流变液包括铁磁性易磁化颗粒、母液油和稳定剂。

本发明还提供一种光刻投影物镜，包括沿光路依次设置的第一投影物镜组、所述的像差补偿装置和第二投影物镜组。

作为优选，所述磁场发生装置包括电磁线圈和与所述电磁线圈连接的电流控制装置。