没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
温馨提示
为了对光刻物镜的像差进行补偿,设计了一种主动液体透镜,并分析了该主动液体透镜变形过程中的像差变化特性。用去离子水、氟化锂设计了一种主动液体透镜,在考虑重力及静水压力的情况下,分别计算了一点至六点均布、各点均匀施加载荷作用下镜片的变形;然后对变形镜片的挠度进行了Zernike多项式拟合,得到了各标准Zernike多项式系数所表示的像差与机械挤压力之间的函数关系。计算表明:主动液体透镜的各标准Zernike多项式系数值随受力大小呈强线性关系;除一点受力变形外,在多点受力变形情况下主动液体透镜像差的前三项均为piston,defocus及n-foil;主动液体透镜对piston项及defocus项这两种像差的调节能力随受力点的增加有增强趋势,而对其他类型像差的调节能力则呈下降趋势。
资源推荐
资源详情
资源评论
书书书
第
31
卷
第
12
期
光
学
学
报
Vol.31
,
No.12
2011
年
12
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
犇犲犮犲犿犫犲狉
,
2011
光刻物镜中主动液体透镜的像差特性研究
袁文全
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
)
摘要
为了对光刻物镜的像差进行补偿,设计了一种主动 液 体 透 镜,并 分 析 了 该 主 动 液 体 透 镜 变 形 过 程 中 的 像 差
变化特性。用去离子水、氟化锂设计了一种主动液体透镜,在考虑重力及静水压 力 的 情 况 下,分别计算了一点至六
点均布、各点均匀施加载荷作用下镜片的变形;然后对变 形 镜 片 的 挠 度 进 行 了
Zernike
多 项 式 拟 合,得 到 了 各 标 准
Zernike
多项式系数所表示的像差与机械挤压力之间的函数关系。计算 表 明:主动液体透镜的各标准
Zernike
多项
式系数值随受力大小呈强线性关系;除一点受力变形外,在多 点 受 力 变 形 情 况 下 主 动 液 体 透 镜 像 差 的 前 三 项 均 为
p
iston
,
defocus
及
nfoil
;主动 液 体 透 镜 对
p
iston
项及
defocus
项这两种像差的调节能力随受力点的增加有 增 强 趋
势,而对其他类型像差的调节能力则呈下降趋势。
关键词
主动光学;自适应光学;主动变形透镜;像差补偿;有限元法;泽尼克多项式拟合
中图分类号
TN305.7
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
犃犗犛201131.1222003
犛狋狌犱
狔
狅狀犆犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳犃犫犲狉狉犪狋犻狅狀狊犳狅狉犪狀犃犮狋犻狏犲犔犻
狇
狌犻犱犔犲狀狊犻狀
犔犻狋犺狅
犵
狉犪
狆
犺犻犮犗犫
犼
犲犮狋犻狏犲犔犲狀狊
犢狌犪狀 犠犲狀
狇
狌犪狀
犌狅狀
犵
犢犪狀
(
犛狋犪狋犲犓犲
狔
犔犪犫狅狉犪狋狅狉
狔
狅
犳
犃
狆狆
犾犻犲犱犗
狆
狋犻犮狊
,
犆犺犪狀
犵
犮犺狌狀犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅
犳
犗
狆
狋犻犮狊
,
犉犻狀犲犕犲犮犺犪狀犻犮狊犪狀犱犘犺
狔
狊犻犮狊
,
犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿
狔
狅
犳
犛犮犻犲狀犮犲狊
,
犆犺犪狀
犵
犮犺狌狀
,
犑犻犾犻狀
130033
,
犆犺犻狀犪
)
犃犫狊狋狉犪犮狋
犐狀狅狉犱犲狉狋狅犮狅犿
狆
犲狀狊犪狋犲犪犫犲狉狉犪狋犻狅狀狊狅犳犾犻狋犺狅
犵
狉犪
狆
犺犻犮狅犫
犼
犲犮狋犻狏犲犾犲狀狊
,
犪狀犪犮狋犻狏犲犾犻
狇
狌犻犱犾犲狀狊犻狊犱犲狏犲犾狅
狆
犲犱
,
犪狀犱
犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狋犺犲犪犫犲狉狉犪狋犻狅狀狊狏犪狉
狔
犻狀
犵
狅犳狋犺犲犪犮狋犻狏犲犾犻
狇
狌犻犱犾犲狀狊犻狊犪狀犪犾
狔
狕犲犱.犜犺犲犪犮狋犻狏犲犾犻
狇
狌犻犱犾犲狀狊犻狊犮狅狀狊狋犻狋狌狋犲犱狅犳
犱犲犻狅狀犻狊犲犱狑犪狋犲狉犪狀犱犔犻犉.犉犻狉狊狋犾
狔
,
犮狅狀狊犻犱犲狉犻狀
犵
狋犺犲
犵
狉犪狏犻狋
狔
犪狀犱犺
狔
犱狉狅狊狋犪狋犻犮
狆
狉犲狊狊狌狉犲
,
狋犺犲犳狅狉犮犲狊犪狉犲犲狏犲狀犾
狔
犪
狆狆
犾犻犲犱狋狅
狅狀犲狋狅狊犻狓
狆
狅犻狀狋狊 狑犺犻犮犺犪狉犲犲
狇
狌犪犾犾
狔
狊犲狋狋犾犲犱
,
犪狀犱狋犺犲犱犲犳犾犲犮狋犻狅狀狅犳犾犲狀狊犻狊犮犪犾犮狌犾犪狋犲犱
;
犛犲犮狅狀犱犾
狔
,
犱犲犳犾犲犮狋犻狅狀狅犳狋犺犲
犱犲犳狅狉犿犪犫犾犲犾犲狀狊犻狊犳犻狋狋犲犱狑犻狋犺犣犲狉狀犻犽犲
狆
狅犾
狔
狀狅犿犻犪犾狊
,
犪狀犱狋犺犲犳狌狀犮狋犻狅狀犪犾狉犲犾犪狋犻狅狀犫犲狋狑犲犲狀狋犺犲犪犫犲狉狉犪狋犻狅狀狊犲狓
狆
狉犲狊狊犲犱犫
狔
狊狋犪狀犱犪狉犱犣犲狉狀犻犽犲
狆
狅犾
狔
狀狅犿犻犪犾狊犪狀犱 犿犲犮犺犪狀犻犮犪犾犳狅狉犮犲狊犻狊犲狊狋犪犫犾犻狊犺犲犱.犜犺犲狉犲狊狌犾狋狊狊犺狅狑 狋犺犪狋
:
狉犲犾犪狋犻狅狀 犫犲狋狑犲犲狀狋犺犲
狊狋犪狀犱犪狉犱犣犲狉狀犻犽犲
狆
狅犾
狔
狀狅犿犻犪犾犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狊狅犳犪犮狋犻狏犲犾犻
狇
狌犻犱犾犲狀狊犪狀犱犳狅狉犮犲狊犪犮狋犲犱狅狀犻狋犻狊狊狋狉狅狀
犵
犾
狔
犾犻狀犲犪狉
;
犉犻狉狊狋狋犺狉犲犲
犪犫犲狉狉犪狋犻狅狀狊狅犳狋犺犲犪犮狋犻狏犲犾犻
狇
狌犻犱犾犲狀狊犪狉犲
狆
犻狊狋狅狀
,
犱犲犳狅犮狌狊
,
犪狀犱狀犳狅犻犾狌狀犱犲狉犿狌犾狋犻
狆
狅犻狀狋狊犳狅狉犮犲狊犲狓犮犲
狆
狋狅狀犲
狆
狅犻狀狋
;
犠犻狋犺
狀狌犿犫犲狉狅犳狋犺犲犳狅狉犮犲
狆
狅犻狀狋狊犻狀犮狉犲犪狊犻狀
犵
,
犱犲犳狅犮狌狊犪狀犱
狆
犻狊狋狅狀狉犲
犵
狌犾犪狋犻狀
犵
犪犫犻犾犻狋犻犲狊狅犳犪犮狋犻狏犲犾犻
狇
狌犻犱犾犲狀狊犪狉犲狅犳犻狀犮狉犲犪狊犻狀
犵
狋狉犲狀犱
,
狑犺犻犾犲狋犺犲狅狋犺犲狉犽犻狀犱狊狅犳犪犫犲狉狉犪狋犻狅狀狊狉犲
犵
狌犾犪狋犻狀
犵
犪犫犻犾犻狋犻犲狊犪狉犲狅犳犱狅狑狀狑犪狉犱狋狉犲狀犱.
犓犲
狔
狑狅狉犱狊
犪犮狋犻狏犲狅
狆
狋犻犮狊
;
犪犱犪
狆
狋犻狏犲狅
狆
狋犻犮狊
;
犪犮狋犻狏犲犱犲犳狅狉犿犪犫犾犲犾犲狀狊
;
犪犫犲狉狉犪狋犻狅狀犮狅犿
狆
犲狀狊犪狋犻狅狀
;
犳犻狀犻狋犲犲犾犲犿犲狀狋犿犲狋犺狅犱
;
犣犲狉狀犻犽犲
狆
狅犾
狔
狀狅犿犻犪犾狊犳犻狋狋犻狀
犵
犗犆犐犛犮狅犱犲狊
220.1000
;
220.1080
;
110.5220
收稿日期:
20110613
;收到修改稿日期:
20110707
基金项目:国家
02
专项基金项目(
2009ZX02005
)资助课题。
作者简介:袁文全(
1982
—),男,硕士,助理研究员,主要研究方向为精密光机结构设计与分析等方面的研究。
Email
:
y
uanwen
q
uan
@
tom.com
1
引
言
高精度投影光刻机的光刻物镜在装配及长时间
工作过程中,会因装配过程中产生的应力、工作过程
中的旋转不对称受 热 而引 起 掩摸 板、镜片 等 光学 元
件的变形,使光路系统产生旋转不对称的像差,从而
导致光刻系统性能下降。解决的方案之一是在光阑
附近添加 一个主 动变形 透镜
[
1
]
,通 过主动 透镜的 变
形来产生像差
,进 而补 偿 系统 像 差。 目 前 较为 流 行
的主动变形透镜是 液 体透 镜,根据 其 结构 型 式和 调
节方式的不同,可分为 机 械式 浸 润透 镜
[
2
,
3
]
、薄膜液
体透 镜
[
4
~
8
]
、电 致 浸 润 透 镜
[
9
]
、双 向 电 泳 透 镜
[
10
~
13
]
和活性水凝 胶 微 透 镜
[
14
]
等。 由 于 这 些 液 体 透 镜 主
要利用液体表面张力的性质进行液体透镜表面的曲
率改变,实现焦距调节,进而改善系统的像质。当液
12220031
光
学
学
报
体透镜的尺寸过大 时,由于 重 力作 用 远大 于 表面 张
力对液体的影响,液 体表 面 会形 成 平面 而 无法 进 行
调节,因此常规的主动液体透镜口径不能太大,一般
在几百微米到十几毫米之间。而对于口径数百毫米
的光刻物镜光学元 件 来说,显然无 法 直接 采 用该 技
术进行像差补偿。当前一种新做法
[
1
]
是在薄膜液体
透镜基础上
,采用刚 度 较大 的 光学 玻 璃薄 板 代替 薄
膜来制成一种大口 径 的主 动 液体 透 镜
,并采用 机 械
方法挤压光学玻璃 薄 板,使透 镜表 面 的面 形 发生 改
变而产生像差,进而实现系统像差补偿。
而在主动液体透镜的像差控制方面,只有了解透
镜在受力情况下的像差变化特性,才能有效地对其像
差进行控制,来准确补偿整个光学系统的像差。另外
由于
Zernike
多项式与光学像差有一定对应关系,并
且容易与光学中惯用的
Seidel
像差函数建立联系,过
去的主动光学元件的设计中,也通常采用
Zernike
多
项式来分析主动光学元件的校正能力
[
15
~
16
]
。但有关
主动光学元件校正过程中的各项
Zernike
多项式系数
与机械调节力之间的对应关系,则研究较少。本文采
用去离子水、氟化锂两种光学材料设计了一种
193nm
深紫外工作波长下的主动液体透镜,分别计算了
1
~
6
点均布、各点均 匀施加 载荷作 用下镜 片的变 形,并
对变形结果进行了
66
项标准
Zernike
多项式拟合,建
立了 该 型 式 液 体 透 镜 在 主 动 调 节 过 程 中 各 标 准
Zernike
多项式系数所表示的像差与机械挤压力之间
的函数关系,并对各标准
Zernike
多项式系数所表示
像差的影响程度作了归纳分析。
2
主动液体透镜像差的分析原理
2.1
主动液体透镜的结构
在进行主 动液体 透镜设 计时,应选择工 作波长
下折射率接近的液 体 介质 及 光学 玻 璃,以尽 量减 小
变形过程中流固界面之间由于折射率不同带来的额
外像差影响,如在
193nm
深紫外工作波长下,去离
子水与氟化锂的折射率均接近
1.44
。因此,以这 两
种材料作为基材设计 了一种
193nm
工作波 长下的
主动液体透镜
。
主动液 体透镜 的结构 简图如 图
1
所示,上下两
块平面圆形薄板状氟化锂玻璃镜片中间充满去离子
水;去离子水通过一个漏斗状储液池与大气相连,其
液面比薄板之间的水层略高;两块镜片之间、下层镜
片与镜框之间均采 用 垫片 连 接,上层 镜片 与 镜框 之
间采用螺纹压圈 压 实,以实 现整 个 结构 的 紧固。多
个机械式促动器安 装 在镜 框 的底 部,通过 促 动器 挤
压下层镜片
,使该镜片产生变形,从而产生像差来进
行系统像差的补偿。由于产生变形使去离子水的液
面变化较小,因此上 层镜 片 因受 力 变化 导 致的 变 形
可忽略不计。另外,该设计中需要注意的是:由于氟
化锂具有一定的水 溶 性,因此 主动 液 体透 镜 内的 去
离子水与外界是连 通 的,并缓 缓流 动 进行 更 新以 保
证其折射率不变
;且整 个 主动 液 体透 镜 结构 作 密封
防漏处理
,以防止去离子水的渗漏。
图
1
主动液体透镜示意图
Fi
g
.1 Sketchofactiveli
q
uidlens
2.2
下层镜片的物理模型
由于主 动液体 镜片的 变形在 下层镜 片上产 生,
其像差也主要由该 镜 片贡 献,因此 研 究该 镜 片的 变
形规律 即 可 获 知 整 个 主 动 液 体 透 镜 的 像 差 特 性。
图
2
为圆柱坐 标 系 下 的 下 层 镜 片 物 理 模 型,该 镜 片
采用薄板结 构 假 设,其 周 围 为 固 支 边 界 条 件,受 到
垂直向下的重力
犌
、去离 子水产 生 的静 水 压力
狇
(
狉
,
θ
)及由一个 或 者 多 个 促 动 器 产 生 的 竖 直 向 上 的 挤
压力
犙
(
狉
,
θ
)。
图
2
下层玻璃薄板的物理模型
Fi
g
.2 Ph
y
sicalmodelofbottomlens
这样,下层玻璃镜片变形的挠度方程可表示为
犇
2
狉
2
+
1
狉
狉
+
1
狉
2
2
θ
( )
2
2
狉
2
+
1
狉
狉
+
1
狉
2
2
θ
( )
2
ω
=
犙
(
狉
,
θ
)
-
犌
-
狇
(
狉
,
θ
), (
1
)
式中
ω
为 下 层 镜 片 的 挠 度,
犇
为 下 层 镜 片 的 刚 度。
而其边界条件为
12220032
剩余6页未读,继续阅读
资源评论
weixin_38506852
- 粉丝: 5
- 资源: 888
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- 机械设计单轴变位机设计sw21非常好的设计图纸100%好用.zip
- 高德地图与58租房程序整合操作指南
- OAI 5G基站配置文件
- (工程项目线上支持)预瞄跟踪控制算法,单点或多点驾驶员模型,横制,纯跟踪算法 carsim和MATLAB Simulink联合仿真 附建模说明书
- 电信10000管家专用测速软件 免安装
- 机械设计等离子反应器sw18可编辑非常好的设计图纸100%好用.zip
- 开心麻花影视作品分析程序操作指南及应用场景
- 机械设计点针式打标设备sw17可编辑非常好的设计图纸100%好用.zip
- 污水处理程序 工厂污水处理控制系统 西门子PLC200smart和上位机wincc(版本号V7.4)污水处理控制系统,带图纸,带分配点位,带管道图,带PLC程序,带上位机程序,上位机画面,真实工程项
- 机械设计电动切割机X_T非常好的设计图纸100%好用.zip
- go+wails 常见加密解密工具集合
- Excel数据分析师程序操作指南与应用实例
- 《初等数论第二版》思维导图
- YouTube最受欢迎的100个频道数据,视频网站频道排行数据,油管视频数据
- 使用 HTML 和 CSS 创建简易且美观的圣诞树网页效果
- labview视觉检测,一个相机,两个相机,抓边,找圆,一套代码任意切 采用halcon模板匹配
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功