【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热致像差分析，尤其涉及一种高精度图像位置对准测量镜头的热致像差分析方法。
技术介绍
1、微电子技术以及纳米科技技术的飞速发展正在持续引领着以光刻工艺为主导的微纳制造技术的革新进程。这种创新成果已逐步成为衡量国家科技竞争实力的关键成像性能之一。对准技术是光刻过程中的关键子模块技术之一，对准技术直接决定套刻后的最终效果。当前，尖端光刻设备所能实现的特征尺寸已经达到10nm以下级别，光刻机套刻精度为特征尺寸的1/3，对准测量精度又约为光刻机套刻精度的1/5-1/3。鉴于上述对准精度的基本需求，具有极高精度的光刻对准技术受到高度关注，对于光刻机图像位置对准成像系统，主要包含掩膜的预对准和定位、晶圆的预对准、掩膜工作台与晶圆工作台的对准及掩膜与晶圆的对准四个部分，而当前的对准技术大多采用大体积、低精度的工作模式，而基于视频图像的对准技术凭借其操作简单、精度高和鲁棒性高等优势，被认为是一种极具实际应用前景的对准技术。尽管已有大量相关研究成果发表，但这些研究主要聚焦于提升测量的灵敏度和准确度，没有探讨多环境因素耦合对光刻对准精度的潜在影响。实际上，基于视频图像的对准技术在很大程度上取决于光刻机图像位置对准成像系统的性能表现，且与环境因素存在密切联系。
2、针光刻机图像位置对准成像系统对于高精度光学性能分析技术日益增长的需求，每一个光学镜片在选材、设计、制造、调试以及装配等各个环节中所执行的标准必须极其严谨。在光刻机图像位置对准成像系统装配的过程中，光学镜片自身重量、装夹方式、支撑结构等因素所引发的面形误差，将对光刻机
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术创造旨在提供一种高精度图像位置对准测量镜头的热致像差分析方法，以解决目前基于视频图像的对准方法，其成像性能易受环境影响的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：
3、一种高精度图像位置对准测量镜头的热致像差分析方法，包括如下步骤：
4、s1.几何光学建模：在comsol软件中构建双远心镜头的几何光学模型；
5、s2.固体力学结构建模：在comsol软件中基于双远心镜头及用于固定双远心镜头的镜筒构建固体力学结构模型；
6、；
7、式中，为初始质量密度，为结构位移，梯度运算符是相对于材料坐标的，为变形梯度，为第二piola-kirchhoff应力张量，为当前状态下的体应力分量；
8、s3.传热建模：在comsol软件中构建传热模型；
9、；
10、式中，为恒定应力下的比热容，为平移运动的速度矢量，为传导热通量，为辐射热通量，为热膨胀系数，为外部热源。
11、s4.光学色散建模：在comsol软件中构建光学色散模型；
12、；
13、；
14、式中，为透镜的折射率，为环境温度，为热光系数；为折射率随温度变化的表达式，通过对热光系数的色散公式进行积分得出；为温差，为计算温差的参考温度，为热光色散系数；
15、s5.光学与力学耦合计算：利用双远心镜头的几何光学模型、固体力学结构模型、传热模型、光学色散模型进行双向耦合光线追踪以及参数化扫描，分别对仅添加几何光学接口以及同时添加几何光学接口和固体力学接口的两种情形进行计算，获得第一计算结果和第二计算结果；
16、s6.计算结果分析：借助点列图、移焦量和波前像差对第一计算结果和第二计算结果进行对比分析，评估双远心镜头的成像性能。
17、进一步的，双远心镜头采用非对称分布的前透镜组和后透镜组，前透镜组与后透镜组分别包括五片透镜，双远心镜头的像距为20mm，双远心镜头的物距为80mm。
18、进一步的，通过求解一组耦合的一阶常微分方程计算光线轨迹，实现双向耦合光线追踪：
19、；
20、；
21、式中，表示光线位置，表示波矢量，表示角频率，t表示时间；
22、波矢量和角频率的关系为
23、；
24、式中，表示真空中的光速；
25、当光线进入和离开透镜时，发生折射：
26、；
27、式中，为进入透镜之前的介质的折射率，为透镜的折射率，和分别是光线的入射角和折射角。
28、进一步的，当仅添加几何光学接口时，第一计算结果仅考虑温度漂移引起的折射率变化对双远心镜头的成像性能影响；当同时添加几何光学接口和固体力学接口时，第二计算结果考虑温度漂移引起的折射率变化与热膨胀耦合后对双远心镜头的成像性能影响。
29、进一步的，根据第一计算结果，获取仅考虑温度漂移引起折射率变化的点列图，得到不同温度下的rms、焦移量和波前像差；根据第二计算结果，获取折射率变化与热膨胀耦合后的点列图，得到不同温度下的rms、焦移量和波前像差。
30、与现有技术相比，本专利技术创造能够取得如下有益效果：
31、基于多物理场分析思路，构建双远心镜头的几何光学模型、固体力学结构模型、传热模型、光学色散模型进行多物理场耦合，由于各个模型的本质是多维度和多尺度的，因此在将结构力学、传热、色散等物理因素耦合后，能够得到不同物理场的叠加效果，从而实现不同环境因素对双远心镜头成像性能影响的分析。
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1.一种高精度图像位置对准测量镜头的热致像差分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高精度图像位置对准测量镜头的热致像差分析方法，其特征在于，双远心镜头采用非对称分布的前透镜组和后透镜组，前透镜组与后透镜组分别包括五片透镜，双远心镜头的像距为20mm，双远心镜头的物距为80mm。
3.根据权利要求1所述的高精度图像位置对准测量镜头的热致像差分析方法，其特征在于，通过求解一组耦合的一阶常微分方程计算光线轨迹，实现双向耦合光线追踪：
4.根据权利要求3所述的高精度图像位置对准测量镜头的热致像差分析方法，其特征在于，当仅添加几何光学接口时，第一计算结果仅考虑温度漂移引起的折射率变化对双远心镜头的成像性能影响；当同时添加几何光学接口和固体力学接口时，第二计算结果考虑温度漂移引起的折射率变化与热膨胀耦合后对双远心镜头的成像性能影响。
5.根据权利要求3所述的高精度图像位置对准测量镜头的热致像差分析方法，其特征在于，根据第一计算结果，获取仅考虑温度漂移引起折射率变化的点列图，得到不同温度下的RMS、焦移量和波前像差；根据第
...【技术特征摘要】
1.一种高精度图像位置对准测量镜头的热致像差分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高精度图像位置对准测量镜头的热致像差分析方法，其特征在于，双远心镜头采用非对称分布的前透镜组和后透镜组，前透镜组与后透镜组分别包括五片透镜，双远心镜头的像距为20mm，双远心镜头的物距为80mm。
3.根据权利要求1所述的高精度图像位置对准测量镜头的热致像差分析方法，其特征在于，通过求解一组耦合的一阶常微分方程计算光线轨迹，实现双向耦合光线追踪：
4.根据权利要求3所述的高精度图像位置对准测量镜头的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金成，侯思远，刘丽琴，王孝坤，韩雨峰，冯健飞，王玉坤，张爽爽，丁悦，宋俊伟，刘忠凯，蔡梦雪，李凌众，张学军，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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