CN111381359A - 一种像质补偿装置、光学系统及光刻机 - Google Patents

Abstract

本发明属于光刻技术领域，具体公开了一种像质补偿装置、光学系统及光刻机。其中，像质补偿装置包括：镜座，所述镜座包括环形的调节座，所述调节座的内壁用于连接变形镜，所述调节座的外壁沿周向间隔设置有多个调节凸台；微调机构，能带动所述调节凸台沿所述调节座的轴向方向移动；约束部，设置于相邻两个所述调节凸台之间，所述约束部与所述调节座外壁连接，用于限制所述调节座的移动。光学系统包括上述的像质补偿装置，光刻机包括上述的光学系统。本发明提供的像质补偿装置、光学系统及光刻机，结构简单，调节方便，成本较低。

Description

一种像质补偿装置、光学系统及光刻机

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，尤其涉及一种像质补偿装置、光学系统及光刻机。

背景技术

投影物镜作为光刻机的核心部件，是现代最精密、最复杂的光学系统之一。随着集成电路微缩化的发展，芯片尺寸不断缩小的同时，对投影物镜波像差指标提出了更高的要求。研发具有良好像质补偿能力的光刻投影物镜已成为国内外研究热点之一。

主动变形镜组通过自身镜片面形的改变来补偿光学系统像差，被广泛应用于各类光刻投影物镜中，其主要结构有两种：基于外力驱动的主动变形镜组和基于加热原理的主动变形镜组。

现有技术公开了一种光学系统像质补偿装置，其包括微动镜和多个微调机构，多个微调机构通过改变变形镜的局部面形，实现光学系统像质的补偿。微调机构包括柔性件、驱动器、运动件及传感器；运动件与柔性件连接，并可绕其转动；驱动器推动运动件旋转，使柔性件上下运动；传感器测量柔性件的位移量。现有技术提供的光学系统像质补偿装置，微调机构结构复杂，制造困难，成本较高，且调节麻烦，不利于像质补偿装置的通用化和批量化生产和使用。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种像质补偿装置，提高像质补偿装置的调节精度，简化像质补偿装置的结构，降低像质补偿装置的成本。

本发明的另一目的在于提供一种投影镜组，提高投影镜组的成像精度，降低投影精度的成本。

本发明的又一目的在于提供一种光刻机，提高光刻机的光刻质量，降低光刻成本。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种像质补偿装置，包括：

镜座，所述镜座包括环形的调节座，所述调节座的内壁用于连接变形镜，所述调节座的外壁沿周向间隔设置有多个调节凸台；

微调机构，能带动所述调节凸台沿所述调节座的轴向移动；

约束部，设置于相邻两个所述调节凸台之间，所述约束部与所述调节座外壁连接，用于限制所述调节座的移动。

进一步地，所述微调机构包括：

第一调节组件，其用于向所述调节凸台施加沿所述轴向的第一方向上的作用力，以使所述调节凸台沿所述第一方向发生位移；

第二调节组件，其用于向所述调节凸台施加与所述第一方向相反的第二方向上的作用力，以使所述调节凸台沿所述第二方向发生位移。

进一步地，所述第一调节组件包括：

第一调节块，设置在所述调节凸台的下方，所述第一调节块的上表面具有第一导向斜面，所述第一导向斜面沿所述镜座的径向方向倾斜；

第二调节块，设置在所述第一调节块及所述调节凸台之间，所述第二调节块的上表面能与所述调节凸台抵接，所述第二调节块的下表面具有与所述第一导向斜面配合的第二导向斜面；

第一致动件，所述致动件带动所述第一调节块沿所述径向方向运动。

进一步地，所述第一调节块的一端开设有卡接槽，所述第一致动件的一端伸入所述卡接槽内，且所述第一致动件的末端与所述卡接槽的槽底抵接，所述第一致动件上开设有限位周槽，所述限位周槽的所述卡接槽的槽口卡接。

进一步地，所述第一导向斜面的斜度为1：7～1：30。

进一步地，所述第一调节组件还包括：第一支座，所述第一支座具有第一容置槽，所述第一调节块及所述第二调节块均位于所述第一容置槽内，所述第一支座的一侧槽壁开设有导向孔，所述第一致动件的一端伸入所述导向孔并与所述第一调节块连接。

进一步地，所述导向孔为螺纹孔，所述第一致动件的外周面开设有与所述螺纹孔配合的外螺纹。

进一步地，所述外螺纹的螺距为0.35mm-0.5mm。

进一步地，所述第一容置槽沿所述周向方向的至少一侧延伸有上端开口的限位槽部，所述第二调节块沿所述径向方向的两侧壁分别与所述限位槽部的槽壁抵接，且所述第二调节块能相对所述限位槽部的槽壁沿所述轴向方向滑动。

进一步地，所述第二调节组件包括：

第三调节块，其设置在所述调节凸台的上方，所述第三调节块的下表面具有沿所述径向方向倾斜的第三导向斜面；

第四调节块，其设置在所述调节凸台与所述第三调节块之间，所述第四调节块的上表面具有与所述第三导向斜面配合的第四导向斜面，所述第四调节块的下表面用于与所述调节凸台抵接；

第二致动件，所述第二致动件带动所述第三调节块沿所述径向方向运动。

进一步地，所述镜座还包括：

固定座，其设置在所述调节座的外侧，且所述固定座与所述调节座通过所述约束部连接，所述微调机构与所述固定座连接。

进一步地，所述固定座包括：

安装部，所述微调机构连接在所述安装部上；

连接部，其连接在所述安装部的内侧，且相邻两个所述调节凸台之间均设置有所述连接部，多个所述连接部内表面均位于同一圆周面上，且所述连接部的内表面与所述调节座的外壁之间具有弧形的连接间隙，每个所述连接部均通过对应的所述约束部与所述调节座连接。

进一步地，所述固定座、所述调节座及所述约束部一体成型。

进一步地，所述连接间隙连接所述约束部的一端连通有圆柱孔，所述圆柱孔沿所述轴向方向贯穿所述镜座的两端端面。

进一步地，同一所述连接部上，相邻两个所述圆柱孔的中心连线弧对应的圆心角为3°-10°。

进一步地，所述镜座沿其径向开设有注胶孔，所述注胶孔贯穿所述镜座的内外侧壁，所述注胶孔沿所述镜座的轴向方向均匀间隔设置有多个。

一种光学系统，包括变形镜，所述变形镜连接在如上所述的像质补偿装置内。

一种光刻机，包括如上所述的光学系统。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的像质补偿装置，通过在调节座外侧壁上设置调节凸台，采用微调机构对调节凸台在轴向方向的移动进行调节，可以通过调节凸台的变形移动带动调节座变形，从而使与调节座内圈连接的变形镜的镜面发生改变，结构简单，调节方便；且通过在相邻两个调节凸台之间设置限制调节座局部区域变形的约束部，可以避免调节凸台的变形扩展至调节座整体，实现对调节座的局部变形，从而实现变形镜面形的局部微调，调节精度高。

本发明提供的光学系统，通过采用上述的像质补偿装置，能够提高光学系统的成像精度，简化光学系统的结构，降低光学系统的成本。

本发明提供的光刻机，通过采用上述的光学系统，提供光刻机的光刻品质，简化光刻机的结构，降低光刻机的成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的像质补偿装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的镜座的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的像质补偿结构的俯视图；

图4为图3中A-A向的剖视图；

图5为图3中B-B向的剖视图；

图6为图5中C处的局部放大图；

图7为本发明实施例提供的第一调节组件的结构示意图；

图8为本实施例提供的变形镜对应zernike多项式Z5项的仿真拟合面形图；

图9为本实施例提供的变形镜对应zernike多项式Z6项的仿真拟合面形图。

图中标记如下：

1-镜座；11-调节座；111-调节凸台；112-连接凸台；113-限位部；114-容胶槽；12-固定座；121-连接部；1211-连接端部；1212-连接筒部；122-安装部；13-连接间隙；14-圆柱孔；15-注胶孔；

2-微调机构；21-第一调节组件；211-第一支座；2111-第一容置槽；2112-限位槽部；212-第一调节块；2122-卡接槽；213-第二调节块；214-第一致动件；22-第二调节组件；221-第二支座；222-第三调节块；223-第四调节块；224-第二致动件；

3-约束部；

4-变形镜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的像质补偿装置的结构示意图，如图1所示，本实施例提供了一种像质补偿装置，用于对变形镜4的面形进行微调，从而对变形镜4及其所在的光学系统的像质进行补偿，提高变形镜4及光学成像系统的成像精度，从而提高光刻品质。在本实施例中，变形镜4可以是透镜，也可以使反射镜，镜片形状可以是平面镜，也可以是凹凸镜。

如图1所示，本实施例提供的像质补偿装置基于向变形镜4施加外力驱动而使变形镜4的面形发生改变，其包括：镜座1，包括调节座11和固定座12，调节座11的内圈用于连接变形镜4；微调机构2，设置在固定座12上，并与调节座11连接，以通过向调节座11局部施加力的方式带动调节座11局部相对固定座12发生变形微调，从而使变形传递至与调节座11连接的变形镜4，以改变变形镜4的局部面形；约束部3，设置在相邻两微调机构2之间，对位于相邻两微调机构2中间的调节座11部分的变形进行限制，以使调节座11发生的变形限制在与微调机构2连接的局部区域，而非扩展至整个调节座11，从而能够对变形镜4的局部面形进行细微调整，提高变形镜4调节的精度，使变形镜4的面形调节和像质补偿更具针对性。

具体地，图2为本发明实施例提供的镜座1的结构示意图，如图2所示，镜座1包括调节座11和固定座12，调节座11位于固定座12的内侧。调节座11为环状结构，其内侧用于固定变形镜4，如采用粘接的方式使变形镜4的外侧与调节座11的内侧壁连接。

调节座11的外侧壁沿径向方向向外垂直凸设有调节凸台111，且调节凸台111沿调节座11的周向方向均匀间隔设置有多个。在本实施例中，沿调节座11的周向均匀间隔设置有四个调节凸台111，从而可对变形镜4的Zernike系数在Z5或Z6项的常数项像差进行补偿。在其他实施例中，调节凸台111的数量可以为六个、八个或更多个，以对变形镜4的Zernke系数在Z6以上的高阶常数项像差进行补偿，且在本实施例中，调节凸台111的个数为偶数个，在采用像质补偿装置进行调节的过程中，需同时调节对称设置的调节凸台111，以实现Zernike系数的像质补偿调节。

在本实施例中，调节凸台111为10mm×10mm的正方形块状结构，有利于微调机构2向调节凸台111的上表面或下表面施加力的作用。

固定座12用于支撑并固定变形镜4及微调机构2，并与光学系统或光刻机中其他外部装置连接。固定座12的内径大于调节座11的外径，使固定座12内表面与调节座11外表面之间具有一定宽度的连接间隙13。固定座12内表面与调节座11外表面之间通过约束部3连接，且每相邻两调节凸台111之间均设置有约束部3，从而使调节座11能够在调节凸台111所在局部相对固定座12变形移动外，调节座11在约束部3对应区域相对固定部不变，从而可以使每个微调机构2对对应的调节凸台111的调节解耦，实现对变形镜4局部面形的调节。

在本实施例中，通过设置固定座12，有利于提高整个像质调节装置的结构紧凑性和稳定性，有利于像质调节装置的安装、搬运和与外部设备的连接；同时，可以通过调节座11外壁与固定座12内壁的局部区域的连接，对调节座11在对应区域的变形施加约束和限制，方便约束部3的设置和整个镜座1的加工。在其他实施例中，也可以不设置固定座12，而通过使约束部3与镜座1分离并通过对约束部3本身的结构设置对调节座11局部区域的变形进行限制。如，可将约束部3设置成固定块，使固定块与调节座11外壁采用螺纹等连接方式固定连接，即可限制调节座11对应处的位移和变形。

在本实施例中，调节座11、固定座12与约束部3一体成型，约束部3即为连接调节座11外壁和固定座12内壁的筋类结构。该种设置方式，有利于镜座1的加工，约束部3可作为镜座1的内部结构而成型，不需要设置额外的结构作为约束部3，简化镜座1的整体结构，降低像质补偿装置的结构复杂性；且调节座11与固定座12连接为一体，有利于提高镜座1的整体结构强度。

通过设置约束部3改变调节座11的变形刚度，使调节座11在与固定座12采用相同材质的情况下，也可以使调节座11相对固定座12产生变形。且通过改变约束部3的尺寸，可以改变调节座11的刚度，从而改变同等外力作用下，变形镜4的镜面面形形变量，以调整整个像质补偿装置的像质补偿精度。在调节座11厚度不变的前提下，约束部3的尺寸越大，调节座11的刚度越大，同等外力作用下，变形镜4产生的形变量越小。同理，在约束部3尺寸不变的前提下，调节座11厚度越小，调节座11的刚度越小，同等外力作用下，变形镜4产生的形变量越小。通过配合调节调节座11的尺寸、约束部3的尺寸及微调机构2的调节精度，可以调节变形镜4的变形精度，从而调节像质补偿装置的像质补偿精度。

在本实施例中，约束部3沿镜座1的轴向方向设置，有利于控制调节座11的变形范围，以及避免约束部3相对调节座11或固定座12产生撕裂。

在本实施例中，约束部3在镜座1的轴向方向的尺寸等于调节座11外壁在轴向方向的尺寸。在其他实施例中，约束部3的周向长度和弧长可以根据需要的调节座11的刚度进行具体设置。

固定座12包括安装部122和连接部121，连接部121设置在安装部122的内侧，且连接部121的外侧壁与安装部122的内侧壁连接，其内侧壁与调节座11的外侧壁通过约束部3连接。微调机构2安装在安装部122上，且安装部122上开设有多个安装孔，用于与外部设备或平台连接。

连接部121沿镜座1的周向方向设置有多个，且每相邻两个调节凸台111之间均设置有一个弧形的连接部121，使相邻两连接部121之间形成用于调节凸台111伸出以及微调机构2设置的空间。多个连接部121的内表面位于同一圆周上，且每个连接部121均通过对应的约束部3与调节座11连接，且约束部3设置在连接部121沿弧长方向的中间位置。

连接部121包括连接端部1211和连接筒部1212，连接筒部1212连接在连接端部1211的上端面且沿轴向方向延伸。连接端部1211的上端面高于安装部122的上端面且低于连接筒部1212的上端面，连接端部1211的外径等于安装部122的外径且大于连接筒部1212的外径，连接端部1211的内径等于连接筒部1212的内径。该种设置方式，有利于减小镜座1的整体质量，从而减小像质补偿装置的重量，减小像质补偿装置的成本，方便微调机构2在安装座上的设置。

在本实施例中，镜座1上沿径向方向开设有注胶孔15，注胶孔15贯穿镜座1的内外侧壁，用于向调节座11内壁进行点胶实现调节座11与变形镜4的粘接。注胶孔15沿镜座1的周向方向均匀间隔设置有多个，且调节凸台111及约束部3所对应的调节座11所在周向位置均设置有注胶孔15，以防止变形镜4在调节座11受力最大处和变形最大处发生脱离，影响调节座11向变形镜4的变形或应力传递。

在本实施例中，调节凸台111与调节座11外壁之间连接有连接凸台112，连接凸台112位于相邻两连接部121之间，且连接凸出沿调节座11径向向外凸出，连接凸台112的外径等于连接筒部1212的外径。连接凸台112沿轴向方向设置，且连接凸台112上下端面分别与调节座11的上下端面平齐。调节凸台111处置设置在连接凸台112上，且调节凸台111的上端面平齐连接端部1211的上端面。该种设置方式，有利于镜座1的加工。

图3为本发明实施例提供的像质补偿结构的俯视图，图4为图3中A-A向的剖视图，如图3和4所示，连接部121的下端面及调节座11的下端面均高于安装部122的下端面，用于简化镜座1的加工，使镜座1加工过程中，仅需要保证安装座下端面的平面度即可保证像质补偿装置的安装基准的平面度，降低像质补偿装置的加工成本。

调节座11的内壁向内凸设有环形的限位部113，限位部113设置在调节座11的下端，用于与变形镜4的下端面抵接，为变形镜4的安装提供定位和限位。

调节座11内壁与限位部113连接处开设有环形的容胶槽114，用于容纳多余的连接胶。

连接间隙13贯穿镜座1的上下端面，且连接间隙13为弧形，且每个约束部3沿镜座1周向方向的两侧均具有连接间隙13。在本实施例中，连接间隙13连接约束部3的一端连接有圆柱孔14，圆柱孔14贯穿镜座1的两侧。圆柱孔14的设置，有利于减小连接间隙13连接约束部3一端处的应力集中，避免调节座11相对固定座12变形时，镜座1在连接间隙13的端部产生撕裂。

在本实施例中，圆柱孔14的直径为2mm。在其他实施例中，圆柱孔14的直径可根据连接间隙13的大小进行具体设置。

在本实施例中，位于同一连接部121上的相邻两圆柱孔14的中心连接弧线对应的圆心角为3°-10°，且优选为5°，有利于控制调节座11的刚度。

图5为图3中B-B向的剖视图，图6为图5中A处的局部放大图，图7为本发明实施例提供的第一调节组件21的结构示意图，如图5-7所示，微调机构2与调节凸台111一一对应设置，用于向调节凸台111施加轴向方向的作用力并带动调节凸台111沿轴向方向产生移动。微调机构2包括第一调节组件21和第二调节组件22，第一调节组件21用于向调节凸台111施加沿轴向的第一方向上的力，以使调节凸台111沿第一方向发生位移，第二调节组件22用于向调节凸台111施加与第一方向相反的第二方向的作用力，以使调节凸台111沿第二方向发生位移。

第一调节凸台111包括第一支座211、第一调节块212、第二调节块213及第一致动件214。第一支座211固定在安装部122上，且与安装部122采用螺纹等可拆卸连接方式连接。第一支座211具有上端开口的第一容置槽2111，第一调节块212及第二调节块213均位于第一容置槽2111内。

第一调节块212位于调节凸台111的下方，且第一调节块212的下表面与第一容置槽2111的槽底滑动连接，第一调节块212的上表面具有沿镜座1径向方向倾斜的第一导向斜面。第二调节块213位于第一调节块212与调节凸台111之间，且第二调节块213的上表面能与调节凸台111抵接，第二调节块213的下表面具有与第一导向斜面配合的第二导向斜面。

在本实施例中，第一调节块212和第二调节块213配合形成楔块副，结构简单，调节方便。且楔块调节本身具有自锁性，调节到位后可实现自锁，可靠性高。

第一致动件214设置在第一调节块212远离调节座11的一侧，且第一致动件214的一端与第一调节块212连接，以带动第一调节沿镜座1的径向方向移动，从而通过第一调节块212的第一导向斜面及第二调节块213的第二导向斜面，将第一调节块212的径向运动转化为第二调节块213的轴向运动，从而向调节凸台111施加沿轴向向上的作用力并带动调节凸台111沿第一方向运动。

具体地，第一支座211远离调节座11的一侧侧壁开设有导向孔，导向孔沿镜座1的径向方向设置。第一致动件214的一端穿过导向孔与第一调节块212连接。导向孔用于为第一致动件214的径向运动提供导向，避免第一致动件214的运动发生偏移而影响像质调节精度。

第一致动件214包括沿其轴向依次连接的主体部、颈部和头部，且头部和主体部的外径大于颈部的外径，使第一致动件214在颈部处形成限位周槽。第一调节块212靠近第一导向孔的一端开设有卡接槽2122，第一致动件214的头部伸入卡接槽2122内且与卡接槽2122的槽底抵接，限位周槽与卡接槽2122的槽口卡接。从而第一致动件214的头部被卡设在卡接槽2122的两槽壁之间，当第一致动件214沿径向运动时，带动第一调节块212沿径向运动。

第一调节块212靠近导向孔的一侧侧壁开设有穿接口，穿接口与卡接槽2122均贯穿第一调节块212的上下侧面，以方便第一致动件214与第一调节块212之间的安装。穿接口的宽度等于颈部的直径，使颈部能够伸入第一调节块212内，且头部不能沿径向从颈部穿出。穿接口的设置，有利于第一致动件214与第一调节块212之间的安装，且能限制第一致动件214与第一调节块212沿垂直于径向方向的位置偏移，提高第一调节块212运动的精确性。

为保证第一调节块212的径向运动能够转化为第二调节块213的轴向运动，第二调节块213在径向方向应相对第一支座211固定设置。在本实施例中，第一容置槽沿镜座1周向方向的两侧相外延伸有限位槽部2112，第二调节座11的两边分别伸入限位槽壁内，且第二调节座11沿径向方向的两侧分别与限位槽部2112的两侧槽壁抵接，使第二调节座11在镜座1的径向方向的运动被限位槽部2112的槽壁限制。限位槽部2112上端开口，因此，第二调节块213可沿限位槽部2112的槽壁在镜座1的轴向方向上滑动。在本实施例中，第二调节座11沿镜座1周向方向的两侧分别与对应的限位槽部2112的槽壁抵接，以对第二调节块213沿轴向方向的滑动进行导向。在其他实施例中，第一容置槽2111可以仅在其一侧延伸限位槽部2112。

在本实施例中，第一调节块212和第二调节块213均为楔形块或梯形块结构，有利于简化第一调节块212和第二调节块213的结构和尺寸，且方便第一调节块212和第二调节块213的加工和安装。在其他实施例中，第一调节块212和第二调节块213可以为任意外形的结构，只要第一调节块212的上表面为斜面，下表面为平面，第二调节块213的上表面为平面、下表面为斜面即可实现第一调节块212和第二调节块213的功能。

在本实施例中，第一导向斜面的倾斜方向为向靠近镜座1中心的方向倾斜向下设置，从而使第一调节块212远离镜座1中心的一端厚度大于靠近镜座1中心的一端厚度，有利于方便卡接槽2122和穿接口的设置，在保证与第一致动件214相同接触面积的同时，减小第一调节块212的尺寸，即减小微调机构2的尺寸。在其他实施例中，第一导向斜面的倾斜方向也可以为向靠近镜座1中心的方向倾斜相上设置。

在本实施例中，第一导向斜面和第二导向斜面的斜度为1:7-1:30，有利于提高微调机构2的调节分辨率。在其他实施中，第一导向斜面和第二导向斜面的斜度可以根据微调机构2所需的调节精度具体设置。

在本实施例中，导向孔为螺纹孔，第一致动件214的外表面上开设有与螺纹孔配合的外螺纹，从而可以通过旋拧第一致动件214实现第一致动件214沿镜座1径向方向的运动。且可以根据第一致动件214外螺纹的螺距精确控制第一致动件214的旋拧深度，从而精确控制第一调节块212沿径向方向的位移距离。

在本实施中，第一致动件214为螺栓，螺栓的通用化结构有利于简化第一致动件214的加工和设计成本，通用性强。在其他实施例中，第一致动件214可以为外部开设有外螺纹的柱状结构。

在本实施例中，采用螺纹配合使第一致动件214的转动转为为平移转动，在其他实施例中，可以采用直接推拉第一致动件214的方式实现第一致动件214的径向运动，此时，导向孔为光孔，第一致动件214为柱状结构，且柱状结构的横截面可以为任意形状，光孔的形状与柱状结构的形状相配合，且可通过在第一致动件214的外表面沿其长度方向设置刻度尺，即可根据刻度尺的尺寸确定第一致动件214的径向移动距离。在其他实施例中，还可以采用其他的方式使第一致动件214沿径向方向运动。

在本实施例中，第一致动件214上外螺纹的螺距为0.35mm-0.5mm，有利于提高微调机构2的调节精度。在其他实施中，外螺纹的螺距可以根据所需的调节精度值进行具体选择。

在本实施例中，螺栓的调节分辨率为1°～20°，且螺栓的调节分辨率依赖于螺栓旋拧的方式：当不采用外界辅助而手动旋拧螺栓时，螺栓的调节分辨率约为20°左右；当在螺栓上增设调节刻度，根据刻度手动调节螺栓时，可根据刻度的精度改善螺栓的调节分辨率，如可将螺栓的调节分辨率提高到5°左右；当采用精密旋转台对螺栓进行旋拧调节时，调节分辨率可以提高至1°左右。

在本实施例中，调节分辨率与调节凸台的位移量呈线性关系，当螺栓的调节分辨率为5°，结合螺栓本身0.35mm～0.5mm螺距及楔块副1:7～1:30的斜度，微调机构2的调整凸台的位移量可控制在0.16μm～1μm，控制精度高。

在本实施例中，采用第一致动件214带动第一调节块212径向运动，可采用手动调节的方式对第一致动件214进行旋拧调节或推拉调节等，避免采用外部驱动结构造成的像质调节机构结构复杂等问题。在其他实施例中，当需要对微调机构2进行自动控制与调节时，可在第一致动件214的外端连接电机等驱动机构，通过控制系统控制驱动机构的运行以控制微调机构2对调节凸台111的调节量。

第二调节组件22用于向调节凸台111施加轴向向下的作用力，其包括第二支座221、第三调节块222、第四调节块223与第二致动件224。第二支座221连接在第一支座211的上端面，且具有下端开口的第二容置槽。第三调节块222和第四调节块223位于第二容置槽内，且第三调节块222位于调节凸台111的上方，其下表面具有沿径向方向倾斜的第三导向斜面。第四调节块223位于第三调节块222与调节凸台111之间，其上表面具有与第三导向斜面相配合的第四导向斜面。第二制动件沿径向穿接在第二支座221上，且能带动第三调节块222沿径向方向的运动，从而通过第三导向斜面与第四导向斜面的配合，使第一调节块212的径向运动转化为第二调节块213的轴向运动，以通过第二调节块213与调节凸台111的抵接，向调节凸台111施加第二方向的作用力并带动调节凸台111向下微动。

在本实施例中，第二支座221、第三调节块222、第四调节块223和第二致动件224的设置可分别参考第一调节组件21中第一支座211、第一调节块212、第二调节块213和第一致动件214的设置，本实施例不再进行赘述。

在本实施例中，通过在微调机构2中设置第一调节组件21和第二调节组件22分别向调节凸台111施加轴向向上或轴向向下的作用力，可实现调节凸台111在轴向方向受力和位移的双向调节，提高对调节凸台111的调节灵活性和调节精度；且通过调节组件中楔形副的设置配合致动件的径向调节运动，使径向移动转化为轴向运动，结构简单，调节方便，且楔形副具有的自锁功能，能够使变形镜4调整至特定位置后实现自锁，可靠性高；且通过控制致动件上螺纹的螺距以及楔块副的斜度，即可控制调节凸台111的位移分辨率，从而控制变形镜4的调节精度，控制精度高，且灵活性强。

在其他一个实施例中，也可以仅在微调机构2中设置一个调节组件同时实现对调节凸台111施加轴向向上或轴向向下的力，如可以将第二调节块213的上端设置成开口朝向调节凸台111的U型结构，调节凸台111伸入U型结构的U型槽内，且U型结构的两竖边分别位于调节凸台111的上侧和下侧，当第一调节块212沿径向方向向靠近镜座1中心的方向运动时，第二调节块213沿轴向向上运动，带动第二调节块213位于调节凸台111下侧的U型竖边与调节凸台111接触，并向调节凸台111施加向上的作用力以带动调节凸台111轴向向上运动；当第一调节块212沿径向方向向远离镜座1中心的方向运动时，第二调节块213沿轴向向下运动，带动第二调节块213位于调节凸台111上侧的U型竖边与调节凸台111接触，并向调节凸台111施加轴向向下的作用力以带动调节凸台111轴向向下运动。在其另一个实施例中，还可以采用其他的结构形式在楔形副调节的基础上，实现对调节凸台111的双向调节。

在本实施例中，调节凸台111的个数为四个，即微调机构2对应设置四个。图8为本实施例提供的变形镜4对应zernike多项式Z5项的仿真拟合面形图，其通过对对称设置的两组微调机构2进行调节，在向调节凸台111表面施加3.5μm竖直向下的位移，变形镜4变形0.5μm的条件下，对变形镜4进行结构仿真，从而得到变形镜4对应的zernike多项式Z5项的仿真拟合面形图。图9为本实施例提供的变形镜4对应zernike多项式Z6项的仿真拟合面形图，其通过对对称设置的两组微调机构2进行调节，向调节凸台111表面施加8.3μm竖直向下的位移，变形镜4变形0.6μm的条件下，对变形镜4进行结构仿真，从而得到变形镜4对应的zernike多项式Z6项的仿真拟合面形图。

在图9中的Zernke多项式Z6项像质补偿调节中，相对图8中的Zernike多项式Z5项像质调节，其在像质调节装置结构保持不变的基础上，变形镜4相对镜座1的安装角度旋转了45°。

本实施例还提供了一种光学系统，包括上述的像质调节装置，像质调节装置的镜座1中安装有变形镜4。

本实施例还提供了一种光刻机，包括上述的光学系统。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (18)

1.一种像质补偿装置，其特征在于，包括：

镜座(1)，所述镜座(1)包括环形的调节座(11)，所述调节座(11)的内壁用于连接变形镜(4)，所述调节座(11)的外壁沿周向间隔设置有多个调节凸台(111)；

微调机构(2)，能带动所述调节凸台(111)沿所述调节座(11)的轴向移动；

约束部(3)，设置于相邻两个所述调节凸台(111)之间，所述约束部(3)与所述调节座(11)外壁连接，用于限制所述调节座(11)的移动。

2.根据权利要求1所述的像质补偿装置，其特征在于，所述微调机构(2)包括：

第一调节组件(21)，其用于向所述调节凸台(111)施加沿所述轴向的第一方向上的作用力，以使所述调节凸台(111)沿所述第一方向发生位移；

第二调节组件(22)，其用于向所述调节凸台(111)施加与所述第一方向相反的第二方向上的作用力，以使所述调节凸台(111)沿所述第二方向发生位移。

3.根据权利要求2所述的像质补偿装置，其特征在于，所述第一调节组件(21)包括：

第一调节块(212)，设置在所述调节凸台(111)的下方，所述第一调节块(212)的上表面具有第一导向斜面，所述第一导向斜面沿所述镜座(1)的径向方向倾斜；

第二调节块(213)，设置在所述第一调节块(212)及所述调节凸台(111)之间，所述第二调节块(213)的上表面能与所述调节凸台(111)抵接，所述第二调节块(213)的下表面具有与所述第一导向斜面配合的第二导向斜面；

第一致动件(214)，所述第一致动件(214)带动所述第一调节块(212)沿所述径向方向运动。

4.根据权利要求3所述的像质补偿装置，其特征在于，所述第一调节块(212)的一端开设有卡接槽(2122)，所述第一致动件(214)的一端伸入所述卡接槽(2122)内，且所述第一致动件(214)的末端与所述卡接槽(2122)的槽底抵接，所述第一致动件(214)上开设有限位周槽，所述限位周槽与所述卡接槽(2122)的槽口卡接。

5.根据权利要求3所述的像质补偿装置，其特征在于，所述第一导向斜面的斜度为1：7～1：30。

6.根据权利要求3所述的像质补偿装置，其特征在于，所述第一调节组件(21)还包括：

第一支座(211)，所述第一支座(211)具有第一容置槽(2111)，所述第一调节块(212)及所述第二调节块(213)均位于所述第一容置槽(2111)内，所述第一支座(211)的一槽壁开设有导向孔，所述第一致动件(214)的一端伸入所述导向孔并与所述第一调节块(212)连接。

7.根据权利要求6所述的像质补偿装置，其特征在于，所述导向孔为螺纹孔，所述第一致动件214的外周面开设有与所述螺纹孔配合的外螺纹。

8.根据权利要求7所述的像质补偿装置，其特征在于，所述外螺纹的螺距为0.35mm-0.5mm。

9.根据权利要求6所述的像质补偿装置，其特征在于，所述第一容置槽(2111)沿所述周向的至少一侧延伸有上端开口的限位槽部(2112)，所述第二调节块(213)沿所述径向方向的两侧壁分别与所述限位槽部(2112)的槽壁抵接，且所述第二调节块(213)能沿所述限位槽部(2112)的槽壁在所述轴向方向上滑动。

10.根据权利要求3所述的像质补偿装置，其特征在于，所述第二调节组件(22)包括：

第三调节块(222)，其设置在所述调节凸台(111)的上方，所述第三调节块(222)的下表面具有沿所述径向方向倾斜的第三导向斜面；

第四调节块(223)，其设置在所述调节凸台(111)与所述第三调节块(222)之间，所述第四调节块(223)的上表面具有与所述第三导向斜面配合的第四导向斜面，所述第四调节块(223)的下表面用于与所述调节凸台(111)抵接；

第二致动件(224)，所述第二致动件(224)带动所述第三调节块(222)沿所述径向方向运动。

11.根据权利要求1-10任一项所述的像质补偿装置，其特征在于，所述镜座(1)还包括：

固定座(12)，其设置在所述调节座(11)的外侧，且所述固定座(12)与所述调节座(11)通过所述约束部(3)连接，所述微调机构(2)与所述固定座(12)连接。

12.根据权利要求11所述的像质补偿装置，其特征在于，所述固定座(12)包括：

安装部(122)，所述微调机构(2)连接在所述安装部(122)上；

连接部(121)，其连接在所述安装部(122)的内侧，且相邻两个所述调节凸台(111)之间均设置有所述连接部(121)，多个所述连接部(121)内表面均位于同一圆周面上，且所述连接部(121)的内表面与所述调节座(11)的外壁之间具有弧形的连接间隙(13)，每个所述连接部(121)均通过对应的所述约束部(3)与所述调节座(11)连接。

13.根据权利要求12所述的像质补偿装置，其特征在于，所述固定座(12)、所述调节座(11)及所述约束部(3)一体成型。

14.根据权利要求12所述的像质补偿装置，其特征在于，所述连接间隙(13)连接所述约束部(3)的一端连通有圆柱孔(14)，所述圆柱孔(14)沿所述轴向方向贯穿所述镜座(1)的两端端面。

15.根据权利要求14所述的像质补偿装置，其特征在于，同一所述连接部(121)上，相邻两个所述圆柱孔(14)的中心连线弧对应的圆心角为3°-10°。

16.根据权利要求12所述的像质补偿装置，其特征在于，所述镜座(1)沿其径向开设有注胶孔(15)，所述注胶孔(15)贯穿所述镜座(1)的内外侧壁，所述注胶孔(15)沿所述镜座(1)的轴向方向均匀间隔设置有多个。

17.一种光学系统，其特征在于，包括变形镜(4)，所述变形镜(4)连接在如权利要求1-16任一项所述的像质补偿装置内。

18.一种光刻机，其特征在于，包括如权利要求17所述的光学系统。

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