境热效应。现有技 术一般采用的方法为投影光刻物镜光学方案优化设计时所有材料全部选用低热膨胀系数 和低温度折射率系数的紫外光学材料。由于紫外光学材料本身存在固有热属性，材料种类 较少，这种方法降低环境热效应的效果不理想。
[0027] 与现有技术相比较，本发明采用了合理选择材料利用热折变抵消物镜总的环境热 效应（主要是环境热变形）的方法。具体的是利用了热折变的特异性，即光学材料的折射 率温度系数dn/dt有正值也有负值，选择能引起热折变与物镜总的环境热效应影响互相抵 消的光学材料来代替现有材料。从而能有效的降低投影光刻物镜环境热效应灵敏度，从而 降低了环境温度变化对投影光刻物镜性能的影响，从而提高了投影光刻物镜对环境温度变 化的适应性。
[0028] 本发明从设计上降低光刻物镜的环境热效应（主要影响是环境温度变化引起焦 面漂移，从而引起焦深损失），从根本上降低投影光刻物镜镜头环境热效应对焦面的灵敏 度，减小焦深损失，提高成像质量，还间接的降低了光刻物镜温度控制需求，从而降低成本。
【附图说明】
[0029] 关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了 解。
[0030] 图1是环境温度变化对物镜的影响示意图；
[0031] 图2是环境温度变化引起的四大因素所占比例的示意图；
[0032] 图3是Schott紫外玻璃热膨胀系数示意图；
[0033] 图4是OHARA紫外玻璃热膨胀系数示意图；
[0034] 图5是Schott紫外玻璃折射率温度系数示意图；
[0035] 图6是OHARA紫外玻璃折射率温度系数示意图；
[0036] 图7是单正透镜模型中热变形和热折变的作用机理；
[0037] 图8是镜头环境温度性能优化流程图；
[0038] 图9是光学系统100结构示意图；
[0039] 图10是光学系统100优化前单个镜片热折变示意图；
[0040] 图11是光学系统200优化材料后的结构示意图；
[0041] 图12是光学系统200优化材料后的结构示意图；
[0042] 图13镜头优化前后环境温度引起的波像差恶化程度对比示意图；
[0043] 图14是光学系统300结构示意图。
【具体实施方式】
[0044] 下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
[0045] 环境温度变化对投影光刻物镜的主要影响如图1所示，首先环境温度变化引起镜 筒镜座的热变形，由于投影光刻物镜机械设计为了考虑物镜的模态和可靠性，所用的材料 和装配方式已定；其次引起镜片材料的热折变和热变形，光学材料的选择决定了投影光刻 物镜的环境热折变和热变形性能，所以这一部分可以在光学设计初期进行优化；最后引起 填充气体的热折变，由于投影光刻物镜环境温度控制一般较高，一般能控制在±〇. rc范围 内，所以环境温度引起的填充气体的热折变量较小，这一点可以从图2环境温度变化引起 的四大因素所占比例中看出来。所以下文主要分析环境热效应的热折变和热变形两种因 素。
[0046] 下面对引起热变形和热折变的材料特性参数进行分析，即光学材料的热膨胀系数 和折射率温度系数。
[0047] 对于热变形，如图3Schott公司的紫外玻璃热膨胀系数和图40HARA公司的紫外玻 璃热膨胀系数可知，引起材料热变形的玻璃热膨胀系数全部都为正值；
[0048] 对于热折变，如图5Schott公司的紫外玻璃折射率温度系数和图60HARA公司的紫 外玻璃折射率温度系数可知，引起材料热折变的折射率温度系数（dn/dt)有的为正值，有 的为负值。
[0049] 所以可以利用热折变的特异性，选择能引起热折变与物镜总的环境热效应影响 (主要是热变形）互相抵消的光学材料来代替现有材料。从而能有效的降低投影光刻物镜 环境热效应灵敏度，从而降低了环境温度变化对投影光刻物镜性能的影响，从而提高了投 影光刻物镜对环境温度变化的适应性。
[0050] 这一补偿原理可以用一个简单的单透镜环境热效应模型来说明，如图7单正透镜 模型中热变形和热折变的作用机理图可知，对于环境温度变化引起的单正透镜的热变形， 由于所有的光学材料的热膨胀系数都为正值，温度升高后焦点都向右漂移，焦距增加；对于 环境温度变化引起的热折变，当温度升高后折射率温度系数（dn/dt)为负值的光学材料热 折变引起焦点向左漂移，焦距缩短；温度升高后折射率温度系数（dn/dt)为正值的光学材 料热折变引起焦点向右漂移，焦距增加。所以对于降低这个单正透镜环境热效应的方法为 选取折射率温度系数（dn/dt)为负值的光学材料就能使热折变抵消热变形引起的焦面漂 移。
[0051] 实际的投影光刻物镜中由于镜片数量多，形状多变，材料种类多样，比上面的单透 镜环境热效应模型复杂多了，我们用上面这一环境热效应补偿原理仍然能有效的补偿投影 光刻物镜环境热效应。
[0052] 由于投影光刻镜头一般由多个镜片构成，可以利用热折变的特异性，通过在镜头 中热折变灵敏度高位置的材料用较低或相反的折射率温度系数的材料替换。使镜头总的热 折变抵消热变形甚至总的环境温度的影响，下面公式（2)为环境温度变化的热折变引起的 焦面漂移总和的近似表达式。
[0053]
.................................... ⑵ 为各个镜片的热折变引起的对焦面变化量贡献量和，环境温度变化值为△T，#为各 dt 个镜片的折射率温度系数，rk为折射率对焦面灵敏系数，k为镜片序号。由于光学玻璃折 射率温度系数系数有正也有负，所以各个镜片环境温度变化引起的焦面漂移热折变总和可 以减小或改变符号，在投影光刻物镜光学结构优化设计时在镜头的热折变引起的焦面变化 灵敏度高的位置的镜片更换折射率温度系数相反的材料，不但能使环境热效应中热折变引 起的焦面漂移最小，还可以使其和镜片热变形，甚至总的环境温度影响抵消。
[0054] 投影光刻物镜环境温度性能优化设计的流程见图8所示，具体的优化步骤为：
[0055] S801 :光学方案选型。
[0056] S802 :光学性能优化。
[0057] S803 :先对镜头进行总的环境温度分析，分析总的焦面漂移灵敏度。
[0058] S804 :分别分析环境温度引起的热折变、热变形灵敏度；判断环境温度变化引起 的主要三大因素热折变焦面漂移与热变形焦面漂移以及总的焦面漂移三者值的大小和符 号关系；对镜头单个镜片进行环境温度分析，分析单个镜片热折变焦面灵敏度。
[0059] S805 :找出单个镜片中热折变焦面灵敏度高且与总的焦面漂移灵敏度相反的镜片 更换折射率温度系数相反的材料。
[0060] 重新进入S802优化光学性能。
[0061] 重新进行S803环境温度分析，满足情况后结束。
[0062] 优化设计过程中还要注意以下几点：
[0063] 第一、尽量避免使用厚透镜；第二、初始光学性能优化选材时尽量不在光阑附近 使用热膨胀系数大和温度折射率系数绝对值大的材料，这些材料一般可以用到靠近物像面 位置；第三、尽量不要更换校正色差的分离式或胶合透镜光学材料；第四、一般选择靠近光 栏附近镜片更换材料；第五、正负透镜数量及光焦度分配合理，尽量保持数量和值平衡；第 六、更换材料时尽量选取折射率和阿贝数接近的材料；第七、一般环境温度焦面漂移优化 后，环境温度引起的倍率误差也会减小。