物镜系统是光刻机的重要组成部分,物镜像差是影响集成电路线宽的重要因素。改造光学元件引入主动变形是一种补偿像差的手段,其中采用反射变形镜是一种前沿设计方案。反射变形镜主要采用机械式的压电陶瓷多点驱动方案,具有变形大、响应快的优点,但附生较大成分高阶Zernike像差,且成本高、控制算法复杂。热驱动反射变形镜是近年出现的新方案,具有附加高阶像差成分少、控制相对简单、结构简化和成本低的优点,适用于低频、低阶像差补偿用途。本文对某光刻物镜系统进行光学分析和热力耦合分析,通过提取单色像差和某工况下的个别物镜球面的热变形,使用Zernike多项式分解,并结合有关文献调研,得出一般工况下的光刻物镜像差主要由低阶像差组成的结论。本文针对镜体结构的开展设计。采用理论分析和仿真试验的手段,施加热流载荷,获取反射变形镜的面型变化。本文通过探索自由翘曲的热变形模型,根据热扩散分析发现自由翘曲状态下的热失真现象成因,并据此尝试了多种约束方式下的镜体翘曲变形方案,最终通过仿真确定了采用PMMA嵌入熔石英的镜体结构方案,认定该方案具有反射镜面变形与底面热流密度分布具有较为明显的对应关系的可控特征。本文重点针对热驱动反射镜面变形拟合低阶Zernike像差的问题进行研究。提出了一种基于最速下降法修改的并行搜索算法,使用数值的手段分别替换了最速下降法中的搜索方向和搜索步长,通过COMSOL与Matlab平台相结合,搭建了计算模型进行迭代搜索计算。并确认了在PMMA部分尺寸Φ70mm、厚度3mm,熔石英部分尺寸Φ90mm、厚度4mm的情况下,可以得到在中心Φ30mm部分拟合Zernike多项式1-5阶面型达到RMS小于0.15um的结果。本文设计并搭建了热驱动变形镜的激光驱动光路,根据仿真得到的相关参数,设计激光器调束光路与光图形信息调制光路,并采购了相关器件搭建了驱动平台,测试其可以得到符合光信息分布设计的清晰成像。本文针对驱动光路在迭代过程中的光分布变化进行了仿真模拟,并记录了在模拟迭代过程中的光源调制变化的部分过程。