專利名稱：一種投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件調(diào)心裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及深紫外投影光刻物鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與裝調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可用于光刻投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件的宏微調(diào)心裝置。
背景技術(shù)：
投影光刻裝備是大規(guī)模集成電路制造工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，近年來隨著集成電路線寬精細(xì)程度的不斷提高，投影光學(xué)裝備的分辨率亦逐漸提高，目前波長193. 368nm的ArF準(zhǔn)分子激光器投影光刻裝備已成為90nm、65nm和45nm節(jié)點(diǎn)集成電路制造的主流裝備。投影光刻物鏡的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與裝配過程中，完全依靠加工與裝配精度難以滿足光學(xué)元件的偏心精度指標(biāo)，需要在光刻投影物鏡系統(tǒng)中設(shè)計(jì)專用的調(diào)心裝置，同時(shí)為了保證裝調(diào)好的光刻投影物鏡具有良好的光學(xué)性能，需要對光學(xué)系統(tǒng)的像差進(jìn)行補(bǔ)償，從而需要對個(gè)別敏感光學(xué)元件進(jìn)行調(diào)心補(bǔ)償。專利CNM56339Y，于2001年公開了一種光學(xué)鏡片徑向調(diào)整裝置，兩個(gè)調(diào)整旋鈕和一個(gè)螺釘120°均布在鏡筒周向，三者協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)心功能。專利CN19404661A，于2005 年公開了一種鏡片調(diào)心裝置，90°間隔分布的第一微調(diào)件和第二微調(diào)件分布在鏡框圓柱面上，在圓柱面上對應(yīng)位置安裝能夠提供恢復(fù)力的彈片，兩個(gè)微調(diào)件共同作用在鏡片上實(shí)現(xiàn)調(diào)心功能。但是上述調(diào)整裝置由于驅(qū)動(dòng)力直接作用在鏡框或光學(xué)元件上，缺少力緩沖的結(jié)構(gòu)，對光學(xué)元件面型的影響很大，并且由于采用調(diào)整旋鈕、螺釘?shù)葯C(jī)械式驅(qū)動(dòng)器，難以將調(diào)整精度控制到合理的范圍，無法達(dá)到精密調(diào)整的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有光學(xué)元件調(diào)心裝置存在的對鏡片面型影響大、調(diào)整精度低的問題，提供一種投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件調(diào)心裝置。一種投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件調(diào)心裝置，包括光學(xué)元件、鏡框、鏡座、鏡筒、三個(gè)螺旋測微儀、兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器、鏡座設(shè)置在鏡筒內(nèi)，鏡框設(shè)置在鏡座內(nèi)，鏡框分為鏡框外環(huán)和鏡框內(nèi)環(huán)，光學(xué)元件設(shè)置在鏡框內(nèi)環(huán)，所述鏡框外環(huán)與鏡框內(nèi)環(huán)通過柔性鉸鏈連接，所述鏡框外環(huán)圓柱面上設(shè)置楔形凹槽；所述三個(gè)螺旋測微儀分別穿過鏡筒圓柱面的三個(gè)螺旋測微儀固定孔、鏡座圓柱面的三個(gè)螺旋測微儀鏡座孔頂在鏡框外環(huán)的楔形凹槽上調(diào)整鏡框的位置，所述兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器穿過鏡筒圓柱面的壓電驅(qū)動(dòng)器探頭孔、鏡座圓柱面的壓電驅(qū)動(dòng)器鏡座孔和鏡框外環(huán)圓柱面的壓電驅(qū)動(dòng)器鏡框孔調(diào)整鏡框的位置。本發(fā)明的原理本發(fā)明所述的光學(xué)元件調(diào)心裝置可以分為宏動(dòng)調(diào)心裝置和微動(dòng)調(diào)心裝置。宏動(dòng)調(diào)整時(shí)，鏡筒圓柱面上周向120°均布的三個(gè)螺旋測微儀，穿過鏡座上的螺旋測微儀孔作用在鏡框外環(huán)上，三者協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的粗調(diào)心；微動(dòng)調(diào)整時(shí)，鏡筒圓柱面上的兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器穿過鏡筒和鏡座上的孔，作用在鏡框柔體上，并最終傳遞到鏡框內(nèi)環(huán)上實(shí)現(xiàn)了精密調(diào)心。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所述的光學(xué)元件宏微調(diào)心裝置，采用宏動(dòng)調(diào)整滿足了大行程調(diào)整需求，采用微動(dòng)調(diào)整滿足了高精度調(diào)整需求，裝置中采用柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)，克服了機(jī)械式鉸鏈存在的摩擦、潤滑、滯后等問題，并且由于采用了內(nèi)外環(huán)一體化的鏡框結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)緊湊，降低了安裝的空間要求。


圖1為本發(fā)明所述的光學(xué)元件宏微調(diào)心裝置示意圖；圖2為本發(fā)明所述的光學(xué)元件宏微調(diào)心裝置剖視圖；圖3為本發(fā)明所述的鏡筒結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明所述的鏡座結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明所述的鏡框的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明所述的第二種鏡框的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明所述的第三種鏡框的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、鏡筒，2、鏡座，3、鏡框，4、光學(xué)元件，5、螺旋測微儀，6、壓電驅(qū)動(dòng)器，7、壓電驅(qū)動(dòng)器接頭，1-1、壓電驅(qū)動(dòng)器鏡筒孔，1-1-1、壓電驅(qū)動(dòng)器的螺紋孔，1-2、螺旋測微儀鏡筒孔，2-1、螺旋測微儀鏡座孔，2-2、鏡座凸臺，2-3、壓電驅(qū)動(dòng)器鏡座孔，3-1、柔性鉸鏈，3-2、鏡框凸臺，3-3、楔形凹槽，3-4、壓電驅(qū)動(dòng)器鏡框孔，3-5、鏡框外環(huán)，3-6、鏡框內(nèi)環(huán)。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1至圖5說明本實(shí)施方式，一種投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件調(diào)心裝置，包括光學(xué)元件4、鏡框3、鏡座2、鏡筒1、三個(gè)螺旋測微儀5、兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器6、鏡座2設(shè)置在鏡筒 1內(nèi)，鏡框3設(shè)置在鏡座2內(nèi)，鏡框3分為鏡框外環(huán)3-5和鏡框內(nèi)環(huán)3-6，光學(xué)元件4設(shè)置在鏡框內(nèi)環(huán)3-6，所述鏡框外環(huán)3-5與鏡框內(nèi)環(huán)3-6通過多個(gè)柔性鉸鏈3-1連接，所述鏡框外環(huán)3-5圓柱面上設(shè)置楔形凹槽3-3 ；所述三個(gè)螺旋測微儀5分別穿過鏡筒1圓柱面的三個(gè)螺旋測微儀鏡筒孔1-2、鏡座2圓柱面的三個(gè)螺旋測微儀鏡座孔2-1作用在鏡框外環(huán)3-5的楔形凹槽3-3上調(diào)整鏡框3的位置，所述兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器6的壓電驅(qū)動(dòng)器接頭7的穿過鏡筒 1圓柱面的壓電驅(qū)動(dòng)器探頭孔1-1、鏡座2圓柱面的壓電驅(qū)動(dòng)器鏡座孔2-3和鏡框外環(huán)3-5 圓柱面的壓電驅(qū)動(dòng)器鏡框孔3-4調(diào)整鏡框3的位置。本實(shí)施方式所述的鏡筒1的圓柱面上設(shè)置兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器安裝基準(zhǔn)面，所述壓電驅(qū)動(dòng)器安裝基準(zhǔn)面上設(shè)置用于固定壓電驅(qū)動(dòng)器的螺紋孔1-1-1。本實(shí)施方式所述的三個(gè)螺旋測微儀鏡筒孔1-2沿鏡筒圓柱面周向120°均勻設(shè)置的，三個(gè)螺旋測微儀鏡座孔2-1沿鏡座圓柱面周向120°均勻設(shè)置的。本實(shí)施方式所述的鏡座2底面設(shè)置凸臺2-2，作為安裝鏡框的基準(zhǔn)面；鏡框內(nèi)環(huán) 3-6底面設(shè)置凸臺3-2。本發(fā)明所述的鏡框3整體上圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，可分為鏡框內(nèi)環(huán)3-6和鏡框外環(huán)3-5，內(nèi)外環(huán)之間通過電火花線切割或者電化學(xué)腐蝕的方法加工出多個(gè)柔性鉸鏈3-1 ；鏡框3內(nèi)環(huán)底面上設(shè)置有鏡框凸臺3-2，作為光學(xué)元件4的安裝基準(zhǔn)面；鏡框3外圓柱面上設(shè)置一圈楔形凹槽3-3，用于宏動(dòng)調(diào)整的螺旋測微儀作用于楔形凹槽3-3上，實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件調(diào)心的同時(shí)能夠兼顧鏡框3軸向的壓緊；鏡框外環(huán)3-6圓柱面上分布有兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器鏡框孔3-4，壓電驅(qū)動(dòng)器6的壓電驅(qū)動(dòng)器接頭7分別穿過這兩個(gè)孔將運(yùn)動(dòng)作用在柔性鉸鏈3-1上，并通過柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)最終傳遞到鏡框內(nèi)環(huán)3-6上以實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件4的精確地微動(dòng)調(diào)整。本發(fā)明所述的光學(xué)元件宏微調(diào)心裝置可以分為宏動(dòng)調(diào)心模塊和微動(dòng)調(diào)心模塊。宏動(dòng)調(diào)整時(shí)，鏡筒圓柱面上周向120°均布的三個(gè)螺旋測微儀5，穿過鏡座上的螺旋測微儀孔
2-1作用在鏡框外環(huán)3-5上，進(jìn)而帶動(dòng)內(nèi)部的光學(xué)元件4實(shí)現(xiàn)大行程的調(diào)心功能，由于鏡框外環(huán)3-5上設(shè)計(jì)有楔形凹槽3-3，實(shí)現(xiàn)徑向調(diào)心的同時(shí)兼有軸向壓緊鏡框的作用；微動(dòng)調(diào)整時(shí)，兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器6通過多個(gè)螺紋孔1-1-1安裝在鏡筒1外圓柱面，驅(qū)動(dòng)器接頭7分別穿過鏡筒孔1-1、鏡座孔2-3鏡框孔3-4作用到鏡框柔性鉸鏈3-1組成的柔性體上，通過柔性體最終將運(yùn)動(dòng)傳遞到鏡框內(nèi)環(huán)3-6上，進(jìn)而帶動(dòng)內(nèi)部的光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)精密調(diào)心功能。本發(fā)明所述的光學(xué)元件調(diào)心裝置的宏動(dòng)調(diào)心模塊和微動(dòng)調(diào)心模塊兩者串聯(lián)，能夠兼顧快速的大行程調(diào)整和精密的微動(dòng)調(diào)整；鏡框采用柔性體連接內(nèi)外環(huán)的一體化結(jié)構(gòu)，宏動(dòng)調(diào)整作用在鏡框外環(huán)上，微動(dòng)調(diào)整作用在中間的柔性體上，施力點(diǎn)均遠(yuǎn)離光學(xué)元件，能夠有效避免調(diào)整力對光學(xué)元件面型的破壞。本發(fā)明所述的鏡框結(jié)構(gòu)并不僅僅局限于上述鏡框3的形式，結(jié)合圖6和圖7，所述鏡框3為鏡框內(nèi)環(huán)3-6、鏡框外環(huán)3-5 —體化的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，內(nèi)外環(huán)之間分布有柔性鉸鏈
3-1。大行程的宏動(dòng)調(diào)整時(shí)，螺旋測微儀作用在鏡框外環(huán)3-5上，高精度的微動(dòng)調(diào)整時(shí)，壓電驅(qū)動(dòng)器穿過鏡框外環(huán)上的孔作用在多個(gè)柔性鉸鏈3-1組成的柔性體上，并最終傳遞到鏡框內(nèi)環(huán)3-6上。所述鏡框3為鏡框內(nèi)環(huán)3-6、鏡框外環(huán)3-5 —體化的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，內(nèi)外環(huán)之間分布有多個(gè)柔性鉸鏈3-1。大行程的宏動(dòng)調(diào)整時(shí)，螺旋測微儀作用在鏡框外環(huán)3-5上，高精度的微動(dòng)調(diào)整時(shí)，壓電驅(qū)動(dòng)器穿過鏡框外環(huán)上的孔作用在多個(gè)柔性鉸鏈3-1上，并最終傳遞到鏡框內(nèi)環(huán)3-6上。
權(quán)利要求
1.一種投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件調(diào)心裝置，包括光學(xué)元件、鏡框(3)、鏡座O)、鏡筒(1)、三個(gè)螺旋測微儀( 和兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器(6)，鏡座( 設(shè)置在鏡筒(1)內(nèi)，鏡框(3) 設(shè)置在鏡座O)內(nèi)，其特征是，鏡框C3)分為鏡框外環(huán)(3- 和鏡框內(nèi)環(huán)(3-6)，光學(xué)元件 (4)設(shè)置在鏡框內(nèi)環(huán)(3-6)上，所述鏡框外環(huán)(3- 與鏡框內(nèi)環(huán)(3-6)通過多個(gè)柔性鉸鏈 (3-1)連接，所述鏡框外環(huán)(3-5)圓柱面上設(shè)置楔形凹槽(3-3)；所述三個(gè)螺旋測微儀(5) 分別穿過鏡筒(1)圓柱面的三個(gè)螺旋測微儀鏡筒孔(1-2)、鏡座( 圓柱面的三個(gè)螺旋測微儀鏡座孔(2-1)頂在鏡框外環(huán)(3-5)的楔形凹槽(3- 上，所述兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器(6)的壓電驅(qū)動(dòng)器接頭(7)穿過鏡筒(1)圓柱面的壓電驅(qū)動(dòng)器探頭孔(1-1)、鏡座( 圓柱面的壓電驅(qū)動(dòng)器鏡座孔(2- 和鏡框外環(huán)(3- 圓柱面的壓電驅(qū)動(dòng)器鏡框孔(3-4)調(diào)整鏡框(3)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件調(diào)心裝置，其特征在于，所述的鏡筒(1)的圓柱面上設(shè)置兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器安裝基準(zhǔn)面，所述壓電驅(qū)動(dòng)器安裝基準(zhǔn)面上設(shè)置壓電驅(qū)動(dòng)器的螺紋孔(1-1-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件調(diào)心裝置，其特征在于，所述的三個(gè)螺旋測微儀鏡筒孔(1- 沿鏡筒圓柱面周向120°均勻設(shè)置，三個(gè)螺旋測微儀鏡座孔沿鏡座圓柱面周向120°均勻設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件調(diào)心裝置，其特征在于，所述鏡座( 底面設(shè)置凸臺0-2)，鏡框內(nèi)環(huán)(3-6)底面設(shè)置凸臺(3-2)。
全文摘要
一種投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件調(diào)心裝置，涉及深紫外投影光刻物鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與裝調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，本裝置整體上可以看作投影光刻物鏡系統(tǒng)的一個(gè)鏡筒單元，可以分宏動(dòng)調(diào)心模塊和微動(dòng)調(diào)心模塊。宏動(dòng)調(diào)整時(shí)，三個(gè)螺旋測微儀穿過鏡筒、鏡座作用在鏡框外環(huán)的楔形面上，滿足大行程調(diào)心的同時(shí)實(shí)現(xiàn)鏡框的軸向壓緊；微動(dòng)調(diào)整時(shí)，固定在鏡筒上的兩個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器穿過鏡筒、鏡座、鏡框外環(huán)，作用在鏡框柔性體上，經(jīng)柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)傳遞到鏡框內(nèi)環(huán)上，帶動(dòng)光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)精密的微動(dòng)調(diào)心。本發(fā)明能兼顧快速的大行程調(diào)整和精密的微動(dòng)調(diào)整；鏡框采用柔性體連接內(nèi)外環(huán)的一體化結(jié)構(gòu)，宏動(dòng)和微動(dòng)調(diào)整分別作用在鏡框外環(huán)上和鏡框柔性體上，能夠有效降低調(diào)整力對光學(xué)元件面型的破壞。
文檔編號G02B7/00GK102162894SQ20111012702
公開日2011年8月24日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者倪明陽, 鞏巖, 張巍, 趙磊 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所