可動鏡片微調(diào)機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露了一種可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，其驅(qū)動單元包括第一電機和第二電機，執(zhí)行單元包括柔性結(jié)構(gòu)和固定鉸鏈，所述柔性結(jié)構(gòu)包括第一驅(qū)動端和第二驅(qū)動端，所述柔性結(jié)構(gòu)通過固定鉸鏈與底座轉(zhuǎn)動連接，所述第一電機與所述第一驅(qū)動端連接，提供柔性結(jié)構(gòu)水平方向的驅(qū)動力；所述第二電機與所述第二驅(qū)動端連接，以固定鉸鏈作為支點提供柔性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力。本發(fā)明提供的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)可以實現(xiàn)可動鏡片在水平方向的平移和鏡片沿光軸的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)更優(yōu)化的調(diào)節(jié)作用。
【專利說明】可動鏡片微調(diào)機構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光刻機設(shè)備，尤其是涉及光刻設(shè)備中的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體集成電路制造工藝中，光刻工藝是其中最為重要的步驟之一。光刻工藝的過程是經(jīng)曝光系統(tǒng)將預(yù)制在掩模板上的器件或電路圖形按所要求的位置，通過投影物鏡精確傳遞到預(yù)涂在晶片表面或介質(zhì)層上的光刻膠層上。光刻工藝的好壞將直接影響半導(dǎo)體器件的特征尺寸和產(chǎn)品品質(zhì)，其中，投影物鏡作為其光學(xué)成像系統(tǒng)，其像差和畸變是影響光刻分辨率和精度的重要因素。投影透鏡工作環(huán)境和安裝精度都會對成像質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，為了解決這一問題，一般采用一個可動鏡片，通過實時對可動鏡片的調(diào)節(jié)來補償這些不良因素引起的像差和畸變。
[0003]目前可動鏡片的微調(diào)機構(gòu)一般包括設(shè)置在鏡片座圓周上的若干組微調(diào)單元，通過微調(diào)單元的絲杠凸輪等設(shè)備來對鏡片座的圓周上的多個點進行高度的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)整個可動鏡片的高度的調(diào)節(jié)以及水平方向一定角度的翻轉(zhuǎn)。例如，中國專利文獻CN200810204974所揭示的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，利用兩級杠桿機構(gòu)來放大驅(qū)動單元的的驅(qū)動力對鏡片進行調(diào)節(jié)，優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，對輸出位移起到有效的放大作用，然而，隨著對光刻工藝精度要求的提高，這樣的調(diào)節(jié)可動鏡片的方式無法完全滿足對可動鏡片的調(diào)節(jié)需求，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)有著一定的局限性，無法實現(xiàn)可動鏡片在水平方向的平移和鏡片沿光軸的旋轉(zhuǎn)；另一方面，在鏡片做一定角度的翻轉(zhuǎn)時，鏡片的中心會偏離光軸，無法達到理想的補償效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，以解決傳統(tǒng)的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)無法實現(xiàn)可動鏡片在水平方向的平移和鏡片沿光軸的旋轉(zhuǎn)以及鏡片作翻轉(zhuǎn)微調(diào)時鏡片的中心會偏離光軸無法達到理想的補償效果的問題。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，包括若干組微調(diào)單元，每組微調(diào)單元包括底座、驅(qū)動單元和執(zhí)行單元，所述驅(qū)動單元驅(qū)動所述執(zhí)行單元調(diào)整鏡片座，所述驅(qū)動單元包括第一電機和第二電機，所述執(zhí)行單元包括柔性結(jié)構(gòu)和固定鉸鏈，所述柔性結(jié)構(gòu)包括第一驅(qū)動端和第二驅(qū)動端，所述柔性結(jié)構(gòu)通過固定鉸鏈與底座轉(zhuǎn)動連接，所述第一電機與所述第一驅(qū)動端連接，提供柔性結(jié)構(gòu)水平方向的驅(qū)動力；所述第二電機與所述第二驅(qū)動端連接，以固定鉸鏈塊作為支點提供柔性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力。
[0006]可選的，所述柔性結(jié)構(gòu)還包括:第一連桿、第二連桿、第三連桿、轉(zhuǎn)動連桿以及連接塊；所述第一驅(qū)動端通過水平設(shè)置的第一連桿與連接塊連接，所述連接塊通過豎直設(shè)置的第三連桿與轉(zhuǎn)動連桿連接，所述轉(zhuǎn)動連桿通過水平設(shè)置的第二連桿與第二驅(qū)動端連接；所述連接塊與鏡片座固定，所述轉(zhuǎn)動連桿通過固定鉸鏈與底座轉(zhuǎn)動連接。
[0007]可選的，所述第一連桿、第二連桿和第三連桿兩端開有凹槽。[0008]可選的，所述驅(qū)動單元還包括第一螺桿、第二螺桿、第一軸連器和第二軸連器，所述第一電機通過第一螺桿和第一軸連器與第一驅(qū)動端連接，所述第二電機通過第二螺桿和第二軸連器與第二驅(qū)動端連接。
[0009]可選的，所述第一電機與第二電機通過螺釘固定在底座上。
[0010]可選的，所述第一電機與第二電機采用亞微米級運動精度的步進電機。
[0011]可選的，可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，包括三組微調(diào)單元。
[0012]可選的，所述三組微調(diào)單元分別設(shè)置在鏡片座的圓周的三等分點上。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，由于柔性結(jié)構(gòu)的型變性，在第一電機和第二電機的聯(lián)合驅(qū)動下，微調(diào)單元不僅能完成高度方向上的調(diào)節(jié)，還能有一定的水平移動能力，通過這樣的多個微調(diào)單元可以實現(xiàn)可動鏡片在水平方向的平移和鏡片沿光軸的旋轉(zhuǎn)，并解決鏡片作翻轉(zhuǎn)微調(diào)時鏡片的中心會偏離光軸無法達到理想的補償效果的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明實施例的微調(diào)單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實施例的柔性結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明實施例的柔性結(jié)構(gòu)的正視圖；
[0018]圖5為本發(fā)明實施例的微調(diào)單元的結(jié)構(gòu)簡化圖；
[0019]圖6至圖7為本發(fā)明實施例的微調(diào)單元的運動原理圖。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，所述驅(qū)動單元包括第一電機和第二電機，所述執(zhí)行單元包括柔性結(jié)構(gòu)和固定鉸鏈，所述柔性結(jié)構(gòu)包括第一驅(qū)動端和第二驅(qū)動端，所述柔性結(jié)構(gòu)通過固定鉸鏈與底座轉(zhuǎn)動連接，所述第一電機與所述第一驅(qū)動端連接，提供柔性結(jié)構(gòu)水平方向的驅(qū)動力；所述第二電機與所述第二驅(qū)動端連接，以固定鉸鏈塊作為支點提供柔性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力。由于柔性結(jié)構(gòu)的型變性，在第一電機和第二電機的聯(lián)合驅(qū)動下，微調(diào)單元不僅能完成高度方向上的調(diào)節(jié)，還能有一定的水平移動能力，通過這樣的多個微調(diào)單元可以實現(xiàn)可動鏡片在水平方向的平移和鏡片沿光軸的旋轉(zhuǎn)以及解決鏡片作翻轉(zhuǎn)微調(diào)時鏡片的中心會偏離光軸無法達到理想的補償效果的問題。
[0021]以下結(jié)合附圖1到圖7和具體實施例對本發(fā)明提出的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0022]參考圖1和圖2，可動鏡片微調(diào)機構(gòu)包括若干組微調(diào)單元300，每組微調(diào)單元300包括底座320、驅(qū)動單元340和執(zhí)行單元，微調(diào)單元300與鏡片座400連接，可動鏡片200固定在鏡片座400上，所述驅(qū)動單元340通過驅(qū)動執(zhí)行單元調(diào)整鏡片座400達到對可動鏡片200的微調(diào)，整個微調(diào)機構(gòu)通過底座320固定在外部基座100上。所述驅(qū)動單元340包括第一電機341和第二電機342，所述執(zhí)行單元包括具有形變能力的柔性結(jié)構(gòu)310和固定鉸鏈330，所述柔性結(jié)構(gòu)310包括第一驅(qū)動端311和第二驅(qū)動端312，所述柔性結(jié)構(gòu)310通過固定鉸鏈330與底座320轉(zhuǎn)動連接，所述第一電機341與所述第一驅(qū)動端311連接，提供柔性結(jié)構(gòu)水平方向的驅(qū)動力；所述第二電機342與所述第二驅(qū)動端312連接，以固定鉸鏈330作為支點提供柔性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力。
[0023]具體的，繼續(xù)參照圖1至圖2，本實施例的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，包括三組微調(diào)單元，分別設(shè)置在鏡片座的圓周的三等分點上。進一步的，柔性結(jié)構(gòu)310還包括:第一連桿315、第二連桿317、第三連桿316、轉(zhuǎn)動連桿314以及連接塊313 ;所述第一驅(qū)動端311通過水平設(shè)置的第一連桿315與連接塊313連接，所述連接塊313通過豎直設(shè)置的第三連桿316與轉(zhuǎn)動連桿314連接，所述轉(zhuǎn)動連桿314通過水平設(shè)置的第二連桿317與第二驅(qū)動端312連接；所述連接塊313與鏡片座400固定，所述轉(zhuǎn)動連桿314通過固定鉸鏈330與底座320轉(zhuǎn)動連接。
[0024]所述驅(qū)動單元還包括第一螺桿(未圖示)、第二螺桿(未圖示)和第一軸連器343和第二軸連器344，所述第一電機341通過第一螺桿和第一軸連器343與第一驅(qū)動端連接，同樣，所述第二電機342通過第二螺桿和第二軸連器344與第二驅(qū)動端連接。所述第一電機341與第二電機342通過螺釘固定在底座320上。為了達到高精度的微調(diào)目的，所述第一電機341與第二電機342優(yōu)選采用亞微米級運動精度的步進電機。
[0025]為了增加柔性結(jié)構(gòu)310的可形變性，參照圖4，本實施例中，在第一連桿315、第二連桿317和第三連桿316的兩端都開有凹槽。其中第二連桿317兩端開有垂直于紙面的凹槽，第一連桿315和第三連桿316兩端開有一對相互垂直的第一凹槽318和第二凹槽319，第一凹槽318垂直于紙面，第二凹槽319垂直于第一凹槽318并和與連接塊313接觸的一面平行。第一凹槽318可以增加柔性結(jié)構(gòu)的可行變形，使第一電機341和第二電機342可以更容易驅(qū)動柔性結(jié)構(gòu)運動；第二凹槽319用以吸收三組微調(diào)單元在工作時出現(xiàn)短暫不同步運動產(chǎn)生的阻力，避免微調(diào)單元無法正常運動以及對電機壽命產(chǎn)生影響。
[0026]參照圖5至圖7，圖5為本發(fā)明實施例的微調(diào)單元的結(jié)構(gòu)簡化圖，圖6至圖7為本發(fā)明實施例的一組微調(diào)單元的運動原理圖。通過簡化的結(jié)構(gòu)圖來說明微調(diào)單元的運動方式。參考圖5，柔性結(jié)構(gòu)具有一定的形變能力，可簡化為連接部分可發(fā)生形變的結(jié)構(gòu)，從前面的連接可以看出對鏡片的微調(diào)是通過連接塊313的運動來帶動鏡片座運動，因此可以簡化為連接塊313的運動。
[0027]參照圖6，定義投影物鏡高度的方向為Z軸，水平方向為X軸。連接塊313沿Z軸正方向的運動可由以下方式實現(xiàn):第二電機342對第二驅(qū)動端312提供X軸正方向的驅(qū)動力，第二連桿317帶動轉(zhuǎn)動連桿314以固定鉸鏈330為支點轉(zhuǎn)動，從而帶動第三連桿316驅(qū)動連接塊313向Z正方向和X軸負方向位移，同時第一電機341在X軸正方向上通過第一驅(qū)動端311和第一連桿315帶動連接塊313在X軸正方向位移，補償由第二電機342帶來的X軸負方向的位移，完成連接塊313在Z軸正方向的運動。
[0028]參照圖7，連接塊313在X軸方向的運動可由以下方式實現(xiàn):第一電機341通過第一驅(qū)動端311和第一連桿315帶動連接塊313在X軸上發(fā)生位移，比如X軸負方向，由于柔性結(jié)構(gòu)310的形變，連接塊在Z軸負方向會有微小位移，因此，在第一電機341作動的同時第二電機342對第二驅(qū)動端312提供X軸正方向的驅(qū)動力，通過轉(zhuǎn)動連桿330和第三連桿316帶動連接塊313以補償在Z軸方向上的位移。同理，由位移的合成原理，可以實現(xiàn)連接塊313在XZ平面上的位移，在此不再贅述。
[0029]通過三組微調(diào)單元的連接塊的位移作用，即可確定鏡片座400的調(diào)節(jié)運動:通過三組微調(diào)單元的各個連接塊在Z軸上相同的位移，完成鏡片座在Z軸方向的運動；通過三組微調(diào)單元的各個連接塊在Z軸上不相同的位移，完成鏡片座進行一定角度的翻轉(zhuǎn)；通過三組微調(diào)單元的各個連接塊水平方向上一致運動(均沿鏡片座上的切線的同一方向)，完成鏡片座沿光軸的一定角度的旋轉(zhuǎn)運動；通過三組微調(diào)單元的各個連接塊水平方向上不一致運動(沿鏡片座上的切線的不同方向)，由位移的合成可得到鏡片座水平方向上的平移。在鏡片座進行一定角度的翻轉(zhuǎn)時同時進行鏡片水平方向的位移即可消除因鏡片座翻轉(zhuǎn)造成鏡片中心偏離光軸的問題。并且相比現(xiàn)有的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)可以實現(xiàn)鏡片水平和沿光軸轉(zhuǎn)動的調(diào)節(jié)作用，因此可實現(xiàn)更優(yōu)化的調(diào)節(jié)。
[0030]綜上所述，本發(fā)明提供了一種可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，該可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，由于柔性結(jié)構(gòu)的型變性第一電機和第二電機的聯(lián)合驅(qū)動，不僅能完成高度方向上的運動，還能有一定的水平移動能力，通過這樣的多個微調(diào)單元可以實現(xiàn)可動鏡片在水平方向的平移和鏡片沿光軸的旋轉(zhuǎn)以及解決鏡片作翻轉(zhuǎn)微調(diào)時鏡片的中心會偏離光軸無法達到理想的補償效果的問題。
[0031]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，包括若干組微調(diào)單元，每組微調(diào)單元包括底座、驅(qū)動單元和執(zhí)行單元，所述驅(qū)動單元驅(qū)動所述執(zhí)行單元調(diào)整鏡片座，其特征在于，所述驅(qū)動單元包括第一電機和第二電機，所述執(zhí)行單元包括柔性結(jié)構(gòu)和固定鉸鏈，所述柔性結(jié)構(gòu)包括第一驅(qū)動端和第二驅(qū)動端，所述柔性結(jié)構(gòu)通過固定鉸鏈與底座轉(zhuǎn)動連接；所述第一電機與所述第一驅(qū)動端連接，提供柔性結(jié)構(gòu)水平方向的驅(qū)動力；所述第二電機與所述第二驅(qū)動端連接，以固定鉸鏈作為支點提供柔性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力。
2.如權(quán)利要求1所述的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，其特征在于，所述柔性結(jié)構(gòu)還包括:第一連桿、第二連桿、第三連桿、轉(zhuǎn)動連桿以及連接塊；所述第一驅(qū)動端通過水平設(shè)置的第一連桿與連接塊連接，所述連接塊通過豎直設(shè)置的第三連桿與轉(zhuǎn)動連桿連接，所述轉(zhuǎn)動連桿通過水平設(shè)置的第二連桿與第二驅(qū)動端連接；所述連接塊與鏡片座固定，所述轉(zhuǎn)動連桿通過固定鉸鏈與底座轉(zhuǎn)動連接。
3.如權(quán)利要求2所述的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，其特征在于，所述第一連桿、第二連桿和第三連桿兩端開有凹槽。
4.如權(quán)利要求1所述的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動單元還包括第一螺桿、第二螺桿、第一軸連器和第二軸連器，所述第一電機通過第一螺桿和第一軸連器與第一驅(qū)動端連接，所述第二電機通過第二螺桿和第二軸連器與第二驅(qū)動端連接。
5.如權(quán)利要求4所述的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，其特征在于，所述第一電機與第二電機通過螺釘固定在底座上。
6.如權(quán)利要求5所述的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，其特征在于，所述第一電機與第二電機采用亞微米級運動精度的步進電機。
7.如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，其特征在于，所述可動鏡片微調(diào)機構(gòu)包括三組微調(diào)單元。
8.如權(quán)利要求7所述的可動鏡片微調(diào)機構(gòu)，其特征在于，所述三組微調(diào)單元分別設(shè)置在鏡片座的圓周的三等分點上。
【文檔編號】G02B7/02GK103901576SQ201210587417
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】彭云平, 王洪尊, 儲兆祥, 李素平 申請人:上海微電子裝備有限公司