專利名稱：用于光刻投影物鏡中可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光刻投影物鏡下保護(hù)窗口安裝定位結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種用于光刻投影物鏡中可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
投影光刻技術(shù)是大規(guī)模集成電路制造技術(shù)和微光學(xué)、微機(jī)械技術(shù)的先導(dǎo)和基礎(chǔ)，決定了集成電路的集成度。投影光刻設(shè)備是大規(guī)模集成電路制造工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，隨著市場(chǎng)需求的不斷增加，光刻設(shè)備整體性能逐年提高，其產(chǎn)率早已成為光刻設(shè)備評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。由于物鏡底部與待加工硅片之間的間隔很小，在光刻過程中由于揮發(fā)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致物鏡底部鏡片容易受到污染，致使整個(gè)系統(tǒng)的成像質(zhì)量會(huì)受到嚴(yán)重的影響。然而，更換物鏡鏡片時(shí)的精密對(duì)焦、定位安裝等維護(hù)過程非常耗時(shí)，導(dǎo)致效率低下，嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度，造成經(jīng)濟(jì)損失。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有投影光刻物鏡在工作時(shí)底部鏡片容易受到揮發(fā)物污染，而更換物鏡鏡片時(shí)的精密對(duì)焦、定位安裝等維護(hù)過程非常耗時(shí)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于光刻投影物鏡中可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:用于光刻投影物鏡中可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)包括:三個(gè)磁鋼片、三個(gè)定位球頭、下保護(hù)窗口鏡框、定位槽滑軌、三個(gè)緊固螺釘和連接鏡框；所述下保護(hù)窗口鏡框包括下保護(hù)窗口鏡框法蘭和位于下保護(hù)窗口鏡框法蘭上面的帶內(nèi)坡口的圓環(huán)側(cè)壁，圓環(huán)側(cè)壁與下保護(hù)窗口鏡框法蘭一體成型；下保護(hù)窗口鏡框法蘭上設(shè)有三個(gè)圓柱形定位槽，三個(gè)圓柱形定位槽按照彼此120°的圓周角分布在與下保護(hù)窗口鏡框法蘭同心的同一個(gè)圓周上；每個(gè)圓柱形定位槽的底部都開有用于安裝螺釘?shù)某量?；所述定位球頭是由定位球及固定在其下端的圓柱形支柱組成，定位球?yàn)殍F磁性材料，圓柱形支柱的底部開有內(nèi)螺紋孔；圓柱形支柱插入圓柱形定位槽內(nèi)，緊固螺釘從下保護(hù)窗口鏡框法蘭的下方插入沉孔并與圓柱形支柱螺紋連接；所述連接鏡框上設(shè)有用于安裝定位槽滑軌的安裝接口、三個(gè)用于安裝磁鋼片的安裝孔和用于安裝定位槽滑軌的內(nèi)螺紋孔，安裝孔和內(nèi)螺紋孔均位于安裝接口的底面上；三個(gè)安裝孔按照彼此120°的圓周角分布在與三個(gè)圓柱形定位槽所在圓周半徑相同的一個(gè)圓周上，該圓周與連接鏡框同心；所述定位槽滑軌上設(shè)有滑道，滑道所在圓周與三個(gè)圓柱形定位槽所在圓周半徑相同。上述定位槽滑軌為環(huán)形定位槽滑軌，其包括圓環(huán)滑道和三個(gè)用于定位定位球的圓錐凹槽，三個(gè)圓錐凹槽按照彼此120°的圓周角分布在圓環(huán)滑道上；所述圓錐凹槽的圓錐頂端開有通孔，磁鋼片穿過通孔安裝在磁鋼片安裝孔內(nèi)。上述定位槽滑軌由三個(gè)分段定位槽滑軌塊構(gòu)成，分段定位槽滑軌塊上端面設(shè)有一端開口的圓弧滑道、用于定位定位球的圓錐凹槽、滑道斜坡和平臺(tái)，平臺(tái)位于滑道斜坡坡面的底部并與滑道斜坡一體成型；圓弧滑道開在滑道斜坡的坡面上，圓弧滑道的開口端位于坡面頂端；圓錐凹槽連接于圓弧滑道的另一端，滑道斜坡的斜坡面下端與平臺(tái)的上表面相交于一條直線，圓錐凹槽的圓錐旋轉(zhuǎn)軸線與該交線相交于一點(diǎn)，圓錐旋轉(zhuǎn)軸垂直于平臺(tái)的上表面，圓錐凹槽的圓錐面與圓弧滑道的側(cè)壁相切；圓錐凹槽按照彼此120°的圓周角分布在圓弧滑道所在的圓周上，圓錐凹槽的圓錐頂端開有通孔，磁鋼片穿過通孔安裝在磁鋼片安裝孔內(nèi)。本發(fā)明的有益效果是:該定位結(jié)構(gòu)能用于保護(hù)光刻投影物鏡免于揮發(fā)物質(zhì)的污染，其自身被污染后可快速更換，并且能夠確保高定位精度的安裝，避免了更換物鏡時(shí)的精密對(duì)焦和定位安裝過程，由此始終保證光刻投影物鏡具有良好的光學(xué)性能，并節(jié)約了大量維護(hù)時(shí)間，提高了光刻系統(tǒng)的整體工作效率。


圖1是本發(fā)明用于光刻投影物鏡中可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)應(yīng)用示意圖的半剖視圖；圖2是圖1的立體結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明下保護(hù)窗口鏡框組件的俯視裝配示意圖；圖4是圖3的側(cè)視半剖視圖；圖5是本發(fā)明分段定位槽滑軌塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5的正視圖 ；圖7是圖5的俯視圖；圖8是圖5的左視圖；圖9是圖7的A-A向剖視圖；圖10是本發(fā)明分段定位槽滑軌塊安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是圖10的側(cè)視半剖視圖；圖12是本發(fā)明環(huán)形定位槽滑軌的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是圖11的側(cè)視半剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1和圖2所示，本發(fā)明用于光刻投影物鏡中可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)包括:三個(gè)磁鋼片1、三個(gè)定位球頭2、下保護(hù)窗口鏡框3、定位槽滑軌、三個(gè)緊固螺釘4和連接鏡框7。如圖3和圖4所示，下保護(hù)窗口鏡框3包括下保護(hù)窗口鏡框法蘭3-1和位于下保護(hù)窗口鏡框法蘭3-1上面的帶內(nèi)坡口的圓環(huán)側(cè)壁3-2，圓環(huán)側(cè)壁3-2與下保護(hù)窗口鏡框法蘭3-1 —體成型，它們與安裝在下保護(hù)窗口鏡框法蘭3-1中心的下保護(hù)窗口鏡片6共同形成對(duì)光刻投影物鏡的保護(hù)窗口。下保護(hù)窗口鏡框法蘭3-1上設(shè)有三個(gè)圓柱形定位槽3-1-1，三個(gè)圓柱形定位槽3-1-1按照彼此120°的圓周角分布在與下保護(hù)窗口鏡框法蘭3-1同心的同一個(gè)圓周上。每個(gè)圓柱形定位槽3-1-1的底部都開有用于安裝螺釘?shù)某量?-1-1-1。定位球頭2由定位球2-1及固定在其下端的圓柱形支柱2-2組成,定位球2-1為鐵磁性材料，圓柱形支柱2-2的底部開有內(nèi)螺紋孔。圓柱形支柱2-2插入圓柱形定位槽3-1-1內(nèi)，緊固螺釘4從下保護(hù)窗口鏡框法蘭3-1的下方插入沉孔3-1-1-1并與圓柱形支柱2-2螺紋連接，以便使定位球頭2豎直向上可靠固定。連接鏡框7是原有的光刻投影物鏡上最下端的鏡頭組件，如圖10和圖11所示，連接鏡框7上設(shè)有用于安裝定位槽滑軌的安裝接口 7-1、三個(gè)用于安裝磁鋼片I的安裝孔7-2和用于安裝定位槽滑軌的內(nèi)螺紋孔，安裝孔7-2和內(nèi)螺紋孔均位于安裝接口 7-1的底面上。三個(gè)安裝孔7-2按照彼此120°的圓周角分布在與三個(gè)圓柱形定位槽3-1-1所在圓周半徑相同的一個(gè)圓周上，該圓周與連接鏡框7同心。定位槽滑軌上設(shè)有滑道，滑道所在圓周與三個(gè)圓柱形定位槽3-1-1所在圓周半徑相同。固定螺栓從上方穿過連接鏡框7并與定位槽滑軌上對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺紋孔螺紋連接，以便將定位槽滑軌固定。如圖12和圖13所示，定位槽滑軌為環(huán)形定位槽滑軌8，其包括圓環(huán)滑道8-1和三個(gè)用于定位定位球2-1的圓錐凹槽8-2，三個(gè)圓錐凹槽8-2按照彼此120°的圓周角分布在圓環(huán)滑道8-1上。圓錐凹槽8-2的圓錐頂端開有通孔8-2-1，磁鋼片I穿過通孔8-2-1安裝在磁鋼片安裝孔7-2內(nèi)。如圖5至圖9所示，定位槽滑軌還可以是由三個(gè)分段定位槽滑軌塊5替代環(huán)形定位槽滑軌8的結(jié)構(gòu)形式，分段定位槽滑軌塊5上端面設(shè)有一端開口的圓弧滑道5-1、用于定位定位球2-1的圓錐凹槽5-2、滑道斜坡5-3和平臺(tái)5-4，平臺(tái)5_4位于滑道斜坡5_3坡面的底部并與滑道斜坡5-3 —體成型。圓弧滑道5-1開在滑道斜坡5-3的坡面上，圓弧滑道5-1的開口端位于坡面頂端。圓錐凹槽5-2連接于圓弧滑道5-1的另一端，滑道斜坡5-3的斜坡面下端與平臺(tái)5-4的上表面相交于一條直線，圓錐凹槽5-2的圓錐旋轉(zhuǎn)軸線與該直線相交于一點(diǎn)，圓錐旋轉(zhuǎn)軸垂直于平臺(tái)5-4的上表面，圓錐凹槽5-2的圓錐面與圓弧滑道5-1的側(cè)壁相切。圓錐凹槽5-2按照彼此120°的圓周角分布在圓弧滑道5-1所在的圓周上，圓錐凹槽5-2的圓錐頂端開有通孔5-2-1，磁鋼片I穿過通孔5-2-1安裝在磁鋼片安裝孔7-2內(nèi)。圓弧滑道5-1的開口方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。在具體應(yīng)用本發(fā)明的可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)進(jìn)行光刻加工的過程中，由保護(hù)窗口鏡片6和下保護(hù)窗口鏡框3共同形成的光刻投影物鏡保護(hù)窗口遮擋在光刻投影物鏡最下端，光刻過程中所產(chǎn)生的揮發(fā)物質(zhì)會(huì)被投影物鏡保護(hù)窗口阻擋而無法污染到連接鏡框7及其光學(xué)鏡頭。當(dāng)保護(hù)窗口鏡片6因沾染大量揮發(fā)物而影響到光刻物鏡的工作性能時(shí)，則需要暫停光刻進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。此時(shí)，只需按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)下保護(hù)窗口鏡框3以便使定位球頭2克服磁鋼片I的磁力吸附作用，即可輕松地將下保護(hù)窗口從連接鏡框7上拆卸下來。直接選取一組全新的下保護(hù)窗口，或者僅需更換下保護(hù)窗口鏡框法蘭3-1上的保護(hù)窗口鏡片6，即可再將下保護(hù)窗口重新裝配到光刻投影物鏡上。重新裝配時(shí)，先將新的下保護(hù)窗口上的定位球頭2嵌入到定位槽滑軌的滑道內(nèi)，然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)下保護(hù)窗口鏡框3，當(dāng)定位球頭2沿滑道旋至圓錐凹槽時(shí)，定位球頭2就與圓錐凹槽錐頂位置磁鋼片I吸合，此時(shí)，定 位球頭2的球面會(huì)同時(shí)與磁鋼片I和圓錐凹槽的側(cè)壁形成唯一的內(nèi)切關(guān)系，從而將定位球頭2精確定位。整個(gè)保護(hù)窗口鏡框3也隨之完成安裝和定位過程。
本發(fā)明提出的用于光刻投影物鏡中可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)物鏡保護(hù)窗口的快速拆卸和高精度定位更換安裝。該結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝和拆卸、無需安裝螺釘、吸附力可調(diào)整等突出優(yōu)點(diǎn)，由于該結(jié)構(gòu)的安裝特點(diǎn)和便攜性，可以很好的適用于任意系統(tǒng)始端或末端要求更換的`結(jié)構(gòu)中。
權(quán)利要求
1.用于光刻投影物鏡中可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)，其特征在于:該定位結(jié)構(gòu)包括三個(gè)磁鋼片(I)、三個(gè)定位球頭(2)、下保護(hù)窗口鏡框(3)、定位槽滑軌、三個(gè)緊固螺釘(4)和連接鏡框(7)； 所述下保護(hù)窗口鏡框(3)包括下保護(hù)窗口鏡框法蘭(3-1)和位于下保護(hù)窗口鏡框法蘭(3-1)上面的帶內(nèi)坡口的圓環(huán)側(cè)壁(3-2)，圓環(huán)側(cè)壁(3-2)與下保護(hù)窗口鏡框法蘭(3-1) —體成型；下保護(hù)窗口鏡框法蘭(3-1)上設(shè)有三個(gè)圓柱形定位槽(3-1-1)，三個(gè)圓柱形定位槽(3-1-1)按照彼此120°的圓周角分布在與下保護(hù)窗口鏡框法蘭(3-1)同心的同一個(gè)圓周上；每個(gè)圓柱形定位槽(3-1-1)的底部都開有用于安裝螺釘?shù)某量?3-1-1-1)； 所述定位球頭(2)由定位球(2-1)及固定在其下端的圓柱形支柱(2-2)組成，定位球(2-1)為鐵磁性材料，圓柱形支柱(2-2)的底部開有內(nèi)螺紋孔；圓柱形支柱(2-2)插入圓柱形定位槽(3-1-1)內(nèi)，緊固螺釘(4)從下保護(hù)窗口鏡框法蘭(3-1)的下方插入沉孔(3-1-1-1)并與圓柱形支柱(2-2)螺紋連接； 所述連接鏡框(7)上設(shè)有用于安裝定位槽滑軌的安裝接口(7-1)、三個(gè)用于安裝磁鋼片(I)的安裝孔(7-2)和用于安裝定位槽滑軌的內(nèi)螺紋孔，安裝孔(7-2)和內(nèi)螺紋孔均位于安裝接口(7-1)的底面上；三個(gè)安裝孔(7-2)按照彼此120°的圓周角分布在與三個(gè)圓柱形定位槽(3-1-1)所在圓周半徑相同的一個(gè)圓周上，該圓周與連接鏡框(7)同心； 所述定位槽滑軌上設(shè)有滑道，滑道所在圓周與三個(gè)圓柱形定位槽(3-1-1)所在圓周半徑相同。
2.如權(quán)利要求1所述的用于光刻投影物鏡中可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述定位槽滑軌為環(huán)形定位槽滑軌(8)，其包括圓環(huán)滑道(8-1)和三個(gè)用于定位定位球(2-1)的圓 錐凹槽(8-2)，三個(gè)圓錐凹槽(8-2)按照彼此120°的圓周角分布在圓環(huán)滑道(8-1)上；所述圓錐凹槽(8-2)的圓錐頂端開有通孔(8-2-1)，磁鋼片(I)穿過通孔(8-2-1)安裝在磁鋼片安裝孔(7-2)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于光刻投影物鏡中可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述定位槽滑軌由三個(gè)分段定位槽滑軌塊(5)構(gòu)成，分段定位槽滑軌塊(5)上端面設(shè)有一端開口的圓弧滑道(5-1)、用于定位定位球(2-1)的圓錐凹槽(5-2)、滑道斜坡(5-3)和平臺(tái)(5-4)，平臺(tái)(5-4)位于滑道斜坡(5-3)坡面的底部并與滑道斜坡(5-3)—體成型；圓弧滑道(5-1)開在滑道斜坡(5-3)的坡面上，圓弧滑道(5-1)的開口端位于坡面頂端；圓錐凹槽(5-2)連接于圓弧滑道(5-1)的另一端，滑道斜坡(5-3)的斜坡面下端與平臺(tái)(5-4)的上表面相交于一條直線，圓錐凹槽(5-2)的圓錐旋轉(zhuǎn)軸線與該交線相交于一點(diǎn)，圓錐旋轉(zhuǎn)軸垂直于平臺(tái)(5-4)的上表面，圓錐凹槽(5-2)的圓錐面與圓弧滑道(5-1)的側(cè)壁相切；圓錐凹槽(5-2)按照彼此120°的圓周角分布在圓弧滑道(5-1)所在的圓周上，圓錐凹槽(5-2)的圓錐頂端開有通孔(5-2-1)，磁鋼片(I)穿過通孔(5-2-1)安裝在磁鋼片安裝孔(7-2)內(nèi)。
全文摘要
用于光刻投影物鏡中可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)屬于光刻投影物鏡下保護(hù)窗口安裝定位結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，該結(jié)構(gòu)包括保護(hù)窗口鏡框、定位球頭、定位槽滑軌、磁鋼片等；磁鋼片安裝于連接鏡框內(nèi)部，用于克服保護(hù)窗口鏡框自重，提供吸附力；保護(hù)窗口鏡片粘接到鏡框中，更換時(shí)鏡框與鏡片同時(shí)更換。拆卸時(shí)為了降低磁鋼對(duì)定位球頭的吸附，將定位槽設(shè)計(jì)為環(huán)向斜面，利于拆卸。定位槽滑軌上的圓錐凹槽用于實(shí)現(xiàn)高精度重復(fù)定位，便于安裝。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝和拆卸、無需安裝螺釘、吸附力可調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)；由于鏡框緊固不需要螺釘，避免了安裝和拆卸過程中由于螺釘意外跌落對(duì)鏡片臺(tái)面的潛在威脅。
文檔編號(hào)G03F7/20GK103246040SQ20131014635
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者孫振, 郭抗, 鞏巖, 華洋洋, 倪明陽, 李顯凌 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所