光刻投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件的軸向宏微調(diào)節(jié)裝置制造方法
【專利摘要】光刻投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件的軸向宏微調(diào)節(jié)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】，為解決現(xiàn)有光學(xué)元件軸向調(diào)整裝置存在的調(diào)整行程小，存在傾斜誤差的問題，該裝置包括電容傳感器、鏡框、宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向?qū)к墸娙輦鞲衅髟O(shè)置在鏡框的上方，用于檢測(cè)鏡框的移動(dòng)距離；宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在鏡框的邊框下面，用于對(duì)鏡框的宏微動(dòng)調(diào)節(jié)；導(dǎo)向?qū)к壴O(shè)置在鏡框的邊框外側(cè)，用于限制鏡框的移動(dòng)；所述鏡框包括周向均布的三個(gè)凸臺(tái)及三個(gè)導(dǎo)向凸臺(tái)；電容傳感器設(shè)置凸臺(tái)上方，宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)作用在凸臺(tái)上，導(dǎo)向凸臺(tái)與導(dǎo)向?qū)к壟浜?；該裝置能在保證調(diào)整精度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)大行程調(diào)節(jié)；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)作用在鏡框上，降低了調(diào)整力對(duì)光學(xué)元件面型的破壞。
【專利說明】光刻投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件的軸向宏微調(diào)節(jié)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)元件的軸向宏微調(diào)節(jié)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]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。
[0003]投影光刻物鏡的裝配過程中，為獲得良好的光學(xué)性能需要對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的各種像差進(jìn)行補(bǔ)償，從而相應(yīng)地需要對(duì)某些敏感光學(xué)元件的軸向位置進(jìn)行調(diào)整補(bǔ)償。同時(shí)投影光刻物鏡在使用過程中，由于物鏡內(nèi)部的環(huán)境改變、加工產(chǎn)品的變化等情況，也需要相應(yīng)地調(diào)整物鏡內(nèi)部的某些敏感光學(xué)元件的軸向位置。并且由于投影光刻物鏡內(nèi)部鏡片的面形大都要求RMS值在I?2nm范圍內(nèi)，因此無論裝配過程中的裝調(diào)補(bǔ)償調(diào)整還是使用過程中的功能性補(bǔ)償，均要求實(shí)現(xiàn)高精度調(diào)整的同時(shí)保證調(diào)整力引起的鏡片面形盡可能小。
[0004]美國專利US7800852B2，于2009年公開了一種光學(xué)元件軸向調(diào)整裝置，三個(gè)驅(qū)動(dòng)器均布于鏡框周向以提供驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)力作用在三處調(diào)節(jié)杠桿上，由杠桿底部的柔性片帶動(dòng)鏡框作軸向運(yùn)動(dòng)；美國專利US6930842B2，于2005年公開了一種光學(xué)元件保持裝置，徑向均布的三個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過柔性機(jī)構(gòu)將切向驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換為軸向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的軸向運(yùn)動(dòng)。但是上述調(diào)整裝置的調(diào)整行程小，且由于受柔性機(jī)構(gòu)加工工藝、加工精度的限制，難以將軸向調(diào)整引起的傾斜誤差控制到合理的范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決現(xiàn)有光學(xué)元件軸向調(diào)整裝置存在的調(diào)整行程小，存在傾斜誤差的問題，提供一種光刻投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件的軸向宏微調(diào)節(jié)裝置。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]光刻投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)兀件的軸向宏微調(diào)節(jié)裝置，包括電容傳感器、鏡框、宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向?qū)к?，電容傳感器設(shè)置在鏡框的上方，用于檢測(cè)鏡框的移動(dòng)距離；宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在鏡框的邊框下面，用于對(duì)鏡框的宏微動(dòng)調(diào)節(jié)；導(dǎo)向?qū)к壴O(shè)置在鏡框的邊框外側(cè)，用于限制鏡框的移動(dòng)。
[0008]所述鏡框包括周向均布的三個(gè)凸臺(tái)及三個(gè)導(dǎo)向凸臺(tái)；電容傳感器設(shè)置凸臺(tái)上方，宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)作用在凸臺(tái)上，導(dǎo)向凸臺(tái)與導(dǎo)向?qū)к壟浜希缓晡⒄{(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、作用平臺(tái)、壓電驅(qū)動(dòng)器、底座、第一聯(lián)接螺釘、步進(jìn)電機(jī)、絲杠、第二聯(lián)接螺釘和驅(qū)動(dòng)圓頭；導(dǎo)軌由第一聯(lián)接螺釘與底座聯(lián)接在一起；作用平臺(tái)與導(dǎo)軌配合；壓電驅(qū)動(dòng)器通過第二聯(lián)接螺釘與作用平臺(tái)固定在一起；步進(jìn)電機(jī)與絲杠聯(lián)接在一起，帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)圓頭作用在鏡框的凸臺(tái)上，推動(dòng)鏡框作軸向運(yùn)動(dòng)。
[0009]所述每處軸向宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中，壓電驅(qū)動(dòng)器對(duì)稱設(shè)置在絲杠兩側(cè)。[0010]本發(fā)明的有益效果:該裝置在需要小于壓電驅(qū)動(dòng)器行程的位移輸出時(shí)，壓電驅(qū)動(dòng)器單獨(dú)作用，鏡框在導(dǎo)向?qū)к壸饔孟伦鬏S向運(yùn)動(dòng)；當(dāng)需要大于壓電驅(qū)動(dòng)器行程的位移輸出時(shí)，步進(jìn)電機(jī)通電帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)使得作用平臺(tái)做軸向的位移運(yùn)動(dòng)，電容傳感器將需要壓電驅(qū)動(dòng)器補(bǔ)償?shù)奈灰屏糠答伒酵獠靠刂葡到y(tǒng)，控制壓電驅(qū)動(dòng)器做相應(yīng)的位移調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡框傾斜誤差的補(bǔ)償。綜上所述，該裝置能夠兼顧快速的大行程調(diào)整和精密的微動(dòng)調(diào)整，同時(shí)可消除鏡框的傾斜誤差；壓電驅(qū)動(dòng)器的施力點(diǎn)遠(yuǎn)離光學(xué)元件，能夠有效避免調(diào)整力對(duì)光學(xué)元件面型的破壞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明光刻投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件的軸向宏微調(diào)節(jié)裝置示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明所述的宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)正視圖。
[0013]圖3為本發(fā)明所述的宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)軸測(cè)圖。
[0014]圖4為本發(fā)明所述的鏡框結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖5為本發(fā)明所述宏微軸向調(diào)節(jié)裝置的控制策略簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1所示，光刻投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件的軸向宏微調(diào)節(jié)裝置，包括電容傳感器1、鏡框3、宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4和導(dǎo)向?qū)к?，電容傳感器I設(shè)置在鏡框3的上方，用于檢測(cè)鏡框3的移動(dòng)距離；宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4設(shè)置在鏡框3的邊框下面，用于對(duì)鏡框3的宏微動(dòng)調(diào)節(jié)；導(dǎo)向?qū)к?設(shè)置在鏡框3的邊框外側(cè)，用于限制鏡框3的移動(dòng)。鏡框3內(nèi)布置光學(xué)元件2，由結(jié)構(gòu)膠粘合在一起。
[0018]如圖2所示，鏡框3上具有三個(gè)凸臺(tái)3-1及三個(gè)導(dǎo)向凸臺(tái)3-2，分別沿鏡框周向120°均布，且相鄰的凸臺(tái)3-1與導(dǎo)向凸臺(tái)3-2的夾角為30°。導(dǎo)向?qū)к?與導(dǎo)向凸臺(tái)3_2配合，起到導(dǎo)向和防止鏡框3轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。三個(gè)電容傳感器I設(shè)置在每個(gè)凸臺(tái)3-1上方。
[0019]如圖3、4所示，宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括導(dǎo)軌4-1，作用平臺(tái)4-2、壓電驅(qū)動(dòng)器4-3、底座4-4、第一聯(lián)接螺釘4-5、步進(jìn)電機(jī)4-6、絲杠4-7、第二聯(lián)接螺釘4_8和驅(qū)動(dòng)圓頭4_9。作用平臺(tái)4-2與導(dǎo)軌4-1緊密配合。步進(jìn)電機(jī)4-6與絲杠4-7聯(lián)接在一起，帶動(dòng)絲杠4_7轉(zhuǎn)動(dòng)。壓電驅(qū)動(dòng)器4-3通過第二聯(lián)接螺釘4-8固定在一起；導(dǎo)軌4-1由第一聯(lián)接螺釘4-5與底座4-4聯(lián)接在一起；步進(jìn)電機(jī)4-6與絲杠4-7聯(lián)接在一起,帶動(dòng)絲杠4-7轉(zhuǎn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)圓頭4_9作用在鏡框3的凸臺(tái)3-1上，推動(dòng)鏡框3作軸向運(yùn)動(dòng)。
[0020]軸向宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4中，壓電驅(qū)動(dòng)器4-3固定在作用平臺(tái)4-2上，且在絲杠4_7兩側(cè)對(duì)稱布置。
[0021]如圖5所示，本發(fā)明所述的光學(xué)元件宏微軸向裝置可用于宏動(dòng)調(diào)節(jié)和微動(dòng)調(diào)節(jié)。在需要小于壓電驅(qū)動(dòng)器4-3行程的位移輸出時(shí)，壓電驅(qū)動(dòng)器4-3單獨(dú)作用，鏡框3在導(dǎo)向?qū)к?導(dǎo)向下作軸向運(yùn)動(dòng)；當(dāng)需要大于壓電驅(qū)動(dòng)器4-3行程的位移輸出時(shí)，步進(jìn)電機(jī)4-6通電帶動(dòng)絲杠4-7轉(zhuǎn)動(dòng)并使得驅(qū)動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)軸向的位移，電容傳感器I將需要壓電驅(qū)動(dòng)器4-3補(bǔ)償?shù)奈灰屏糠答伒紺PU控制模塊，CPU控制模塊根據(jù)獲取的位移信息發(fā)送指令至DSP硬件，DSP控制步進(jìn)電機(jī)4-6和壓電驅(qū)動(dòng)器4-3實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.光刻投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件的軸向宏微調(diào)節(jié)裝置，其特征是，包括電容傳感器(I)、鏡框(3)、宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4)和導(dǎo)向?qū)к?5),電容傳感器(I)設(shè)置在鏡框(3)的上方，用于檢測(cè)鏡框(3)的移動(dòng)距離；宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4)設(shè)置在鏡框(3)的邊框下面，用于對(duì)鏡框(3)的宏微動(dòng)調(diào)節(jié)；導(dǎo)向?qū)к?5)設(shè)置在鏡框(3)的邊框外側(cè)，用于限制鏡框(3)的移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件的軸向宏微調(diào)節(jié)裝置，所述鏡框(3)包括周向均布的三個(gè)凸臺(tái)(3-1)及三個(gè)導(dǎo)向凸臺(tái)(3-2);宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4)作用在凸臺(tái)(3-1)上，導(dǎo)向凸臺(tái)(3-2)與導(dǎo)向?qū)к?5)配合；宏微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4)包括導(dǎo)軌(4-1)、作用平臺(tái)(4-2)、壓電驅(qū)動(dòng)器(4-3)、底座(4-4)、第一聯(lián)接螺釘(4-5)、步進(jìn)電機(jī)(4-6)、絲杠(4-7)、第二聯(lián)接螺釘(4-8)和驅(qū)動(dòng)圓頭(4-9);導(dǎo)軌(4-1)由第一聯(lián)接螺釘(4_5)與底座(4-4)聯(lián)接在一起；作用平臺(tái)(4-2)與導(dǎo)軌(4-1)配合；壓電驅(qū)動(dòng)器(4-3)通過第二聯(lián)接螺釘(4-8)與作用平臺(tái)(4-2)固定在一起；步進(jìn)電機(jī)(4-6)與絲杠(4-7)聯(lián)接在一起,帶動(dòng)絲杠(4-7 )轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)圓頭(4-9 )作用在鏡框(3 )的凸臺(tái)(3-1)上，推動(dòng)鏡框(3 )作軸向運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件的軸向宏微調(diào)節(jié)裝置，壓電驅(qū)動(dòng)器(4-3 )對(duì)稱設(shè)置在絲杠(4-7 )兩側(cè)。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK103472559SQ201310441881
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】彭海峰, 鞏巖, 倪明陽, 趙磊, 秦碩 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所