一種用于鏡面單元的主動變形裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集成電路裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于鏡面單元的主動變形裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光刻機曝光設備中的投影光學系統(tǒng)分辨率的要求越來越高，對光學系統(tǒng)的成像質(zhì)量要求也更高。光學系統(tǒng)使用環(huán)境的變化，如氣壓、外界震動等，往往會引起成像質(zhì)量的變化；大功率光源的熱效應也使鏡片產(chǎn)生高階像差，因此在許多成像系統(tǒng)中都有像差補償機構(gòu)。常通過調(diào)節(jié)某些鏡片的位置，使其產(chǎn)生一個微小位移來進行像差補償，但是隨著曝光系統(tǒng)精度越來越高與對高階像差的補償要求，宏觀位移補償像差的方法有時不能滿足要求，而面型控制技術(shù)是進一步提高像差補償效果的手段。
[0003]主動光學可以進行鏡片面型控制，通過改變鏡面的形狀使傳送到硅片上的圖像能夠被修正，使圖像能正確的投影到硅片上。主動光學的實現(xiàn)機制有機械方式、電極方式、流體方式等，其中機械方式最為常見。
[0004]專利US6840638B2提供了一種鏡片變形實現(xiàn)方式，如圖1所示，反射鏡210粘接在支撐架230上，支撐架230固定在反射鏡板220上，主動驅(qū)動器240和被動驅(qū)動器250按一定規(guī)律排列在反射鏡210背面。主動驅(qū)動器240是壓電塊，被動驅(qū)動器250是彈簧與連接件，它們?yōu)榉瓷溏R變形提供壓力和拉力。被動驅(qū)動器250使反射鏡產(chǎn)生一個預先的變形，主動驅(qū)動器240調(diào)節(jié)反射鏡到期望面型值。該結(jié)構(gòu)通過主動和被動兩種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)鏡片面型變化，結(jié)構(gòu)尺寸必然比較大，不利于集成。
[0005]專利US7771065B2提供了另一種鏡片變形方式，如圖2所示，光學單元中變形部件20由驅(qū)動桿22和驅(qū)動器24組成，驅(qū)動桿22 —端連接反射鏡的背面12b，另一端連接驅(qū)動器24。驅(qū)動器24與底座14連接，支柱16連接反射鏡12與底座14。驅(qū)動器24可以是直線電機、電磁裝置或壓電陶瓷等。控制器30輸出一個電壓給驅(qū)動器24，驅(qū)動器24使得反射鏡12產(chǎn)生微小變形，獲得一個經(jīng)過補償?shù)南癫?。該結(jié)構(gòu)通過驅(qū)動器24調(diào)節(jié)鏡片面型，驅(qū)動器的位移量直接轉(zhuǎn)化為鏡片的變形量，所以驅(qū)動器需要具有較高的調(diào)節(jié)精度。
[0006]專利US2010/0033704A1提供的鏡片變形方式如圖3所示，圓盤反射鏡35的背面有許多三角形孔35c，孔35c與反射鏡背面35b有比較高的垂直度，同時面35b與面35a有比較高的平行度，以保證反射面35a與背面35b有同樣的變形。薄膜壓電單元41固定在孔35c底面，反射鏡控制系統(tǒng)40供給各個薄膜壓電單元41各種電壓。反射鏡35預先有一個預緊力使反射鏡彎曲，通過壓電作用減小預緊力，使反射鏡面型改變。這種結(jié)構(gòu)可以得到較高的面型控制精度，但是反射鏡結(jié)構(gòu)復雜，加工難度大，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種反射鏡主動變形的裝置，在反射鏡背面增加主動變形調(diào)節(jié)機構(gòu)，可進行鏡片面型控制，補償由于溫度、氣壓、振動等引起的像差。
[0008]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種用于反射鏡鏡面單元的主動變形裝置，用于改變所述反射鏡的鏡面單元形狀，所述反射鏡片由鏡框來承載，其特征在于，所述主動變形裝置包括若干彈性單元和驅(qū)動器若干所述彈性單元穿過所述鏡框，分散分布于所述反射鏡片背面上，所述驅(qū)動器控制若干所述彈性單元對所述反射鏡片的背面施加拉力或推力。更進一步地，該彈性單元均包括一拉伸彈簧和一壓縮彈簧。
[0009]更進一步地，所述驅(qū)動器由探測控制單元根據(jù)所探測到的像面的像質(zhì)來控制拉或推動作執(zhí)行。
[0010]更進一步地，若干所述彈性單元等距分散分布于所述反射鏡背面的圓心位置及同心圓周位置。
[0011]更進一步地，所述拉伸彈簧和壓縮彈簧為嵌套關(guān)系，所述拉伸彈簧及壓縮彈簧的一端均與上連接件連接，所述上連接件與所述反射鏡背面連接；另一端均與下連接件連接，所述下連接件與所述驅(qū)動器連接。
[0012]本發(fā)明同時公開一種主動光學系統(tǒng)，包括:照明光學單元，用于將照明光束傳遞至掩模；第一平面反射鏡，用于反射該掩模的出射光至成像光學單元；反射鏡面主動變形裝置，用于使該成像光學單元的出射光再次進入該成像光學單元；第二平面反射鏡，用于反射該成像光學單元的出射光至像面；像質(zhì)探測單元，用于探測該像面的像質(zhì)，并計算需要補償?shù)南褓|(zhì)；控制單元，該控制單元與該像質(zhì)探測單元和該鏡面主動變形裝置相連，根據(jù)需要補償?shù)南褓|(zhì)控制該鏡面主動變形裝置發(fā)生形變。
[0013]更進一步地，所述反射鏡面主動變形裝置，用于改變所述反射鏡的鏡面單元形狀，所述反射鏡片由鏡框來承載，所述主動變形裝置包括若干彈性單元和驅(qū)動器，若干所述彈性單元穿過所述鏡框，分散分布于所述反射鏡片背面上，所述驅(qū)動器控制若干所述彈性單元對所述反射鏡片的背面施加拉力或推力。
[0014]更進一步地，該彈性單元均包括一拉伸彈簧和一壓縮彈簧。
[0015]更進一步地，所述驅(qū)動器由探測控制單元根據(jù)所探測到的像面的像質(zhì)來控制拉或推動作執(zhí)行。
[0016]更進一步地，若干所述彈性單元等距分散分布于所述反射鏡背面的圓心位置及同心圓周位置。
[0017]更進一步地，所述拉伸彈簧和壓縮彈簧為嵌套關(guān)系，所述拉伸彈簧及壓縮彈簧的一端均與上連接件連接，所述上連接件與所述反射鏡背面連接；另一端均與下連接件連接，所述下連接件與所述驅(qū)動器連接。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本裝置通過像質(zhì)探測分析單元探測像質(zhì)，分析是否符合要求，反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)，直至像質(zhì)滿足要求。主動變形調(diào)節(jié)機構(gòu)使用彈性元件作為媒介，將驅(qū)動元件(旋轉(zhuǎn)電機與螺桿)的位移轉(zhuǎn)化為彈性元件的力，再將彈性元件的力轉(zhuǎn)化為反射鏡的面型變化，可實現(xiàn)使用低精度的驅(qū)動器實現(xiàn)高精度的面型控制。
【附圖說明】
[0019]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中所使用的鏡片變形實現(xiàn)方式之一；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中所使用的鏡片變形實現(xiàn)方式之二；
圖3是現(xiàn)有技術(shù)中所使用的鏡片變形實現(xiàn)方式之三；
圖4是本發(fā)明所涉及的主動光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明所涉及的鏡面單元的主動變形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明所涉及的鏡面單元的主動變形裝置的放大視圖；
圖7是本發(fā)明所涉及的主動變形裝置的組合彈簧的受力分析示意圖；
圖8是本發(fā)明所涉及的主動變形裝置的仿真結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施例。
[0022]本發(fā)明提出了一種反射鏡主動變形的裝置，在反射鏡背面增加主動變形調(diào)節(jié)機構(gòu)，可進行鏡片面型控制，補償由于溫度、氣壓、振動等引起的像差。
[0023]本裝置通過像質(zhì)探測分析單元探測像質(zhì)，分析是否符合要求，反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)，直至像質(zhì)滿足要求。主動變形調(diào)節(jié)機構(gòu)使用彈性元件作為媒介，將驅(qū)動元件(旋轉(zhuǎn)電機與螺桿)的位移轉(zhuǎn)化為彈性元件的力，再將彈性元件的力轉(zhuǎn)化為反射鏡的面型變化，可實現(xiàn)使用低精度的驅(qū)動器實現(xiàn)高精度的面型控制。
[0024]本發(fā)明所提供的反射鏡主動變形裝置一般用于折反射光學系統(tǒng)中，如圖4所示，光從