[發明專利]雙電機光學元件軸向調節裝置

有效

• 申請號: 201310459341.0
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103472555A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 彭海峰;鞏巖;孫振;華洋洋;郭抗;倪明陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00;G03F7/20
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明涉及深紫外投影光刻物鏡結構設計與裝調技術領域，具體涉及一種可用于光刻投影物鏡系統中雙電機光學元件軸向調節裝置。

背景技術

投影光刻裝備作為大規模集成電路制造的關鍵設備之一，近年來成為一個研究熱點。隨著集成電路精細程度的提高，投影光學裝備的分辨率需求亦逐漸提高，目前波長193.368nm的ArF準分子激光器投影光刻裝備已成為90nm、65nm和45nm節點集成電路制造的主流裝備。投影光刻物鏡的裝配過程中，為獲得良好的光學性能需要對光學系統的各種像差進行補償，從而相應地需要對某些敏感光學元件的軸向位置進行調整補償；在使用過程中，由于物鏡內部的環境改變、加工產品的變化等情況，也需要相應地調整物鏡內部的某些敏感光學元件的軸向位置。并且由于投影光刻物鏡內部鏡片的面形大都要求RMS值在1～2nm范圍內，因此無論裝配過程中的裝調補償調整還是使用過程中的功能性補償，均要求實現高精度調整的同時保證調整力引起的鏡片面形盡可能小。

中國專利CN100576003，于2003年公開了一種光學元件軸向調整裝置，三個驅動器均布于鏡框周向以提供驅動力，由三處均布六個桿及驅動模塊提供傳動，并通過精密傳動實現運動換向并最終實現軸向調整的功能。美國專利US6259571B1，于2000年公開了一種曝光設備的光學元件調節裝置，徑向均布的三處調節螺釘由柔性鉸鏈機構將切向驅動轉換為軸向運動，從而實現光學元軸向運動。但是上述調整裝置需要驅動器的數量較多，一般在三個或以上，同時，機構較為復雜，加工難度較大，因此會在一定程度上提高裝置制造成本。

發明內容

本發明為解決現有光學元件調心裝置中存在的驅動器數量較多，且機構復雜，加工難度大的問題，提供一種投影物鏡系統中的雙電機光學元件軸向調節裝置。

雙電機光學元件軸向調節裝置，包括四個電容傳感器、鏡框、八個聯接螺釘、柔順驅動塊和兩個壓電驅動器，所述四個電容傳感器與鏡框上表面平行放置，沿鏡框上面邊緣均布，且與柔順驅動塊的各直角邊中點對應；鏡框與柔順驅動塊通過聯接螺釘固定；兩個壓電驅動器分別設置在柔順驅動塊的對角位置；鏡框內放置光學元件。

所述的鏡框底部設置八個螺紋孔，鏡框內設置有支撐光學元件的環面；所述的柔順驅動塊具有固定螺孔、柔順鉸鏈和驅動器作用平臺，柔順驅動塊固定螺孔與鏡框底部螺紋孔匹配，通過聯接螺釘固定；所述兩個壓電驅動器的作用在驅動器作用平臺上。

本發明的原理：本發明雙電機光學元件軸向調節裝置，柔順驅動塊可以等效為杠桿機構。初始狀態時，固定在鏡筒下表面上的柔順驅動塊，通過螺釘固定在在鏡框外環上，在鏡框和光學元件重力作用下發生彈性變形，達到非工作平衡狀態；在需要軸向調節時，壓電驅動器通電并帶動驅動器作用平臺發生軸向變形，作用點的軸向位移通過等效杠桿傳遞到支撐點，光學元件與鏡框的裝配體隨之發生軸向運動，電容傳感器與驅動塊各邊中點一一對應，將各點軸向位移反饋給控制模塊以實現壓電驅動器的精確控制。

本發明的有益效果：本發明雙電機光學元件軸向調節裝置，采用柔順鉸鏈與高精度的壓電驅動器結合的方式，在快速精密的調整的同時，避免了機械式鉸鏈存在的摩擦、潤滑、滯后的問題；且柔順驅動塊作用在鏡框上，能夠有效降低調整力對光學元件面型的破壞；整體結構緊湊，需要電機數量少，結構簡單，加工成本低。

附圖說明

圖1為本發明雙電機光學元件軸向調節裝置結構示意圖。

圖2為本發明所述的柔順驅動塊示意圖。

圖3為本發明所述的鏡框結構示意圖。

圖4為本發明所述的電容傳感器與驅動器示意圖。

圖5為本發明所述的柔順驅動塊等效杠桿示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

如圖1所示，雙電機光學元件軸向調節裝置，包括四個電容傳感器1、鏡框2、八個聯結螺釘3、柔順驅動塊4和兩個壓電驅動器5。鏡框2與柔順驅動塊4通過八個聯接螺釘3固定。四個電容傳感器器1分別與鏡框2的上表面平行設置，沿鏡框2上面邊緣均布，且與柔順驅動塊4的各直角邊中點對應，以反饋位移量的大小。兩個壓電驅動器5分別設置在柔順驅動塊4的對角位置。光學元件6經過調心由粘接的方式固定在鏡框2內。

如圖2所示，所述的鏡框2底部八個加工螺紋孔2-1，鏡框2內設置粘合環面2-2與光學元件6粘接配合。