[發明專利]光學元件運動學支撐裝置、投影物鏡和光刻機

有效

• 申請號: 201710519516.0
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107145040B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 張德福;倪明陽;李顯凌;隋永新;楊懷江
• 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: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發明提供一種光學元件運動學支撐裝置，包括：鏡框，三組支撐腳，沿著所述鏡框的圓周方向分別安裝于所述鏡框上，每組支撐腳約束兩個自由度的位移；其中，所述光學元件固定于所述支撐腳內，所述支撐腳約束所述光學元件，可以同時實現六個自由度精確約束特別適用于高面形精度的光學元件無應力支撐，可以滿足光刻物鏡環境波動時的高精度支撐面形需求，有效提高了光學元件支撐面形精度。相應地，本發明提供了具有上述的光學元件運動學支撐裝置的投影物鏡及光刻機。

技術領域

本發明涉及光刻投影物鏡技術領域，具體涉及一種光學元件運動學支撐裝置、投影物鏡和光刻機。

背景技術

隨著半導體工業對193nm光刻投影物鏡分辨率的要求不斷提高，集成電路特征線寬的減小要求投影物鏡具有更高的數值孔徑和更小的系統波像差。

光學系統對支撐結構的加工精度、裝配公差、外界應力及環境變化的影響更加敏感。光刻投影物鏡中光學元件的支撐結構不僅要滿足定位精度的要求，還應能夠補償外界應力、振動和溫度變化等因素對成像質量造成的不良影響。傳統的滾邊鏡座安裝、卡環安裝、壓圈安裝等支撐方式已難以滿足高精度光刻投影物鏡對光學元件面形精度的要求。

為了達到近乎苛刻的成像效果，迫切需要具有環境自適應的光學元件撓性支撐結構。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種光學元件運動學支撐裝置、投影物鏡和光刻機，可以實現光學元件精確約束，特別適用于高面形精度的光學元件無應力支撐，有效提高了光學元件支撐面形精度。

第一方面，本發明提供一種光學元件運動學支撐裝置，包括：鏡框，三組支撐腳，沿著所述鏡框的圓周方向分別安裝于所述鏡框上，每個支撐腳約束兩個自由度的位移；其中，所述光學元件固定于所述支撐腳內，所述支撐腳約束所述光學元件。

可選地，所述的鏡框為回轉對稱形結構，通過三組支撐腳接口分別固定連接所述三個支撐腳上。

可選地，所述支撐腳包括固定端、第一Y向柔性板簧、第二Y向柔性板簧、第一交叉柔性板簧、所述支撐點、所述第二交叉柔性板簧，建立支撐腳的局部坐標系，將平行于投影物鏡光軸的方向作為Z軸方向，將垂直于Z軸且平行于投影物鏡徑向的方向作為X軸方向，將垂直X軸和Z軸的方向作為Y軸方向，構成三維直角坐標系作為支撐腳的局部坐標系，其中，所述支撐點通過所述第二Y向柔性板簧連接所述第一交叉柔性板簧和所述第二交叉柔性板簧，所述支撐點可繞著Y軸的轉動。

可選地，第一交叉柔性板簧和第二交叉柔性板簧關于X軸對稱，所述第一交叉柔性板簧和第二交叉柔性板簧的上端通過第一Y向柔性板簧連接固定端，其中，第一Y向柔性板簧和第二Y向柔性板簧組成復合鉸鏈，所述支撐點可沿著X軸移動和繞著Z軸旋轉。

可選地，所述鏡框以外圓柱面為安裝基準面，鏡框同軸安裝固定到投影物鏡的內壁，將光學元件運動學支撐裝置整體固定安裝在投影物鏡的內壁，并利用光學元件運動學支撐裝置約束光學元件在投影物鏡光學系統中的面形。

可選地，所述支撐腳為分體式結構。

可選地，所述鏡框下表面為安裝基準面，所述鏡框下表面還設有用于連接其他鏡框的鏡框間級聯接口。

可選地，所述三組支撐腳接口中相鄰兩個之間的分布角度相等或不等。

第二方面，本發明提供一種投影物鏡，所述投影物鏡具有如上述的光學元件運動學支撐裝置。

第三方面，本發明提供一種光刻機，具有如上述的投影物鏡。

從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點：