[发明专利]可调光学元件的径向调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及光刻机曝光设备，尤其涉及一种可调光学元件的径向调节装置。

背景技术

先进光刻机曝光设备中的投影光学系统需要越来越小的波相差和畸变，同时在这种投影光学系统的曝光设备中，需要实时并容易地对由各种环境及其它因素导致的相差和畸变的变化进行补偿。为了解决这一类问题，一般采用设置一个或几个镜片位置可调的方式进行补偿。

曝光设备中可调镜片的实现方式很多，一种现有技术是专利US6574053B1中的弹性元件，该弹性元件虽然结构简单，但弹性特征加工困难；弹性区域刚度大，在调整过程中需要提供的径向力较大，即实际操作困难。

另一种现有技术是专利CN1317725A披露的“曝光设备的光学元件保持装置”，该装置中采用压电元件组成的致动器驱动柔性四杆机构，四杆机构将致动器水平向的运动转换成活动透镜的光轴方向。该装置的优点是精度高，发热低，噪音小，但是柔性连杆机构机构复杂，加工制造难度，安装也有较大困难，再者压电元件价格昂贵，经济性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调光学元件的径向调节装置，结构简单紧凑，加工和安装方便。

为了达到上述的目的，本发明提供一种可调光学元件的径向调节装置，包括一可调镜组、至少一径向调节机构、一固定镜座、至少一电机组件、一弹性柱塞和一轴向支撑机构；所述轴向支撑机构，用于支撑所述可调镜组并保证所述可调镜组轴向位移不变；所述可调镜组，通过所述轴向支撑机构设置在所述固定镜座内；所述弹性柱塞固定设置在所述固定镜座内，该弹性柱塞的一端与所述可调镜组弹性连接；所述径向调节机构设置在所述固定镜座内，该径向调节机构与所述可调镜组径向移动连接；所述电机组件与所述径向调节机构连接，所述电机组件驱动所述径向调节机构运动，从而带动所述可调镜组径向移动，所述弹性柱塞用于保持所述可调镜组在径向上的平衡。

上述可调光学元件的径向调节装置，其中，还包括一上固定板和至少一径向位移传感器组件；所述上固定板固定设置在所述固定镜座的上端，所述固定镜座支撑着所述上固定板；所述径向位移传感器组件固定设置在所述上固定板上，该径向位移传感器组件用于检测所述径向调节机构和所述弹性柱塞在径向上的位移。

上述可调光学元件的径向调节装置，其中，该装置设有2套径向调节机构，3组径向位移传感器组件和2组电机组件；所述2套径向调节机构在所述固定镜座的圆周方向上间隔120°；所述弹性柱塞在所述固定镜座的圆周方向上与所述2套径向调节机构分别间隔120°；所述3组径向位移传感器组件分别设置在与所述2套径向调节机构以及所述弹性柱塞相对的位置，所述3组径向位移传感器分别用于检测所述2套径向调节机构以及弹性柱塞在径向上的位移；所述2组电机组件分别与所述2套径向调节机构连接。

上述可调光学元件的径向调节装置，其中，还包括一下固定板，所述下固定板固定设置在所述固定镜座的下端，所述下固定板支撑着所述固定镜座；所述电机组件设置在所述下固定板上。

上述可调光学元件的径向调节装置，其中，所述可调镜组包括可调镜座和可调镜片；所述可调镜片固定设置在所述可调镜座内，所述可调镜片保持相对所述可调镜座静止。

上述可调光学元件的径向调节装置，其中，所述径向调节机构包括顶杆、弹簧、顶出块、两个弹簧片、保持套和滑轮；所述顶出块的一外侧壁为圆弧面，该圆弧面与所述可调镜座的外侧壁相抵接；所述滑轮设置在所述顶杆的顶端；所述顶杆的底端与所述电机组件连接；所述顶出块设有一通孔，该通孔有一个侧面为斜面，所述斜面与所述滑轮的外表面相抵接；所述保持套套在所述顶杆上，该保持套与所述固定镜座固定连接，使所述顶杆沿所述顶杆的轴线方向移动；所述弹簧设置在所述顶杆和所述固定镜座之间，该弹簧用于顶杆的预紧和复位；所述两个弹簧片的一端分别设置在所述顶出块的通孔的两侧，该两个弹簧片的另一端分别固定在所述保持套的两侧面上，该两个弹簧片用于所述顶出块的复位；所述电机组件驱动所述顶杆沿该顶杆的轴线方向移动，带动所述滑轮沿所述顶杆的轴线方向移动，从而推动所述可调镜座在径向上移动。

上述可调光学元件的径向调节装置，其中，所述径向调节机构还包括轴承支座和轴承销钉；所述轴承支座与所述顶杆的顶端相连接，所述轴承支座通过所述轴承销钉固定支撑所述滑轮。

上述可调光学元件的径向调节装置，其中，所述滑轮分内圈和外圈，所述外圈能相对所述内圈转动，所述内圈与所述轴承销钉紧配合，并保持相对静止，该内圈通过所述轴承销钉固定连接在所述轴承支座上，所述外圈在所述轴承支座上能且仅能绕所述内圈做旋转运动。