[发明专利]一种具有调心功能的光学元件轴向调整装置

说明书

技术领域

本发明涉及深紫外投影光刻物镜结构设计与装调技术领域，具体涉及一种可用于光刻投影物镜系统中光学元件轴向调整的装置。

背景技术

投影光刻装备是大规模集成电路制造工艺中的关键设备，近年来随着集成电路线宽精细程度的不断提高，投影光学装备的分辨率亦逐渐提高，目前波长193.368nm的ArF准分子激光器投影光刻装备已成为90nm、65nm和45nm节点集成电路制造的主流装备。投影光刻物镜的结构设计与装配过程中，为获得良好的光学性能需要对光学系统的各种像差进行补偿，从而需要对某些敏感光学元件的轴向位置进行调整。

美国专利US6275344B1，于2001年公开了一种光学元件轴向调整装置，三个驱动器均布于镜框周向以提供驱动力，弹簧提供恢复力，并通过柔性结构实现运动换向并最终实现轴向调整的功能。美国专利US6930842B2，于2005年公开了一种曝光设备的光学元件保持装置，径向均布的三个压电驱动机构通过放大模块和导向模块将切向驱动转换为轴向运动，从而实现光学元件的轴向运动。但是上述调整装置由于受加工工艺、加工精度的限制，难以将轴向调整引起的径向运动误差控制在合理的范围，补偿某种像差的同时会带来其他的像差。

发明内容

本发明为解决现有光学元件轴向调整装置轴向调整时引起径向误差的问题，提供一种具有调心功能的光学元件轴向调整装置。

一种具有调心功能的光学元件轴向调整装置，包括光学元件、镜框、镜座、镜筒、滑架、三个压电驱动器、三个压电驱动器座、三个螺旋测微仪三个导钉和弹簧，所述镜座设置在镜筒内，镜框设置在镜座内，所述光学元件设置在镜框内；所述滑架安装在镜筒的上阶梯圆柱面上，所述三个螺旋测微仪穿过滑架外圆柱面上设置的三个螺旋测微仪滑架孔、镜筒上阶梯圆柱面上设置的三个螺旋测微仪镜筒腰形孔和镜座圆柱面上设置的三个螺旋测微仪镜座腰形孔调整镜框，三个导钉通过滑架外圆柱面上设置的三个导钉滑架孔、镜筒上阶梯圆柱面上设置的三个导钉镜筒腰形孔、镜座圆柱面上设置三个导钉镜座腰形孔和镜框外圆柱面上设置的三个导钉螺纹孔进行螺纹连接；所述三个压电驱动器固定在三个压电驱动器座上，所述三个压电驱动器座安装在镜筒下阶梯圆柱面的三个安装基准面上，所述弹簧的一端固定在镜筒外圆柱面上，另一端固定在滑架上。

本发明的原理：本发明所述的具有调心功能的光学元件轴向调整装置，整体上可以看作物镜的一个镜筒单元。镜框、光学元件粘接后放入镜座中，并通过修研隔圈保证光学元件初始位置的倾斜公差和间隔公差；通过轴孔精密配合将镜座放入镜筒中；将滑架安装在镜筒外圆柱面上，通过三个螺旋测微仪对镜座内的镜框组件调心，然后通过导钉将调好心的镜框和最外侧的滑架连成一体；工作时，三个压电驱动器同时推动滑架和镜框沿镜筒外圆柱面做轴向移动，并通过分布于镜筒和镜座的多个腰形孔限制光学元件的旋转运动误差，同时弹簧提供滑架和镜框轴向后退的恢复力。轴向调整的整个行程中，均可以通过精密调整导钉和螺旋测微仪实现镜框组件任意位置的调心。

本发明的有益效果：本发明所述的光学元件轴向调整装置在轴向调整行程的每一处均具有调心功能，克服现有调整装置不可避免会带入径向运动误差的缺点，能够有效达到补偿效果提高光学系统的性能。

附图说明

图1为本发明所述的具有调心功能的光学元件轴向调整装置示意图；

图2为本发明所述的具有调心功能的光学元件轴向调整装置剖视图；

图3为本发明所述的镜筒结构示意图；

图4为本发明所述的滑架结构示意图；

图5为本发明所述的镜座结构示意图；

图6为本发明所述的镜框结构示意图。

图中：1、光学元件，2、镜框，3、镜座，4、镜筒，5、滑架，6、压电驱动器，7、压电驱动器座，8、螺旋测微仪，9、弹簧，10、导钉，11、隔圈，4-1、螺旋测微仪镜筒腰形孔，4-2、导钉镜筒腰形孔，4-3、安装基准面，4-3-1、螺纹孔，5-1、滑架凸台，5-2、螺旋测微仪滑架孔，5-3、导钉滑架孔，3-1镜座凸台，3-2、螺旋测微仪镜座孔，3-3、导钉镜座腰形孔，2-1镜框凸台，2-2、导钉螺纹孔。

具体实施方式