CN102162894A - 一种投影物镜系统中光学元件调心装置 - Google Patents

一种投影物镜系统中光学元件调心装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102162894A
CN102162894A CN201110127023.5A CN201110127023A CN102162894A CN 102162894 A CN102162894 A CN 102162894A CN 201110127023 A CN201110127023 A CN 201110127023A CN 102162894 A CN102162894 A CN 102162894A
Authority
CN
China
Prior art keywords
picture frame
optical element
microscope base
lens barrel
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201110127023.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102162894B (zh
Inventor
巩岩
赵磊
张巍
倪明阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS filed Critical Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority to CN201110127023A priority Critical patent/CN102162894B/zh
Publication of CN102162894A publication Critical patent/CN102162894A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102162894B publication Critical patent/CN102162894B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lens Barrels (AREA)

Abstract

一种投影物镜系统中光学元件调心装置，涉及深紫外投影光刻物镜结构设计与装调技术领域，本装置整体上可以看作投影光刻物镜系统的一个镜筒单元，可以分宏动调心模块和微动调心模块。宏动调整时，三个螺旋测微仪穿过镜筒、镜座作用在镜框外环的楔形面上，满足大行程调心的同时实现镜框的轴向压紧；微动调整时，固定在镜筒上的两个压电驱动器穿过镜筒、镜座、镜框外环，作用在镜框柔性体上，经柔性铰链机构传递到镜框内环上，带动光学元件实现精密的微动调心。本发明能兼顾快速的大行程调整和精密的微动调整；镜框采用柔性体连接内外环的一体化结构，宏动和微动调整分别作用在镜框外环上和镜框柔性体上，能够有效降低调整力对光学元件面型的破坏。

Description

一种投影物镜系统中光学元件调心装置
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的宏微调心装置。
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，完全依靠加工与装配精度难以满足光学元件的偏心精度指标，需要在光刻投影物镜系统中设计专用的调心装置，同时为了保证装调好的光刻投影物镜具有良好的光学性能，需要对光学系统的像差进行补偿，从而需要对个别敏感光学元件进行调心补偿。
专利CN2456339Y，于2001年公开了一种光学镜片径向调整装置，两个调整旋钮和一个螺钉120°均布在镜筒周向，三者协调运动实现调心功能。专利CN19404661A，于2005年公开了一种镜片调心装置，90°间隔分布的第一微调件和第二微调件分布在镜框圆柱面上，在圆柱面上对应位置安装能够提供恢复力的弹片，两个微调件共同作用在镜片上实现调心功能。但是上述调整装置由于驱动力直接作用在镜框或光学元件上，缺少力缓冲的结构，对光学元件面型的影响很大，并且由于采用调整旋钮、螺钉等机械式驱动器，难以将调整精度控制到合理的范围，无法达到精密调整的目的。
发明内容
本发明为解决现有光学元件调心装置存在的对镜片面型影响大、调整精度低的问题，提供一种投影物镜系统中光学元件调心装置。
一种投影物镜系统中光学元件调心装置，包括光学元件、镜框、镜座、镜筒、三个螺旋测微仪、两个压电驱动器、镜座设置在镜筒内，镜框设置在镜座内，镜框分为镜框外环和镜框内环，光学元件设置在镜框内环，所述镜框外环与镜框内环通过柔性铰链连接，所述镜框外环圆柱面上设置楔形凹槽；所述三个螺旋测微仪分别穿过镜筒圆柱面的三个螺旋测微仪固定孔、镜座圆柱面的三个螺旋测微仪镜座孔顶在镜框外环的楔形凹槽上调整镜框的位置，所述两个压电驱动器穿过镜筒圆柱面的压电驱动器探头孔、镜座圆柱面的压电驱动器镜座孔和镜框外环圆柱面的压电驱动器镜框孔调整镜框的位置。
本发明的原理：本发明所述的光学元件调心装置可以分为宏动调心装置和微动调心装置。宏动调整时，镜筒圆柱面上周向120°均布的三个螺旋测微仪，穿过镜座上的螺旋测微仪孔作用在镜框外环上，三者协调运动实现光学元件的粗调心；微动调整时，镜筒圆柱面上的两个压电驱动器穿过镜筒和镜座上的孔，作用在镜框柔体上，并最终传递到镜框内环上实现了精密调心。
本发明的有益效果：本发明所述的光学元件宏微调心装置，采用宏动调整满足了大行程调整需求，采用微动调整满足了高精度调整需求，装置中采用柔性铰链结构，克服了机械式铰链存在的摩擦、润滑、滞后等问题，并且由于采用了内外环一体化的镜框结构，整体结构紧凑，降低了安装的空间要求。
附图说明
图1为本发明所述的光学元件宏微调心装置示意图；
图2为本发明所述的光学元件宏微调心装置剖视图；
图3为本发明所述的镜筒结构示意图；
图4为本发明所述的镜座结构示意图；
图5为本发明所述的镜框的结构示意图；
图6为本发明所述的第二种镜框的结构示意图；
图7为本发明所述的第三种镜框的结构示意图。
图中：1、镜筒，2、镜座，3、镜框，4、光学元件，5、螺旋测微仪，6、压电驱动器，7、压电驱动器接头，1-1、压电驱动器镜筒孔，1-1-1、压电驱动器的螺纹孔，1-2、螺旋测微仪镜筒孔，2-1、螺旋测微仪镜座孔，2-2、镜座凸台，2-3、压电驱动器镜座孔，3-1、柔性铰链，3-2、镜框凸台，3-3、楔形凹槽，3-4、压电驱动器镜框孔，3-5、镜框外环，3-6、镜框内环。
具体实施方式
结合图1至图5说明本实施方式，一种投影物镜系统中光学元件调心装置，包括光学元件4、镜框3、镜座2、镜筒1、三个螺旋测微仪5、两个压电驱动器6、镜座2设置在镜筒1内，镜框3设置在镜座2内，镜框3分为镜框外环3-5和镜框内环3-6，光学元件4设置在镜框内环3-6，所述镜框外环3-5与镜框内环3-6通过多个柔性铰链3-1连接，所述镜框外环3-5圆柱面上设置楔形凹槽3-3；所述三个螺旋测微仪5分别穿过镜筒1圆柱面的三个螺旋测微仪镜筒孔1-2、镜座2圆柱面的三个螺旋测微仪镜座孔2-1作用在镜框外环3-5的楔形凹槽3-3上调整镜框3的位置，所述两个压电驱动器6的压电驱动器接头7的穿过镜筒1圆柱面的压电驱动器探头孔1-1、镜座2圆柱面的压电驱动器镜座孔2-3和镜框外环3-5圆柱面的压电驱动器镜框孔3-4调整镜框3的位置。
本实施方式所述的镜筒1的圆柱面上设置两个压电驱动器安装基准面，所述压电驱动器安装基准面上设置用于固定压电驱动器的螺纹孔1-1-1。
本实施方式所述的三个螺旋测微仪镜筒孔1-2沿镜筒圆柱面周向120°均匀设置的，三个螺旋测微仪镜座孔2-1沿镜座圆柱面周向120°均匀设置的。
本实施方式所述的镜座2底面设置凸台2-2，作为安装镜框的基准面；镜框内环3-6底面设置凸台3-2。
本发明所述的镜框3整体上圆环形结构，可分为镜框内环3-6和镜框外环3-5，内外环之间通过电火花线切割或者电化学腐蚀的方法加工出多个柔性铰链3-1；镜框3内环底面上设置有镜框凸台3-2，作为光学元件4的安装基准面；镜框3外圆柱面上设置一圈楔形凹槽3-3，用于宏动调整的螺旋测微仪作用于楔形凹槽3-3上，实现光学元件调心的同时能够兼顾镜框3轴向的压紧；镜框外环3-6圆柱面上分布有两个压电驱动器镜框孔3-4，压电驱动器6的压电驱动器接头7分别穿过这两个孔将运动作用在柔性铰链3-1上，并通过柔性铰链机构将运动最终传递到镜框内环3-6上以实现光学元件4的精确地微动调整。
本发明所述的光学元件宏微调心装置可以分为宏动调心模块和微动调心模块。宏动调整时，镜筒圆柱面上周向120°均布的三个螺旋测微仪5，穿过镜座上的螺旋测微仪孔2-1作用在镜框外环3-5上，进而带动内部的光学元件4实现大行程的调心功能，由于镜框外环3-5上设计有楔形凹槽3-3，实现径向调心的同时兼有轴向压紧镜框的作用；微动调整时，两个压电驱动器6通过多个螺纹孔1-1-1安装在镜筒1外圆柱面，驱动器接头7分别穿过镜筒孔1-1、镜座孔2-3镜框孔3-4作用到镜框柔性铰链3-1组成的柔性体上，通过柔性体最终将运动传递到镜框内环3-6上，进而带动内部的光学元件实现精密调心功能。
本发明所述的光学元件调心装置的宏动调心模块和微动调心模块两者串联，能够兼顾快速的大行程调整和精密的微动调整；镜框采用柔性体连接内外环的一体化结构，宏动调整作用在镜框外环上，微动调整作用在中间的柔性体上，施力点均远离光学元件，能够有效避免调整力对光学元件面型的破坏。
本发明所述的镜框结构并不仅仅局限于上述镜框3的形式，结合图6和图7，所述镜框3为镜框内环3-6、镜框外环3-5一体化的圆环形结构，内外环之间分布有柔性铰链3-1。大行程的宏动调整时，螺旋测微仪作用在镜框外环3-5上，高精度的微动调整时，压电驱动器穿过镜框外环上的孔作用在多个柔性铰链3-1组成的柔性体上，并最终传递到镜框内环3-6上。
所述镜框3为镜框内环3-6、镜框外环3-5一体化的圆环形结构，内外环之间分布有多个柔性铰链3-1。大行程的宏动调整时，螺旋测微仪作用在镜框外环3-5上，高精度的微动调整时，压电驱动器穿过镜框外环上的孔作用在多个柔性铰链3-1上，并最终传递到镜框内环3-6上。

Claims (4)

1.一种投影物镜系统中光学元件调心装置，包括光学元件(4)、镜框(3)、镜座(2)、镜筒(1)、三个螺旋测微仪(5)和两个压电驱动器(6)，镜座(2)设置在镜筒(1)内，镜框(3)设置在镜座(2)内，其特征是，镜框(3)分为镜框外环(3-5)和镜框内环(3-6)，光学元件(4)设置在镜框内环(3-6)上，所述镜框外环(3-5)与镜框内环(3-6)通过多个柔性铰链(3-1)连接，所述镜框外环(3-5)圆柱面上设置楔形凹槽(3-3)；所述三个螺旋测微仪(5)分别穿过镜筒(1)圆柱面的三个螺旋测微仪镜筒孔(1-2)、镜座(2)圆柱面的三个螺旋测微仪镜座孔(2-1)顶在镜框外环(3-5)的楔形凹槽(3-3)上，所述两个压电驱动器(6)的压电驱动器接头(7)穿过镜筒(1)圆柱面的压电驱动器探头孔(1-1)、镜座(2)圆柱面的压电驱动器镜座孔(2-3)和镜框外环(3-5)圆柱面的压电驱动器镜框孔(3-4)调整镜框(3)的位置。
2.根据权利要求1所述的一种投影物镜系统中光学元件调心装置，其特征在于，所述的镜筒(1)的圆柱面上设置两个压电驱动器安装基准面，所述压电驱动器安装基准面上设置压电驱动器的螺纹孔(1-1-1)。
3.根据权利要求1所述的一种投影物镜系统中光学元件调心装置，其特征在于，所述的三个螺旋测微仪镜筒孔(1-2)沿镜筒圆柱面周向120°均匀设置，三个螺旋测微仪镜座孔(2-1)沿镜座圆柱面周向120°均匀设置。
4.根据权利要求1所述的一种投影物镜系统中光学元件调心装置，其特征在于，所述镜座(2)底面设置凸台(2-2)，镜框内环(3-6)底面设置凸台(3-2)。
CN201110127023A 2011-05-17 2011-05-17 一种投影物镜系统中光学元件调心装置 Expired - Fee Related CN102162894B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110127023A CN102162894B (zh) 2011-05-17 2011-05-17 一种投影物镜系统中光学元件调心装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110127023A CN102162894B (zh) 2011-05-17 2011-05-17 一种投影物镜系统中光学元件调心装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102162894A true CN102162894A (zh) 2011-08-24
CN102162894B CN102162894B (zh) 2012-09-19

Family

ID=44464221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110127023A Expired - Fee Related CN102162894B (zh) 2011-05-17 2011-05-17 一种投影物镜系统中光学元件调心装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102162894B (zh)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102564479A (zh) * 2011-12-29 2012-07-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种反射式光电编码器码盘的柔性装夹结构
CN102707404A (zh) * 2012-06-21 2012-10-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件X、Y、θZ三自由度微动调整装置
CN102721389A (zh) * 2012-06-15 2012-10-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 高精度光学元件面形检测工装夹具
CN103389554A (zh) * 2013-07-29 2013-11-13 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 支撑高度可调式光学元件多点支撑结构
CN103901576A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 上海微电子装备有限公司 可动镜片微调机构
CN103913808A (zh) * 2014-03-25 2014-07-09 中国人民解放军国防科学技术大学 四维光学调整装置及其使用方法
CN104536112A (zh) * 2014-12-25 2015-04-22 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种桥式柔性铰链结构的光学元件轴向微动调整装置
CN103472559B (zh) * 2013-09-25 2015-06-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光刻投影物镜系统中光学元件的轴向宏微调节装置
CN104777274A (zh) * 2015-04-20 2015-07-15 浙江大学 一种用于pdms微型流通池的固定压紧装置
CN105137562A (zh) * 2015-10-15 2015-12-09 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光学元件三自由度微位移调节装置
CN105445887A (zh) * 2015-12-21 2016-03-30 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 用于光学元件支撑的调整机构
CN105444694A (zh) * 2015-12-21 2016-03-30 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装
CN105739248A (zh) * 2016-04-01 2016-07-06 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件支撑结构、单元镜组、曝光光学系统及光刻机
CN106547063A (zh) * 2015-09-17 2017-03-29 上海微电子装备有限公司 一种可动镜片调整机构
CN112859529A (zh) * 2019-11-28 2021-05-28 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种光学元件调整装置
CN114280751A (zh) * 2021-11-18 2022-04-05 中航洛阳光电技术有限公司 一种花键式定心装置及采用该定心装置的调校方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2456339Y (zh) * 2000-12-12 2001-10-24 天津大学 径向调整式的激光光学镜片支撑架
CN1904661A (zh) * 2005-07-25 2007-01-31 财团法人工业技术研究院 镜片调心装置
CN101210984A (zh) * 2006-12-29 2008-07-02 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 镜片光轴对心机构
US20090225297A1 (en) * 2006-08-25 2009-09-10 Carl Zeiss Smt Ag Projection exposure apparatus and optical system
CN101900862A (zh) * 2010-08-02 2010-12-01 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种投影物镜系统中光学元件轴向微动调整装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2456339Y (zh) * 2000-12-12 2001-10-24 天津大学 径向调整式的激光光学镜片支撑架
CN1904661A (zh) * 2005-07-25 2007-01-31 财团法人工业技术研究院 镜片调心装置
US20090225297A1 (en) * 2006-08-25 2009-09-10 Carl Zeiss Smt Ag Projection exposure apparatus and optical system
CN101210984A (zh) * 2006-12-29 2008-07-02 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 镜片光轴对心机构
CN101900862A (zh) * 2010-08-02 2010-12-01 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种投影物镜系统中光学元件轴向微动调整装置

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102564479A (zh) * 2011-12-29 2012-07-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种反射式光电编码器码盘的柔性装夹结构
CN102721389B (zh) * 2012-06-15 2014-07-09 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 高精度光学元件面形检测工装夹具
CN102721389A (zh) * 2012-06-15 2012-10-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 高精度光学元件面形检测工装夹具
CN102707404A (zh) * 2012-06-21 2012-10-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件X、Y、θZ三自由度微动调整装置
CN103901576B (zh) * 2012-12-28 2016-09-28 上海微电子装备有限公司 可动镜片微调机构
CN103901576A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 上海微电子装备有限公司 可动镜片微调机构
CN103389554A (zh) * 2013-07-29 2013-11-13 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 支撑高度可调式光学元件多点支撑结构
CN103389554B (zh) * 2013-07-29 2015-06-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 支撑高度可调式光学元件多点支撑结构
CN103472559B (zh) * 2013-09-25 2015-06-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光刻投影物镜系统中光学元件的轴向宏微调节装置
CN103913808A (zh) * 2014-03-25 2014-07-09 中国人民解放军国防科学技术大学 四维光学调整装置及其使用方法
CN104536112A (zh) * 2014-12-25 2015-04-22 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种桥式柔性铰链结构的光学元件轴向微动调整装置
CN104536112B (zh) * 2014-12-25 2017-01-25 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种桥式柔性铰链结构的光学元件轴向微动调整装置
CN104777274A (zh) * 2015-04-20 2015-07-15 浙江大学 一种用于pdms微型流通池的固定压紧装置
CN106547063A (zh) * 2015-09-17 2017-03-29 上海微电子装备有限公司 一种可动镜片调整机构
CN106547063B (zh) * 2015-09-17 2019-03-26 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种可动镜片调整机构
CN105137562A (zh) * 2015-10-15 2015-12-09 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光学元件三自由度微位移调节装置
CN105444694A (zh) * 2015-12-21 2016-03-30 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装
CN105445887A (zh) * 2015-12-21 2016-03-30 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 用于光学元件支撑的调整机构
CN105739248A (zh) * 2016-04-01 2016-07-06 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件支撑结构、单元镜组、曝光光学系统及光刻机
CN105739248B (zh) * 2016-04-01 2018-01-09 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件支撑结构、单元镜组、曝光光学系统及光刻机
CN112859529A (zh) * 2019-11-28 2021-05-28 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种光学元件调整装置
CN114280751A (zh) * 2021-11-18 2022-04-05 中航洛阳光电技术有限公司 一种花键式定心装置及采用该定心装置的调校方法
CN114280751B (zh) * 2021-11-18 2023-06-30 中航洛阳光电技术有限公司 一种花键式定心装置及采用该定心装置的调校方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102162894B (zh) 2012-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102162894B (zh) 一种投影物镜系统中光学元件调心装置
CN101900862B (zh) 一种投影物镜系统中光学元件轴向微动调整装置
CN100394238C (zh) 一种一体化光学设备调焦/变焦系统
CN103472690A (zh) 一种投影物镜系统中光学元件轴向调节装置
CN102565983B (zh) 一种动镜轴向微调装置
CN107209347B (zh) 自动聚焦相机以及旨在集成到此类相机中的具有可变焦距的光学设备
CN102169218B (zh) 一种具有调心功能的光学元件轴向调整装置
CN106062586B (zh) 具有焦距变化的光学设备
KR20110018679A (ko) 렌즈 구동 모듈
CN102722016B (zh) 光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置
JP2004004496A (ja) 撮像装置、可変ミラーを備えた光学装置の製造方法又はその製造方法によってつくられた可変ミラーを備えた光学装置、撮像装置の調整方法、撮像装置の調整装置、又はその調整方法もしくは調整装置によって調整された可変ミラーを備えた撮像装置、及び形状可変光学素子の制御方法。
CN103278906A (zh) 一种柔性环片结构的透镜轴向微调装置
US20220066239A1 (en) Shape changing optical device for ophthalmic testing devices
CN104536112B (zh) 一种桥式柔性铰链结构的光学元件轴向微动调整装置
CN102707404A (zh) 光学元件X、Y、θZ三自由度微动调整装置
CN103472555A (zh) 双电机光学元件轴向调节装置
CN104216237A (zh) 一种解耦的光刻投影物镜中透镜偏心调节装置
CN105372942B (zh) 一种用于镜面单元的主动变形装置
CN102981234A (zh) 光学元件轴向调整装置
EP2369390A1 (en) Objective and assembling method for the same
JP2013200459A (ja) カメラモジュールの製造方法及びカメラモジュール
US20110096423A1 (en) Piezoelectric actuator, lens barrel and optical device
JP2003107310A (ja) ズームレンズ鏡胴
CN102540455B (zh) 一种微动马达机构及其驱动方法
JP4307783B2 (ja) レンズ鏡胴

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120919

Termination date: 20140517