CN102722016A - 光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置 - Google Patents

光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102722016A
CN102722016A CN2012102067276A CN201210206727A CN102722016A CN 102722016 A CN102722016 A CN 102722016A CN 2012102067276 A CN2012102067276 A CN 2012102067276A CN 201210206727 A CN201210206727 A CN 201210206727A CN 102722016 A CN102722016 A CN 102722016A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical element
tip
freedom
universal hinge
flexible universal
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
CN2012102067276A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102722016B (zh
Inventor
赵磊
巩岩
倪明阳
孙振
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 CN201210206727.6A priority Critical patent/CN102722016B/zh
Publication of CN102722016A publication Critical patent/CN102722016A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102722016B publication Critical patent/CN102722016B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置，属于深紫外投影光刻物镜装调补偿领域，为解决光学元件Z、tip、tilt三自由度高精度调整问题，该装置包括镜框、镜筒、三个运动支链和三对双电容传感器；镜框和镜筒通过三个运动支链连接；每个运动支链均由第一柔性万向铰、驱动器和第二柔性万向铰组成，驱动器位于第一柔性万向铰的下面，第二柔性万向铰位于驱动器下面，三个运动支链沿周向间隔120°均匀分布；每对双电容传感器的上电极板和下电极板分别固定在镜框和镜筒上，且三对双电容传感器周向间隔120°均匀分布，本发明基于3-TPT机构，实现光学元件的Z、tip、tilt三自由度精密微动调整。

Description

光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置
技术领域
本发明属于深紫外投影光刻物镜装调补偿领域，具体涉及一种光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置。
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，从而相应地需要对某些敏感光学元件的Z轴向位移、绕X轴倾斜tip和绕Y轴倾斜tilt进行调整。同时投影光刻物镜在使用过程中，由于物镜内部的环境改变、加工产品的变化等情况，也需要相应地调整物镜内部的某些敏感光学元件的Z轴向位移、绕X轴倾斜tip和绕Y轴倾斜tilt。
发明内容
本发明为解决光学元件Z、tip、tilt三自由高精度调整问题，提出一种基于3-TPT并联机构的光学元件柔性微动调整装置，尤其适用于深紫外投影物镜中光学透镜的微动调整。
光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置，包括镜框、镜筒、三个运动支链和三对双电容传感器；所述镜框和镜筒通过三个运动支链连接；所述每个运动支链均由第一柔性万向铰、驱动器和第二柔性万向铰组成，驱动器位于第一柔性万向铰的下面，第二柔性万向铰位于驱动器下面，三个运动支链沿周向间隔120°均匀分布；每对双电容传感器的上电极板和下电极板分别固定在镜框和镜筒上，且三对双电容传感器周向间隔120°均匀分布。
本发明的有益效果：本发明所述的光学元件Z、tip、tilt三自由度调整装置，具有实时调整的能力，能够满足光学系统装调过程中和光学系统工作过程中的调整；本装置基于3-TPT并联机构，采用了压电驱动器作为驱动单元，柔性铰链组成的柔性运动链作为传动单元，电容传感器作为位置检测反馈单元，能够实现光学元件的Z、tip、tilt三自由度高精度调整。
附图说明
图1为本发明光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置示意图。
图2为本发明所述的运动支链轴测图。
图3为本发明所述的柔性万向铰结构示意图。
图4为本发明所述的柔性万向铰另一结构示意图。
图5为本发明所述双电容传感器上电极板与镜框固定示意图。
图6为本发明调整装置内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进一步说明。
如图1所示，光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置，镜框1、镜筒2、三个运动支链3和三对双电容传感器4。光学元件5与镜框1之间通过胶粘或者压圈压紧的方式固定，镜筒2和镜框1通过三个运动支链3连接。
如图2至图4所示，每个运动支链3均由上部的第一柔性万向铰3-1、中部的直线运动驱动器3-2和下部的第二柔性万向铰3-3组成，上中下三部分通过胶粘或螺钉固定的方式连接。驱动器3-2能够提供沿运动支链3轴向方向的前进运动和后退运动，驱动器3-2可采用压电式、磁滞伸缩式、气动式等驱动方式。第一柔性万向铰3-1和第二柔性万向铰3-3均可以绕着两个正交的旋转轴转动，其中第一柔性万向铰3-1正交旋转轴确定的平面与光学元件光轴方向平行，第二柔性万向铰3-3正交旋转轴确定的平面与光学元件光轴方向垂直。每个运动支链3从下部算起的第一转动副轴线平行于X轴；第二和第三转动副轴线互相平行，并且平行于y轴；第四转动副轴线平行于Z轴。其中，定义调整机构的整体坐标系O-XYZ位于镜筒2上，坐标系原点O位于镜筒2底面圆心处，X轴垂直于两个运动支链底部的连线，Z轴沿镜筒2的轴线竖直向上。运动支链3的上部与镜框1固定，运动支链3的下部与镜筒2固定，三个运动支链3沿周向间隔120°均匀分布。
如图5和图6所示，每对双电容传感器4均含有一个上电极板4-1和一个下电极板4-2，分别固定在镜框1和镜筒2上。三对双电容传感器4的上电极板4-1和下电极板4-2分别沿镜框1和镜筒2周向间隔120°均匀分布，并且与相邻运动支链之间的周向夹角为60°。周向间隔120°均布的三对电容传感器4，用于实时检测镜框1的微动调整量，并将检测量反馈给驱动器，从而形成检测控制闭环，以保证光学元件Z、tip、tilt三自由度的高精度微动调整。
当对光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整时，已知光学元件所需要的Z向移动量，以及绕X轴的倾斜量tip、绕Y轴的倾斜量tilt，根据本发明微动调整装置的雅克比矩阵，可以得到三个驱动器3-2的输入位移量，其中所述微动调整装置的雅克比矩阵可以通过三个第一柔性万向铰3-1所确定外接圆的直径、三个第二柔性万向铰3-3所确定外接圆的直径、运动支链3的长度、运动支链3与镜筒2底面所成的夹角等结构参数确定。

Claims (5)

1.光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置，包括镜框（1）、镜筒（2）、三个运动支链（3）和三对双电容传感器（4）；其特征在于，所述镜框（1）和镜筒（2）通过三个运动支链（3）连接；所述每个运动支链（3）均由第一柔性万向铰（3-1）、驱动器（3-2）和第二柔性万向铰（3-3）组成，驱动器（3-2）位于第一柔性万向铰（3-1）的下面，第二柔性万向铰（3-3）位于驱动器（3-2）下面，三个运动支链（3）沿周向间隔120°均匀分布；每对双电容传感器（4）的上电极板（4-1）和下电极板（4-2）分别固定在镜框（1）和镜筒（2）上，且三对双电容传感器（4）周向间隔120°均匀分布。
2.根据权利要求1所述的光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置，其特征在于，第一柔性万向铰（3-1）、驱动器（3-2）和第二柔性万向铰（3-3）三者通过胶粘或螺钉固定的方式连接。
3.根据权利要求1所述的光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置，其特征在于，所述第一柔性万向铰（3-1）与镜框（1）固定，第二柔性万向铰（3-3）与镜筒（2）固定。
4.根据权利要求1所述的光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置，其特征在于，所述运动支链（3）和双电容传感器（4）在周向间隔60°交错排布。
5.根据权利要求1所述的光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置，其特征在于，光学元件（5）与镜框（1）之间通过胶粘或者压圈压紧的方式固定。
CN201210206727.6A 2012-06-21 2012-06-21 光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置 Expired - Fee Related CN102722016B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210206727.6A CN102722016B (zh) 2012-06-21 2012-06-21 光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210206727.6A CN102722016B (zh) 2012-06-21 2012-06-21 光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102722016A true CN102722016A (zh) 2012-10-10
CN102722016B CN102722016B (zh) 2014-08-20

Family

ID=46947829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210206727.6A Expired - Fee Related CN102722016B (zh) 2012-06-21 2012-06-21 光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102722016B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102981234A (zh) * 2012-12-12 2013-03-20 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件轴向调整装置
CN103792637A (zh) * 2012-10-31 2014-05-14 上海微电子装备有限公司 一种补偿镜片调整装置
CN104076612A (zh) * 2013-03-27 2014-10-01 上海微电子装备有限公司 重载荷柔性支撑装置
CN106443936A (zh) * 2016-10-09 2017-02-22 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光学元件的五自由度微动调整机构
WO2018076339A1 (zh) * 2016-10-31 2018-05-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件六自由度微位移调节装置、投影物镜和光刻机
WO2018120105A1 (zh) * 2016-12-30 2018-07-05 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件支撑装置及包含其的光学系统
CN107145041B (zh) * 2017-06-30 2018-09-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件六自由度定位调节装置、投影物镜及光刻机
CN112034583A (zh) * 2020-08-25 2020-12-04 长春长光智欧科技有限公司 一种显微物镜高集成度整机装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1828248A (zh) * 2006-04-18 2006-09-06 燕山大学 并联6－upur六维测力平台
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
CN101907757A (zh) * 2010-07-13 2010-12-08 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 超高真空中压电陶瓷驱动柔性铰链的精密调节装置及方法
US20110051110A1 (en) * 2005-06-20 2011-03-03 Carl Zeiss Smt Ag Lens comprising a plurality of optical element disposed in a housing
CN102279454A (zh) * 2011-07-27 2011-12-14 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光刻投影物镜中镜片的支撑装置
US20120057252A1 (en) * 2010-09-07 2012-03-08 Katsuyuki Ishiguro Capacitive type humidity sensor and manufacturing method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110051110A1 (en) * 2005-06-20 2011-03-03 Carl Zeiss Smt Ag Lens comprising a plurality of optical element disposed in a housing
CN1828248A (zh) * 2006-04-18 2006-09-06 燕山大学 并联6－upur六维测力平台
CN101907757A (zh) * 2010-07-13 2010-12-08 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 超高真空中压电陶瓷驱动柔性铰链的精密调节装置及方法
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
US20120057252A1 (en) * 2010-09-07 2012-03-08 Katsuyuki Ishiguro Capacitive type humidity sensor and manufacturing method thereof
CN102279454A (zh) * 2011-07-27 2011-12-14 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光刻投影物镜中镜片的支撑装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103792637A (zh) * 2012-10-31 2014-05-14 上海微电子装备有限公司 一种补偿镜片调整装置
CN103792637B (zh) * 2012-10-31 2016-07-06 上海微电子装备有限公司 一种补偿镜片调整装置
CN102981234A (zh) * 2012-12-12 2013-03-20 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件轴向调整装置
CN104076612A (zh) * 2013-03-27 2014-10-01 上海微电子装备有限公司 重载荷柔性支撑装置
CN104076612B (zh) * 2013-03-27 2016-04-20 上海微电子装备有限公司 重载荷柔性支撑装置
CN106443936A (zh) * 2016-10-09 2017-02-22 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光学元件的五自由度微动调整机构
WO2018076339A1 (zh) * 2016-10-31 2018-05-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件六自由度微位移调节装置、投影物镜和光刻机
WO2018120105A1 (zh) * 2016-12-30 2018-07-05 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件支撑装置及包含其的光学系统
CN107145041B (zh) * 2017-06-30 2018-09-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学元件六自由度定位调节装置、投影物镜及光刻机
CN112034583A (zh) * 2020-08-25 2020-12-04 长春长光智欧科技有限公司 一种显微物镜高集成度整机装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102722016B (zh) 2014-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102722016B (zh) 光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置
CN102162894B (zh) 一种投影物镜系统中光学元件调心装置
CN102707404A (zh) 光学元件X、Y、θZ三自由度微动调整装置
CN103472559B (zh) 光刻投影物镜系统中光学元件的轴向宏微调节装置
CN1962209B (zh) 一种三支链六自由度并联柔性铰链微动机构
CN103278906B (zh) 一种柔性环片结构的透镜轴向微调装置
CN103913838B (zh) 二维快速偏转反射镜作动机构及其作动方法
CN101900862B (zh) 一种投影物镜系统中光学元件轴向微动调整装置
CN105301762B (zh) 一种低厚度含二级放大的二维快速偏转装置及其偏转方法
CN208888449U (zh) 一种潜望式镜头模组
CN107479187B (zh) 一种二维快速偏摆反射镜及其工作方法
CN104317218A (zh) 一种微纳操作环境下的精密宏动并联定位系统及方法
CN203551874U (zh) 基于柔性支承的快速反射镜系统
CN204129308U (zh) 一种大口径反射镜用背部柔性支撑装置
CN103472690A (zh) 一种投影物镜系统中光学元件轴向调节装置
CN104238285A (zh) 可动态调焦的激光直写式光刻系统
CN102540442A (zh) 一种平面并联三自由度精密操作平台
CN104849858A (zh) 旋转中心处于反射面的快速偏转反射镜控制机构及方法
WO2019019718A1 (zh) 集传感单元和约束元件于一体的二维快速偏转台及方法
CN104216237A (zh) 一种解耦的光刻投影物镜中透镜偏心调节装置
CN103472555A (zh) 双电机光学元件轴向调节装置
JP5419430B2 (ja) 駆動装置、露光装置及びデバイス製造方法
CN104977710A (zh) 一种光学系统像质补偿装置
CN105158895B (zh) 用于天文望远镜镜面位置调整的微位移促动器
CN102981234A (zh) 光学元件轴向调整装置

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140820

Termination date: 20170621