CN103728842A - 光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构 - Google Patents

Abstract

一种光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构，包含固定在底板上的前端支撑装置、第一后端支撑装置、第二后端支撑装置、连接第一后端支撑装置和第二后端支撑装置的后端支撑，所述前端支撑装置、后端支撑和照明镜组单元固定连接，本发明调整支撑机构可以实现照明镜组单元的安装调整和支撑固定，对照明镜组单元进行X、Y、Z方向及绕其旋转的六个自由度方向进行调整，安装调整固定方便，具有较高的定位精度。

Description

光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构

技术领域

本发明涉及光刻机，特别是一种光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构。

背景技术

照明镜组单元位于光刻机照明系统顶部模块，是照明系统顶部模块其他单元的安装调试基准，要保证其与顶部模块的底板之间较好的位置精度，且可相对于底板调整，所以照明镜组单元在照明系统中有着很重要的作用。

目前光刻机照明系统照明镜组单元的装调支撑机构多采用起升旋转定位装置和三自由度调整机构，其特点是首先在底板平面上利用销定位，限制XY平面上三个自由度，然后用三自由度调整机构进行调整。图1和图2为现有光刻机照明系统照明镜组的调整支撑机构。图中：01-照明镜组单元、02-后端调整支撑装置、03-防撞装置、04-液压装置、05-前端调整支撑装置、06-前端定位销、07-起升旋转装置、08-后端定位销。该结构的工作原理如下：所述起升旋转装置将照明镜组单元01向上提升一定高度，再旋转离开原来位置，反过来，可将照明镜组单元01旋转并下降到原来的位置，利用前端定位销06和后端定位销08限制所述照明镜组单元的位置，再利用前端调整支撑装置05和后端调整支撑装置02进行所述照明镜组单元的三自由度调整。这种光刻机照明系统照明镜组单元调整支撑机构的缺点是：一、照明镜组起升旋转的过程会占用很大的空间，同时要注意防止撞到其他模块。二、利用销进行平面上的定位，定位精度较低，对零件的加工精度要求较高，且不便于调整。

中国专利“用于光刻机照明顶部模块的安装维护机构”（CN102207684A）提出了一种用于光刻机照明顶部模块整体的六自由度安装维护机构，其中包括四个调整定位装置和八个调整螺钉。四个调整定位装置在垂直方向上调整时可能会造成过约束，八个调整螺钉用于调整平面内的三个自由度，具有调整方向的不确定性，调整任一自由度需松开和拧紧多个调整螺钉协调配合，并且各个方向的调整数值会相互影响，需反复多次调节才能达到精度要求。本专利借鉴其垂直方向调整定位装置的原理，对结构做了改进，使其更方便于加工和安装调整固定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构，该机构结构简单，操作方便，同时提高光刻机照明系统顶部模块照明镜组单元的安装定位精度。

本发明的技术解决方案如下：

一种光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构，特点在于其构成包括固定在一块底板上的前端支撑装置、第一后端支撑装置、第二后端支撑装置、连接第一后端支撑装置和第二后端支撑装置的后端支撑，所述前端支撑装置、后端支撑和光刻机照明系统的照明镜组单元固定连接。

所述的前端支撑装置由前端支撑、前端底座、前端支撑调整螺钉、X向调整支撑块、X向调整螺钉、Y向调整支撑块、Y向调整螺钉、固定螺钉和垂直调整定位装置组成；所述的前端底座位于所述的前端支撑的下面，前端底座上开有一个球形凹槽，所述的前端支撑的底部具有球形端，该球形端嵌入所述的球形凹槽中形成前端支撑绕所述的球形凹槽的轴线的旋转机构；所述的前端底座上表面的两边固设有两个凸起，所述的前端支撑调整螺钉平行于Y轴方向穿过所述的凸起的螺孔与所述的前端支撑接触，调整旋转所述的前端支撑调整螺钉推动所述前端支撑绕Z轴转动，从而带动所述的照明镜组单元绕Z轴转动；所述的X向调整支撑块和Y向调整支撑块分别位于前端底座的左侧和前侧，通过固定螺钉固定在所述的底板上；

所述的X向调整支撑块的X向调整螺钉平行于X轴方向设置在X向调整支撑块上，与前端底座左侧面接触，旋转所述的X向调整螺钉推动前端底座沿X轴方向移动，从而带动所述的照明镜组单元沿X轴方向移动；

所述的Y向调整支撑块的Y向调整螺钉平行于Y轴方向设置在Y向调整支撑块上，与前端底座的前面接触，旋转所述的Y向调整螺钉推动前端底座沿Y轴方向移动，从而带动所述的照明镜组单元沿Y轴方向移动；

在所述的前端底座上竖直向下设有垂直调整定位装置，构成是：垂直调整螺钉具有的外螺纹与所述前端底座具有的内螺纹配合，将垂直调整螺钉和前端底座连接在一起；一长锁紧螺钉依次通过所述球头垫片、垂直调整螺钉、球头支撑固定在底板上。

所述的前端支撑与所述的光刻机照明系统照明镜组单元通过一个以上的锁紧螺钉固定连接。

所述的第一后端调整支撑通过一个以上所述的第一连接件固定在后端支撑的左侧；所述的第二后端调整支撑通过一个以上所述的第三连接件固定在后端支撑的右侧；

所述的第一后端支撑装置由第一后端调整支撑、第一连接件、第二连接件以及垂直调整定位装置组成；所述的第二后端支撑装置由第二后端调整支撑、第三连接件、第四连接件以及垂直调整定位装置组成；所述的垂直调整定位装置由球头支撑、垂直调整螺钉、球头垫片以及长锁紧螺钉组成；

所述的第一后端调整支撑由本体、下方左侧的第一弹性块和第二弹性块组成，第一弹性块由第一狭缝、第二狭缝、第四狭缝切割第一后端调整支撑而成，第二弹性块由第一狭缝、第三狭缝、第四狭缝切割第一后端调整支撑而成；第一狭缝位于第一后端调整支撑的左下方，与XY平面平行，第二狭缝和第三狭缝分别位于第一后端调整支撑下部的前、后方，平行于YZ平面，与第一狭缝相通，与第四狭缝不相通；第四狭缝位于第一后端调整支撑的左下方，平行于XZ平面，与第一狭缝相通；

所述的第一弹性块和第二弹性块上开有沿Y轴方向的通孔，一个以上所述的第二连接件通过通孔将第一弹性块和第二弹性块连接在一起，拧紧第二连接件使内通孔变小与垂直调整螺钉的外螺纹接触，从而将第一后端调整支撑和垂直调整螺钉固定在一起；

所述的垂直调整螺钉具有的外螺纹与所述的第一后端调整支撑上半部分具有的内螺纹配合，使垂直调整螺钉和第一后端调整支撑螺纹连接；与第一后端调整支撑螺纹配合的垂直调整螺钉具有的外螺纹和所述的第一后端调整支撑下半部分具有的内通孔之间留有间隙；

所述的第二后端调整支撑与所述的第一后端调整支撑结构相同；

所述的垂直调整螺钉具有的外螺纹与所述的第二后端调整支撑上半部分具有的内螺纹配合，使得垂直调整螺钉和第二后端调整支撑固定连接；

与第二后端调整支撑螺纹配合的垂直调整螺钉具有的外螺纹和所述的第二后端调整支撑下半部分具有的内通孔之间留有间隙；拧紧所述的第三连接件使得位于第二后端调整支撑下半部分的内通孔和与第二后端调整支撑螺纹配合的垂直调整螺钉的外螺纹接触，从而将第二后端调整支撑和垂直调整螺钉固定在一起。

所述的底板上开有一个以上的通孔，利用连接件穿过所述的通孔将底板固定在其他装置上；

所述的后端支撑与所述的光刻机照明系统照明镜组单元通过一个以上的锁紧螺钉固定连接。

与原先机构相比，本发明具有下列的技术效果：

1、本发明可以有效的实现照明镜组单元六自由度的可调整支撑，并保持高的定位精度和稳定性，该调整支撑机构结构简单，在很大程度上降低了对底板和调整支撑机构的加工精度的要求；

2、本发明的六自由度可调整支撑机构在X、Y方向的位移和绕Z轴旋转的调整上更容易实现，在其余三个自由度的调整装置上简化了结构，使其更方便于安装调整和固定。

附图说明

图1为现有光刻机照明系统照明镜组单元立体图；

图2为现有光刻机照明系统照明镜组单元另一方向的轴侧图；

图3为本发明光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构轴侧图；

图4为本发明光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构另一方向的轴侧图；

图5为本发明光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构俯视图；

图6为本发明光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构的前端支撑装置的结构示意图：

图7为前端支撑装置的剖视图即图5的A-A剖视图；

图8为本发明光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构的第一后端支撑装置的结构示意图；

图9为第一后端支撑装置的剖视图即图5的B-B剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提出的具体实施例作进一步详细的说明：

先请参阅图3、图4，本发明用于光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构，由固定在一底板1上的前端支撑装置3、第一后端支撑装置4、第二后端支撑装置5、连接第一后端支撑装置4和第二后端支撑装置5的后端支撑6组成；参见图5、图6、图7、图8、图9，所述的前端支撑装置3由前端支撑31、前端底座32、前端支撑调整螺钉33、X向调整支撑块34、X向调整螺钉35、Y向调整支撑块36、Y向调整螺钉37、固定螺钉38以及垂直调整定位装置2组成；所述的第一后端支撑装置4由第一后端调整支撑41、第一连接件42、第二连接件43以及垂直调整定位装置2组成；所述的第二后端支撑装置5由第二后端调整支撑51、第三连接件52、第四连接件53以及垂直调整定位装置2组成；所述的垂直调整定位装置2由球头支撑21、垂直调整螺钉22、球头垫片23以及长锁紧螺钉24组成；

参见图3、图4，所述的底板1上开有一个以上的通孔11，利用连接件穿过通孔11将底板1固定在其他装置上；

所述的前端支撑31位于光刻机照明系统照明镜组单元7的前半部分，与照明镜组单元7通过一个以上的锁紧螺钉8固定连接，当照明镜组单元7较轻时可使用一个锁紧螺钉8固定，较重时可使用一个以上的锁紧螺钉8固定；

参见图6、图7，所述的前端底座32位于所述的前端支撑31的下方，和前端支撑31的球头配合，前端底座32上开有一球形凹槽321，前端支撑31底部具有球形端311，该球形端311嵌入球形凹槽321中，前端支撑31可绕球形凹槽321的轴线旋转；

所述的前端底座32的上表面固设有两个凸起，所述的前端支撑调整螺钉33沿Y轴方向穿过两个凸起上的螺孔与所述的前端支撑31接触，旋转前端支撑调整螺钉33可以推动所述前端支撑31绕Z轴转动，从而带动照明镜组单元7绕Z轴转动；

X向调整支撑块34和Y向调整支撑块36分别位于前端底座32的左测和前测，通过固定螺钉38固定在所述的底板1上；

所述的X向调整螺钉35设置在X向调整支撑块34上，位于X轴方向，与前端底座32左侧面接触，带动前端底座32沿X轴方向移动，从而带动照明镜组单元7沿X轴方向移动；

Y向调整螺钉37设置在Y向调整支撑块36上，位于Y轴方向，与前端底座32前侧面接触，带动前端底座32沿Y轴方向移动，从而带动照明镜组单元7沿Y轴方向移动；

当照明镜组单元7较轻时，使用一个X向调整螺钉35即可达到X向调整的目的，当照明镜组单元7较重且尺寸较大时，需使用一个以上的X向调整螺钉35，此时设有X向调整螺钉35的X向调整支撑块34可固定在前端底座32的左侧或第一后端调整支撑41的左侧，X向调整螺钉35作用在前端底座32的左侧面或者第一后端调整支撑41的左侧面；

一个所述的垂直调整螺钉22具有的外螺纹221与所述前端底座32具有的内螺纹322配合，将垂直调整螺钉22和前端底座32连接在一起；

所述的长锁紧螺钉24依次通过所述球头垫片23、垂直调整螺钉22、球头支撑21固定在底板1上；

参见图3，所述的后端支撑41位于照明镜组单元7的后半部分，与光刻机照明系统照明镜组单元7通过一个以上的锁紧螺钉8固定连接；

参见图8、图9，所述的第一后端调整支撑41通过一个以上所述的第一连接件42固定在后端支撑7的左侧；

一个所述的垂直调整螺钉22具有的外螺纹221与所述的第一后端调整支撑41上半部分具有的内螺纹418配合，使垂直调整螺钉22和第一后端调整支撑41螺纹连接；

与第一后端调整支撑41螺纹配合的垂直调整螺钉22具有的外螺纹221和所述的第一后端调整支撑41下半部分具有的内通孔419之间留有间隙；

所述的第一后端调整支撑41由本体411、下方左侧的第一弹性块412和第二弹性块413组成，第一弹性块412由第一狭缝414、第二狭缝415、第四狭缝417切割第一后端调整支撑41而成，第二弹性块413由第一狭缝414、第三狭缝416、第四狭缝417切割第一后端调整支撑41而成；第一狭缝414位于第一后端调整支撑41的左下方，与XY平面平行，第二狭缝415和第三狭缝416分别位于第一后端调整支撑41下部的前、后方，平行于YZ平面，与第一狭缝414相通，与第四狭缝417不相通；第四狭缝417位于第一后端调整支撑41的左下方，平行于XZ平面，与第一狭缝414相通；

所述的第一弹性块412和第二弹性块413上开有沿Y轴方向的通孔，一个以上所述的第二连接件43通过通孔将第一弹性块412和第二弹性块413连接在一起，拧紧第二连接件43使内通孔419变小与垂直调整螺钉22的外螺纹221接触，从而将第一后端调整支撑41和垂直调整螺钉22固定在一起；

所述的第二后端调整支撑51通过一个以上所述的第三连接件52固定在后端支撑7的右侧；

所述的第二后端调整支撑51与所述的第一后端调整支撑41结构相同；

一个所述的垂直调整螺钉22具有的外螺纹221与所述的第二后端调整支撑51上半部分具有的内螺纹配合，使得垂直调整螺钉22和第二后端调整支撑51固定连接；

与第二后端调整支撑51螺纹配合的垂直调整螺钉22具有的外螺纹221和所述的第二后端调整支撑51下半部分具有的内通孔之间留有间隙；

拧紧所述的第三连接件53使得位于第二后端调整支撑51下半部分的内通孔和与第二后端调整支撑51螺纹配合的垂直调整螺钉22的外螺纹221接触，从而将第二后端调整支撑51和垂直调整螺钉22固定在一起。

参见图3-图9，本发明的工作原理如下：

使用内调焦望远镜监测光路的变化，将照明镜组单元7的光轴调整到要求的精度。将照明镜组单元7与调整支撑机构固定连接，并初步粗定位，固定X向调整支撑块34，旋转X向调整螺钉35，使照明镜组单元7整体沿X轴方向移动，从而实现照明镜组单元7在X轴方向移动的调整；固定Y向调整支撑块36，旋转Y向调整螺钉37，使照明镜组单元7整体沿Y轴方向移动，从而实现照明镜组单元7在Y轴方向移动的调整；旋转前端支撑调整螺钉33，可实现照明镜组单元7绕Z轴的转动；旋转三个垂直调整螺钉22使与其分别螺纹连接的前端底座32、第一后端调整支撑41和第二后端调整支撑51的高度变化相同，从而实现照明镜组单元7在Z轴方向移动的调整；旋转与前端底座32螺纹连接的垂直调整螺钉22，或同时旋转与第一后端调整支撑41螺纹连接的垂直调整螺钉22和与第二后端调整支撑51螺纹连接的垂直调整螺钉22，实现照明镜组单元7绕X轴的转动；旋转与第一后端调整支撑41螺纹连接的垂直调整螺钉22或与第二后端调整支撑51螺纹连接的垂直调整螺钉22，使两个垂直调整螺钉22高度不同，可实现照明镜组单元7绕Y轴的转动；照明镜组单元7达到调整精度后，锁紧三个长锁紧螺钉24、第二连接件43和第四连接件53，将照明镜组单元7固定在底板1上，保证其自由度的稳定和精度的要求。

Claims (6)

1.一种光刻机照明系统照明镜组单元的调整支撑机构，特征在于其构成包括固定在一块底板（1）上的前端支撑装置（3）、第一后端支撑装置（4）、第二后端支撑装置（5）、连接第一后端支撑装置（4）和第二后端支撑装置（5）的后端支撑（6），所述前端支撑装置（3）、后端支撑（6）和光刻机照明系统的照明镜组单元（7）固定连接。 

2.根据权利要求1所述的调整支撑机构，其特征在于所述的前端支撑装置（3）由前端支撑（31）、前端底座（32）、前端支撑调整螺钉（33）、X向调整支撑块（34）、X向调整螺钉（35）、Y向调整支撑块（36）、Y向调整螺钉（37）、固定螺钉（38）和垂直调整定位装置（20）组成；所述的前端底座（32）位于所述的前端支撑（31）的下面，前端底座（32）上开有一个球形凹槽（321），所述的前端支撑（31）的底部具有球形端（311），该球形端（311）嵌入所述的球形凹槽（321）中形成前端支撑（31）绕所述的球形凹槽（321）的轴线的旋转机构；所述的前端底座（32）上表面的两边固设有两个凸起，所述的前端支撑调整螺钉（33）平行于Y轴方向穿过所述的凸起的螺孔与所述的前端支撑（31）接触，调整旋转所述的前端支撑调整螺钉（33）推动所述前端支撑（31）绕Z轴转动，从而带动所述的照明镜组单元（7）绕Z轴转动；所述的X向调整支撑块（34）和Y向调整支撑块（36）分别位于前端底座（32）的左侧和前侧，通过固定螺钉（38）固定在所述的底板（1）上； 

所述的X向调整支撑块（34）的X向调整螺钉（35）平行于X轴方向设置在X向调整支撑块（34）上，与前端底座（32）左侧面接触，旋转所述的X向调整螺钉（35）推动前端底座（32）沿X轴方向移动，从而带动所述的照明镜组单元（7）沿X轴方向移动； 

所述的Y向调整支撑块（36）的Y向调整螺钉（37）平行于Y轴方向设置在Y向调整支撑块（36）上，与前端底座（32）的前面接触，旋转所述的Y向调整螺钉（37）推动前端底座（32）沿Y轴方向移动，从而带动所述的照明镜组单元（7）沿Y轴方向移动； 

在所述的前端底座（32）上竖直向下设有垂直调整定位装置（2），构成是：垂直调整螺钉（22）具有的外螺纹（221）与所述前端底座（32）具有的内螺纹（322）配合，将垂直调整螺钉（22）和前端底座（32）连接在一起；一长锁紧螺钉（24） 依次通过所述球头垫片（23）、垂直调整螺钉（22）、球头支撑（21）固定在底板（1）上。 

3.根据权利要求2所述的调整支撑机构，其特征在于所述的前端支撑（31）与所述的光刻机照明系统照明镜组单元（7）通过一个以上的锁紧螺钉（8）固定连接。 

4.根据权利要求1所述的调整支撑机构，其特征在于所述的第一后端调整支撑（41）通过一个以上所述的第一连接件（42）固定在后端支撑（7）的左侧；所述的第二后端调整支撑（51）通过一个以上所述的第三连接件（52）固定在后端支撑（7）的右侧； 

所述的第一后端支撑装置（4）由第一后端调整支撑（41）、第一连接件（42）、第二连接件（43）以及垂直调整定位装置（2）组成；所述的第二后端支撑装置（5）由第二后端调整支撑（51）、第三连接件（52）、第四连接件（53）以及垂直调整定位装置（2）组成；所述的垂直调整定位装置（2）由球头支撑（21）、垂直调整螺钉（22）、球头垫片（23）以及长锁紧螺钉（24）组成； 

所述的第一后端调整支撑（41）由本体（411）、下方左侧的第一弹性块（412）和第二弹性块（413）组成，第一弹性块（412）由第一狭缝（414）、第二狭缝（415）、第四狭缝（417）切割第一后端调整支撑（41）而成，第二弹性块（413）由第一狭缝（414）、第三狭缝（416）、第四狭缝（417）切割第一后端调整支撑（41）而成；第一狭缝（414）位于第一后端调整支撑（41）的左下方，与XY平面平行，第二狭缝（415）和第三狭缝（416）分别位于第一后端调整支撑（41）下部的前、后方，平行于YZ平面，与第一狭缝（414）相通，与第四狭缝（417）不相通；第四狭缝（417）位于第一后端调整支撑（41）的左下方，平行于XZ平面，与第一狭缝（414）相通； 

所述的第一弹性块（412）和第二弹性块（413）上开有沿Y轴方向的通孔，一个以上所述的第二连接件（43）通过通孔将第一弹性块（412）和第二弹性块（413）连接在一起，拧紧第二连接件（43）使内通孔（419）变小与垂直调整螺钉（22）的外螺纹（221）接触，从而将第一后端调整支撑（41）和垂直调整螺钉（22）固定在一起； 

所述的垂直调整螺钉（22）具有的外螺纹（221）与所述的第一后端调整支撑（41）上半部分具有的内螺纹（418）配合，使垂直调整螺钉（22）和第一后端调整支撑（41）螺纹连接；与第一后端调整支撑（41）螺纹配合的垂直调整螺钉（22）具有的外螺 纹（221）和所述的第一后端调整支撑（41）下半部分具有的内通孔（419）之间留有间隙； 

所述的第二后端调整支撑（51）与所述的第一后端调整支撑（41）结构相同； 

所述的垂直调整螺钉（22）具有的外螺纹（221）与所述的第二后端调整支撑（51）上半部分具有的内螺纹配合，使得垂直调整螺钉（22）和第二后端调整支撑（51）固定连接； 

与第二后端调整支撑（51）螺纹配合的垂直调整螺钉（22）具有的外螺纹（221）和所述的第二后端调整支撑（51）下半部分具有的内通孔之间留有间隙；拧紧所述的第三连接件（53）使得位于第二后端调整支撑（51）下半部分的内通孔和与第二后端调整支撑（51）螺纹配合的垂直调整螺钉（22）的外螺纹（221）接触，从而将第二后端调整支撑（51）和垂直调整螺钉（22）固定在一起。 

5.根据权利要求1所述的调整支撑机构，其特征在于所述的底板（1）上开有一个以上的通孔（11），利用连接件穿过所述的通孔（11）将底板（1）固定在其他装置上。 

6.根据权利要求1所述的调整支撑机构，其特征在于所述的后端支撑（6）与所述的光刻机照明系统照明镜组单元（7）通过一个以上的锁紧螺钉（8）固定连接。 

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