CN104049337A - 超高真空试验腔中光路精密调节及转换装置 - Google Patents

Abstract

超高真空试验腔中光路精密调节及转换装置，属于在超高真空环境下光学技术领域，为了实现利用同一光源评价多腔镜组，该装置包括EUV光源、样品污染腔、闸板阀、光路精密调节及转换装置、镜组真空腔和曝光腔；该发明在超高真空环境中所利用的光路精密调节及转换装置采用三点支撑两维移动、两维转动精密可调方法准确调节定位反射镜空间位置；并保证设计与安装时反射镜旋转轴系的轴线一定与反射镜反射面同心共面；利用等腰三角稳定性原理将弹性元件布置在旋转轴线的垂直平面上，并确保拉簧挂钉在转轴中心线的延长线中,并保证转换前与转换后拉簧处于相同变形与受力状态使反射镜定位；该装置转换可在真空箱外操作，使反射镜快速切换定位聚焦。

Description

超高真空试验腔中光路精密调节及转换装置

技术领域

本发明涉及一种超高真空试验腔中光路精密调节及转换装置，属于在超高真空环境下光学技术领域。

背景技术

超高真空环境下工作的EUV投影光学系统中的光学元件表面在EUV光辐照下造成氧化，同时腔体中还存在C_xH_y，在光学元件表面造成碳沉积污染形成的碳污染和氧化降低了光学表面反射率，减少系统产出，同时还会影响刻印均匀特征。

为了提高EUV投影光学系统光学元件多层膜表面反射率，需要构建一套仿真的曝光-污染试验装置，探索曝光-污染对EUV多层膜光学元件寿命影响的机理。

以往构建实现EUV投影光学系统光学元件多层膜表面曝光-污染装置中，是利用EUV光源发出的光照射聚焦到一个曝光腔评价一腔镜组。

发明内容

本发明为了降低试验装置成本，实现利用同一光源评价多腔镜组，提出了超高真空试验腔中光路精密调节及转换装置。

本发明的技术方案是：

第一深沟球轴承安装到转动轴上，第二深沟球轴承安装到轴承座上并将其组装成一配合体，深沟球轴承端面垫圈安装在第一深沟球轴承的下端，通过螺母锁紧；点支座、槽支座和面支座与转轴连接板连接固定，转轴连接板安装到转动轴上；

精调球头螺杆旋入弹性精调螺套成一体，且安装到镜座支板上，微调锁紧螺母安装到弹性精调螺套上，通过微调锁紧螺母调节弹性精调螺套与精调球头螺杆配合间隙；反射镜装入反射镜座内，用反射镜压紧圈固定后并与镜座支板连接，同时将其组合体通过镜座支座及精调螺杆固紧螺钉安装在转轴连接板上，通过精调螺杆固紧螺钉将其组件与转轴连接板连接；上述组合体通过轴承座与轴承座支板连接用螺钉固紧；

两个拉簧挂钉分别设置在拉簧挂钉长支杆和拉簧挂钉短支杆上，拉簧挂钉长支杆与轴承座支板连接，拉簧挂钉短支杆与转轴连接板连接紧固；螺钉锁紧螺母和定位螺钉组装后与定位螺钉支杆配合成两套后分别连接安装在轴承座支板，另一套先与定位螺钉支杆连接板连接再与底板连接固定；

定位拉簧两端分别安装到两个拉簧挂钉上；转换驱动组件密封连接在底板上；并通过转换驱动组件轴固紧螺钉将其与精密调节及转换装置中轴系连接紧固。

本发明的有益效果：本发明在超高真空环境中所利用的光路精密调节及转换装置采用点支座、槽支座、面支座三点支撑两维移动、两维转动精密可调方法准确调节弹性精调螺套中的精调球头螺杆、定位反射镜空间位置。

光路精密调节及转换装置采用超高真空外驱动转换反射镜角度位置，为了实现在反射镜转换前与转换后角度重复精度，使EUV反射镜光准确聚焦到试验腔样品处，需保证设计与安装时反射镜旋转轴系的轴线一定与反射镜反射面同心共面。

利用等腰三角稳定性原理在设计加工中，将弹性元件布置在转动轴轴线的垂直平面上，并确保拉簧挂钉在转动轴中心线的延长线中，实现利用弹性元件中拉簧特性使反射镜在转换前与转换后拉簧处于相同变形与受力状态并拉紧定位螺钉定位。

本发明利用超高真空试验腔中光路精密调节及转换装置可完成光路转换，实现一装置多功能应用，提高了EUV光源利用率。该装置调节定位精度高、转换可在真空箱外操作、转角可调，且使反射镜快速准确定位聚焦。

附图说明

图1是本发明超高真空试验腔中光路精密调节及转换装置的应用装置布置图。

图2是本发明超高真空试验腔中光路精密调节及转换装置的主视图。

图3是图2中的I局部放大视图。

图4是本发明超高真空试验腔中光路精密调节及转换装置的俯视图。

图中：1、EUV光源，2、样品污染腔，3、闸板阀，4、光路精密调节及转换装置，5、镜组真空腔，6、曝光腔，401、反射镜座，402、拉簧挂钉，403、拉簧挂钉长支杆，404、拉簧挂钉短支杆，405、定位螺钉锁紧螺母，406、定位螺钉，407、定位螺钉支杆，408、轴承座，409、第一深沟球轴承，410、深沟球轴承端面垫圈，411、转换驱动组件，412、反射镜，413、槽支座，414、定位螺钉支杆连接板，415、反射镜压紧圈，416、转轴连接板，417、定位拉簧，418、精调螺杆固紧螺钉，419、面支座，420、底板，421、精调球头螺杆，422、轴承座支板，423、深沟球轴承端面垫圈锁紧螺母，424、转换驱动组件轴固紧螺钉，425、支座固紧螺钉，426、点支座，427、弹性精调螺套，428、微调锁紧螺母，429、转动轴，430、镜座支板，431、第二深沟球轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，首先将光路精密调节及转换装置4组合体完成组装并使反射镜412调节定位，将光路精密调节及转换装置4的组合体，通过组合体中底板420安装到镜组真空腔5中并用螺钉固定；并保证转动的设计要求角度使EUV光源1的光分别聚焦到样品污染腔2及曝光腔6中的样品上；按设计要求方位角度用闸板阀3将镜组真空腔5分别与样品污染腔2及曝光腔6连接密封；最后将EUV光源1与镜组真空腔5同轴连接密封，如果使EUV光源1发出的光分别聚焦到样品污染腔2和曝光腔6中的样品上时，操作超高真空腔中光路精密调节及转换装置4中换驱动组件411转动手柄驱动转动轴转动带动光路转换装置转动，使反射镜412转换至下个工作位置，反复操作这一过程既实现了超高真空试验腔中光路转换功能，该装置调节定位精度高、转换可在真空箱外操作、转角可调使反射镜快速准确定位聚焦。

如图2至图4所示，超高真空试验腔中光路精密调节及转换装置，该装置调节及腔中光路转换方法，包括以下步骤：

步骤一，本发明在超高真空环境中所利用的光路精密调节及转换装置采用点支座426、槽支座413、面支座419三点支撑两维移动、两维转动精密可调方法准确调节弹性精调螺套427中的精调球头螺杆421和定位反射镜412空间位置。

具体步骤为：首先保证弹性精调螺套427与精调球头螺杆421制作时要使其研配间隙小于0.008mm；检测方法即弹性精调螺套427与精调球头螺杆421调试后安装在精密防震平台上的测试架上固定，将精密电感测微仪的触头放置在精调球头螺杆421沿轴线方向的球面最高点上，精调球头螺杆421正旋转10圈时精密电感测微仪示值与精调球头螺杆421反方向旋转10圈时精密电感测微仪示值差读数小于0.008mm；如不满足要求调节弹性精调螺套427上微调锁紧螺母428使弹性精调螺套427与精调球头螺杆421配合间隙最佳，反复调节与检测最终满足要求。在光路转换装置中光路转换装置分别调节点支座426、槽支座413和面支座419上精调球头螺杆421使反射镜412在试验腔中空间位置定位，之后通过精调螺杆固紧螺钉418紧固。

步骤二，光路精密调节及转换装置采用超高真空外驱动转换反射镜412角度位置，为了实现反射镜412在转换前与转换后角度重复精度，并使反射镜412将EUV光准确聚焦到试验腔样品处，需保证设计与安装时反射镜412转动轴429的轴线一定与反射镜412反射面同心共面。即通过步骤一中的点支座426限位及步骤一装配调节完成。

步骤三，利用等腰三角稳定性原理在设计加工中，将弹性元件布置在转动轴429轴线的垂直平面上，并确保在转动轴429中心线的延长线中，实现利用弹性元件中拉簧特性使反射镜412在转换前与转换后定位，并保证定位拉簧417处于相同变形与受力状态，并拉紧定位螺钉406定位。

本发明中反射镜座401、拉簧挂钉402、拉簧挂钉长支杆403、拉簧挂钉短支杆404、定位螺钉锁紧螺母405、定位螺钉406、定位螺钉支杆407、轴承座408、深沟球轴承端面垫圈410、定位螺钉支杆连接板414、反射镜压紧圈415、转轴连接板416、定位拉簧417、精调螺杆固紧螺钉418、底板420、精调球头螺杆421、轴承座支板422、深沟球轴承端面垫圈锁紧螺母423、转换驱动组件轴固紧螺钉424、支座固紧螺钉425、微调锁紧螺母428、转动轴429和镜座支板430均为用不修钢材料机械加工制作。反射镜412是单晶硅制作，槽支座413、面支座419、点支座426和弹性精调螺套427用皮青铜制作；第一深沟球轴承409、第二深沟球轴承431(型号：61911，材料不修钢)、转换驱动组件411(型号：ICF34-RM)按设计性能及尺寸要求外购。

Claims (1)

1.超高真空试验腔中光路精密调节及转换装置，其特征是，第一深沟球轴承(409)安装到转动轴(429)上，第二深沟球轴承(431)安装到轴承座(408)上并将其组装成一配合体，深沟球轴承端面垫圈(410)安装在第一深沟球轴承(409)的下端，通过螺母锁紧；点支座(426)、槽支座(413)和面支座(419)与转轴连接板(416)连接固定，转轴连接板(416)安装到转动轴(429)上；

精调球头螺杆(421)旋入弹性精调螺套(427)成一体，且安装到镜座支板(430)上，微调锁紧螺母(428)安装到弹性精调螺套(427)上，通过微调锁紧螺母(428)调节弹性精调螺套(427)与精调球头螺杆(421)配合间隙；反射镜(412)装入反射镜座(401)内，用反射镜压紧圈(415)固定后并与镜座支板(430)连接成组合体，同时将该组合体通过镜座支座(430)及精调螺杆固紧螺钉(418)安装在转轴连接板(416)上，将所述组合体通过轴承座(408)与轴承座支板(422)连接用螺钉固紧；

两个拉簧挂钉(402)分别设置在拉簧挂钉长支杆(403)和拉簧挂钉短支杆(404)上，拉簧挂钉长支杆(403)与轴承座支板(422)连接，拉簧挂钉短支杆(404)与转轴连接板(416)连接紧固；螺钉锁紧螺母(405)和定位螺钉(406)组装后与定位螺钉支杆(407)配合成两套后分别连接安装在轴承座支板(422)，另一套先与定位螺钉支杆连接板(414)连接再与底板(420)连接固定；

定位拉簧(417)两端分别安装到两个拉簧挂钉(402)上；转换驱动组件(411)密封连接在底板(420)上；并通过转换驱动组件轴固紧螺钉(424)将其与精密调节及转换装置(4)中轴系连接紧固。