CN104459986B - 一种微动变形像差校正装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种微动变形像差校正装置，用于对一变形镜面形进行调节，其特征在于，包括：一变形镜，该变形镜发生面形变化时补偿像差；若干驱动单元，该驱动单元分布于该变形镜边缘，用于从不同位置驱动该变形镜以发生面形变化；镜座，与该驱动单元连接，用于支撑该驱动单元及变形镜。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种微动变形像差校正装置。
背景技术
随着半导体行业的不断发展，对光刻机的要求越来越高，随之对投影光学系统像差的指标需求也越来越高，环境因素、光学元件的加工误差等因素带来的高阶像差更是成为了指标实现的技术难题。而各种因素带来的高阶像差只通过调整可动镜片已经无法实现补偿，尤其是对高阶非对称像差更显无能为力。为了解决这一类问题，需要可以实现高阶非对称像差的校正补偿的装置。
当前，为了补偿光学元件的像差，主要采用局部加热和应力变形两种方法，专利US20080239503就是通过液压和电机结合的方式对光学单元表面施加应力，从而控制光学单元表面的变形，以达到校正补偿像差的作用，但是该装置液压方式实现难度大，对装置的封闭性要求高，否则容易污染光学元件，整体结构复杂，装配难度大，不易调整。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种结构简单、装配容易的微动变形像差校正装置。
为了实现上述发明目的，本发明公开一种微动变形像差校正装置，用于对一变形镜面形进行调节，其特征在于，包括：一变形镜，该变形镜发生面形变化时补偿像差；若干驱动单元，该驱动单元分布于该变形镜边缘，用于从不同位置驱动该变形镜以发生面形变化；镜座，与该驱动单元连接，用于支撑该驱动单元及变形镜。
更进一步地，该驱动单元均匀分布于该变形镜边缘，该每一驱动单元均包括温度控制器、导热块和双金属片，该温度控制器吸热和放热，经该导热块传递热量后改变该双金属片的温度使其发生弯曲变形。该双金属片由具有两种或多种线性膨胀系数的金属熔合而成。该温度控制器由热电势差最大的P-N半导体制造而成。该驱动单元下上均覆盖隔热块用于隔绝该驱动单元的热量传递，该隔热块通过一压圈和蝶形弹簧压紧。
本发明还公开另一种微动形变像差校正装置，用于对物镜内变形镜的面形进行调节，其特征在于，包括：一变形镜，该变形镜发生面形变化时补偿物镜像差；若干驱动单元，该驱动单元分布于该变形镜边缘，用于从不同位置驱动该变形镜以发生面形变化；一镜座，与该驱动单元连接，用于支撑该驱动单元及变形镜；一波像差传感器，用于检测物镜各阶像差；一主控制单元，用于根据该波像差传感器的检测结果，计算阶像差补偿值；以及微动机构控制单元，根据该补偿值使驱动单元驱动该变形镜面形发生形变。
更进一步地，该驱动单元均匀分布于该变形镜边缘，该每一驱动单元均包括温度控制器、导热块和双金属片，该温度控制器吸热和放热，经该导热块传递热量后改变该双金属片的温度使其发生弯曲变形。该双金属片由具有两种或多种线性膨胀系数的金属熔合而成。该温度控制器由热电势差最大的P-N半导体制造而成。该驱动单元下上均覆盖隔热块用于隔绝该驱动单元的热量传递，该隔热块通过一压圈和蝶形弹簧压紧。该微动机构控制单元控制所述温度控制器的电压大小和方向，实现温度控制器的吸热和放热。
与现有技术相比较，本技术方案具有结构简单，装配容易；系统结构稳定可靠，操作方便等优点。
附图说明
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1所示为具有本发明的微动变形像差校正装置的曝光装置的结构示意图；
图2所示为根据本发明的微动变形像差校正装置整体结构图；
图3所示为根据本发明的微动变形像差校正装置的剖视图；
图4所示为变形镜支撑结构示意图；
图5所示为驱动组件结构示意图；
图6所示为双金属片弯曲变形示意图；
图7所示为镜片变形图之一；
图8所示为镜片变形图之二。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
图1为曝光装置的结构示意图。该装置主要包括掩模版100、物镜光学系统200、微动机构控制单元500、主控制系统400和波像差传感器300。微动机构控制单元500控制着变形镜210，微动机构控制单元500与主控系统400连接。波像差传感器300检测成像的入射光的像差，将测量获得像差反馈到主控系统400，主控制系统400通过分析成像的入射光的像差与期望的像差的偏差，确定补偿量，由微动机构控制单元500控制变形镜210的面形变化，实现变形镜像差的校正。
图2、3所示为微动机构结构图，该装置包括：变形镜210、镜座220、压圈230、碟形弹簧240、隔热块250、驱动组件260和胶水270。
如图4所示，变形镜210可以是透镜，也可以是反射镜，镜片形状可以是平面镜，也可以是凹凸镜。变形镜210由多个驱动组件260支撑，它们之间通过胶水270连接固定，驱动组件260安装在镜座220上，驱动组件260上下由隔热块270包裹着，用于隔绝驱动组件260的热量传递，通过压圈230和碟形弹簧240压紧隔热块270，实现驱动组件260的定位，从而实现变形镜210的定位。
图5为驱动组件的结构图，包含：温度控制器261、导热块262、双金属片263、镜片支撑块264。
温度控制器261采用采用热电势差最大的P-N半导体制造，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级向低能级运动时，就会释放出多余的能量（即表现为制热）；反之，就需要从外界吸收能量（即表现为制冷）
温度控制器261与导热块262相连接，导热块262用于实现双金属片263与温度控制器261之间热量的传递。导热块262为高导热系数材料，如铜及铜合金、铝及铝合金等。
双金属片263由具有2种或多种线性膨胀系数的金属熔合而成，一旦双金属片263的温度发生变化，则产生弯曲变形，如图6所示，材料间线性膨胀系数相差越大对温度的敏感程度就越高，产生变形的趋势就越大。
镜片支撑块264下端与在双金属片263连接，上端与变形镜210胶结固定，变形镜210由多个镜片支撑块支撑着。
通过微动机构控制单元500控制输入到温度控制器261的电压大小和方向，实现温度控制器261的吸热和放热，经过导热块262的热量传递，改变双金属片263的温度，使双金属片263的产生弯曲变形，如图6所示，双金属片263带动镜片支撑块264上下运动，从而改变变形镜210的面型，从而对像差起到补偿作用。
支撑变形镜210的驱动组件260的数量可以根据实际使用情况选择，本实施例基于电机的均匀分布和对镜片的支撑选用24点的形式。根据检测装置得到的测量数据，确定调整不同位置上的驱动组件260，同时计算出相应的调节量，镜片表面则会产生相应的面形变化，从而可以补偿像差。换言之，通过检测等方式得出变形镜片210需要补偿的某阶像差，就有一个对应的驱动组件260组合，通过控制相对应温度控制器261的电压大小和方向就可以对变形镜210的某阶像差起到补偿作用。图7和图8所示即为两种不同控制方式下变形镜210的变形量，这个变形量根据实际的使用情况通过计算即可达到补偿像差的作用。
与现有技术相比较，本技术方案具有结构简单，装配容易；系统结构稳定可靠，操作方便等优点。
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。
Claims (9)
1.一种微动变形像差校正装置，用于对一变形镜面形进行调节，其特征在于，包括：
若干驱动单元，所述驱动单元分布于所述变形镜边缘，用于从不同位置驱动所述变形镜以发生面形变化；
镜座，与所述驱动单元连接，用于支撑所述驱动单元及变形镜；其中，
所述驱动单元均匀分布于所述变形镜边缘，所述每一驱动单元均包括温度控制器、导热块和双金属片，所述温度控制器吸热和放热，经所述导热块传递热量后改变所述双金属片的温度使其发生弯曲变形。
2.如权利要求1所述的微动变形像差校正装置，其特征在于，所述双金属片由具有两种或多种线性膨胀系数的金属熔合而成。
3.如权利要求1所述的微动变形像差校正装置，其特征在于，所述温度控制器由热电势差最大的P-N半导体制造而成。
4.如权利要求1所述的微动变形像差校正装置，其特征在于，所述驱动单元的导热块下上均覆盖隔热块用于隔绝所述驱动单元的热量传递，所述隔热块通过一压圈和蝶形弹簧压紧。
5.一种微动形变像差的校正装置，用于对物镜内变形镜的面形进行调节，其特征在于，包括：
一变形镜，所述变形镜发生形变时补偿所述物镜像差；
若干驱动单元，所述驱动单元分布于所述变形镜边缘，用于从不同位置驱动所述变形镜以发生面形变化；
一镜座，与所述驱动单元连接，用于支撑所述驱动单元及变形镜；
一波像差传感器，用于检测所述物镜各阶像差；
一主控制单元，用于根据所述波像差传感器的检测结果，计算各阶像差补偿值；
微动机构控制单元，根据所述补偿值使驱动单元驱动所述变形镜发生形
变；其中，
所述驱动单元均匀分布于所述变形镜边缘，所述每一驱动单元均包括温度控制器、导热块和双金属片，所述温度控制器吸热和放热，经所述导热块传递热量后改变所述双金属片的温度使其发生弯曲变形，进而使得所述变形镜发生形变。
6.如权利要求5所述的微动变形像差校正装置，其特征在于，所述双金属片由具有两种或多种线性膨胀系数的金属熔合而成。
7.如权利要求5所述的微动变形像差校正装置，其特征在于，所述温度控制器由热电势差最大的P-N半导体制造而成。
8.如权利要求5所述的微动变形像差校正装置，其特征在于，所述驱动单元导热块下上均覆盖隔热块用于隔绝所述驱动单元的热量传递，所述隔热块通过一压圈和蝶形弹簧压紧。
9.如权利要求5所述的微动变形像差校正装置，其特征在于：所述微机构控制单元控制所述温度控制器的电压大小和方向，实现温度控制器的吸热和放热。
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