CN104597581B - 一种极紫外反射镜片的装调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镜片装调装置，用于安装和调节镜片(2)，其包括腔体(1)、镜片支撑架(3)、抱压系统(4)和支承系统(5)，腔体底壁具有通孔，镜片支撑架位于腔体内，用于支撑镜片，抱压系统用于将镜片固定在镜片支撑架上，支承系统从腔体的通孔穿入腔体，位于腔体内的部分与镜片支撑架的底部固定连接。支承系统包括上法兰、下法兰、波纹管和支承螺杆，上法兰、下法兰分别与波纹管的两端固定连接并且轴向对正，中心开有通孔。支承螺杆依次穿过腔体的通孔以及下法兰、波纹管、上法兰的轴心的通孔，抵顶镜片支撑架的底部。本发明能够实现镜片和镜片支撑架的三维调节，隔离真空抽气泵组对镜片的振动影响。

Description

一种极紫外反射镜片的装调装置
技术领域
本发明属于极紫外(Extreme ultraviolet，简写为EUV)光刻技术领域，具体涉及一种镜片装调装置，特别是EUV反射镜片的装调装置。
背景技术
EUV光刻技术是继193nm浸没式光刻技术之后的下一代光刻机技术，由于EUV辐射被几乎所有物质(包括空气)强烈吸收，EUV光刻机系统必须置于真空环境中。真空抽气泵组用于实现这种真空环境，使腔室满足真空度要求。
另外，EUV光刻机的光学系统为反射式光学系统，在封闭的真空环境中除了要求稳定的安装、可靠的调节，还需要将外界的各种干扰(如真空抽气泵组或地面的振动影响)排除在外，这就对EUV反射镜片的装调装置提出了较高的要求。
可以通过在真空抽气泵组和真空腔体之间加装一个减振波纹管来减少真空抽气泵组对真空腔体的振动影响，从而减少对反射镜片的振动影响；这样在抽真空管道上会额外增加较长的波纹管长度，会增加抽气流阻增大抽速损失，从而导致泵的有效抽速减少、抽气时间增加的不良结果。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题是如何在不减少抽气泵有效抽速的条件下使EUV光刻机的光学系统能够稳定的安装和可靠的调节。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提出一种镜片装调装置，用于安装和调节镜片，包括：腔体，其底壁具有通孔；镜片支撑架，位于所述腔体内，用于支撑所述镜片；抱压系统，用于将所述镜片固定在所述镜片支撑架上；支承系统从所述腔体的通孔穿过，使得其一部分位于腔体内，另一部分位于腔体外，位于腔体内的部分与所述镜片支撑架的底部固定连接。
根据本发明的一种具体实施方式，所述支承系统的长度可以调节，该支承系统的长度的变化会导致固接于该支承系统的一端的镜片支承架的高度发生变化。
根据本发明的一种具体实施方式，所述腔体为真空腔体，所述支承系统与所述腔体的通孔之间真空密封。
根据本发明的一种具体实施方式，所述支承系统包括上法兰、下法兰、波纹管和支承螺杆，其中，所述上法兰、下法兰分别与所述波纹管的两端固定连接并且轴向对正，沿所述上法兰、下法兰和波纹管的轴心开一通孔；所述上法兰与所述镜片支撑架的底部固定连接；所述下法兰与所述真空腔体内侧的底壁固定连接；所述波纹管的长度可调节；所述支承螺杆从所述腔体的外部依次穿过该腔体的通孔以及下法兰、波纹管、上法兰的轴心的通孔，抵顶所述镜片支撑架的底部。
根据本发明的一种具体实施方式，所述支承螺杆的抵顶所述镜片支撑架的底部的一端为球面端。
根据本发明的一种具体实施方式，所述支承螺杆的没有抵顶所述镜片支撑架的底部的一端与一个基板固定连接，该基板的下部设有减振系统，通过该减振系统放置在安装平面上。
根据本发明的一种具体实施方式，所述支承系统的数量至少是三个，并且各支承系统的支承螺杆对镜片支撑架的作用点在同一水平面上的投影点不在同一直线上。
根据本发明的一种具体实施方式，各支承系统与所述镜片支撑架的底面的周边固定连接。
根据本发明的一种具体实施方式，所述抱压系统包括压块、抱压螺钉和锁紧螺母，其中，所述压块上端开一螺纹孔，下端与所述镜片直接接触；所述抱压螺钉穿过所述镜片支撑架的侧边后旋接于所述压块的所述螺纹孔；所述锁紧螺母套设于抱压螺钉，将所述抱压螺钉相对于所述压块锁紧。
根据本发明的一种具体实施方式，所述压块的材料为铜或铝。
(三)有益效果
本发明能够实现反射镜片和镜片支撑架的三维调节，隔离真空抽气泵组对反射镜片的振动影响。因此本发明不需要在真空腔体上额外增加减振波纹管，也能够隔离地面振动的影响。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的EUV反射镜片的装调装置的结构示意图；
图2是本发明的一个实施例的EUV反射镜片的装调装置的抱压系统的结构示意图；
图3是本发明的一个实施例的EUV反射镜片的装调装置的支承系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明提出的镜片装调装置用于安装和调节镜片，特别适合EUV反射镜片。该装调装置至少包括腔体、镜片支撑架、抱压系统和支承系统。腔体的底壁具有通孔，镜片支撑架位于腔体内，用于支撑镜片。抱压系统用于将镜片固定在镜片支撑架上。支承系统从腔体的通孔穿过，使得其一部分位于腔体内，另一部分位于腔体外，位于腔体内的部分与镜片支撑架的底部固定连接。
为了调节镜片的高度，支承系统的长度是可以调节的。也就是说，支承系统的长度的变化会导致固接于该支承系统的一端的镜片支承架的高度发生变化。当本发明的镜片装调装置用于EUV反射镜片时，所述腔体为真空腔体，此时，支承系统应与腔体的通孔之间真空密封。
根据本发明的优选方式，支承系统包括上法兰、下法兰、波纹管和支承螺杆，上法兰、下法兰分别与波纹管的两端固定连接并且轴向对正，且沿上法兰、下法兰和波纹管的轴心开有一个通孔。上法兰与镜片支撑架的底部固定连接，下法兰与真空腔体内侧的底壁固定连接。波纹管的长度是可调节的。支承螺杆从腔体的外部依次穿过腔体的通孔以及下法兰、波纹管、上法兰的轴心的通孔，抵顶镜片支撑架的底部。支承螺杆的抵顶镜片支撑架的一端优选为球面端，另一端则与一个基板固定连接，该基板的下部可以设有减振系统，通过该减振系统放置在安装平面上。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明的一个实施例的EUV反射镜片的装调装置的结构示意图。如图1所示，该装调装置用于安装并调节反射镜片2，其包括真空腔体1、镜片支撑架3、连接反射镜片2和镜片支撑架3的抱压系统4、连接真空腔体1和镜片支撑架3的支承系统5。
真空腔体1上连接安装有真空泵组、真空计等。虽然现有技术也可以直接将真空腔体安放在普通地面上，但这样会有外界干扰直接传递到真空腔体上，如真空泵组的振动、地面传递过来的振动等。
考虑承重和初步定位，镜片支撑架3与反射镜片2的下部分直接接触；反射镜片2一般为圆形，镜片支撑架3与反射镜片2直接用弧面接触；在反射镜片2的上部分通过抱压系统4将反射镜片2牢固安装在镜片支撑架3上。
图2是本发明的一个实施例的EUV反射镜片的装调装置的抱压系统的结构示意图。如图2所示，抱压系统4由压块41、抱压螺钉42和锁紧螺母43组成。压块41上端开一螺纹孔，下端与反射镜片2直接用弧面接触；压块41选为较软且真空放气率较小的材料，如铜、铝等，因橡胶等非金属材料在真空环境下会发生大量放气，且放气成分会污染反射镜片，极大的降低反射镜片的反射率和其使用寿命，所以压块材料不能为橡胶等非金属材料。抱压螺钉42首先穿过镜片支撑架3的螺纹孔，再旋接于压块41上端的螺纹孔；通过旋转抱压螺钉42来实现压块41的前后直线移动，从而压紧或者放松反射镜片2；要注意选用适当的抱压螺钉42长度，使压块41压紧反射镜片时抱压螺钉的螺帽与镜片支撑架之间还留有一定余量，防止压块还未达到压紧位置时抱压螺钉就旋接到镜片支撑架的极限位置。当压块移动到一定位置压紧反射镜片2时，为确保系统稳定，引入锁紧螺母43将抱压螺钉42和压块41的相对位置固定，防止螺纹松动。
需要注意的是，虽然图1中画出了两个对称的、与竖直方向成一定角度(45度)的抱压系统4，但本发明不限于此，抱压系统4也可以与竖直方向成其余角度，如30度，或者只用一个位于反射镜片2上端的抱压系统。
另外，在反射镜片2的下端除了直接用弧面接触，也可以改为抱压系统的紧固方式，这样整个反射镜片2与镜片支撑架3之间就只有多个(两个、三个、四个或者多个)抱压系统4相连。这些都应视为本发明所要求保护的范围。
支承系统5安放在真空腔体1上，支承系统5能够支承反射镜片2和镜片支撑架3的重量，也能够实现三维调节(重力方向的平动，除了绕重力方向转动外的其余两种转动)。该支承系统5实现了反射镜片2和真空腔体3的分离，能够隔离真空抽气泵组对反射镜片2的振动影响，从而不需要在真空腔体1上额外增加减振波纹管。
图3是本发明的一个实施例的EUV反射镜片的装调装置的支承系统的结构示意图。如图3所示，支承系统5由上法兰51、下法兰52、波纹管53、密封圈54、支承螺杆55、锁紧螺母56、承重螺母57和基板58组成。上法兰(51)、下法兰(52)分别与波纹管(53)的两端固定连接并且轴向对正，沿上法兰(51)、下法兰(52)、波纹管(53)的轴心开一通孔；上法兰51通过螺钉与镜片支撑架3的底部固连在一起(图中镜片支撑架3的螺孔未画出，固连螺钉亦未画出)，且上法兰51与镜片支撑架3之间有密封圈54实现真空密封；下法兰52通过螺钉与真空腔体1内侧的底壁固连在一起(图中真空腔体1的螺孔未画出，固连螺钉亦未画出)，且下法兰52与真空腔体1之间有密封圈54实现真空密封；波纹管53为液压波纹管或者焊接波纹管，其长度需协调镜片支撑架3和真空腔体1之间的间距以及三维调节量，即镜片支撑架3和真空腔体1所有相对位置所对应的不同波纹管长度都在波纹管53有效长度范围内；支承螺杆55的一端为球面端、一端的外侧有螺纹，该端可称为螺纹端。所述球面端分别穿过真空腔体1底壁的通孔、下法兰52、波纹管53、上法兰51中间的通孔，直接顶在镜片支撑架3上；所述螺纹端连接承重螺母57、穿过基板58的光孔，下部通过锁紧螺母56来固定支承螺杆55和基板58的相对位置；基板58与地面之间通过减振系统(如图中所示的弹簧)相连，或者直接将基板置于减振地基上。上法兰51、下法兰52和波纹管53的组合实现了真空腔体1内部的真空环境和支承螺杆55所处的外部环境之间的隔离；镜片支撑架3(含反射镜片2)的所有重量通过支承螺杆55和承重螺母57压在基板58上。这样，因波纹管53的减振作用实现了镜片支撑架3和真空腔体1的隔离，真空腔体1上由真空泵组带来的振动不能传递到镜片支撑架3上；因基板58与地面之间的减振系统或减振地基的作用，地面上的振动也不能传递到镜片支撑架3上；从而将外界的振动干扰排除在外，实现镜片支撑架3(含反射镜片)的近似无干扰状态。
本发明的装置包括至少三个支承系统5，但是为了更清楚地显示其结构，图1中的装调装置包括三个支承系统，但仅画出了其中的一个支承系统5，其余两个支承系统具有相同的结构，但未显示。所述三个支承系统5的支承螺杆(55)对镜片支撑架(3)的作用点在同一水平面上的投影点必须不在同一条直线上，且为了更稳定，优选为使三个支承系统的支撑点均位于镜片支撑架3的底面周边，这样，可以通过调节三个支承系统5的支撑点的空间位置，来调节由这三点组成的平面的方位，从而调节镜片支撑架3的方位，实现镜片支撑架3(含反射镜片2)的三维调节。具体来说，三个支承系统5的支撑点同时上下移动，可以实现镜片支撑架3(含反射镜片2)的重力方向的平动调节，保持任意两点不动而移动第三点，可以实现绕该不动两点组成的直线的转动，从而实现镜片支撑架3(含反射镜片2)的除了绕重力方向转动外的其余两种转动调节。
另外，本发明可具有多个支承系统5，如四个支承系统，其支撑点位于镜片支撑架的底面四个角上；或者具有五个支承系统5，其支撑点位于镜片支撑架的底面四个角上和底面中心。支承系统5的数量和位置的选择均是本领域的技术人员根据实际需要可以调整和变化的，因此均应涵盖在在本专利保护范畴内。
另外，为了使系统更加安全稳定，可以在镜片支撑架3上的与支承螺杆55的连接点位置，由平面改为球面，其球面半径需大于支承螺杆55球面端的球面半径，其具体半径值需综合考虑支承螺杆55球面端的球面半径、镜片支撑架3(含反射镜片2)的三维调节量；即将球面与平面之间的点接触更改为大球面与小球面之间的点接触，能实现镜片支撑架3(含反射镜片2)的三维调节量，也起到限位作用、避免额外多余的调节量带来对镜片支撑架的安全影响。或者，在真空腔体1内增加套筒(如圆环柱体)，将上、下法兰51、52和波纹管53套在套筒内部，又或者将该套筒置于镜片支撑架3和真空腔体1之间的其他位置；当没有支承螺杆55时，镜片支撑架3压缩波纹管53压在该套筒上、由该套筒承重；当支承螺杆55将镜片支撑架3支撑起来离开套筒时，通过合理设计套筒的高度，来实现镜片支撑架3(含反射镜片2)的三维调节量，也起到限位作用、避免额外多余的调节量带来对镜片支撑架的安全影响。
本发明提出的装调装置的对象是用于EUV波段的反射镜片，同时也可用于其他波段的镜片、如透射式镜片；镜片形状除了圆形外可以是其他形状。上述变化都应视为本发明要求的保护范围。
综上所述，本专利提出的EUV反射镜片的装调装置，为保护反射镜片引入镜片支撑架，通过抱压系统将反射镜片牢固安装在镜片支撑架上；再通过支承系统将镜片支撑架安放在真空腔体上，支承系统能够支撑反射镜片和镜片支撑架的重量，也能够实现反射镜片和镜片支撑架的三维调节；并通过该支承系统实现反射镜片和真空腔体的分离，能够隔离真空抽气泵组对反射镜片的振动影响，从而不需要在真空腔体上额外增加减振波纹管；也能够隔离地面振动的影响。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种镜片装调装置，用于安装和调节镜片(2)，其特征在于，包括：
腔体(1)，其底壁具有通孔；
镜片支撑架(3)，位于所述腔体(1)内，用于支撑所述镜片(2)；
抱压系统(4)，用于将所述镜片固定在所述镜片支撑架(3)上；
支承系统(5)从所述腔体(1)的通孔穿过，使得其一部分位于腔体内，另一部分位于腔体外，位于腔体内的部分与所述镜片支撑架(3)的底部固定连接；
所述支承系统(5)包括上法兰(51)、下法兰(52)、波纹管(53)和支承螺杆(55)，其中，
所述上法兰(51)、下法兰(52)分别与所述波纹管(53)的两端固定连接并且轴向对正，沿所述上法兰(51)、下法兰(52)和波纹管(53)的轴心开一通孔；
所述上法兰(51)与所述镜片支撑架(3)的底部固定连接；
所述下法兰(52)与所述腔体(1)内侧的底壁固定连接；
所述波纹管(53)的长度可调节；
所述支承螺杆(55)从所述腔体(1)的外部依次穿过该腔体(1)的通孔以及下法兰(52)、波纹管(53)、上法兰(51)的轴心的通孔，抵顶所述镜片支撑架(3)的底部。
2.如权利要求1所述的镜片装调装置，其特征在于，所述腔体为真空腔体(1)，所述支承系统(5)与所述腔体的通孔之间真空密封。
3.如权利要求1所述的镜片装调装置，其特征在于，所述支承螺杆(55)的抵顶所述镜片支撑架(3)的底部的一端为球面端。
4.如权利要求1所述的镜片装调装置，其特征在于，所述支承螺杆(55)的没有抵顶所述镜片支撑架(3)的底部的一端与一个基板(58)固定连接，该基板(58)的下部设有减振系统，通过该减振系统放置在安装平面上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的镜片装调装置，其特征在于，所述支承系统(5)的数量至少是三个，并且各支承系统的支承螺杆(55)对镜片支撑架(3)的作用点在同一水平面上的投影点不在同一直线上。
6.如权利要求5所述的镜片装调装置，其特征在于，各支承系统(5)与所述镜片支撑架(3)的底面的周边固定连接。
7.如权利要求1至4中任一项所述的镜片装调装置，其特征在于，所述抱压系统(4)包括压块(41)、抱压螺钉(42)和锁紧螺母(43)，其中，
所述压块(41)上端开一螺纹孔，下端与所述镜片(2)直接接触；
所述抱压螺钉(42)穿过所述镜片支撑架(3)的侧边后旋接于所述压块(41)的所述螺纹孔；
所述锁紧螺母(43)套设于抱压螺钉(42)，将所述抱压螺钉(42)相对于所述压块(41)锁紧。
8.如权利要求7所述的镜片装调装置，其特征在于，所述压块的材料为铜或铝。
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