CN105444694A - 深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装 - Google Patents

深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装 Download PDF

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田伟
王平
王汝冬
隋永新
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Abstract

本发明提供一种深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装，包括：光学元件；18个20°均布的弹片支撑单元；用于固定弹片支撑单的镜框；3个120°均布用于镜片精密调整用径向数显微分头调节器；3个用于镜框精密重复定位V型定位块。本发明的深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装尤其适用于深紫外光刻投影物镜中光学元件纳米级面形检测时被测光学元件的检测支撑工装。该装置装卡的重复精度高，可以满足光学加工时面形精修的精度要求。

Description

深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装
技术领域
本发明属于深紫外投影光刻物镜光学元件超高精度面形检测领域，涉及一种深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装。
背景技术
随着集成电路器件的集成度和器件的工作速度不断增加，对制造光刻机的投影光刻投影物镜分辨力要求也不断提高。目前投影光刻投影物镜不仅应用了大数值孔径和短波长技术，而且还应用了提高光刻分辨力的波前工程技术，目前波长193.368nm的深紫外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。
目前大规模集成电路的制造过程中，光刻物镜作为光刻系统的核心之一，其光学元件的面形精度要求小于1nm。纳米级光学元件的加工需要通过离子束进行面形的确定性精修，不断的进行面形检测、面形精修的工艺迭代。因此需要光学元件的面形检测过程具有很高的复现性。因此，有必要设计一种高精度高重复性的光学元件面形检测用检测支撑工装，以满足高精度光学元件面形检测的高复现性使用需求。
发明内容
本发明为解决深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测的复现性问题，提出一种尤其适用于深紫外光刻投影物镜中光学元件面形检测中对光学元件支撑的，基于多点弹片均匀支撑结构的深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
一种深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装，包括：
光学元件；
18个20°均布在镜框上的弹片支撑单元；
用于固定弹片支撑单元的镜框；
3个120°均布、用于精密调整的径向调节驱动器单元，其中一个径向调节驱动器单元与弹片支撑单元径向角度位置对齐；
3个120°均布、用于镜框精密重复定位的V型定位块，其与径向调节驱动器单元径向角度位置对齐；
所述光学元件通过弹片支撑单元进行支撑；所述的弹片支撑单元与镜框之间通过紧固螺钉方式连接；所述径向调节驱动器单元和3个V型定位块分别固定在镜框上；所述镜框通过3对V型定位块进行定位。
在上述技术方案中，在镜框的上端面加工有定位槽及相应的螺纹孔，用于定位及连接弹片支撑单元。
在上述技术方案中，在镜框的上下端面加工有连接径向调节驱动器单元及V型定位块的螺纹孔。
在上述技术方案中，所述每个弹片支撑单元由挠性调节支撑块、支撑弹片及接触半球组成，其中的接触半球采用环氧结构胶粘固定于支撑弹片上，支撑弹片采用环氧结构胶粘固定于挠性调节支撑块上。
在上述技术方案中，所述的弹片支撑单元在光学元件的轴向和径向的刚度小于1N/mm。
在上述技术方案中，径向调节驱动器单元提供沿径向的移动位移量及径向定位约束，其驱动器位数显式螺旋微分头，其具有径向驱动及径向显示位置功能。
本发明具有以下优点：
本发明的深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装，镜框通过安装在其与干涉仪检测台面上的3对V型定位块进行定位；3对V型定位块支撑连接具有唯一位置关系，重复安装的定位精度高；尤其适用于深紫外光刻投影物镜中光学元件面形检测中对光学元件的支撑。
本发明的深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装采用18个20°均布的弹片支撑单元，对被测光学元件进行均匀支撑。被测光学元件径向采用3个120°均布数显微分头调节器进行径向调节及精确重复定位。该检测支撑工装具有被测光学元件检测支撑面形的重力变形小，面形受重力温度影响变化小，被测光学元件支撑均匀被测面面形象散小的特点。在进行光学元件面形时，该检测支撑工装的面形支撑复现性高，可以满足深紫外投影光刻系统中纳米级光学元件面形的加工检测要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装的结构示意图；
图2为镜框结构示意图；
图3为弹片支撑单元结构示意图；
图4为径向调节驱动器结构示意图；
图5为镜框V型定位块支撑结构示意图。
具体实施方式
本发明的发明思想为：
一种深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装，主要包括：深紫外投影光刻系统的光学元件；18个20°均布的弹片支撑单元；用于固定弹片支撑单的镜框；3个120°均布用于镜片精密调整用径向数显微分头调节器；3个用于镜框精密重复定位V型定位块。
所述镜框采用航空级的铝合金材料，具有很高的强度和刚度。在镜框的上端面加工出定位槽及相应的螺纹孔用于定位及连接弹片支撑单元。在镜框的上下端面加工有连接径向调节驱动器及V型定位块的螺纹孔。
弹片支撑单元用于对光学元件进行支撑。18个弹片支撑单元20°均布与镜框上。每一组弹片支撑单元包括挠性调节支撑块、支撑弹片及接触半球。所述的弹片支撑单元在镜片的轴向和径向的刚度很小,小于1N/mm。其较小的轴向刚度可以降低对弹片支撑单元等高精度的要求，为光学元件提供稳定均匀支撑；其较小的径向刚度可以补偿温度变换所导致的光学元件面形的变化。挠性调节支撑块采用线切割加工出一个旋转柔性铰链，通过调节连接螺钉的预紧力可以调节弹片支撑单元接触半球的高度。
径向调节驱动器可提供沿径向的移动位移量及径向定位约束，其驱动器位数显式螺旋微分头，其具有径向驱动及径向显示位置功能。径向调节器驱动器安装在镜框上，其的输入位移直接作用在光学元件上，其方向指向镜片的圆心。
镜框通过安装在其与干涉仪检测台面上的3对V型定位块进行定位。3对V型定位块支撑连接具有唯一位置关系，重复安装的定位精度高。
下面结合附图对本发明做以详细说明。
结合图1至图5说明本实施方式，一种深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装，主要包括：深紫外投影光刻系统的光学元件1；18个20°均布的弹片支撑单元2；用于固定弹片支撑单的镜框3；3个120°均布用于镜片精密调整用的径向调节驱动器单元4，其为径向数显微分头调节器；3个用于120°均布的镜框精密重复定位V型定位块5。
所述镜框3上端面加工出定位槽3-1用于定位弹片支撑单元，18个弹片支撑单元20°均布与镜框3上端面，通过紧固螺钉与相应的螺纹孔3-2连接紧固。
所述的弹片支撑单元由挠性调节支撑块2-3、及接触半球2-1组成，其中接触半球2-1与支撑弹片2-2之间采用结构胶粘接固定，支撑弹片2-2与挠性调节支撑块2-3之间也是采用结构胶粘接固定。
所述光学元件1与18个20°均布的弹片支撑单元2的接触半球2-1相互接触，形成均匀的点接触支撑。
所述的径向调节驱动器4通过支杆4-3与镜框3螺纹孔3-3紧固连接，沿周向间隔120°均匀分布。驱动器位器4-1位数显式螺旋微分头，通过板夹4-2固定于支杆4-3上，其端部与光学元件1的圆柱面接触，对其实施径向驱动及径向定位。镜框3通过安装在其与干涉仪检测台面6上的3对120°均匀分布的V型定位块5-1及5-2进行定位。3对V型定位块支撑连接具有唯一位置关系，重复安装的定位精度高。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装，其特征在于：包括：
光学元件(1)；
18个20°均布在镜框上的弹片支撑单元(2)；
用于固定弹片支撑单元的镜框(3)；
3个120°均布、用于精密调整的径向调节驱动器单元(4)，其中一个径向调节驱动器单元(4)与弹片支撑单元(2)径向角度位置对齐；
3个120°均布、用于镜框精密重复定位的V型定位块(5)，其与径向调节驱动器单元(4)径向角度位置对齐；
所述光学元件(1)通过弹片支撑单元(2)进行支撑；所述的弹片支撑单元(2)与镜框(3)之间通过紧固螺钉方式连接；所述径向调节驱动器单元(4)和3个V型定位块(5)分别固定在镜框(3)上；所述镜框(3)通过3对V型定位块(5)进行定位。
2.根据权利要求1所述的深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装，其特征在于，在镜框(3)的上端面加工有定位槽及相应的螺纹孔，用于定位及连接弹片支撑单元(2)。
3.根据权利要求1所述的深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装，其特征在于，在镜框(3)的上下端面加工有连接径向调节驱动器单元(4)及V型定位块(5)的螺纹孔。
4.根据权利要求1所述的深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装，其特征在于，所述每个弹片支撑单元(2)由挠性调节支撑块、支撑弹片及接触半球组成，其中的接触半球采用环氧结构胶粘固定于支撑弹片上，支撑弹片采用环氧结构胶粘固定于挠性调节支撑块上。
5.根据权利要求1所述的深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装，其特征在于，所述的弹片支撑单元(2)在光学元件(1)的轴向和径向的刚度小于1N/mm。
6.根据权利要求1所述的深紫外投影光刻物镜的纳米级光学元件面形检测支撑工装，其特征在于，径向调节驱动器单元(4)提供沿径向的移动位移量及径向定位约束，其驱动器位数显式螺旋微分头，其具有径向驱动及径向显示位置功能。
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