CN106553120B - 一种自适应抛光磨头及用于光学元件检测的支撑工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应抛光磨头，包括：盖板，设置在所述抛光磨头的底端；导轨设置在所述抛光磨头的内部；心轴，设置在所述抛光磨头的内部并通过心轴伸出孔伸出盖板；位移传感器，设置在所述抛光磨头的内部并固定在所述位移传感器固定块上；磨头帽，设置在所述抛光磨头的顶端；及，磨头法兰，所述磨头法兰设置在所述抛光磨头的内部。本发明还提供了一种用于光学元件检测的支撑工装。本发明提供的自适应抛光磨可以：使得光学元件的抛光头在受力超过额定限度情况下发生自适应的变形，从而降低了抛光过程中抛光磨头的振动，使抛光压力对光学元件面型误差的负面影响降低；有效提高光学元件加工精度。

Description

一种自适应抛光磨头及用于光学元件检测的支撑工装

技术领域

本发明涉及深紫外投影光刻物镜光学加工技术领域，具体涉及一种自适应抛光磨头。

背景技术

自从二十世纪五十年代集成电路发明以来，基于集成电路的半导体技术发展日新月异，电话、电脑、相机等大量电子化产品应用广泛，已经深入到生活、科技、生产中的各个方面，成为现代生活不可或缺的重要组成部分。

光刻机是作为将设计完成的集成电路刻蚀在硅片上的设备，其刻划能力决定了集成电路上晶体管的最小尺寸。光刻机中的投影曝光系统作为现代最精密与最复杂的光学系统，无论是前期的系统设计、制造，还是后期系统集成，都涉及到非常广泛而前沿的学科领域。随着大规模集成电路制造水平的发展，光刻机的地位日益突出。投影光刻物镜系统是光刻机的核心部分，为完成具有高NA、大视场投影光刻物镜的研制，对系统使用的光学元件的面形精度要求极高，约为1～2nm左右。对光学加工工艺提出了越来越严苛的要求。

随着投影曝光系统刻划精度的提高，对系统中光学元件的研抛工艺工件要求越来越高，因此对研抛磨头的要求也越来越苛刻。大口径非球面光学研抛过程中，要求磨盘对工件的压力恒定，还要求磨盘工作状态稳定。但是研抛过程又非常复杂，对于不同的研抛面，不同的转速，不同的压力，不同的磨盘尺寸，不同的研磨材料都会影响控制的精度和稳定性。在实际研抛过程中已经遇到了相关的难题，比如磨盘在低速运动时会有振动的现象。为了提高效率，提升工艺，需要提高磨盘的柔性。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有研抛磨头刚度较大造成抛光过程振动较大，研抛过程不易收敛的问题。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种自适应抛光磨头，包括：盖板，所述盖板设置在所述抛光磨头的底端，所述盖板上设有数据线孔、盖板固定间隙孔及心轴伸出孔；导轨，所述导轨设置在所述抛光磨头的内部；心轴，所述心轴设置在所述抛光磨头的内部并通过所述心轴伸出孔伸出盖板，所述心轴上设有位移传感器固定块固定孔用于固定位移传感器固定块、导轨固定孔用于固定导轨，所述位移传感器固定块固定孔和所述导轨固定孔位于所述抛光磨头的内部；位移传感器，所述位移传感器设置在所述抛光磨头的内部并固定在所述位移传感器固定块上；磨头帽，所述磨头帽设置在所述抛光磨头的顶端；及，磨头法兰，所述磨头法兰设置在所述抛光磨头的内部，所述磨头法兰上设有盖板固定孔用于固定所述盖板、磨头帽固定孔用于固定所述磨头帽、及导轨固定间隙孔用于将导轨滑块固定到磨头法兰上。

在一些实施例中，所述导轨的数量为两个，所述两个导轨分别位于所述心轴的两侧，所述两个导轨都通过螺钉固定在所述心轴的导轨固定孔中，且所述导轨固定间隙孔为导轨固定螺钉间隙孔，所述两个导轨均用螺钉通过所述导轨固定螺钉间隙孔固定在心轴上，所述两个导轨均用螺钉通过所述导轨固定螺钉间隙孔固定在磨头法兰上。

在一些实施例中，所述盖板上设置有盖板固定螺钉，用于将盖板固定在磨头法兰上。

在一些实施例中，所述导轨固定孔为导轨固定螺钉孔，所述位移传感器固定块通过位移传感器块固定螺钉固定在所述位移传感器固定块固定孔孔中，所述位移传感器上的数据线通过所述盖板上的数据线孔引出。

在一些实施例中，所述心轴上设有弹簧，所述磨头法兰上设有弹簧导块，所述磨头法兰上设有弹簧导块，所述弹簧导块用于导向弹簧，所述的弹簧由弹簧导块导向后被压缩在心轴的中心孔内。

在一些实施例中，所述抛光磨头内部还设有密封圈，所述密封圈固定在所述磨头帽和所述磨头法兰之间。

在一些实施例中，所述盖板固定孔为盖板固定螺钉孔，所述盖板固定间隙孔为盖板固定螺钉间隙孔，所述盖板通过螺钉与所述盖板固定螺钉孔及所述盖板固定螺钉间隙孔配合固定在所述磨头法兰上。

在一些实施例中，所述心轴上还设置有联结螺纹和夹持用平台，所述心轴由所述心轴伸出孔伸出使得所述联结螺纹和所述夹持用平台外置。

在一些实施例中，所述抛光磨头还填充有泡沫和橡胶，所述泡沫和橡胶位于抛光磨头的顶部，可与光学元件紧密接触，。

本发明的第二个目的在于提出一种用于光学元件检测的支撑工装，包括本发明所提供的自适应抛光磨头。该用于光学元件检测的支撑工装指的是一种投影物镜研制系统中用于光学元件检测的支撑工装。

根据本发明提出的自适应抛光磨头的原理可以具体描述为：在光学元件抛光过程中，在橡胶部分与元件接触受力情况下，带动磨头发生自适应的变形，除心轴、位移传感器固定块以外的其他部分发生轴向的位移，同时弹簧产生反作用力克服了一部分的压缩力，使得抛光过程更加平滑，振动问题得到了抑制。在加工过程中，位移传感器反馈一数据，作为弹簧变形程度的参考。

根据本发明提出的自适应抛光磨头具备有益效果：在光学加工过程中，弹簧提供自适应回复力的情况下，使得光学元件的抛光头在受力超过额定限度情况下发生自适应的变形，从而降低了抛光过程中抛光磨头的振动，使抛光压力对光学元件面型误差的负面影响降低；有效提高光学元件加工精度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明的一个实施例的自适应抛光磨头的结构示意图；

图2为根据本发明的一个实施例的自适应抛光磨头沿心轴轴线及位移传感器轴向的平面剖视图；

图3为根据本发明的一个实施例的自适应抛光磨头沿心轴轴线及导轨中面的平面剖视图；

图4为根据本发明的一个实施例的盖板的结构示意图；

图5为根据本发明的一个实施例的心轴的结构示意图；

图6为根据本发明的一个实施例的磨头法兰的结构示意图。

附图标记说明：

10、心轴，20、盖板，30、磨头法兰，40、磨头帽，50、密封圈，60、位移传感器，70、位移传感器固定块，71、位移传感器固定块固定螺钉，80、弹簧，90、弹簧导块，201、盖板固定间隙孔，202、心轴伸出孔，203、数据线孔，101、联结螺纹，102、夹持用平台，103、位移传感器固定块固定孔，104、导轨固定孔，301、盖板固定孔，302、导轨固定间隙孔，303、磨头帽固定孔，85、导轨，87、泡沫，88、橡胶，89、弹簧导块固定螺钉。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照图1-图6对本发明实施例提出的自适应抛光磨头进行详细描述。

根据本发明提出的一个实施例的自适应抛光磨头100，包括：盖板20，所述盖板20设置在所述抛光磨头100的底端；导轨85，所述导轨85设置在所述抛光磨头100的内部；心轴10，所述心轴10设置在所述抛光磨头100的内部并通过所述心轴伸出孔202伸出盖板20；位移传感器60，所述位移传感器60设置在所述抛光磨头100的内部并固定在所述位移传感器固定块70上；磨头帽40，所述磨头帽40设置在所述抛光磨头100的顶端；及，磨头法兰30，所述磨头法兰30设置在所述抛光磨头100的内部，所述磨头法兰30上设有盖板固定孔301用于固定所述盖板20、磨头帽固定孔303用于固定所述磨头帽40、及导轨固定间隙孔302用于将导轨滑块(图中未示出)固定到磨头法兰上。所述盖板20上设置有盖板固定螺钉204，用于将盖板固定在磨头法兰上。所述抛光磨头100内部还设有密封圈50，所述密封圈50固定在所述磨头帽40和所述磨头法兰30之间，起到防止抛光液污染磨头帽和磨头法兰螺纹的作用。所述抛光磨头100的内部还填充有泡沫和橡胶，所述泡沫87和橡胶88位于抛光磨头的顶部，可与光学元件紧密接触。橡胶88、泡沫87被磨头帽40压缩，发生变形后与磨头法兰30契合。

如图2所示，根据本发明的一个实施例的自适应抛光磨头沿心轴轴线及位移传感器轴向的平面剖视图。所述心轴10上设有弹簧80，所述磨头法兰30上设有弹簧导块90，所述弹簧导块90用于导向弹簧80，所述的弹簧由弹簧导块导向后被压缩在心轴的中心孔内。弹簧导块90由弹簧导块固定螺钉89固定在磨头法兰30上，弹簧导块90对弹簧80起到导向作用。

如图3所示，根据本发明的一个实施例的自适应抛光磨头沿心轴轴线及导轨中面的平面剖视图。所述导轨85的数量为两个，所述两个导轨85分别位于所述心轴10的两侧，所述两个导轨85都通过螺钉固定在所述心轴10的导轨固定孔104中，且所述导轨固定间隙孔302为导轨固定螺钉间隙孔，所述两个导轨85均通过螺钉固定在所述导轨固定螺钉间隙孔302中。导轨85由导轨固定螺钉通过导轨固定螺钉间隙孔固定在磨头法兰30上。

如图4所示，根据本发明的一个实施例的盖板20，所述盖板20上设有数据线孔203、盖板固定间隙孔201及心轴伸出孔202。盖板固定螺钉204通过盖板固定螺钉间隙孔及盖板固定螺钉孔将盖板20固定在磨头法兰30上。位移传感器60的数据线由盖板20的数据线孔203引出。

如图5-图6所示，根据本发明的一个实施例的心轴10和磨头法兰30，所述心轴10上设有位移传感器固定块固定孔103用于固定位移传感器固定块70、导轨固定孔104用于固定导轨85，且所述位移传感器固定块固定孔103和所述导轨固定孔位于所述抛光磨头100的内部。所述导轨固定孔104为导轨固定螺钉孔，所述位移传感器固定块70通过位移传感器固定块固定螺钉71固定在位移传感器固定块固定螺钉孔中，所述位移传感器60上的数据线通过所述盖板20上的数据线孔203引出。所述心轴10上还设置有联结螺纹101和夹持用平台102，所述心轴10由所述心轴伸出孔202伸出使得所述联结螺纹101和所述夹持用平台102外置。心轴10由心轴伸出孔202伸出使联结螺纹101和夹持用平台102外置；磨头帽40固定在磨头帽固定孔303上。

所述盖板固定孔301为盖板固定螺钉孔，所述盖板固定间隙孔302为盖板固定螺钉间隙孔，所述盖板20通过螺钉与所述盖板固定螺钉孔及所述盖板固定螺钉间隙孔配合固定在所述磨头法兰30上，磨头帽固定孔303用于固定磨头帽。

根据本发明的自适应抛光磨头，可以理解的是：在光学元件抛光过程中，在橡胶部分与元件接触受力情况下，带动磨头发生自适应的变形，除心轴、位移传感器固定块以外的其他部分发生轴向的位移，同时弹簧产生反作用力克服了一部分的压缩力，使得抛光过程更加平滑，振动问题得到了抑制。在加工过程中，位移传感器反馈一数据，作为弹簧变形程度的参考。

根据本发明的实施例提供的自适应抛光磨头具有有益效果：使得光学元件的抛光头在受力超过额定限度情况下发生自适应的变形，从而降低了抛光过程中抛光磨头的振动，使抛光压力对光学元件面型误差的负面影响降低；有效提高光学元件加工精度。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自适应抛光磨头，其特征在于，包括：

盖板，所述盖板设置在所述抛光磨头的底端，所述盖板上设有数据线孔、盖板固定间隙孔及心轴伸出孔；

导轨，所述导轨设置在所述抛光磨头的内部；

心轴，所述心轴设置在所述抛光磨头的内部并通过所述心轴伸出孔伸出盖板，所述心轴上设有位移传感器固定块固定孔用于固定位移传感器固定块、导轨固定孔用于固定导轨，所述位移传感器固定块固定孔和所述导轨固定孔均设置在所述抛光磨头的内部；

位移传感器，所述位移传感器设置在所述抛光磨头的内部并固定在所述位移传感器固定块上；

磨头帽，所述磨头帽设置在所述抛光磨头的顶端；及，

磨头法兰，所述磨头法兰设置在所述抛光磨头的内部，所述磨头法兰上设有盖板固定孔用于固定所述盖板、磨头帽固定孔用于固定所述磨头帽、及导轨固定间隙孔。

2.如权利要求1所述的抛光磨头，其特征在于，所述导轨的数量为两个，两个所述导轨分别位于所述心轴的两侧，两个所述导轨都通过螺钉固定在所述心轴的导轨固定孔中，且所述导轨固定间隙孔为导轨固定螺钉间隙孔。

3.如权利要求1所述的抛光磨头，其特征在于，所述盖板上设置有盖板固定螺钉，用于将盖板固定在磨头法兰上。

4.如权利要求1所述的抛光磨头，其特征在于，所述导轨固定孔为导轨固定螺钉孔，所述导轨通过螺钉固定在所述导轨固定螺钉孔中。

5.如权利要求1所述的抛光磨头，其特征在于，所述心轴上设有弹簧，所述磨头法兰上设有弹簧导块，所述弹簧导块用于导向弹簧，所述的弹簧由弹簧导块导向后被压缩在心轴的中心孔内。

6.如权利要求1所述的抛光磨头，其特征在于，所述抛光磨头内部还设有密封圈，所述密封圈固定在所述磨头帽和所述磨头法兰之间。

7.如权利要求1所述的抛光磨头，其特征在于，所述盖板固定孔为盖板固定螺钉孔，所述盖板固定间隙孔为盖板固定螺钉间隙孔，所述盖板通过螺钉与所述盖板固定螺钉孔及所述盖板固定螺钉间隙孔配合固定在所述磨头法兰上。

8.如权利要求1所述的抛光磨头，其特征在于，所述心轴上还设置有联结螺纹和夹持用平台，所述心轴由所述心轴伸出孔伸出使得所述联结螺纹和所述夹持用平台外置。

9.如权利要求1所述的抛光磨头，其特征在于，所述抛光磨头的内部还填充有泡沫和橡胶，所述泡沫和橡胶设在所述磨头帽的顶端。

10.一种用于光学元件检测的支撑工装，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的自适应抛光磨头。