CN116149145A - 一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，包括镜片(1)、镜框(2)、镜筒(3)及圆周均布的12个变形镜致动机构(4)。变形镜致动机构(4)包括压块(5)、V型块(6)、电机(7)、推杆(8)、钢球(9)、弹簧片(10)、楔形块(11)、弹性支撑(12)。镜片(1)通过压块(5)与弹性支撑(12)固定。变形镜致动机构(4)均布安装于镜框(2)上。镜框(2)安装于镜筒(3)上。电机(7)驱动推杆(8)、钢球(9)水平方向运动，V型块(6)与楔形块(11)上的导轨为钢球(9)提供导向，钢球(9)带动楔形块(11)运动，楔形块(11)带动弹簧片(10)发生铅锤方向弹性变形，并带动弹性支撑(12)作铅锤方向运动，以调节弹性支撑(12)上的支撑力，弹簧片(10)用于结构复位。通过(12)个变形镜致动机构(4)支撑力大小差动调节，实现镜片(1)三叶、四叶像差变形补偿。
Description
技术领域
本发明实施例涉及光刻技术，尤其涉及一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构。
背景技术
光刻技术作为大规模集成电路的生产制造过程中最关键工艺，是利用激光将掩模图案成像至硅片等基板上的技术。为了更好的满足工业生产需求，光刻技术的不断朝着更高分辨率、更大曝光面积、更高产率的方向发展。而在整个投影光刻系统中，光刻物镜的性能直接决定整个投影曝光装置的图形传递能力，要实现高曝光图形质量必须要光刻物镜的像差进行控制。对于高精度的投影光刻机，由于加工和装配能力的限制，不可避免地会在制造及装配过程中产生误差。同时，由于持续曝光过程中的热积累，也会造成投影光刻物镜的热像差。其中，三叶与四叶像差无法通过简单的镜片姿态调整进行补偿，因此，需要结合镜片变形控制，来补偿加工、装配及环境变化带来的投影物镜三叶与四叶像差，提升光刻成像质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，用来调控镜片变形，以补偿制造、装配、热积累以及长期使用过程中环境变化中引入的投影物镜三叶、四叶像差，保证物镜成像质量。
本发明采用的技术方案为：一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，包括镜片1、镜框2、镜筒3及变形镜致动机构4，镜框2安装于镜筒3上，变形镜致动机构4沿圆周均布12个，安装于镜框2上；变形镜致动机构4可实现对镜片1的固定，并可驱动镜片1发生弹性变形，实现光刻投影物镜三叶、四叶像差补偿。
进一步地，可以实现多个方向的三叶、四叶像差补偿，变形镜致动机构4沿圆周均布12个，通过同步驱动任意3个沿圆周均布的变形镜致动机构4，可实现该方向的三叶像差补偿，通过同步驱动任意4个沿圆周均布的变形镜致动机构4，可实现该方向的四叶像差补偿。
进一步地，所述的变形镜致动机构4，包括压块5、V型块6、电机7、推杆8、钢球9、弹簧片10、楔形块11、弹性支撑12；镜片1通过压块5与弹性支撑12固定；电机7驱动推杆8、钢球9水平方向运动，钢球9带动楔形块11运动，楔形块11带动弹簧片10发生铅锤方向弹性变形，并带动弹性支撑12作铅锤方向运动，以调节弹性支撑12上的支撑力，使镜片1发生弹性变形，弹簧片10用于变形镜致动机构4结构复位。
进一步地，所述的变形镜致动机构4中，压块5与镜框2通过螺栓连接，同时与镜片1上表面接触；弹簧片10与镜框2、楔形块11通过螺栓连接；V型块6与镜框2螺栓连接；电机7与镜筒3螺栓连接；弹簧片10与弹性支撑12螺栓连接；弹性支撑12与镜片1面接触；钢球9与V型块6、楔形块11接触，并可沿接触面滚动；推杆8一端与电机7连接，另一端与钢球9面接触。
进一步地，所述的变形镜致动机构4中，弹性支撑12材料为具有较好弹性的材料，包括但不限于：9Cr18、铍青铜；在调节行程范围内，弹性支撑与镜片接触面13的铅锤位置与弹性支撑12反馈给镜片1的支撑力呈线性关系。
进一步地，所述的变形镜致动机构4中，V型块6上包含V型块导轨15；楔形块11上包含楔形块导轨20；V型块导轨15与楔形块导轨20同时与钢球9接触，钢球9可沿V型块导轨15与楔形块导轨20运动，实现对钢球9运动导向；通过改变楔形块导轨20的角度，可实现不同的传动比。
进一步地，所述的变形镜致动机构4中，弹簧片10材料为具有较好弹性的材料，包括但不限于：9Cr18、铍青铜。
本发明的原理是：一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，包括镜片、镜框、镜筒及圆周均布的12个变形镜致动机构。镜框安装于镜筒上，变形镜致动机构沿圆周均布12个，通过螺栓安装于镜框上。
变形镜致动机构，包括压块、V型块、电机、推杆、钢球、弹簧片、楔形块、弹性支撑。压块与镜框通过螺栓连接，同时与镜片上表面接触。弹簧片与镜框、楔形块通过螺栓连接。V型块与镜框螺栓连接。电机与镜筒螺栓连接。弹簧片与弹性支撑螺栓连接。弹性支撑与镜片面接触。钢球与V型块、楔形块接触，并可沿接触面滚动。推杆一端与电机连接，另一端与钢球面接触。电机驱动推杆、钢球水平方向运动，钢球带动楔形块运动，楔形块带动弹簧片发生铅锤方向弹性变形，并带动弹性支撑作铅锤方向运动，以调节弹性支撑上的支撑力，使镜片发生弹性变形，弹簧片用于变形镜致动机构结构复位。通过同步驱动任意3个沿圆周均布的变形镜致动机构，可实现该方向的三叶像差补偿，通过同步驱动任意4个沿圆周均布的变形镜致动机构，可实现该方向的四叶像差补偿。
所述镜片包含凸台，凸台上表面与压块接触，凸台下表面与弹性支撑接触。
所述弹性支撑材料为具有较好弹性的材料。在调节行程范围内，弹性支撑与镜片接触面的铅锤位置与弹性支撑反馈给镜片的支撑力呈线性关系。
所述V型块上包含V型块导轨。楔形块上包含楔形块导轨。V型块导轨与楔形块导轨同时与钢球接触，钢球可沿V型块导轨与楔形块导轨运动，实现对钢球运动导向。
所述变形镜致动机构驱动量与弹性支撑的支撑力呈线性关系，通过改变楔形块导轨的角度，可实现不同的传动比。通过有限元分析或实验，可实现驱动量与三叶、四叶像差之间的关系标定。
本装置运用了弹性原理，采用弹性支撑结构，弹性支撑反馈给镜片的支撑力呈线性关系，通过驱动弹性支承铅锤方向运动，实现弹性支撑力控制，进一步达到镜片变形控制。改变楔形块导轨角度，可实现不同的传动比，实现镜片变形量微调。通过12个变形镜致动机构的差动控制，实现多个角度三叶、四叶像差变形补偿。
本发明的有益效果是：本发明具有较高的集成性，具有良好的空间布置性，机构结构简单、易于装调，同时，驱动量与弹性支撑力呈现线性关系，便于控制实现。由于镜片与12个弹性结构直接连接，可缓释镜片径向受热变形。此外通过本发明的光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，可以实现镜片的三叶、四叶像差补偿，保证投影光刻物镜的像质，提高光刻成像质量。
附图说明
本发明所述的光刻投影物镜三叶/四叶像差变形镜机构具体结构形式以附图形式作进一步阐述：
图1为本发明提供的一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，图中：1-镜片，2-镜框，3-镜筒，4-变形镜致动机构；
图2为本发明提供的一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构剖面图，图中：5-压块，6-V型块，7-电机，8-推杆，9-钢球，10-弹簧片，11-楔形块，12-弹性支撑；
图3为变形镜致动机构；
图4为弹性支撑，图中：13-弹性支撑与镜片接触面，14-弹性支撑安装面；
图5为V型块，图中：15-V型块导轨，16-V型块安装面；
图6为弹簧片，图中：17-弹簧片与弹性支撑接触面，18-弹簧片安装面；
图7为楔形块，图中：19-楔形块安装面，20-楔形块导轨；
图8为本发明的镜片三叶像差变形仿真图；
图9为本发明的镜片四叶像差变形仿真图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，参照附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构包括镜片1、镜框2、镜筒3及圆周均布的12个变形镜致动机构4。
如图2、图3所示变形镜致动机构，包括压块5、V型块6、电机7、推杆8、钢球9、弹簧片10、楔形块11、弹性支撑12。其中压块5与镜框2通过螺栓连接，同时与镜片1上表面接触。弹簧片10与镜框2、楔形块11通过螺栓连接。V型块6与镜框2螺栓连接。电机7与镜筒3螺栓连接。弹簧片10与弹性支撑12螺栓连接。弹性支撑12与镜片1面接触。钢球9与V型块6、楔形块11接触，并可沿接触面滚动。推杆8一端与电机7连接，另一端与钢球9面接触。镜片1通过压块5与弹性支撑12固定。电机7驱动推杆8、钢球9水平方向运动，钢球9带动楔形块11运动，楔形块11带动弹簧片10发生铅锤方向弹性变形，并带动弹性支撑12作铅锤方向运动，以调节弹性支撑12上的支撑力，使镜片1发生弹性变形，弹簧片10用于变形镜致动机构4结构复位。
如图4、图5、图6、图7所示，在调节行程范围内，弹性支撑与镜片接触面13的铅锤位置与弹性支撑12反馈给镜片1的支撑力呈线性关系。V型块6上包含V型块导轨15。楔形块11上包含楔形块导轨20。V型块导轨15与楔形块导轨20同时与钢球9接触，钢球9可沿V型块导轨15与楔形块导轨20运动，实现对钢球9运动导向。通过改变楔形块导轨20的角度，可实现不同的传动比。弹簧片10可发生弹性变形，实现变形镜致动机构4结构复位。
如图8所示，通过本实施例，可实现三叶像差变形补偿。
如图9所示，通过本实施例，可实现四叶叶像差变形补偿。
本发明所详述的设计实例仅用于说明本发明的优势和合理性，凡以本发明技术方案为基础优化设计的实例均属于本发明的范畴。
Claims (7)
1.一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，其特征在于：包括镜片(1)、镜框(2)、镜筒(3)及变形镜致动机构(4)，镜框(2)安装于镜筒(3)上，变形镜致动机构(4)沿圆周均布12个，安装于镜框(2)上；变形镜致动机构(4)可实现对镜片(1)的固定，并可驱动镜片(1)发生弹性变形，实现光刻投影物镜三叶、四叶像差补偿。
2.根据权利要求1所述的一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，其特征在于：可以实现多个方向的三叶、四叶像差补偿，变形镜致动机构(4)沿圆周均布12个，通过同步驱动任意3个沿圆周均布的变形镜致动机构(4)，可实现该方向的三叶像差补偿，通过同步驱动任意4个沿圆周均布的变形镜致动机构(4)，可实现该方向的四叶像差补偿。
3.根据权利要求1所述的一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，其特征在于：所述的变形镜致动机构(4)，包括压块(5)、V型块(6)、电机(7)、推杆(8)、钢球(9)、弹簧片(10)、楔形块(11)、弹性支撑(12)；镜片(1)通过压块(5)与弹性支撑(12)固定；电机(7)驱动推杆(8)、钢球(9)水平方向运动，钢球(9)带动楔形块(11)运动，楔形块(11)带动弹簧片(10)发生铅锤方向弹性变形，并带动弹性支撑(12)作铅锤方向运动，以调节弹性支撑(12)上的支撑力，使镜片(1)发生弹性变形，弹簧片(10)用于变形镜致动机构(4)结构复位。
4.根据权利要求1所述的一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，其特征在于：所述的变形镜致动机构(4)中，压块(5)与镜框(2)通过螺栓连接，同时与镜片(1)上表面接触；弹簧片(10)与镜框(2)、楔形块(11)通过螺栓连接。V型块(6)与镜框(2)螺栓连接；电机(7)与镜筒(3)螺栓连接；弹簧片(10)与弹性支撑(12)螺栓连接；弹性支撑(12)与镜片(1)面接触；钢球(9)与V型块(6)、楔形块(11)接触，并可沿接触面滚动；推杆(8)一端与电机(7)连接，另一端与钢球(9)面接触。
5.根据权利要求3所述的一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，其特征在于：所述的变形镜致动机构(4)中，弹性支撑(12)材料为具有较好弹性的材料，包括但不限于：9Cr18、铍青铜；在调节行程范围内，弹性支撑与镜片接触面(13)的铅锤位置与弹性支撑(12)反馈给镜片(1)的支撑力呈线性关系。
6.根据权利要求3所述的一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，其特征在于：所述的变形镜致动机构(4)中，V型块(6)上包含V型块导轨(15)；楔形块(11)上包含楔形块导轨(20)；V型块导轨(15)与楔形块导轨(20)同时与钢球(9)接触，钢球(9)可沿V型块导轨(15)与楔形块导轨(20)运动，实现对钢球(9)运动导向；通过改变楔形块导轨(20)的角度，可实现不同的传动比。
7.根据权利要求3所述的一种光刻投影物镜三叶、四叶像差变形镜机构，其特征在于：所述的变形镜致动机构(4)中，弹簧片(10)材料为具有较好弹性的材料，包括但不限于：9Cr18、铍青铜。
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