[发明专利]可绕一个点枢转的光学安装件

说明书

关联技术的交叉引用

本申请要求Blanding等人于2007年2月28日提交的题为“整体式光学 安装件(Monolithic Optical Mount)”的No.60/903991美国临时申请的权益。

领域

本发明总的涉及器件安装，更具体地涉及允许绕光轴和绕与光轴正交的轴 受控量的转动并抑制其它移动杂量的光学元件的安装件。

背景

平版印刷或显微光刻装置广泛地用于微电子半导体器件和其它微型器件 的制造。在平版印刷中，光学系统引导光能以高分辨率并通过精确的配准将图 案记录在形成于硅晶片和其它基板上的光敏层上。微型化方面的连续改进对用 于此功能的光学系统的性能和精度具有越来越有挑战的要求。显微光刻光学系 统相当大和复杂，包含多个光学元件。

用于显微光刻的透镜组件——一般称为“分档镜头”——典型地包括许多 透镜元件，其中每个元件精确地安装在由不锈钢或其它稳定材料制成的圆柱形 “单元”内。可按极端严密的公差对每个这些单元精确地加工，例如，具有研 磨成平坦和平行的面，从而当安装透镜时，每个连续单元固接于相邻单元的面。 这种配置一般仅允许非常有限的调整，例如沿X或Y的少量倾斜或对中移动。 一旦已安装所有单元，测试整个透镜并分辨出任何不想要的像差或图像缺陷。 例如在Bruning等人题为“光学安装件和层叠式环面组件的解耦安装件 (Decoupled Mount for Optical Element and Stacked Annuli Assembly)” 的美国申请No.5,428,482中记载了用于这种类型的光学装置的一个叠置的 环面透镜组件结构。

这些透镜的总组装可能是耗时的工序，需要反复测试并调整直到获得合适 的性能水平为止。一些调整可能需要将最近组装的透镜拆散以修正一个或多个 器件，然后再次组装。在这样复杂的透镜组件已完全再组装后，经常判定一个 或多个透镜元件可能需要略微倾斜或偏心以校正其它可测量的光学缺陷。最好 通过组装的透镜就能完成一些用于校正这些缺陷的调整。提供允许透镜元件位 置某种程度的细调而不需要完全拆散系统器件的安装机构是有利的。在设计复 杂的显微光刻透镜组件时，希望允许对规定透镜组件的可调整性的测量以校正 特定缺陷而不会引入其它缺陷。如果可沿透镜组件的光轴在一个或多个预定位 置上作出非常细微的翻转和倾斜调整，则可以相对“正交”方式调整特定缺陷 或像差，而不需要拆散透镜叠件。

在复杂的显微光刻组件或其它复杂的透镜系统中补偿像差的任务需要大 量的时间和资源并需要对光学像差的初始详细评估。可基于波阵面误差和图像 位置误差的分析来识别光学系统中的调整的潜在点，所述波阵面误差包括但不 局限于球形像差、彗形像差和像散，而图像位置误差例如为切向误差、梯形误 差、径向失真和放大误差。作为这种评估的一部分，必须分辨出可能导致像差 之间“串扰”效果的调整，从而在校正一个像差时，可分辨出引起或增加其它 像差的副作用和使其最小化。

补偿像差的顺序非常重要。例如，在一般实践中，在首先将非对称误差校 正至合理容限内后，就补偿对称误差。之后的步骤提供对非对称误差的进一步 校正。重复迭代可以是必要的。为了帮助使不同像差类型之间的串扰最小化， 必须以某些方式量化不同像差之间的正交性。例如，一种评估可确定，通过倾 斜特定透镜元件的补偿可缓解非对称彗形象差并对非对称的像散或梯形失真 具有非常小的影响。然而，同一倾斜可能对梯形失真具有突出的效果。系统中 的其它调整可对其它像差具有类似的影响，在某些情形下具有较小的影响或在 其它情形下具有较大的影响。为此，对称方法用来实现对特定透镜组件设计来 说必须的调整顺序。为了减少受控校正不引入误差的可能性，要求不必拆散和 再组装透镜即可作出这一系列的调整。