[发明专利]光刻投影物镜中光学元件X-Y微动调整装置

说明书

技术领域

本发明属于深紫外投影光刻物镜结构设计与像差补偿领域，具体涉及光刻投影物镜中光学元件X-Y微动调整装置。

背景技术

投影光刻装备是大规模集成电路制造工艺中的关键设备，近年来随着集成电路线宽精细程度的不断提高，投影光学装备的分辨率亦逐渐提高，目前波长193.368nm的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。

投影光刻物镜装调及使用过程中，为满足物镜良好的光学性能，需要周期性地对光学系统的各种像差进行检测和调整补偿，因此需要调整某些敏感光学元件沿X、Y方向的移动量。

发明内容

本发明为解决光刻投影物镜中光学元件X-Y高精度调整问题，提出一种光学元件X-Y柔性微动调整装置，尤其适用于深紫外投影物镜中光学透镜的微动调整。

光刻投影物镜中X-Y微动调整装置，包括镜框、两个驱动器和两个电容传感器，所述两个驱动器和两个电容传感器分别固定在镜框上。

所述镜框为镜框内环、镜框外环、直弹片、第一折叠弹片、第二折叠弹片和若干辅助支撑弹片组成的一体化结构。

所述镜框内环和镜框外环之间通过直弹片、第一折叠弹片、第二折叠弹片和若干辅助支撑弹片进行连接。

直弹片与第一折叠弹片内侧弹片连线的交点O₁位于y轴上，直弹片的延长线与第二折叠弹片内侧弹片连线的交点O₂位于x轴上，并且距离O₁O与O₂O相等。

所述驱动器安装在镜框外环外侧，驱动器的输入位移作用在第一折叠弹片和第二折叠弹片上， 输入位移方向分别垂直于第一折叠弹片外侧弹片和第二折叠弹片外侧弹片。

驱动器可采用机械顶丝式、压电式、磁滞伸缩式和气动式驱动方式。

两个电容传感器均为单电极电容传感器，均固定在镜框外环的内侧，并且两个电容传感器间的周向间隔为90o。

有益效果：本发明结构应用时，光学元件与镜框之间通过胶粘的方式连接，两个驱动器和两个电容传感器分别固定在镜框上；驱动器安装在镜框外环外侧，两个驱动器的输入位移分别作用在第一折叠弹片和第二折叠弹片上，输入位移方向分别垂直于第一折叠弹片外侧弹片和第二折叠弹片外侧弹片，经驱动器的驱动实现光学元件沿x、y方向平动；两个电容传感器用于实时检测镜框内环沿x方向和沿y方向的位移量，进而实现了光学元件X-Y微动调整。

附图说明

图1为本发明光刻投影物镜中光学元件X-Y微动调整装置示意图。

图2为本发明所述的镜框示意图。

图3为本发明所述的直弹片示意图。

图4为本发明所述的折叠弹片示意图。

图5为本发明所述的辅助支撑弹片示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图1至图5所示，光刻投影物镜中光学元件X-Y微动调整装置，包括镜框2、两个驱动器3和两个电容传感器4；光学元件1与镜框2之间通过胶粘的方式连接，两个驱动器3和两个电容传感器4分别固定在镜框2上。

镜框2为镜框内环2-1、镜框外环2-2、直弹片2-3、折叠弹片2-4、折叠弹片2-5和多个辅助支撑弹片2-6组成的一体化结构，可以通过慢走丝线切割或者电化学腐蚀等方法加工。镜框内环2-1和镜框外环2-2之间通过直弹片2-3、第一折叠弹片2-4、第二折叠弹片2-5和辅助支撑弹片2-6进行连接。直弹片2-3延长线与第一折叠弹片内侧弹片2-4-1延长线的交点O₁位于y轴上，直弹片2-3延长线与第二折叠弹片内侧弹片2-5-1延长线的交点O₂位于x轴上，并且距离O₁O与O₂O相等。

驱动器3可提供沿轴向的移动位移量，可采用机械顶丝式、压电式、磁滞伸缩式、气动式等驱动方式。驱动器3安装在镜框外环2-2上，驱动器3的输入位移作用在第一折叠弹片2-4和第二折叠弹片2-5上，输入位移方向分别垂直于第一折叠弹片外侧弹片2-4-2和第二折叠弹片外侧弹片2-5-2。当左侧驱动器3的输入位移作用在第一折叠弹片2-4上时，根据机构瞬心的定义可知，此时镜框内环2-1和光学元件1将以O₂为转动中心、OO₂为半径进行转动，由于镜片的输出位移相对半径OO₂非常小，可以近似认为此时光学元件1沿y方向平动，同理可知当右侧驱动器3运动时，可以实现光学元件1沿x方向的平动。

两个电容传感器4均为单电极电容传感器，均固定在镜框外环2-2的内侧，并且两个电容传感器间的周向间隔为90o，用于实时检测镜框内环2-1沿x方向和沿y方向的位移量。