[发明专利]光学元件运动学支撑装置、投影物镜和光刻机

说明书

本发明提供一种光学元件运动学支撑装置，包括：镜框，三组支撑脚，沿着所述镜框的圆周方向分别安装于所述镜框上，每组支撑脚约束两个自由度的位移；其中，所述光学元件固定于所述支撑脚内，所述支撑脚约束所述光学元件，可以同时实现六个自由度精确约束特别适用于高面形精度的光学元件无应力支撑，可以满足光刻物镜环境波动时的高精度支撑面形需求，有效提高了光学元件支撑面形精度。相应地，本发明提供了具有上述的光学元件运动学支撑装置的投影物镜及光刻机。

技术领域

本发明涉及光刻投影物镜技术领域，具体涉及一种光学元件运动学支撑装置、投影物镜和光刻机。

背景技术

随着半导体工业对193nm光刻投影物镜分辨率的要求不断提高，集成电路特征线宽的减小要求投影物镜具有更高的数值孔径和更小的系统波像差。

光学系统对支撑结构的加工精度、装配公差、外界应力及环境变化的影响更加敏感。光刻投影物镜中光学元件的支撑结构不仅要满足定位精度的要求，还应能够补偿外界应力、振动和温度变化等因素对成像质量造成的不良影响。传统的滚边镜座安装、卡环安装、压圈安装等支撑方式已难以满足高精度光刻投影物镜对光学元件面形精度的要求。

为了达到近乎苛刻的成像效果，迫切需要具有环境自适应的光学元件挠性支撑结构。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种光学元件运动学支撑装置、投影物镜和光刻机，可以实现光学元件精确约束，特别适用于高面形精度的光学元件无应力支撑，有效提高了光学元件支撑面形精度。

第一方面，本发明提供一种光学元件运动学支撑装置，包括：镜框，三组支撑脚，沿着所述镜框的圆周方向分别安装于所述镜框上，每个支撑脚约束两个自由度的位移；其中，所述光学元件固定于所述支撑脚内，所述支撑脚约束所述光学元件。

可选地，所述的镜框为回转对称形结构，通过三组支撑脚接口分别固定连接所述三个支撑脚上。

可选地，所述支撑脚包括固定端、第一Y向柔性板簧、第二Y向柔性板簧、第一交叉柔性板簧、所述支撑点、所述第二交叉柔性板簧，建立支撑脚的局部坐标系，将平行于投影物镜光轴的方向作为Z轴方向，将垂直于Z轴且平行于投影物镜径向的方向作为X轴方向，将垂直X轴和Z轴的方向作为Y轴方向，构成三维直角坐标系作为支撑脚的局部坐标系，其中，所述支撑点通过所述第二Y向柔性板簧连接所述第一交叉柔性板簧和所述第二交叉柔性板簧，所述支撑点可绕着Y轴的转动。

可选地，第一交叉柔性板簧和第二交叉柔性板簧关于X轴对称，所述第一交叉柔性板簧和第二交叉柔性板簧的上端通过第一Y向柔性板簧连接固定端，其中，第一Y向柔性板簧和第二Y向柔性板簧组成复合铰链，所述支撑点可沿着X轴移动和绕着Z轴旋转。

可选地，所述镜框以外圆柱面为安装基准面，镜框同轴安装固定到投影物镜的内壁，将光学元件运动学支撑装置整体固定安装在投影物镜的内壁，并利用光学元件运动学支撑装置约束光学元件在投影物镜光学系统中的面形。

可选地，所述支撑脚为分体式结构。

可选地，所述镜框下表面为安装基准面，所述镜框下表面还设有用于连接其他镜框的镜框间级联接口。

可选地，所述三组支撑脚接口中相邻两个之间的分布角度相等或不等。

第二方面，本发明提供一种投影物镜，所述投影物镜具有如上述的光学元件运动学支撑装置。

第三方面，本发明提供一种光刻机，具有如上述的投影物镜。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：