專利名稱：一種投影物鏡柔性機構調平裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光刻機中物鏡的安裝與調平，也可用于企業生產中對工件的安裝檢測與調試。
背景技術：
在光刻機中投影物鏡的安裝既要考慮能方便調整物鏡的位置，以保證物鏡的光軸與硅片面垂直，并保證物鏡的理想像平面與理想的硅片上表面重合；又要考慮在調整物鏡位置時，物鏡基本不受內應力影響；調整完成后柔性機構的剛性和熱穩定性要非常好，以保證像質和焦面穩定。在以往的調整中采取的是用壓電陶瓷驅動的方式進行位移量調整，此方法不但控制環節多，不易安裝，而且壓電陶瓷在長期使用后易發生位移量改變，影響了物鏡的光軸與硅片面的垂直性，使光刻質量得不到保證。

發明內容
解決的技術問題是為了克服因物鏡在安裝時微小偏擺對像質產生的不良影響， 本發明的目的是能在光刻機中投影物鏡的安裝既要考慮能方便調整物鏡的位置，以保證物鏡的光軸與硅片面垂直，并保證物鏡的理想像平面與理想的硅片上表面重合；又要考慮在調整物鏡位置時，物鏡基本不受內應力影響，為此，本發明提供一種能保證物鏡調整后的穩定性，能提高光刻質量的投影物鏡柔性機構調平裝置。為了實現所述目的，本發明的投影物鏡柔性機構調平裝置解決技術問題所采用的技術方案是所述裝置由物鏡托架板和相互獨立、結構相同的三組柔性鉸鏈結構組成；物鏡托架板為臺階結構，臺階結構上具有臺階面，三組柔性鉸鏈結構分別以等間距分布在物鏡托架板的上表面上，并通過固定螺釘分別將每個柔性鉸鏈結構固定在物鏡托架板上，物鏡安放在物鏡托架板的臺階面上，載片臺位于物鏡的正下方，硅片放在載片臺上，分別通過三個柔性鉸鏈結構對物鏡托架板的微動調平調整，實現對物鏡的三點調平，以保證物鏡的光軸與硅片表面垂直，并保證物鏡的理想像平面與理想的硅片的上表面重合。本發明的有益效果是本發明的裝置由三組結構相同的柔性鉸鏈結構組成，通過柔性鉸鏈結構進行內摩擦傳遞，可對物鏡進行三點調平，本發明運用了杠桿原理，使得物鏡在安裝調整過程中不會因外力的作用而產生應力變形，提高了物鏡對軸心的裝調精度，保證了物鏡的光軸與硅片面垂直，并且，調整完成后的柔性鉸鏈結構具有良好的剛性和熱穩定性，保證像質和焦面穩定，保證了光刻質量。在調整物鏡位置時，物鏡不受內應力影響，靈敏度高、沒有無效運動干預，控制精度高，傳遞效率高；而且，調整完成后柔性鉸鏈結構的剛性和熱穩定性非常好，保證了像質和焦面的穩定。


圖1是本發明的工作原理圖2是本發明的三點調平俯視圖；圖3是本發明的柔性鉸鏈示意圖；圖4是本發明的結構主視圖。圖5是本發明的物鏡托架板俯視6是本發明的物鏡托架板拋視圖
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。在光刻機中投影物鏡的安裝既要考慮能方便調整物鏡的位置，以保證物鏡的光軸與硅片面垂直，并保證物鏡的理想像平面與理想的硅片上表面重合；又要考慮在調整物鏡位置時，物鏡基本不受內應力影響；調整完成后要具有良好的剛性和熱穩定性，以保證像質和焦面穩定，提高成像質量。根據上述要求提出本發明的投影物鏡柔性機構調平裝置下面請參加附圖對本發明進行詳細的描述如圖1、圖2、圖3、圖4所示所述裝置是以三組柔性鉸鏈結構的實施例來對本發明做進一步描述所述裝置由物鏡托架板14和相互獨立、結構相同的三組柔性鉸鏈結構組成；物鏡托架板14為臺階結構，臺階結構上具有臺階面142，三組柔性鉸鏈結構分別以 120°等間距分布在物鏡托架板14的上表面141上，并通過固定螺釘分別將每個柔性鉸鏈結構固定在物鏡托架板14上，物鏡18安放在物鏡托架板14的臺階面142上，載片臺502位于物鏡18的正下方，硅片501放在載片臺502上，所述三組柔性鉸鏈結構是由第一柔性鉸鏈結構11、第二柔性鉸鏈結構201、第三柔性鉸鏈結構301組成，第二柔性鉸鏈結構201、第三柔性鉸鏈301的結構及工作原理與第一柔性鉸鏈結構11相同，分別通過所述的三個柔性鉸鏈結構對物鏡托架板14的微動調平調整，實現對物鏡18的三點調平，以保證物鏡18的光軸與硅片501表面垂直，并保證物鏡的理想像平面與理想的硅片501的上表面重合。物鏡托架板14是圓柱體形臺階結構、方柱體形臺階結構的一種。多組柔性鉸鏈結構是三組柔性鉸鏈結構、四組柔性鉸鏈結構或五組柔性鉸鏈結構中的一種。多組柔性鉸鏈結構分別以 72°、90°、120°中的一種等間距分布在物鏡托架板14的上表面141上。如圖4所示，本發明實施例由三組結構相同的柔性鉸鏈結構組成。下面僅以第一柔性鉸鏈結構11為例對本發明說明，如圖1所示，它是由鎖緊板12、調節螺桿13、基座15、 第一鎖緊螺釘16、第二鎖緊螺釘17、第一鎖緊螺孔160、第二鎖緊螺孔170、第一螺孔19和第二螺孔10、第一固定螺釘401、第二固定螺釘402構成。第一柔性鉸鏈結構11的前端底部111與物鏡托架板14的上表面141通過第一固定螺釘401、第二固定螺釘402剛性相連， 上端頂部112被安裝在基座15上，第一螺孔19和第二螺孔10為同心螺孔，調節螺桿13置于第一柔性鉸鏈結構11的后端131處，并調節螺13桿通過第一螺孔19、第二螺孔10穿過第一柔性鉸鏈結構11的后端131 ；鎖緊板12由第一鎖緊螺釘16、第二鎖緊螺釘17并通過第一鎖緊螺孔160、第二鎖緊螺孔170安裝在第一柔性鉸鏈結構11上，物鏡18被安放在物鏡托架板14的臺階面142上。第一柔性鉸鏈結構11上具有第一支點A、第二支點B和第三支點C，每個支點具有左半邊圓弧、右半邊圓弧，每個支點的左半邊圓弧、右半邊圓弧的圓心點在同一條直線上，第二支點B和第三支點C的左半邊圓弧、右半邊圓弧的圓心點在同一條直線上，鎖緊板12的中心點與第一支點A的左半邊圓弧和右半邊圓弧的圓心點在同一條直線上，用以保證第一柔性鉸鏈結構11的彈性變形。第二柔性鉸鏈結構201和第三柔性鉸鏈結構301原理及技術方案相同，則在此不再贅述。對物鏡18的三點調平時，第一柔性鉸鏈結構11在調整時為可變形體，當調整完后，由鎖緊螺釘16、17通過鎖緊板12將第一柔性鉸鏈結構11鎖緊，第一柔性鉸鏈結構11 一旦被鎖緊就成為剛性體，使調整后的物鏡18具有良好的穩定性，保證物鏡18的焦面穩定和成像質量。對物鏡18的三點調平的步驟是當調整螺桿13順時針轉動時，第一支點A產生向下的力，在杠桿原理作用下，使第二支點B產生向上的力，通過第三支點C使物鏡托架板14產生向上的微位移。反之，當調整螺桿13逆時針轉動時，第一支點A產生向上的力，在杠桿原理作用下，使第二支點B產生向下的力，通過第三支點C使物鏡托架板14產生向下的微位移，通過對物鏡托架板14的微動調整，實現對物鏡18的三點調平，使物鏡18的光軸與硅片501表面垂直，并使物鏡18的理想像平面與理想的硅片501的上表面重合。以上所述，僅為本發明中的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術的人在本發明所揭露的技術范圍內，可理解想到的變換或替換，都應涵蓋在本發明的包含范圍之內。
權利要求
1.一種投影物鏡柔性機構調平裝置，其特征在于所述裝置由物鏡托架板和相互獨立、結構相同的三組柔性鉸鏈結構組成；物鏡托架板為臺階結構，臺階結構上具有臺階面， 三組柔性鉸鏈結構分別以等間距分布在物鏡托架板的上表面上，并通過固定螺釘分別將每個柔性鉸鏈結構固定在物鏡托架板上，物鏡安放在物鏡托架板的臺階面上，載片臺位于物鏡的正下方，硅片放在載片臺上，分別通過三個柔性鉸鏈結構對物鏡托架板的微動調平調整，實現對物鏡的三點調平，以保證物鏡的光軸與硅片表面垂直，并保證物鏡的理想像平面與理想的硅片的上表面重合。
2.如權利要求1所述的投影物鏡柔性機構調平裝置，其特征在于每組柔性鉸鏈結構由鎖緊板、調節螺桿、基座、第一鎖緊螺釘、第二鎖緊螺釘、第一鎖緊螺孔、第二鎖緊螺孔、第一螺孔和第二螺孔、第一固定螺釘、第二固定螺釘構成，每組柔性鉸鏈結構的前端底部與物鏡托架板的上表面通過第一固定螺釘、第二固定螺釘剛性相連，每組柔性鉸鏈的上端頂部安裝在基座上，第一螺孔和第二螺孔為同心螺孔，調節螺桿置于所述柔性鉸鏈結構的后端處，并調節螺桿通過第一螺孔、第二螺孔穿過所述柔性鉸鏈的后端；鎖緊板由第一鎖緊螺釘、第二鎖緊螺釘通過第一鎖緊螺孔、第二鎖緊螺孔安裝在所述柔性鉸鏈結構上，物鏡被安裝在物鏡托架板的臺階面上。
3.根據權利要求2所述的投影物鏡柔性機構調平裝置，其特征在于每個柔性鉸鏈結構上具有第一支點、第二支點和第三支點，每個支點具有的左半邊圓弧和右半邊圓弧，每個支點的左半邊圓弧、右半邊圓弧的圓心點在同一條直線上，第二支點及第三支點的左半邊圓弧、右半邊圓弧的圓心點在同一條直線上，鎖緊板的中心點與第一支點的左半邊圓弧和右半邊圓弧的圓心點在同一條直線上，用以保證每個柔性鉸鏈結構的彈性變形。
4.如權利要求1所述的投影物鏡柔性機構調平裝置，其特征在于對物鏡的三點調平的步驟是調整螺桿順時針轉動時，第一支點產生向下的力，在杠桿原理作用下，使第二支點產生向上的力，通過第三支點使物鏡托架板產生向上的微位移，反之，當調整調節螺桿逆時針轉動時，第一支點產生向上的力，在杠桿原理作用下，使第二支點產生向下的力，通過第三支點使物鏡托架板產生向下的微位移，通過對物鏡托架板的微動調整，實現對物鏡的三點調平，使物鏡的光軸與硅片面垂直，并使物鏡的理想像平面與理想的硅片上表面重合。
5.根據權利要求4所述的投影物鏡柔性機構調平裝置，其特征在于對物鏡的三點調平時，柔性鉸鏈結構是變形體，當調整完后，由鎖緊螺釘通過鎖緊板將柔性鉸鏈結構鎖緊， 柔性鉸鏈結構被鎖緊時成為剛性體，使調整后的物鏡及焦面穩定。
全文摘要
本發明是一種投影物鏡柔性機構調平裝置，所述裝置由物鏡托架板和相互獨立、結構相同的三組柔性鉸鏈結構組成；物鏡托架板為臺階結構，臺階結構上具有臺階面，三組柔性鉸鏈結構分別以等間距分布在物鏡托架板的上表面上，并通過固定螺釘分別將每個柔性鉸鏈結構固定在物鏡托架板上，物鏡安放在物鏡托架板的臺階面上，載片臺位于物鏡的正下方，硅片放在載片臺上，分別通過三個柔性鉸鏈結構對物鏡托架板的微動調平調整，實現對物鏡的三點調平，以保證物鏡的光軸與硅片表面垂直，并保證物鏡的理想像平面與理想的硅片的上表面重合。本發明用于光刻機中，調整后物鏡具有良好的剛性和熱穩定性，以保證像質和焦面穩定，提高成像質量。
文檔編號G03F7/20GK102298271SQ20111023654
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月17日 優先權日2011年8月17日
發明者楊勇, 王肇志, 胡松, 邢薇 申請人:中國科學院光電技術研究所