一种具有自重补偿功能的光刻投影物镜中透镜支撑装置的制作方法

本发明属于光刻投影物镜制造领域，具体涉及一种具有自重补偿功能的光刻投影物镜中透镜支撑装置。

背景技术：
光刻投影物镜是超大/极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不断减小，光刻投影物镜光学系统对光学元件面形精度的要求越来越高，需要对支撑时重力引起的透镜面形进行严格控制。为了保证透镜使用状态下面形精度均方根值优于1nm的高精度指标，需要考虑结构设计、加工和装调全过程。在结构设计时，考虑使用状态下的支撑方式对重力变形的影响，分析加工和装调过程中产生误差对使用的影响。因此必须探索一种使用状态下支撑精度高，对加工精度可以适当放松，加工工艺经济，安装调试方便的光刻投影物镜透镜支撑结构。公开号为CN102279454的中国专利公开了一项发明名称为一种光刻投影物镜中的镜片支撑装置的技术方案；该支撑装置包括柔性支座和镜框，镜片通过柔性支座支撑，镜框为环形，3个支座以120°间隔均匀固定在镜框的支撑部。该支撑方式由于支座的数量和分布形式，三个分离式的支座装调定位精度难以保证，该支撑方式会引入一定量的三叶像差，很难补偿。公开号为CN103389554的中国专利公开了一项发明名称为一种支撑高度可调式的光学元件多点支撑结构的技术方案；该支撑结构包括光学元件、镜框和多个柔性支撑组件；多个柔性支撑组件均布固定在镜框内部圆周上，光学元件安装在柔性支撑组件上。当微分头水平运动时，通过柔性四连杆机构将水平运动转换成上部连杆的轴向运动，进而实现光学元件支撑面的轴向高度可调，满足支撑高度一致性要求。但是，该支撑结构装调过程复杂，在满足高度一致性的同时，很难保证柔性支撑组件的同轴性，从而导致支撑应力不均匀，引入不对称像差。

技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种具有自重补偿功能的光刻投影物镜中透镜支撑装置，解决现有技术存在的引入三叶像差和不对称像差的问题。为实现上述目的，本发明的一种具有自重补偿功能的光刻投影物镜中透镜支撑装置包括内镜框、外镜框和连接螺钉；所述内镜框的圆周均布多个圆柱形线性导向机构，每个圆柱形线性导向机构上设置有柔性支撑结构，多个柔性支撑结构的支撑面在同一水平面上；透镜下表面通光孔径外的支撑面分别与多个柔性支撑结构胶结固定，所述内镜框和所述外镜框通过连接螺钉固定，所述内镜框和外镜框同轴。所述内镜框和所述外镜框通过连接螺钉固定具体为：所述内镜框上的连接法兰均布多个螺钉连接孔，所述外镜框的上法兰与内镜框的连接法兰相对应位置设置有螺钉连接孔，内镜框的连接法兰上的螺钉连接孔和外镜框的上法兰上的螺钉连接孔通过连接螺钉固定。所述圆柱形线性导向机构为对称平行四边形机构，所述圆柱形线性导向机构包括曲梁、柔性支撑结构、动平台和静平台；所述柔性支撑结构位于所述动平台上，所述动平台上端和下端分别通过两个曲梁与所述静平台连接，所述静平台与内镜框的连接法兰下表面固定连接，所述曲梁具有轴向柔度。所述圆柱形线性导向机构为双平行四边形机构，所述圆柱形线性导向机构包括曲梁、柔性支撑结构、动平台、静平台和中间平台；所述柔性支撑结构位于所述动平台上，所述动平台通过两个曲梁与中间平台连接，所述中间平台上端和下端分别通过一个曲梁与所述静平台连接，所述静平台与内镜框的连接法兰下表面固定连接，所述曲梁具有轴向柔度。所述曲梁为圆柱形柔性弹片。所述柔性支撑结构为柔性支撑脚或柔性铰链。所述圆柱形线性导向机构的个数为偶数个。所述圆柱形线性导向机构和柔性支撑结构为整体式的柔性结构。本发明的有益效果为：本发明的一种具有自重补偿功能的光刻投影物镜中透镜支撑装置的内镜框和外镜框都可以由圆柱形钢料加工，因此制造性好，结构紧凑；其次，通过内镜框的连接法兰端面和外圆柱面上的基准面可以实现定 心装配，集成误差小；最后，采用多个圆柱形线性导向机构并联，保证了透镜支撑高度一致性，降低了加工误差和重力载荷误差的影响，从而得到满足光刻投影物镜使用要求的高精度支撑面形。附图说明图1为本发明的一种具有自重补偿功能的光刻投影物镜中透镜支撑装置的装配示意图；图2为本发明的支撑装置采用对称平行四边形机构的内镜框结构示意图；图3为本发明的支撑装置采用对称平行四边形机构的圆柱形线性导向机构示意图；图4为本发明的支撑装置中的外镜框结构示意图；图5为本发明的支撑装置采用双平行四边形机构的内镜框结构示意图；图6为本发明的支撑装置采用双平行四边形机构的圆柱形线性导向机构示意图；图7为本发明的圆柱形柔性弹片结构示意图；其中：1、透镜，2、内镜框，201、连接法兰，202、连接孔，203、圆柱形线性导向机构，204、圆柱形柔性弹片，205、柔性支撑脚，206、动平台，207、静平台，208、中间平台，3、外镜框，301、上法兰，302、下法兰，4、连接螺钉。具体实施方式下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。参见附图1、附图2、附图4和附图5,，本发明的一种具有自重补偿功能的光刻投影物镜中透镜支撑装置包括内镜框2、外镜框3和连接螺钉4；所述内镜框2的圆周均布多个圆柱形线性导向机构203，每个圆柱形线性导向机构203上设置有柔性支撑结构，多个柔性支撑结构的支撑面在同一水平面上；透镜1下表面通光孔径外的支撑面分别与多个柔性支撑结构胶结固定，所述内镜框2和所述外镜框3通过连接螺钉4固定，所述内镜框2和外镜框3同轴。所述内镜框2和所述外镜框3通过连接螺钉4固定具体为：所述内镜框2 上的连接法兰201均布多个螺钉连接孔202，保证连接应力均匀，所述外镜框3的上法兰301与内镜框2的连接法兰201相对应位置设置有螺钉连接孔，内镜框2的连接法兰201上的螺钉连接孔202和外镜框3的上法兰301上的螺钉连接孔通过连接螺钉4固定，外镜框3起到固定内镜框2的作用。所述外镜框3下法兰302基准面上圆周均布十二个螺钉孔，所述外镜框3通过螺钉孔与其他镜框级联。参见附图3，所述圆柱形线性导向机构203为对称平行四边形机构，所述圆柱形线性导向机构203包括曲梁、柔性支撑结构、动平台206和静平台207；所述柔性支撑结构位于所述动平台206上，所述动平台206上端和下端分别通过两个曲梁与所述静平台207连接，所述静平台207与内镜框2的连接法兰201下表面固定连接，所述曲梁具有轴向柔度。参见附图6，所述圆柱形线性导向机构203为双平行四边形机构，所述圆柱形线性导向机构203包括曲梁、柔性支撑结构、动平台206、静平台207和中间平台208；所述柔性支撑结构位于所述动平台206上，所述动平台206通过两个曲梁与中间平台208连接，所述中间平台208上端和下端分别通过一个曲梁与所述静平台207连接。所述静平台207与内镜框2的连接法兰201下表面固定连接，所述曲梁具有轴向柔度。参见附图7，所述曲梁为圆柱形柔性弹片204。所述圆柱形线性导向机构203的个数为偶数个。所述圆柱形线性导向机构203和柔性支撑结构为整体式的柔性结构。圆柱形柔性弹片204本质上是一种曲梁。圆柱形柔性弹片204通过并联和串联构成了圆柱形线性导向机构203。该圆柱形柔性弹片204也可以用圆柱形柔性铰链等其他形式铰链代替，只要满足铰链的转轴和光轴垂直并且相交于一点即可。所述的柔性支撑结构为具有一定柔度的柔性弹片，所述柔性支撑结构具体为柔性支撑脚205或柔性铰链。