一种一体式轴向精密微调装置的制作方法

本发明涉及深紫外投影光刻物镜技术领域，具体公开一种一体式轴向精密微调装置。

背景技术：

投影光刻物镜是制造大规模集成电路的关键设备。随着集成电路运算能力的不断提升，集成电路特征线宽不断细分，投影光刻物镜的分辨率需要不断提高。为提升投影光刻物镜的分辨率，在装调阶段，部分镜框及镜片位置需不断补偿以获得最优系统像差，仅依靠加工及装配公差难以满足精度要求，需要研制专用工装进行光学元件轴向位置精细调整，在曝光阶段，为适应热源引入像差变化，物镜中部分敏感光学元件轴向位置需要精密微动调节。

专利CN101900862A，于2010年公开了一种光学元件轴向微动调整装置，其换向机构的原理是楔形滑块，由于摩擦磨损的存在，光学元件存在被污染的可能并且机构稳定性不好。专利CN102169218A，于2011年公开了一种具有调心功能的光学元件轴向调整装置，其原理是用3个驱动器直接驱动镜框轴向运动，该装置仅能应用在光学元件装调阶段，不能直接应用到光刻投影物镜系统中。

为解决轴向位置调整装置结构复杂、加工困难、装配精度高的缺点，设计一体式圆环结构镜框，使用沿外圆柱面均布、径向贯通的柔性铰链结构实现导向及换向，保证镜框的重要特征可以在轴线切割上一次加工完成。结构简单、紧凑，极大减少了加工环节，极大减少了装配环节，进而提高了轴向运动精度。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有轴向位置调整装置结构复杂、加工困难、装配精度高的缺点，提供一种一体式轴向精密微调装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种一体式轴向精密微调装置，包括镜框和驱动器，镜框为圆环结构，圆环结构整体切割形成平动部、固定部和连接部，平动部和固定部通过连接部连接，驱动器设置在连接部上，驱动器驱动连接部运动，从而带动平动部相对于固定部运动。

进一步地，连接部包括导向铰链和驱动铰链，导向铰链和驱动铰链均沿镜框径向贯通，驱动器设置在驱动铰链上。

进一步地，驱动铰链数量为偶数，沿圆周对称设置，驱动器数量也为偶数，且与驱动铰链配合使用；导向铰链数量为偶数，沿圆周对称设置。

进一步地，导向铰链包括第一柔性链、第二柔性链和第一连接臂，第一柔性链和第二柔性链的宽度小于第一连接臂的宽度。

进一步地，第一柔性链一端连接平动部，另一端连接第一连接臂；第二柔性链一端连接固定部，另一端连接第一连接臂。

进一步地，驱动铰链包括第三柔性链、第四柔性链和第二连接臂，第三柔性链和第四柔性链的宽度小于第二连接臂的宽度。

进一步地，第三柔性链一端连接平动部，另一端连接第二连接臂；第四柔性链一端连接固定部，另一端连接第二连接臂。

进一步地，第一柔性链、第二柔性链、第三柔性链、第四柔性链具有柔性形变，在驱动器伸缩运动时，可发生微小形变。

进一步地，驱动器与第二连接臂连接。进一步地，驱动器与第二连接臂接触连接或螺栓连接。

本发明的有益效果在于：通过一体式圆环结构镜框，使用沿圆周均布、径向贯通的柔性铰链结构实现导向及换向，保证镜框的重要特征可以在轴线切割上一次加工完成。结构简单、紧凑，极大减少了加工环节，极大减少了装配环节，进而提高了轴向运动精度。

附图说明

图1为根据本发明一种实施例的示意图；

图2为根据本发明一种实施例的剖视图；

图3为根据本发明第一种导向铰链示意图；

图4为根据本发明第二种导向铰链示意图

图5为根据本发明第一种驱动铰链示意图；

图6为根据本发明第二种驱动铰链示意图；

图7为根据本发明第三种驱动铰链示意图；

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：

1是镜框，2是驱动器，3是螺栓，1-1是平动部，1-2是固定部，1-3是导向铰链，1-4是驱动铰链，1-5是切割线，1-3-1是第一柔性链，1-3-2是第二柔性链，1-3-3是第一连接臂，1-4-1是第三柔性链，1-4-2是第四柔性链，1-4-3是第二连接臂。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

一种一体式轴向精密微调装置，如图1、2所示，包括镜框1和驱动器2，镜框1为圆环结构，圆环结构整体切割形成平动部1-1、固定部1-2和连接部，平动部1-1和固定部1-2由沿圆周的切割线1-5分开，切割线1-5为间断线，在间断处形成连接部，连接部为整体切割形成的铰链，连接部用于平动部1-1和固定部1-2的连接；驱动器2设置在连接部上，驱动器2驱动连接部运动，从而带动平动部1-1相对于固定部1-2运动。

连接部包括导向铰链1-3和驱动铰链1-4，导向铰链1-3和驱动铰链1-4均沿镜框1径向贯通，驱动器2设置在驱动铰链1-4上。驱动铰链1-4数量为偶数，沿圆周对称设置，最好为4个，在同一水平面内，呈90°排布，便于轴向微调时平稳。驱动器2与驱动铰链1-4配合使用，数量与驱动铰链1-4数量相同；导向铰链1-3数量为偶数，沿圆周对称设置，最好为8个，每个驱动铰链1-4旁边设置2个导向铰链1-3，这2个导向铰链1-3以驱动铰链1-4对称设置。

导向铰链1-3主要用于在驱动器2伸缩时对平动部1-1进行导向，如图3所示，第一种导向铰链1-3，包括连接平动部1-1的第一柔性链1-3-1、连接固定部1-2的第二柔性链1-3-2和连接第一柔性链1-3-1和第二柔性链1-3-2的第一连接臂1-3-3，在驱动器2伸缩时，固定部1-2固定不动，第一柔性链1-3-1和第二柔性链1-3-2根据驱动器2的伸缩发生向上或向下的微小形变，通过第一柔性链1-3-1和第二柔性链1-3-2的向上或向下的运动带动平动部1-1相对于固定部1-2作向上或向下的运动。

如图4所示，第二种导向铰链1-3为沿切割线1-5对称的两个第一种导向铰链1-3，包括连接平动部1-1的第一柔性链1-3-1、连接固定部1-2的第二柔性链1-3-2和连接第一柔性链1-3-1和第二柔性链1-3-2的第一连接臂1-3-3，在驱动器2伸缩时，固定部1-2固定不动，第一柔性链1-3-1和第二柔性链1-3-2根据驱动器2的伸缩发生向上或向下的微小形变。这种导向铰链1-3能发生更大位置的形变。

驱动铰链1-4为连接驱动器2，在驱动器2伸缩时，发生微小形变。如图5所示，包括连接平动部1-1的第三柔性链1-4-1、连接固定部1-2的第四柔性链1-4-2和连接第三柔性链1-4-1和第四柔性链1-4-2的第二连接臂1-4-3。驱动器2横向设置在两个第二连接臂1-4-3之间，通过螺栓3固定连接，在驱动器2伸缩时，固定部1-2固定不动，第二连接臂1-4-3带动第三柔性链1-4-1和第四柔性链1-4-2，根据驱动器2的伸缩发生向上或向下的微小形变。

如图6所示，驱动铰链1-4包括连接平动部1-1的第三柔性链1-4-1、连接固定部1-2的第四柔性链1-4-2和连接第三柔性链1-4-1和第四柔性链1-4-2的第二连接臂1-4-3。驱动器2横向设置在第二连接臂1-4-3与固定部1-2之间，通过螺栓3固定连接，在驱动器2伸缩时，固定部1-2固定不动，第二连接臂1-4-3带动第三柔性链1-4-1和第四柔性链1-4-2，根据驱动器2的伸缩发生向上或向下的微小形变。

如图7所示，驱动器2也可以直接竖直设置在固定部1-2与平动部1-1之间，驱动器2一端与固定部1-2螺栓3固定连接，另一端可以伸缩，平动部1-1根据驱动器2的伸缩发生向上或向下的微小形变。

如图3-6所示，当驱动器2伸长时，第二连接臂1-4-3发生向外的变形，第三柔性链1-4-1被拉伸，牵动平动部1-1向下运动；当驱动器2收缩时，第二连接臂1-4-3发生向内的变形，第三柔性链1-4-1被压缩，推动平动部1-1向上运动。通过驱动器2的伸缩，可以实现光学元件轴向精密微调。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。