一種光學(xué)元件重力變形補償裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高精度光學(xué)元件支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計與面形補償，特別提供了一種光學(xué)元件重力變形補償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對大規(guī)模集成電路的制造工藝過程來說，投影光刻是最為關(guān)鍵的工藝，需要用到投影光刻機，而投影物鏡是投影光刻機的核心，其性能直接決定了光刻的刻線分辨率。
[0003]為保證投影物鏡極高的成像質(zhì)量，其中光學(xué)元件經(jīng)過加工、鍍膜后每個面的面形精度只允許λ/100，約為lnm~2nm(RMS)。一般來講，在可見波段內(nèi)，光學(xué)透鏡口徑較小(φ〈100mm)時，透鏡自重引起的變形大概在λ /200左右，對于普通的光學(xué)系統(tǒng)來說，這樣量級的誤差基本上可以忽略。但在193nm光刻投影物鏡這樣的高精度光學(xué)系統(tǒng)中，透鏡最大口徑達到300mm，重力變形引起的單個透鏡誤差能達到幾十個納米，這將嚴重影響光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。因此，對光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡進行重力變形分析以及變形補償是非常有必要的。
[0004]另外，高精度的光學(xué)元件面形的檢測一般是通過菲索干涉儀進行檢測的，而作為菲索干涉儀面形檢測的基準，標準鏡參考面的精度直接決定了檢測的精度，而參考面的面形也會由于重力的作用發(fā)生很大的變化。
[0005]為降低光學(xué)元件自重對檢測精度甚至光刻機曝光刻劃精度的影響，研發(fā)一種可補償光學(xué)元件重力變形的裝置，成為人們亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)元件重力變形補償裝置，以補償光刻投影物鏡中光學(xué)元件在高精度支撐下，由于重力作用引入的旋轉(zhuǎn)對稱像差。
[0007]本發(fā)明提供的技術(shù)方案，具體為:一種光學(xué)元件重力變形補償裝置，其特征在于，包括:
外鏡框3，其內(nèi)周設(shè)置有向上延伸的支撐臺31，其外側(cè)壁與所述支撐臺31之間設(shè)置有凹槽32 ;
可變形鏡框2，其通過上蓋板6壓緊于所述外鏡框3內(nèi)，且所述可變形鏡框2由一體連接的鏡框內(nèi)環(huán)21、支撐圓環(huán)22和鏡框外環(huán)23構(gòu)成，其中，所述鏡框內(nèi)環(huán)21用于與光學(xué)元件固連，所述支撐圓環(huán)22支撐于所述支撐臺31的上方，所述鏡框外環(huán)23懸于所述凹槽32的上方；
第一環(huán)形電磁鐵41，設(shè)置于所述上蓋板6的下表面；
第二環(huán)形電磁鐵42，設(shè)置于所述鏡框外環(huán)23的上表面，與所述第一環(huán)形電磁鐵41相對，所述第二環(huán)形電磁鐵42與所述第一環(huán)形電磁鐵41之間的排斥力分別垂直作用于所述鏡框外環(huán)23和所述上蓋板6上。
[0008]優(yōu)選，所述光學(xué)元件重力變形補償裝置，還包括: 傳感器5，設(shè)置于所述鏡框外環(huán)23的下方，與所述第二環(huán)形電磁鐵42的位置相對應(yīng)，用于實時檢測所述鏡框外環(huán)23沿光軸方向的位移量；
且所述第一環(huán)形電磁鐵41和所述第二環(huán)形電磁鐵42中通入的控制電流大小依據(jù)所述傳感器5檢測到的位移量進行調(diào)整。
[0009]進一步優(yōu)選，所述傳感器5的個數(shù)為多個，其沿著所述鏡框外環(huán)23周向均勻布置。
[0010]進一步優(yōu)選，所述傳感器5的分布圓與所述鏡框外環(huán)23同軸度優(yōu)于0.05mm。
[0011]進一步優(yōu)選，所述外鏡框3的外側(cè)壁上設(shè)置有通孔33，所述通孔33用于所述第一環(huán)形電磁鐵41和所述第二環(huán)形電磁鐵42的控制電流以及所述傳感器5輸出信號的外接。
[0012]進一步優(yōu)選，所述可變形鏡框2的外壁與所述第二環(huán)形電磁鐵42固定環(huán)面之間同軸度優(yōu)于0.05mm ；
所述上蓋板6外緣與所述第一環(huán)形電磁鐵41固定環(huán)面之間同軸度優(yōu)于0.05mm。
[0013]進一步優(yōu)選，所述上蓋板6與所述外鏡框3之間采用優(yōu)于H7g6的間隙配合。
[0014]本發(fā)明提供的光學(xué)元件重力變形補償裝置，通過給予光學(xué)元件一定的擠壓力來反向補償光學(xué)元件的面形變化，其中，可變形鏡框整體為杠桿結(jié)構(gòu)，其以外鏡框中的支撐臺為支點，鏡框外環(huán)在由第一環(huán)形電磁鐵和第二環(huán)形電磁鐵提供的壓力作用下，帶動鏡框內(nèi)環(huán)發(fā)生軸線移動，從而導(dǎo)致光學(xué)元件發(fā)生形變，用于補償由于重力作用引入的旋轉(zhuǎn)對稱像差。
[0015]本發(fā)明提供的光學(xué)元件重力變形補償裝置，具有以下有益效果:
1、采用非接觸式的電磁力作用，節(jié)省了空間，降低了結(jié)構(gòu)設(shè)計難度，減少了材料的磨損。
[0016]2、電磁鐵采用環(huán)形電磁鐵，上下電磁鐵的位置通過機械加工保證同軸度較高，從而使得加載力能均勻?qū)ΨQ的作用在變形鏡的變形圓環(huán)上，減少了耦合，避免引入額外的非旋轉(zhuǎn)對稱像差。
[0017]3、沒有特別復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，所有機械件通過一次裝卡和精密車床就可以完全加工，機械件之間都是通過間隙配合保證公差要求，不需要復(fù)雜的裝調(diào)過程，實現(xiàn)起來非常簡便。
【附圖說明】
[0018]圖1為光學(xué)元件重力變形補償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為外鏡框的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為可變形鏡框結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為可變形鏡框杠桿結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面以具體的實施方案對本發(fā)明進行進一步解釋，但是并不用于限制本發(fā)明的保護范圍。
[0020]為了補償光刻投影物鏡中光學(xué)元件在高精度支撐下，由于重力作用引入的旋轉(zhuǎn)對稱像差，其中的旋轉(zhuǎn)對稱像差主要為Power項和球差，參見圖1，本實施方案提供了一種光學(xué)元件重力變形補償裝置，包括:外鏡框3、可變形鏡框2、上蓋板6、第一環(huán)形電磁鐵41和第二環(huán)形電磁鐵42，參見圖2，在外鏡框3的內(nèi)周設(shè)置有向上延伸的支撐臺31，該支撐臺31寬度約為3-5mm，其外側(cè)壁與所述支撐臺31之間設(shè)置有凹槽32，上蓋板6通過法蘭接口將可變形鏡框2壓緊于外鏡框3內(nèi)，參見圖3，可變形鏡框2由一體連接的鏡框內(nèi)環(huán)21、支撐圓環(huán)22和鏡框外環(huán)23構(gòu)成，整體可以看作一杠桿機構(gòu)，其中，參見圖1，鏡框內(nèi)環(huán)21的側(cè)壁上設(shè)置有注膠孔，用于與