高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于深紫外投影光刻物鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與裝調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光刻投影物鏡系統(tǒng)中光學(xué)元件精修、維護(hù)、更換及重復(fù)定位的光刻物鏡鏡框。
【背景技術(shù)】
[0002]投影光刻物鏡是制造大規(guī)模集成電路的關(guān)鍵設(shè)備。近年來隨著集成電路特征線寬的不斷細(xì)分，投影光刻物鏡的分辨率亦逐漸提高，目前波長193.368nm的ArF準(zhǔn)分子激光器投影光刻裝備已成為90nm、65nm和45nm節(jié)點(diǎn)集成電路制造的主流裝備。投影光刻物鏡系統(tǒng)對鏡片的面型精度以及位置精度要求極高，在物鏡裝調(diào)階段，僅依靠裝配和補(bǔ)償器難以滿足系統(tǒng)波像差要求，需要對某特定鏡片進(jìn)行精修；同時(shí)，在物鏡工作一段時(shí)間后，為了保證系統(tǒng)的優(yōu)秀光學(xué)性能，需要對某特定鏡片維護(hù)或者更換。精修、維護(hù)和更換鏡片時(shí)，需要拆裝方便，同時(shí)實(shí)現(xiàn)亞微米級定位及重復(fù)定位精度。
[0003]公開號為CN103246040A的中國專利，公開了一種用于光刻投影物鏡中可快速更換的高重復(fù)定位精度結(jié)構(gòu)，其采用3球頭與3圓錐凹槽配合實(shí)現(xiàn)高精度重復(fù)定位，使用磁力吸附實(shí)現(xiàn)窗口鏡框的緊固。3球頭與3圓錐凹槽配合對窗口鏡框造成了過定位，在確保拆裝方便的同時(shí)必然增大配合間隙，降低了定位及重復(fù)定位精度，另外，該結(jié)構(gòu)形式只能采用軸向拆裝，勢必增大操作空間，只能應(yīng)用于物鏡的第一塊鏡片或者最后一塊鏡片。公開號為CN104049473A的中國專利公開了一種徑向抽拉式結(jié)構(gòu)的物鏡保護(hù)窗口，其采用多個(gè)周向均布的V形結(jié)構(gòu)和V形夾持塊配合將鏡片固定在鏡框上以快速更換鏡片，采用直線導(dǎo)軌組件實(shí)現(xiàn)窗口鏡框相對鏡筒的抽拉運(yùn)動;該結(jié)構(gòu)沒有解決窗口鏡框的高精度定位及重復(fù)定位，并且由于直線導(dǎo)軌組件摩擦磨損的存在，鏡片存在被污染的可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作空間大、定位及重復(fù)定位精度低和鏡片易被污染的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框包括外鏡框、內(nèi)鏡框和防護(hù)蓋；
[0006]所述外鏡框?yàn)閳A筒結(jié)構(gòu)，所述外鏡框內(nèi)部為方形空間，所述鏡框與方形空間任意一個(gè)側(cè)壁相對位置開有開口，所述方形空間與所述開口垂直的兩個(gè)側(cè)壁設(shè)置有滑槽，所述方形空間與所述開口相對的側(cè)壁上一端設(shè)置有圓錐槽，另一端設(shè)置有V型槽，所述V型槽與所述外鏡框上端面平行，所述方形空間上端面靠近開口一端設(shè)置有球頭A;
[0007]所述內(nèi)鏡框?yàn)榉叫谓Y(jié)構(gòu)，任意相對的兩個(gè)側(cè)壁上設(shè)置有滑軌，與所述滑軌所在側(cè)壁相鄰的一個(gè)側(cè)壁上設(shè)置有兩個(gè)球頭B，兩個(gè)球頭B的位置分別與所述圓錐槽和V型槽相對應(yīng)，所述方形結(jié)構(gòu)上端面與所述球頭A對應(yīng)位置處設(shè)置有上平臺；
[0008]所述內(nèi)鏡框的滑軌與所述外鏡框內(nèi)的滑槽配合，所述內(nèi)鏡框外側(cè)設(shè)置有防護(hù)蓋，所述防護(hù)蓋與所述外鏡框通過螺釘固定連接。
[0009]所述防護(hù)蓋與所述內(nèi)鏡框之間還設(shè)置有定力鎖緊單元，所述定力鎖緊單元為兩邊互相垂直成角形的長條結(jié)構(gòu)，所述定力鎖緊單元的一個(gè)邊通過螺釘與所述開口下端面固定連接，另一邊與所述內(nèi)鏡框接觸，所述定力鎖緊單元與所述內(nèi)鏡框接觸的一邊上設(shè)置有鎖緊螺釘，所述鎖緊螺釘穿過定力鎖緊單元的一個(gè)邊與所述內(nèi)鏡框接觸。
[0010]所述內(nèi)鏡框與定力鎖緊單元接觸的側(cè)壁上設(shè)置有軸向鎖緊塊和徑向鎖緊塊，兩個(gè)所述鎖緊螺釘穿過所述定力鎖緊單元的一個(gè)邊分別與所述軸向鎖緊塊和徑向鎖緊塊接觸。
[0011]所述徑向鎖緊塊為圓柱狀結(jié)構(gòu)，所述圓柱狀結(jié)構(gòu)一端固定在內(nèi)鏡框側(cè)壁上，一端與所述鎖緊螺釘接觸。
[0012]所述軸向鎖緊塊為直角三角塊，所述直角三角塊的一個(gè)直角面與所述內(nèi)鏡框側(cè)壁固定連接，另一個(gè)直角面與所述內(nèi)鏡框上端面平行，所述直角三角塊的斜面與所述鎖緊螺釘接觸。
[0013]所述軸向鎖緊塊包括固定部、傾斜部和L型結(jié)構(gòu);所述固定部上端面一側(cè)通過傾斜部與所述內(nèi)鏡框側(cè)壁固定連接，另一側(cè)通過L型結(jié)構(gòu)與所述定力鎖緊單元的上端面固定連接，所述固定部與所述鎖緊螺釘接觸。
[0014]所述滑軌為自潤滑耐磨性材料。
[0015]所述滑軌的材料為聚四氟乙烯、聚氨酯或尼龍。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框整體上是光刻投影物鏡的一個(gè)鏡筒單元，外鏡框分別與上、下鏡組級聯(lián)，固定在物鏡系統(tǒng)中；鏡片與內(nèi)鏡框同心，膠粘聯(lián)接構(gòu)成一體;外鏡框開口與可拆卸防護(hù)蓋配合，實(shí)現(xiàn)密封;外鏡框與內(nèi)鏡框同心，外鏡框內(nèi)部是內(nèi)鏡框拆裝、定位及鎖緊的操作空間；外鏡框的滑槽與內(nèi)鏡框的滑軌構(gòu)成滑道式抽拉結(jié)構(gòu)。外鏡框的V型槽、圓錐槽及球頭A分別與內(nèi)鏡框的兩個(gè)球頭as—個(gè)上平臺構(gòu)成球頭-v型槽、球頭-圓錐槽和球頭-平面的立體空間分布結(jié)構(gòu);二者一體構(gòu)成空間定位結(jié)構(gòu)，限制了內(nèi)鏡框的六個(gè)空間自由度;定力鎖緊單元與外鏡框通過螺釘固聯(lián)，定力鎖緊單元的一個(gè)鎖緊螺釘頂緊內(nèi)鏡框的徑向鎖緊塊，輸出固定大小的頂緊力，實(shí)現(xiàn)內(nèi)鏡框的徑向鎖緊，定力鎖緊單元的另一個(gè)鎖緊螺釘頂緊內(nèi)鏡框的軸向鎖緊塊，輸出固定大小的頂緊力，實(shí)現(xiàn)內(nèi)鏡框的軸向鎖緊。
[0017]本發(fā)明采用徑向抽拉式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鏡片在物鏡系統(tǒng)中的拆裝，依靠球頭-V型槽、球頭-圓錐槽和球頭-平面的立體空間分布結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鏡片的高精度定位，定位精度高，使用定力鎖緊單元實(shí)現(xiàn)內(nèi)鏡框的定力徑向定力鎖緊及軸向定力鎖緊，定位結(jié)構(gòu)與定力鎖緊單元綜合實(shí)現(xiàn)鏡片的高精度重復(fù)定位。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框中防護(hù)蓋拆裝示意圖
[0020]圖3為本發(fā)明的高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框中外鏡框結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明的高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框中外鏡框結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0022]圖5為本發(fā)明的高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框中內(nèi)鏡框結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明的高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框中定力鎖緊單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7為本發(fā)明的高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框中軸向鎖緊塊結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0025]圖8為本發(fā)明的高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框中軸向鎖緊塊結(jié)構(gòu)安裝位置示意圖；
[0026]圖9為本發(fā)明的高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框在空間環(huán)境中結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]其中:1、外鏡框，101、防護(hù)蓋安裝孔，102、滑槽，103、V型槽，104、圓錐槽，105、球頭A，106、定力鎖緊單元安裝孔，2、內(nèi)鏡框，201、球頭B，202、滑軌，203、上平臺，204、軸向鎖緊塊，205、徑向鎖緊塊，206、L型結(jié)構(gòu)，207、傾斜部，208、固定部，3、定力鎖緊單元，301、鎖緊螺釘，302、安裝孔位，4、防護(hù)蓋，5、鏡片。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。
[0029]參見附圖1和附圖2，本發(fā)明的高定位精度的鏡片可更換的光刻物鏡鏡框包括外鏡框1、內(nèi)鏡框2和防護(hù)蓋4;
[0030]參見附圖3和附圖4，所述外鏡框1為圓筒結(jié)構(gòu)，所述外鏡框1內(nèi)部為方形空間，所述鏡框與方形空間任意一個(gè)側(cè)壁相對位置開有開口，所述方形空間與所述開口垂直的兩個(gè)側(cè)壁設(shè)置有滑槽102，所述方形空間與所述開口相對的側(cè)壁上一端設(shè)置有圓錐槽10