CN102565983B - 一种动镜轴向微调装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种动镜轴向微调装置，所述装置包括：第一组柔性铰链、第二组柔性铰链、第三组柔性铰链、动镜框、外圆柱面、第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽，采用第一组柔性铰链、第二组柔性铰链和第三组柔性铰链结构相同且相互独立的柔性铰链作为动镜框的支撑架；在动镜框的外圆柱面上等间距开有第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽，并将第一组柔性铰链、第二组柔性铰链、第三组柔性铰链嵌入固定在第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽内，利用杠杆原理，通过柔性铰链进行内摩擦传递，对动镜进行Z方向上的倾斜调整，用以校正装配误差。为改善成像质量，本发明需要对物镜中镜片进行Z方向上的倾斜调整，以校正装配误差，提高成像质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种光刻机中物镜的安装与调整，也可用于企业生产中对工件的安装检测与调试。
背景技术
在投影光刻机中当物镜装调完成后，由于在制造过程中不可避免的出现加工误差以及装配过程中产生的装配误差，会造成物镜系统成像质量下降，偏离理论值，为改善成像质量，需要对物镜中某些特定镜片进行Z方向上的调节，以校正装配误差，提高成像质量。
发明内容
为了解决的技术问题，本发明的目的是提供一种动镜轴向微调装置。
为了实现所述目的，本发明提供的动镜轴向微调装置，解决其技术问题所采用的技术方案包括：第一组柔性铰链、第二组柔性铰链、第三组柔性铰链、动镜框、外圆柱面、第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽，采用第一组柔性铰链、第二组柔性铰链和第三组柔性铰链结构相同且相互独立的柔性铰链作为动镜框的支撑架；在动镜框的外圆柱面上等间距开有第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽，并将第一组柔性铰链、第二组柔性铰链、第三组柔性铰链嵌入固定在第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽内，利用杠杆原理，通过柔性铰链进行内摩擦传递，对动镜进行Z方向上的倾斜调整，用以校正装配误差。
本发明的原理是：本装置运用了杠杆原理，使动镜在调整时，通过柔性铰链进行内摩擦传递、灵敏度高、没有无效运动干预，控制精度高。
本发明的有益效果是：在投影光刻机中当物镜装调完成后，由于在制造过程中不可避免的出现加工误差以及装配过程中产生的装配误差，会造成物镜系统成像质量下降，偏离理论值，为改善成像质量，需要对物镜中某些特定镜片进行Z方向上的倾斜调整，本发明的装置设计了三组结构相同且相互独立的柔性铰链结构作为动镜框的支撑架，可对动镜进行Z方向上的倾斜调整，以校正装配误差。本发明使得动镜在安装调整过程中不会因外力的作用而产生应力变形，提高了物镜对轴心的装调精度，保证了物镜的光轴与硅片面垂直，并且，调整完成后的柔性机构具有良好的刚性和热稳定性，保证像质和焦面稳定，保证了光刻质量。该装置在调整动镜位置时，动镜不受内应力影响，没有无效运动干预，传递效率高；而且，调整完成后柔性铰链的刚性和热稳定性非常好，保证了像质和焦面的稳定。
附图说明
图1是本发明的装置的结构图；
图2是本发明一个柔性铰链结构图；
图3是本发明一个柔性铰链的主视图；
图4是本发明一个柔性铰链的俯视图；
图5是本发明基座主视图；
图6是本发明基座俯视图；
图7是本发明压电陶瓷驱动器主视图；
图8是本发明压电陶瓷驱动器俯视图；
图9是本发明动镜框俯视图；
图10是本发明动镜框右侧视图；
图11是本发明动镜框剖视图。
图中示出元件标号说明
第一柔性铰链1，压电陶瓷驱动器2，压电陶瓷3，
基座4， 沉孔5， 沉孔6，
通孔7， 动镜框8， 台阶9，
动镜10， 圆孔11， 底端12，
上端13， 第一连接螺钉20， 第二连接螺钉21，
前支板22， 后支板23， 第一固定螺钉30，
第二固定螺钉31， 第三固定螺钉32， 第四固定螺钉33，
第一锁紧螺钉40， 第二锁紧螺钉41， 第三锁紧螺钉42，
第四锁紧螺钉43， 外圆柱面50， 第一安装槽51，
第二安装槽52， 第三安装槽53， 第一组柔性铰链101，
第二组柔性铰链201，第三组柔性铰链301，支点C的中心线L1，
支点A， 下端B， 支点C。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图9示出本发明的装置包括：第一组柔性铰链101、第二组柔性铰链201、第三组柔性铰链301、动镜框8、外圆柱面50、第一安装槽51、第二安装槽52和第三安装槽53，采用第一组柔性铰链101、第二组柔性铰链201和第三组柔性铰链301结构相同且相互独立的柔性铰链作为动镜框的支撑架；在动镜框8的外圆柱面50上等间距开有第一安装槽51、第二安装槽52、第三安装槽53，并将第一组柔性铰链101、第二组柔性铰链201、第三组柔性铰链301嵌入固定在第一安装槽51、第二安装槽52、第三安装槽53内，利用杠杆原理，通过所述柔性铰链进行内摩擦传递，对动镜进行Z方向上的倾斜调整，用以校正装配误差。
现以第一组柔性铰链101为例进行阐述，第二组柔性铰链201、第三组柔性铰链301的结构及工作原理与第一组柔性铰链101相同，为此而不再赘述第二组柔性铰链201、第三组柔性铰链301的结构及工作原理。如图1所示，本发明是第一组柔性铰链的结构由动镜框8、第一柔性铰链1、压电陶瓷驱动器2、压电陶瓷3、基座4、第一连接螺钉20、第二连接螺钉21、第一固定螺钉30、第二固定螺钉31、第三固定螺钉32、第四固定螺钉33、第一锁紧螺钉40、第二锁紧螺钉41、第三锁紧螺钉42、第四锁紧螺钉43、动镜10构成。
如图9、图10、图11，动镜框8为T型圆柱型结构，中间开有一圆孔11并带有一台阶9，动镜10放在台阶9上。动镜框8的外圆柱面50上等间距开有第一安装槽51、第二安装槽52、第三安装槽53。第一组柔性铰链1、第二组柔性铰链201、第三组柔性铰链301分别以等间距分布在动镜框8的外圆柱面50上，并通过第一连接螺钉20、第二连接螺钉21分别将每个柔性铰链结构嵌入固定在动镜框8的外圆柱面50上的第一安装槽51、第二安装槽52、第三安装槽53内。
如图2至图8所示，第一柔性铰链1的后支板23的底端12通过锁第一紧螺钉40、第二锁紧螺钉41、第三锁紧螺钉42、第四锁紧螺钉43与在基座4相连。第一柔性铰链1的上端13有两个沉孔5和6，第一连接螺钉20、第二连接螺钉21分别置于这两个沉孔5和6中，第一柔性铰链1的上端13嵌入在第一安装槽51内，并通过第一连接螺钉20、第二连接螺钉21使第一柔性铰链1与动镜框8相连。压电陶瓷驱动器2通过第一固定螺钉30、第二固定螺钉31、第三固定螺钉32、第四固定螺钉33与第一柔性铰链1的后支板23相连，压电陶瓷3采用椭球形结构，并穿过第一柔性铰链1的后支板23上的通孔7顶在第一柔性铰链1的前支板22的下端B点处。
当压电陶瓷驱动器2使压电陶瓷3前后移动时，由于压电陶瓷3顶在前支板22的下端B处，而第一柔性铰链1的支点A位于后支板23上，作为支点是固定不动的，因此，在杠杆原理的作用下，当压电陶瓷3前后移动时，前支板22将会随其前后移动，并带动前支板22上端的支点C产生倾斜，从而实现动镜框在Z方向上的位移。
第一柔性铰链1用65Mn金属材料制成，使柔性铰链具有良好的弹性性能。支点C的两个圆弧的圆心应在同一条中心线L1上。以保证柔性铰链的弹性变形。
由于本发明的装置运用了杠杆原理，并通过柔性铰链进行内摩擦传递，因此，在动镜10的位置调整过程中，动镜10不受内应力的影响，不会因外力的作用而产生应力变形，并且，没有无效运动干预，传递效率高；而且，调整完成后柔性铰链的刚性和热稳定性非常好，保证了像质和焦面的稳定。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。
Claims (5)
1.一种动镜轴向微调装置，其特征在于：所述装置包括：第一组柔性铰链、第二组柔性铰链、第三组柔性铰链、动镜框、外圆柱面、第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽，采用第一组柔性铰链、第二组柔性铰链和第三组柔性铰链结构相同且相互独立的柔性铰链作为动镜框的支撑架；在动镜框的外圆柱面上等间距开有第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽，并将第一组柔性铰链、第二组柔性铰链、第三组柔性铰链嵌入固定在第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽内，利用杠杆原理，通过柔性铰链进行内摩擦传递，对动镜进行Z方向上的倾斜调整，用以校正装配误差；
每组柔性铰链由柔性铰链、压电陶瓷驱动器、压电陶瓷、基座构成；
每组柔性铰链的后支板的底端与在基座相连，每组柔性铰链的上端嵌入在第一安装槽内，并使柔性铰链与动镜框相连，压电陶瓷驱动器与每组柔性铰链的后支板相连；压电陶瓷穿过每组柔性铰链的后支板上的通孔顶在每组柔性铰链的前支板的下端点处；支点A位于后支板上端，支点C位于前支板上端；
当压电陶瓷驱动器使压电陶瓷前后移动时，由于压电陶瓷顶在前支板的下端处，因此，当压电陶瓷前后移动时，前支板将会随其前后移动，由于每组柔性铰链的支点位于后支板上，相对前支板是固定不动的，因此在杠杆原理的作用下，每组柔性铰链前支板的前后移动将带动上端支点C产生倾斜，从而实现动镜框在Z方向上的移动。
2.如权利要求1所述的动镜轴向微调装置，其特征在于：柔性铰链用65Mn金属材料制成，使柔性铰链具有良好的弹性性能。
3.如权利要求1所述的动镜轴向微调装置，其特征在于：支点的两个圆弧的圆心应在同一条中心线上，以保证柔性铰链的弹性变形。
4.如权利要求1所述的动镜轴向微调装置，其特征在于：压电陶瓷采用椭球形结构。
5.如权利要求1所述的动镜轴向微调装置，其特征在于：动镜框为T型圆柱型结构，中间开有圆孔，并带有台阶，动镜放在台阶上。
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