光刻機雙頻激光干涉儀垂向測量光路反射鏡調(diào)整裝置制造方法
【專利摘要】光刻機雙頻激光干涉儀垂向測量光路反射鏡調(diào)整裝置屬于光學(xué)元件調(diào)整【技術(shù)領(lǐng)域】；該裝置包括反射鏡、反射鏡座、兩個調(diào)整腳座總成、一個固定腳座總成，反射鏡粘接在反射鏡座上并通過三個拉簧補償反射鏡的重力變形，在反射鏡座上安裝有兩個調(diào)整腳座總成和一個固定腳座總成，通過調(diào)整腳座和固定腳座上的防脫螺釘將反射鏡座安裝在測量框架上，通過調(diào)節(jié)調(diào)整腳座的差分螺釘可以實現(xiàn)反射鏡座相對測量框架的調(diào)整，實現(xiàn)反射鏡的調(diào)整；本發(fā)明調(diào)整精度高、結(jié)構(gòu)簡單，并且具有鎖緊功能。
【專利說明】光刻機雙頻激光干涉儀垂向測量光路反射鏡調(diào)整裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)元件調(diào)整【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及一種光刻機雙頻激光干涉儀垂向測量光路反射鏡調(diào)整裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在光刻機系統(tǒng)中，一般采用激光干涉儀對硅片臺空間三個方向的位置進行精密測量。對于光刻機中娃片臺的水平方向即X、Y方向(在光刻機中一般定義投影物鏡光軸為坐標(biāo)系的Z方向，與投影物鏡垂直的方向即為水平方向)的測量一般可以使激光干涉儀光束水平射向硅片臺側(cè)面并直接硅片臺的側(cè)面安裝反射鏡反射水平方向的測量光束或直接加工反射表面反射光束，進而實現(xiàn)X、Y、RZ自由度的精確測量。
[0003]而垂向的測量與以上測量方式有所區(qū)別，光刻機中通常采用在硅片臺側(cè)面安裝45°反射鏡，將激光干涉儀水平方向的測量光束反射到測量框架下的Z向反射鏡上，再經(jīng)過反射沿原光路返回，參考光束直接水平入射到硅片臺側(cè)面反射鏡直接返回干涉儀。為了保證硅片臺運動行程，Z向反射鏡需要設(shè)計成具有足夠長度的長條形反射鏡。由于在光路中測量光束的光程很長，測量光束照射在Z向反射鏡上需滿足絕對垂直入射，才能夠?qū)崿F(xiàn)測量光束的原路返回。因此需要設(shè)計一種反射鏡調(diào)整結(jié)構(gòu)對該反射鏡RX、RY方向的姿態(tài)進行精確調(diào)整。另外，長條反射鏡受到重力的作用會產(chǎn)生較嚴(yán)重的自身形變從而影響測量精度，因此該調(diào)整機構(gòu)需要對反射鏡的重力進行補償。
[0004]美國專利US6020964中提出一種技術(shù)方案直接在測量框架下表面安裝平面反射鏡反射垂直測量光束，該方法缺少反射鏡調(diào)整環(huán)節(jié)，無法實現(xiàn)對長條反射鏡的位置姿態(tài)的調(diào)整，不能保證Z方向的測量精度。美國專利US6285457B2中提出了一種技術(shù)方案，通過電機控制主框架上反射鏡的移動，反射激光干涉儀測量光，實現(xiàn)測量光動態(tài)跟蹤載物臺垂向長方形平面鏡X、Y位置，最終實現(xiàn)垂向測量，該方法實現(xiàn)復(fù)雜而且引入了機械振動，影響了測量精度。
[0005]中國專利CN103149664A中提出了一種反射鏡調(diào)整裝置，該裝置設(shè)計了一種調(diào)節(jié)彈片，反射鏡座通過調(diào)節(jié)彈片與框架相連，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈片上的螺釘可以實現(xiàn)反射鏡的調(diào)整；中國專利CN201654310U中提出了一種反射鏡的調(diào)整機構(gòu)，采用相對于對稱軸均勻分布的多點調(diào)整，通過調(diào)整粗調(diào)螺釘和微調(diào)螺釘可以實現(xiàn)反射鏡在光路中位置的調(diào)整，但由于需要調(diào)整的螺釘較多，實際調(diào)整過程較為復(fù)雜；中國專利CN101216590中提出了一種三自由度反射鏡調(diào)整裝置，利用萬向節(jié)的多自由度工作原理實現(xiàn)反射鏡傾斜和俯仰的調(diào)節(jié)，通過控制調(diào)節(jié)基座與反射鏡鏡框之間的距離實現(xiàn)三自由度的調(diào)整，但是通過四個調(diào)整銷調(diào)整，精度很難保證；上述專利都是通過普通螺釘實現(xiàn)反射鏡的調(diào)整，實際調(diào)整精度很難保證，并且調(diào)整完畢后沒有鎖緊功能，少許振動就可能影響調(diào)整結(jié)果。
[0006]考慮到現(xiàn)有各種方案的局限性，在光刻機雙頻激光干涉儀系統(tǒng)垂向測量光路中，需要設(shè)計一種可以實現(xiàn)大尺寸長條反射鏡姿態(tài)精確調(diào)整的機械裝置，該裝置可保證激光干涉儀垂直測量反射鏡的精確安裝，從而實現(xiàn)激光干涉儀對硅片臺垂向位移的精確測量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計提供一種光刻機雙頻激光干涉儀垂向測量光路反射鏡調(diào)整裝置，達到能夠?qū)崿F(xiàn)反射鏡架與測量框架間相對姿態(tài)的精密調(diào)整和固定的目的。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0009]一種光刻機雙頻激光干涉儀垂向測量光路反射鏡調(diào)整裝置，其特征在于在反射鏡座上部設(shè)置三個凸臺，反射鏡粘接在三個凸臺的下端部上，所述反射鏡的一側(cè)通過一個拉簧A將反射鏡上的單彈簧銷與反射鏡座上的螺釘B連接，所述反射鏡的另一側(cè)通過兩個拉簧B將反射鏡上的雙彈簧銷與反射鏡座上的兩個螺釘A連接；在所述反射鏡座上安裝一個固定腳座總成和兩個調(diào)整腳座總成，所述一個固定腳座總成與兩個調(diào)整腳座總成在反射鏡座上呈三角形配置，反射鏡座通過一個固定腳座總成上的防脫螺釘A和兩個調(diào)整腳座總成上的防脫螺釘B安裝在測量框架上；所述調(diào)整腳座總成由鎖緊鋼套、鎖緊螺釘、差分螺釘、調(diào)整鋼套、防脫螺釘B、調(diào)整座軸套和調(diào)整腳座構(gòu)成，所述差分螺釘上部和下部上的螺紋螺距不同，通過差分螺釘將調(diào)整腳座與反射鏡座上的調(diào)整鋼套連接，調(diào)節(jié)差分螺釘實現(xiàn)反射鏡座相對測量框架的調(diào)整；所述鎖緊螺釘為沉頭螺釘，鎖緊鋼套安裝在調(diào)整座軸套內(nèi)，所述調(diào)整座軸套下側(cè)外部呈圓弧凸起結(jié)構(gòu)，且設(shè)有兩個豁口，通過擰動鎖緊螺釘使調(diào)整座軸套的圓弧凸起膨脹，將調(diào)整腳座與鎖緊鋼套鎖緊定位；所述固定腳座總成由固定螺釘、墊片、防脫螺釘A、壓力彈簧、球面墊圈、錐面墊圈和固定腳座構(gòu)成，所述固定螺釘從上至下依次穿過墊片、壓力彈簧、固定腳座、球面墊圈、錐面墊圈、反射鏡座，將固定腳座與反射鏡座連接，所述球面墊圈與錐面墊圈接觸配合，固定腳座調(diào)節(jié)壓力彈簧壓縮力度。
[0010]本發(fā)明具有以下創(chuàng)新點和突出優(yōu)點:
[0011]提出基于差分螺釘調(diào)整方法的長條形反射鏡姿態(tài)調(diào)整裝置，該裝置利用差分螺釘可實現(xiàn)高分辨力位移調(diào)整的特點設(shè)計了用于連接差分螺釘?shù)恼{(diào)整腳座結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中錐形鎖緊螺釘與開口型鎖緊套的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)精密調(diào)整后調(diào)整腳座與反射鏡架的鎖緊。該結(jié)構(gòu)相比以往調(diào)整鏡架結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)更精確的反射鏡姿態(tài)定位，這是本發(fā)明的一個創(chuàng)新點和突出優(yōu)點
之一 O
[0012]針對光刻機雙頻激光干涉儀垂向位置測量光路中長條形反射鏡需要懸掛于測量框架上的特點，設(shè)計了利用彈簧作為長條反射鏡重力補償?shù)恼{(diào)整鏡架結(jié)構(gòu)，通過在長條反射鏡兩端布置的三個拉伸彈簧對反射鏡重力進行補償，有效減小了因重力形變而產(chǎn)生的反射鏡面型誤差，提高了雙頻激光干涉儀的測量精度，這是本發(fā)明的創(chuàng)新點和突出優(yōu)點之二。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是右側(cè)方向的光刻機雙頻激光干涉儀垂向測量光路反射鏡調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)三維示意圖。
[0014]圖2是左側(cè)方向的光刻機雙頻激光干涉儀垂向測量光路反射鏡調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)三維示意圖。
[0015]圖3是反射鏡座結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是固定腳座總成結(jié)構(gòu)示意圖。[0017]圖5是調(diào)整腳座總成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖6是調(diào)整座軸套結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中件號:1-反射鏡；2_反射鏡架；3-固定腳座總成；4_調(diào)整腳座總成；5-雙彈簧銷；6_螺釘A ；7-拉簧B ；8-單彈簧銷；9_螺釘B ; 10-拉簧A ; 11-凸臺；3_1_固定螺釘；3-2-墊片；3-3-防脫螺釘A;3-4-壓力彈簧；3-5-球面墊圈；3_6_錐面墊圈；3_7_固定腳座；4-1_鎖緊鋼套；4-2_鎖緊螺釘；4-3_差分螺釘；4-4_調(diào)整鋼套；4_5_防脫螺釘B ；4-6-調(diào)整座軸套；4-7_調(diào)整腳座。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施進行詳細(xì)描述。
[0021]一種光刻機雙頻激光干涉儀垂向測量光路反射鏡調(diào)整裝置，其特征在于在反射鏡座2上部設(shè)置三個凸臺11，反射鏡I粘接在三個凸臺11的下端部上，所述反射鏡I的一側(cè)通過一個拉簧AlO將反射鏡I上的單彈簧銷8與反射鏡座2上的螺釘B9連接，所述反射鏡I的另一側(cè)通過兩個拉簧B7將反射鏡I上的雙彈簧銷5與反射鏡座2上的兩個螺釘A6連接；在所述反射鏡座2上安裝一個固定腳座總成3和兩個調(diào)整腳座總成4，所述一個固定腳座總成3與兩個調(diào)整腳座總成4在反射鏡座2上呈三角形配置，反射鏡座2通過一個固定腳座總成3上的防脫螺釘A3-3和兩個調(diào)整腳座總成4上的防脫螺釘B4-5安裝在測量框架上；所述調(diào)整腳座總成4由鎖緊鋼套4-1、鎖緊螺釘4-2、差分螺釘4-3、調(diào)整鋼套4-4、防脫螺釘B4-5、調(diào)整座軸套4-6和調(diào)整腳座4-7構(gòu)成，所述差分螺釘4_3上部和下部上的螺紋螺距不同，通過差分螺釘4-3將調(diào)整腳座4-7與反射鏡座2上的調(diào)整鋼套4-4連接，調(diào)節(jié)差分螺釘4-3實現(xiàn)反射鏡座2相對測量框架的調(diào)整；所述鎖緊螺釘4-2為沉頭螺釘，鎖緊鋼套4-2安裝在調(diào)整座軸套4-6內(nèi)，所述調(diào)整座軸套4-6下側(cè)外部呈圓弧凸起結(jié)構(gòu)，且設(shè)有兩個豁口，通過擰動鎖緊螺釘4-2使調(diào)整座軸套4-6的圓弧凸起膨脹，將調(diào)整腳座4-7與鎖緊鋼套4-1鎖緊定位；所述固定腳座總成3由固定螺釘3-1、墊片3-2、防脫螺釘A3-3、壓力彈簧3-4、球面墊圈3-5、錐面墊圈3-6和固定腳座3-7構(gòu)成，所述固定螺釘3_1從上至下依次穿過墊片3-2、壓力彈簧3-4、固定腳座3-7、球面墊圈3-5、錐面墊圈3_6、反射鏡座2，將固定腳座3-7與反射鏡座2連接，所述球面墊圈3-5與錐面墊圈3-6接觸配合，固定腳座3_1調(diào)節(jié)壓力彈簧3-4壓縮力度。
[0022]本發(fā)明的工作過程如下:
[0023]通過固定腳座總成3和調(diào)整腳座4上的防脫螺釘A3-3和防脫螺釘B4_5將反射鏡座2安裝在測量框架上，通過調(diào)節(jié)固定螺釘3-1可以調(diào)節(jié)壓力彈簧3-4的壓縮程度以控制反射鏡座2的調(diào)整靈敏度，差分螺釘4-3上下螺紋的螺距不同，每調(diào)整一圈測量框架與反射鏡座2的相對位置為上下螺距之差，通過調(diào)整兩個調(diào)整腳座總成4上的差分螺釘4-3可以實現(xiàn)反射鏡座2的精密調(diào)整，在調(diào)整完畢之后通過擰緊鎖緊螺釘4-2可使調(diào)整座軸套4-6的圓弧凸起膨脹實現(xiàn)調(diào)整腳座4-7與鎖緊鋼套4-1的鎖緊，避免發(fā)生相對運動。
【權(quán)利要求】
1.一種光刻機雙頻激光干涉儀垂向測量光路反射鏡調(diào)整裝置，其特征在于在反射鏡座(2)上部設(shè)置三個凸臺(11)，反射鏡(I)粘接在三個凸臺(11)的下端部上，所述反射鏡(I)的一側(cè)通過一個拉簧A(10)將反射鏡(I)上的單彈簧銷(8)與反射鏡座(2)上的螺釘B(9)連接，所述反射鏡(I)的另一側(cè)通過兩個拉簧B (7)將反射鏡(I)上的雙彈簧銷(5)與反射鏡座(2)上的兩個螺釘A(6)連接；在所述反射鏡座(2)上安裝一個固定腳座總成(3)和兩個調(diào)整腳座總成(4)，所述一個固定腳座總成(3)與兩個調(diào)整腳座總成(4)在反射鏡座(2)上呈三角形配置，反射鏡座(2)通過一個固定腳座總成(3)上的防脫螺釘A(3-3)和兩個調(diào)整腳座總成(4)上的防脫螺釘B (4-5)安裝在測量框架上；所述調(diào)整腳座總成(4)由鎖緊鋼套(4-1)、鎖緊螺釘(4-2)、差分螺釘(4-3)、調(diào)整鋼套(4-4)、防脫螺釘B (4-5)、調(diào)整座軸套(4-6)和調(diào)整腳座(4-7)構(gòu)成，所述差分螺釘(4-3)上部和下部上的螺紋螺距不同，通過差分螺釘(4-3)將調(diào)整腳座(4-7)與反射鏡座(2)上的調(diào)整鋼套(4-4)連接，調(diào)節(jié)差分螺釘(4-3)實現(xiàn)反射鏡座(2)相對測量框架的調(diào)整；所述鎖緊螺釘(4-2)為沉頭螺釘，鎖緊鋼套(4-2)安裝在調(diào)整座軸套(4-6)內(nèi)，所述調(diào)整座軸套(4-6)下側(cè)外部呈圓弧凸起結(jié)構(gòu)，且設(shè)有兩個豁口，通過擰動鎖緊螺釘(4-2)使調(diào)整座軸套(4-6)的圓弧凸起膨脹，將調(diào)整腳座(4-7)與鎖緊鋼套(4-1)鎖緊定位；所述固定腳座總成(3)由固定螺釘(3-1)、墊片(3-2)、防脫螺釘A(3-3)、壓力彈簧(3-4)、球面墊圈(3-5)、錐面墊圈(3_6)和固定腳座(3_7)構(gòu)成，所述固定螺釘(3-1)從上至下依次穿過墊片(3-2)、壓力彈簧(3-4)、固定腳座(3-7)、球面墊圈(3-5)、錐面墊圈(3-6)、反射鏡座(2)，將固定腳座(3-7)與反射鏡座(2)連接，所述球面墊圈(3-5)與錐面墊圈(3-6)接觸配合，固定腳座(3-1)調(diào)節(jié)壓力彈簧(3-4)壓縮力度。
【文檔編號】G02B7/198GK103777308SQ201410051637
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】吳劍威, 譚久彬, 胡鵬程, 袁勇 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)