用于光学衍射轮自转镜片工位设置的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种光学衍射轮，包括轮体、在轮体几何中心的旋转轴和至少一个自转镜片工位设置的装置，所述自转镜片工位设置的装置包括：镜片保持架，所述镜片保持架用于安装所述自转镜片；圆环形直线电机，所述圆环形直线电机的定子与所述光学衍射轮的轮体固定，所述圆环形直线电机的动子沿所述定子的圆周旋转运动；真空吸附器，所述真空吸附器安装于所述镜片保持架，所述真空吸附器与所述圆环形直线电机的动子保持相对位置固定，其特征在于，所述真空吸附器用于通过与所述圆环形直线电机的动子的相对固定关系，随着所述动子的移动实现所述自转镜片的旋转角度的控制。

Device and method for optical diffraction wheel rotation lens position setting

The invention discloses an optical diffraction device comprises a wheel body, wheel, axis of rotation of the wheel body geometric center and at least one rotation lens position is arranged, the rotation of the lens device station set includes: the lens holder, a lens holder for mounting the lens ring rotation; linear motor stator the ring of the linear motor and the optical diffraction wheel body is fixed, the ring of linear motor rotor stator along the circumference of the rotary motion; vacuum adsorber, the vacuum absorber is arranged on the lens holder, the vacuum adsorber and the circular ring vibrator of linear motor maintaining a relatively fixed position, which is characterized in that the vacuum adsorber for through and moving the circular linear motor is relatively fixed, with the movement of the actuator to achieve the Rotation angle control of rotating lens.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路装备制造领域,尤其涉及一种用于光学衍射轮自转镜片工位设置的装置与方法。
技术介绍
光学衍射轮是应用在光刻机照明系统中的一种光学衍射机构，主要用来产生不同的照明模式，如：传统照明、二级照明、四级照明等。光刻机在对硅片或基板进行曝光动作时，根据不同的生产目标与工艺条件，需要采用不同的照明模式，如传统照明、二级照明、四级照明等模式，光学衍射轮上有6片（或8片或其他数量片）特殊的镜片，分布在衍射轮上以衍射轮几何中心为圆心，半径为R的圆弧面上。衍射轮的几何中心装有旋转轴，衍射轮可以在旋转电机的带动下绕旋转轴旋转，通常称为主旋转机构。在这6片（或8片或其他数量片）特殊的镜片中其中有2片（或4片或其他数量片）是可以自转的，通常称为自转单元。光学衍射轮就是通过环绕装在自身几何中心的旋转轴的旋转来选择对应的通光镜片以产生不同的照明模式，其中，当通光镜片选择的是可以自转的镜片时，自转的镜片又可以旋转特定的工位（即特定的旋转角度），对应到特定的照明模式，匹配特定的曝光场景工艺。现有技术的光学衍射轮（以下简称DOE）中的可以自转的镜片的特定的工位设定（即特定自转角度设定）是通过以下方式来实现的：如图1所示，可以自转的镜片在镜片保持架的支撑下装在DOE上，镜片保持架的外围套有同步带轮，称为大同步带轮，在DOE的轮盘面上的另一特定位置处装有一小同步带轮，该小同步带轮可以由伺服电机来驱动旋转，在大同步带轮与小同步带轮上套有一橡胶质的同步带，这样，伺服电机驱动小同步带轮旋转，小同步带轮带动橡胶质的同步带运动，同步带又带动大同步带轮旋转，从而实现自转镜片的旋转，实现不同的工位设置，以产生不同的照明模式。采用现有自转单元设计存在如下弊端：一，由同步带轮齿隙宽度造成的分辨率问题。自转镜片的工位角度随大同步带轮在同步带的带动下旋转，大小同步带轮通过齿隙与同步带连接，大小同步带轮齿隙的宽度会影响镜片旋转角度的最小分辨率，影响自转镜片工位设置的精度。在光刻领域，对精度的要求非常高，同步带轮齿隙的宽度受物理条件限制不能做的太细，势必会影响镜片旋转角度的分辨率。二，负载结构级联复杂造成的能耗增大，伺服电机的旋转带动小同步带轮转动，小同步带轮通过齿隙的摩擦带动橡胶同步带运动，同步带的运动又通过齿隙摩擦带动大同步带轮旋转，大同步带轮的旋转带动自转镜片的旋转，复杂的级联机构造成等效负载的增大，使得能耗增大。三，橡胶质同步带变形造成的摩擦力建模与补偿漂移问题。为适应光刻工艺的高精度控制要求，需要对同步带与同步带轮之间的摩擦力进行精确建模并进行合理补偿，然而由于同步带的橡胶材质的特性，同步带在运动过程中会发生不同的形变量，导致同步带与同步带轮接触面的粗糙程度不断发生变化，对于精确分析建立其摩擦力模型非常不利，往往难以建立其比较精确客观的摩擦力模型；另一方面，在已使用一种模型对同步带的摩擦力进行补偿后，由于其橡胶材质的原因，在同步带运行一段时间后会发生形变量，导致其接触面的粗糙程度发生变化，从而摩擦力也会跟随变化，会造成摩擦力的补偿不精准，影响控制精度，这就需要不断地校准摩擦力的变化情况，解决其补偿漂移问题。
技术实现思路
为了克服现有技术中缺陷，本专利技术提供一种级联结构简单、能耗降低的自转镜片工位设置的装置。为了实现上述专利技术目的，本专利技术公开一种光学衍射轮，包括轮体、在轮体几何中心的旋转轴和至少一个自转镜片工位设置的装置，所述自转镜片工位设置的装置包括：镜片保持架，所述镜片保持架用于安装所述自转镜片；圆环形直线电机，所述圆环形直线电机的定子与所述光学衍射轮的轮体固定，所述圆环形直线电机的动子沿所述定子的圆周旋转运动；真空吸附器，所述真空吸附器安装于所述镜片保持架，所述真空吸附器与所述圆环形直线电机的动子保持相对位置固定，其特征在于，所述真空吸附器用于通过与所述圆环形直线电机的动子的相对固定关系，随着所述动子的移动实现所述自转镜片的旋转角度的控制。更进一步地，该圆环形直线电机的动子上固定一平面吸附片，用于与该真空吸附器保持相对位置固定。更进一步地，该镜片保持架上包括一光电接近开关，用于检测该圆环形直线电机的动子与所述定子的相对位置。更进一步地，该圆环形直线电机的圆心与该自转镜片的圆心一致。更进一步地，该真空吸附器包括一真空发生器，用于产生真空。更进一步地，该真空吸附器可伸缩移动，当该真空吸附器位于该镜片保持架平面之外时，该真空吸附器与该圆环形直线电机的动子产生真空吸附并保持相对位置固定，当该真空吸附器位于该镜片保持架平面之内时，该真空吸附器与该圆环形直线电机的动子解除相对位置固定。本专利技术同时公开一种用于光学衍射轮自转镜片工位设置的方法，包括：步骤一、将自转镜片移动至一通光孔径位置处；步骤二、使该自转镜片与一圆环形直线电机的动子保持相对位置固定；步骤三、该圆环形直线电机的动子沿该圆环形直线电机的定子的圆周旋转运动并带动该自转镜片旋转。更进一步地，所述步骤三中，还有一镜片保持架，所述镜片保持架上包括一光电接近开关，用于检测所述圆环形直线电机的动子与所述定子的相对位置。更进一步地，所述步骤三中，还有一真空吸附器，所述真空吸附器安装于所述镜片保持架，所述真空吸附器与所述圆环形直线电机的动子保持相对位置固定，其特征在于，所述真空吸附器用于通过与所述圆环形直线电机的动子的相对固定关系，随着所述动子的移动实现所述自转镜片的旋转角度的控制。与现有技术相比较，本专利技术所提供的技术方案由于自转镜片保持架采用真空吸附方式吸附在直线电机的动子上，因而本专利技术中自转镜片的自转分辨率不会受到同步带轮齿隙宽窄的影响，而是直接由电机的运动分辨率决定，因而具有调整精度高和运动分辨率高的优点。本专利技术摒弃了旋转电机带动小同步带轮，小同步带轮带动同步带，同步带带动大同步带轮来实现镜片自转的方案，而采用直接由圆环形直线电机的动子来带动镜片进行旋转的方案，具有级联结构简单，等效负载小的优点，从而降低了能耗。本专利技术中的电机动子上附有一平面吸附片，镜片保持架上的气浮通过真空吸附的方式吸附在动子上的平面吸附片上，采用这样的设计具有磨擦损耗小，同时两接触面之间的粗糙程度相比现有技术不会发生频繁变化，因而能够更好地对磨擦力进行分析建模，同时无需频繁校正磨擦补偿的漂移问题。附图说明关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。图1是现有技术中所涉及的光学衍射轮的结构示意图；图2是本专利技术所涉及的光学衍射轮的结构示意图；图3是本专利技术所涉及的光学衍射轮的左视图；图4是镜片旋转角度与电机动子移动距离对应关系。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施例。本专利技术采用将装在自转镜片保持架上的真空吸附器直接吸附在圆环形直线电机的动子上，由直线电机直接驱动自转镜片进行旋转的方案，具有旋转分辨率高、等效负载小的优点。图2为本专利技术中DOE（光学衍射轮）的主视图，图3为DOE（光学衍射轮）的左视图。图2、图3中，1为DOE的轮体；不能自转的镜片3与能自转的镜片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学衍射轮，包括轮体、在轮体几何中心的旋转轴和至少一个自转镜片工位设置的装置，所述自转镜片工位设置的装置包括：   镜片保持架，所述镜片保持架用于安装所述自转镜片；圆环形直线电机，所述圆环形直线电机的定子与所述光学衍射轮的轮体固定，所述圆环形直线电机的动子沿所述定子的圆周旋转运动；   真空吸附器，所述真空吸附器安装于所述镜片保持架，所述真空吸附器与所述圆环形直线电机的动子保持相对位置固定，其特征在于，所述真空吸附器用于通过与所述圆环形直线电机的动子的相对固定关系，随着所述动子的移动实现所述自转镜片的旋转角度的控制。

【技术特征摘要】
1.一种光学衍射轮，包括轮体、在轮体几何中心的旋转轴和至少一个自转镜片工位设置的装置，所述自转镜片工位设置的装置包括：
镜片保持架，所述镜片保持架用于安装所述自转镜片；
圆环形直线电机，所述圆环形直线电机的定子与所述光学衍射轮的轮体固定，所述圆环形直线电机的动子沿所述定子的圆周旋转运动；
真空吸附器，所述真空吸附器安装于所述镜片保持架，所述真空吸附器与所述圆环形直线电机的动子保持相对位置固定，其特征在于，所述真空吸附器用于通过与所述圆环形直线电机的动子的相对固定关系，随着所述动子的移动实现所述自转镜片的旋转角度的控制。
2.如权利要求1所述的光学衍射轮，其特征在于，所述圆环形直线电机的动子上固定一平面吸附片，用于与所述真空吸附器保持相对位置固定。
3.如权利要求1所述的光学衍射轮，其特征在于，所述镜片保持架上包括一光电接近开关，用于检测所述圆环形直线电机的动子与所述定子的相对位置。
4.如权利要求1所述的光学衍射轮，其特征在于，所述圆环形直线电机的圆心与所述自转镜片的圆心一致。
5.如权利要求1所述的光学衍射轮，其特征在于，所述真空吸附器包括一真空发生器，用于产生真空。
6.如权利要求1所述的光学衍射轮，其特征在于，所述真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：李众峰，葛逸康，刘婷婷，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31