光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置制造方法及图纸

光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置，属于深紫外投影光刻物镜装调补偿领域，为解决光学元件Z、tip、tilt三自由度高精度调整问题，该装置包括镜框、镜筒、三个运动支链和三对双电容传感器；镜框和镜筒通过三个运动支链连接；每个运动支链均由第一柔性万向铰、驱动器和第二柔性万向铰组成，驱动器位于第一柔性万向铰的下面，第二柔性万向铰位于驱动器下面，三个运动支链沿周向间隔120°均匀分布；每对双电容传感器的上电极板和下电极板分别固定在镜框和镜筒上，且三对双电容传感器周向间隔120°均匀分布，本发明专利技术基于3-TPT机构，实现光学元件的Z、tip、tilt三自由度精密微动调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于深紫外投影光刻物镜装调补偿领域，具体涉及一种光学元件Z、tip、t i 11三自由度微动调整装置。
技术介绍
投影光刻装备是大规模集成电路制造工艺中的关键设备，近年来随着集成电路线宽精细程度的不断提高，投影光学装备的分辨率亦逐渐提高，目前波长193. 368nm的ArF准分子激光器投影光刻装备已成为90nm、65nm和45nm节点集成电路制造的主流装备。投影光刻物镜的装配过程中，为获得良好的光学性能需要对光学系统的各种像差进行补偿，从而相应地需要对某些敏感光学元件的Z轴向位移、绕X轴倾斜tip和绕Y轴倾 斜tilt进行调整。同时投影光刻物镜在使用过程中，由于物镜内部的环境改变、加工产品的变化等情况，也需要相应地调整物镜内部的某些敏感光学元件的Z轴向位移、绕X轴倾斜tip和绕Y轴倾斜tilt。
技术实现思路
本专利技术为解决光学元件Z、tip、tilt三自由高精度调整问题，提出一种基于3-TPT并联机构的光学元件柔性微动调整装置，尤其适用于深紫外投影物镜中光学透镜的微动调難iF. O光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置，包括镜框、镜筒、三个运动支链和三对双电容传感器；所述镜框和镜筒通过三个运动支链连接；所述每个运动支链均由第一柔性万向铰、驱动器和第二柔性万向铰组成，驱动器位于第一柔性万向铰的下面，第二柔性万向铰位于驱动器下面，三个运动支链沿周向间隔120°均匀分布；每对双电容传感器的上电极板和下电极板分别固定在镜框和镜筒上，且三对双电容传感器周向间隔120°均匀分布。本专利技术的有益效果本专利技术所述的光学元件Z、tip、tilt三自由度调整装置，具有实时调整的能力，能够满足光学系统装调过程中和光学系统工作过程中的调整；本装置基于3-TPT并联机构，采用了压电驱动器作为驱动单元，柔性铰链组成的柔性运动链作为传动单元，电容传感器作为位置检测反馈单元，能够实现光学元件的Z、tip、tilt三自由度高精度调整。附图说明图I为本专利技术光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置示意图。图2为本专利技术所述的运动支链轴测图。图3为本专利技术所述的柔性万向铰结构示意图。图4为本专利技术所述的柔性万向铰另一结构示意图。图5为本专利技术所述双电容传感器上电极板与镜框固定示意图。图6为本专利技术调整装置内部结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施方式进一步说明。如图I所示，光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整装置，镜框I、镜筒2、三个运动支链3和三对双电容传感器4。光学元件5与镜框I之间通过胶粘或者压圈压紧的方式固定，镜筒2和镜框I通过三个运动支链3连接。如图2至图4所示，每个运动支链3均由上部的第一柔性万向铰3-1、中部的直线运动驱动器3-2和下部的第二柔性万向铰3-3组成，上中下三部分通过胶粘或螺钉固定的方式连接。驱动器3-2能够提供沿运动支链3轴向方向的前进运动和后退运动，驱动器3-2可采用压电式、磁滞伸缩式、气动式等驱动方式。第一柔性万向铰3-1和第二柔性万向铰 3-3均可以绕着两个正交的旋转轴转动，其中第一柔性万向铰3-1正交旋转轴确定的平面与光学元件光轴方向平行，第二柔性万向铰3-3正交旋转轴确定的平面与光学元件光轴方向垂直。每个运动支链3从下部算起的第一转动副轴线平行于X轴；第二和第三转动副轴线互相平行，并且平行于y轴；第四转动副轴线平行于Z轴。其中，定义调整机构的整体坐标系O-XYZ位于镜筒2上,坐标系原点0位于镜筒2底面圆心处,X轴垂直于两个运动支链底部的连线，Z轴沿镜筒2的轴线竖直向上。运动支链3的上部与镜框I固定，运动支链3的下部与镜筒2固定，三个运动支链3沿周向间隔120°均匀分布。如图5和图6所不,每对双电容传感器4均含有一个上电极板4-1和一个下电极板4-2,分别固定在镜框I和镜筒2上。三对双电容传感器4的上电极板4-1和下电极板4-2分别沿镜框I和镜筒2周向间隔120°均匀分布，并且与相邻运动支链之间的周向夹角为60°。周向间隔120°均布的三对电容传感器4，用于实时检测镜框I的微动调整量，并将检测量反馈给驱动器，从而形成检测控制闭环，以保证光学元件Z、tip、tilt三自由度的高精度微动调整。当对光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整时，已知光学元件所需要的Z向移动量，以及绕X轴的倾斜量tip、绕Y轴的倾斜量tilt，根据本专利技术微动调整装置的雅克比矩阵，可以得到三个驱动器3-2的输入位移量，其中所述微动调整装置的雅克比矩阵可以通过三个第一柔性万向铰3-1所确定外接圆的直径、三个第二柔性万向铰3-3所确定外接圆的直径、运动支链3的长度、运动支链3与镜筒2底面所成的夹角等结构参数确定。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光学元件z、tip、tilt三自由度微动调整装置，包括镜框(I)、镜筒(2)、三个运动支链(3)和三对双电容传感器(4);其特征在于，所述镜框(I)和镜筒(2)通过三个运动支链(3)连接；所述每个运动支链(3)均由第一柔性万向铰(3-1)、驱动器(3-2)和第二柔性万向铰(3-3)组成，驱动器(3-2)位于第一柔性万向铰(3-1)的下面，第二柔性万向铰(3-3)位于驱动器(3-2)下面，三个运动支链(3)沿周向间隔120°均匀分布；每对双电容传感器(4)的上电极板(4-1)和下电极板(4-2)分别固定在镜框(I)和镜筒(2)上，且三对双电容传感器(4)周向间隔120°均匀分布。2.根据权利要求I所述的光学元件Z、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，巩岩，倪明阳，孙振，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：