光刻机调焦调平机构以及光刻机调平机构制造技术

本发明专利技术涉及一种光刻机调焦调平机构，包括：底座；压电陶瓷驱动器组件，包括固定连接的压电陶瓷驱动器与球头支承，压电陶瓷驱动器组件的数量为三个，压电陶瓷驱动器固定于所述底座上，三个压电陶瓷驱动器组件呈直角三角形配置；承载台组件，包括承载台，承载台组件设有用于容置第一球头支承的弧形槽、用于容置第二球头支承的条状槽和用于容置第三球头支承的平面凸台；拉簧组件，与底座和承载台固定连接，用于实现承载台和底座的力封闭。本发明专利技术在自然放置状态下具有确定位置；在驱动作用下，具有确定的运动，由此解决了现有调焦调平机构的欠约束问题。采用运动学结构，消除了三点支撑式调平机构竖直方向的冗余自由度，提高了机构的刚度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
光刻机调焦调平机构以及光刻机调平机构
本专利技术涉及精密仪器领域，特别是涉及ー种光刻机调焦调平机构和光刻机调平机构。背景技木光刻机作为推动集成电路发展的核心 驱动力，集成电路的发展对光刻机分辨率提出了越来越高的要求。但随着光刻机分辨率的提高，光刻机物镜的焦深呈加速缩短趋势，如果实际焦深达不到光刻エ艺要求的焦深容限，将严重影响曝光线条质量和集成电路的成品率。焦深已成为阻碍光投影光刻技术向更高分辨率发展的关键因素。为了充分利用光学系统有限的焦深，在曝光时需要对硅片进行调焦和调平。因此，精密、高效的调焦调平机构对光投影光刻的意义十分重大。目前，在光刻机中使用的三点式调焦调平机构主要分为两种，一种是柔性铰链式三点支撑调焦调平机构，另ー种是丝杠式三点支撑调焦调平机构。柔性铰链式三点支撑调焦调平机构包含有三个呈等边三角形配置的压电陶瓷驱动器，其中一个驱动器的一端与底座固连，另一端与承载台通过柔性铰链与底座和承载台固连。这种调焦调平机构在自然状态下具有一个绕竖直方向的转动自由度，机构处于欠约束状态；在但输入状态下，机构具有两个自由度，机构的驱动输入数小于自由度数，机构处于欠确定运动状态。由于绕竖直方向转动自由度的存在，这使机构在该方向的刚度大大降低，易于造成承载台傾斜，机构的稳定性差；在调平过程中在该方向易于发生相对转动，从而对调平工作带来不确定性，导致调平收敛速度低，降低了调平效率，且不利于硅片调平精度的保持。同时，机构中柔性铰链结构的设计及控制复杂，加工制造成本高。丝杠式三点支撑调焦调平机构包含有三组电机/丝杠支撑结构，且呈等边三角形配置。机构自由度和约束分析表明这种调平机构同样存在欠约束和欠确定运动问题，机构的稳定性差。在调平过程中，承载台有可能发生绕竖直方向的转动或平面上的平动，导致调平收敛速度低，降低了调平效率。同时，这种机构仅能实现调平，不能调焦，需要单独采用平行四边形柔性铰链结构进行调焦，这大大増加了机构在竖直方向的尺寸，结构复杂，不够紧凑。
技术实现思路
基于此，有必要提供ー种完全约束、具有运动确定性、加工成本低廉且满足实时调焦调平要求的光刻机调焦调平机构。一种光刻机调焦调平机构，包括底座；压电陶瓷驱动器组件，包括固定连接的压电陶瓷驱动器与球头支承，所述压电陶瓷驱动器组件的数量为三个，所述压电陶瓷驱动器固定于所述底座上，三个所述压电陶瓷驱动器组件呈直角三角形配置；承载台组件，包括承载台，所述承载台组件开设有用于容置第一球头支承的弧形槽、用于容置第二球头支承的条状槽和用于容置第三球头支承的平面凸台，且弧形槽、条状槽和平面凸台呈直角三角形配置；拉簧组件，与所述底座和承载台固定连接，用于实现承载台和底座的力封闭。优选的，所述直角三角形为等腰直角三角形，且直角为所述弧形槽所对应的角。优选的，所述弧形槽为锥孔或圆孔，所述条状槽的截面为V形或圆弧形，且条状槽的槽向与其所在的直角边方向相同，所述承载台上设置平面凸台用于容置所述第三球头。优选的，所述拉簧组件包括相互连接的拉簧和拉杆组件，所述拉杆组件的数量为两个且分别设置于拉簧的一端，所述拉杆组件包括轴承座、关节轴承以及螺纹拉杆，所述关节轴承设于轴承座内，连接所述关节轴承和螺纹拉杆，所述轴承座设有开ロ，所述螺纹拉杆从所述开ロ伸出轴承座与所述拉簧连接，所述拉杆组件中的第一拉杆组件与底座固定连接，第二拉杆组件与承载台固定连接。优选的，所述关节轴承为推力关节轴承、角接触关节轴承和球头杆端关节轴承中的ー种。 上述光刻机调焦调平机构，在自然放置状态下，调焦调平机构承载台的6个自由度被完全约束，承载台具有确定位置，由此解决了现有调焦调平机构的欠约束问题。在压电陶瓷驱动器组件的驱动下，调焦调平机构的输入数等于机构的自由度数，机构具有确定的运动，由此解决了现有调焦调平机构的欠确定运动问题。通过采用运动学结构，消除了三点支撑式调平机构竖直方向的冗余自由度，避免了该自由度破坏硅片调平精度的问题，并提高了机构的刚度和稳定性，具有元件变形小，环境适应性强的特点；同时，通过运动学接ロ取消了调平机构的柔性铰链结构，大大筒化了系统的设计和制造，降低了成本。 还提供一种光刻机调焦调平机构。一种光刻机调焦调平机构，包括底座；压电陶瓷驱动器组件，包括固定连接的压电陶瓷驱动器与球头支承，所述压电陶瓷驱动器组件的数量为三个，所述压电陶瓷驱动器固定于所述底座上，三个所述压电陶瓷驱动器组件呈直角三角形配置；承载台组件，包括承载台，所述承载台组件开设有分别用于容置三个球头支承的条状槽；拉簧组件，与所述底座和承载台固定连接，用于实现承载台和底座的力封闭。优选的，所述条状槽的截面为V形或圆弧形，且位于直角边的条状槽的槽向与其所在的直角边方向相同。还提供ー种光刻机调平机构。ー种光刻机调平机构，包括底座；压电陶瓷驱动器组件，包括固定连接的压电陶瓷驱动器与球头支承，所述压电陶瓷驱动器组件的数量为两个，所述压电陶瓷驱动器固定于所述底座上；球头支杆，包括支杆和固定于所述支杆一端的球头，所述支杆与所述底座固定连接；所述两个压电陶瓷驱动器组件和球头支杆呈直角三角形配置；承载台组件，包括承载台，所述承载台组件设有用于容置所述球头的弧形槽、用于容置第一球头支承的条状槽和用于容置第二球头支承的平台凸台，且弧形槽、条状槽和平面凸台呈直角三角形配置；拉簧组件，与所述底座和承载台固定连接，用于实现承载台和底座的力封闭。优选的，所述三角形为等腰直角三角形，且直角为所述弧形槽所对应的角。优选的，所述弧形槽为锥孔或圆孔，所述条状槽的截面为V形或圆弧形，且条状槽的槽向与其所在的直角边方向相同。附图说明图I为ー实施例中调焦调平机构的结构示意图2为图I所示实施例中的调焦调平机构的左视图；图3为ー实施例中底座的结构示意图；图4为ー实施例中压电陶瓷驱动器组件的结构示意图；图5为ー实施例中压电陶瓷驱动器组件的球头支杆的结构示意图；图6为ー实施例中承载台组件的结构示意图；图7为ー实施例中承载台的结构示意图；图8为拉簧组件的部分剖视图。具体实施方式为使本专利技术目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。图I为ー实施例中调焦调平机构的结构示意图，图2为图I所示实施例中的调焦调平机构的左视图，调焦调平机构100包括底座10、压电陶瓷驱动器组件20、承载台组件30和拉簧组件40，其中压电陶瓷驱动器组件20与底座10固连，拉簧组件40分别与承载台组件30和底座10固连，以实现承载台组件30和底座10的力封闭。图3为ー实施例中底座的结构示意图，底座10上设置有三个通孔，如图示，分别为通孔11、通孔12和通孔13，在本实施例中，三个通孔呈等腰直角三角形配置，其中通孔11为直角所对应的孔，压电陶瓷驱动器组件20分别通过这三个通孔与底座10固连。压电陶瓷驱动器组件20包括球头支承和压电陶瓷驱动器，其中球头支承与压电陶瓷驱动器固连，压电陶瓷驱动器组件20的数量为三，图4为ー实施例中压电陶瓷驱动器组件的结构示意图，压电陶瓷驱动器组件20包括固定连接的压电陶瓷驱动器22与球头支承21。三个压电陶瓷驱动器组件的结构完全相同，另外两个压电陶瓷驱动器组件的结构图此处未给出。在本实施例中，三个压电陶瓷驱动器组件20呈等腰直角三角形配置，其中第一压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻机调焦调平机构，其特征在于，包括底座；压电陶瓷驱动器组件，包括固定连接的压电陶瓷驱动器与球头支承，所述压电陶瓷驱动器组件的数量为三个，所述压电陶瓷驱动器固定于所述底座上，三个所述压电陶瓷驱动器组件呈直角三角形配置；承载台组件，包括承载台，所述承载台组件设有用于容置第一球头支承的弧形槽、用于容置第二球头支承的条状槽和用于容置第三球头支承的平面凸台，且弧形槽、条状槽和平面凸台呈直角三角形配置；拉簧组件，与所述底座和承载台固定连接，用于实现承载台和底座的力封闭。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王大志，何凯，杜如虚，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：