一種橋式柔性鉸鏈結構的光學元件軸向微動調整裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光刻物鏡結構設計與裝調技術領域，設計一種可用于光刻物鏡系統中光學元件的軸向微動調整裝置，具體涉及一種橋式柔性鉸鏈結構的光學元件軸向微動調整
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【背景技術】
[0002]光刻裝備是大規模集成電路制造工藝中的關鍵設備，近年來隨著集成電路線寬精細程度的不斷提高，投影光學裝備的分辨率亦逐漸提高，目前波長193.368nm的ArF準分子激光器投影光刻裝備已成為90nm、65nm和45nm節點集成電路制造的主流裝備。投影光刻物鏡的裝配過程中，為獲得良好的光學性能需要對光學系統的各種像差進行補償，相應地需要對某些敏感光學元件的軸向位置進行調整補償。同時投影光刻物鏡在使用過程中，由于物鏡內部的環境改變、加工產品的變化等情況，也需要相應地調整物鏡內部的某些敏感光學元件的軸向位置。
[0003]現有的光學元件軸向調整裝置多采用三個外部驅動器。三個外部驅動器沿光軸周向均布，調整裝置為三個驅動器相應地設計有力傳遞結構，三個驅動器聯合作用，推動光學元件沿軸向運動，即所謂的Z向運動。光學元件的調節精度高，對驅動器的性能要求高，一般需要使用高精度的直線電機、壓電馬達等，這些驅動器的價格高，驅動器的使用量大，使得整套調整裝置的造價高。而且多個驅動器與調節裝置集成，將增大整套調節裝置的體積，尤其當為了獲得光學元件較大的軸向位移調節量，整套調節裝置在軸向和徑向將會需要更大的結構空間。
[0004]公開號為US6538829的美國專利提出了一項發明名稱為optical element mountcomprising an optical element holding frame (一種包含光學元件保持結構的鏡框)的技術方案，該鏡框采用一個驅動器實現光學元件的軸向調整，該鏡框需將驅動器沿光學元件的光軸方向安裝，當光學元件沿光軸方向成組使用時(如透鏡組)，這種安裝形式不利于光機結構的布置。且該裝置在設計時難以滿足光學元件沿光軸方向移動時，在其它方向偏心、偏轉小的要求。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提出一種橋式柔性鉸鏈結構的光學元件軸向微動調整裝置，解決現有技術存在的需要結構空間大、驅動器使用多和結構設計制造困難的問題。
[0006]為實現上述目的，本發明的一種橋式柔性鉸鏈結構的光學元件軸向微動調整裝置包括鏡座連接件、鏡框連接件和兩組微動調整機構；
[0007]所述兩組微動調整機構設置在所述鏡座連接件和鏡框連接件之間，并關于Y軸對稱，每組微動調整機構包括兩組橋式柔性鉸鏈和一組輸入平行鉸鏈；每組微動調整機構中的兩組橋式柔性鉸鏈通過輸入平行鉸鏈連接，并關于X軸對稱；
[0008]輸入平行鉸鏈將徑向作用力F傳遞到橋式柔性鉸鏈，橋式柔性鉸鏈將徑向作用力F轉換為軸向作用力，并作用在鏡框連接件上。
[0009]所述橋式柔性鉸鏈包括輸出鉸鏈、剛性輸出桿、二級連接鉸鏈、剛性連接桿、一級連接鉸鏈、二級輸入鉸鏈、剛性支撐桿A和剛性支撐桿B ；
[0010]所述剛性輸出桿上端通過輸出鉸鏈與鏡框連接件連接，左右兩端分別通過二級連接鉸鏈與剛性連接桿的一端連接，兩個剛性連接桿的另一端分別通過一級連接鉸鏈與剛性支撐桿A和剛性支撐桿B連接，所述剛性連接桿A通過二級輸入鉸鏈與所述鏡座連接件連接，所述剛性支撐桿B與所述鏡座連接件固定連接。
[0011]所述剛性輸出桿在周向上水平設置，兩個一級連接鉸鏈周向上水平，兩個二級連接鉸鏈周向上水平。
[0012]所述兩個一級連接鉸鏈高度上高于或低于兩個二級連接鉸鏈。
[0013]兩組微動調整機構的四個輸出鉸鏈在圓周上均布。
[0014]所述輸入平行鉸鏈包括一級輸入鉸鏈、剛性輸入桿、剛性支撐桿A和二級輸入鉸鏈；所述剛性輸入桿兩端分別與剛性支撐桿A固定連接，所述剛性輸入桿下端通過一級輸入鉸鏈與鏡座連接件連接，所述剛性支撐桿A通過二級輸入鉸鏈與鏡座連接件連接。
[0015]剛性支撐桿A和二級輸入鉸鏈為輸入平行鉸鏈與相鄰的橋式柔性鉸鏈共用的結構。
[0016]所述光學元件軸向微動調整裝置為中空的圓環形結構，整體為一體化結構。
[0017]所述一級輸入鉸鏈、二級輸入鉸鏈、一級連接鉸鏈和二級連接鉸鏈為圓角柔性鉸鏈、直角柔性鉸鏈、過渡圓角柔性鉸鏈或橢圓柔性鉸鏈。
[0018]所述一級輸入鉸鏈、二級輸入鉸鏈、一級連接鉸鏈和二級連接鉸鏈為單層柔性鉸鏈或雙層柔性鉸鏈。
[0019]本發明的有益效果為:本發明的一種橋式柔性鉸鏈結構的光學元件軸向微動調整裝置采用一體化的整體結構，簡化光學組件的裝調過程，減小裝調過程中引入的誤差，提高光學結構的機械精度；同時本裝置加工制作容易，采用電火花線切割工藝即可方便地加工完成；此外，本裝置的外部驅動器沿光學元件的徑向安裝，便于光學組件的整體布置；與現有光學元件軸向調整裝置需采用三個或更多外部驅動器相比，本裝置僅采用兩個外部驅動器即可完成光學元件的軸向微動調整，能夠減少外部驅動器的使用，降低光學元件軸向微動調整機構的成本，驅動器沿光學元件的徑向布置、調整結構設計制作容易。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的一種橋式柔性鉸鏈結構的光學元件軸向微動調整裝置的三維結構示意圖；
[0021]圖2為本發明的一種橋式柔性鉸鏈結構的光學元件軸向微動調整裝置的俯視圖；
[0022]圖3為為本發明的一種橋式柔性鉸鏈結構的光學元件軸向微動調整裝置的主視圖；
[0023]圖4為與圖3調整方向相反的結構主視圖；
[0024]圖5為本發明的一種橋式柔性鉸鏈結構的光學元件軸向微動調整裝置中四個輸出鉸鏈在鏡框上的位置示意圖；
[0025]圖6為采用雙層橋式柔性鉸鏈的光學元件軸向微動調整裝置的三維結構示意圖；
[0026]圖7為采用直角柔性鉸鏈的光學元件軸向微動調整裝置的三維結構示意圖；
[0027]其中:1、鏡座連接件，2、鏡框連接件，3、微動調整機構，4、橋式柔性鉸鏈，5、輸入平行鉸鏈，6、剛性輸入桿，7、一級輸入鉸鏈，8、剛性支撐桿A，9、二級輸入鉸鏈，10、一級連接鉸鏈，11、剛性連接桿，12、二級連接鉸鏈，13、剛性輸出桿，14、輸出鉸鏈，15、剛性支撐桿B。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。
[0029]參見附圖1和附圖2，本發明的一種橋式柔性鉸鏈結構的光學元件軸向微動調整裝置包括鏡座連接件1、鏡框連接件2和兩組微動調整機構3 ；
[0030]所述兩組微動調整機構3設置在所述鏡座連接件I和鏡框連接件2之間，并關于Y軸對稱，每組微動調整機構3包括兩組橋式柔性鉸鏈4和一組輸入平行鉸鏈5 ;每組微動調整機構3中的兩組橋式柔性鉸鏈4通過輸入平行鉸鏈5連接，并關于X軸對稱；
[0031]輸入平行鉸鏈5將徑向作用力F傳遞到橋式柔性鉸鏈4，橋式柔性鉸鏈4將徑向作用力F轉換為軸向作用力，并作用在鏡框連接件2上。
[0032]所述橋式柔性鉸鏈4包括輸出鉸鏈14、剛性輸出桿13、二級連接鉸鏈12、剛性連接桿11、一級連接鉸鏈10、二級輸入鉸鏈9、剛性支撐桿A8和剛性支撐桿B15 ；
[0033]所述剛性輸出桿13上端通過輸出鉸鏈14與鏡框連接件2連接，左右兩端分別通過二級連接鉸鏈12與剛性連接桿11的一端連接，兩個剛性連接桿11的另一端分別通過一級連接鉸鏈10與剛性支撐桿A8和剛性支撐桿B15連接，所述剛性連接桿IlA通過二級輸入鉸鏈9與所述鏡座連接件I連接，所述剛性支撐桿B15與所述鏡座連接件I固定連接。
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