技术领域
[0001] 本实用新型属于
光刻机调节装置，具体涉及一种投影物镜差分微调装置。
背景技术
[0002] 随着
半导体集成
电路集成度的提高，半导体器件的特征尺寸的减小，
光刻机曝光设备中的投影光学系统
分辨率的要求越来越高，对光学系统的成像
质量要求也更高。
[0003] 物镜初装后，往往还会出现像质不合格的现象，为了进行补偿，需要将某些镜片设成可调镜片，通过调节微小的量来提高像质，调节机构需要具有较高的调节
精度。为了节约成本，离线调整时常使用手动方式的调节结构。
[0004]
现有技术中主要包括以下三种技术方案：
[0005] 方案一：如图1所示，通过楔
块101的X向移动，来调整斜面上顶块102的Z向移动，而对镜座进行微调，可实现高精度调节且
稳定性高、易于操作。但对于斜面的
角度精度、行位公差以及表面粗糙度等都有较高的要求，且无法调整镜片倾斜度。
[0006] 方案二：如图2所示，图2（b）为图2（a）局部放大图，图2（c）为工作原理示意图，该装置通过操作杆103对第一
簧片104上某点施加
力，导致第一簧片104和第二簧片105的形变，从而使镜片L产生倾斜，这种结构调节灵敏，可实现像差校正，但这种方式仅限于倾斜调整，不能实现Z轴方向的调整。
[0007] 方案三：如图3所示，采用螺钉106进行镜筒与镜座之间的固定和通过单
螺纹副对镜座进行
位置调节，此方案存在如下一些
缺陷：首先，调节分辨率受限于
螺距大小、很难突破0.5mm，一般能到达的理论分辨率仅为1.4μm/度，即仅能用于粗调；其次螺钉连接的承载能力和耐磨损状况都不够理想，无法保证装置稳定性；如果通过三点配合进行镜片的倾斜调节，产生的
应力会导致镜座
变形。实用新型内容
[0008] 本实用新型所要解决的技术问题是无法兼顾Z轴方向调节和倾斜度调节，以及单螺纹副无法满足的调节灵敏度，为了克服以上不足，提供了一种投影物镜差分微调装置。
[0009] 为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：所述投影物镜差分微调装置，其包括镜筒、镜座、均匀分布在镜筒圆周上的至少三个螺杆机构和与螺杆机构上下对应的相同数量的
柱塞机构，镜座由螺杆机构和柱塞机构夹持，悬于镜筒内。螺杆机构和柱塞机构可相对镜筒进行上下运动，从而使镜座在镜筒内上升、下降或倾斜。
[0010] 进一步，所述螺杆机构包括螺杆和套在螺杆外的螺套，螺杆的两端分别从螺套的两端伸出，下端球头与镜座
接触，螺杆的
外螺纹与螺套的
内螺纹配合连接，螺距为P1，螺套的外螺纹与镜筒的内螺纹配合连接，螺距为P2，P2>P1。不同的差分螺距差，可以得到不同的调节精度。
[0011] 进一步，螺杆上端设有螺杆
锁紧
螺母，用于固定螺杆在螺套内的相对位置，螺套设有螺套锁紧螺母，用于固定螺套在中圆筒内的相对位置。
[0012] 进一步，还包括螺杆
定位机构，其包括销钉、螺杆上
水平设置的前销孔和相应位置在镜筒上贯通设置的后销孔，销钉通过后销孔插入前销孔，所述后销孔为长孔，水平方向与销钉相配合，竖直方向留有销钉随螺杆上下运动的空间。螺杆定位机构是为了防止螺杆随着螺套一起旋转。
[0013] 进一步，所述柱塞机构包括
弹簧柱塞和连接片，弹簧柱塞与镜筒通过连接片固定连接，弹簧柱塞的销子与镜座接触。
[0014] 进一步，还包括z向柔性的环状簧片，所述簧片同时与镜筒和镜座固定连接，簧片可防止调节过程中镜座的径向窜动。
[0015] 进一步，所述镜座为圆柱型结构，中间开有圆孔并带有台阶，镜片放在台阶上，所述镜座外圆周上均匀延伸出至少三个
支撑块，所述支撑块设置在相应的螺杆机构和柱塞机构之间。
[0016] 进一步，还包括至少三个
传感器，分别位于螺杆机构180度位置上。用于探测对面螺杆的位移量。
[0017] 进一步，所述镜筒从上至下一体成型包括小圆筒、中圆筒和大圆筒，所述中圆筒伸出的上表面按圆周均匀分布有至少三个螺杆孔，用于设置螺杆机构，中圆筒的内圆周面上设有与螺杆孔上下位置对应的凹槽，用于设置支撑块和柱塞机构，中圆筒的外圆周上设有至少三个缺口，用于设置传感器。
[0018] 本实用新型利用差分结构进行调节，镜筒与镜座之间通过差分螺纹调节，其调节精度取决于差分螺纹之间的螺纹差，可实现镜片z向调节和倾斜调节；所选螺纹螺距适中，可靠性高；簧片结构解决调节过程中的偏心问题；非
螺纹连接机构，减小倾斜调节时螺杆对镜座产生的应力。
附图说明
[0019] 图1是现有技术中方案一结构示意图；
[0020] 图2是现有技术中方案二结构示意图；
[0021] 图3是现有技术中方案三结构示意图；
[0022] 图4是本实用新型的立体视图；
[0023] 图5是图4的A-A向的剖视图；
[0024] 图6为图5局部放大图；
[0025] 图7为本实用新型的B向视图。
[0026] 图中所示：
[0027] 101楔块，102顶块，103操作杆，104第一簧片，105第二簧片，106螺钉；
[0028] 2镜筒，21小圆筒，22中圆筒，23大圆筒，24螺杆孔，25凹槽，26缺口；
[0029] 3镜座，31圆孔，32台阶，33支撑块；
[0030] 4螺杆机构，41螺杆，42螺套，43球头，44螺杆锁紧螺母，45螺套锁紧螺母；
[0031] 5柱塞机构，51弹簧柱塞，52连接片，53销子；
[0032] 6螺杆定位机构，61销钉，62前销孔，63后销孔；
[0033] 7簧片；
[0034] 8传感器。
具体实施方式
[0035] 下面结合附图对本实用新型作详细描述：
[0036] 如图4和5所示，本实用新型所述的一种投影物镜差分微调装置，其包括镜筒2、镜座3、均匀分布在镜筒2圆周上的三个螺杆机构4、与螺杆机构4上下对应的三个柱塞机构5、螺杆定位机构6、簧片7和三个传感器8，镜座3由螺杆机构4和柱塞机构5夹持，悬于镜筒2内。
[0037] 所述镜筒2从上至下一体成型包括小圆筒21、中圆筒22和大圆筒23，所述中圆筒22伸出的上表面按圆周均匀分布有三个螺杆孔24，用于设置螺杆机构4，中圆筒22的内圆周面上设有与螺杆孔24上下位置对应的凹槽25，用于设置镜座3和阻塞机构5，中圆筒22的外圆周上设有三个缺口26，三个缺口26分别位于三个螺杆孔24的180度位置上。
[0038] 所述镜座3为圆柱型结构，中间开有圆孔31并带有台阶32，镜片放在台阶32上。所述镜座3外圆周上均匀延伸出三个支撑块33，所述支撑块33设置在凹槽25内。
[0039] 如图6所示，所述螺杆机构4包括螺杆41和套在螺杆41外的螺套42，螺杆41的两端分别从螺套42的两端伸出，螺杆41的外螺纹与螺套42的内螺纹配合连接，螺距为P1，穿过螺杆孔24的螺套42，其外螺纹与中圆筒22的内螺纹配合连接，螺距为P2。伸出螺套42的球头43与支撑块33接触，螺杆41上端设有螺杆锁紧螺母44，固定螺杆41在螺套42内的相对位置，螺套42设有螺套锁紧螺母45，固定螺套42在中圆筒22内的相对位置。
[0040] 所述柱塞机构5包括弹簧柱塞51和连接片52，弹簧柱塞51与中圆筒22通过连接片22固定连接，弹簧柱塞51的销子53与支撑块33接触。
[0041] 螺杆机构4可对镜座3施加向下的压力，柱塞机构5从下向上给予镜座3向上的支撑力。旋转螺套42使螺杆41向下运动时，球头43向镜座3施加压力，销子53下行，镜座3随之下移，旋转螺套42使螺杆41向上运动时，镜座3上压力变小，销子53因弹簧力上行，支撑镜座3上移。通过三组螺杆机构4和柱塞机构5相互协调可实现镜座3的z向调节和倾斜调节。
[0042] 其中螺距P2>螺距P1且两螺距相差0.25mm，也就是说当螺套42旋转一周时，镜座3将上升或下降0.25mm，调节精度达到0.7μm/度，通过差分螺距差实z向和倾斜的精密调节。
[0043] 所述螺杆定位机构6包括销钉61、螺杆41上水平设置的前销孔62和相应位置在中圆筒22上贯通设置的后销孔63，销钉61通过后销孔63插入前销孔62，防止螺杆41随着螺套42一起旋转，所述后销孔63为长孔，水平方向与销钉61相配合，竖直方向留有销钉61随螺杆41上下运动的空间。
[0044] 如图7所示，所述簧片7为z向柔性的环状簧片，簧片7同时与镜筒2和镜座3通过螺钉固定连接，簧片7可随镜座3的上下移动而形变，在径向
刚度较大，可防止调节过程中镜座3的径向窜动。
[0045] 三个传感器8分别设置在三个缺口26内，也就是传感器8位于相应的螺杆机构4和柱塞机构5之间的180度位置上。
[0046] 工作过程如下：通过相关仪器测量物镜的畸变，当光学系统的畸变不符合要求时，镜片需要倾斜调节，通过工装
扳手调整螺套42，三个螺套42调整量不同，以实现镜片倾斜。调节完毕后再次探测物镜畸变，若不合格继续调节，直至满足要求。当光学系统的倍率不符合要求时，镜片需要向上或向下平移调节，通过工装扳手依次调节三个螺套42，调节方向和调节量都必须相同，观察三个传感器8的读数，直至三个读数符合要求。再次探测物镜倍率，若不合格继续调节，直至满足要求。
[0047] 需要指出的是，用于夹持和调节镜座的螺杆机构和柱塞机构成套使用，与之相配合的螺杆定位机构和传感器也可对应采用，为了实现上述效果，除了
实施例中给出三套的情况，多于三套的结构同样可以实现相同的技术效果。
