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1、10申请公布号CN104076617A43申请公布日20141001CN104076617A21申请号201410311300122申请日20140701G03F7/20200601G02B7/0220060171申请人中国科学院长春光学精密机械与物理研究所地址130033吉林省长春市东南湖大路3888号72发明人赵磊刘震宇谢军杨怀江隋永新张巍74专利代理机构长春菁华专利商标代理事务所22210代理人南小平54发明名称一种像散变形镜装置57摘要一种像散变形镜装置属于光学系统的系统像差补偿领域，目的在于解决现有技术存在的加工制造困难和引入刚体位移大的问题。本发明包括光学元件、可变形镜框、四个致动。
2、器、四个位移传感器、上固定板和下固定板；光学元件与可变形镜框之间通过胶粘或压紧的方式连成镜框组件，上固定板和下固定板分别通过螺钉固定在可变形镜框上，上固定板上设置有两个周向180分布的致动器，下固定板上设置有两个周向180分布的致动器，上固定板和下固定板上的四个致动器周向90分布，致动器沿光学元件的光轴方向设置，输入位移垂直作用在可变形镜框上；四个位移传感器分别设置在上固定板和下固定板上，与四个致动器相对。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页10申请公布号CN104076617ACN104076617A1。
3、/1页21一种像散变形镜装置，包括光学元件1、可变形镜框2和四个致动器3，其特征在于，还包括四个位移传感器4、上固定板6和下固定板5；所述光学元件1与可变形镜框2之间通过胶粘或压紧的方式组成镜框组件，所述上固定板6和下固定板5分别通过螺钉固定在可变形镜框2上，所述上固定板6上设置有两个周向180分布的致动器3，所述下固定板5上设置有两个周向180分布的致动器3，所述上固定板6和下固定板5上的四个致动器3周向90分布，所述致动器3沿光学元件1的光轴方向设置，输入位移垂直作用在可变形镜框2上；所述四个位移传感器4分别设置在上固定板6和下固定板5上，与所述四个致动器3相对。2根据权利要求1所述的一种。
4、像散变形镜装置，其特征在于，所述可变形镜框2是由周向均布的四个支撑筋204连接镜框外环201和镜框内环202的一体式结构，所述镜框内环202的外侧周向均布四个加载筋203，所述四个加载筋203与相邻支撑筋204之间的周向夹角为45；所述支撑筋204在连接镜框内环202的部分其宽度为25MM；所述致动器3的输入位移垂直作用在加载筋203上。权利要求书CN104076617A1/3页3一种像散变形镜装置技术领域0001本发明属于光学系统的系统像差补偿领域，特别是光刻投影物镜系统中的系统像差补偿，具体涉及一种能够使光学元件产生像散变形的像散变形镜装置。背景技术0002对大规模集成电路的制造工艺过程来。
5、说，投影光刻是最为关键的工艺，需要用到投影光刻机，而投影物镜是投影光刻机的核心，其性能直接决定了光刻的图形传递能力。0003投影物镜系统中的光学元件尤其是靠近硅片和掩膜两侧的光学元件照明区域是旋转非对称的，导致光学元件中的温度梯度是非旋转对称的，从而导致光学系统产生像散。尤其在193NM投影物镜中，热载引入的系统像散更为明显，为保证投影物镜拥有良好的光学系统性能，需要对系统热像散进行实时补偿，其中的方法之一就是通过改变光学系统中某些敏感光学元件的面形像散，进而对系统像散进行补偿。0004公开号为US6307688的美国专利公开了一项名称为OPTICALSYSTEM,INPARTICULARPR。
6、OJECTIONEXPOSUREUNITUSEDINMICROLITHOGRAPHY用于微光刻投影曝光单元的光学系统的技术方案，该系统包括光学元件、镜框和四个致动器。周向均布的四个致动器的输入位移垂直于光轴，其中两个180方向的致动器提供推力，两外两个致动器提供拉力，并通过换向机构将致动器的水平位移转换成平行于光轴方向的位移。专利中的柔性换向机构中包括两个柔性铰链，两个柔性铰链的转轴均垂直于光轴方向，加工时需要在不打通镜框的前提下精确控制柔性铰链的轴向厚度，造成其加工和测量的难度极大，同时由于难以控制柔性铰链的轴向厚度，导致致动器调整时引入的光学元件刚体位移较大，并且需要弹簧作为预紧，增加了装。
7、配、调整的难度。0005公开号为US7193794的美国专利公开了一项名称为ADJUSTMENTARRANGEMENTOFANOPTICALELEMENT光学元件的调整装置的技术方案，该调整装置的致动器在镜框的支撑弹片底部施加力/位移，通过合理布局致动器的位置实现光学元件所需要的变形，当两个周向间隔180分布的致动器推动弹片时会实现光学元件的像散变形。由于两个致动器均安装在镜框的同一侧，难以施加拉力，同时由于致动器直接作用在支撑弹片上，难以检测弹片处的位移量，并且两个致动器实现像散变形时，难以控制光学元件的刚体位移，尤其是轴向的刚体位移。发明内容0006本发明的目的在于提出一种像散变形镜装置，。
8、解决现有技术存在的加工制造困难和引入刚体位移大的问题。0007为实现上述目的，本发明的一种像散变形镜装置包括光学元件、可变形镜框、四个致动器、四个位移传感器、上固定板和下固定板；0008所述光学元件与可变形镜框之间通过胶粘或压紧的方式连成镜框组件，所述上固定板和下固定板分别通过螺钉固定在可变形镜框上，所述上固定板上设置有两个周向说明书CN104076617A2/3页4180分布的致动器，所述下固定板上设置有两个周向180分布的致动器，所述上固定板和下固定板上的四个致动器周向90分布，所述致动器沿光学元件的光轴方向设置，输入位移垂直作用在可变形镜框上；所述四个位移传感器分别设置在上固定板和下固定。
9、板上，与所述四个致动器相对。0009所述可变形镜框是由周向均布的四个支撑筋连接镜框外环和镜框内环的一体式结构，所述镜框内环的外侧周向均布四个加载筋，所述四个加载筋与相邻支撑筋之间的周向夹角为45；所述支撑筋在连接镜框内环的部分其宽度为25MM；所述致动器的输入位移垂直作用在加载筋上。0010本发明的有益效果为本发明的一种像散变形镜装置的加载筋采用了悬臂梁的结构形式，减小了其轴向刚度，产生像散变形时所需致动器的推力小，能够减小所需致动器的空间尺寸，并且能够降低致动器工作时产生的热功耗。同时由于支撑筋在连接镜框内环的部分宽度为25MM，能够增大像散的变形能力、降低像散的面形误差；该装置中采用上侧两。
10、个致动器向下推动和下侧两个致动器向上推动可变形镜框，引入的光学元件的刚体位移显著减小，同时无需致动器的拉力，无需弹簧提供恢复力，简化了装置结构，降低了装置的装调难度；当需要高精度变形控制时，该装置可以方便地通过固定在上固定板和下固定板上的位移传感器实时反馈可变形镜框上的变形量，形成闭环进行精确控制。本发明的可变形镜框可以方便地通过线切割加工的方式实现加载筋和支撑筋的加工，能够显著降低加工难度、提高加工质量，装配、调整难度低。附图说明0011图1为本发明的一种像散变形镜装置剖视图；0012图2为本发明的一种像散变形镜装置俯视图；0013图3为本发明的一种像散变形镜装置仰视图；0014图4为本发明。
11、的一种像散变形镜装置中可变形镜框组件结构示意图；0015图5为本发明的一种像散变形镜装置中可变形镜框组件像散变形过程仿真图；0016图6为本发明的一种像散变形镜装置中光学元件像散变形仿真图；0017其中1、光学元件，2、可变形镜框，201、镜框外环，202、镜框内环，203、加载筋，204、支撑筋，3、致动器，4、位移传感器，5、下固定板，6、上固定板。具体实施方式0018下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。0019参见附图1、附图2和附图3，本发明的一种像散变形镜装置包括光学元件1、可变形镜框2、四个致动器3、四个位移传感器4、上固定板6和下固定板5；0020所述光学元件1与可变形镜。
12、框2之间通过胶粘或压紧的方式组成镜框组件，所述上固定板6和下固定板5分别通过螺钉固定在可变形镜框2上，所述上固定板6上设置有两个周向180分布的致动器3，向下推动可变形镜框2，所述下固定板5上设置有两个周向180分布的致动器3，向上推动可变形镜框2，所述上固定板6和下固定板5上的四个致动器3周向90分布，所述致动器3沿光学元件1的光轴方向设置，输入位移垂直作用在可变形镜框2上；所述四个位移传感器4分别设置在上固定板6和下固定板5上，与所述四个致说明书CN104076617A3/3页5动器3相对，分别测量四个致动器3推动可变形镜框2产生的位移量。0021参见附图4，所述可变形镜框2是由周向均布的。
13、四个支撑筋204连接镜框外环201和镜框内环202的一体式结构，所述镜框内环202的外侧周向均布四个加载筋203，所述四个加载筋203与相邻支撑筋204之间的周向夹角为45；所述支撑筋204在连接镜框内环202的部分其宽度为25MM；所述致动器3的输入位移垂直作用在加载筋203上。0022参见附图5和附图6，本发明的像散变形镜装置工作过程仿真，固定在上固定板6和下固定板5上的上下四个致动器3同时将相同的输入位移量作用在可变形镜框2上，导致四个加载筋203向上或者向下变形，这种变形经过可变形镜框2传递到光学元件1上，从而导致光学元件1在周向90的四个区域产生向上或者向下的变形，其中周向180方向。
14、的两个局部产生向上的变形，与之周向成90角度的另外两个局部产生向下的变形，由于致动器3的位移量相同，并且光学元件1和可变形镜框2均为平面内的X轴、Y轴对称结构，传递到光学元件1四个局部的变形幅值也相同，从而导致光学元件1产生像散变形。当需要高精度控制像散变形时，可以通过致动器3对面的位移传感器4实测加载筋203的变形量，并反馈到致动器3形成闭环进行高精度控制，致动器3的位移量与光学元件1像散之间的数值关系，可以通过有限元仿真得到，并通过实验标定进行修正。说明书CN104076617A1/2页6图1图2图3说明书附图CN104076617A2/2页7图4图5图6说明书附图CN104076617A。