高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于深紫外投影光刻物镜结构设计与装调技术领域，具体涉及一种光刻投影物镜系统中光学元件精修、维护、更换及重复定位的光刻物镜镜框。
【背景技术】
[0002]投影光刻物镜是制造大规模集成电路的关键设备。近年来随着集成电路特征线宽的不断细分，投影光刻物镜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。投影光刻物镜系统对镜片的面型精度以及位置精度要求极高，在物镜装调阶段，仅依靠装配和补偿器难以满足系统波像差要求，需要对某特定镜片进行精修；同时，在物镜工作一段时间后，为了保证系统的优秀光学性能，需要对某特定镜片维护或者更换。精修、维护和更换镜片时，需要拆装方便，同时实现亚微米级定位及重复定位精度。
[0003]公开号为CN103246040A的中国专利，公开了一种用于光刻投影物镜中可快速更换的高重复定位精度结构，其采用3球头与3圆锥凹槽配合实现高精度重复定位，使用磁力吸附实现窗口镜框的紧固。3球头与3圆锥凹槽配合对窗口镜框造成了过定位，在确保拆装方便的同时必然增大配合间隙，降低了定位及重复定位精度，另外，该结构形式只能采用轴向拆装，势必增大操作空间，只能应用于物镜的第一块镜片或者最后一块镜片。公开号为CN104049473A的中国专利公开了一种径向抽拉式结构的物镜保护窗口，其采用多个周向均布的V形结构和V形夹持块配合将镜片固定在镜框上以快速更换镜片，采用直线导轨组件实现窗口镜框相对镜筒的抽拉运动;该结构没有解决窗口镜框的高精度定位及重复定位，并且由于直线导轨组件摩擦磨损的存在，镜片存在被污染的可能。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出一种高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框，解决现有技术存在的结构复杂、操作空间大、定位及重复定位精度低和镜片易被污染的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明的高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框包括外镜框、内镜框和防护盖；
[0006]所述外镜框为圆筒结构，所述外镜框内部为方形空间，所述镜框与方形空间任意一个侧壁相对位置开有开口，所述方形空间与所述开口垂直的两个侧壁设置有滑槽，所述方形空间与所述开口相对的侧壁上一端设置有圆锥槽，另一端设置有V型槽，所述V型槽与所述外镜框上端面平行，所述方形空间上端面靠近开口一端设置有球头A;
[0007]所述内镜框为方形结构，任意相对的两个侧壁上设置有滑轨，与所述滑轨所在侧壁相邻的一个侧壁上设置有两个球头B，两个球头B的位置分别与所述圆锥槽和V型槽相对应，所述方形结构上端面与所述球头A对应位置处设置有上平台；
[0008]所述内镜框的滑轨与所述外镜框内的滑槽配合，所述内镜框外侧设置有防护盖，所述防护盖与所述外镜框通过螺钉固定连接。
[0009]所述防护盖与所述内镜框之间还设置有定力锁紧单元，所述定力锁紧单元为两边互相垂直成角形的长条结构，所述定力锁紧单元的一个边通过螺钉与所述开口下端面固定连接，另一边与所述内镜框接触，所述定力锁紧单元与所述内镜框接触的一边上设置有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉穿过定力锁紧单元的一个边与所述内镜框接触。
[0010]所述内镜框与定力锁紧单元接触的侧壁上设置有轴向锁紧块和径向锁紧块，两个所述锁紧螺钉穿过所述定力锁紧单元的一个边分别与所述轴向锁紧块和径向锁紧块接触。
[0011]所述径向锁紧块为圆柱状结构，所述圆柱状结构一端固定在内镜框侧壁上，一端与所述锁紧螺钉接触。
[0012]所述轴向锁紧块为直角三角块，所述直角三角块的一个直角面与所述内镜框侧壁固定连接，另一个直角面与所述内镜框上端面平行，所述直角三角块的斜面与所述锁紧螺钉接触。
[0013]所述轴向锁紧块包括固定部、倾斜部和L型结构;所述固定部上端面一侧通过倾斜部与所述内镜框侧壁固定连接，另一侧通过L型结构与所述定力锁紧单元的上端面固定连接，所述固定部与所述锁紧螺钉接触。
[0014]所述滑轨为自润滑耐磨性材料。
[0015]所述滑轨的材料为聚四氟乙烯、聚氨酯或尼龙。
[0016]本发明的有益效果为:本发明的高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框整体上是光刻投影物镜的一个镜筒单元，外镜框分别与上、下镜组级联，固定在物镜系统中；镜片与内镜框同心，胶粘联接构成一体;外镜框开口与可拆卸防护盖配合，实现密封;外镜框与内镜框同心，外镜框内部是内镜框拆装、定位及锁紧的操作空间；外镜框的滑槽与内镜框的滑轨构成滑道式抽拉结构。外镜框的V型槽、圆锥槽及球头A分别与内镜框的两个球头as—个上平台构成球头-v型槽、球头-圆锥槽和球头-平面的立体空间分布结构;二者一体构成空间定位结构，限制了内镜框的六个空间自由度;定力锁紧单元与外镜框通过螺钉固联，定力锁紧单元的一个锁紧螺钉顶紧内镜框的径向锁紧块，输出固定大小的顶紧力，实现内镜框的径向锁紧，定力锁紧单元的另一个锁紧螺钉顶紧内镜框的轴向锁紧块，输出固定大小的顶紧力，实现内镜框的轴向锁紧。
[0017]本发明采用径向抽拉式结构实现镜片在物镜系统中的拆装，依靠球头-V型槽、球头-圆锥槽和球头-平面的立体空间分布结构实现镜片的高精度定位，定位精度高，使用定力锁紧单元实现内镜框的定力径向定力锁紧及轴向定力锁紧，定位结构与定力锁紧单元综合实现镜片的高精度重复定位。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框结构剖视图；
[0019]图2为本发明的高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框中防护盖拆装示意图
[0020]图3为本发明的高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框中外镜框结构示意图；
[0021]图4为本发明的高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框中外镜框结构剖视图；
[0022]图5为本发明的高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框中内镜框结构示意图；
[0023]图6为本发明的高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框中定力锁紧单元结构示意图；
[0024]图7为本发明的高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框中轴向锁紧块结构的示意图；
[0025]图8为本发明的高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框中轴向锁紧块结构安装位置示意图；
[0026]图9为本发明的高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框在空间环境中结构示意图；
[0027]其中:1、外镜框，101、防护盖安装孔，102、滑槽，103、V型槽，104、圆锥槽，105、球头A，106、定力锁紧单元安装孔，2、内镜框，201、球头B，202、滑轨，203、上平台，204、轴向锁紧块，205、径向锁紧块，206、L型结构，207、倾斜部，208、固定部，3、定力锁紧单元，301、锁紧螺钉，302、安装孔位，4、防护盖，5、镜片。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
[0029]参见附图1和附图2，本发明的高定位精度的镜片可更换的光刻物镜镜框包括外镜框1、内镜框2和防护盖4;
[0030]参见附图3和附图4，所述外镜框1为圆筒结构，所述外镜框1内部为方形空间，所述镜框与方形空间任意一个侧壁相对位置开有开口，所述方形空间与所述开口垂直的两个侧壁设置有滑槽102，所述方形空间与所述开口相对的侧壁上一端设置有圆锥槽10