CN106932882A - 一种椭球反射镜的定位安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种椭球反射镜的定位安装结构，包括位于椭球反射镜底部的定位座，所述定位座从上至下包括伸入所述椭球反射镜底部圆孔内的圆环柱凸台和与所述圆环柱凸台固定连接的定位圆环柱。这样使得椭球反射镜的轴线能够固定，即使椭球反射镜的发生热膨胀变形，但由于轴线固定，因此能够减小热膨胀变形对定位精度的影响。

Description

一种椭球反射镜的定位安装结构

技术领域

本发明涉及半导体光刻机领域，特别涉及一种椭球反射镜的定位安装结构。

背景技术

在集成电路制造过程中，一个完整的芯片通常需要经过多次光刻曝光才能制作完成。在光刻作业中，由工件台承载着被曝光对象(一般为晶圆)，工件台上方往往放置光学测量系统，在两者之间放置有掩膜版，在光刻时，通过光学测量系统的观察与测量，向控制系统传输数据，然后控制系统移动工件台，使得掩膜版与工件台上的晶圆的预定区域对准，对准后便开始进行曝光。

在光学测量系统中，椭球反射镜是一个重要的部分，主要作用是聚焦，椭球反射镜也叫椭球面反射镜，其特点为：任意一个焦点发出或通过该焦点的光，经椭球反射镜后都汇聚到另一个焦点。

现有技术中，用于固定椭球反射镜的定位安装结构如图1和图2所示，椭球反射镜5具有底面圆孔04，将椭球反射镜5放置在定位支架01上，定位支架01与椭球反射镜5的接触位置具有点胶处02，椭球反射镜5通过点胶处02与定位支架01粘接在一起，同时定位支架01上通过安装定位孔03以及放置在安装定位孔03中的螺钉固定安装在光刻机系统中，由于椭球反射镜5在工作过程中需被照明光源照射，因此自身温度必然会升高，从而导致热变形，由于这种定位安装结构和安装方式中椭球反射镜5仅仅是通过粘接的方式连接在定位支架01上，一旦温度升高，胶水熔化，椭球反射镜5变形，定位的精度会受到很大的影响。

因此针对上述问题，有必要发明一种椭球反射镜的定位安装结构，能够解决工作过程中椭球反射镜因为热膨胀变形而导致安装精度被影响的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种椭球反射镜的定位安装结构，包括位于椭球反射镜底部的定位座，所述定位座从上至下包括伸入所述椭球反射镜底部圆孔内的圆环柱凸台和与所述圆环柱凸台固定连接的定位圆环柱，这样使得椭球反射镜通过轴孔配合的方式与定位安装结构固定，即使椭球反射镜受热变形，但由于轴线部分被定位安装结构固定，因此对于光学系统的测量影响较小。

为达到上述目的，本发明提供一种椭球反射镜的定位安装结构，包括位于椭球反射镜底部的定位座，所述定位座从上至下包括伸入所述椭球反射镜底部圆孔内的圆环柱凸台和与所述圆环柱凸台固定连接的定位圆环柱。

作为优选，所述定位座的材料的热膨胀系数与所述椭球反射镜材料的热膨胀系数之差的数值范围为[1×10^-7,1×10^-5]，所述定位座的材料的热膨胀系数小于1×10^-5m/℃。

作为优选，所述椭球反射镜的材料为熔石英，所述定位座的材料为熔石英、陶瓷、花岗岩、金刚石-铜复合材料、不变钢以及单晶氧化镁中的至少一种。

作为优选，所述定位座下方还具有支撑底板。

作为优选，所述定位圆环柱与所述支撑底板销钉连接，并且至少有两个连接处呈对称分布。

作为优选，所述连接处位于所述定位圆环柱的外圆周上。

作为优选，所述连接处为三个，分别为在横向上对称分布的两个所述连接处和在纵向上分布的一个所述连接处。

作为优选，在横向上的两个所述连接处形成的直线垂直相交于所述定位圆环柱的轴线，横向上的两个所述连接处与纵向上分布的一个所述连接处的距离相等。

作为优选，所述支撑底板上具有与所述定位圆环柱轴线重合的圆柱孔，所述圆柱孔的半径大于所述定位圆环柱的内径。

作为优选，所述支撑底板的形状为正方形，所述支撑底板的中心位于所述定位座的轴线上。

作为优选，所述支撑底板的材料为金属。

作为优选，还包括平行于所述支撑底板且用于固定所述椭球反射镜上部的压板，以及位于所述压板上用于固定所述椭球反射镜的压片。

作为优选，所述压板中具有供所述椭球反射镜通过的圆孔，所述压片位于所述圆孔的圆周上。

作为优选，所述压片为多个，均匀分布后设置所述圆孔的圆周上。

作为优选，所述定位圆环柱外径大于所述圆环柱凸台的外径。

作为优选，所述定位圆柱环和所述圆环柱凸台为一体件。

作为优选，所述圆环柱凸台的轴线与所述定位圆环柱轴线重合。

作为优选，所述定位圆环柱的内径等于所述圆环柱凸台的内径。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种椭球反射镜的定位安装结构，包括位于椭球反射镜底部的定位座，所述定位座从上至下包括伸入所述椭球反射镜底部圆孔内的圆环柱凸台和与所述圆环柱凸台固定连接的定位圆环柱。这样使得椭球反射镜的轴线能够固定，即使椭球反射镜的发生热膨胀变形，但由于轴线固定，因此能够减小热膨胀变形对定位精度的影响。

较佳地，本发明中所述定位座的材料的热膨胀系数与所述椭球反射镜材料的热膨胀系数之差的数值范围为[1×10^-7,1×10^-5]，所述定位座的材料的热膨胀系数小于1×10^{- 5}m/℃。由于定位座采用与椭球反射镜热膨胀系数相近的材料，并且定位座自身的热膨胀系数较小，因此在受热变形时，椭球反射镜内部的底部圆孔对定位座的热膨胀变形影响较小，定位座自身的热膨胀变形也较小，因此减少了椭球反射镜由于膨胀变形产生的应力集中而发生碎裂的几率。

附图说明

图1为现有技术中椭球反射镜的定位安装结构的示意图；

图2为图1中A-A处的剖面图；

图3为本发明提供的椭球反射镜的定位安装结构的俯视图；

图4为图3中B-B处的剖面图；

图5为本发明中定位座与支撑底板采用轴孔配合结构的剖视图；

图6为本发明提供的椭球反射镜的定位安装结构的压板的俯视图；

图7为图6中的C-C处的剖面图。

现有技术图示：01-定位支架、02-点胶处、03-安装定位孔、04-底面圆孔、5-椭球反射镜；

图3-7中：1-支撑底板、11-圆柱孔、2-定位座、21-圆环柱凸台、22-定位圆环柱、23-销钉、24-销钉孔、3-压板、31-圆孔、4-压片、5-椭球反射镜、6-底面圆孔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

为达到上述目的，请参照图3与图4，本发明提供一种椭球反射镜的定位安装结构，位于椭球反射镜5的底部，且从下至上包括支撑底板1、定位座2，所述定位座2从上至下包括伸入所述椭球反射镜5底部圆孔内的圆环柱凸台21和与所述圆环柱凸台21固定连接的定位圆环柱22，圆环柱凸台21和定位圆环柱22为一体件，定位圆环柱22的外径大于圆环柱凸台21的外径，圆环柱凸台21的轴线与定位圆环柱22轴线重合，定位圆环柱22的内径等于圆环柱凸台21的内径。

一般地，圆环柱凸台21的外径等于椭球反射镜5底部圆孔6的直径，这样当椭球反射镜5的底部圆孔6与圆环柱凸台21紧密连接，使得椭球反射镜5能够稳定地固定在定位座2上，这种定位配合方式可称为轴孔配合方法。

其中所述定位座2的材料的热膨胀系数与所述椭球反射镜5材料的热膨胀系数之差的数值范围为[1×10^-7,1×10^-5]，所述定位座2的材料的热膨胀系数小于1×10^-5m/℃，较佳地，定位座2的材料可以为熔石英、陶瓷、花岗岩、金刚石-铜复合材料、不变钢以及单晶氧化镁中的任意一种，也可以是上述材料中任意两种材料所形成的复合材料。

当使用上述材料制成定位座2后，在椭球反射镜5被照明光源照射后，自身温度升高，由于椭球反射镜5的材料为熔石英，其热膨胀系数为0.77×10^-6m/℃，而定位座2的材料与椭球反射镜5的材料的热膨胀系数数值之差范围为[1×10^-7,1×10^-5]，也就是说椭球反射镜5和定位座2的材料的热膨胀系数皆比较小且相差值也较小，因此两者的热膨胀变形程度不仅相近而且较小，因此定位座2的热膨胀变形相对于椭球反射镜5的热膨胀变形的影响较小，这样就大大减小了定位座2的热膨胀变形对椭球反射镜5的应力，减小了椭球反射镜5碎裂的可能性。

定位圆环柱22与支撑底板1销钉连接，定位圆环柱22上的销钉孔24位于定位圆环柱22的外圆周上。

销钉孔24的个数为三个，分别为在X向上对称分布的两个销钉孔24和在Y向上分布的一个销钉孔24，在X向上对称分布的两个销钉孔24连接形成的直线通过定位圆环柱22的轴线，这两个销钉孔24保证了定位座2在Y向上的位置精度，使得定位座2在Y向上的自由度为0。

在Y向上分布的一个销钉孔24，保证了定位座2在X向上的位置精度，使得定位座2在X向上的自由度为0，但在Y向上只有一个销钉孔24，在Y向上与该销钉孔24关于定位圆环柱22轴线对称的一侧未设置销钉孔24，因此当定位座2热膨胀变形时，可通过未设置销钉孔24的一侧释放热膨胀变形与热膨胀变形所产生的应力，防止将热膨胀变形以及热膨胀变形所产生的应力都集中在定位座2中心部分，从而避免了定位座2中心部分因为应力集中而破碎。

在X向上的两个销钉孔24与Y向上的一个销钉孔24的距离相等，在定位圆柱环22的圆周上，三个销钉孔24形成的圆周角为90°，Y向上的一个销钉孔24与圆心之间的连线垂直于在X向上的两个销钉孔24形成的直线。

以上三个销钉孔24保证了定位座2的轴线通过支撑底板1的中心，支撑底板1的形状为正方形，其材料为金属，支撑底板1上具有与定位圆环柱22轴线重合的圆柱孔11，圆柱孔11的半径大于定位圆环柱22的内径。

由于使用与定位座2相同的材料制作支撑底板1会使得成本增大，因此使用金属制作支撑底板1，但由于金属的材料的热膨胀系数与定位座2的材料的热膨胀系数相差很大，因此两者在热膨胀变形时影响较大。

请参照图5，如果定位座2采用固定椭球反射镜5的轴孔配合方法，那么应在定位座2底部制作伸入圆柱孔11的凸台，但金属热膨胀变形远大于定位座2，这样圆柱孔11在热膨胀变形时会显著向圆柱孔11内扩张，从而对圆柱孔11内的凸台产生应力，从而使凸台破碎。因此本发明采用销钉连接的方式，既保证了定位座2的轴线通过支撑底板1的中心，同时可以避免了支撑底板1的横向热膨胀变形对位于其上部的定位座2的影响。

请参照图6与图7，本发明提供的椭球反射镜的定位安装结构还包括平行于所述支撑底板1且用于固定所述椭球反射镜5上部的压板3，压板3固定在椭球反射镜5的外围，靠近椭球反射镜5的上部，压板3中具有供椭球反射镜5通过的圆孔31，以及位于压板3上用于固定所述椭球反射镜5的压片4，压片4位于圆孔31的圆周上。

本发明对上述实施例进行了描述，但本发明不仅限于上述实施例。显然本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，包括位于椭球反射镜底部的定位座，所述定位座从上至下包括伸入所述椭球反射镜底部圆孔内的圆环柱凸台和与所述圆环柱凸台固定连接的定位圆环柱。

2.如权利要求1所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述定位座的材料的热膨胀系数与所述椭球反射镜材料的热膨胀系数之差的数值范围为[1×10^-7,1×10^-5]，所述定位座的材料的热膨胀系数小于1×10^-5m/℃。

3.如权利要求2所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述椭球反射镜的材料为熔石英，所述定位座的材料为熔石英、陶瓷、花岗岩、金刚石-铜复合材料、不变钢以及单晶氧化镁中的至少一种。

4.如权利要求1所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述定位座下方还具有支撑底板。

5.如权利要求4所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述定位圆环柱与所述支撑底板销钉连接，并且至少有两个连接处呈对称分布。

6.如权利要求5所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述连接处位于所述定位圆环柱的外圆周上。

7.如权利要求4所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述连接处为三个，分别为在横向上对称分布的两个所述连接处和在纵向上分布的一个所述连接处。

8.如权利要求7所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，在横向上的两个所述连接处形成的直线垂直相交于所述定位圆环柱的轴线，横向上的两个所述连接处与纵向上分布的一个所述连接处的距离相等。

9.如权利要求4所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述支撑底板上具有与所述定位圆环柱轴线重合的圆柱孔，所述圆柱孔的半径大于所述定位圆环柱的内径。

10.如权利要求9所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述支撑底板的形状为正方形，所述支撑底板的中心位于所述定位座的轴线上。

11.如权利要求4中所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述支撑底板的材料为金属。

12.如权利要求4中所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，还包括平行于所述支撑底板且用于固定所述椭球反射镜上部的压板，以及位于所述压板上用于固定所述椭球反射镜的压片。

13.如权利要求12中所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述压板中具有供所述椭球反射镜通过的圆孔，所述压片位于所述圆孔的圆周上。

14.如权利要求13中所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述压片为多个，均匀分布后设置所述圆孔的圆周上。

15.如权利要求1所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述定位圆环柱外径大于所述圆环柱凸台的外径。

16.如权利要求1所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述定位圆柱环和所述圆环柱凸台为一体件。

17.如权利要求1所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述圆环柱凸台的轴线与所述定位圆环柱轴线重合。

18.如权利要求1所述的椭球反射镜的定位安装结构，其特征在于，所述定位圆环柱的内径等于所述圆环柱凸台的内径。