[发明专利]可进行X-Y调整的光学装配件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求由Blanding等人在2008年10月30日提交的美国专利申请12/261644的优先权，该专利申请12/261644对在2007年2月27日提交的美国专利申请12/072631进行参照并且题为“Monolithic Optical Mount”。

技术领域

本发明总地涉及部件装配件，且具体地说涉及用于光学元件的装配件，该装配件允许在正交于光轴的平面内进行可调整平移。

背景技术

光刻或微刻的设备广泛用在制造微电子半导体器件和其它微型器件中。在光刻中，光学系统引导光能，从而以高分辨率和精密对准性将图案记录在形成于硅片或其它基质上的感光层上。持续的小型化改进将越来越多的挑战需求放在用于此种功能的光学系统的性能和精度上。微刻光学系统相当大且复杂，并包含多个光学元件。层叠环状透镜组件构造较佳地用于例如在授予Bruning等人的题为“Decoupled Mount for Optical Element and Stacked Annuli Assembly”的美国专利5428482中所描述类型的光学仪器。

具有极其高质量的透镜用于微刻。通常，这些透镜(称为“分档透镜”)包括多个元件，且每个透镜元件极其精确地安装在由不锈钢制成的圆柱形“单元”中。每个这些单元制造成具有极其精密的公差。例如，啮合面是对地平坦且平行的，从而当组装好透镜时，每个后续单元螺栓连接于相邻单元的表面，而可进行微小调整或者无法进行调整。一旦已组装好所有单元，则对整个透镜进行测试，并发现任何不希望的变形或图像失真。

实际上，在首次完全组装好透镜之后，通常通过严格的测试来确定一个或多个元件须沿X或Y方向进行轻微运动，以校正所测得的光缺陷。须在不会对邻近部件的位置造成不利影响并且不会改变透镜元件沿光轴位置的条件下实施此种类型的调整。在一些情形中，此种类型的校正需将透镜组件拆开、重新调整透镜位置、重新组装并重新测试。对那些光学制造领域的技术人员已知的是，由于人为误差这会是费钱且费时的程序。

可满足进行X-Y定心调整需求的替代策略与透镜单元本身的设计有关，而内环连接于外部装配件。此种应用例如用在复杂的光学装配件中，而在授予Trunz等人的题为“Optical Imaging Device，Particularly an Objective，with at Least One Optical Element”的美国专利号6191898中披露此种复杂的光学装配件。此种设计类型的外部装配件对结构进行支承并安装于透镜组件中的相邻单元，而内环携带所要调整的透镜元件。然后，使用一个或多个相反的调整螺钉，以将内环驱使到正交于光轴(Z轴线)的X-Y平面内的较佳位置。

虽然使用支承在外部装配件内的内环的解决方案能减轻在需要于X-Y平面内进行调整时、对于拆开透镜组件的需求，然而实际上此种类型的应用存在缺点。此种类型的传统解决方案会在调整过程中经受摩擦力和表面打滑，这会产生不理想且无法预测的附加运动，使得为了沿一个方向改变内环位置而进行的调整会产生相对于正交方向的不利运动。会难于从一次调整到下一次调整中预测不利运动量，且该不利运动量取决于各种因素，例如：表面轮廓和抛光度以及致动螺钉或用于从动致动器和固定致动器的其它致动器轴的转动位置、从动致动器和非从动致动器与内环之间的接触角以及X-Y平面中的起始位置和结束位置。

因此，当使用传统构造的致动器来进行X-Y平面定位时，结果会较不令人满意。摩擦力和机械接口处表面尺寸的变化的不利影响会致使在调整时所产生的一些附加运动量难于预测。用于进行X-Y平面调整而提出的多个传统解决方案是相当复杂的，并且包括大量部件，从而当进行调整时增大产生不利附加运动的风险。

发明内容

本发明的目的是改进透镜安装和调整的技术。考虑该目的，本发明提供一种光学元件装配件，该光学元件装配件包括：

内部部件，该内部部件通过多个挠曲件悬在外部部件内；以及

第一平移调整仪器和第二平移调整仪器，该第一平移调整仪器和该第二平移调整仪器设置成使内部部件在正交于光轴的平移平面内平移，其中每个平移调整仪器包括：

(i)致动器，该致动器可沿平行于平移平面的直线行进路径在外部部件内运动；

(ii)轴，该轴在外部部件和内部部件之间延伸，且该轴利用第一球窝接头连接于致动器并利用第二球窝接头连接于内部部件；