光刻鏡頭光學(xué)元件支撐件是指為了保證光刻投影物鏡能夠保持較高的分辨力，減少外力、溫度等因素對光刻物鏡產(chǎn)生的負(fù)面影響而對光學(xué)元件起到固定、支撐作用的支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。光學(xué)元件支撐結(jié)構(gòu)對光刻投影物鏡成像性能的影響非常關(guān)鍵。
1、核心技術(shù)
光刻鏡頭光學(xué)元件支撐件的產(chǎn)品質(zhì)量對光刻鏡頭工作效果影響很大，支撐件的生產(chǎn)技術(shù)直接決定了支撐件的產(chǎn)品質(zhì)量，因此支撐件的生產(chǎn)技術(shù)重要性不言而喻。鏡框基準(zhǔn)面的加工是保證裝配精度最重要的一步，必須在一臺特制的高精度定心車床上進(jìn)行，由于立式車床加工效果最好，多采用立式車床。另外，車床主軸精度應(yīng)在亞微米級，通常只有空氣或液體靜壓主軸才具有這種高精度；定心儀的定心精度也應(yīng)在亞微米級；設(shè)計時定位面的寬度不大于10mm。一般上定位面為一連續(xù)的環(huán)帶面，下定位面為3個點面。在預(yù)加工鏡框時已為精加工留出了幾百微米的余量。進(jìn)刀可分?jǐn)?shù)次進(jìn)行，每次進(jìn)刀量約為20μm，最后一次進(jìn)刀量應(yīng)不大于10μm（每次切削不能停頓）。另外注意吃刀量、車削速度和主軸轉(zhuǎn)速的配合以及刀具的正確裝夾。
2、專利申請
近些年，我國光刻鏡頭光學(xué)元件支撐件專利申請方面進(jìn)步較快，其申請人有上海微電子裝備有限公司、中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所、中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，專利申請數(shù)量和質(zhì)量對光刻鏡頭光學(xué)元件支撐件行業(yè)的具有巨大的推動作用。例如，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所分別于2016年和2017年申請了《光學(xué)元件支撐結(jié)構(gòu)、單元鏡組、曝光光學(xué)系統(tǒng)及光刻機(jī)》、《光學(xué)元件運動學(xué)支撐裝置、投影物鏡和光刻機(jī)》兩項專利。
3、技術(shù)趨勢
傳統(tǒng)的光刻鏡頭光學(xué)元件支撐結(jié)構(gòu)對鏡片偏心量的控制是依靠鏡筒、隔圈、套筒、鏡框的機(jī)械加工精度或者鏡片本身的磨邊精度來保證的。這些件的加工精度一般在數(shù)十微米，加上裝配間隙也在數(shù)十微米，因此偏心的控制精度就可想而知。而光刻鏡頭是在高精度(≤1μm)定心儀的實時監(jiān)視下，通過高精度加工的鏡框定位面和直接在定心監(jiān)視下連接固定鏡片來保證偏心量的。這不僅反映了偏心量的真實情況而且在精度上有了數(shù)量級的提高。因此，需要加工精度更高的機(jī)床設(shè)備，以滿足光刻機(jī)對支撐件產(chǎn)品的精度要求。
從技術(shù)發(fā)展來看，光刻技術(shù)在新一代極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中，仍將是主流技術(shù)。和光刻技術(shù)一樣，光刻物鏡制造技術(shù)也由微米制造技術(shù)發(fā)展成納米制造技術(shù)，出現(xiàn)了劃時代的變化。一方面，目前的光刻技術(shù)使芯片的小刻線寬度達(dá)到了納米尺度，光刻物鏡本身的制造要求也從以微米為計量單位跨入到以納米為計量單位的時代。
新思界
產(chǎn)業(yè)研究分析師認(rèn)為：光刻鏡頭光學(xué)元件支撐件的技術(shù)將從原材料和支撐結(jié)構(gòu)兩個方面不斷精進(jìn)，原材料從銅合金、鋁合金等金屬材料到熔石英、不銹鋼等材料轉(zhuǎn)變，軟性材料采用環(huán)氧樹脂等；支撐結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，但緩解了外在因素對曝光效果的影響。例如，采用柔性支撐件，它包括與物鏡相連的頂塊、柔性連接機(jī)構(gòu)和與主基板相連的底塊，所述柔性連接機(jī)構(gòu)包括兩個柔性連接件，柔性連接件設(shè)在頂塊和底塊之間，構(gòu)成人字型或倒T字型柔性支撐件，所述柔性連接件為設(shè)有內(nèi)部梁的框結(jié)構(gòu)或者設(shè)有柔性鉸鏈的梁結(jié)構(gòu)。所述柔性支撐裝置包括三個柔性支撐件、第二柔性支撐件和第三柔性支撐件，三者分布在等腰三角形的三個交點，物鏡設(shè)置在三角形中心位置。
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