一種光瞳均勻性補償裝置的製作方法

2023-12-03 22:59:41

專利名稱：一種光瞳均勻性補償裝置的製作方法
技術領域：
一種用於補償照明系統，特別是光刻相關的照明系統光瞳均勻性的補償裝置。
背景技術：
光學投影光刻是利用光學投影成像的原理，將掩膜上的集成電路(IC)圖形以分步重複或步進掃描曝光的方式將高解析度的圖形轉移到塗膠矽片上。隨著IC集成度的不斷提高，需要轉移的圖形線條尺寸也越來越細，這就對光刻性能提出了越來越高的要求。光刻照明系統是光學投影光刻機的核心部分之一，光源發出的光束經過照明系統後照射掩膜。對於高解析度的掩膜，照明系統不僅需要提供高度均勻性的照明光場，而且對場平面內的照明角分布均勻性也有很高的要求，這就要求照明系統出射光瞳面上的光強分布均勻。圖Ia至圖Id為遮光元件局部遮擋效應的示意圖。對於具有一定數值孔徑的照明光束1而言，當遮光元件2伸入到照明光束1中，就會在其後的參考面3上產生該遮光元件 2的陰影。由於遮光元件2的擋光作用，陰影處的光強較之無陰影處的光強會有一定的削弱效果。圖Ia和圖Ib分別示意了遮光元件2到參考面3的距離不同時，遮光元件2在參考面3上形成的局部遮擋效應。其中L和L』均表示遮光元件2到參考面3的距離。D和D』 均表示遮光元件2在參考面3上形成的陰影寬度，d表示遮光元件2的直徑。圖Ic和圖Id 分別示意了圖Ia和圖Ib中參考面3的光強分布情況，E表示光強大小，ΔΕ和ΔΕ』均表示陰影處的光強與無陰影處光強的差值大小。從圖Ia和圖Ib對比可以看出，隨著遮光元件2 到參考面3的距離的增大(L』 > L)，遮光元件2在參考面3上形成的陰影寬度也增大(D』 >D)。從圖Ic和圖Id對比得出遮光元件2對參考面3上光強的削弱效果隨著距離的增大而減弱(ΔΕ' < ΔΕ)。如當遮光元件2與參考面3之間的距離為0時，參考面3上得到清晰的遮光元件2的全影，全影的大小等於遮光元件2尺寸，隨著遮光元件2與參考面3之間的距離增大，陰影會逐漸變大變模糊，這就是遮光元件2的局部遮擋效應。利用局部遮擋效應可以調節參考面上的光強分布，光瞳補償裝置正是採用這個原理對光瞳面光強分布的不均勻性進行補償的，即對光瞳面上光強較高的區域，插入遮光元件2降低該區域的光強，通過對不同區域遮光元件2插入深度的控制，使整個光瞳面光強分布趨於均勻。為了補償照明系統出射光瞳面上光強分布的不均勻性，可調節的光瞳均勻性補償裝置是必不可少的。美國專利US6535274公開了一種補償裝置結構，其中至少兩個對稱的遮光元件彼此可以轉動，但這種結構只能補償具有對稱分布的光瞳光強，對具有複雜的不對稱光瞳光強分布的補償是不可能的。美國專利US7798676提出了一種利用遮光元件的局部遮擋效應來校正光瞳光強分布的補償裝置，該器件能夠校正光瞳照明中複雜的不對稱光強分布。但是該專利在校正過程中也存在問題該種補償裝置只含有一種遮光元件，只通過一種遮光元件由外向內插入的方式對光瞳進行均勻性補償存在多種弊端，首先是遮光元件的局部遮擋效應會使光瞳內外相干因子產生變化，相干因子的變化很難通過該專利結構進行調節；其次是必須對光瞳不同區域(如內部區域和外部區域)光強進行調節時，單種遮光元件結構不可避免地會造成光能的不必要損失。

發明內容
為了克服現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種調整光瞳面上光強均勻性的補償裝置，該補償裝置能夠以較少的能量損失校正照明系統出射光瞳或該出射光瞳共軛的光瞳面照明的所有不對稱性，並能夠調節光瞳的內外相干因子。為了實現所述目的，本發明提供的光瞳均勻性補償裝置，包括側壁和多個補償單元，每個補償單元包括第一驅動器、第一驅動機構、第一遮光組件和第二遮光組件；其中 在側壁上設置有多個導軌槽；多個補償單元沿著側壁外側均勻分布，且第一遮光組件位於第一驅動器和第二遮光組件之間，第一遮光組件和第二遮光組件的另一端穿過導軌槽並伸入照明系統的照明光束外延中，補償單元中的第一遮光組件和第二遮光組件在第一驅動器和第一驅動機構的驅動下，沿著導軌槽方向即光軸方向獨立運動，改變第一遮光組件和第二遮光組件與光瞳共軛面之間的距離。所述的光瞳均勻性補償裝置，還包括上安裝基板、下安裝基板，所述第一驅動器固接於上安裝基板，所述第一驅動機構的一端與第一驅動器通過聯軸器方式連接；第一驅動機構的另一端以軸承連接方式連接於下安裝基板。優選實施例所述第一遮光組件包括第二驅動器、第二驅動機構、第一遮光元件和第一基板，第一基板的一端固定連接於第一驅動機構上的螺母或運動部件上，第一基板的另一端穿過導軌槽插入到側壁內部；第二驅動器、第二驅動機構和第一遮光元件位於側壁內部；第二驅動器固接在第一基板上；第二驅動機構一端與第二驅動器通過聯軸器方式連接，第二驅動機構另一端以軸承方式連接於第一基板上，第一遮光元件的一端固定連接第二驅動機構的螺母或運動部件上，第一遮光元件另一端以導軌連接方式或滑動方式連接於第一基板，第一遮光元件在第二驅動器和第二驅動機構的驅動作用下沿照明光場徑向運動調節第一遮光元件插入照明光束的深度，使得第一遮光元件能夠沿照明光場徑向伸入或抽出照明系統的照明光束外延。優選實施例所述第二遮光組件包括第三驅動器、第三驅動機構、第二遮光元件和第二基板，第二基板的一端固定連接於第一驅動機構上的螺母或運動部件上，第二基板的另一端穿過導軌槽插入到側壁內部；第三驅動器、第三驅動機構和第二遮光元件位於側壁內部；第三驅動器固接在第二基板上；第三驅動機構一端與第三驅動器通過聯軸器方式連接，第三驅動機構另一端以軸承方式連接於第二基板第二遮光元件的一端固定連接第三驅動機構的螺母或運動部件上，第二遮光元件另一端以導軌連接方式或滑動方式連接於第二基板，第二遮光元件在第三驅動器和第三驅動機構的驅動作用下沿照明光場徑向運動調節第二遮光元件插入照明光束的深度，使得第二遮光元件能夠沿照明光場徑向伸入或抽出照明系統的照明光束外延。優選實施例所述的補償單元可以包含2個或2個以上遮光組件。優選實施例所述的第一遮光元件在第二驅動器和第二驅動機構的驅動作用下沿照明光場徑向運動調節插入照明光場的深度。所述的第二遮光元件在第三驅動器和第三驅動機構的驅動作用下沿照明光場徑向運動調節插入照明光場的深度，所述調節第一遮光元件和第二遮光元件的插入深度及第一遮光組件和第二遮光組件與照明系統光瞳共軛面距離來改變照明光瞳處的光強分布，實現對照明系統光瞳不均勻性的有效補償。優選實施例所述第一遮光元件設置為不透光的杆狀結構，第一遮光元件對插入照明光束的所有區域都有局部遮擋效應，所述第二遮光元件設置為具有部分區域透光和部分區域不透光的杆狀結構，第二遮光元件插入照明光束時，只有不透明區域對照明光束有局部遮擋效應。優選實施例所述第一遮光元件的結構為針狀立體結構或三角形立體結構，所述第二遮光元件的結構為針狀立體結構或三角形立體結構。所述的光瞳均勻性補償裝置，還可以沿光軸方向設置一個轉動機構，使得光瞳均勻性補償裝置繞光軸旋轉，補償由於有限個遮光組件而導致的位置離散效應。本發明與現有技術相比的優點在於1)由於每個遮光組件可以沿光軸方向進行位置調節，因此可以調整每個遮光元件的半影寬度，從而更加有效的提高光瞳均勻性；2)由於本發明光瞳均勻性補償裝置的結構含有不少於兩種的遮光元件，能夠對光瞳不同區域上的光強進行遮擋，因此本發明可以調節光瞳內外相干因子；3)由於採用不同種類的遮光元件，分別對光瞳不同區域的光強進行遮擋，能量損失小，系統的整體光強透過率高。


圖Ia為遮光元件與參考面距離為L時的局部遮擋效應的示意圖。圖Ib為遮光元件與參考面距離為L』時的局部遮擋效應的示意圖。圖Ic為圖Ia參考面上的光強分布示意圖。圖Id為圖Ib參考面上的光強分布示意圖。圖2為本發明的光瞳均勻性補償裝置立體結構示意圖。圖3為本發明的單個補償單元結構示意圖。圖4為本發明的第一遮光組件結構示意圖。圖5為本發明的第二遮光組件結構示意圖。圖6a為本發明的第一遮光元件結構示意圖。圖6b至圖6d為本發明的第二遮光元件結構示意圖。圖7為本發明的一種光瞳光強分布下，校正光強均勻性遮光元件分布示意圖。圖8為本發明的光瞳內外相干因子定義中涉及的內外半徑示意圖。圖9為本發明的光瞳均勻性補償裝置應用於光刻機投影曝光系統光路結構的示意圖。圖10為本發明的光瞳均勻性補償裝置側壁另外一種立體結構示意圖。本發明元件序號列表投影曝光系統的光源11，光束12，光束傳遞單元13，衍射光學元件14，照明單元15，掩膜16，投影物鏡單元17，矽片面18，
照明系統光瞳共軛面19，光學系統光瞳面20，光瞳均勻性補償裝置21，整個系統光軸22，照明光束外延23，驅動裝置24，第一驅動器211，第一驅動機構212，第一遮光組件213，第二遮光組件214，上安裝基板215，下安裝基板216，側壁217，導軌槽2171，補償單元218，第二驅動器2131，第二驅動機構2132，第一遮光元件2133，第一基板2134，第三驅動器2141，第三驅動機構2142第二遮光元件2143，第二基板2144，探測器25，控制器26，執行器27。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明的具體實施方式
作進一步詳細地描述。圖2為本發明光瞳均勻性補償裝置21的立體結構示意圖，其中包括上安裝基板 215、下安裝基板216、側壁217，多個補償單元218，每個補償單元218包括第一驅動器211、 第一驅動機構212、第一遮光組件213和第二遮光組件214 ；光瞳均勻性補償裝置21的支撐結構包括上安裝基板215和下安裝基板216，上安裝基板215和下安裝基板216為圓環片形的基板；其中側壁217為圓筒狀，側壁217和上安裝基板215以及下安裝基板216為機械固接，如螺釘和螺母固定，在側壁217上設置有多個導軌槽2171 ；多個補償單元218設置在上安裝基板215和下安裝基板216之間，並沿著側壁217外圓周側均勻分布。補償單元218 中的第一遮光組件213和第二遮光組件214可在第一驅動器211和第一驅動機構212的驅動下，沿著導軌槽2171方向即光軸22方向獨立運動。改變第一遮光組件213和第二遮光組件214與光瞳共軛面19之間的距離。調節第一遮光組件213和第二遮光組件214中的遮光元件2133和2143的局部遮擋效應來補償光強分布不均勻且分布無規律的照明光瞳的均勻性。請參見圖3為本發明的光瞳均勻性補償裝置21的單個補償單元218的結構，每個補償單元218包括第一驅動器211和第一驅動機構212，第一遮光組件213和第二遮光組件 214。第一驅動器211和第一驅動機構212驅動第一遮光組件213和第二遮光組件214沿著光軸22方向獨立運動，調節第一遮光組件213、第二遮光組件214的軸向位置與照明系統光瞳共軛面19的距離，調節第一遮光元件2133及第二遮光元件2143的局部遮擋效應，從而調節光瞳共軛面19上的陰影寬度，有效補償光強分布不均勻且分布無規律的照明光瞳的均勻性。

第一驅動機構212的一端與第一驅動器211通過聯軸器方式連接，第一驅動機構 212的另一端與下安裝基板216以軸承方式連接；第一遮光組件213和第二遮光組件214固定連接於第一驅動機構212上的螺母或運動部件上，且第一遮光組件213位於第一驅動器 211的和第二遮光組件214之間，第一遮光組件213和第二遮光組件214穿過導軌槽2171伸入側壁217內部，第一驅動器211和第一驅動機構212驅動第一遮光組件213和第二遮光組件214沿著光軸22方向獨立運動，調節第一遮光組件213、第二遮光組件214的軸向位置與照明系統光瞳共軛面19的距離，調節第一遮光組件213的第一遮光元件2133及第二遮光組件214的第二遮光元件2143的局部遮擋效應，從而調節光瞳共軛面19上的陰影寬度，能有效補償光強分布不均勻且分布無規律的照明光瞳均勻性和補償效率。所選的第一驅動器211可以是步進電機，直線電機等，所選的第一驅動機構212可以是絲杆或其它機構，第一驅動器211和第一驅動機構212的具體選擇及連接方式可以由 本領域技術人員根據具體需求選擇。請參見圖4示出本發明的第一遮光組件213的結構，所述的第一遮光組件213包括第二驅動器2131、第二驅動機構2132、第一遮光元件2133和第一基板2134，第一基板 2134的一端固定連接於第一驅動機構212上的螺母或運動部件上，第一基板2134的另一端穿過導軌槽2171插入到側壁217內部；第二驅動器2131、第二驅動機構2132和第一遮光元件2133位於側壁217內部，第二驅動器2131固接在第一基板2134上，第二驅動機構2132 一端與第二驅動器2131通過聯軸器方式連接，第二驅動機構2132另一端以軸承方式連接於第一基板2134上，第一遮光元件2133的一端固定連接第二驅動機構2132的螺母或運動部件上，第一遮光元件2133另一端以導軌連接或滑動連接於第一基板2134，第一遮光元件 2133在第二驅動器2131和第二驅動機構2132的驅動作用下沿照明光場徑向運動，調節第一遮光元件2133插入照明光束的深度。使得第一遮光元件2133能夠沿光場徑向伸入或抽出照明系統的照明光場外延23，改變第一遮光元件2133在照明場中的伸入深度。所述第一遮光元件2133最多能伸入到達到光軸22位置，抽出時第一遮光元件2133能夠完全離開照明光場外延23。調節第一遮光元件2133插入深度和第一遮光組件213與照明系統光瞳共軛面19距離來改變照明光瞳處的光強分布，實現對照明系統光瞳不均勻性的有效補償。請參見圖5示出本發明的第二遮光組件214的結構，所述的第二遮光組件214包括第三驅動器2141、第三驅動機構2142、第二遮光元件2143和第二基板2144，第二基板 2144的一端固定連接於第一驅動機構212上的螺母或運動部件上，第二基板2144的另一端穿過導軌槽2171插入到側壁217內部；第三驅動器2141、第三驅動機構2142和第二遮光元件2143位於側壁217內部，第三驅動器2141固接在第二基板2144上，第三驅動機構2142 一端與第三驅動器2141通過聯軸器方式連接，第三驅動機構2142另一端以軸承方式連接於第二基板2144上，第二遮光元件2143的一端固定連接第三驅動機構2142的螺母或運動部件上，第二遮光元件2143另一端以導軌連接或滑動連接於第二基板2144，第二遮光元件 2143在第三驅動器2141和第三驅動機構2142的驅動作用下沿照明光場徑向運動，調節第二遮光元件2143插入照明光束的深度。使得第二遮光元件2143能夠沿光場徑向伸入或抽出照明系統的照明光場外延23，改變第二遮光元件2143在照明場中的伸入深度。所述第二遮光元件2143最多能伸入到達到光軸22位置，抽出時第二遮光元件2143能夠完全離開照明光場外延23。調節第二遮光元件2143插入深度和第二遮光組件214與照明系統光瞳共軛面19距離來改變照明光瞳處的光強分布，實現對照明系統光瞳不均勻性的有效補償。另外，為了補償由於有限個遮光組件而導致的位置離散效應，整個光瞳均勻性補償裝置21還可以沿光軸22方向設置一個轉動機構，使得光瞳均勻性補償裝置21繞光軸22 旋轉。
不同的遮光組件包括的遮光元件種類不同，用以滿足對光瞳共軛面19不同區域光強的調節。圖6a為一種杆狀不透明結構的第一遮光元件2133，它能對插入光束內所有面積區域內的光強起調節作用。圖6b為另外一種杆狀具有部分透明結構的第二遮光元件 2143，該杆狀結構第二遮光元件2143的前端不透明、而後端透明，插入照明光場內時只有不透明區域對光強起調節作用，對於只要調節光瞳內部區域光強，不希望影響光瞳外部光強時，第二遮光元件2143能夠在不影響光瞳外部光強分布的條件下實現對光瞳內部光強的有效調節。第一遮光元件2133和第二遮光元件2143還可以設置成非杆狀結構，如針狀、三角形狀等，以滿足不同照明條件需求，第二遮光元件2143的透光率還可以設置為漸進式，即從一端開始透過率不斷減小，如階躍式和臺階式等形式。第二遮光元件2143的透光率還可以設置為間歇式或其它形式，如圖6c和圖6d所示結構。圖7為一種光瞳光強分布下，第一遮光元件2133和第二遮光元件2143校正光強均勻性示意圖。光瞳顏色的深淺表示該區域光強的大小，顏色越深表示光強越大。對於不均勻光瞳光強，單獨採用單一的遮光元件很難實現光瞳的不均勻性補償，或需要以較大的能量損失為代價來實現光瞳的不均勻性補償，對於本發明的結構而言就能夠方便地實現均勻性補償。根據系統光瞳光強的分布情況，調節相應的第一遮光元件2133和第二遮光元件 2143插入深度，實現以最小的能量損失補償了光瞳的所有不均勻性。第二遮光元件2143可以實現對光瞳內部光強的調節的同時對光瞳外部光強分布影響很小。第一遮光元件2133 對插入光瞳的所有區域光強進行調節。本實施例優選地，通過兩種遮光元件的不同插入深度的設置，可以實現以較少的能量損失對光瞳所有不對稱性進行補償。本發明的另一個優勢在於可以調節光瞳內外相干因子，圖8給出圓形光瞳。R為光瞳半徑，Rout定義為包含光瞳總能量90%時相應的光瞳半徑R的大小，Rin定義為包含光瞳總能量10%時相應的光瞳半徑R的大小。內相干因子定義為Rin/R值，外相干因子定義為 Rout/R 的值。對光瞳不均勻性進行調節時，對光瞳外部光強阻擋較多時，光瞳外部損失較大，光瞳的內外相干半徑會變小。同樣的，當對光瞳內部光強阻擋較多時，光瞳內部光強損失較大，光瞳的內外相干半徑會變大。且內外相干半徑變化量並不相同，用照明系統中的的變焦子系統對相干因子進行調節並不一定能保證內外相干因子同時滿足系統要求。本發明的光瞳補償裝置含有不少於兩種的遮光組件，能夠對光瞳特定區域上的光強進行阻擋，因此可以對系統內外相干因子進行有效的微調。即當光瞳補償裝置對光瞳外部光強阻擋較多，光瞳外部光強損失較大時，光瞳的內外相干半徑變小。在通過變焦系統條件後仍然無法滿足系統內外相干因子要求時，可以調節相應的遮光組件對光瞳內部光強做出一定阻擋，使系統內外相干半徑增大。同樣地，當光瞳內部光強損失較大，光瞳的內外相干半徑變大時，可以調節相應的遮光組件對光瞳外部光強做出一定阻擋。這樣，利用光瞳補償裝置多種遮光組件的調節作用配合變焦子系統能夠很好地完成系統內外相干因子的調節工作。

本發明中，所述的上安裝基板215和下安裝基板216作用是支撐固定光瞳均勻性補償裝置的作用，當能夠滿足穩固性要求時可以只設置其中的一個，也可以不設置上下安裝基板，通過相鄰的器件安裝固定第一驅動器211、第一驅動機構212。所述的側壁217除為圓筒結構外，還可以採用錐筒或正多邊筒狀等，如正六稜筒或正八稜筒，且採用正多邊形筒時，筒的內部也可以設置為圓狀，如圖10所示，總之，側壁217的結構只要能滿足結構要求即可，不做特定限制。所述的第一遮光元件2133和第二遮光元件2143的結構形式也可以進行互換，即第一遮光元件2133為部分透明，而第二遮光元件2143不透明結構，或者二者同時候為不透明或同時為半透明結構。所述側壁217和上安裝基板215以及下安裝基板 216也可以為機械焊接，也可以採用一體結構。所有涉及到的驅動器和驅動機構可以通過本領域的技術人員根據需要來選擇，例如可採用步進電機，直線電機，壓電陶瓷元件或磁致伸縮元件等作為驅動器。採用絲杆機構，柔性鉸鏈機構，齒輪齒條機構等作為驅動機構。特別優選的，沿周向分布驅動器和驅動機構，每種遮光組件都在驅動機構上排布一個。通過合理的機構設計實現由一個驅動器和一個驅動機構驅動多個遮光元件自由地做直線運動。光瞳補償裝置圓周內第一驅動器211的數量在十幾個到幾十個不等，可以根據遮光元件充滿整個光瞳面的面積而確定。第一驅動器211的數量和第一驅動機構212的數量相對應，光瞳補償裝置的每一個第一驅動機構212上可以使用3個或者3個以上的遮光組件。 圖9是本發明的光瞳補償裝置21應用於光刻機投影曝光系統光路結構的實施例， 包括投影曝光系統的光源11、光束12、光束傳遞單元13、衍射光學元件14、照明單元15、掩膜16、投影物鏡單元17、矽片面18、照明系統光瞳共軛面19、投影物鏡系統光瞳共軛面20、 光瞳均勻性補償裝置21和整個系統光軸22。光束傳遞單元13位於光源11和衍射光學元件14之間，光源11發出的雷射光束12入射到光束傳遞單元13上，經過光束傳遞單元13 的擴束準直後入射到衍射光學元件14上，通過衍射光學元件14變換出具有不同的照明模式的光束；照明單元15位於衍射光學元件14和掩膜16之間，照明單元15接收具有不同的照明模式的光束，光束經過照明單元15後形成均勻性大於90%的照明光場，均勻化的照明光場投射到掩模16上，經過均勻照明光場照射後掩模16生成圖案；投影物鏡單元17位於掩膜16和矽片面18之間，投影物鏡單元17接收掩模16的圖案後，將圖案投射到矽片面18 上，在矽片面18上形成和掩模16相同的圖案，從而對矽片面18上光刻膠進行曝光，上述過程完成了光刻曝光過程，即將掩模16的圖案刻蝕在了矽片面18上。光束傳輸路徑外還有信號控制單元28，包括驅動裝置24、、探測器25、控制器26和執行器27，依次通過信號線依次連接，此信號控制單元28的執行器27通過信號線連接到光瞳均勻性補償裝置21的各個驅動器上。光刻機照明光場除了具有很高的均勻性要求外，照明光場還要具有很高的角分布均勻性，即要求整個光學系統的光瞳光強分布均勻。在照明單元15內部存在光學系統光瞳面20的共軛像面，如圖9所示照明系統光瞳共軛面19。本發明所涉及的光瞳均勻性補償裝置21位於照明單元15的光瞳共軛面19之前，通過光瞳均勻性補償裝置21的遮光元件的局部遮擋效應調節照明單元15的光瞳共軛面19上的光強分布，從而補償光學系統光瞳光強分布的不均勻性。通常信號控制單元28位於光束傳輸路徑以外，當要對光瞳的均勻性進行補償時，移走掩膜16，探測器25通過驅動裝置24的作用進入到照明光束外延23內，並置於掩膜16原位置處。探測器25探測得到掩膜16處光強分布及角度分布的信號傳給控制器26，控制器26處理探測器25得到的光強分布信號並產生相應的控制信號傳給執行器 27，執行器27根據接收到的控制信號產生執行信號傳給光瞳均勻性補償裝置21的各個驅動器。光瞳均勻性補償裝置21上驅動器響應執行器27的執行信號做出相應的運動，例如在光軸22附近光強較周圍光強高，執行器27發出信號使得光瞳均勻性補償裝置21的遮光元件遮擋此處光強，通過補償此處光強，從而調整光瞳面上的光強均勻性。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明， 而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以上所述實施例變化和變型都將落在本發明權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種光瞳均勻性補償裝置，其特徵在於，包括側壁和多個補償單元，每個補償單元包括第一驅動器、第一驅動機構、第一遮光組件和第二遮光組件；其中在側壁上設置有多個導軌槽；多個補償單元沿著側壁外側均勻分布，且第一遮光組件位於第一驅動器和第二遮光組件之間，第一遮光組件和第二遮光組件的另一端穿過導軌槽並伸入照明系統的照明光束外延中，補償單元中的第一遮光組件和第二遮光組件在第一驅動器和第一驅動機構的驅動下，沿著導軌槽方向即光軸方向獨立運動，改變第一遮光組件和第二遮光組件與光瞳共軛面之間的距離。
2.根據權利要求1所述的光瞳均勻性補償裝置，其特徵在於，還包括上安裝基板、下安裝基板，所述第一驅動器固接於上安裝基板，所述第一驅動機構的一端與第一驅動器通過聯軸器方式連接；第一驅動機構的另一端以軸承連接方式連接於下安裝基板。
3.根據權利要求1所述的光瞳均勻性補償裝置，其特徵在於所述第一遮光組件包括第二驅動器、第二驅動機構、第一遮光元件和第一基板，第一基板的一端固定連接於第一驅動機構上的螺母或運動部件上，第一基板的另一端穿過導軌槽插入到側壁內部；第二驅動器、第二驅動機構和第一遮光元件位於側壁內部；第二驅動器固接在第一基板上；第二驅動機構一端與第二驅動器通過聯軸器方式連接，第二驅動機構另一端以軸承方式連接於第一基板上，第一遮光元件的一端固定連接第二驅動機構的螺母或運動部件上，第一遮光元件另一端以導軌連接方式或滑動方式連接於第一基板，第一遮光元件在第二驅動器和第二驅動機構的驅動作用下沿照明光場徑向運動調節第一遮光元件插入照明光束的深度，使得第一遮光元件能夠沿照明光場徑向伸入或抽出照明系統的照明光束外延。
4.根據權利要求1所述的光瞳均勻性補償裝置，其特徵在於所述第二遮光組件包括第三驅動器、第三驅動機構、第二遮光元件和第二基板，第二基板的一端固定連接於第一驅動機構上的螺母或運動部件上，第二基板的另一端穿過導軌槽插入到側壁內部；第三驅動器、第三驅動機構和第二遮光元件位於側壁內部；第三驅動器固接在第二基板上；第三驅動機構一端與第三驅動器通過聯軸器方式連接，第三驅動機構另一端以軸承方式連接於第二基板上，第二遮光元件的一端固定連接第三驅動機構的螺母或運動部件上，第二遮光元件另一端以導軌連接方式或滑動方式連接於第二基板，第二遮光元件在第三驅動器和第三驅動機構的驅動作用下沿照明光場徑向運動調節第二遮光元件插入照明光束的深度，使得第二遮光元件能夠沿照明光場徑向伸入或抽出照明系統的照明光束外延。
5.根據權利要求1所述的光瞳均勻性補償裝置，其特徵在於，所述的補償單元包含2個或2個以上遮光組件。
6.根據權利要求3和4所述的光瞳均勻性補償裝置，其特徵在於，所述的第一遮光元件在第二驅動器和第二驅動機構的驅動作用下沿照明光場徑向運動調節插入照明光場的深度；所述的第二遮光元件在第三驅動器和第三驅動機構的驅動作用下沿照明光場徑向運動調節插入照明光場的深度，所述調節第一遮光元件和第二遮光元件的插入深度及第一遮光組件和第二遮光組件與照明系統光瞳共軛面距離來改變照明光瞳處的光強分布，實現對照明系統光瞳不均勻性的有效補償。
7.根據權利要求3所述的光瞳均勻性補償裝置，其特徵在於，所述第一遮光元件設置為不透光的杆狀結構，第一遮光元件對插入照明光束的所有區域都有局部遮擋效應，所述第二遮光元件設置為具有部分區域透光和部分區域不透光的杆狀結構，第二遮光元件插入照明光束時，只有不透明區域對照明光束有局部遮擋效應。
8.根據權利要求3所述的光瞳均勻性補償裝置，其特徵在於，所述第一遮光元件的結構為針狀立體結構或三角形立體結構，所述第二遮光元件的結構為針狀立體結構或三角形立體結構。
9.根據權利要求1至8所述的光瞳均勻性補償裝置，還能沿光軸方向設置一個轉動機構，使得光瞳均勻性補償裝置繞光軸旋轉，補償由於有限個遮光組件而導致的位置離散效應。
全文摘要
本發明是一種光瞳均勻性補償裝置，包括側壁和多個補償單元，每個補償單元包括第一驅動器、第一驅動機構、第一遮光組件和第二遮光組件；其中在側壁上設置有多個導軌槽；多個補償單元沿著側壁外側均勻分布，且第一遮光組件位於第一驅動器的和第二遮光組件之間，第一遮光組件和第二遮光組件的另一端穿過導軌槽並伸入照明系統的照明光束外延中，補償單元中的第一遮光組件和第二遮光組件可在第一驅動器和第一驅動機構的驅動下，沿著導軌槽方向即光軸方向獨立運動。改變第一遮光組件和第二遮光組件與光瞳共軛面之間的距離。
文檔編號G03F7/20GK102331688SQ201110327838
公開日2012年1月25日 申請日期2011年10月25日 優先權日2011年10月25日
發明者何毅, 劉學峰, 盧亮, 廖志傑, 張海波, 林嫵媚, 甘大春, 邢廷文 申請人:中國科學院光電技術研究所