一种零位传感器调节装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种零位传感器，包括：一基座，用于定位、支撑和包纳该零位传感器；一调节板，包括第一定位销，该调节板可在该基座一面滑动，该调节板上设有第一定位孔和锁紧装置，该锁紧装置用于锁紧该调节板与基座的相对位置；激光准直镜，用于发射激光，该激光准直镜安装在该基座上；角锥反射镜，具有三个相互垂直的光反射面和一个大圆端面，用于接收和反射该激光准直镜的入射光；位置传感器，用于接收该激光的反射光，该反射光在该位置传感器上形成反射光斑，该位置传感器安装在该基座上，该位置传感器与激光准直镜的位置相对固定。

【技术实现步骤摘要】
一种零位传感器调节装置及方法
本专利技术涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种零位传感器调节装置及方法。
技术介绍
在光刻机的位置测量系统中采用了激光干涉仪系统。由于激光干涉仪是一个增量测量系统，只能提供相对位移的精确测量，需要使用零位传感器为激光干涉仪提供一个位置作为初始零点。在专利申请号CN201010530550.6中公布了一种两自由度零位传感器的结构，采用了将PSD（二维平面光电位置传感器）固定在基座上，激光准直镜固定在伸入基座内部的调节板上的结构。如图1中所示,图1中包括基座1、调节板2、激光准直镜3、二维平面光电位置传感器4、镜座5、角锥反射镜6、定位销7。现有技术中公开另一种技术方案是，将调节板与基座以专用工装（见专利申请号CN201110165131.1）调节到理论计算好的零位相对位置锁紧后，只要工件带动反射镜运动到某位置时，由激光准直镜发射出的激光经工件上的反射镜反射刚好入射到PSD的光电中心，此时该工件位置即为零点。三个两自由度零位传感器成组使用就可确定被测物相对于基准的所有6个自由度。此结构的缺点首先是在调零过程中，为了让调节板能在基座顶面滑动，此二者间接触面必然存在间隙。当PSD显示调节到零位时，随着锁紧时调节板贴紧基座，这个间隙被消除，于是调节板在锁紧前后存在相对基座的位置变化，固定在调节板上的准直镜会因此而产生相对于基座的位置变化，使入射光的入射角和位置都会变化，极大地影响调节精度，见图1。其次，由于调节板上的下伸结构需要伸入基块内部以固定激光准直镜，调节板和准直镜需要设计连接件，连接件与调节板下伸结构连接以固定激光准直镜。这样就多了一个部件，相对来说结构复杂，多了个误差项影响精度，还造成了制造，装配，成本等方面的一系列问题，见图1。再次，为了容纳调节板的下伸结构，以及要留出足够的空间以供调节，基块必需要开一个足够大的孔，作为一个主要承力件，这个靠近固定螺钉的大孔的存在对于锁紧与固定前后整体受力状况会产生较大的负面影响。见图2。图2是现有技术中基座滑面中央大孔位置示意图，其中10为基座的滑面中央大孔。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种零位传感器调节装置及方法，用于精确地调整零位传感器的位置。为了实现上述专利技术目的，本专利技术公开一种零位传感器，包括：一基座，用于定位、支撑和包纳该零位传感器；一调节板，包括第一定位销，该调节板可在该基座一面滑动，该调节板上设有第一定位孔和锁紧装置，该锁紧装置用于锁紧该调节板与基座的相对位置；激光准直镜，用于发射激光，该激光准直镜安装在该基座上；角锥反射镜，具有三个相互垂直的光反射面和一个大圆端面，用于接收和反射该激光准直镜的入射光；位置传感器，用于接收该激光的反射光，该反射光在该位置传感器上形成反射光斑，该位置传感器安装在该基座上，该位置传感器与激光准直镜的位置相对固定。更进一步地，该激光准直镜通过安装孔安装在该基座上，该位置传感器通过定位面安装在该基座上，该安装孔和该定位面处于同一平面上。更进一步地，该调节板为一长方体金属板。更进一步地，该基座设有对外安装接口及对内元器件固定接口。更进一步地，该第一定位销和第一定位孔各为两个。本专利技术同时公开一种零位传感器的调节装置，还包括：水平二维滑动台，用于调节该基座和调节板的相对位置；基座固定板，位于该水平二维滑动台上，用于将该基座固定在该水平二维滑动台上；调节板固定座，位于该水平二维滑动台上，用于将该调节板固定在该水平二维滑动台上；第二定位销和第二定位孔，位于该调节板固定座上，该第二定位销用作模拟测量基准，该第一定位销可插入该第二定位孔，该第二定位销可插入该第一定位孔，使得该调节板与该模拟测量基准固定。更进一步地，该水平二维滑动台包括基础部分和滑动部分，该基座通过该基座固定板与滑动部分连接，该调节板通过该调节板固定座与基础部分连接。更进一步地，该位置传感器为平面光电二维测量元件，该零位传感器、水平二维滑动台、基座固定板和调节板固定座的数量各为三个。本专利技术还公开一种调节装置进行调节的方法，包括：步骤一：使该角锥反射镜相对该第二定位销固定；步骤二：通过调节该滑动部分改变该基座相对于该调节板位置，使该反射光斑照射到该位置传感器感光面中心；步骤三：通过该锁紧装置锁定该激光准直镜与位置传感器相对于该第二定位销的位置，使得该零位传感器归零。更进一步地，该方法还包括：步骤四：将归零后的零位传感器从该水平二维滑动台卸下，通过该第一定位销将零位传感器定位到该实际测量基准上，该角锥反射镜则被镜座固定在被测工件上；步骤五：该被测工件带动该角锥反射镜运动到零位时，该位置传感器与激光准直镜的位置使得该反射光斑照射到该位置传感器感光面中心，完成该被测工件相对于该实际测量基准的零位对准。与现有技术相比较，现有技术中的调节板在基块上滑动时存在间隙，随着锁紧后这个间隙被消除，固定在调节板上的准直镜会因此而产生相对于基座的位置变化，极大影响调节精度，经本专利技术所述结构改进，调节精度提高幅度达300%以上。由于调节板上的下伸结构需要伸入基块内部以固定激光准直镜，调节板和准直镜需要设计连接件，连接件与调节板下伸结构连接以固定激光准直镜。这样就多了一个装配环节，不仅多了个误差项，还造成了制造，装配，成本等方面的一系列问题。现结构取消了调节板与激光准直镜的连接块，简化了部件结构，制造及装配工艺性也会因此得到改善。为了容纳调节板的下伸结构，以及要留出足够的空间以供调节，基块必需要开一个足够大的孔，作为一个主要承力件，这个靠近固定螺钉的大孔的存在对于锁紧与固定前后整体受力状况会产生较大的负面影响。因基座取消了调节板滑面中央大孔，可以使调节板锁紧前后受力情况得到改善，经测定可减小变形量25%左右。附图说明关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。图1是现有技术中常使用的调节板与基座间隙位置示意图；图2是现有技术中常使用的基座滑面中央大孔位置示意图；图3是零位传感器的角锥反射镜的外形结构示意图；图4是零位传感器的角锥反射镜光斑运动原理图；图5是零位传感器的角锥反射镜光路原理图；图6是零位传感器的光路附视原理图；图7是零位传感器光路侧视原理图；图8是本专利技术所涉及的零位传感器结构图；图9是本专利技术所涉及的零位传感器调节工装原理图图10是本专利技术所涉及的零位传感器调节工装应用场景图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施例。角锥反射镜6外型如图3所示，它具有三个相互垂直度极好的光反射面。图3中，61是光反射面，62是圆柱面，63是大圆端面。根据这一特性，从偏离角锥反射镜圆柱面轴线（光轴）一个角度范围的锥角内的任一方向的入射光均会被平行反射回去。如图4示，在角锥反射镜6的大圆端面63上，当入射光作远离角锥反射镜中心光轴平动时，根据角锥反射镜的特性，反射光也会作远离角锥反射镜光轴平动，并且运动距离相同。而当入射光作靠近角锥反射镜6光轴运动时，反射光也会作靠近角锥反射镜6光轴运动并且运动距离相同。图4中，65是入射光斑、66是光轴轴心、64是反射光斑。于是，作为上述原理的应用，可以利用这一特性来确定一个被测工件的平面二维两自由度零点：零位传感器工作原理如图5所示。可以确定一个激光准直镜3、角锥反射镜6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零位传感器，其特征在于，包括：一基座，用于定位、支撑和包纳所述零位传感器；一调节板，包括第一定位销，所述调节板可在所述基座一面滑动，所述调节板上设有第一定位孔和锁紧装置，所述锁紧装置用于锁紧所述调节板与基座的相对位置；激光准直镜，用于发射激光，所述激光准直镜安装在所述基座上； 角锥反射镜，具有三个相互垂直的光反射面和一个大圆端面，用于接收和反射所述激光准直镜的入射光；位置传感器，用于接收所述激光的反射光，所述反射光在所述位置传感器上形成反射光斑，所述位置传感器安装在所述基座上，所述位置传感器与激光准直镜的位置相对固定。

【技术特征摘要】
1.一种零位传感器，其特征在于，包括：一基座，起定位支撑和包纳的作用，并提供对外安装接口及对内元器件固定接口；一调节板，包括第一定位销，所述调节板可在所述基座一面滑动，所述调节板上设有第一定位孔和锁紧装置，所述锁紧装置用于锁紧所述调节板与基座的相对位置；激光准直镜，用于发射激光，所述激光准直镜安装在所述基座上；角锥反射镜，具有三个相互垂直的光反射面和一个大圆端面，用于接收和反射所述激光准直镜的入射光；位置传感器，用于接收所述激光的反射光，所述反射光在所述位置传感器上形成反射光斑，所述位置传感器安装在所述基座上，所述位置传感器与激光准直镜的位置相对固定。2.如权利要求1所述的零位传感器，其特征在于，所述激光准直镜通过安装孔安装在所述基座上，所述位置传感器通过定位面安装在所述基座上，所述安装孔和所述定位面处于同一平面上。3.如权利要求1所述的零位传感器，其特征在于，所述调节板为一长方体金属板。4.如权利要求1所述的零位传感器，其特征在于，所述第一定位销和第一定位孔各为两个。5.一种采用权利要求1所述的零位传感器的调节装置，其特征在于，还包括：水平二维滑动台，用于调节所述基座和调节板的相对位置；基座固定板，位于所述水平二维滑动台上，用于将所述基座固定在所述水平二维滑动台上；调节板固定座，位于所述水平二维滑动台上，用于将所述调节板固定在所述水平二维滑动台上；第二定位销和第二定位孔，位于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31