专利名称：一种偏置平板的调整装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学系统中的调整装置，尤其涉及光刻系统中用于调焦调平的偏 置平板的调整装置。
背景技术：
随着半导体工艺日益趋于精密化和生产力要求的不断提高，半导体制造设备的精 密性不断提升，相应的，对产品的检测仪器的精密性要求也不断提高。在投影光刻系统中， 为了对硅片的表面进行高精度的检测，需要调焦调平系统测量硅片上表面的高度与倾斜信 肩、ο在调焦调平系统的测量过程中，当投影物镜焦面发生漂移后，若不对其焦面位置 进行校正补偿，会使调焦调平的测量点中心与投影物镜曝光视场不重合，引起测量误差。这 种情况下为了校正补偿，采用在光路中加一个偏置平板，并通过对片偏置平板旋转角度的 调整来实现对焦面位置漂移的校正和补偿。目前所常用的两种结构如图1和图2所示如图1所示，旋转电机2直接带动偏置平板1旋转。该调整装置的不足之处在于， 由于偏置平板是直接由旋转电机带动做旋转运动，此种方式直接导致目前的一般电机无法 满足调整偏置平板所需的旋转精度。如图2所示，偏置平板1与杠杆3连接，杠杆的一端架设在凸轮4顶端，步进电机 (未图示)驱动凸轮4绕轴40旋转来带动杠杆3移动。由于凸轮轴40到凸轮4边缘的距 离是变化的，因此，当凸轮4绕轴40旋转180°时，杠杆3及偏置平板1的位置从图2中的 实线位置移动到虚线位置，从而达到利用凸轮4的旋转控制偏置平板1的旋转角的目的。此 调整装置的不足之处在于凸轮加工复杂，制造成本过高。
实用新型内容本实用新型所解决的问题是传统偏置平板的调整装置存在的调节精度低以及加 工复杂制作成本过高的问题。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种偏置平板的调整装置，包括杠杆和驱 动装置，所述杠杆具有一支点，所述偏置平板固定在杠杆上，所述杠杆的一端与所述驱动装 置活动连接，其中，所述驱动装置包括电机及具有一斜切面的柱体，所述杠杆的一端始终与 柱体的斜切面相接触，当电机驱动柱体旋转时，所述杠杆的一端在斜切面的支撑力作用下， 绕其支点作上下摆动。可选的，所述杠杆与斜切面相接触的一端设有滚珠。可选的，所述杠杆的支点位于所述偏置平板的中心轴上；进一步的，所述杠杆的支 点与所述偏置平板的中心重合。可选的，所述偏置平板的调整装置还包括连接至杠杆另一端的弹性件。所述弹性 件为反向预紧弹簧，其上端固定，下端与所述杠杆连接。可选的，所述柱体为楔面圆柱轮，所述电机是旋转步进电机。[0012]可选的，所述驱动装置还包括连接电机和柱体的转动轴。由以上公开的技术方案可知，本实用新型采用具有一斜切面的柱体代替现有技术 中的凸轮，可以大大降低加工难度，节约制造成本，并且当柱体旋转时，对空间上相应的接 触点(即杠杆的一端)有高低起伏的作用，从而达到推动杠杆的目的，同时，杠杆上下摆动 的高度范围和柱体的旋转角度呈线性关系，从而降低了对旋转电机的精度要求，实现偏置 平板的高精度调节。
图1为一种传统的偏置平板调整装置的示意图；图2为另一种传统的偏置平板调整装置的示意图；图3为本实用新型一具体实施例的偏置平板的调整装置的示意图；图4为图3中的驱动装置控制杠杆摆动的原理示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的技术特征更明显易懂，
以下结合附图，对本实用新型的调整装 置做进一步的描述。本实用新型的偏置平板的调整装置，如图3所示，包括杠杆3和驱动装置5。杠杆 3具有一支点0，使得杠杆3可以绕其支点0作摆动，偏置平板1固定在杠杆3上，且偏置平 板1在杠杆3的带动下可产生α角度的偏转，通过调整偏置平板1的旋转角度α可实现 对焦面位置漂移的校正和补偿。为了使偏置平板1的中心位置在调整过程中保持不变，以 避免引入不必要的位置误差，杠杆3的支点0被设置在偏置平板1的中心轴10上，具体的， 于本实施例中，杠杆3的支点0与偏置平板1的中心重合。请继续参阅图3，杠杆3的一端与驱动装置5活动连接，所述驱动装置5包括电机 51及具有一斜切面520的柱体52。杠杆3的一端始终与柱体52的斜切面520相接触，当 电机51驱动柱体52沿图中箭头方向旋转时，杠杆3的一端在斜切面520的支撑力作用下， 绕其支点0作摆动，为了减小杠杆3 —端在斜切面520上的摩擦阻力，可在杠杆3的一端设 置滚珠30。所述柱体52可以是具有一斜切面的圆柱体、椭圆柱体、正方体或其它柱体结构， 只要满足柱体52旋转一周的过程中杠杆3端部始终不离开斜切面520即可，本实施例中采 用的是楔面圆柱轮(即具有一斜切面的圆柱体)，其体积较小，制作简单，加工成本较低。为 了提高柱体52的旋转精度，从而提高偏置平板1的调节精度，可以采用步进旋转电机作为 柱体52的驱动部件。此外，该驱动装置5还可包括连接电机51和柱体52的转动轴53，较 佳地，所述电机51、柱体52和转动轴53采用同轴设置。为了有效确保杠杆3的一端始终和斜切面520相接触，本实施例中在杠杆3的另 一端设置了弹性件6，以对杠杆3的另一端施加一向上的拉力F。具体的，该弹性件6采用 的是反向预紧弹簧(或称常拉伸弹簧)，其上端固定，下端与杠杆3连接。该反向预紧弹簧 在杠杆3的摆动过程中始终处于拉伸状态，持续地对杠杆3产生提拉作用，使得杠杆3端部 的滚珠30能保持与斜切面520的接触。下面将结合图3和图4详细叙述本实用新型的偏置平板的调整装置的工作方式。 根据立体几何原理可知，圆柱体的斜切截面是椭圆，因此，当柱体52绕轴旋转一周的时候，滚珠30在斜切面520上形成的运动轨迹也是一个椭圆。假设斜切面520与水平面的夹角 为θ，柱体52的旋转角度为β，并且当β =0时，滚珠30在斜切面520上的位置最低，即 初始位置(对应图中实线所示的状态)，h = 0;当β = π时，滚珠30在斜切面520上的 位置最高(对应图中虚线所示的状态)，即h = h (max)。若滚珠30球心在斜切面520上形 成的椭圆形运动轨迹在水平面上的投影长度为2R，则滚珠30距离初始位置上升的垂直高 度h可表示为β由0 Ji变化时:
(公式1)β由Ji 2 Ji变化时
)(公式2)然后再根据h的值以及滚珠到支点的距离计算出偏置平板1的旋转角度α，从而 通过控制β实现调整α的目的。由公式1和公式2可知，滚珠30上升的高度h与柱体 52的旋转角度β呈线性关系，可以降低对旋转电机的精度要求，实现偏置平板的高精度调 节。虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，本实用新型并非限定于此。任何本领 域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护 范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求一种偏置平板的调整装置，包括杠杆和驱动装置，所述杠杆具有一支点，所述偏置平板固定在杠杆上，所述杠杆的一端与所述驱动装置活动连接，其特征在于所述驱动装置包括电机及具有一斜切面的柱体，所述杠杆的一端始终与柱体的斜切面相接触，当电机驱动柱体旋转时，所述杠杆的一端在斜切面的支撑力作用下，绕其支点作上下摆动。
2.如权利要求1所述的偏置平板的调整装置，其特征在于所述杠杆与斜切面相接触 的一端设有滚珠。
3.如权利要求1所述的偏置平板的调整装置，其特征在于所述杠杆的支点位于所述 偏置平板的中心轴上。
4.如权利要求2所述的偏置平板的调整装置，其特征在于所述杠杆的支点与所述偏 置平板的中心重合。
5.如权利要求1所述的偏置平板的调整装置，其特征在于还包括连接至杠杆另一端 的弹性件。
6.如权利要求5所述的偏置平板的调整装置，其特征在于所述弹性件为反向预紧弹 簧，其上端固定，下端与所述杠杆连接。
7.如权利要求1所述的偏置平板的调整装置，其特征在于所述柱体为楔面圆柱轮。
8.如权利要求1所述的偏置平板的调整装置，其特征在于所述电机是旋转步进电机。
9.如权利要求1或7或8所述的偏置平板的调整装置，其特征在于所述驱动装置还 包括连接电机和柱体的转动轴。
专利摘要本实用新型提供了一种偏置平板的调整装置，它包括杠杆和驱动装置，所述杠杆具有一支点，所述偏置平板固定在杠杆上，所述杠杆的一端与所述驱动装置活动连接，其中，所述驱动装置包括电机及具有一斜切面的柱体，所述杠杆的一端始终与柱体的斜切面相接触，当电机驱动柱体旋转时，所述杠杆的一端在斜切面的支撑力作用下，绕其支点作上下摆动。本实用新型通过采用具有一斜切面的柱体代替现有技术中的凸轮，可以大大降低加工难度及制造成本；当柱体旋转时，可使杠杆的端部在空间上作高低起伏运动，从而带动偏置平板产生偏转，同时，杠杆上下摆动的高度范围和柱体的旋转角度呈线性关系，从而降低了对电机的精度要求，实现偏置平板的高精度调节。
文档编号G03F9/00GK201611424SQ20102909801
公开日2010年10月20日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者严兵, 卢丽荣, 李中秋, 贾翔, 陈跃飞 申请人:上海微电子装备有限公司