反射镜固定装置的制作方法

本实用新型涉及光刻机技术领域，特别涉及一种光刻机中的反射镜固定装置。

背景技术：

在精密光学仪器制造领域，光路设计过程中，经常使用平面反射镜来改变光线的偏转角度，达到改变光路方向，布局成像光学器件、压缩空间或分割光束等目的，在光学机械设计过程中，因反射镜在光路的角度误差，会引入光轴两倍的成像误差，所以精密仪器对于光学平面反射镜的安装定位以及面型精度有较高的要求，特别在光刻机对准和调焦光电检测系统中，往往要求结构紧凑空间实现高精度高可靠性的固定安装。

通常对于反射镜的固定安装采用以下几种方式：

一、采用点胶的固定方式，其中点胶的方式适合一般定位精度、无振动影响的环境中，以及温度变化对于胶水膨胀无影响的前提下，随着光刻机中极紫外光源的运用，该光源对胶水的分解老化，使得点胶的方案在光刻机的运用存在较大的风险。

二、压圈固定方式，如图1所示，由镜座11、反射镜12和压圈13组成，该方式和透镜的固定方式相同，但因透镜的厚径比(厚度与直径的比值)优于平面反射镜，固定后引入的应力较小，而较薄的反射镜容易变形，该方案通常适合较厚的反射镜固定，同时压圈在拧紧过程中，因接触摩擦力，容易引起反射镜旋转运动，接触面不充分，造成反射镜过定位等不稳定，如图2所示。

三、采用弹簧片或者柱塞压紧固定方式，该方式比较符合柔性固定反射镜 的目的，但因弹簧片预紧力不易控制，接触点应力集中等问题，对于集成装配人员操作水平要求较高。

综上所述，反射镜固定过程中，因反射镜支撑座定位平面的加工精度或螺纹加工精度影响，现有方案无法保证压圈拧紧后端面与镜面完全贴合，造成反射镜受力变形或固定不稳定状态，该安装误差影响成像系统性能。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种反射镜固定装置，以提高反射镜固定安装的精度和稳定性。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种反射镜固定装置，包括反射镜支座、固定板、连接螺钉、透镜预紧装置，所述透镜预紧装置包括球形联接座，与所述球形联接座球铰连接有球头轴，所述球头轴套接有压缩弹簧，所述球头轴的外圆周滑动连接有螺柱，所述螺柱与所述固定板螺纹连接，所述球头轴的止推端通过卡环与所述螺柱固定连接；所述球形联接座的底面连接有缓冲垫。

进一步的，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述固定板上设置有多个透镜预紧装置，所述多个透镜预紧装置呈圆环或矩阵分布设置。

进一步的，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述球形联接座为一个大于半球体的球冠体。

进一步的，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述球头轴包括第一轴和第二轴，所述第二轴的直径大于所述第一轴的直径，所述第二轴靠近球头轴的球头端设置，所述螺柱中空设置有第一孔和第二孔，所述第二孔的直径大于所述第一孔的直径，所述第一轴插入所述第一孔内，所述第二轴与所述第二孔相配合滑动连接；所述压缩弹簧的下端在抵在所述第一轴和第二轴形成的台阶面，所述压缩弹簧的上端抵在所述第一孔和第二孔形成的台阶面。

进一步的，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述卡环由半圆环和三个 支点组成。

进一步的，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述球头轴的止推端设置有环凹槽，所述卡环卡接在所述环凹槽内与所述螺柱固定连接。

进一步的，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述螺柱设置有法兰盘。

进一步的，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述法兰盘上设置有两个圆柱孔。

进一步的，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述缓冲垫为橡胶垫或尼龙垫。

进一步的，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述压缩弹簧的压缩长度为1mm-3mm。

本实用新型使用时，通过旋转螺柱使球头轴通过球形联接座及缓冲垫对反射镜施加预紧力；由于球形联接座与球头轴的球铰连接结构，则在螺柱施加预紧力旋转时，球头轴带动压缩弹簧向下压缩，当施加的预紧力产生方向偏移时，球头轴在球形联接座内产生偏移，而球形联接座及其下方的缓冲垫则使终保持与反射镜的接触面的位置关系不变，从而保证了反射镜不受施加的预紧力的作用而产生位置偏移，因此提高了反射镜的安装精度和稳定性。与现有技术相比，避免了预紧力对反射镜造成的过定位，克服了反射镜受力变形或固定不稳定状态，以及克服安装误差影响成像系统性能，具有提高反射镜固定安装的精度和稳定性的技术效果。

附图说明

图1-2是现有技术中反射镜固定装置的结构示意图；

图3是本实用新型反射镜固定装置的立体图；

图4是本实用新型反射镜固定装置的剖视图；

图5是本实用新型的反射镜安装结构示意图；

图6是本实用新型的预紧装置的立体结构示意图；

图7是本实用新型的卡环的结构示意图；

图8是本实用新型的环形联接座的结构示意图。

现有技术图示：11、镜座，12、反射镜，13、压圈。

本实用新型图示：100、透镜预紧装置，101、固定板，102、球头轴，103、卡环，104、压缩弹簧，105、螺柱，106、反射镜，107、缓冲垫，108、球形联接座，109、反射镜支座，110、连接螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

请参考图3至8，本实用新型提供一种反射镜固定装置，包括反射镜支座109、固定板101、连接螺钉110、透镜预紧装置100，所述透镜预紧装置100包括球形联接座108，与所述球形联接座108球铰连接有球头轴102，所述球头轴102套接有压缩弹簧104，所述球头轴102的外圆周滑动连接有螺柱105，所述螺柱105与所述固定板101螺纹连接，所述球头轴102的止推端通过卡环103与所述螺柱105固定连接；所述球形联接座108的底面连接有缓冲垫107。

本实用新型使用时，将反射镜106设置于反射镜支座109内，通过连接螺钉110将固定板101与反射镜支座109固定连接；通过螺纹连接将透镜预紧装置100固定连接在固定板101上。通过透镜预紧装置100的预紧力调节反射镜106的安装精度和稳定性连接。即通过旋转螺柱105使球头轴102通过球形联接座108及缓冲垫107对反射镜106施加预紧力；由于球形联接座108与球头轴102的球铰连接结构，则在螺柱105施加预紧力旋转时，球头轴102带动压缩弹簧104向下压缩，当施加的预紧力产生方向偏移时，球头轴102在球形联接座108内产生偏移，而球形联接座108及其下方的缓冲垫107则使终保持与反射镜106的接触面的位置关系不变，从而保证了反射镜106不受施加的预紧力的作用而产生位置偏移，因此提高了反射镜106的安装精度和稳定性。与现有技术相比，避免了预紧力对反射镜造成的过定位，克服了反射镜受力变形或固定不稳 定状态，以及克服安装误差影响成像系统性能，具有提高反射镜固定安装的精度和稳定性的技术效果。

请参考图3、图5，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述固定板101上设置有多个透镜预紧装置100，所述多个透镜预紧装置100呈圆环或矩阵分布设置。例如采用三个透镜预紧装置100，呈圆环分布设置；也可以采用四个透镜预紧装置100，呈四点矩阵分布设置，以实现多点预紧。为了减少支撑面加工误差，该方案中通过在反射镜106上加工多个支撑点，减小加工面积，提高加工精度。支撑点的布局一般为多点，避免镜片悬臂或自重变形。具体布局位置根据反射镜的支撑点决定。本实施例中，反射镜106的固定采用弹性预紧，同时和镜片接触处采用局部平面接触，增大接触面，避免点接触产生局部应力。施加力的方向垂直于镜面，本装置中的球铰满足该要求；一般镜片和固定材料的热膨胀系数不同，在遇到环境温度变化时，弹性预紧可以释放因不同膨胀引入的位移量，同时在振动环境中起缓冲作用。该装置能达到可靠固定反射镜106的目的。

请参考图4、图8，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述球形联接座108为一个大于半球体的球冠体。目的是为了包裹球头轴102的球头，并且无脱落，该方案适合紧凑空间的球铰连接，球冠体的加工方式可以通过车削方式加工半球体，并在高出半球面的部分保留包裹圆环，用于后续球头压入装配的包裹边。其中球冠的半径大于球头轴102的球头直径，便于球形座108能相对球头轴自由的旋转。

请参考图4，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述球头轴102包括第一轴和第二轴，所述第二轴的直径大于所述第一轴的直径，所述第二轴靠近球头轴102的球头端设置，所述螺柱105中空设置有第一孔和第二孔，所述第二孔的直径大于所述第一孔的直径，所述第一轴插入所述第一孔内，所述第二轴与所述第二孔相配合滑动连接；所述压缩弹簧104的下端在抵在所述第一轴和第二轴形成的台阶面，所述压缩弹簧104的上端抵在所述第一孔和第二孔形成的 台阶面。

请参考图3、图4、图6、图7，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述卡环103由半圆环和三个支点组成。该卡球103的厚度一般在0.3mm。

请参考图3、图4、图6，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述球头轴102的止推端设置有环凹槽，所述卡环103卡接在所述环凹槽内与所述螺柱105固定连接。设置环凹槽的目的，是为了使卡环103与螺柱105的固定连接；当然在实现本实用新型的目的的基础上，也适用于其它的公知的固定方式。

请参考图3、图4、图6，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述螺柱105设置有法兰盘。法兰盘具有用于螺柱105的固定限位作用，使其可靠的固定连接在固定板101上。其中，所述法兰盘上可以设置有两个圆柱孔，用于螺柱105的拧紧，采用扳手通过圆柱孔对螺柱105施加预紧力。此种结构，能够节省螺柱105的空间。具有结构紧凑的效果。

作为较为较佳的实施方式，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述缓冲垫107为橡胶垫或尼龙垫，其与球形联接座108可以采用粘接等方式固定连接。缓冲垫107与反射镜直接接触，不易划伤和压碎镜片，避免镜面压接的损伤和蹦角。

作为较为较佳的实施方式，本实用新型提供的反射镜固定装置，所述压缩弹簧104的压缩长度为1mm-3mm。但不限于该压缩长度，可以根据压缩弹簧的刚度系统根据反射镜106预紧力进行计算。

综上所述，本实用新型的反射镜固定装置，适合紧凑空间高精度反射镜的固定安装，用于解决安装应力、稳定性和对温度环境敏感要求严格的光学组件中，并能批量应用不同尺寸反射镜的固定。该装置主要用于反射镜的固定，配合其它调整工具，可以实现反射镜在光路系统中的精确定位。