專利名稱：調(diào)整機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于光刻技術(shù)領(lǐng)域，且特別是有關(guān)于一種掩模版對準(zhǔn)裝置的調(diào)整機 構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的滑臺多數(shù)是單軸、或疊加而成的兩維或三維的機構(gòu)，難以滿足多軸調(diào)整的 需要，占用空間大，在結(jié)構(gòu)緊湊的光刻設(shè)備中難以放置。行程小、高精度、薄型的滑臺價格又 較昂貴，并且外購的滑臺往往接口尺寸不能和實際需要相匹配，而自制滑臺往往體積較大 并且在精度上難以保證。在光刻設(shè)備中，掩模版庫、掩模版對準(zhǔn)裝置等單元設(shè)備都對定位精度有很高的要 求，然而整個設(shè)備在進(jìn)行模塊化設(shè)計的過程中，很難通過零件的加工精度來保證上述單元 設(shè)備相對于其他部件的定位精度。加上裝配過程中誤差的累積，實際裝調(diào)過程中會發(fā)現(xiàn)掩 模版庫或掩模版對準(zhǔn)裝置等單元設(shè)備會有較大的位置偏差，此時便需要對其位置進(jìn)行適當(dāng) 的調(diào)整。這里便需要一種調(diào)整機構(gòu)，能夠方便地實現(xiàn)對掩模版庫或掩模版對準(zhǔn)裝置等單元 設(shè)備進(jìn)行多自由度、微量地位置調(diào)整，以保證各部件之間的相對位置精度要求，傳統(tǒng)的滑臺 難以滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠方便地實現(xiàn)對掩模版 庫或掩模版對準(zhǔn)裝置等單元設(shè)備進(jìn)行多自由度、微量地位置調(diào)整，以保證各部件之間的相 對位置精度要求的調(diào)整機構(gòu)。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出了一種調(diào)整機構(gòu)，包括從下到上設(shè)置的X向調(diào)整結(jié)構(gòu)、 θ向調(diào)整結(jié)構(gòu)和Y向調(diào)整結(jié)構(gòu)，其中X向調(diào)整結(jié)構(gòu)包括X向定位調(diào)整模塊，X向調(diào)整元件和 X向滑板，所述X向調(diào)整元件通過微調(diào)所述X向定位調(diào)整模塊使所述X向滑板產(chǎn)生沿X方向 的位移；θ向調(diào)整結(jié)構(gòu)包括θ向定位調(diào)整模塊，θ向調(diào)整元件和Y向滑板，所述θ向調(diào)整 元件通過微調(diào)所述θ向定位調(diào)整模塊使所述Y向滑板產(chǎn)生沿θ方向的旋轉(zhuǎn)；Y向調(diào)整結(jié) 構(gòu)包括Y向定位調(diào)整模塊，Y向調(diào)整元件和Y向滑板，所述Y向調(diào)整元件通過微調(diào)所述Y向 定位調(diào)整模塊使所述Y向滑板產(chǎn)生沿Y方向的位移。其中X向調(diào)整結(jié)構(gòu)、θ向調(diào)整結(jié)構(gòu)和 Y向調(diào)整結(jié)構(gòu)通過定位桿連接。其中X向定位調(diào)整模塊包括X向擋塊，X向撥桿和固定于所 述X向撥桿的撥動銷，通過旋轉(zhuǎn)所述X向調(diào)整元件使所述X向擋塊帶動所述X向撥桿旋轉(zhuǎn)。 其中X向定位調(diào)整模塊包括X向限位銷，用于限制所述X向滑板的位移。θ向定位調(diào)整模 塊包括θ向擋塊和θ向撥桿；所述Y向定位調(diào)整模塊包括Y向撥桿。θ向撥桿和Y向撥 桿為同一根θ-Y撥桿。通過旋轉(zhuǎn)所述θ向調(diào)整元件使所述θ-Y撥桿帶動Y向滑板產(chǎn)生 沿θ方向的旋轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)所述Y向調(diào)整元件使所述θ-Y撥桿帶動Y向滑板產(chǎn)生沿θ 方向的位移。Y向滑板還包括一接口，用于安裝待調(diào)整物件。X向調(diào)整元件、θ向調(diào)整元件 和Y向調(diào)整元件為調(diào)整螺釘。
該調(diào)整機構(gòu)還包括一底座，所述X向調(diào)整結(jié)構(gòu)與底座固定。X向定位調(diào)整模塊還通 過第一定位塊固定所述X向調(diào)整元件與所述底座，使所述X向調(diào)整元件與所述底座之間無 相對位移。所述θ向定位調(diào)整模塊還通過第二定位塊固定所述θ向調(diào)整元件與所述X向 滑塊，所述Y向定位調(diào)整模塊還通過第三定位塊固定所述Y向調(diào)整元件與所述Y向滑塊。該調(diào)整機構(gòu)還包括至少一個鎖緊機構(gòu)用于垂直方向固定所述調(diào)整機構(gòu)。綜上所述，本發(fā)明主要由X向結(jié)構(gòu)、Y向結(jié)構(gòu)、θ向結(jié)構(gòu)等組合構(gòu)成的，是基于調(diào)整 元件的轉(zhuǎn)動來帶動各軸的運動。三個方向的結(jié)構(gòu)有機的結(jié)合在一起，同時又互不干擾。本 機構(gòu)易于加工制造，且制造成本低，裝配簡單、可靠。能夠調(diào)整自身的水平度，并能實現(xiàn)水平 面上X向、Y向和θ向的位置調(diào)整，操作簡單。降低了對安裝面的水平度和定位精度等方 面的要求，并且在系統(tǒng)集成調(diào)試的過程中，可以根據(jù)實際需要進(jìn)行六自由度的位置調(diào)整。


圖1是本發(fā)明實施例的X向結(jié)構(gòu)安裝在底座上的示意圖；圖2是X向結(jié)構(gòu)的運動方向示意圖；圖3是X向滑板的位移分解圖；圖4是本發(fā)明實施例的θ向結(jié)構(gòu)安裝在X向結(jié)構(gòu)上的示意圖；圖5是本發(fā)明實施例的Y向結(jié)構(gòu)安裝在θ向結(jié)構(gòu)上的示意圖；圖6a與圖6b是本發(fā)明實施例的鎖緊機構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例， 并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。本調(diào)整機構(gòu)主要由X向結(jié)構(gòu)、Y向結(jié)構(gòu)、θ向結(jié)構(gòu)等組合構(gòu)成的，是基于調(diào)整元件 的轉(zhuǎn)動來帶動各軸的運動。三個方向的結(jié)構(gòu)有機的結(jié)合在一起，同時又互不干擾。整個調(diào) 整機構(gòu)從下到上分別設(shè)置底座、χ向結(jié)構(gòu)、θ向結(jié)構(gòu)和Y向結(jié)構(gòu)。其中X向與Y向相互垂 直，X向、Y向、Z向兩兩垂直，θ向為繞Z軸旋轉(zhuǎn)，即Rz向。當(dāng)然，基于本專利的思想還可 以變換成其他的組合方式。本實施例僅舉一例進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明實施例的X向結(jié)構(gòu)安裝在底座上的示意圖。圖2是X向結(jié)構(gòu)的運動 方向示意圖。圖3是X向滑板的位移分解圖。圖4是本發(fā)明實施例的θ向結(jié)構(gòu)安裝在X 向結(jié)構(gòu)上的示意圖。圖5是本發(fā)明實施例的Y向結(jié)構(gòu)安裝在θ向結(jié)構(gòu)上的示意圖。圖6a 與圖6b是本發(fā)實施例的鎖緊機構(gòu)示意圖。請同時參考圖1至圖6。X向結(jié)構(gòu)包括X向撥桿7、X向調(diào)整元件11、X向擋塊5、位于X向撥桿7上的撥動 銷9和X向滑板20。并進(jìn)一步包括X向定位元件6、定位塊12。本實施例中，為使結(jié)構(gòu)更加 緊湊，優(yōu)選地將X向撥桿7、X向調(diào)整元件11和X向擋塊5均安裝于底座的凹槽中。圖1中，緊定螺釘la、lb用于調(diào)整整個調(diào)整機構(gòu)的水平度，利用“三點確定一個平 面”的原理實現(xiàn)水平度的調(diào)節(jié)。X向撥桿7通過定位元件6固定在底座2上，并可以繞定位 元件6進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。定位塊12用于將X向調(diào)整元件11固定在底座2上，使得X向調(diào)整元件 11在底座2上無相對位移。當(dāng)轉(zhuǎn)動X向調(diào)整元件11時，X向擋塊5在螺紋的帶動下沿著X 向調(diào)整元件11產(chǎn)生位移，從而帶動X向撥桿7繞著定位元件6產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。X向撥桿7的旋轉(zhuǎn)通過固定在其上的撥動銷9可以帶動位于其上方的X向滑板20產(chǎn)生位移，而限位銷3將 X向滑板20的位移限制在了 X方向的一定范圍內(nèi)(即決定了 X向的行程)。圖2中，當(dāng)X向擋塊5的位移方向為A向時，撥動銷9的位移方向為B向。如圖3 所示，由于限位銷3限制了 X向滑板20的位移只能在X方向，故撥動銷9的B向位移被分 解為X向的~和Y向的Βγ。撥動銷9對X向滑板20的~向的作用力使得X向滑板產(chǎn)生X 向位移， 的作用力使得撥動銷9在X向滑板20的限位槽內(nèi)向 向移動。這樣便實現(xiàn)了 X方向的位置調(diào)整。θ向結(jié)構(gòu)包括θ向撥桿23、θ向調(diào)整元件21、θ向擋塊Μ、θ向定位塊22和 定位桿25 ；Y向結(jié)構(gòu)包括Y向滑板30、Y向撥桿23、Y向調(diào)整元件31、Y向定位塊32。本實 施例中，為了讓結(jié)構(gòu)更加緊湊，Y向撥桿和θ向撥桿的功能整合為一個零件23，設(shè)計成Y-θ 向23。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到，將Y向撥桿和θ向撥桿分開設(shè)計也同樣可以實現(xiàn)本發(fā) 明。Y-θ向撥桿23、θ向調(diào)整元件21和θ向擋塊M均安裝于X向滑板20的凹槽中，使 得結(jié)構(gòu)更加緊湊。Y向滑板30提供對外的接口，將需要調(diào)整其位置的部件安裝于Y向滑板 30之上。如圖4所示，與X向結(jié)構(gòu)同理，定位塊22用于將θ向調(diào)整元件21固定在X向滑 板20上，使得θ向調(diào)整元件21在X向滑板20上無相對位移。與X向結(jié)構(gòu)同理，當(dāng)轉(zhuǎn)動θ 向調(diào)整元件21時，θ向擋塊M在螺紋的帶動下沿著θ向調(diào)整元件21產(chǎn)生位移，從而帶 動Y-θ向撥桿繞著定位桿％產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。如圖5所示，當(dāng)Y- θ向撥桿23發(fā)生轉(zhuǎn)動時，由于它與Y向滑板30在結(jié)構(gòu)上是配 合在一起的，故Y- θ向撥桿23的轉(zhuǎn)動會帶動Y向滑板30繞著定位桿25進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn) 生θ向位移，即繞Z軸旋轉(zhuǎn)。如圖5所示，與X向結(jié)構(gòu)同理，定位塊32用于將Y向調(diào)整元件31固定在Y向滑板 30上，使得Y向調(diào)整元件31在Y向滑板30上無相對位移。當(dāng)轉(zhuǎn)動Y向調(diào)整元件31時，Y- θ 向撥桿23將在螺紋的作用下與Y向滑板30產(chǎn)生相對運動。而Y-θ向向撥桿23是通過定 位桿25固定在X向滑板20上的，它相對于X向滑板20、X向滑板20相對于底座2均不能 產(chǎn)生Y向的位移，故在螺紋的作用下Y向滑板30將產(chǎn)生Y向的位移。Y向滑板30與Y- θ 向向撥桿23配合處的方孔的長度與Y向和θ向23之間的空隙的長度，決定了 Y向位移的 行程。XY θ三個方向的結(jié)構(gòu)通過一根定位桿進(jìn)行定位和連接。底座上定位桿的安裝孔 10是X向的(見圖1)，即安裝孔10的形狀類似于沿X方向的長橢圓形，這使得X向滑板和 定位桿可以在X向產(chǎn)生位移。同理，Y向滑板上定位桿的安裝孔40是Y向的(見圖5)，即 安裝孔40的形狀類似于沿Y方向的長橢圓形，使得Y向滑板能夠相對于定位桿產(chǎn)生Y向位 移。三個方向的運動互不干擾。在進(jìn)行位移調(diào)整的時候，各零件在垂直方向上是不受力的。調(diào)整完畢后，通過杠桿 原理進(jìn)行鎖緊。如圖6所示，鎖緊塊35安裝在底座2上的鎖緊塊35的安裝位置(見圖1中的鎖 緊塊安裝位置4)，在本實施例中優(yōu)選地采用了兩套鎖緊塊，但是本發(fā)明并不以此為局限。保 險輪36中間穿過鎖緊塊，兩端固定在底座2上。鎖緊塊35可以繞保險輪36進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。調(diào) 整元件37固定在底座2上，旋轉(zhuǎn)調(diào)整元件37時可以抵住鎖緊塊35。鎖緊塊35上方安裝拉桿33，拉桿33的一端壓住Y向滑板30 (見圖幻，另一端被鎖緊塊35壓住。當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)整元 件37使其抵住鎖緊塊35時，鎖緊塊35旋轉(zhuǎn)至一定角度并無法自由旋轉(zhuǎn)，此時鎖緊塊35對 拉桿33施加向下的拉力，使得拉桿33對Y向滑板30施加向下的壓力，使整個結(jié)構(gòu)在垂直 方向固定。當(dāng)需要進(jìn)行位置調(diào)整時，即松開調(diào)整元件37，使鎖緊塊35自由旋轉(zhuǎn)，拉桿33不 受向下的拉力，Y向滑板30和整個結(jié)構(gòu)即在垂直方向不受力，可以進(jìn)行各方向的調(diào)整。當(dāng) 調(diào)整結(jié)束后再進(jìn)行鎖緊。為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易想到，通過在該調(diào)整機構(gòu)外 部設(shè)置傳感器，檢測調(diào)整機構(gòu)是否調(diào)整到了指定位置。更進(jìn)一步地，通過閉環(huán)控制的方式， 實現(xiàn)更為彌補本調(diào)整機構(gòu)不能顯示調(diào)整精度的缺陷。也可以設(shè)置一外部參照物(該參照物 的位置固定不變，或者該參照物與調(diào)整機構(gòu)上所安裝機構(gòu)之間的相對位置即是操作者需要 實現(xiàn)的位置關(guān)系)，通過檢測該參照物與調(diào)整機構(gòu)或其上安裝的機構(gòu)之間的距離尺寸，來判 定調(diào)整機構(gòu)是否調(diào)整到位。綜上所述，本發(fā)明主要由X向結(jié)構(gòu)、Y向結(jié)構(gòu)、θ向結(jié)構(gòu)等組合構(gòu)成的，是基于調(diào)整 元件的轉(zhuǎn)動來帶動各軸的運動。三個方向的結(jié)構(gòu)有機的結(jié)合在一起，同時又互不干擾。本 機構(gòu)易于加工制造，且制造成本低，裝配簡單、可靠。能夠調(diào)整自身的水平度，并能實現(xiàn)水平 面上X向、Y向和θ向的位置調(diào)整，操作簡單。降低了對安裝面的水平度和定位精度等方 面的要求，并且在系統(tǒng)集成調(diào)試的過程中，可以根據(jù)實際需要進(jìn)行六自由度的位置調(diào)整。本發(fā)明中所述具體實施案例僅為本發(fā)明的較佳實施案例而已，并非用來限定本發(fā) 明的實施范圍。即凡依本發(fā)明申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為本發(fā) 明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)整機構(gòu)，包括從下到上設(shè)置的X向調(diào)整結(jié)構(gòu)、θ向調(diào)整結(jié)構(gòu)和Y向調(diào)整結(jié)構(gòu)， 其特征在于所述X向調(diào)整結(jié)構(gòu)包括X向定位調(diào)整模塊，X向調(diào)整元件和χ向滑板，所述χ向調(diào)整元 件通過微調(diào)所述X向定位調(diào)整模塊使所述X向滑板產(chǎn)生沿X方向的位移；所述θ向調(diào)整結(jié)構(gòu)包括θ向定位調(diào)整模塊，θ向調(diào)整元件和Y向滑板，所述θ向調(diào) 整元件通過微調(diào)所述θ向定位調(diào)整模塊使所述Y向滑板產(chǎn)生沿θ方向的旋轉(zhuǎn)；所述Y向調(diào)整結(jié)構(gòu)包括Y向定位調(diào)整模塊，Y向調(diào)整元件和Y向滑板，所述Y向調(diào)整元 件通過微調(diào)所述Y向定位調(diào)整模塊使所述Y向滑板產(chǎn)生沿Y方向的位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，所述調(diào)整機構(gòu)還包括一底座，所述X 向調(diào)整結(jié)構(gòu)與底座固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，所述X向調(diào)整結(jié)構(gòu)、θ向調(diào)整結(jié)構(gòu)和 Y向調(diào)整結(jié)構(gòu)通過定位桿連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，所述X向定位調(diào)整模塊包括X向擋 塊，χ向撥桿和固定于所述χ向撥桿上的撥動銷，通過旋轉(zhuǎn)所述χ向調(diào)整元件使所述χ向擋 塊帶動所述X向撥桿旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，所述X向定位調(diào)整模塊還通過第一定 位塊固定所述X向調(diào)整元件與所述底座，使所述X向調(diào)整元件與所述底座之間無相對位移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，所述X向定位調(diào)整模塊包括X向限位 銷，用于限制所述X向滑板的位移。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，所述θ向定位調(diào)整模塊包括θ向擋 塊和θ向撥桿；所述Y向定位調(diào)整模塊包括Y向撥桿。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，所述θ向撥桿和Y向撥桿為同一根 θ-Y撥桿。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，通過旋轉(zhuǎn)所述θ向調(diào)整元件使所述 Θ-Y撥桿帶動Y向滑板產(chǎn)生沿θ方向的旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，通過旋轉(zhuǎn)所述Y向調(diào)整元件使所述 Θ-Y撥桿帶動Y向滑板產(chǎn)生沿θ方向的位移。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，所述Y向滑板還包括一接口，用于安 裝待調(diào)整物件。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，所述θ向定位調(diào)整模塊還通過第二 定位塊固定所述θ向調(diào)整元件與所述X向滑塊，所述Y向定位調(diào)整模塊還通過第三定位塊 固定所述Y向調(diào)整元件與所述Y向滑塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，所述調(diào)整機構(gòu)還包括至少一個鎖緊 機構(gòu)用于垂直方向固定所述調(diào)整機構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，所述X向調(diào)整元件、θ向調(diào)整元件 和Y向調(diào)整元件為調(diào)整螺釘。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種調(diào)整機構(gòu)，包括從下到上設(shè)置的底座、X向結(jié)構(gòu)、θ向結(jié)構(gòu)和Y向結(jié)構(gòu)。X向結(jié)構(gòu)包括X向定位調(diào)整模塊、X向調(diào)整元件和X向滑板；θ向結(jié)構(gòu)包括θ向定位調(diào)整模塊、θ向調(diào)整元件和定位桿；以及Y向結(jié)構(gòu)包括Y向定位調(diào)整模塊、Y向調(diào)整元件和Y向滑板。本發(fā)明是基于調(diào)整元件的轉(zhuǎn)動來帶動各軸的運動。三個方向的結(jié)構(gòu)有機的結(jié)合在一起，同時又互不干擾。本機構(gòu)易于加工制造，且制造成本低，裝配簡單、可靠。能夠調(diào)整自身的水平度，并能實現(xiàn)水平面上X向、Y向和θ向的位置調(diào)整，操作簡單。降低了對安裝面的水平度和定位精度等方面的要求，并且在系統(tǒng)集成調(diào)試的過程中，可以根據(jù)實際需要進(jìn)行六自由度的位置調(diào)整。
文檔編號G03F9/00GK102109778SQ20091024741
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者馬佳, 馬喜寶 申請人:上海微電子裝備有限公司, 上海微高精密機械工程有限公司