平板電容位移傳感器標(biāo)定裝置制造方法
【專利摘要】平板電容位移傳感器標(biāo)定裝置，屬于傳感器標(biāo)定【技術(shù)領(lǐng)域】，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中標(biāo)定裝置的標(biāo)定行程?。徊荒苓M(jìn)行連續(xù)的實(shí)時標(biāo)定；并且傳感器其標(biāo)定精度有限的缺點(diǎn)；激光干涉儀發(fā)出的光通過微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)后入射到分光鏡；分光鏡安裝到微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)上；參考反射鏡和分光鏡連接，并且與單軸激光干涉儀光軸在同一直線上；測量反射鏡安裝到微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)左端，調(diào)節(jié)測量反射鏡和分光鏡的通光孔位于同一直線上；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)前端設(shè)有傳感器被測面，平板電容位移傳感器安裝在傳感器支撐座的中間；支撐座的兩端分別安裝到微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)兩側(cè)的凸臺上；在驅(qū)動器的左端安裝有驅(qū)動器推桿，該驅(qū)動器推桿頂推微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
【專利說明】平板電容位移傳感器標(biāo)定裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平板電容位移傳感器標(biāo)定裝置，屬于傳感器標(biāo)定【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]光刻投影物鏡是超大/極大規(guī)模集成電路制造工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，近年來隨著集成電路線寬不斷減小，光刻投影物鏡的分辨率逐漸提高。不斷提高的光學(xué)裝備整機(jī)性能要求其投影物鏡具有更高的數(shù)值孔徑(NA)、更小的系統(tǒng)波像差。但是，物鏡的光學(xué)元件檢測和系統(tǒng)裝配集成時存在誤差，為了達(dá)到理想的補(bǔ)償效果，微位移調(diào)節(jié)過程中都需要對光學(xué)元件的位置進(jìn)行檢測以保證物鏡良好的性能。平板電容式位移傳感器是調(diào)整機(jī)構(gòu)微位移調(diào)節(jié)時常用的一種精密檢測儀器。它是一種利用非接觸電容式原理進(jìn)行精密測量的儀器，具有信噪比大，靈敏度高和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]在微位移檢測試驗(yàn)中，隨著試驗(yàn)次數(shù)的增多，電容傳感器會造成精度損失和偏差，檢測誤差逐漸增大，影響物鏡的補(bǔ)償效果。對于新的傳感器，盡管出廠前標(biāo)定過，但是經(jīng)過長途運(yùn)輸，最終的使用環(huán)境和運(yùn)輸環(huán)境不一致，要求裝入投影物鏡前必須對電容位移傳感器重新標(biāo)定。通過分析判斷其實(shí)際位移量，校驗(yàn)并補(bǔ)償傳感器的精度，以保證調(diào)整機(jī)構(gòu)位移補(bǔ)償量的準(zhǔn)確性。
[0004]專利CN 203100671于2013年公開了一種位移傳感器的標(biāo)定裝置，在該裝置的基板上開設(shè)有位移標(biāo)定滑槽，內(nèi)穿設(shè)有滑動件，標(biāo)定時移動滑動件改變位移傳感器移動端與固定端之間的位移，通過與之相連接的工作電腦對比分析進(jìn)行標(biāo)定。但是，該標(biāo)定裝置的標(biāo)定行程小；只能針對五個離散的位置點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定校驗(yàn)，不能進(jìn)行連續(xù)的實(shí)時標(biāo)定；并且傳感器其標(biāo)定精度有限1%)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中標(biāo)定裝置的標(biāo)定行程??；不能進(jìn)行連續(xù)的實(shí)時標(biāo)定；并且傳感器其標(biāo)定精度有限的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種平板電容式位移傳感器標(biāo)定裝置，能夠在模擬真實(shí)使用環(huán)境的千級潔凈室對平板電容位移傳感器進(jìn)行標(biāo)定，得到傳感器的分辨率、線性度和重復(fù)測量精度指標(biāo)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下面的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]平板電容位移傳感器標(biāo)定裝置，其特征是，激光干涉儀發(fā)出的測量光束通過微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)上的通光孔后入射到分光鏡處，分光鏡與分光鏡支撐調(diào)節(jié)座連接，分光鏡支撐調(diào)節(jié)座與微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)上的分光鏡支撐調(diào)節(jié)座接口連接；參考反射鏡和分光鏡連接，并且與激光干涉儀光軸在同一直線上；測量反射鏡與測量反射鏡支撐座連接且安裝到微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的左端，調(diào)節(jié)測量反射鏡的通光孔和分光鏡的通光孔位于同一直線上，且垂直入射光軸方向；微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上設(shè)有傳感器被測面，平板電容位移傳感器安裝在傳感器支撐座的中間位置，且與傳感器被測面相對應(yīng)；傳感器支撐座的兩端分別安裝到微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)兩側(cè)的凸臺上；在驅(qū)動器的左端安裝有驅(qū)動器推桿，該驅(qū)動器推桿穿過微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)上的導(dǎo)向孔后頂推微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)做單自由度直線運(yùn)動。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:應(yīng)用于平板電容位移傳感器的標(biāo)定，在標(biāo)定校驗(yàn)時只需推動驅(qū)動器改變位移傳感器移動端與固定端之間的位移，再通過單軸激光干涉儀讀數(shù)對比分析即可，操作簡便，提高了標(biāo)定的工作效率。此外，該裝置的阿貝誤差和余弦誤差小，標(biāo)定精度高。標(biāo)定后的傳感器滿足光刻投影物鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)使用要求，達(dá)到光學(xué)系統(tǒng)補(bǔ)償效果，提高光學(xué)系統(tǒng)性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明平板電容位移傳感器標(biāo)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明所述的微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是圖1中A-A的剖視示意圖。
[0012]圖4是本發(fā)明所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5是本發(fā)明所述的分光鏡支撐調(diào)節(jié)座結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0015]如圖1-2所示，平板電容位移傳感器標(biāo)定裝置，包括微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)3，微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)3安裝到氣浮隔振平臺上；激光干涉儀I發(fā)出的測量光束通過微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)3上的通光孔3-1后入射到分光鏡4處，分光鏡4與分光鏡支撐調(diào)節(jié)座5連接，分光鏡支撐調(diào)節(jié)座5與微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)3上的分光鏡支撐調(diào)節(jié)座接口 3-2連接；參考反射鏡6和分光鏡4連接，并且與激光干涉儀I光軸在同一直線上；測量反射鏡2與測量反射鏡支撐座7連接且安裝到微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)3的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3-3的左端，調(diào)節(jié)測量反射鏡2的通光孔和分光鏡4的通光孔位于同一直線上，且垂直入射光軸方向；微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)3的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3-3上設(shè)有傳感器被測面3-4，平板電容位移傳感器11安裝在傳感器支撐座8的中間位置，且與傳感器被測面3-4相對應(yīng)；傳感器支撐座8的兩端分別安裝到微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)3兩側(cè)的凸臺3-5上；如圖3所示，在驅(qū)動器9的左端安裝有驅(qū)動器推桿10，該驅(qū)動器推桿10穿過微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)3上的導(dǎo)向孔3-6后頂推微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)3的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3-3做單自由度直線運(yùn)動。
[0016]平板電容位移傳感器11測量被測面3-4與其之間的變化位移量；其中，單軸激光干涉儀1、測量反射鏡2、分光鏡4、參考反射鏡6組成干涉測量光路；單軸激光干涉儀I發(fā)出的入射光通過通光孔3-1，然后經(jīng)過分光鏡4分成兩路，一路光經(jīng)過測量反射鏡2，另一路光經(jīng)過參考反射鏡6，兩路反射光最后經(jīng)過通光孔3-1回到單軸激光干涉儀I ;通過比較光程差得到微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)3的調(diào)節(jié)位移量，最后再和平板電容位移傳感器11讀數(shù)比較，實(shí)現(xiàn)對平板電容位移傳感器11的標(biāo)定。
[0017]如圖4所示，所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3-3采用了一個過約束的對稱平行四邊形機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向平穩(wěn)，該機(jī)構(gòu)由中間連桿和八個圓弧形柔性鉸鏈構(gòu)成，圓弧形柔性鉸鏈也可用圓角形柔性鉸鏈代替。
[0018]所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3-3的周圍設(shè)有狹縫，方便線切割穿絲。
[0019]狹縫周圍的結(jié)構(gòu)起到行程限位作用，具有過行程保護(hù)的功能。
[0020]所述的微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)3的材料為殷鋼，線膨脹系數(shù)小，熱不穩(wěn)定性帶來的標(biāo)定誤差小。
[0021]如圖5所示，所述的分光鏡支撐調(diào)節(jié)座5上的連接孔均為腰形連接孔，便于安裝分光鏡4和調(diào)整干涉光路。
[0022]所述的傳感器支撐座8中間兩側(cè)均具有傳感器連接接口，可以同時支撐和標(biāo)定兩個/種平板電容位移傳感器11，提高標(biāo)定效率。
[0023]所述的微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)3的運(yùn)動軸、單軸激光干涉儀的檢測軸、傳感器的傳感軸這三軸共線；該布置方案從測量原理上減小了阿貝誤差和余弦誤差。
[0024]本發(fā)明的工作過程為:安裝平板電容位移傳感器11之后，以初始位置為標(biāo)定的起始零點(diǎn)。將平板電容位移傳感器11的電源打開，等待一段時間，待平板電容位移傳感器11顯示數(shù)值穩(wěn)定后，開始記錄傳感器讀數(shù)。之后，驅(qū)動器9以I μπι的增量增加，待平板電容位移傳感器11數(shù)值穩(wěn)定后，記錄測量數(shù)值。在同樣的環(huán)境下，連續(xù)多次標(biāo)定，將測得的幾組數(shù)據(jù)求平均后即得到標(biāo)定數(shù)據(jù)。進(jìn)一步處理數(shù)據(jù)可以得到平板電容位移傳感器的分辨率、線性度、重復(fù)測量精度等特性。其中，單軸激光干涉儀I發(fā)出的入射光先后經(jīng)過通光孔和分光鏡4，分為兩路，一路經(jīng)過測量反射鏡2，另一路經(jīng)過參考反射鏡6。當(dāng)驅(qū)動器9通過驅(qū)動器推桿10推動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，測量反射鏡2產(chǎn)生位移，測量光和參考光產(chǎn)生光程差，將單軸激光干涉儀I讀數(shù)和平板電容位移傳感器11讀數(shù)比較，從而實(shí)現(xiàn)對平板電容位移傳感器11的標(biāo)定。
【權(quán)利要求】
1.平板電容位移傳感器標(biāo)定裝置，其特征是，激光干涉儀(I)發(fā)出的測量光束通過微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)(3)上的通光孔(3-1)后入射到分光鏡(4)處，分光鏡(4)與分光鏡支撐調(diào)節(jié)座(5)連接，分光鏡支撐調(diào)節(jié)座(5)與微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)(3)上的分光鏡支撐調(diào)節(jié)座接口(3-2)連接；參考反射鏡(6)和分光鏡(4)連接，并且與激光干涉儀(I)光軸在同一直線上；測量反射鏡(2)與測量反射鏡支撐座(7)連接且安裝到微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)(3)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(3-3)的左端，調(diào)節(jié)測量反射鏡(2)的通光孔和分光鏡⑷的通光孔位于同一直線上，且垂直入射光軸方向；微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)(3)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(3-3)上設(shè)有傳感器被測面(3-4)，平板電容位移傳感器(11)安裝在傳感器支撐座(8)的中間位置，且與傳感器被測面(3-4)相對應(yīng)；傳感器支撐座(8)的兩端分別安裝到微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)(3)兩側(cè)的凸臺(3-5)上；在驅(qū)動器(9)的左端安裝有驅(qū)動器推桿(10)，該驅(qū)動器推桿(10)穿過微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)(3)上的導(dǎo)向孔(3-6)后頂推微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)(3)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(3-3)做單自由度直線運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板電容位移傳感器標(biāo)定裝置，其特征在于，所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(3-3)采用了一個過約束的對稱平行四邊形機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由中間連桿和八個圓弧形柔性鉸鏈構(gòu)成，圓弧形柔性鉸鏈也可用圓角形柔性鉸鏈代替。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板電容位移傳感器標(biāo)定裝置，其特征在于，所述的微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)(3)的材料為殷鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板電容位移傳感器標(biāo)定裝置，其特征在于，所述的傳感器支撐座(8)中間兩側(cè)均具有傳感器連接接口。
【文檔編號】G01B7/02GK104048588SQ201410290740
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】張德福, 郭抗, 李顯凌, 李朋志 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所