一种偏置平板的调整装置

摘要

本发明公开了一种偏置平板的调整装置，设于调焦调平主框架板上用于调整偏置平板的角度，包括平面连杆机构和旋转电机，所述旋转电机固定设置于调焦调平主框架板上，所述偏置平板与所述调焦调平主框架板活动连接，所述旋转电机经所述平面连杆机构带动所述偏置平板旋转。本发明的偏置平板的调整装置采用平面连杆机构和旋转电机来实现对偏置平板的角度控制，一方面，由于可以通过调整平面连杆机构各杆件的长度来调整偏置平板的旋转精度，因此，可以降低对旋转电机的精度要求，同时可以降低制造成本和提高装置的可靠性。

权利要求

1.一种偏置平板的调整装置，设于调焦调平主框架板上用于调整偏置平板的角度，其特征在于，包括平面连杆机构和旋转电机，所述旋转电机固定设置于调焦调平主框架板上，所述偏置平板与所述调焦调平主框架板活动连接，所述旋转电机经所述平面连杆机构带动所述偏置平板旋转；所述平面连杆机构包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第二连杆的两端分别与所述第一连杆的一端和所述第三连杆的一端活动连接，所述第一连杆的另一端与所述旋转电机的旋转轴固定连接，所述第三连杆的另一端与所述偏置平板固定连接；

所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和调焦调平主框架板构成封闭矢量多边形。

2.根据权利要求1所述的偏置平板的调整装置，其特征在于，所述旋转电机的转角是 所述第二连杆的转角是 所述偏置平板的相应转角是 所述第一连杆、第二连杆和第三连杆的杆长分别是l1、l2和l3，所述第一连杆和所述旋转电机的旋转轴之间的固定连接点与所述第三连杆和所述偏置平板之间的固定连接点之间距离是l4，所述偏置平板的相应转角 满足公式 式中系数

3.根据权利要求1所述的偏置平板的调整装置，其特征在于，所述第三连杆的一端与所述偏置平板的侧面固定连接，所述第三连杆和所述偏置平板相互平行且中心线重合。

4.根据权利要求1中所述的偏置平板的调整装置，其特征在于，所述第二连杆的两端分别与所述第一连杆的一端和所述第三连杆的一端铰接。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的偏置平板的调整装置，其特征在于，所述偏置平板与所述调焦调平主框架板的活动连接部位位于所述偏置平板的中部。

说明书

一种偏置平板的调整装置

技术领域

[0001] 本发明涉及调整装置，尤其涉及一种偏置平板的调整装置。

背景技术

[0002] 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息。

[0003] 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。目前所常用的两种偏置平板的调整装置的结构如图1和图2所示：

[0004] 如图1所示，旋转电机102直接带动偏置平板101旋转。该调整装置的不足之处在于，由于偏置平板101是直接由旋转电机102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。

[0005] 如图2所示，偏置平板201与杠杆202连接，杠杆202的一端架设在凸轮203顶端，杠杆202的另一端与弹簧205连接，通过步进电机(未图示)驱动凸轮203绕凸轮轴204旋转来带动杠杆202移动。由于凸轮轴204到凸轮203边缘的距离是变化的，因此，当凸轮203绕凸轮轴204旋转180°时，杠杆202及偏置平板201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203的旋转控制偏置平板201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。

[0006] 于2010年10月20日公开的公开号是CN201611424U的中国发明专利针对图2的结构进行了改进，其结构如图3所示，该装置采用具有楔面306的柱体303代替图2中的凸轮，从而降低了加工制造难度，但该装置对旋转电机的精度要求依然比较高。

[0007] 因此，如何提供一种可以有效降低对旋转电机的精度要求的偏置平板的调整装置是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供偏置平板的调整装置，可以有效降低对旋转电机的精度要求，可以降低制造成本，还可以提高可靠性。

[0009] 为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

[0010] 一种偏置平板的调整装置，设于调焦调平主框架板上用于调整偏置平板的角度，包括平面连杆机构和旋转电机，所述旋转电机固定设置于调焦调平主框架板上，所述偏置平板与所述调焦调平主框架板活动连接，所述旋转电机经所述平面连杆机构带动所述偏置平板旋转。

[0011] 所述平面连杆机构包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第二连杆的两端分别与所述第一连杆的一端和所述第三连杆的一端活动连接，所述第一连杆的另一端与所述旋转电机的旋转轴固定连接，所述第三连杆的另一端与所述偏置平板固定连接。

[0012] 所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和调焦调平主框架板构成封闭矢量多边形。

[0013] 所述旋转电机的转角是 所述第二连杆的转角是 所述偏置平板的相应转角是 所述第一连杆、第二连杆和第三连杆的杆长分别是l1、l2和l3，所述第一连杆和所述旋转电机的旋转轴之间的固定连接点与所述第三连杆和所述偏置平板之间的固定连接点之间距离是l4，所述偏置平板的相应转角 满足公式式 中 系 数

[0014] 所述第三连杆的一端与所述偏置平板的侧面固定连接，所述第三连杆和所述偏置平板相互平行且中心线重合。

[0015] 所述第二连杆的两端分别与所述第一连杆的一端和所述第三连杆的一端铰接。

[0016] 所述偏置平板与所述调焦调平主框架板的活动连接部位位于所述偏置平板的中部。

[0017] 本发明的偏置平板的调整装置采用平面连杆机构和旋转电机来实现对偏置平板的角度控制，一方面，由于可以通过调整平面连杆机构各杆件的长度来调整偏置平板的旋转精度，因此，可以降低对旋转电机的精度要求；另一方面，由于本发明的传动方式采用了平面连杆机构，而平面连杆机构中的连杆的制造工艺比较简单，因此可以减少制造成本；再一方面，由于本发明去除了对弹簧的使用，因此，可以有助于提高可靠性。

附图说明

[0018] 本发明的偏置平板的调整装置由以下的实施例及附图给出。

[0019] 图1是一种传统的偏置平板的调整装置的示意图；

[0020] 图2是另一种传统的偏置平板的调整装置的示意图；

[0021] 图3是图2所示的传统的偏置平板的调整装置的改进结构示意图；

[0022] 图4是本发明偏置平板的调整装置一实施例的结构示意图；

[0023] 图5是本发明偏置平板的调整装置一实施例的指定具体尺寸下的示意图；

[0024] 图中，101-偏置平板、102-旋转电机、201-偏置平板、202-杠杆、203-凸轮、204凸轮轴、205-弹簧、303-柱体、306-楔面、401-偏置平板、402-旋转电机的旋转轴、403-第一连杆、404-第二连杆、405-第三连杆、D1-第一连杆和旋转电机的旋转轴之间的固定连接点，D2-第一连杆和第二连杆的铰接点，D3-第二连杆和第三连杆的铰接点，D4-第三连杆和所述偏置平板之间的固定连接点

具体实施方式

[0025] 以下将对本发明的偏置平板的调整装置作进一步的详细描述。

[0026] 下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

[0027] 为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

[0028] 为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

[0029] 请参阅图4，图4所示是本发明偏置平板的调整装置一实施例的结构示意图。这种偏置平板的调整装置，设于调焦调平主框架板(图4中未示意)上用于调整偏置平板401的角度，包括平面连杆机构和旋转电机(图4中未示意)，所述旋转电机固定设置于调焦调平主框架板上，所述偏置平板与所述调焦调平主框架板活动连接，所述旋转电机经所述平面连杆机构带动所述偏置平板401旋转。所述平面连杆机构包括第一连杆403、第二连杆404和第三连杆405，所述第二连杆404的两端分别与所述第一连杆403的一端和所述第三连杆405的一端活动连接，所述第一连杆403的另一端与所述旋转电机的旋转轴402固定连接，所述第三连杆405的另一端与所述偏置平板401固定连接。本实施例中，所述第二连杆404的两端分别与所述第一连杆403的一端和所述第三连杆405的一端铰接。

[0030] 本实施例中，所述第三连杆405的另一端与所述偏置平板401的侧面固定连接，所述第三连杆405和所述偏置平板401相互平行且中心线重合。所述偏置平板401与所述调焦调平主框架板的活动连接部位位于所述偏置平板401的中部。

[0031] 所述第一连杆403、第二连杆404、第三连杆405和调焦调平主框架板构成封闭矢量多边形。通过计算可知该机构的自由度为1，具有有确定的运动轨迹，其运动方式和原理分析如下：

[0032] 请继续参阅图4，令所述旋转电机的转角为 所述第二连杆404的转角为 所述偏置平板401的相应转角为 所述第一连杆403和所述旋转电机的旋转轴402之间的固定连接点是D1，所述第一连杆403和第二连杆404的铰接点为D2，所述第二连杆404和第三连杆405的铰接点为D3，所述第三连杆405和所述偏置平板401之间的固定连接点为D4；所述第一连杆403、第二连杆404和第三连杆405的杆长分别是l1、l2和l3，所述第一连杆403和所述旋转电机的旋转轴402之间的固定连接点D1与所述第三连杆405和所述偏置平板401之间的固定连接点D4之间距离是l4。

[0033] 已知l1、l2、l3、l4和旋转电机的转角为 需确定偏置平板401的转角[0034] 请继续参阅图4，将铰链四杆机构D1D2D3D4看作一封闭矢量多边形，若以L1、L2、L3、L4分别表示各构件的矢量，则该机构的封闭矢量方程为

[0035] L1+L2＝L3+L4

[0036] 以复数形式表示为

[0037] 规定角 (包括 )应以X轴的正向逆时针方向度量，按欧拉公式展开得

[0038]

[0039] 按方程的实部和虚部应分别相等，即

[0040]

[0041]

[0042] 消去 后得

[0043] 式中系数

[0044] 由此解出

[0045] 上式中 有两个值，说明在满足相同杆长条件下，该机构有两种装配方案，根号前为“-”号的 值适用于图示机构D1D2D3D4位置的装配，根号前为“+”号的 值适用于图示机构D1D2D3’D4位置的装配。

[0046] 偏置平板401的旋转精度因各杆长的不同而不同，如图5所示，当杆长l1＝10，l2＝80，l3＝150，l4＝184.8，通过计算可知，l1绕A点旋转360度时，l3绕D点的旋转角为8度，由此可见，在这种偏置平板的调整装置的作用下，与旋转电机直接驱动相比偏置平板的旋转精度提高了45倍。

[0047] 由上可见，本发明的偏置平板的调整装置采用平面连杆机构和旋转电机来实现对偏置平板的角度控制，一方面，由于可以通过调整平面连杆机构各杆件的长度来调整偏置平板的旋转精度，因此，可以降低对旋转电机的精度要求；另一方面，由于本发明的传动方式采用了平面连杆机构，而平面连杆机构中的连杆的制造工艺比较简单，因此可以减少制造成本；再一方面，由于本发明去除了对弹簧的使用，因此，可以有助于提高可靠性。

[0048] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。