CN105278070A - 光学元件夹持装置 - Google Patents

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Abstract

光学元件夹持装置，属于光学元件检测技术领域。解决了现有光学元件检测装置检测重复性差的问题。该装置包括底座和三个以上的夹持单元，每个夹持单元包括微分头、测力计、夹持头、柔性铰链支撑、导轨组件和固定调整机构，导轨组件沿中心通光孔的径向设置，固定调整机构的底部固定在导轨组件的滑板上，中部设有刻度，上部能够沿中部在Z轴方向上移动，柔性铰链支撑固定在固定调整机构的底部上且与待测光学元件的下表面接触，微分头和夹持头分别固定在测力计的两端，微分头的另一端固定在固定调整机构的上部，夹持头的另一端与待测光学元件的上表面接触。该装置能够使光学元件在检测时具备良好的受力重复性，尤其适用于投影光刻物镜的检测。

Description

光学元件夹持装置
技术领域
本发明涉及光学元件检测技术领域，具体涉及一种光学元件夹持装置，尤其适用于投影光刻物镜在光学元件检测中的夹持支撑。
背景技术
投影光刻装备是大规模集成电路制造生产线中的核心设备之一，其光学元件的检测与制造要求达到亚纳米精度。为了实现光刻投影物镜元件的高精度检测，需实现极高精度的检测重复性。检测重复性的一个重要影响因素是光学元件的受力重复性，即每次对光学元件进行夹持时，光学元件所受的重力、夹持力、摩擦力等力组成的力场要相同，但是现有技术中，没有相应的夹持装置能够实现这种要求，所以亟需一种能够使待检测的光学元件每次被夹持后受力相同的夹持装置。
发明内容
本发明为解决现有光学元件检测装置存在的检测重复性差的技术问题，提供了一种光学元件夹持装置。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下。
光学元件夹持装置，包括设有中心通光孔的底座；
还包括三个以上的夹持单元；
所述夹持单元主要包括微分头、测力计、夹持头、柔性铰链支撑、固定调整机构和导轨组件；
所述导轨组件主要由导轨和滑板组成，导轨固定在底座上且沿中心通光孔的径向设置，滑板设置在导轨内，并在导轨内沿中心通光孔的径向运动；
所述固定调整机构的底部固定在导轨组件的滑板上，中部设有刻度，上部能够沿中部在Z轴方向上移动；
所述柔性铰链支撑固定在固定调整机构的底部上，且与待测光学元件的下表面接触，用于支撑待测光学元件；
所述微分头和夹持头分别固定在测力计的两端，微分头的另一端固定在固定调整机构的上部，夹持头的另一端与待测光学元件的上表面接触。
进一步的，该装置还包括微分头夹具，微分头夹具固定在固定调整机构的上部，微分头通过微分头夹具夹持固定在固定调整机构的上部。
进一步的，所述固定调整机构由横向支架、刻度尺和支座组成，所述支座固定在导轨组件的滑板上，所述刻度尺的底端固定在支座上，所述横向支架连接在刻度尺上，且能够沿刻度尺在Z轴方向上移动。
进一步的，所述微分头固定在横向支架上，在横向支架的带动下沿Z轴方向移动。
进一步的，所述夹持单元为三个。
进一步的，所述夹持单元沿圆周均布。
进一步的，所述夹持头由夹持头头部和夹持头连接螺纹杆组成，夹持头与测力计通过夹持头连接螺纹杆螺纹固定连接，夹持头头部与待测光学元件的上表面接触。
进一步的，所述底座上设有导轨联结螺钉孔，导轨组件的导轨通过导轨联结螺钉孔固定在底座上。
进一步的，所述柔性铰链支撑与待测光学元的接触点和夹持头与待测光学元件的接触点在同一条直线上。
进一步的，所述柔性铰链支撑为柱状结构，底端设有联结螺钉孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明的光学元件夹持装置能够采用刻度尺初步记录横向支架的z向位置，能够采用微分头对夹持头进行微位移控制，在每次对光学元件进行夹持后，通过测力计的反馈示数，调整微分头，进而达成两次及多次检测间镜片所受力场的一致性，有效降低调整力变化对光学元件面型检测重复性的影响，实现夹持力的高度重复性，提高光学元件面型检测的精确度；
2、本发明的光学元件夹持装置可应用于不同形状的被检测镜片，包括上表面为凸面、平面和凹面的光学元件，尤其适用于投影光刻物镜的检测。
附图说明
图1为本发明的光学元件夹持装置的结构示意图；
图2为本发明的微分头、测力计和夹持头的组装结构示意图；
图3为本发明的夹持头的结构示意图；
图4为本发明的底座的结构示意图；
图5为本发明的柔性铰链支撑的结构示意图；
图6为光学元件夹持装置夹持平面镜的示意图，图中省略微分头、测力计和夹持头以外的结构；
图7为图6的俯视图；
图中：1、微分头，2、测力计，3、夹持头，3-1、夹持头头部，3-2、夹持头连接螺纹4、待测光学元件，5、柔性铰链支撑，5-1、联结螺钉孔，6、导轨组件，7、底座，7-1、导轨联结螺钉孔，7-2、中心通光孔，8、微分头夹具，9、横向支架，10、刻度尺，11、支座。
具体实施方式
以下结合图1-7进一步说明本发明。
如图1-7所示，光学元件夹持装置，主要由底座7和三个以上的夹持单元组成。
其中，底座7为圆盘，底座7上设有多个导轨联结螺钉孔7-1和一个中心通光孔7-2，多个导轨联结螺钉孔7-1用于多个夹持单元的固定；中心通光孔7-2用于光线的透过，待测光学元件4夹持后，位于中心通光孔7-2的上方。
夹持单元的数量为三个以上即可，没有特殊限制，考虑成本及空间，一般采用三个，优选沿圆周均布。每个夹持单元主要由微分头1、测力计2、夹持头3、柔性铰链支撑5、导轨组件6、微分头夹具8、横向支架9、刻度尺10和支座11组成；
导轨组件6由导轨和滑板组成，导轨通过导轨联结螺钉孔7-1固定在底座7上且沿中心通光孔7-2的径向设置，滑板设置在导轨内，并在导轨内沿中心通光孔7-2的径向运动；
支座11固定在导轨组件6的滑板上；
柔性铰链支撑5为柱状结构，底端设有联结螺钉孔5-1，并通过联结螺钉孔5-1固定在支座11的一端上，顶端与待测光学元件4的下表面接触，用于支撑待测光学元件4；柔性铰链支撑5具体形状可根据应力释放方向更改；
刻度尺10的底端固定在支座11的另一端上；
横向支架9连接在刻度尺10上，且横向支架9能够沿刻度尺10在Z轴方向上移动，通过刻度尺10可以调节横向支架9的Z轴位移，Z轴与待测光学元件4的光轴同轴；
微分头夹具8固定在横向支架9的前端；
微分头1的底端固定在测力计2的顶端，微分头1的顶端通过微分头夹具8夹持固定在横向支架9上，横向支架9带动微分头1在Z轴方向上移动；
夹持头3由夹持头头部3-1和夹持头连接螺纹杆3-2组成，夹持头3与测力计2的底端通过夹持头连接螺纹杆3-2螺纹连接固定，夹持头头部3-1与待测光学元件4的上表面接触，夹持头头部3-1与待测光学元件4的接触点和柔性铰链支撑5与待测光学元件4的接触点在同一条直线上，且该直线平行于待测光学元件4的光轴。
本实施方式的光学元件夹持装置进行镜片检测时，首先通过微分头1的调节与柔性铰链支撑5的支撑对待测光学元件4实现夹持，然后通过移动导轨组件6和横向支架9对微分头1、测力计2及夹持头3组成的装配体进行初定位，之后，调节微分头1实现对夹持头3的精确定位和力的施加，读取刻度尺11上显示的横向支架9的Z轴位移和三处检测点的测力计2输出的数据并予以记录，在下次待测光学元件4被检测时，先调节横向支架9到记录的Z轴位移，然后调节微分头1使得三处测力计的读数与之前一致，从而实现夹持力的重复性。
本实施方式中，横向支架9、刻度尺10和支座11组成了固定调节机构，在实际应用中，该固定调节机构不限于专利中所述的结构，通过较为精密的位置控制装置保证夹持点位置的基本一致，也在本专利的保护范围内。

Claims (10)

1.光学元件夹持装置，包括设有中心通光孔(7-2)的底座(7)；
其特征在于，还包括三个以上的夹持单元；
所述夹持单元主要包括微分头(1)、测力计(2)、夹持头(3)、柔性铰链支撑(5)、固定调整机构和导轨组件(6)；
所述导轨组件(6)主要由导轨和滑板组成，导轨固定在底座(7)上且沿中心通光孔(7-2)的径向设置，滑板设置在导轨内，并在导轨内沿中心通光孔(7-2)的径向运动；
所述固定调整机构的底部固定在导轨组件(6)的滑板上，中部设有刻度，上部能够沿中部在Z轴方向上移动；
所述柔性铰链支撑(5)固定在固定调整机构的底部上，且与待测光学元件(4)的下表面接触，用于支撑待测光学元件(4)；
所述微分头(1)和夹持头(3)分别固定在测力计(2)的两端，微分头(1)的另一端固定在固定调整机构的上部，夹持头(3)的另一端与待测光学元件(4)的上表面接触。
2.根据权利要求1所述的光学元件夹持装置，其特征在于，该装置还包括微分头夹具(8)，微分头夹具(8)固定在固定调整机构的上部，微分头(1)通过微分头夹具(8)夹持固定在固定调整机构的上部。
3.根据权利要求1所述的光学元件夹持装置，其特征在于，所述固定调整机构由横向支架(9)、刻度尺(10)和支座(11)组成，所述支座(11)固定在导轨组件(6)的滑板上，所述刻度尺(10)的底端固定在支座(11)上，所述横向支架(9)连接在刻度尺(10)上，且能够沿刻度尺(10)在Z轴方向上移动。
4.根据权利要求3所述的光学元件夹持装置，其特征在于，所述微分头(1)固定在横向支架(9)上，在横向支架(9)的带动下沿Z轴方向移动。
5.根据权利要求1-4任何一项所述的光学元件夹持装置，其特征在于，所述夹持单元为三个。
6.根据权利要求1-4任何一项所述的光学元件夹持装置，其特征在于，所述夹持单元沿圆周均布。
7.根据权利要求1-4任何一项所述的光学元件夹持装置，其特征在于，所述夹持头(3)由夹持头头部(3-1)和夹持头连接螺纹杆(3-2)组成，夹持头(3)与测力计(2)通过夹持头连接螺纹杆(3-2)螺纹固定连接，夹持头头部(3-1)与待测光学元件(4)的上表面接触。
8.根据权利要求1-4任何一项所述的光学元件夹持装置，其特征在于，所述底座(7)上设有导轨联结螺钉孔(7-2)，导轨组件(6)的导轨通过导轨联结螺钉孔(7-2)固定在底座(7)上。
9.根据权利要求1-4任何一项所述的光学元件夹持装置，其特征在于，所述柔性铰链支撑(5)与待测光学元(4)的接触点和夹持头(3)与待测光学元件(4)的接触点在同一条直线上。
10.根据权利要求1-4任何一项所述的光学元件夹持装置，其特征在于，所述柔性铰链支撑(5)为柱状结构，底端设有联结螺钉孔(5-1)。
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