CN220153511U - 一种运动台及位移测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高速激光干涉测量技术领域，公开一种运动台及位移测量系统。其中运动台包括底板、第一安装座、第二安装座、正交工装、X向长条镜和Y向长条镜。底板上设置有第一安装座和第二安装座；正交工装安装于第一安装座和第二安装座上，正交工装设置有相互垂直的第一侧边和第二侧边；X向长条镜一侧设置有第一反光面，X向长条镜的另一侧贴合于第一侧边且安装于第一安装座上；Y向长条镜的一侧设置有第二反光面，Y向长条镜的另一侧贴合于第二侧边且安装于第二安装座上。本实用新型提高了X向长条镜和Y向长条镜的正交精度，且降低了安装的操作难度，提高了对运动台的测量精度，进而实现了对运动台的精密控制。

Description

一种运动台及位移测量系统

技术领域

本实用新型涉及高速激光干涉测量技术领域，尤其涉及一种运动台及位移测量系统。

背景技术

由于光刻工艺对精度要求极高，精密运动台的定位精准要求也就非常高。而精密运动台的定位精准很大程度上取决于位移测量系统的测量精度。与此同时，位移测量系统对测量行程的要求越来越高，现有技术中，运动台上设置有X向长条镜和Y向长条镜，采用两个干涉仪分别检测X向长条镜和Y向长条镜的位移，进而获取运动台沿X向和Y向的位移，但是，由于X向长条镜和Y向长条镜的尺寸较大，X向长条镜和Y向长条镜的正交精度难以把控。根据光学反射原理，长条镜造成的误差通常以两倍的形式反应在测量结果中，这种现象在长行程中体现出更为明显的测量误差。

基于此，亟需一种运动台及位移测量系统，以解决上述存在的问题。

实用新型内容

基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种运动台及位移测量系统，提高了X向长条镜和Y向长条镜的正交精度，且降低了安装的操作难度，提高了对运动台的测量精度，进而实现了对运动台的精密控制。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，提供一种运动台，包括：

底板，所述底板上设置有第一安装座和第二安装座；

正交工装，所述正交工装安装于所述第一安装座和所述第二安装座上，所述正交工装设置有相互垂直的第一侧边和第二侧边；

X向长条镜和Y向长条镜，所述X向长条镜一侧设置有第一反光面，所述X向长条镜的另一侧贴合于所述第一侧边且安装于所述第一安装座上；所述Y向长条镜的一侧设置有第二反光面，所述Y向长条镜的另一侧贴合于所述第二侧边且安装于所述第二安装座上。

作为一种运动台的优选技术方案，还包括第一限位块，所述第一限位块安装于所述第一安装座的侧壁，且所述第一限位块止挡所述X向长条镜设置所述第一反光面的一侧；和/或

还包括第二限位块，所述第二限位块安装于所述第二安装座的侧壁，且所述第二限位块止挡所述Y向长条镜设置所述第二反光面的一侧。

作为一种运动台的优选技术方案，还包括第三限位块，所述第三限位块包括第一横边、第一竖边和第二横边，所述第一横边、所述第一竖边和所述第二横边形成工字型，所述第一横边连接于所述第一安装座的上表面，所述第一竖边止挡所述X向长条镜背离所述第一反光面的一侧，所述第二横边相对所述第一竖边向靠近所述X向长条镜的一侧凸设有第一压接部，所述第一压接部能够压接所述X向长条镜的上表面；和/或

还包括第四限位块，所述第四限位块包括第三横边、第二竖边和第四横边，所述第三横边、所述第二竖边和所述第四横边形成工字型，所述第三横边连接于所述第二安装座的上表面，所述第二竖边止挡所述Y向长条镜背离所述第二反光面的一侧，所述第四横边相对所述第二竖边向靠近所述Y向长条镜凸设有第二压接部，所述第二压接部能够压接所述Y向长条镜的上表面。

作为一种运动台的优选技术方案，所述X向长条镜粘合于所述第一安装座的上表面，所述Y向长条镜粘合于所述第二安装座的上表面。

作为一种运动台的优选技术方案，所述第一安装座和第二安装座分别通过第一螺钉安装于所述底板上；

所述正交工装、X向长条镜和/或Y向长条镜上设置有避让孔，所述避让孔用于避让所述第一螺钉。

作为一种运动台的优选技术方案，还包括第二螺钉和第三螺钉，所述第一侧边设置有第一通孔，所述第二侧边设置有第二通孔，所述第一安装座设置有与所述第一通孔对应的第一螺纹孔，所述第二安装座设置有与所述第二通孔对应的第二螺纹孔，所述第二螺钉穿设于所述第一通孔且螺纹连接于所述第一螺纹孔，所述第三螺钉穿设于所述第二通孔且螺纹连接于所述第二螺纹孔。

作为一种运动台的优选技术方案，所述底板上还安装有第一配重块和第二配重块，所述第一配重块与所述第一安装座设置于所述底板沿第一方向的两端，所述第二配重块与所述第二安装座设置于所述底板沿第二方向的两端，所述第一配重块和所述第二配重块用于调节所述运动台的质心，以使所述质心与所述运动台的中心重合。

作为一种运动台的优选技术方案，所述第一侧边和所述第二侧边分别设置有第一定位孔和第二定位孔，所述第一安装座和所述第二安装座分别设置有第三定位孔和第四定位孔，销钉能够穿设于所述第一定位孔和所述第三定位孔，且销钉能够穿设于第二定位孔和第四定位孔。

作为一种运动台的优选技术方案，所述第一定位孔和第二定位孔二者中的一个为腰形孔，另一个为圆形孔，所述圆形孔的圆心与所述腰形孔的中心线的延长线重合。

另一方面，提供一种位移测量系统，包括第一干涉仪和第二干涉仪和以上任一方案所述的运动台，所述第一干涉仪用于检测所述运动台在第一方向上的位移，所述第二干涉仪用于检测所述运动台在第二方向上的位移。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种运动台，组装时，先将正交工装安装于第一安装座和第二安装座上，然后将X向长条镜的未设置第一反光面的一侧贴合于第一侧边，然后X向长条镜固定在第一安装座上，将Y向长条镜的未设置第二反光面的一侧贴合于第二侧边，然后Y向长条镜固定在第二安装座上，由于第一侧边和第二侧边垂直设置，因此X向长条镜和Y向长条镜为正交状态，提高了X向长条镜和Y向长条镜的正交精度，且降低了安装的操作难度。

本实用新型还提供一种位移测量系统，通过第一干涉仪检测第一反光面的位移，通过第二干涉仪检测第二反光面的位移，由于第一反光面和第二反光面的正交精度较高，因此提高了对运动台的测量精度，进而实现了对运动台的精密控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型具体实施方式提供的运动台的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的正交工装的主视图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的第三限位块的结构示意图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的位移测量系统的结构示意图。

图中标记如下：

10、第一干涉仪；20、第二干涉仪；30、激光器；40、导光元件；

1、底板；

21、第一安装座；22、第二安装座；

3、正交工装；31、第一侧边；311、第一通孔；312、第一定位孔；32、第二侧边；321、第二通孔；322、第二定位孔；

41、X向长条镜；42、Y向长条镜；

51、第一限位块；52、第二限位块；

61、第三限位块；611、第一横边；612、第一竖边；613、第二横边；62、第四限位块；

71、第一配重块；72、第二配重块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供一种运动台，该运动台包括底板1、第一安装座21、第二安装座22、正交工装3、X向长条镜41和Y向长条镜42。

具体地，底板1上设置有第一安装座21和第二安装座22；正交工装3安装于第一安装座21和第二安装座22上，正交工装3设置有相互垂直的第一侧边31和第二侧边32；X向长条镜41一侧设置有第一反光面，X向长条镜41的另一侧贴合于第一侧边31且安装于第一安装座21上；Y向长条镜42的一侧设置有第二反光面，Y向长条镜42的另一侧贴合于第二侧边32且安装于第二安装座22上。本实施例中，正交工装3呈直角三角形。本实施例中，第一方向为Y向，第二方向为X向。

组装时，先将正交工装3安装于第一安装座21和第二安装座22上，然后将X向长条镜41的未设置第一反光面的一侧贴合于第一侧边31，然后X向长条镜41固定在第一安装座21上，将Y向长条镜42的未设置第二反光面的一侧贴合于第二侧边32，然后Y向长条镜42固定在第二安装座22上，由于第一侧边31和第二侧边32垂直设置，因此X向长条镜41和Y向长条镜42为正交状态，提高了X向长条镜41和Y向长条镜42的正交精度，且降低了安装的操作难度。

优选地，如图1和图4所示，该运动台还包括第一限位块51，第一限位块51安装于第一安装座21的侧壁，且第一限位块51止挡X向长条镜41设置第一反光面的一侧；和/或该运动台还包括第二限位块52，第二限位块52安装于第二安装座22的侧壁，且第二限位块52止挡Y向长条镜42设置第二反光面的一侧。本实施例中，该运动台包括第一限位块51和第二限位块52，且第一限位块51和第二限位块52均为多个，第一限位块51和第二限位块52可分别通过螺钉固定在第一安装座21的侧壁和第二安装座22的侧壁，多个第一限位块51用于止挡X向长条镜41设置有第一反光面的一侧，多个第二限位块52用于止挡Y向长条镜42设置有第二反光面的一侧。

优选地，如图1和图3所示，该运动台还包括第三限位块61，第三限位块61包括第一横边611、第一竖边612和第二横边613，第一横边611、第一竖边612和第二横边613形成工字型，第一横边611连接于第一安装座21的上表面，第一竖边612止挡X向长条镜41背离第一反光面的一侧，第二横边613相对第一竖边612向靠近X向长条镜41的一侧凸设有第一压接部，第一压接部能够压接X向长条镜41的上表面；和/或该运动台还包括第四限位块62，第四限位块62包括第三横边、第二竖边和第四横边，第三横边、第二竖边和第四横边形成工字型，第三横边连接于第二安装座22的上表面，第二竖边止挡Y向长条镜42背离第二反光面的一侧，第四横边相对第二竖边向靠近Y向长条镜42凸设有第二压接部，第二压接部能够压接Y向长条镜42的上表面。

本实施例中，运动台包括第四限位块62和第三限位块61，第四限位块62与第三限位块61结构相同，当X向长条镜41安装在第一安装座21上后，第三限位块61的第一横边611通过螺钉连接于第一安装座21的上表面，第一竖边612和第一横边611共同止挡X向长条镜41背离第一反光面的一侧，因此第三限位块61和第一限位块51共同对X向长条镜41沿Y向的位移进行限位，第二横边613的第一压接部能够限制X向长条镜41沿垂向的位移，提高了X向长条镜41的安装稳固性。同理，第四限位块62的第二竖边和第三横边共同止挡Y向长条镜42背离第二反光面的一侧，因此第四限位块62和第二限位块52共同对Y向长条镜42沿X向的位移进行限位，第四横边的第二压接部能够限制Y向长条镜42沿垂向的位移，提高了Y向长条镜42的安装稳固性。本实施例保护X向长条镜41和Y向长条镜42避免滑落。

现有技术中，长条镜直接固定在运动台上，不便于调节长条镜相对运动台的位置。本实施例中，第一安装座21和第二安装座22分别通过第一螺钉安装于底板1上；正交工装3、X向长条镜41和/或Y向长条镜42上设置有避让孔411，避让孔411用于避让第一螺钉。其中，第一安装座21、第二安装座22与底板1为分体结构，便于调节第一安装座21、第二安装座22与底板1的相对位置，进而调节X向长条镜41和Y向长条镜42相对底板1的位置，可在装配时简单有效地调节X向长条镜41和Y向长条镜42正交精度。

本实施例中，X向长条镜41粘合于第一安装座21的上表面，Y向长条镜42粘合于第二安装座22的上表面，操作简单，在X向长条镜41和Y向长条镜42分别与第一安装座21和第二安装座22胶合后，仍能对X向长条镜41和Y向长条镜42的相对位置进行调整，降低了安装过程中的操作难度。

进一步地，如图1和图2所示，该运动台还包括第二螺钉和第三螺钉，第一侧边31设置有第一通孔311，第二侧边32设置有第二通孔321，第一安装座21设置有与第一通孔311对应的第一螺纹孔，第二安装座22设置有与第二通孔321对应的第二螺纹孔，第二螺钉穿设于第一通孔311且螺纹连接于第一螺纹孔，第三螺钉穿设于第二通孔321且螺纹连接于第二螺纹孔，实现了正交工装3固定在第一安装座21和第二安装座22上，同时，由于第一通孔311和第二通孔321无内螺纹，可避免螺纹连接对正交工装3产生切向应力。

优选地，第一侧边31和第二侧边32分别设置有第一定位孔312和第二定位孔322，第一安装座21和第二安装座22分别设置有第三定位孔和第四定位孔，销钉能够穿设于第一定位孔312和第三定位孔，且销钉能够穿设于第二定位孔322和第四定位孔。第一安装座21和第二安装座22的相对位置通过正交工装3进行定位，提高第一安装座21和第二安装座22的相对位置精度。

进一步优选地，第一定位孔312和第二定位孔322二者中的一个为腰形孔，另一个为圆形孔，圆形孔的圆心与腰形孔的中心线的延长线重合，腰形孔能够使销钉有活动空间，可避免因零件加工误差等原因导致的正交工装3过度定位，通过第一定位孔312和第二定位孔322的配合，在正交工装3进行螺钉固定前可对正交工装3进行初步定位，便于安装。

优选地，如图1所示，底板1上还安装有第一配重块71和第二配重块72，第一配重块71与第一安装座21设置于底板1沿第一方向的两端，第二配重块72与第二安装座22设置于底板1沿第二方向的两端，第一配重块71和第二配重块72用于调节运动台的质心，以使质心与运动台的中心重合，确保运动台的稳定性。

如图4所示，本实施例还提供一种位移测量系统，该位移测量系统包括第一干涉仪10和第二干涉仪20和上述的运动台，第一干涉仪10用于检测运动台在第一方向上的位移，第二干涉仪20用于检测运动台在第二方向上的位移。通过第一干涉仪10检测第一反光面的位移，通过第二干涉仪20检测第二反光面的位移，由于第一反光面和第二反光面的正交精度较高，因此提高了对运动台的测量精度，进而实现了对运动台的精密控制。

具体地，该位移测量系统还包括激光器30和两个导光元件40，激光器30发出的光束照射在第一个导光元件40时分成第一光束和第二光束，第一光束入射到第一干涉仪10并经由X向长条镜41的第一反光面反射测量运动台的Y向位移；第二光束经第二个导光元件40入射到第二干涉仪20并经由Y向长条镜42的第二反光面反射测量运动台的X向位移。本实施例中，第一干涉仪10为单轴干涉仪，第二干涉仪20为双轴干涉仪。

该位移测量系统采用上述分体式的长条镜安装结构，通过正交工装3精准调控X向长条镜41和Y向长条镜42的位置，不仅能方便快捷的调整X向长条镜41和Y向长条镜42的姿态，降低了安装工作难度，同时减少了测量误差，提高了测量精度，而且扩大了位移测量系统的应用场景，尤其是高速位移测量系统。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种运动台，其特征在于，包括：

底板(1)，所述底板(1)上设置有第一安装座(21)和第二安装座(22)；

正交工装(3)，所述正交工装(3)安装于所述第一安装座(21)和所述第二安装座(22)上，所述正交工装(3)设置有相互垂直的第一侧边(31)和第二侧边(32)；

X向长条镜(41)和Y向长条镜(42)，所述X向长条镜(41)一侧设置有第一反光面，所述X向长条镜(41)的另一侧贴合于所述第一侧边(31)且安装于所述第一安装座(21)上；所述Y向长条镜(42)的一侧设置有第二反光面，所述Y向长条镜(42)的另一侧贴合于所述第二侧边(32)且安装于所述第二安装座(22)上。

2.根据权利要求1所述的运动台，其特征在于，还包括第一限位块(51)，所述第一限位块(51)安装于所述第一安装座(21)的侧壁，且所述第一限位块(51)止挡所述X向长条镜(41)设置所述第一反光面的一侧；和/或

还包括第二限位块(52)，所述第二限位块(52)安装于所述第二安装座(22)的侧壁，且所述第二限位块(52)止挡所述Y向长条镜(42)设置所述第二反光面的一侧。

3.根据权利要求1所述的运动台，其特征在于，还包括第三限位块(61)，所述第三限位块(61)包括第一横边(611)、第一竖边(612)和第二横边(613)，所述第一横边(611)、所述第一竖边(612)和所述第二横边(613)形成工字型，所述第一横边(611)连接于所述第一安装座(21)的上表面，所述第一竖边(612)止挡所述X向长条镜(41)背离所述第一反光面的一侧，所述第二横边(613)相对所述第一竖边(612)向靠近所述X向长条镜(41)的一侧凸设有第一压接部，所述第一压接部能够压接所述X向长条镜(41)的上表面；和/或

还包括第四限位块(62)，所述第四限位块(62)包括第三横边、第二竖边和第四横边，所述第三横边、所述第二竖边和所述第四横边形成工字型，所述第三横边连接于所述第二安装座(22)的上表面，所述第二竖边止挡所述Y向长条镜(42)背离所述第二反光面的一侧，所述第四横边相对所述第二竖边向靠近所述Y向长条镜(42)凸设有第二压接部，所述第二压接部能够压接所述Y向长条镜(42)的上表面。

4.根据权利要求1所述的运动台，其特征在于，所述X向长条镜(41)粘合于所述第一安装座(21)的上表面，所述Y向长条镜(42)粘合于所述第二安装座(22)的上表面。

5.根据权利要求1所述的运动台，其特征在于，所述第一安装座(21)和第二安装座(22)分别通过第一螺钉安装于所述底板(1)上；

所述正交工装(3)、所述X向长条镜(41)和/或所述Y向长条镜(42)上设置有避让孔，所述避让孔用于避让所述第一螺钉。

6.根据权利要求1所述的运动台，其特征在于，还包括第二螺钉和第三螺钉，所述第一侧边(31)设置有第一通孔(311)，所述第二侧边(32)设置有第二通孔(321)，所述第一安装座(21)设置有与所述第一通孔(311)对应的第一螺纹孔，所述第二安装座(22)设置有与所述第二通孔(321)对应的第二螺纹孔，所述第二螺钉穿设于所述第一通孔(311)且螺纹连接于所述第一螺纹孔，所述第三螺钉穿设于所述第二通孔(321)且螺纹连接于所述第二螺纹孔。

7.根据权利要求1所述的运动台，其特征在于，所述底板(1)上还安装有第一配重块(71)和第二配重块(72)，所述第一配重块(71)与所述第一安装座(21)设置于所述底板(1)沿第一方向的两端，所述第二配重块(72)与所述第二安装座(22)设置于所述底板(1)沿第二方向的两端，所述第一配重块(71)和所述第二配重块(72)用于调节所述运动台的质心，以使所述质心与所述运动台的中心重合。

8.根据权利要求1所述的运动台，其特征在于，所述第一侧边(31)和所述第二侧边(32)分别设置有第一定位孔(312)和第二定位孔(322)，所述第一安装座(21)和所述第二安装座(22)分别设置有第三定位孔和第四定位孔，销钉能够穿设于所述第一定位孔(312)和所述第三定位孔，且销钉能够穿设于所述第二定位孔(322)和所述第四定位孔。

9.根据权利要求8所述的运动台，其特征在于，所述第一定位孔(312)和所述第二定位孔(322)二者中的一个为腰形孔，另一个为圆形孔，所述圆形孔的圆心与所述腰形孔的中心线的延长线重合。

10.一种位移测量系统，其特征在于，包括第一干涉仪(10)和第二干涉仪(20)和如权利要求1-9任一项所述的运动台，所述第一干涉仪(10)用于检测所述运动台在第一方向上的位移，所述第二干涉仪(20)用于检测所述运动台在第二方向上的位移。