專利名稱：一種精密定位和調(diào)整工裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精密定位和調(diào)整技術(shù)，尤其涉及超精密光機系統(tǒng)的裝配和調(diào)整，例如光刻設(shè)備裝配中高精密部件的X，Y，Z，Rx，Ry，Rz六個自由度的精確定位、測量和調(diào)整。
背景技術(shù)：
目前使用的在機床、船舶等大型設(shè)備中，重要零件之間都有安裝精度要求。在這些大型設(shè)備中，其機械安裝精度多采用銷孔定位，如果用于實現(xiàn)將集成電路制造設(shè)備光刻機的物鏡安裝在主基板上，由于銷孔之間距離大(＞＝800mm)，其加工精度不易保證，同時多個銷孔直接定位安裝困難，不能調(diào)整，因此無法滿足投影物鏡X，Y，Rz的安裝精度要求，然而投影物鏡X，Y，Rz卻是精確定位難度最大的三個指標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題在于提供一種精密定位和調(diào)整裝置，以實現(xiàn)高精度定位和調(diào)整測量。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下包括蓋板、墊片、定位軸，其特征在于還包括平板、圓環(huán)和Rz調(diào)整裝置，圓環(huán)由多個具有不同直徑的階梯狀圓環(huán)組成，并可通過其中一圓環(huán)的圓柱面及平面定位與平板緊固安裝在一起，Rz調(diào)整裝置安裝在平板的槽面中，定位軸通過平板上銷孔定位及螺紋與蓋板連接安裝在平板上，而蓋板通過螺紋連接安裝在平板上，墊片安裝在定位軸與平板之間，定位軸輔助定位被安裝件的連接部分柔性塊，使后者可定位于基板上，蓋板、墊片、定位軸、和與它們連接最近的平板及圓環(huán)組成一套調(diào)節(jié)模塊，而與平板及圓環(huán)所連接的蓋板、墊片和定位軸數(shù)目可為三個或大于三個。
作為對本發(fā)明的改進，所述平板上的每套調(diào)節(jié)模塊在平板上分別設(shè)置有一個銷孔，平板上多個銷孔與被安裝件的相應(yīng)銷孔在一次裝夾中一起加工，這樣保證工裝安裝的定位精度。
作為對本發(fā)明的改進，階梯狀圓環(huán)的下部圓環(huán)的圓柱面可確保X、Y的定位精度，同時平板上有一與上述多個銷孔有相互精度關(guān)系的側(cè)面，用作測量平行度的基準，作為調(diào)整工裝Rz的依據(jù)。
作為對本發(fā)明的改進，Rz調(diào)整裝置上下兩個圓柱的軸心是偏心結(jié)構(gòu)，可根據(jù)測量的平行度轉(zhuǎn)動工裝，使其Rz達精度要求。
本發(fā)明的有益作用是，由于上下面為平面的平板和階梯狀圓環(huán)的結(jié)構(gòu)配合，及平板上的側(cè)面設(shè)置，而且多個銷孔與被安裝件法蘭的相應(yīng)銷孔在一次裝夾中一起加工，保證了工裝的定位精度。再加上平板上的圓環(huán)的圓柱面與基板對應(yīng)圓柱面配合，限制了X，Y自由度，因此可確保X、Y精度；Rz調(diào)整裝置的上圓柱面與下圓柱面的回轉(zhuǎn)軸心是偏心的，下圓柱面與基板對應(yīng)孔配合，調(diào)整Rz精度時可轉(zhuǎn)動Rz調(diào)整裝置使其繞下圓柱面旋轉(zhuǎn)，使上圓柱面對平板的槽面施加力，從而可轉(zhuǎn)動工裝達Rz精度要求。


圖1是本發(fā)明的立體圖；
圖2是本發(fā)明Rz調(diào)整裝置示意圖；圖3是本發(fā)明精密定位和調(diào)整工裝的主剖視圖。
圖4是本發(fā)明精密定位和調(diào)整工裝的俯視圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳細說明。
結(jié)合所有圖，本發(fā)明包括平板1、蓋板2、圓環(huán)3、Rz調(diào)整裝置4、墊片5和定位軸6。本例中圓環(huán)3由兩個具有不同直徑的上下階梯狀圓環(huán)組成，其中上部圓環(huán)直徑小于下部圓環(huán)，平板1上下面為平面，其上的三個銷孔101(本例中銷孔為三個)與投影物鏡法蘭(未標出)的三個銷孔在一次裝夾中一起加工，這樣保證工裝的定位精度；蓋板2安裝在平板1上，定位軸6通過平板1上的銷孔101定位及螺紋與蓋板2連接安裝在平板1上，墊片5安裝在定位軸6與平板1之間，由于蓋板、墊片、定位軸、和與它們連接最近的平板及圓環(huán)組成一套調(diào)節(jié)模塊，由于本例中總共有三組模塊，因而調(diào)整三組模塊的墊片高度，則不僅可調(diào)節(jié)整個工裝的Z向(即縱向)高度，還可以調(diào)節(jié)Rx、Ry的精度，當(dāng)三組墊片高度一致時就調(diào)節(jié)Z向高度，而當(dāng)三組墊片高度不一致時則達到調(diào)節(jié)Rx、Ry的目的。圓環(huán)3在本例中是個軸心相同但上下直徑不同的圓環(huán)，即階梯狀圓環(huán)，圓環(huán)3通過其與平板1的接觸面圓柱面105，再通過與平板1的接觸平面106定位固定安裝在平板1上。圓環(huán)3的圓柱面102與主基板(未標出)對應(yīng)圓柱面配合，限制X，Y自由度，因此可確保X、Y精度。平板1上有一與這三個銷孔101有相互精度關(guān)系的側(cè)面103，用于測量與主基板(未標出)基準面之間平行度的基準平面，可根據(jù)測量的平行度調(diào)整Rz精度。為確保Rz精度，側(cè)面103與三個銷孔101形位精度為0.005～0.02mm。Rz調(diào)整裝置4安裝在平板1的槽面104中。本例中Rz調(diào)整裝置采用偏心銷，實踐中只要能使平板1受力產(chǎn)生轉(zhuǎn)動能量的類似裝置均可以采用，如圖2，偏心銷4的上圓柱面108與下圓柱面109的回轉(zhuǎn)軸心是偏心的，下圓柱面109與主基板(未標出)對應(yīng)孔配合。調(diào)整Rz精度時可轉(zhuǎn)動偏心銷4使其繞下圓柱面109旋轉(zhuǎn)，使上圓柱面108對槽面104施加力，從而可轉(zhuǎn)動工裝達Rz精度要求，其中104可以是一U型槽面，可受到偏心銷施加的力。
精密定位和調(diào)整工裝定位投影物鏡精度的原理是工裝上的定位軸6一端為圓柱面，另一端為半球面。其中圓柱面與銷孔101配合定位，以及半球面與柔性快7的圓錐面接觸定位可定位圓錐面的X，Y精度，三個柔性體7通過螺栓連接固定安裝在主基板(未標出)上，可定位圓錐面的Z，Rx，Ry，Rz精度。因此通過工裝定位和調(diào)整安裝柔性體7到主基板上(未標出)后可定位三個柔性體7的圓錐面X，Y，Z，Rx，Ry，Rz精度，從而使投影物鏡安裝在三個柔性體7的圓錐面上達六自由度精度要求。
本例精密定位和調(diào)整工裝安裝及調(diào)整方法是(1)、通過三個定位軸6的球面與投影物鏡的三個柔性塊7的圓錐面接觸，將工裝安裝在三個柔性塊7上，并螺紋連接緊固。
(2)、將工裝及三個柔性塊7放置在裝配平臺上，以平板1的上平面107為基準測量工裝的水平度及高度，配磨墊片5使Z，Rx，Ry達到精度要求。
(3)、通過圓環(huán)3的圓柱面102定位將工裝安裝在主基板(未標出)上，確保X，Y精度；根據(jù)平板1的側(cè)面103與主基板基準面的平行度，用偏心銷4轉(zhuǎn)動工裝使其Rz達到精度要求。
(4)、將三個柔性塊7緊固在主基板上，拆卸工裝，然后將投影物鏡安裝在三個柔性塊7的圓錐面上。
綜上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，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)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種精密定位和調(diào)整工裝，可將被安裝件定位于基板上，包括蓋板(2)、墊片(5)、定位軸(6)，其特征在于還包括平板(1)、圓環(huán)(3)和Rz調(diào)整裝置(4)；圓環(huán)(3)由具有不同直徑的階梯狀圓環(huán)組成，并可通過其中一圓環(huán)的圓柱面及平面定位與平板(1)緊固安裝在一起，Rz調(diào)整裝置(4)安裝在平板的槽面(104)中，定位軸(6)通過平板上銷孔(101)定位及螺紋與蓋板連接安裝在平板上，而蓋板(2)通過螺紋連接安裝在平板上，墊片(5)安裝在定位軸(6)與平板(1)之間，定位軸(6)輔助定位被安裝件的連接部分柔性塊(7)，使后者可定位于基板上，蓋板(2)、墊片(5)、定位軸(6)、和與它們連接最近的平板及圓環(huán)組成一套調(diào)節(jié)模塊，而與平板(1)及圓環(huán)(3)所連接的蓋板(2)、墊片(5)和定位軸(6)數(shù)目可為三個或大于三個。
2.如權(quán)利要求1所述的一種精密定位和調(diào)整工裝，其特征在于所述定位軸(6)一端為圓柱面，另一端為半球面。其中圓柱面與銷孔(101)配合定位，而半球面與柔性快(7)的圓錐面接觸定位。
3.如權(quán)利要求1所述的一種精密定位和調(diào)整工裝，其特征在于，所述Rz調(diào)整裝置(4)可為偏心銷。
4.如權(quán)利要求3所述的一種精密定位和調(diào)整工裝，其特征在于，所述偏心銷的上圓柱面(108)與下圓柱面(109)的回轉(zhuǎn)軸心是偏心的，下圓柱面(109)與主基板對應(yīng)孔配合，偏心銷可繞下圓柱面(109)旋轉(zhuǎn)，使上圓柱面(108)對槽面(104)施加力。
5.如權(quán)利要求1所述的一種精密定位和調(diào)整工裝，其特征在于，所述槽面(104)可以是U型槽面。
6.如權(quán)利要求1所述的一種精密定位和調(diào)整工裝，其特征在于，所述平板1上有一與銷孔(101)有相互精度關(guān)系的側(cè)面(103)，用于測量與主基板基準面之間平行度的基準平面，可根據(jù)測量的平行度調(diào)整Rz精度。
7.如權(quán)利要求1或6所述的一種精密定位和調(diào)整工裝，其特征在于，所述側(cè)面(103)與銷孔(101)的形位精度為0.005～0.02mm。
8.如權(quán)利要求1所述的一種精密定位和調(diào)整工裝，其特征在于，所述圓環(huán)(3)由兩個具有不同直徑的上下階梯狀圓環(huán)組成，其中上部圓環(huán)直徑小于下部圓環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種精密定位和調(diào)整工裝，包括蓋板(2)、墊片(5)、定位軸(6)，還包括平板(1)、圓環(huán)(3)和Rz調(diào)整裝置(4)，圓環(huán)(3)由具有不同直徑的階梯狀圓環(huán)組成并可通過其中一圓環(huán)的圓柱面及平面定位與平板(1)緊圍安裝在一起，Rz調(diào)整裝置(4)安裝在平板的槽面(104)中，定位軸(6)通過平板上銷孔(101)定位及螺紋與蓋板連接安裝在平板上，蓋板(2)通過螺紋連接安裝在平板上，墊片(5)安裝在定位軸(6)與平板(1)之間，蓋板(2)、墊片(5)、定位軸(6)、和與它們連接最近的平板及圓環(huán)組成一套調(diào)節(jié)模塊。有益作用是，保證了X、Y精度和Rz精度的定位精度。
文檔編號G03F7/20GK1794091SQ20051011211
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者劉育, 張國韋, 袁志揚, 嚴天宏 申請人:上海微電子裝備有限公司