專利名稱：氣浮塊等高測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣浮塊等高測(cè)試裝置，用于光刻機(jī)中H型大行程高精度工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)所需的氣浮塊安裝前的等高測(cè)試。
背景技術(shù)：
光刻機(jī)是微制造IC領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備，工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)性能直接關(guān)系到芯片的光刻質(zhì)量。如圖1所示，H型大行程高精度的工件臺(tái)主要包括:長(zhǎng)行程精密導(dǎo)軌I ‘，工字形運(yùn)動(dòng)模塊2 ‘以及工字形運(yùn)動(dòng)模塊兩端的球關(guān)節(jié)氣浮塊a。在H型大行程高精度工件臺(tái)中，工字形運(yùn)動(dòng)模塊2 ‘兩端經(jīng)多塊、多組球關(guān)節(jié)氣浮塊a緊貼長(zhǎng)行程精密導(dǎo)軌I ‘，運(yùn)行中以氣膜為媒介使運(yùn)動(dòng)模塊相對(duì)精密導(dǎo)軌表面的摩擦阻力減至最低，而在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，氣膜的厚度只有0.008mm，如果多塊、多組球關(guān)節(jié)氣浮塊不等高，這就會(huì)導(dǎo)致氣膜厚度不均勻，從而直接影響工字形運(yùn)動(dòng)模塊的剛度，影響工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)性能。這就對(duì)多塊氣浮塊氣浮面的平面度提出了很高的要求，包括克服動(dòng)態(tài)反變形量值的相對(duì)高度值偏差值補(bǔ)償?shù)?。所以，H型大行程高精度工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)所需的球關(guān)節(jié)氣浮塊安裝前的等高測(cè)試及修配成為其以后的運(yùn)動(dòng)性能質(zhì)量的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是:針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種氣浮塊等高測(cè)試裝置，該裝置可測(cè)出每塊球關(guān)節(jié)氣浮塊的相 對(duì)高度值，使運(yùn)動(dòng)模塊兩端的多塊、多組球關(guān)節(jié)氣浮塊氣浮面能達(dá)到0.004mm共面度的要求。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種氣浮塊等高測(cè)試裝置，包括水平布置的平臺(tái)以及裝在該平臺(tái)下面的且高度可調(diào)的地腳，所述平臺(tái)上面設(shè)置有:縱向布置的平行規(guī)，位于所述平行規(guī)側(cè)部的測(cè)量基準(zhǔn)塊，水平布置在所述平行規(guī)右側(cè)的方尺，該方尺與平行規(guī)緊貼在一起且相互垂直而構(gòu)成一精度角尺；用于保證所述精度角尺的垂直度不發(fā)生改變的兩組止推機(jī)構(gòu)，其中一組緊貼平行規(guī)左側(cè)布置，另一組緊貼方尺后側(cè)布置；以及橫向布置在所述平行規(guī)右側(cè)的并可左右移動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)推柱，該標(biāo)準(zhǔn)推柱的后側(cè)與方尺側(cè)部緊貼在一起，標(biāo)準(zhǔn)推柱的前側(cè)布置有用于將其緊壓在方尺側(cè)部的壓緊機(jī)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)推柱的右側(cè)布置有可推動(dòng)該標(biāo)準(zhǔn)推柱向左移動(dòng)的推力機(jī)構(gòu)。作為優(yōu)選:所述的每組止推機(jī)構(gòu)均包括并列固定在平臺(tái)上的至少兩塊止推固定板，每塊止推固定板上均裝有一塊位置可調(diào)的止推塊。所述止推固定板由內(nèi)六角螺釘固定平臺(tái)上，所述止推塊由內(nèi)六角角螺釘安裝在止推固定板上。所述推力機(jī)構(gòu)包括固定在平臺(tái)上的調(diào)節(jié)座以及與該調(diào)節(jié)座螺紋連接的緊定螺釘。所述的調(diào)節(jié)座由內(nèi)六角螺釘固定在平臺(tái)上。所述標(biāo)準(zhǔn)推柱上固定有與所述緊定螺釘相抵觸的推柱連接板。所述推柱連接板與緊定螺釘?shù)牡钟|面為傾斜面。所述傾斜面的傾斜角度β為3 5度。所述壓緊機(jī)構(gòu)包括并列固定在平臺(tái)上的至少兩個(gè)墊塊，每個(gè)墊塊上均裝有一滾輪
柱塞O所述墊塊由內(nèi)六角螺釘固定在平臺(tái)上。所述的平臺(tái)、平行規(guī)以及方尺均為大理石材質(zhì)。所述平行規(guī)和方尺均通過(guò)內(nèi)六角螺釘安裝在平臺(tái)上面。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1)通過(guò)50Kg預(yù)緊力作用下的靜態(tài)實(shí)際測(cè)量，確定每塊球關(guān)節(jié)氣浮塊的相對(duì)高度值，通過(guò)球關(guān)節(jié)氣浮塊背面的墊塊研磨修正，達(dá)到靜態(tài)狀態(tài)下等高。2)水平布置在平行規(guī)右側(cè)的方尺與平行規(guī)緊貼在一起且相互垂直而構(gòu)成一精度角尺；用止推塊保證角尺在使用受力的情況下不發(fā)生變形。3)將推柱連接板制作成3 5度的斜塊，保證在使用緊定螺釘施力的過(guò)程中，產(chǎn)生一個(gè)向大理石方尺方向的分力，保證標(biāo)準(zhǔn)推柱在移動(dòng)過(guò)程中不發(fā)生漂移，從而保證良好的
直線度。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步介紹:圖1是球關(guān)節(jié)氣浮塊的使用環(huán)境示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的主視圖(為平面圖)；圖3是圖2的A-A向剖視圖；圖4是圖2的B-B向剖視圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例中標(biāo)準(zhǔn)推柱的受力分析圖；其中:a_球關(guān)節(jié)氣浮塊，I’ -長(zhǎng)行程精密導(dǎo)軌，2 工字形運(yùn)動(dòng)模塊；b-較表基準(zhǔn)面，C-打表測(cè)量位置；1-平行規(guī)，2-地腳，3-方尺，4-平臺(tái)；5-止推機(jī)構(gòu),51-止推固定板,52-止推塊；6-標(biāo)準(zhǔn)推柱；7-推力機(jī)構(gòu)，71-調(diào)節(jié)座，72-緊定螺釘；8-壓緊機(jī)構(gòu)，81-墊塊，82-滾輪柱塞；9-測(cè)量基準(zhǔn)塊，10-推柱連接板。
具體實(shí)施例方式如圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)施例的氣浮塊等高測(cè)試裝置包括水平布置的平臺(tái)4，該平臺(tái)4的下面裝有高度可調(diào)的四個(gè)地腳2，因此可通過(guò)改變地腳2的高度來(lái)調(diào)節(jié)平臺(tái)4的水平度。
所述平臺(tái)4上面通過(guò)內(nèi)六角螺釘安裝有縱向布置的平行規(guī)1，并在該平行規(guī)I的側(cè)部還布置有安裝在平臺(tái)4上的高精度測(cè)量基準(zhǔn)塊9。所述平臺(tái)4上還裝有水平布置的方尺3，該方尺3位于平行規(guī)I的右側(cè)(本例所稱的“前、后、左、右“，是以圖2為參照，靠紙面下方為“前”，靠紙面上方為“后”)并與平行規(guī)I緊貼在一起，而且方尺3與平行規(guī)I相互垂直從而構(gòu)成一精度角尺。所述平臺(tái)4上還裝有用于保證所述精度角尺的垂直度不發(fā)生改變的兩組止推機(jī)構(gòu)5，一組止推機(jī)構(gòu)5緊貼平行規(guī)I的左側(cè)布置，另一組止推機(jī)構(gòu)5方尺的后側(cè)布置。如圖2、圖3和圖4所示，上述每組止推機(jī)構(gòu)5均包括用內(nèi)六角螺釘并列固定在平臺(tái)4上的至少兩塊(本例為兩塊)止推固定板51，每塊止推固定板51上均用內(nèi)六角螺釘安裝有一塊止推塊52，且止推塊52在止推固定板51上的安裝位置可以調(diào)整。此外，在平行規(guī)I的右側(cè)、所述平臺(tái)4上還設(shè)置有橫向布置的并可左右移動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)推柱6，在該標(biāo)準(zhǔn)推柱4的右側(cè)布置有可推動(dòng)該標(biāo)準(zhǔn)推柱4向左移動(dòng)的推力機(jī)構(gòu)7。該標(biāo)準(zhǔn)推柱6的后側(cè)與方尺3的側(cè)部緊貼在一起，在該標(biāo)準(zhǔn)推柱4的前側(cè)布置有壓緊機(jī)構(gòu)8，該壓緊機(jī)構(gòu)8用于將標(biāo)準(zhǔn)推柱4緊壓在方尺3側(cè)部，以保證標(biāo)準(zhǔn)推柱4在左右移動(dòng)時(shí)的直線度。如圖2和圖4所示，上述的壓緊機(jī)構(gòu)8包括用內(nèi)六角螺釘并列固定在平臺(tái)4上的至少兩個(gè)墊塊81，每個(gè)墊塊81上均安裝有一個(gè)滾輪柱塞82。如圖2和圖3所示，上述的推力機(jī)構(gòu)7包括用內(nèi)六角螺釘固定在平臺(tái)4上的調(diào)節(jié)座71，調(diào)節(jié)座71上制有螺紋通孔，緊定螺釘72伸入至該螺紋通孔中與調(diào)節(jié)座71螺紋連接。在使用時(shí)，利用扭力扳手來(lái)旋動(dòng)緊定螺釘72從而使緊定螺釘72向標(biāo)準(zhǔn)推柱6施加向左的推力。如圖2和圖3所示，為了避免緊定螺釘72直接與標(biāo)準(zhǔn)推柱6頻繁接觸而破壞標(biāo)準(zhǔn)推柱6的結(jié)構(gòu)，本例在標(biāo)準(zhǔn)推柱6的側(cè)部設(shè)置了與之固定在一起的推柱連接板10，工作時(shí)緊定螺釘72與推柱連接板10直接抵觸，通過(guò)對(duì)該推柱連接板10的作用力來(lái)推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)推柱6移動(dòng)。如圖2和圖5所示，本例將推柱連接板10制作成3 5度的斜塊(即推柱連接板10與緊定螺釘72的抵觸面為傾斜面，且該傾斜面的傾斜角度β為3 5度)。采用這種結(jié)構(gòu)后，當(dāng)緊定螺釘72向推柱連接板10施加推力F后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向方尺3方向的分力Fl，從而保證標(biāo)準(zhǔn)推柱6在移動(dòng)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生漂移，進(jìn)而保證良好的直線度。另外，本例中的平臺(tái)4、平行規(guī)I以及方尺3均為大理石材質(zhì)，即平臺(tái)4為大理石平臺(tái)，平行規(guī)I為大理石平行規(guī)，方尺3為大理石方尺。大理石材質(zhì)的平臺(tái)4、平行規(guī)I以及方尺3具有不易變形的優(yōu)點(diǎn)，從而很好地保證了本等高測(cè)試裝置的測(cè)試精度。本裝置的安裝方法為:先將地腳2安裝在平臺(tái)4下部，用內(nèi)六角螺釘將平行規(guī)I和方尺3安裝在平臺(tái)4上。再用內(nèi)六角螺釘將止推固定板51和止推塊52安裝在平臺(tái)4上。再把測(cè)量基準(zhǔn)塊9和調(diào)節(jié)座71安裝于平臺(tái)4上。然后把推柱連接板10固定在標(biāo)準(zhǔn)推柱6上，并將帶有推柱連接板10的標(biāo)準(zhǔn)推柱6放置在平臺(tái)4上。最后把墊塊81和滾輪柱塞82安裝在平臺(tái)4上。本裝置的使用方法包括以下步驟:I)首先用水平儀(分辨率0.0Olmm)測(cè)量平臺(tái)4的水平度，通過(guò)調(diào)節(jié)地腳2的高度使得平臺(tái)4的水平度在0.003mm以內(nèi)。
2)然后用高精度單轉(zhuǎn)指針式千分表(精度為0.5um)測(cè)量平行規(guī)I和方尺3組成的精度角尺的垂直度，保證其垂直度在0.0Olmm以內(nèi)。3)當(dāng)達(dá)到要求后，將止推塊52貼在平行規(guī)I (或方尺3)側(cè)壁上并將其緊固在止推固定板51上，從而保證在后序施力的過(guò)程中平行規(guī)I和方尺3組成的精度角尺的垂直度不發(fā)生改變。4)再次用高精度單轉(zhuǎn)指針式千分表(精度為0.5um)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量塊9與平行規(guī)I之間的平行度，保證其平行度在0.0Olmm之內(nèi)，圖2中的附圖標(biāo)記b表示較表基準(zhǔn)面。5)調(diào)整滾輪柱塞82的位置將標(biāo)準(zhǔn)推柱6壓緊，從而保證標(biāo)準(zhǔn)推柱6在使用緊定螺釘72推移的過(guò)程中，直線度達(dá)到0.001_。6)將球關(guān)節(jié)氣浮塊a置于檢測(cè)區(qū)域(平行規(guī)I與標(biāo)準(zhǔn)推柱6之間)，通過(guò)緊定螺釘72將標(biāo)準(zhǔn)推柱6移動(dòng)至球關(guān)節(jié)氣浮塊a的端面，然后用扭力扳手施加50Kg預(yù)緊力。7)將直角表架放置于平行規(guī)I上，通過(guò)高精度標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量塊9校正表零位(通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量塊作測(cè)量基準(zhǔn))，然后測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)推柱6與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量塊9之間的相對(duì)值，圖2中的附圖標(biāo)記c表示打表測(cè)量位置。8)將多組球關(guān)節(jié)氣浮塊a分別放置測(cè)量，分別記錄每組標(biāo)準(zhǔn)推柱6與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量塊9之間的相對(duì)值，通過(guò)這些相對(duì)值的對(duì)比，即可得出相應(yīng)的修磨值。當(dāng)然，上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓人們能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氣浮塊等高測(cè)試裝置，其特征在于它包括水平布置的平臺(tái)(4)以及裝在該平臺(tái)下面的且高度可調(diào)的地腳(2)，所述平臺(tái)(4)上面設(shè)置有: 縱向布置的平行規(guī)⑴； 位于所述平行規(guī)(I)側(cè)部的測(cè)量基準(zhǔn)塊(9)； 水平布置在所述平行規(guī)(I)右側(cè)的方尺(3)，該方尺(3)與平行規(guī)(I)緊貼在一起且相互垂直而構(gòu)成一精度角尺； 用于保證所述精度角尺的垂直度不發(fā)生改變的兩組止推機(jī)構(gòu)(5)，其中一組緊貼平行規(guī)(I)左側(cè)布置，另一組緊貼方尺(3)后側(cè)布置； 以及橫向布置在所述平行規(guī)(I)右側(cè)的并可左右移動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)推柱出)，該標(biāo)準(zhǔn)推柱的后側(cè)與方尺(3)側(cè)部緊貼在一起，該標(biāo)準(zhǔn)推柱的前側(cè)布置有用于將其緊壓在方尺(3)側(cè)部的壓緊機(jī)構(gòu)(8)，該標(biāo)準(zhǔn)推柱的右側(cè)布置有可推動(dòng)該標(biāo)準(zhǔn)推柱向左移動(dòng)的推力機(jī)構(gòu)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮塊等高測(cè)試裝置，其特征在于:所述的每組止推機(jī)構(gòu)(5)均包括并列固定在平臺(tái)(I)上的至少兩塊止推固定板(51)，每塊止推固定板上均裝有一塊位置可調(diào)的止推塊(52)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣浮塊等高測(cè)試裝置，其特征在于:所述止推固定板(51)由內(nèi)六角螺釘固定平臺(tái)(I)上，所述止推塊(52)由內(nèi)六角角螺釘安裝在止推固定板(51)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮塊等高測(cè)試裝置，其特征在于:所述壓緊機(jī)構(gòu)(8)包括并列固定在平臺(tái)(4)上的至少兩個(gè)墊塊(81)，每個(gè)墊塊上均裝有一滾輪柱塞(82)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣浮塊等高測(cè)試裝置，其特征在于:所述墊塊(81)由內(nèi)六角螺釘固定在平臺(tái)(4)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮塊等高測(cè)試裝置，其特征在于:所述推力機(jī)構(gòu)(7)包括固定在平臺(tái)(4)上的調(diào)節(jié)座(71)以及與該調(diào)節(jié)座螺紋連接的緊定螺釘(72)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣浮塊等高測(cè)試裝置，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)座(71)由內(nèi)六角螺釘固定在平臺(tái)(4)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣浮塊等高測(cè)試裝置，其特征在于:所述標(biāo)準(zhǔn)推柱(6)上固定有與所述緊定螺釘(72)相抵觸的推柱連接板(10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣浮塊等高測(cè)試裝置，其特征在于:所述推柱連接板(10)與緊定螺釘(72)的抵觸面為傾斜面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣浮塊等高測(cè)試裝置，其特征在于:所述傾斜面的傾斜角度β為3 5度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一權(quán)利要求所述的氣浮塊等高測(cè)試裝置，其特征在于:所述的平臺(tái)(4)、平行規(guī)(I)以及方尺(3)均為大理石材質(zhì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一權(quán)利要求所述的氣浮塊等高測(cè)試裝置，其特征在于:所述平行規(guī)(I)和方尺(3)均通過(guò)內(nèi)六角螺釘安裝在平臺(tái)(4)上面。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氣浮塊等高測(cè)試裝置，用于光刻機(jī)中H型大行程高精度工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)所需的氣浮塊安裝前的等高測(cè)試。本發(fā)明的氣浮塊等高測(cè)試裝置包括水平布置的平臺(tái)以及裝在該平臺(tái)下面的且高度可調(diào)的地腳，并在平臺(tái)上面設(shè)置有平行規(guī)、方尺、止推機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)推柱、壓接機(jī)構(gòu)及推力機(jī)構(gòu)。該裝置可測(cè)出每塊球關(guān)節(jié)氣浮塊的相對(duì)高度值，使運(yùn)動(dòng)模塊兩端的多塊、多組球關(guān)節(jié)氣浮塊氣浮面能達(dá)到0.004mm共面度的要求。
文檔編號(hào)G01B5/02GK103197504SQ20121000508
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者李莉, 趙正龍 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司