【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光栅测量，特别地涉及一种光刻机光栅测量标定系统及装备。
技术介绍
1、激光干涉仪和光栅干涉仪测量广泛应用于超精密加工及测量领域，其中激光干涉仪是以激光波长为测量基准，二自由度光栅干涉仪以光栅的栅距和激光波长为测量基准。在光栅干涉仪测量系统中，沿光栅的栅线方向上的位移表达式是关于栅距的函数。因此，光栅栅距的标定方法通常是基于激光干涉仪和光栅干涉仪的测量原理设计一套结构，通过对比两者的测量参数完成光栅标定。
2、现有技术中，采用激光干涉仪标定光栅的栅距，当激光干涉仪与被标定对象同处于标准大气环境下，空气对激光干涉仪的激光信号的折射率造成很大干扰，则造成激光干涉仪的测量精度会明显下降，进而对标定精度产生相应的影响。现有技术中为避免空气对光波长折射率影响，通常采用非常大的真空腔将激光干涉测量系统完全覆盖，这种技术方案不仅操作复杂，维护难度大，成本高。
3、另外现有技术中，标定光栅的栅距的平面光栅标定平台通常两运动轴叠加在一起(一个运动轴运动会带动另一个运动轴)，则要求其中一个运动轴上的激光干涉仪所配合的反射镜长度须大于另一个运动轴的行程，这种技术方案，测量过程中，反射镜与激光干涉仪会沿垂直激光光路的方向发生相对运动，因此需要尺寸较大的反射镜。尺寸较大的反射镜不仅需要非常高的安装精度，运动过程中的振动因素也会对测量精度造成一定的影响。
4、如何解决上述问题成了本领域技术人员的努力方向。
技术实现思路
1、为了解决现有标定光栅栅距的平面光栅标定
2、解决技术问题的技术方案如下：
3、一种光刻机光栅测量标定系统，包括机架，还包括运动方向相互独立的至少两个自由度的运动系统、平面光栅组件、光栅读数头组件和运动系统联动的跟随运动系统；
4、所平面光栅组件和光栅读数头组件分别安装在运动系统单独一个自由度构件上，安装了平面光栅组件的自由度构件和安装了光栅读数头组件的自由度构件上均设置有反射镜，每个反射镜镜面垂直各自对应的自由度构件的运动方向；
5、机架上设置有与每个反射镜配合的激光干涉仪；对应的激光干涉仪和反射镜之间设置有真空波纹管，真空波纹管设置在跟随运动系统上且随着运动系统同步运动。
6、在一个实施方式中，所述运动系统为安装在机架上两个自由度的运动系统，两个自由度构件为运动方向异面垂直的两个运动系统动子，所述平面光栅组件、光栅读数头组件分别设置在对应的单独一个运动系统动子上；
7、跟随运动系统包括设置在机架上跟随两个运动系统动子运动的两个直线模组，每个直线模组安装对应真空波纹管。
8、所述真空波纹管与激光干涉仪配合，其活动端随运动系统往复运动，目的是使激光干涉仪的光路大部分位于真空环境。
9、在一个实施方式中，所述两个运动系统动子分别为运动系统x向动子和运动系统y向动子，所述运动系统x向动子位于运动系统y向动子上方，所述平面光栅组件设置在运动系统y向动子上；
10、运动系统x向动子实现步进运动，运动系统y向动子实现扫描运动，所述光栅读数头组件设置在运动系统x向动子上，用于为测量仪(激光干涉仪组件和光栅读数头组件)和被测量物体(反射镜组件和被标定平面光栅组件)提供相对位移变化。
11、在一个实施方式中，所述机架包括第一框架、第二框架及设置在第一框架和第二框架之间的隔振机构，所述第一框架与地面直接接触；
12、所述第一框架为金属框架，所述第二框架为花岗岩框架，所述隔振机构为多个隔振器，所述金属框架与地面直接接触，所述花岗岩框架通过所述隔振器与所述金属框架相连，所述隔振器的数量为均布在金属框架上的多个，金属框架用于承载跟随运动系统、真空波纹管组件等振动源；为取得良好的隔振效果，花岗岩框架通过隔振器与金属框架相隔，用于承载运动系统、平面光栅组件、光栅读数头组件、激光干涉仪组件、和反射镜组件等。
13、在一个实施方式中，所述第一框架包括底座板和横向设置在底座板上的第一门型架，所述两个直线模组为x向直线模组和y向直线模组，所述底座板上设置有凸起的用于安装y向直线模组的凸起支撑架，所述第一门型架顶部安装x向直线模组，所述两个真空波纹管为x向真空波纹管和y向真空波纹管，所述x向真空波纹管固定在x向直线模组上，所y向真空波纹管固定在y向直线模组上。
14、在一个实施方式中，所述x向直线模组和y向直线模组均由伺服电机和直线导轨组成，保证x向真空波纹管和y向真空波纹管分别与运动系统x向动子和运动系统y向动子同步运动。
15、在一个实施方式中，所述第二框架包括基座板、横向设置在基座板上的第二门型架，所述基座板和第二门型架均位于第一门型架下方的底座板上，所第二门型架下对方的基座板上设置有用于承载运动系统y向动子的纵向导轨，所述运动系统x向动子位于第二门型架顶部横梁上且能沿第二门型架顶部横梁往复移动，所述基座板开设有供凸起支撑架穿过的开孔。
16、在一个实施方式中，所述两个反射镜为x向反射镜和y向反射镜，所述x向反射镜位于运动系统x向动子上，所述y向反射镜位于运动系统y向动子；
17、所述两个激光干涉仪为x向激光干涉仪和y向激光干涉仪，所述x向激光干涉仪位于第二门型架横梁一端与x向反射镜配合，所述y向激光干涉仪位于基座板一侧边缘与y向反射镜配合；
18、所述x向真空波纹管位于x向反射镜和激光干涉仪为x之间，所y向真空波纹管位于y向反射镜和激光干涉仪为y之间。
19、在一个实施方式中，所述x向激光干涉仪和y向激光干涉仪均为三轴干涉仪，每个干涉仪具有三个测量轴，可测三个不同点的同一个方向的直线位移，所述三轴干涉仪包括干涉镜组、入光/回光信号接收器，所述干涉镜组用于产生激光干涉信号，所述入光/回光信号接收器用于提供输入信号及接收输出干涉信号。
20、在一个实施方式中，所述光栅读数头组件包括多个光栅读数头，所述光栅读数头为光栅编码器或光栅干涉仪，每个光栅读数头可测得两个方向的直线位移；
21、每个光栅读数头包括干涉镜组、入光/回光信号接收器，所述干涉镜组用于产生激光干涉信号，所述入光/回光信号接收器用于提供输入信号及接收输出干涉信号。
22、在一个实施方式中，所述平面光栅组件包括光栅卡盘和设置在光栅卡盘上的被标定件平面光栅。
23、上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。
24、本专利技术提供的一种光刻机光栅测量标定系统及装备，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
25、1、本专利技术提出的技术方案利用跟随运动系统和真空波纹管，将必要的激光光路置于真空环境下，既保障精度又降低操作难度。
26、2、本专利技术提出的技术方案，采用运动方向相互独立的运动系统(两本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光刻机光栅测量标定系统，包括机架，其特征在于，还包括运动方向相互独立的至少两个自由度的运动系统、平面光栅组件、光栅读数头组件和运动系统联动的跟随运动系统；
2.根据权利要求1所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述运动系统为安装在机架上两个自由度的运动系统，两个自由度构件为运动方向异面垂直的两个运动系统动子，所述平面光栅组件、光栅读数头组件分别设置在对应的单独一个运动系统动子上；
3.根据权利要求2所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述两个运动系统动子分别为运动系统X向动子和运动系统Y向动子，所述运动系统X向动子位于运动系统Y向动子上方，所述平面光栅组件设置在运动系统Y向动子上。
4.根据权利要求3所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述机架包括第一框架、第二框架及设置在第一框架和第二框架之间的隔振机构，所述第一框架与地面直接接触；
5.根据权利要求4所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述X向直线模组和Y向直线模组均由伺服电机和直线导轨组成，保证X向真空波纹管和Y向真空波纹管分别与运动系统X向动子
6.根据权利要求4所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述第二框架包括基座板、横向设置在基座板上的第二门型架，所述基座板和第二门型架均位于第一门型架下方的底座板上，所第二门型架下对方的基座板上设置有用于承载运动系统Y向动子的纵向导轨，所述运动系统X向动子位于第二门型架顶部横梁上且能沿第二门型架顶部横梁往复移动，所述基座板开设有供凸起支撑架穿过的开孔。
7.根据权利要求6所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述两个反射镜为X向反射镜和Y向反射镜，所述X向反射镜位于运动系统X向动子上，所述Y向反射镜位于运动系统Y向动子；
8.根据权利要求7所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述X向激光干涉仪和Y向激光干涉仪均为三轴干涉仪，每个干涉仪具有三个测量轴，可测三个不同点的同一个方向的直线位移，所述三轴干涉仪包括干涉镜组、入光/回光信号接收器，所述干涉镜组用于产生激光干涉信号，所述入光/回光信号接收器用于提供输入信号及接收输出干涉信号。
9.根据权利要求1所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述光栅读数头组件包括多个光栅读数头，所述光栅读数头为光栅编码器或光栅干涉仪，每个光栅读数头可测得两个方向的直线位移；
10.根据权利要求1或9所述的光刻机光栅测量标定系统及装备，其特征在于，所述平面光栅组件包括光栅卡盘和设置在光栅卡盘上的被标定件平面光栅。
...【技术特征摘要】
1.一种光刻机光栅测量标定系统，包括机架，其特征在于，还包括运动方向相互独立的至少两个自由度的运动系统、平面光栅组件、光栅读数头组件和运动系统联动的跟随运动系统；
2.根据权利要求1所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述运动系统为安装在机架上两个自由度的运动系统，两个自由度构件为运动方向异面垂直的两个运动系统动子，所述平面光栅组件、光栅读数头组件分别设置在对应的单独一个运动系统动子上；
3.根据权利要求2所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述两个运动系统动子分别为运动系统x向动子和运动系统y向动子，所述运动系统x向动子位于运动系统y向动子上方，所述平面光栅组件设置在运动系统y向动子上。
4.根据权利要求3所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述机架包括第一框架、第二框架及设置在第一框架和第二框架之间的隔振机构，所述第一框架与地面直接接触；
5.根据权利要求4所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述x向直线模组和y向直线模组均由伺服电机和直线导轨组成，保证x向真空波纹管和y向真空波纹管分别与运动系统x向动子和运动系统y向动子同步运动。
6.根据权利要求4所述的光刻机光栅测量标定系统，其特征在于，所述第二框架包括基座板、横向设置在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王磊杰，朱煜，张晏福，张鸣，成荣，叶伟楠，李鑫，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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