[0001] 本发明涉及测试平台技术领域，具体涉及一种精度测试平台。

[0002] 扫描电子显微镜是电子显微镜的一种。五轴自动样品台是扫描电子显微镜的标配之一，五轴自动样品台可在X轴、Y轴、Z轴、T轴及R轴运动，由多个步进电机，传动丝杠，导轨、涡轮等组成，具有多维度、高精度的定位特点，在电镜看像时，通过电镜软件可以操控样品台移动到指定位置，完成看像工作。

[0003] 目前，缺乏对五轴自动样品台在各个方向进行精度检测的装置。

[0063] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0064] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0065] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0066] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0067] 扫描电子显微镜是电子显微镜的一种。五轴自动样品台是扫描电子显微镜的标配之一，五轴自动样品台可在X轴、Y轴、Z轴、T轴及R轴运动，由多个步进电机，传动丝杠，导轨、涡轮等组成，具有多维度、高精度的定位特点，在电镜看像时，通过电镜软件可以操控样品台移动到指定位置，完成看像工作。

[0068] 需要注意的是，X轴、Y轴、Z轴为在直线方向进行移动，T轴为沿竖直面上进行转动，R轴为在水平面上进行转动。

[0069] 目前，缺乏对五轴自动样品台在各个方向进行精度检测的装置。

[0070] 有鉴于此，本发明提供了一种精度测试平台，以解决对五轴自动样品台在各个方向进行精度检测的问题。

[0071] 下面结合图1至图11，描述本发明的实施例。

[0072] 根据本发明的实施例，一方面，提供了一种精度测试平台，该精度测试平台包括支撑组件1以及激光干涉仪2。

[0073] 具体地，在本发明实施例中，如图1所示，支撑组件1设置有测试面板3，所述测试面板3上适于固定样品台4。对于固定样品台4的方式，例如可以是通过测试面板3上的预留孔位，以及样品台4底部预留的固定凸起进行固定，即直接将固定凸起嵌入到预留孔位中可以完成固定。还可以是通过在测试面板3上安装固定块31，固定块31中设置有通孔，样品台4设置有一对固定轴41，可以将固定轴41直接插入到通孔中进行固定。还可以通过卡扣卡槽进行固定，卡扣可以设置在测试面板3和样品台4的其中一个上，卡槽可以设置在测试面板3和样品台4的另一个上。当然，也可以将多种固定方式进行结合设置，从而可以进一步提高样品台4在测试过程中的稳定性。

[0074] 当然，本实施例仅仅是对样品台4和测试面板3的固定方式进行举例说明，本实施例并不对此进行限制，本领域技术人员可以根据实际情况进行改变，能够起到相同的技术效果即可。

[0075] 进一步地，在本发明实施例中，如图4和图7所示，激光干涉仪2包括激光发射器21和测量镜组，所述测量镜组至少用于对直线方向和旋转角度方向的精度进行定位测试。需要注意的是，如图2和图3所示，样品台4为五轴自动样品台4，五轴自动样品台4可在X轴、Y轴、Z轴、T轴及R轴运动，其中，X轴、Y轴、Z轴为通常的三维坐标轴，X轴、Y轴、Z轴是在直线方向进行移动，T轴为沿竖直面上进行转动，R轴为在水平面上进行转动。因此，测量镜组可以对直线方向X轴、Y轴、Z轴的精度进行定位测试，也可以对旋转角度方向T轴及R轴进行定位测试。

[0076] 进一步地，在本发明实施例中，所述测量镜组设置有第一部分和第二部分，进行测量时，沿激光的发射方向，所述激光发射器21、所述第一部分和所述第二部分依次排列设置，所述第二部分设置在所述样品台4上，需要跟随样品台4进行移动。对于第一部分的设置位置，可以根据实际测量方向的改变，而对第一部分的设置位置进行调整。例如，在对X轴、Y轴进行测量时，可以直接将第一部分设置在测试面板3上，而对Z轴进行测量时，需要对应将第一部分固定在所述样品台4的上方，以保证能够正常进行测量。

[0077] 在实际工作过程中，测量镜组的第一部分需要具备分光功能，所述激光发射器21发出的原激光经过所述第一部分被分成两路光束，分别为第一激光211和第二激光212，所述第一激光211直接被所述第一部分反射回所述激光发射器21，所述第二激光212先经过所述第二部分再反射所述激光发射器21，使所述第一激光211和所述第二激光212在所述激光发射器21处相遇并产生干涉。由于第一激光211和第二激光212频率相同、振动方向相同且相位差恒定，满足干涉条件，从而可以通过干涉现象对样品台4进行定位检测。

[0078] 如此设置，本发明实施例通过设置激光干涉仪2，可以利用第一激光211和第二激光212产生的干涉现象，对五轴自动样品台4在各个方向的移动精度进行检测。在进行直线方向的精度测试时，第二部分每移动半个激光波长的距离，就会产生一次完整的明暗干涉现象，因此测量距离等于干涉条纹数乘以激光半波长，使得精度能够达到纳米级别，从而实现在直线方向的高精度定位测试。在进行旋转角度方向的精度测试时，可以使第二部分和第一部分将角度变量转化成距离变量，然后第二部分每旋转一定角度，同样会产生完整的明暗干涉现象，因此，同样可以利用干涉现象对旋转角度进行高精度定位测试。进一步地，在对不同方向进行定位测试时，可以灵活对激光干涉仪2各部分的位置进行调整，各部分的定位分布较为简单，便于技术人员进行操作。

[0079] 进一步地，应用激光干涉仪2对样品台4测试，同时通过可调整的定位安装设计保证测试参数的精度。并且，样品台4有了独立的测试机位，解决了需要安装到电镜上才能进行测试的问题。对于新的样品台4，实现上机前进行测试、不再需要上机才能质检。节约整体扫描电镜调试时间，缩短调试、发货周期。同时，可以对单个测试平台完成连续定位精度、重复定位精度、行程、间隙量测定要求，集成度高。进一步地，测试平台占用空间小，并且方便移动，整体结构分布较为简单，操作简单，使用方便。

[0080] 进一步地，在一种可选的实施方式中，如图4至图6所示，所述测量镜组为线性测量镜组22；所述线性测量镜组22用于对直线方向的精度进行定位测试。

[0081] 所述线性测量镜组22设置有分光部分和反光部分，对直线方向进行测量时，沿激光的发射方向，所述激光发射器21、所述分光部分和所述反光部分依次排列设置，所述反光部分设置在所述样品台4上。

[0082] 进一步地，在一种可选的实施方式中，如图4所示，所述线性测量镜组22包括分光镜组件221和反光镜组件222。

[0083] 具体地，在本发明实施例中，分光镜组件221设置在所述测试面板3上，或位于所述样品台4的上方。也就是说，对于分光镜组件221的设置位置，可以根据实际测量方向的改变，而对分光镜组件221的设置位置进行调整。例如，在对X轴、Y轴进行测量时，可以直接将分光镜组件221设置在测试面板3上，而对Z轴进行测量时，需要对应将分光镜组件221固定在所述样品台4的上方，以保证能够正常进行测量。

[0084] 进一步地，反光镜组件222设置在所述样品台4上，需要跟随样品台4进行移动。

[0085] 在测试过程中，沿激光的发射方向，所述激光发射器21、所述分光镜组件221和所述反光镜组件222依次排列设置。所述激光发射器21发出的原激光经过所述分光镜组件221被分成两路光束，分别为所述第一激光211和所述第二激光212，所述第一激光211直接被所述分光镜组件221反射回所述激光发射器21，所述第二激光212先经过所述反光镜组件222再反射所述激光发射器21。

[0086] 进一步地，在一种可选的实施方式中，如图4所示，所述分光镜组件221包括第一分光镜2211和第一角锥反射镜2212。所述激光发射器21发出的原激光经过所述第一分光镜2211被分成两路光束，分别为所述第一激光211和所述第二激光212，所述第一激光211直接被所述第一角锥反射镜2212反射之后，经过第一分光镜2211，又被第一分光镜2211反射回所述激光发射器21。

[0087] 进一步地，在一种可选的实施方式中，如图4所示，所述反光镜组件222包括第二角锥反射镜2221。所述激光发射器21发出的原激光经过所述第一分光镜2211被分成所述第一激光211和所述第二激光212，所述第二激光212先经过所述第二角锥反射镜2221再反射所述激光发射器21。

[0088] 进一步地，在一种可选的实施方式中，如图1所示，所述支撑组件1还包括支撑台11、支撑架12以及支撑板13。支撑台11上设置有所述测试面板3，支撑架12设置在所述测试面板3上，支撑板13设置在所述支撑架12远离所述测试面板3的一侧。所述测试面板3、所述支撑架12以及所述支撑板13包围形成适于容纳所述样品台4的测试空间，即所述测试面板
3、所述支撑架12以及所述支撑板13包围形成一个框架结构。

[0089] 进一步地，在一种可选的实施方式中，如图1所示，所述支撑组件1还包括多个脚轮14，脚轮14均匀设置在所述支撑台11的底部，从而可以便于技术人员对精度测试平台整体进行移动。

[0090] 进一步地，在一种可选的实施方式中，该精度测试平台还包括样品台控制盒7以及电脑主机8。样品台控制盒7及电脑主机8均放置在支撑台11预留出的位置中。

[0091] 进一步地，在一种可选的实施方式中，如图1所示，该精度测试平台还包括测量垫块5，测量垫块5活动地设置在所述测试面板3上。在对所述样品台4在竖直方向进行测试时，即在对所述样品台4在Z轴方向进行测试时，所述激光发射器21放置在所述测量垫块5上，且所述测量镜组的第一部分，即所述测量镜组的分光镜组件221设置在所述支撑板13靠近所述测试面板3的端面上。

[0092] 进一步地，在一种可选的实施方式中，如图7所示，所述测量镜组为角度测量镜组23，所述角度测量镜组23用于对旋转角度方向的精度进行定位测试。

[0093] 所述角度测量镜组23设置有干涉部分和反射部分，对旋转角度方向进行测量时，沿激光的发射方向，所述激光发射器21、所述干涉部分和所述反射部分依次排列设置。所述干涉部分设置在所述测试面板3上，所述反射部分设置在所述样品台4上。在样品台4进行转动时，也会带动反射部分进行转动。反射部分和干涉部分可以共同将角度变量转化成距离变量，然后可以通过干涉现象对样品台4进行定位检测。

[0094] 进一步地，在一种可选的实施方式中，如图7和图8所示，所述角度测量镜组23包括角度干涉镜组件231以及反射镜组件232。

[0095] 具体地，在本发明实施例中，角度干涉镜组件231设置在所述测试面板3上，反射镜组件232设置在所述样品台4上。沿激光的发射方向，所述激光发射器21、所述角度干涉镜组件231和所述反射镜组件232依次排列设置。

[0096] 所述激光发射器21发出的原激光经过所述角度干涉镜组件231被分成两路光束，分别为所述第三激光213和所述第四激光214，所述第三激光213经过所述角度干涉镜组件231和所述反射镜组件232反射回所述激光发射器21，所述第四激光214先经过所述反射镜组件232再反射所述激光发射器21。

[0097] 进一步地，在一种可选的实施方式中，如图7所示，所述角度干涉镜组件231包括第二分光镜2311和平面反射镜2312。

[0098] 所述激光发射器21发出的原激光经过所述第二分光镜2311被分成两束光束，分别为第三激光213和第四激光214，所述第三激光213直接被所述平面反射镜2312反射至所述反射镜组件232，再由所述反射镜组件232反射至所述平面反射镜2312，再由所述平面反射镜2312反射至所述第二分光镜2311后，由所述第二分光镜2311反射回所述激光发射器21。

[0099] 进一步地，在一种可选的实施方式中，如图7所示，所述反射镜组件232包括第三角锥反射镜2321和第四角锥反射镜2322。

[0100] 所述激光发射器21发出的原激光经过所述第二分光镜2311被分成所述第三激光213和所述第四激光214，所述第三激光213直接被所述平面反射镜2312反射至所述第三角锥反射镜2321，再由所述第三角锥反射镜2321反射至所述平面反射镜2312，再由所述平面反射镜2312反射至所述第二分光镜2311后，由所述第二分光镜2311反射回所述激光发射器
21。所述第四激光214先经过所述第四角锥反射镜2322再反射所述激光发射器21。

[0101] 进一步地，在一种可选的实施方式中，如图1所示，该精度测试平台还包括姿态传感器6，姿态传感器6设置在所述样品台4上。所述姿态传感器6用于检测所述样品台4在竖直平面内的转动行程。

[0102] 以下对直线方向和旋转角度方向的精度定位测试进行详细说明。

[0103] 在对直线方向X轴、Y轴、Z轴的精度进行测试时，可以进行连续定位精度、重复定位精度、行程以及间隙量的测试。下列以X轴举例说明，具体情况如下：

[0104] 连续定位精度测试：①选取一点为基准；②设定样品台4每行进一定距离停留一小段时间，记录测定值，以及测定值与设定值的差值，多次记录后选取最大的差值即为连续定位精度。

[0105] 重复定位精度测试：①选取一点为基准；②设定一个不为当前位置的定位点，多次从不同位置定位至定位点，记录测定值，以及测定值与设定值的差值，测定值与设定值差值的最大值即为重复定位精度。

[0106] 行程测试：①将样品台4沿X轴移动到一端，以该位置作为测定基准；②将样品台4沿X轴移动到另一端，测定距离即为行程；

[0107] 间隙量：①先将样品台4沿X轴向一个方向移动一段距离，至少驱动电机转动1周，停止后，测定距离作为基准；②将样品台4沿X轴继续向这个方向移动一段距离后停止；③将样品台4沿X轴另一个方向移动相同距离后停止，测定当前值与基准值的差值为间隙量。

[0108] 在对旋转角度方向T轴及R轴的精度进行测试时，可以进行连续定位精度、重复定位精度的测试。下列以R轴举例说明，具体情况如下：

[0109] 连续定位精度：①在R轴设置在一个角度，例如可以是反射镜组件232垂直于光路的±10°角度内；②旋转R轴，在±10°的范围内连续移动，每移动一次，停留一小段时间，记录测定值与设定值的差值，多次记录后取最大值。

[0110] 重复定位精度：①将R轴设置在一个角度，例如可以是反射镜组件232垂直于光路的±10°角度内；②旋转R轴，在±10°的范围内选取一个点，多次从不同位置移动至定位点，测定值与设定值之间最大的差值为重复定位精度。

[0111] 对于T轴的行程，测试步骤如下：

[0112] ①将T轴设置在0位，即样品台4平行于测试面板3，记录姿态传感器6的测定值；

[0113] ②将T轴转至一侧方向极限，记录姿态传感器6的第一测定值；

[0114] ③将T轴转至另一侧方向极限，记录姿态传感器6的第二测定值；

[0115] ④行程为第一测定值与第二测定值之和。

[0116] 虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。