陳 琦

(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所， 吉林 長春 130033)

二維工作臺正交性檢測

陳 琦

(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所， 吉林 長春 130033)

應(yīng)用非接觸式電容測微儀以及平晶與多齒分度盤組合,檢測二維工作臺的正交性。調(diào)試為下層臺200 mm、上層臺300 mm行程時的正交性小于±0.5″，滿足要求。

正交性； 電容測微儀； 多齒分度盤； 平晶

0 引 言

文中的二維工作臺是掃描干涉場曝光系統(tǒng)中的機(jī)械分度與掃描運(yùn)動工作臺,如圖1所示。

圖1 掃描工作臺

此工作臺的正交性對掃描光柵的刻線均勻性、刻線間的平行等指標(biāo)是至關(guān)重要的?，F(xiàn)國內(nèi)外對于檢測正交性的方法有很多，主要分為光學(xué)檢測和機(jī)械檢測。光學(xué)檢測[1-3]中的主要器件為五棱鏡、自準(zhǔn)直儀和反射鏡；機(jī)械檢測主要器件為多齒分度盤[4-6]、平晶和微位移檢測設(shè)備(如電容測微儀、電感儀等)。

多齒分度盤如圖2所示。

文中介紹機(jī)械檢測工作臺正交性的方法。而微位移檢測設(shè)備選用非接觸式電容測微儀。由于它具有精度和分辨率高、對環(huán)境要求低、穩(wěn)定性好、適用任何材質(zhì)和對基準(zhǔn)平晶有保護(hù)作用等多種優(yōu)點[7-8]，所以選擇在此次檢測中應(yīng)用。

1.升降機(jī)構(gòu)； 2.刻度盤； 3.上齒盤；4.工作臺面； 5.固定指標(biāo)線； 6.下齒盤

1 檢測方法

已知X,Y兩向?qū)к壷本€度已經(jīng)滿足要求的條件下，將電容測微儀固定在工作臺表面上，在工作臺外側(cè)將基準(zhǔn)平晶放置并固定在多齒分度盤工作臺面上。首先調(diào)整多齒分度盤與工作臺表面的平行，其次將平晶放置后調(diào)整其與單向?qū)к壠叫?并將其與多齒分度盤固定，最后將多齒分度盤旋轉(zhuǎn)90°，測量導(dǎo)軌在運(yùn)動時的位移偏差。

Y向?qū)к墱y量和X向?qū)к墱y量分別如圖3和圖4所示。

圖3 Y向?qū)к墱y量

圖4 X向?qū)к墱y量

2 檢測數(shù)據(jù)與處理

采集數(shù)據(jù)后應(yīng)用Matlab繪制圖形曲線,見表1。

表1 原始數(shù)據(jù)采集繪制

測量時的運(yùn)動方向為Y+向原點運(yùn)動，原點向X+運(yùn)動。從表中數(shù)據(jù)可以得表2。

表2 轉(zhuǎn)角誤差分析

3 不確定度分析

3.1電容測微儀

3.2多齒分度盤

3.3不確定度合成

因為影響因素各自獨立,所以合成不確定度

自由度

4 結(jié) 語

由以上的測量結(jié)果得出數(shù)據(jù)，此二維工作臺的正交性可以調(diào)整到0.4″內(nèi)，不確定度為0.07″。在0.5″要求下,完全能夠得到準(zhǔn)確的測量數(shù)值,并且綜合探討外界的影響后，滿足要求。可以看出，在0.5″的量級中，這種純機(jī)械測量是完全可以保證測量準(zhǔn)確性的。

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Orthogonal testing for 2D worktable

CHEN Qi

(Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033， China)

With contactless capacitance micrometer and assembly of flat and multi-tooth dividing disc, we detect the orthogonality of a 2D worktable. The result is that orthogonality is less than 0.5"at 200 mm-stroke in lower working table and 300 mm-stroke upper.

orthogonal; capacitance micrometer; multiple tooth dividing disc; flat crystal.

2014-05-25

國家重大科研儀器設(shè)備研制專項(61227901)

陳 琦(1961-)，男，漢族，吉林長春人，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所研究員，主要從事精密機(jī)械制造技術(shù)與研究、企業(yè)生產(chǎn)組織與管理工作,E-mail:chenqi@ciomp.ac.cn.

TH 16

A

1674-1374(2014)06-0720-03