二維工作臺正交性檢測

陳 琦

(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所， 吉林 長春 130033)

二維工作臺正交性檢測

陳 琦

(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所， 吉林 長春 130033)

應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中的機械分度與掃描運動工作臺,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是至關重要的。現國內外對于檢測正交性的方法有很多，主要分為光學檢測和機械檢測。光學檢測[1-3]中的主要器件為五棱鏡、自準直儀和反射鏡；機械檢測主要器件為多齒分度盤[4-6]、平晶和微位移檢測設備(如電容測微儀、電感儀等)。

多齒分度盤如圖2所示。

文中介紹機械檢測工作臺正交性的方法。而微位移檢測設備選用非接觸式電容測微儀。由于它具有精度和分辨率高、對環境要求低、穩定性好、適用任何材質和對基準平晶有保護作用等多種優點[7-8]，所以選擇在此次檢測中應用。

1.升降機構； 2.刻度盤； 3.上齒盤；4.工作臺面； 5.固定指標線； 6.下齒盤

1 檢測方法

已知X,Y兩向導軌直線度已經滿足要求的條件下，將電容測微儀固定在工作臺表面上，在工作臺外側將基準平晶放置并固定在多齒分度盤工作臺面上。首先調整多齒分度盤與工作臺表面的平行，其次將平晶放置后調整其與單向導軌平行,并將其與多齒分度盤固定，最后將多齒分度盤旋轉90°，測量導軌在運動時的位移偏差。

Y向導軌測量和X向導軌測量分別如圖3和圖4所示。

圖3 Y向導軌測量

圖4 X向導軌測量

2 檢測數據與處理

采集數據后應用Matlab繪制圖形曲線,見表1。

表1 原始數據采集繪制

測量時的運動方向為Y+向原點運動，原點向X+運動。從表中數據可以得表2。

表2 轉角誤差分析

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 語

由以上的測量結果得出數據，此二維工作臺的正交性可以調整到0.4″內，不確定度為0.07″。在0.5″要求下,完全能夠得到準確的測量數值,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，這種純機械測量是完全可以保證測量準確性的。

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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備研制專項(61227901)

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

TH 16

A

1674-1374(2014)06-0720-03