干涉仪国内外研究现状综述
时间:2023-01-29 11:25 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 1 集成电路(IC)是电子信息产业的核心，是推动经济和社会信息化最主要的高新技术之一。其制造装备是IC产业发展的支柱，已经成为集成电路产业的驱动力和重要的组成部分。集成电路技术的进步是由光刻技术的不断发展支持的。在复杂的集成电路制造过程中，最为关键的技术是决定集成电路特征尺寸的光刻技术，最为关键的设备是负责光刻工艺的光刻机。在光刻机这个复杂的高精尖技术合成体中，从机电角度讲，由硅片台和掩模台组成的超精密工件台系统是最为关键的模块，它直接决定着光刻机所能实现的特征线宽、套刻精度以及生产效率。87252 超精密工件台系统的技术提升离不开双频激光干涉仪高精度、高测速、高测距的测量技术的发展。由文献[1]可知，国内外干涉产品大多为双频激光干涉仪，激光生成方法大多为利用塞曼效应（zeeman effect）和声光调制。塞曼效应产生的双频频差较小，一般不超过4MHz。声光调制放大得到的频差虽然较大，一些产品能够达到20MHz以上，并且频率稳定，但是缺点也很明显，光学结构复杂，成本高。目前各发达国家重视对激光干涉仪的发展，开发出各种性优良的商品化激光干涉仪。目前国外生产激光干涉仪的公司有美国的Agielnt(前身为HP)、ZYGO、英国的Renishaw等公司，其产品各具特点，占有大部分市场。 Agielnt公司的干涉仪利用自己研发的塞曼双频激光器为光源，能够多路通道复用。并且将各个功能模块分离，在每路通道上均安置光电接收器，以满足各路通道测量的要求。Renishaw公司的主打产品以ML10gold为例，其实是单频激光干涉仪，利用双纵模稳频，然后去掉一个纵模，通过高精度测相和高速 A/D 转换技术 , 实现高速和高分辨率测量 。因为是单频，所以不能多路分光使用，同时对多轴测量就需要多个激光头，增加成本。ZYGO公司部分产品是利用声光调制法得到双频信号，频差可达到20MHz，用于高速测量。其公司产品也可用于多通道测量，一个系统最多可供4路分光使用。该公司的干涉镜装有光纤耦合器，将各路测量光耦合入光纤，传递到数据处理电路各个通道分别接受转换。 我国对干涉仪产品早有重视，从70年代开始，清华大学、计量院、机械成都工具研究所等部门就已经开始研制双频激光干涉仪样机，至今已有二、三十年历史。然而，相较于国外大型公司，国内干涉仪的发展起步仍然较晚，生产出的商业干涉仪的性能较之也有较大的差距，无论是在干涉仪的分辨率或是测量速度、测量精度上，都有着较大的差距。例如国外Agilent、ZYGO等公司的产品能够实现2048比例细分，分辨率达到0。15nm。国内以清华大学殷纯永教授团队研制的SJD5型双频激光干涉仪仅能实现640比例细分，分辨率是0。64nm。 目前随着科学技术的发展，现有测量工具已经越来越不能满足人们的需求，因此，商业激光干涉仪并不是已经达到完全满足制造业需求的地步，它仍有着更高的要求。为满足新的测量需求，激光干涉仪往着更高精度，更高分辨率，更高测速几个方向发展。 2 国内发展问题 掌握有高性能激光干涉仪生产技术的国家，出于政治、经济等因素的考虑，对我国实行高性能激光干涉仪禁运，而国内现有的双频激光干涉仪（成都工具所）仅能实现最高测量速度0。3m/s，测量分辨率20nm，最大测量距离20m。其中，测量分辨率远不能满足现今高精度机床加工等测量要求。 有关统计显示，我国量具领域已建设发展几十余年，形成了一定级别的生产规模，也有着较强能力的开发体系。但是，作为数控切削技术的基础，我国工具制造业在测量仪器的技术水平和性能质量等方面，与国外先进水平仍存在较大的差距。此是造成我国在以干涉仪为代表的高精度测量领域差距明显的重要原因之一。 (责任编辑：qin) |