直线光栅尺的精度评价及标定方法研究

直线光栅尺栅距误差与累积误差是衡量直线位移基准及测量精度的两个核心指标,为提升光栅尺精度的标定评价方法及误差补偿的精准度,文章基于光栅尺曝光刻线原理分析了影响光栅尺精度的误差源,提出了一种光栅条纹的最小区域法的评定方法,基于10种典型的光栅条纹特征总结出了最小区域法栅距误差表达式,诠释了最小区域面积及平均线宽的栅距误差评定方法,并对累积误差和热膨胀系数的标定及评价方法进行了理论阐述,研究给出了直线光栅尺精度检测试验方法及流程;试验结果表明,1000mm长光栅尺的拼接误差±25nm,最大栅距误差<43nm,累积误差<1μm,验证了精度评价及标定方法的准确性,可用于工程应用。

基于光刻阈值模型的光栅精度预测及补偿

光栅尺制造过程的预测及补偿是提升其精度的主要方法之一。文章提出了一种基于光刻阈值模型的光栅尺精度预测及补偿方法,采用矩形栅距傅里叶基波法,研究光栅尺计算光刻阈值模型及关键参数对光刻精度的影响;通过利用Matlab软件建立计算光刻能量三维模型,对比分析光刻焦平面能量阈值界面,实现光栅尺精度的预测;通过仿真及试验分析焦平面能量幅值、相位参数,关联并调整直线运动系统定位误差、光刻曝光能量相关参数的补偿方法,当阈值平面角度θ=0时,理想状态情况下可以通过直接补偿方式完全补偿,多线均匀化间接补偿可以将光栅条纹误差提高97.3%,为高精度光栅尺的光刻和补偿方法的计算提供了理论依据。