[发明专利]一种工件台动态性能检测方法

权利要求书

1.一种工件台动态性能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)在石英片上沉积一层激光图形化材料作为测试片(12)；

b)将测试片(12)放置于待测工件台(13)上，并在该测试片(12)上刻写测试图形，完成对工件台(13)动态特性的速度、加速度、直线度、最小步距、往复运动特性、垂直度检测及重复定位检测；

c)对光刻后的测试片(12)，进行选择性湿法刻蚀，形成具有微纳图形结构的图形层，并采用光学显微镜与原子力显微镜表征微纳刻写线段的结构；

所述b)中通过刻写测试图形完成动态特性的速度检测，具体是：

设置工件台X轴或Y轴速度为v、加速度为0、工件台运动距离L、激光器频率f；

同时控制激光器刻写与工件台运动，通过测量刻写线段距离L₁，计算工件台X轴或Y轴速度

通过测量多段线段距离L₂、L₃、…、L_n，计算工件台速度

计算工件台速度的均值方差σ_v²，公式如下：

所述b)中通过刻写测试图形完成动态特性的加速度检测，具体是：

设置工件台X轴或Y轴初速度为0、工件台末速度为v_a1、工件台加速度a、工件台运动距离h、激光器频率f；

同时控制激光器刻写与工件台X轴或Y轴运动，通过测量加速段刻写线段间距h₁、…、h_m…，h_n计算工件台X轴或Y轴加速度公式如下：

所述b)中通过刻写测试图形完成动态特性的直线度检测，具体是：

设置工件台X轴或Y轴速度为v_g，工件台运动距离L_g；

同时控制激光器刻写与工件台X轴或Y轴运动，通过图像处理运用最小二乘法将刻写线段拟合，进而得出上偏差和下偏差；

所述b)中通过刻写测试图形完成动态特性的最小步距检测，具体是：

设置工件台X轴或Y轴速度为v_h、加速度为0、工件台X轴或Y轴运动最小步距、激光器频率f；

同时控制激光器刻写与工件台X轴或Y轴运动，通过测量刻写线段距离s，计算工件台X轴或Y轴最小步距

所述b)中通过刻写测试图形完成动态特性的往复运动特性检测，具体是：

设置工件台X轴或Y轴速度为v_i、加速度为0、工件台X轴或Y轴运动距离L_i、激光器频率为f；

同时控制激光器刻写与工件台X轴或Y轴往复运动，通过测量往复刻写线段线宽y₁₁、y₂₂，计算工件台X轴或Y轴往复运动特性k₁，公式如下：

所述b)中通过刻写测试图形完成动态特性的垂直度检测，具体是：

设置工件台X轴和Y轴速度为v_j、加速度为0、工件台X轴和Y轴运动距离L_j、激光器频率为f；

同时控制激光器刻写与工件台在X轴上运动，然后同时控制激光器刻写与工件台在Y轴上运动，通过测量刻写线L的角度θ，计算工件台X轴和Y垂直度θ₁，θ₁＝θ；

所述b)中通过刻写测试图形完成动态特性的重复定位精度检测中，具体是：

设置工件台X轴和Y轴速度为v_k、加速度为0；

将工件台复位，设工件台当前坐标位置为A(0,0)；

将工件台X轴移动距离α、工件台Y轴移动距离β，工件台所在位置为B₁(α,β)，当工件台停止运动时、控制激光器在B₁(α,β)位置打点；

将工件台X轴移动距离K₁α、工件台Y轴移动距离K₂β，K₁、K₂为任意不为零的常数,此时工件台所在位置坐标为C((K₁+1)α,(K₂+1)β),然后将工件台X轴移动距离-K₁α、工件台Y轴移动距离-K₂β，此时工件台所在位置为B₂(α₁,β₁)，当工件台停止运动时、控制激光器在B₂(α₁,β₁)位置打点；

改变常数K₁、K₂的大小，重复上述操作，控制激光器在B₃(α₂,β₂)、…、B_n-1(α_n-1,β_n-1)位置打点，通过测量B₁(α,β)、B₂(α₁,β₁)、B₃(α₂,β₂)、…、B_n-1(α_n-1,β_n-1)位置偏差，计算工件台重复定位精度工件台重复定位精度方差σ_α²、σ_β²，公式如下：