本文關(guān)鍵詞：基于機器視覺的刀口運動特性測量技術(shù)

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【摘要】：刀口狹縫系統(tǒng)是步進掃描投影光刻機中的視場光闌,它的主要作用是在掃描曝光過程中與掩模保持同步運動,以達到精確限定硅片曝光區(qū)域的目的。精準的曝光對提高光刻機的分辨率有重大作用,因此在刀口的研制過程中,研究刀口的運動特性具有重大的意義。刀口結(jié)構(gòu)中的刀片比較薄,易變形,且整個運動過程中速度和加速度大,不宜采用接觸式的測量技術(shù)。接觸式測量技術(shù)在刀口上加了負載,刀口的運動情況將會發(fā)生變化,測得的運動特性并不是刀口的真實運動特性。因此本論文采用基于機器視覺的方法搭建了一套測量系統(tǒng),講述了圖像處理中的邊緣檢測技術(shù),并采用該技術(shù)獲取了刀口的位置信息。在系統(tǒng)標定方面,考慮到選擇標準的標定參照物時會引入高度誤差,本論文結(jié)合刀口自身的特點,將刀口作為標定物,使用光柵測位儀對測量系統(tǒng)的空間坐標與相機靶面坐標之間的關(guān)系進行了標定,相對來說,這種標定方法能保證更高的標定精度。在實驗部分,設(shè)計了一系列相關(guān)的實驗來說明位移測量的精度和重復(fù)性精度。通過激光干涉儀,對動態(tài)情況下的刀口位置與相機靶面坐標間的關(guān)系進行了標定,驗證了測量系統(tǒng)的速度測量精度為0.31%。采用搭建的測量系統(tǒng)測量了刀口的運動特性曲線,得出刀口的整個運動過程持續(xù)時間為298.4ms,從開始運動到勻速運動階段經(jīng)歷的時間為83.3ms,勻速運動階段持續(xù)的時間為113.5ms,勻速階段的平均速度為98.25mm/s,勻速階段速度的最大值是103.458mm/s,速度的最小值為91.408mm/s,此階段速度的穩(wěn)定性為6.18%。刀口運動速度的重復(fù)性精度是4.10mm/s。同時對于本論文中搭建的測量系統(tǒng),進行了比較詳細的誤差分析。針對其中的幾個可控誤差因素,進行了定量分析,并結(jié)合實驗數(shù)據(jù),驗證了誤差分析的正確性。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN305.7;TP391.41

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