專利名稱：一種變角式雙反射鏡動(dòng)態(tài)液膜厚度測(cè)定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)冷加工技術(shù)領(lǐng)域中的一種對(duì)拋光液膜厚度的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
在光學(xué)冷加工中，常碰到對(duì)某些鏡片需要進(jìn)行超光滑表面加工，比如，在短波段光學(xué)中，用在超大規(guī)模集成電路制造中的極紫光刻系統(tǒng)，需要光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量特別清晰，這就要求光學(xué)鏡片表面粗糙度達(dá)到小于1nm(RMS)的超光滑程度。
一般說(shuō)來(lái)，對(duì)超光滑表面的光學(xué)冷加工，不能采用通常的被加工件表面與磨盤(pán)直接接觸的研磨方式，而是采用讓研磨溶液充滿被加工件表面和磨盤(pán)之間的縫隙空間，磨盤(pán)與被加工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，形成了兩者縫隙空間的溶液流動(dòng)，這種液膜流動(dòng)的作用，可達(dá)到對(duì)被加工件表面超光滑加工的效果，流動(dòng)的液膜厚度成為影響超光滑表面拋光的極為重要的因素，因此，在超光滑表面拋光過(guò)程中，對(duì)液膜厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，就成為超光滑表面加工中必不可少的工作。
據(jù)掌握的情況，國(guó)內(nèi)外在超光滑表面拋光中，通常都采用在被加工件上加配重的辦法，來(lái)調(diào)節(jié)被加工件和磨盤(pán)之間的液膜厚度，與本發(fā)明最為接近的已有技術(shù)如圖1所示(Y.Namba and H.Tsuwa，Ultra-precisionfloat polishing machine，Annals CIRP，1987，36(1)211-214)是由拋光池1、工件軸2、配重3、被拋光件4、液膜5、錫磨盤(pán)6、磨盤(pán)軸7組成的。
該裝置是通過(guò)在被拋光件4上加配重3的辦法，來(lái)調(diào)節(jié)被拋光件4和錫磨盤(pán)6之間的充滿液膜的厚度，滿足超光滑表面拋光的需要。這種辦法只知道液膜厚度得到了調(diào)整，實(shí)際對(duì)液膜厚度的大小，并沒(méi)有量的概念，每拋光一個(gè)工件，都得進(jìn)行配重試驗(yàn)調(diào)整，給工作帶來(lái)麻煩，影響工作效率和拋光質(zhì)量，為了克服上述缺點(diǎn)，特設(shè)計(jì)一種能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量液膜厚度的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何使液膜厚度的變化，轉(zhuǎn)變?yōu)橄路瓷溏R相對(duì)于上反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的角度變化。
解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是在變角式雙反射鏡系統(tǒng)中，采用輕質(zhì)滑座托起頂桿支撐帶有光滑精密轉(zhuǎn)軸的下反射鏡繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)反射面相對(duì)安排的變角式雙反射鏡多次反射的激光束，觀察毛玻璃顯示屏上的光點(diǎn)位置變化。
本發(fā)明詳細(xì)內(nèi)容如圖2所示是由拋光系統(tǒng)(8、9、10、11、12、13、22)和測(cè)量系統(tǒng)(9、14、15、16、17、18、19、20、21)組成的，拋光系統(tǒng)包括拋光池8、液膜9、錫磨盤(pán)10、被拋光件11、貼盤(pán)12、工件軸13、磨盤(pán)軸22；測(cè)量系統(tǒng)包括液膜9、下反射鏡轉(zhuǎn)軸14、平面反射鏡15、觀察屏16、激光光源17、上反射鏡18、下反射鏡19、頂桿20、滑座21。
在拋光系統(tǒng)中，磨盤(pán)軸22與錫磨盤(pán)10垂直，在錫磨盤(pán)10的中心與其固死并帶動(dòng)錫磨盤(pán)10旋轉(zhuǎn)；工件軸13通過(guò)貼盤(pán)12在被拋光件11的中心與其固定，并與被拋光件11垂直，帶動(dòng)被拋光件11旋轉(zhuǎn)；被拋光件11的拋光面與錫磨盤(pán)10的工作面平行，兩者之間的縫隙充滿液膜9。
測(cè)量系統(tǒng)(9、14、15、16、17、18、19、20、21)安裝在拋光系統(tǒng)(8、9、10、11、12、13、22)中被拋光件11運(yùn)動(dòng)行進(jìn)方向的后面，在測(cè)量系統(tǒng)中，液膜9充滿滑座21和錫磨盤(pán)10之間的縫隙，頂桿20的下端在滑座21的中心處與其垂直并牢固，上端與下反射鏡19垂直并固牢，上反射鏡18和下反射鏡19的反射面相對(duì)安裝，上反射鏡18固定不動(dòng)，下反射鏡19在頂桿20的作用下繞轉(zhuǎn)軸14轉(zhuǎn)動(dòng)，改變上反射鏡18和下反射鏡19之間的夾角，激光光源17的激光束在變角式雙反射鏡的右端射向下反射鏡19，經(jīng)變角式雙反射鏡多次反射后，從下反射鏡19的左端射出，經(jīng)平面反射鏡15反射至觀察屏16。
工作原理說(shuō)明激光光源17發(fā)出的激光束從雙反射鏡右端射向下反射鏡19，激光束在雙反射鏡之間經(jīng)過(guò)多次反射后，從下反射鏡19的左端射出，經(jīng)平面反射鏡15反射到觀察屏16上。上、下雙反射鏡中，上反射鏡18固定不動(dòng)，下反射19可繞轉(zhuǎn)軸14轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)被拋光件11的表面與錫磨盤(pán)10之間縫隙的液膜厚度發(fā)生變化時(shí)，滑座21和錫磨盤(pán)10之間的縫隙也隨之發(fā)生變化，這種液膜厚度的變化，導(dǎo)致通過(guò)滑座21和頂桿20作用下反射鏡19繞轉(zhuǎn)軸14轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變著上反射鏡18和下反射鏡19之間的夾角發(fā)生變化，夾角的變化直接改變下反射鏡19反射出的激光束的方向，從而也改變著平面反射鏡15反射出的激光束的方向，平面反射鏡15反射射向觀察屏16上的光點(diǎn)位置變化，就可以測(cè)出滑座21的上升距離，即液膜厚度。
積極效果可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量液膜厚度，及時(shí)調(diào)節(jié)液膜厚度，改善超光滑表面拋光條件，提高工作效率，保證拋光質(zhì)量。


圖1是已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，摘要附圖亦采用圖2。
具體實(shí)施例方式
按圖2所示的結(jié)構(gòu)實(shí)施，上、下反射鏡18和19的反射率要高于95％，轉(zhuǎn)軸14采用光滑轉(zhuǎn)軸，滑座21和頂桿20采用輕質(zhì)材料，平面反射鏡15采用鋁反射鏡，反射率高于95％，觀察屏16采用帶有刻度的毛玻璃。
權(quán)利要求
1.一種變角式雙射鏡動(dòng)態(tài)液膜測(cè)定儀，是由拋光系統(tǒng)組成的，其特征在于本發(fā)明包括拋光系統(tǒng)(8、9、10、11、12、13、22)和測(cè)量系統(tǒng)(9、14、15、16、17、18、19、20、21)；測(cè)量系統(tǒng)安裝在拋光系統(tǒng)中被拋光件(11)運(yùn)動(dòng)行進(jìn)方向的后面，在測(cè)量系統(tǒng)中液膜(9)充滿滑座(21)和錫磨盤(pán)(10)之間的縫隙，頂桿(20)的下端在滑座(21)的中心處與其垂直并牢固，上端與下反射鏡(19)垂直并固牢，上反射鏡(18)和下反射鏡(19)的反射面相對(duì)安裝，上反射鏡(18)固定不動(dòng)，下反射鏡(19)在頂桿(20)的作用下繞轉(zhuǎn)軸(14)轉(zhuǎn)動(dòng)，改變上反射鏡(18)和下反射鏡(19)之間的夾角，激光光源(17)的激光束在變角式雙反射鏡的右端射向下反射鏡(19)，經(jīng)變角式雙反射鏡多次反射后，從下反射鏡(19)的左端射出，經(jīng)平面反射鏡(15)反射至觀察屏(16)。
全文摘要
一種變角式雙反射鏡動(dòng)態(tài)液膜厚度測(cè)定儀,屬于光學(xué)冷加工技術(shù)領(lǐng)域中的一種對(duì)拋光液膜厚度的測(cè)量裝置。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何使液膜厚度的變化,轉(zhuǎn)變?yōu)橄路瓷溏R相對(duì)于上反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的角度變化。解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:在變角式雙反射鏡中,采用輕質(zhì)滑座托起頂桿支撐帶有光滑轉(zhuǎn)軸的下反射鏡繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu),通過(guò)反射面相對(duì)安裝的變角式雙射鏡多次反射射出的激光束,由毛玻璃接收顯示。本發(fā)明是由拋光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)組成的,測(cè)量系統(tǒng)安裝在拋光系統(tǒng)中被拋光件運(yùn)動(dòng)方向的后面。該裝置可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量液膜厚度,及時(shí)調(diào)節(jié)液膜厚度,改善超光滑表面拋光條件,提高工作效率,保證拋光質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01B11/06GK1358983SQ0210901
公開(kāi)日2002年7月17日 申請(qǐng)日期2002年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月7日
發(fā)明者王君林, 徐長(zhǎng)山 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所