納米級(jí)位移測(cè)量信息推薦「善測(cè)」

隨著超精密加工和微電子制造技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)精密測(cè)量技術(shù)及儀器提出了在毫米級(jí)的測(cè)量范圍內(nèi)達(dá)到納米級(jí)精度的要求，例如超精密數(shù)控加工精度已達(dá)納米量級(jí)，微電子芯片制造技術(shù)已是納米級(jí)制造工藝，因此無論是超精密數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)測(cè)量與定位，還是集成電路芯片線寬等特征尺寸測(cè)量、光掩膜制作以及晶圓掃描工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)測(cè)量與定位，均需要納米級(jí)精度的精密測(cè)量儀器。此外，精密測(cè)試計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域中，各種掃描探針顯微鏡、激光干涉儀、光柵尺和其他位移傳感器等也離不開納米級(jí)精度的精密測(cè)量儀器的校準(zhǔn)或標(biāo)定。在柵式測(cè)量系統(tǒng)中，光柵的占有率已超過80%，光柵長度測(cè)量系統(tǒng)的分辨率已覆蓋微米級(jí)、亞微米級(jí)和納米級(jí)。

科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院與國家納米科學(xué)中心聯(lián)合發(fā)布《納米研究前沿分析報(bào)告》。報(bào)告采用內(nèi)容分析、文獻(xiàn)計(jì)量和領(lǐng)域分析相結(jié)合的方法，通過對(duì)比分析美國、英國、法國、德國、俄羅斯、歐盟、日本、韓國、印度、澳大利亞以及我國的納米技術(shù)研發(fā)計(jì)劃，發(fā)現(xiàn)各國對(duì)納米技術(shù)的信心普遍增強(qiáng)，投資力度普遍加大，科研人員數(shù)量和相關(guān)企業(yè)數(shù)均大幅增加；將納米技術(shù)列入促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和解決重大問題的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，在能源和生物等領(lǐng)域尤其受到重視；納米技術(shù)研究邁向新階段，由單一的納米材料制備和功能調(diào)控轉(zhuǎn)向納米技術(shù)的應(yīng)用和商業(yè)化；NIST科學(xué)家希望他們這種納米級(jí)測(cè)量運(yùn)動(dòng)的新方法將有助于進(jìn)一步小型化許多這樣的微機(jī)械系統(tǒng)，并提高其性能。通過公共研發(fā)平臺(tái)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等方式，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作及與其他領(lǐng)域的融合，縮短從前沿研究到產(chǎn)業(yè)化的時(shí)間；開展EHS（環(huán)境、健康、安全）和ELSI（限制、社會(huì)課題）研究以及國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范（ISO、IEC）的制定；重視納米技術(shù)的基礎(chǔ)教育和高等教育。報(bào)告顯示，我國在納米科技領(lǐng)域已形成一批達(dá)到世界水平的優(yōu)勢(shì)研究方向和團(tuán)隊(duì)。

從20世紀(jì)50年代至70年代，柵式測(cè)量系統(tǒng)從感應(yīng)同步器發(fā)展到光柵、磁柵、容柵和球柵，這5種測(cè)量系統(tǒng)都是將一個(gè)柵距周期內(nèi)的測(cè)量和周期外的增量式測(cè)量結(jié)合起來，測(cè)量單位不是像激光一樣的光波波長，而是通用的米制(或英制)標(biāo)尺。

電容式傳感器ZNX實(shí)際的基本包括了一個(gè)接收Tx與一個(gè)發(fā)射qiRx，其分別都具有在印刷電路板(PCB)層上成形的金屬走線。在接收qi與發(fā)射走線之間會(huì)形成一個(gè)電場。電容傳感器卻可以探測(cè)與傳感器電極特性不同的導(dǎo)體和盡緣體。當(dāng)有物體靠近時(shí)，電極的電場就會(huì)發(fā)生改變。與傳統(tǒng)機(jī)器人相比，納米操作機(jī)器人具有超級(jí)靈敏、超高精準(zhǔn)等特點(diǎn)，可以在極微小尺度下完成傳統(tǒng)機(jī)器人無法實(shí)現(xiàn)的各種觀測(cè)、表征和操控作業(yè)，堪稱“無微不至”。從而感應(yīng)出物體的位移變化量。

　提高分辨力一直是光刻技術(shù)發(fā)展的主旋律，由瑞利公式R=K1λ/NA可知，縮短波長是提高分辨力的有效手段。每次更短波長光刻的應(yīng)用，都促使集成電路性能得到極大提升。

　光電所采用三角法測(cè)量，Z向位移轉(zhuǎn)化為標(biāo)記光柵與檢測(cè)光柵橫向位移ΔX，通過兩光路的信號(hào)比對(duì)橫向位移量ΔX進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)檢焦。該方法的兩光路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相同，兩信號(hào)相位相差，利用兩光路的信號(hào)比求解硅片的離焦量，消除了光強(qiáng)波動(dòng)的影響，實(shí)現(xiàn)了納米級(jí)的檢焦精度。公司在2015年成為科技型中小企業(yè)，并設(shè)立了院士工作站，目前主要開發(fā)和經(jīng)營以下3類產(chǎn)品和服務(wù)：旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和健康管理、光電視覺及環(huán)保檢測(cè)、高精度幾何量檢測(cè)。