基于机器视觉的刀口运动特性测量技术

发布时间：2017-12-09 03:30

  本文关键词：基于机器视觉的刀口运动特性测量技术

  更多相关文章： 机器视觉 刀口狭缝 运动特性 图像处理 误差分析

【摘要】：刀口狭缝系统是步进扫描投影光刻机中的视场光阑,它的主要作用是在扫描曝光过程中与掩模保持同步运动,以达到精确限定硅片曝光区域的目的。精准的曝光对提高光刻机的分辨率有重大作用,因此在刀口的研制过程中,研究刀口的运动特性具有重大的意义。刀口结构中的刀片比较薄,易变形,且整个运动过程中速度和加速度大,不宜采用接触式的测量技术。接触式测量技术在刀口上加了负载,刀口的运动情况将会发生变化,测得的运动特性并不是刀口的真实运动特性。因此本论文采用基于机器视觉的方法搭建了一套测量系统,讲述了图像处理中的边缘检测技术,并采用该技术获取了刀口的位置信息。在系统标定方面,考虑到选择标准的标定参照物时会引入高度误差,本论文结合刀口自身的特点,将刀口作为标定物,使用光栅测位仪对测量系统的空间坐标与相机靶面坐标之间的关系进行了标定,相对来说,这种标定方法能保证更高的标定精度。在实验部分,设计了一系列相关的实验来说明位移测量的精度和重复性精度。通过激光干涉仪,对动态情况下的刀口位置与相机靶面坐标间的关系进行了标定,验证了测量系统的速度测量精度为0.31%。采用搭建的测量系统测量了刀口的运动特性曲线,得出刀口的整个运动过程持续时间为298.4ms,从开始运动到匀速运动阶段经历的时间为83.3ms,匀速运动阶段持续的时间为113.5ms,匀速阶段的平均速度为98.25mm/s,匀速阶段速度的最大值是103.458mm/s,速度的最小值为91.408mm/s,此阶段速度的稳定性为6.18%。刀口运动速度的重复性精度是4.10mm/s。同时对于本论文中搭建的测量系统,进行了比较详细的误差分析。针对其中的几个可控误差因素,进行了定量分析,并结合实验数据,验证了误差分析的正确性。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN305.7;TP391.41

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本文编号：1268952