CN114952023B - 用于制备光栅尺的夹具及其联控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学制造技术领域，公开一种用于制备光栅尺的夹具及其联控方法，以提高光栅尺的制备精度。本发明夹具设置有用于在光刻时将光栅尺基带当前的目标光刻区域同步压紧并拉直于工作台面的联动机构；所述联动机构设有三组气缸及两组负压真空管路，且还用于在电机牵引以切换到下一目标光刻区域的过程中，释放部分压紧作用力并继续保持所述光栅尺基带处在所述夹具工作台面上的拉直状态；确保了光栅尺刻写过程中的高平整度并全程有效避免了光栅尺起拱等情况，从而有效避免了对刻线的精度所造成的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及光学制造技术领域，尤其涉及一种用于制备光栅尺的夹具及其联控方法。
背景技术
光栅尺广泛应用于光刻设备上，例如：常见的光栅尺包括但不限于金属反射式光栅尺。目前，现有制备光栅尺的夹具在刻线过程中，容易存在平整度低及光栅尺起拱等情况而影响了光栅尺的精度。
发明内容
本发明主要目的在于公开一种用于制备光栅尺的夹具及其联控方法，以提高光栅尺的制备精度。
为达上述目的，本发明公开一种用于制备光栅尺的夹具，设置有用于在光刻时将光栅尺基带当前的目标光刻区域同步压紧并拉直于工作台面的联动机构；所述联动机构还用于在电机牵引以切换到下一目标光刻区域的过程中，释放部分压紧作用力并继续保持所述光栅尺基带处在所述夹具工作台面上的拉直状态；所述联动机构包括：
第一组气缸，包括与工作台面左右两端分别相邻的1号气缸和6号气缸；
第三组气缸，包括3号气缸和4号气缸，且所述目标光刻区域位于3号气缸与4号气缸之间；
第二组气缸，包括位于1号气缸与3号气缸之间的2号气缸，以及位于4号气缸与6号气缸之间的5号气缸；
所述第一组气缸、第二组气缸及第三组气缸都设置有与工作台面进行松紧配合的两种状态，各气缸之间的排号顺序从左至右递减1；且所述第一组气缸与所述第二组气缸的底座固定在所述夹具不动的结构上，所述第三组气缸的底座固定在受电机牵引能在水平面上做往复运动的平移块上；所述联动机构还包括：
用于与所述第三组气缸对位的负压真空管路B，用于在吸的状态下，与紧状态下的所述第三组气缸形成合力；并在破的状态下，释放作用力；
用于与所述第二组气缸对位的负压真空管路A，用于在吸的状态下，与紧状态下的所述第二组气缸形成合力；并在破的状态下，释放作用力；
与所述电机连接的控制器，用于驱动所述联动机构执行下述联动流程：
一、手工上料
人工放好光栅尺基带——2号气缸压紧——人工拉紧光栅尺基带——负压真空管路A吸——5号气缸压紧——1号气缸、6号气缸压紧；
二、自动运行
所述平移块运行到最右端的初始刻写位置——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第一个段的激光打标——2号气缸和5号气缸松开、负压真空管路A破——电机牵引光栅尺基带向左前进一个段长度——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第二个段的激光打标，依次循环，直至电机牵引光栅尺基带向左前进了N个段长度——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第N个段的激光打标——2号气缸和5号气缸压紧、负压真空管路A吸、3号气缸和4号气缸松开、负压真空管路B破——所述平移块向右返回到最右端的初始刻写位置以切换到下一轮循环；
其中，N为所述平移块往复运动的最大距离除以单个段长度所得的大于或等于2的最大正整数。
优选地，所述夹具在工作台面的水平方向上设有平行的对应至少两条光栅尺基带的尺槽，且所述联动机构的作用范围横跨各所述尺槽。
为达上述目的，本发明还公开一种联控方法，应用于制备光栅尺的系统中，所述系统包括上述的夹具，所述方法至少包括下述的自动运行步骤：
所述平移块运行到最右端的初始刻写位置——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第一个段的激光打标——2号气缸和5号气缸松开、负压真空管路A破——电机牵引光栅尺基带向左前进一个段长度——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第二个段的激光打标，依次循环，直至电机牵引光栅尺基带向左前进了N个段长度——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第N个段的激光打标——2号气缸和5号气缸压紧、负压真空管路A吸、3号气缸和4号气缸松开、负压真空管路B破——所述平移块向右返回到最右端的初始刻写位置以切换到下一轮循环；
其中，N为所述平移块往复运动的最大距离除以单个段长度所得的大于或等于2的最大正整数。
优选地，本发明方法在所述自动运行步骤之前还包括下述的手工上料步骤：
人工放好光栅尺基带——2号气缸压紧——人工拉紧光栅尺基带——负压真空管路A吸——5号气缸压紧——1号气缸、6号气缸压紧。
本发明具有以下有益效果：
通过三组气缸及两组负压真空管路的协同作业，光栅尺在刻的过程中及光刻区域分段切换的过程中都以联动机构确保光栅尺的拉直状态；确保了光栅尺刻写过程中的高平整度并全程有效避免了光栅尺起拱等情况，从而有效避免了对刻线的精度所造成的干扰。
下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例公开的夹具联动机构的部分结构框图。
图2是本发明实施例公开的夹具应用场景所对应并行同步制备系统的框图。
图3是图2所示并行同步制备系统中的光刻模组预先设置图样的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
本实施例公开一种用于制备光栅尺的夹具。
本实施例夹具设置有用于在光刻时将光栅尺基带当前的目标光刻区域同步压紧并拉直于工作台面的联动机构；所述联动机构还用于在电机牵引以切换到下一目标光刻区域的过程中，释放部分压紧作用力并继续保持所述光栅尺基带处在所述夹具工作台面上的拉直状态。
如图1所示，本实施例夹具上的联动机构包括：
第一组气缸，包括与工作台面左右两端分别相邻的1号气缸和6号气缸。
第三组气缸，包括3号气缸和4号气缸，且所述目标光刻区域位于3号气缸与4号气缸之间。
第二组气缸，包括位于1号气缸与3号气缸之间的2号气缸，以及位于4号气缸与6号气缸之间的5号气缸。
所述第一组气缸、第二组气缸及第三组气缸都设置有与工作台面进行松紧配合的两种状态，各气缸之间的排号顺序从左至右递减1；且所述第一组气缸与所述第二组气缸的底座固定在所述夹具不动的结构上，所述第三组气缸的底座固定在受电机牵引能在水平面上做往复运动的平移块上。且所述联动机构还包括：
用于与所述第三组气缸对位的负压真空管路B，用于在吸的状态下，与紧状态下的所述第三组气缸形成合力；并在破的状态下，释放作用力。
用于与所述第二组气缸对位的负压真空管路A，用于在吸的状态下，与紧状态下的所述第二组气缸形成合力；并在破的状态下，释放作用力。
本实施例夹具上还包括与所述电机连接的控制器。该控制器用于驱动所述联动机构执行下述联动流程：
一、手工上料
人工放好光栅尺基带——2号气缸压紧——人工拉紧光栅尺基带——负压真空管路A吸——5号气缸压紧——1号气缸、6号气缸压紧。优选地，1号气缸和6号气缸采用滚轮气缸，以通过调压阀控制滚轮压紧力，进而保证将光栅尺基带(通常为镀铬或其他光敏材料的钢带)压紧的前提下直线电机又能拖动光栅尺基带前进。
二、自动运行
所述平移块运行到最右端的初始刻写位置——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第一个段的激光打标——2号气缸和5号气缸松开、负压真空管路A破——电机牵引光栅尺基带向左前进一个段长度——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第二个段的激光打标，依次循环，直至电机牵引光栅尺基带向左前进了N个段长度——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第N个段的激光打标——2号气缸和5号气缸压紧、负压真空管路A吸、3号气缸和4号气缸松开、负压真空管路B破——所述平移块向右返回到最右端的初始刻写位置以切换到下一轮循环。
本实施例中，N为所述平移块往复运动的最大距离除以单个段长度所得的大于或等于2的最大正整数。例如：在本案申请人的实验过程中，单段光刻长度为50毫米，N的取值为3；通过选用驱动平移块往复运动的高精度的直线电机，可以使得1米光栅尺内的误差范围小于15微米。
优选地，本实施例夹具在工作台面的水平方向上设有平行的对应至少两条光栅尺基带的尺槽，且所述联动机构的作用范围横跨各所述尺槽。藉此能同步刻入多条光栅尺基带的刻线信息，成倍地提升了光栅尺的制备效率。
优选地，本实施例的夹具可应用于如图2所示的光栅尺制备系统中，该系统包括送料装置3、收料装置2、位于送料装置与收料装置之间的夹具1及光刻模组1。其中，若所述夹具在工作台面的水平方向上设有平行的对应至少两条光栅尺基带的尺槽；相对应地，送料装置在同一转轴上设有间距与所述尺槽之间间距相同、且数量与所述尺槽数量一致的至少两个送料卷；收料装置也在同一转轴上设有间距与所述尺槽之间间距相同、且数量与所述尺槽数量一致的至少两个收料卷。藉此，通过在夹具两端分设卷式的送料装置和收料装置，节省了长范围光栅尺生产过程中对空间的占用。本领域技术人员显而易见地，本实施例的夹具也可以是仅针对单条光栅尺制备环境进行单尺槽的设计，不做赘述。
相对应的，当所述夹具针对多尺槽进行应用时，所述光刻模组用于将预先设置图样中，如图3所示，相间隔的至少两条平行光栅尺排布的像素信息与各所述光栅尺基带在所述尺槽中的实际光刻区域对齐后，与所述联动机构进行联动以将所述图样中的刻线信息刻入相对应的光栅尺基带上。藉此，通过光刻模组预设置的图样与光栅尺基带以一对多的关系建立映射，提高了光刻模组的资源利用率。
实施例2
本实施例公开一种联控方法，应用于制备光栅尺的系统中，所述系统包括上述述实施例的夹具，所述方法至少包括下述的自动运行步骤：
所述平移块运行到最右端的初始刻写位置——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第一个段的激光打标——2号气缸和5号气缸松开、负压真空管路A破——电机牵引光栅尺基带向左前进一个段长度——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第二个段的激光打标，依次循环，直至电机牵引光栅尺基带向左前进了N个段长度——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第N个段的激光打标——2号气缸和5号气缸压紧、负压真空管路A吸、3号气缸和4号气缸松开、负压真空管路B破——所述平移块向右返回到最右端的初始刻写位置以切换到下一轮循环。其中，N为所述平移块往复运动的最大距离除以单个段长度所得的大于或等于2的最大正整数。
优选地，本发明方法在所述自动运行步骤之前还包括下述的手工上料步骤：人工放好光栅尺基带——2号气缸压紧——人工拉紧光栅尺基带——负压真空管路A吸——5号气缸压紧——1号气缸、6号气缸压紧。
进一步地，当所述夹具在工作台面的水平方向上设有平行的对应至少两条光栅尺基带的尺槽时，在执行自动运行步骤之前，还包括：将光刻模组预先设置图样中相间隔的至少两条平行光栅尺排布的像素信息与各所述光栅尺基带在所述尺槽中的实际光刻区域对齐。以及在所述激光打标的过程中，还包括：以所述光刻模组将所述图样中的刻线信息刻入相对应的光栅尺基带上。
优选地，本实施例方法还包括：以读码头检测所述激光打标后所得实际光栅刻线效果是否合格。藉此，可提高制备工艺的良率。
综上，本发明上述各实施例所分别公开的用于制备光栅尺的夹具及其联控方法，至少具有以下有益效果：
通过三组气缸及两组负压真空管路的协同作业，光栅尺在刻的过程中及光刻区域分段切换的过程中都以联动机构确保光栅尺的拉直状态；确保了光栅尺刻写过程中的高平整度并全程有效避免了光栅尺起拱等情况，从而有效避免了对刻线的精度所造成的干扰。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于制备光栅尺的夹具，其特征在于，设置有用于在光刻时将光栅尺基带当前的目标光刻区域同步压紧并拉直于工作台面的联动机构；所述联动机构还用于在电机牵引以切换到下一目标光刻区域的过程中，释放部分压紧作用力并继续保持所述光栅尺基带处在所述夹具工作台面上的拉直状态；所述联动机构包括：
第一组气缸，包括与工作台面左右两端分别相邻的1号气缸和6号气缸；
第三组气缸，包括3号气缸和4号气缸，且所述目标光刻区域位于3号气缸与4号气缸之间；
第二组气缸，包括位于1号气缸与3号气缸之间的2号气缸，以及位于4号气缸与6号气缸之间的5号气缸；
所述第一组气缸、第二组气缸及第三组气缸都设置有与工作台面进行松紧配合的两种状态，各气缸之间的排号顺序从左至右递减1；且所述第一组气缸与所述第二组气缸的底座固定在所述夹具不动的结构上，所述第三组气缸的底座固定在受电机牵引能在水平面上做往复运动的平移块上；所述联动机构还包括：
用于与所述第三组气缸对位的负压真空管路B，用于在吸的状态下，与紧状态下的所述第三组气缸形成合力；并在破的状态下，释放作用力；
用于与所述第二组气缸对位的负压真空管路A，用于在吸的状态下，与紧状态下的所述第二组气缸形成合力；并在破的状态下，释放作用力；
与所述电机连接的控制器，用于驱动所述联动机构执行下述联动流程：
一、手工上料
人工放好光栅尺基带——2号气缸压紧——人工拉紧光栅尺基带——负压真空管路A吸——5号气缸压紧——1号气缸、6号气缸压紧；
二、自动运行
所述平移块运行到最右端的初始刻写位置——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第一个段的激光打标——2号气缸和5号气缸松开、负压真空管路A破——电机牵引光栅尺基带向左前进一个段长度——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第二个段的激光打标，依次循环，直至电机牵引光栅尺基带向左前进了N个段长度——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第N个段的激光打标——2号气缸和5号气缸压紧、负压真空管路A吸、3号气缸和4号气缸松开、负压真空管路B破——所述平移块向右返回到最右端的初始刻写位置以切换到下一轮循环；
其中，N为所述平移块往复运动的最大距离除以单个段长度所得的大于或等于2的最大正整数。
2.根据权利要求1所述的用于制备光栅尺的夹具，其特征在于，所述夹具在工作台面的水平方向上设有平行的对应至少两条光栅尺基带的尺槽，且所述联动机构的作用范围横跨各所述尺槽。
3.根据权利要求1或2所述的用于制备光栅尺的夹具，其特征在于，所述夹具的右侧与送料机构连接。
4.根据权利要求1或2所述的用于制备光栅尺的夹具，其特征在于，所述夹具的左侧与收料机构连接。
5.一种联控方法，应用于制备光栅尺的系统中，所述系统包括如权利要求1至4任一所述的夹具，所述方法至少包括下述的自动运行步骤：
所述平移块运行到最右端的初始刻写位置——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第一个段的激光打标——2号气缸和5号气缸松开、负压真空管路A破——电机牵引光栅尺基带向左前进一个段长度——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第二个段的激光打标，依次循环，直至电机牵引光栅尺基带向左前进了N个段长度——3号气缸和4号气缸压紧、负压真空管路B吸——执行第N个段的激光打标——2号气缸和5号气缸压紧、负压真空管路A吸、3号气缸和4号气缸松开、负压真空管路B破——所述平移块向右返回到最右端的初始刻写位置以切换到下一轮循环；
其中，N为所述平移块往复运动的最大距离除以单个段长度所得的大于或等于2的最大正整数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述自动运行步骤之前还包括下述的手工上料步骤：
人工放好光栅尺基带——2号气缸压紧——人工拉紧光栅尺基带——负压真空管路A吸——5号气缸压紧——1号气缸、6号气缸压紧。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，当所述夹具在工作台面的水平方向上设有平行的对应至少两条光栅尺基带的尺槽时，在执行自动运行步骤之前，还包括：
将光刻模组预先设置图样中相间隔的至少两条平行光栅尺排布的像素信息与各所述光栅尺基带在所述尺槽中的实际光刻区域对齐；以及在所述激光打标的过程中，还包括：
以所述光刻模组将所述图样中的刻线信息刻入相对应的光栅尺基带上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
以读码头检测所述激光打标后所得实际光栅刻线效果是否合格。
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