株式会社マグネスケール

公司介绍

设计/开发

栅尺决定尖端半导体制造装置和不断进步的机床的精度,客户对其性能不断提出改进要求。考虑到半导体路线图、市场动向和客户要求,我们创建了一个超精密栅尺路线图,并且为实现它而坚持不懈地进行研究开发。开发新设备和具有皮米(pm) 分辨率的栅尺时,还需要同时开发用于对其进行测试的系统。

此外,我们还必须改进设计和开发方法。物理、化学、电气、机械和软件方面的工程师共同合作,努力提高磁栅尺和激光尺的性能。我们的目标是根据自己的路线图保持基本的技术能力,并成为一个始终能够快速灵活地开发满足客户需求并将其商品化的集团。此外,我们将开发不辜负客户信任的高可靠性商品。

  • 机构设计

    机构设计
  • 通过模态分析进行变形仿真

    机构设计
  • LSI布局布线的信号延迟验证

    机构设计

磁应用技术

从磁应用技术诞生的全新绝对式磁栅尺是磁栅尺当中的第一款分辨率为0.005 μm的精密测长栅尺。光栅尺检测明暗光栅透射率的变化,而磁栅尺通过读头检测记录在磁介质内部的磁光栅的磁通量变化。要通过磁栅尺获得高分辨率,出色的磁介质和低失真的读头是必不可少的。

针对栅尺,我们自主开发了具有耐环境性的高密度磁介质,可以在机床、工业机械等各种各样的环境中使用。读头采用了在HDD中进化的起磁阻作用的元件,通过独有的模式设计将此信号以高灵敏度、失真极低的信号输出。此外,我们成功地开发出了绝对式化磁栅尺,首次将磁栅尺用于检测M编码磁信号。来自读头的信号经过独有的信号补偿电路处理,去除了影响精度的直流信号分量、SIN信号与COS信号之间的相位差和幅度不平衡,与M编码一起被转换为高分辨率、高精度的绝对位置。

新型磁栅尺是一种用于位置控制的栅尺,适用于在读取明暗光栅的光学式光栅无法做到的结露或油中等各种环境中使用的机床。此外,磁栅尺是一种具有与铸铁相同的线膨胀系数的栅尺,而铸铁是机床的结构体。因此,即使在发生温度变化的环境中,也能以与机床相同的温度特性进行伸缩,从而能够进行稳定的高精度加工。

Magnescale将继续追求兼顾高精度和耐环境性。

  • 磁栅尺记录示意图

    磁栅尺记录示意图
  • 长型精度测量装置

    长型精度测量装置

激光应用技术

使用半导体激光和体积全息图的激光尺是一种特殊的光栅干涉仪式栅尺。下图中的检测原理是:激光通过一个偏振光分束器被分成P和S这2根光波。分割后的激光入射到以550 nm的周期刻录的全息图格子上,经衍射后,入射到具有λ/4相位板的镜面上。当从镜面反射时,P波变为S波,S波变为P波,重新返回到全息图格子的光发生2次衍射。经过这一次的衍射后,返回偏振光分束器的激光中的P波和S波已经相互调换,所以不会返回到发光部分,而是全部传播到光接收部分,经过偏振光分束器后进行干涉。

在一般的干涉仪中,由于温度等的变化,光源的波长发生变化或者空气的折射率发生变化都会产生误差,但是,在具有2条左右对称光路的激光尺中,光源的波长变化、空气波动和大气压变化等造成的影响都被相互抵消。此外,由于有2次衍射,所以每移动全息图格子的1个周期即550nm,干涉强度就经历4次明暗反转。结果,在受光部分检测到周期为138nm的位置信号。由于体积全息图的衍射率高、信号的S/N良好和完全是正弦波,所以可以通过进行65536 (216)分割实现2.1 pm的超高分辨率。

2.1 pm的分辨率长度大约相当于氢原子直径的1/50。基于激光应用技术的独有光学系统不仅具有高精度和稳定性,而且具有出色的运动性能和响应性能,激光尺在超精密领域深受客户信赖。由于对高精度和高分辨率的进一步需求仍在继续,为了提高控制性能,必须同时测量多个方向的运动。激光尺今后将继续发展以满足此类客户需求。

  • 激光尺检测原理

    激光尺检测原理