第2章精密超精密加工技術(shù)概論

IntroductionofPrecision&UltraprecisionMachiningTechnology1常用單位1m=103mm1mm=103μm（微米）1μm=103nm（納米）1nm=10?（埃）1?=10-1nm＝10-4μm＝10-7

mm＝10-10m亞微米（1~10-2μm）

注：正常人頭發(fā)直徑約為50~70μm22.1精密加工技術(shù)的概念

超精密加工的含義就“加工”這個(gè)詞而言，應(yīng)理解為一個(gè)很廣泛的概念。超精密加工包含兩個(gè)含義：一是指向傳統(tǒng)加工方法不易達(dá)到的精度界限挑戰(zhàn)的加工，即高精度加工，如計(jì)算機(jī)磁盤及各種金屬反射鏡的超精密鏡面加工；二是向?qū)崿F(xiàn)微細(xì)尺寸界限挑戰(zhàn)的加工，即所謂微細(xì)加工技術(shù)（Micro-fabrication），如微電子電路制造中的電子束、光子束和離子束刻蝕加工以及離子注入、分子外延等工藝技術(shù)。3超精密加工的含義就“精密”這個(gè)詞而言，應(yīng)作如下理解：它是與生產(chǎn)力發(fā)展水平相關(guān)聯(lián)的；精密是相對(duì)的，在不同的歷史時(shí)期，各有不同的理解；精密超精密加工不僅涉及精度指標(biāo)，還必須考慮到工件的形狀特點(diǎn)和材料等因素。4精密、超精密加工的概念（1）

在所處的時(shí)代里，用一般的技術(shù)水平，即可以實(shí)現(xiàn)的精度稱為普通加工。必須用較高精度的加工機(jī)械、工具及高水平的加工技術(shù)才能達(dá)到的精度，屬于精密加工。并非可以用較高技術(shù)輕而易舉地就可以達(dá)到，而是采用先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)過探討、研究、實(shí)驗(yàn)之后才能達(dá)到的精度，并且實(shí)現(xiàn)這一精度指標(biāo)尚不能普及的加工技術(shù)稱為超精密加工。5精密、超精密加工的概念（1）超精密加工技術(shù)，不是指某一特定的加工方法，也不是指比某一給定的加工精度高一個(gè)量級(jí)的加工技術(shù)，而是指在機(jī)械加工領(lǐng)域中，某一個(gè)歷史時(shí)期所能達(dá)到的最高加工精度的各種精密加工方法的總稱。

每個(gè)時(shí)代都有該時(shí)代的加工精度界限，達(dá)到或突破本時(shí)代精度界限的高精度加工，可稱為超精密加工。

6加工精度的發(fā)展趨勢7精密、超精密加工的概念（2）另一種概念是從被加工部位發(fā)生破壞和去除材料大小的尺寸單位來劃分各種加工。物質(zhì)是由原子組成的，從機(jī)械破壞的角度看，最小則是以原子級(jí)為單位(原子顆粒的大小為幾埃(?，1?=10-10m)的破壞。如果在加工中能以原子級(jí)為單位去除被加工材料，即是加工的極限，從這一角度來定義，可以把接近于加工極限的加工技術(shù)稱為超精密加工。8材料去除單位與相關(guān)因素去除材料的單位為10-3cm時(shí)將以龜裂的形式發(fā)生破壞；以微米(μm)級(jí)尺寸去除，則表現(xiàn)為位錯(cuò)；而以?級(jí)去除則為原子單位去除。按去除尺寸單位分，可以把Ⅲ一Ⅳ區(qū)間稱為普通精度，Ⅱ一Ⅲ區(qū)間為精密加工，I—Ⅱ區(qū)間為超精密加工。9精密、超精密加工的范疇一般加工加工精度10μm左右，表面粗糙度Ra>0.1μm精密加工加工精度0.1~1μm，表面粗糙度Ra=0.02~0.1μm超精密加工加工精度<0.1μm，表面粗糙度Ra<0.01μm發(fā)展方向：加工精度<1nm(10-3μm)，表面粗糙度Ra<0.005μm的加工技術(shù)—納米加工。102.2超精密加工方法及其應(yīng)用11超精密加工的種類電火花加工等離子加工電子束加工激光加工超聲波加工微波加工噴射加工原子束加工化學(xué)能加工光刻加工化學(xué)加工物理加工微細(xì)尺寸加工低粗糙度高形位精度磨料加工超精密磨削精密研磨、拋光金剛石切削加工高尺寸精度高精度超精密加工精密電鑄電解加工精密特種加工12超精密加工的材料及應(yīng)用金屬材料非金屬材料超精密加工的材料復(fù)合材料（應(yīng)用：航天、能源工業(yè)）非鐵金屬材料（應(yīng)用：激光技術(shù)、光學(xué)、電子工業(yè)）高硬度、高強(qiáng)度耐熱合金（應(yīng)用：航空、航天、原子能工業(yè)）高分子有機(jī)材料（應(yīng)用：光學(xué)、化學(xué)、電子工業(yè)）無機(jī)硬脆材料（應(yīng)用：電子、原子能、能源工業(yè)）13各種產(chǎn)品與所要求的精度范圍加工精度范圍機(jī)械產(chǎn)品

電子產(chǎn)品

光學(xué)產(chǎn)品

普通加工

200um300um

一般機(jī)器零件、家用機(jī)器、通用齒輪、螺紋、打字機(jī)零件、汽車零件、縫紉機(jī)零件通用電氣機(jī)具（開關(guān)、電動(dòng)機(jī)）電子零件外殼、小型電機(jī)、半導(dǎo)體、二極管。

照相機(jī)殼體照相機(jī)快門、照相機(jī)鏡筒。

5um手表零件、精密齒輪、絲杠、高速回轉(zhuǎn)軸承、滾動(dòng)絲杠、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)零件、膠版印刷原版。

繼電器、阻容線圈、記憶磁盤、IC硅片、錄像頭、滾筒

透鏡、棱鏡、半導(dǎo)體纖維、接口。

精密加工

0.5um滾動(dòng)軸承、滾柱軸承、精密線材、液壓司服閥、陀螺軸承、空氣軸承、導(dǎo)軌、精密磨具、滾珠絲杠。

VTR磁頭、磁尺、電荷耦合器件、石英振子、磁泡、IC元件、磁控管。精密透鏡、精密棱鏡、光學(xué)分析尺、IC曝光版、激光反射鏡、多面反射鏡、X射線反射鏡

超精密加工

0.05um塊規(guī)、金剛石壓頭、超高精度x-y工作臺(tái)導(dǎo)軌、超精密金屬壓印模具、薄片切片刀刃。

IC存儲(chǔ)器、硬磁頭、大規(guī)模集成電路（LSI元件）

光學(xué)平晶、精密非涅爾透鏡、衍射光柵、光盤。

0.005um超高精度形狀的零件（平面、球面、非球面、螺旋面等）

超大規(guī)模集成電路（ULSI元件）

超精密衍射光柵、超高精度形狀的表面。1nm以下

超精密零件的表面粗糙度。

14超精密切削借助于鋒利的金剛石刀具對(duì)工件進(jìn)行車削和銑削，主要用于加工要求高表面質(zhì)量和高形狀精度的有色金屬或非金屬零件，如激光或紅外的平面或非球面反射鏡、磁盤、有色金屬閥芯和多面棱鏡等。超精密車削可達(dá)到Ra=0.005μm的粗糙度和0.1μm的非球面形狀精度。

15超精密磨削利用超細(xì)粒度砂輪磨削加工尺寸及形狀精度很高的伺服閥、空氣軸承主軸和陀螺儀超精密軸承等?？蛇_(dá)到Ra=0.005μm的表面粗糙度和0.01μm的圓度。利用微粉超硬磨料砂輪磨削光學(xué)玻璃、光學(xué)晶體、結(jié)構(gòu)陶瓷、單晶硅、蘭寶石等硬脆材料光滑表面，可達(dá)到表面粗糙度Ra<1nm16超精密研磨和拋光包括機(jī)械研磨、機(jī)械化學(xué)研磨、研拋、非接觸式浮動(dòng)研磨、彈性發(fā)射加工等；主要用于加工高表面質(zhì)量和高平面度的集成電路芯片和光學(xué)平面及藍(lán)寶石窗口等；超精密研磨、拋光可達(dá)到5?的表面粗糙度和λ/20(λ=632.8nm）的平面度。

17超精密加工技術(shù)超精密加工技術(shù)主要包括：超精密加工的機(jī)理，超精密加工的設(shè)備制造技術(shù)，超精密加工工具及刃磨技術(shù)，超精密測量技術(shù)和誤差補(bǔ)償技術(shù)，超精密加工工作環(huán)境條件。

18工件材料與加工方法材料超精密加工方法無機(jī)硬脆材料

半導(dǎo)體材料、陶瓷、玻璃、鐵淦氧、石英、藍(lán)寶石、金剛石

超精密磨削超精密研磨

超精密拋光

軟質(zhì)金屬塑料超精密金剛石切削耐熱合復(fù)合材料超精密磨削超精密研磨、拋光192.3精密超精密加工技術(shù)的重要性

發(fā)展高技術(shù)和新產(chǎn)品的技術(shù)基礎(chǔ)當(dāng)代高技術(shù)的產(chǎn)品，都是靠當(dāng)代最高的加工技術(shù)－超精密加工來實(shí)現(xiàn)的。超精密加工的直接效果是促進(jìn)了各種產(chǎn)品技術(shù)性能的提高，也就相應(yīng)地促進(jìn)了機(jī)械、電子、航空、航天、激光核聚變等高技術(shù)的發(fā)展。國家制造技術(shù)水平的重要指標(biāo)之一。精密和超精密加工所能達(dá)到的精度、表面粗糙度、加工尺寸范圍和幾何形狀是一個(gè)國家制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志。先進(jìn)制造技術(shù)的重要支柱，是提高制造技術(shù)的關(guān)鍵。

精密和超精密加工技術(shù)水平的高低是一個(gè)國力和國威的標(biāo)志，它與高質(zhì)量民品及現(xiàn)代化國防工業(yè)密切相關(guān)。

20在尖端產(chǎn)品生產(chǎn)中的重要地位

微電子制造計(jì)算機(jī)制造高技術(shù)武器航空航天精密儀器儀表21集成電路22硅晶棒(SiliconIngot)制造

—直拉單晶硅單晶爐CZ(cruciblepulling)法23集成電路芯片的制造過程－硅片加工24集成電路芯片的制造過程－前道工序25集成電路芯片的制造過程－前道工序26集成電路芯片的制造過程－前道工序27集成電路芯片的制造過程—后道工序28集成電路的溝槽與金屬互聯(lián)機(jī)構(gòu)29微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢微電子技術(shù)的發(fā)展遵循摩爾定律芯片特征每3年

線寬縮小1/3

——

從目前0.13μm↘0.09μm（2005年）

集成度翻兩番——

從目前1G↗16G

DRAM（2005年）30IC制造過程中的超精密加工技術(shù)精密鋸切超精密研磨或磨削超精密磨削超精密切割超精密微細(xì)加工超精密拋光精密外圓磨削化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）31硅片wafer硅片作為IC芯片的基礎(chǔ)材料，其表面平整度、表面粗糙度和表面完整性是影響集成電路刻蝕線寬和IC芯片性能的重要因素；其尺寸影響IC芯片的制造成本和出片率。8inch&12inch32下一代的硅片直徑200mm

↗300mm表面積：

↗225%，提高芯片出片率，減少硅片邊角損失。單片可載芯片：

↗240%，器件廠投片數(shù)減少。硅片成本：

↘24%；芯片成本：↘37%硅片直徑：↗300mm↗450mm(12”↗16”)

33美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)提供的硅片技術(shù)指標(biāo)WaferRequirementsSIARoadmaponWaferSpecificationsYear19971999200220052008WaferDiametermm200200200/300300300/450SiteFlatness(SFQRmax)SiteSizeμ

mmm20.2022×220.1425×320.125×360.0725×400.0525×44FrontSideMicroroughnessnm0.20.150.10.10.1ParticlesperWaferParticleSizeμ

m1000.125800.09600.065500.05400.03534國內(nèi)外的硅片加工技術(shù)水平國內(nèi)國外硅片直徑150～200mm200～300mm表面粗糙度Ra5~10nm0.1~1nm總厚度變化<3μm<1μm局部平面度<0.3μm<0.13μm

35計(jì)算機(jī)硬盤計(jì)算機(jī)兩大核心

硬盤和CPU硬盤已成為超出計(jì)算機(jī)配件意義的一種高效、方便的信息讀寫工具。在人類技術(shù)發(fā)展歷史上也占有一席之地。沿用了近一個(gè)世紀(jì)的膠片工業(yè)有可能退出歷史舞臺(tái)；有史以來人類的記載方式可能發(fā)生改變。36計(jì)算機(jī)硬盤的發(fā)展趨勢從80年代到現(xiàn)在硬盤尺寸：

14吋↘1吋存儲(chǔ)量：1.89GB↗120GB，

向1000GB發(fā)展硬盤磁存儲(chǔ)密度：復(fù)合增長率每年↗

60%，近三年達(dá)到100%硬盤尺寸和存儲(chǔ)量的變化37計(jì)算機(jī)磁頭飛行高度飛行高度：28nm↘12nm，向10nm發(fā)展飛行控制精度：＜3nm尋道精度：＜0.125μm

磁頭飛行高度與儲(chǔ)存密度關(guān)系飛行高度<10nm病毒3~40nm煙塵10~500nm細(xì)菌200~1000nm飛行高度與顆粒尺寸對(duì)比38計(jì)算機(jī)硬盤計(jì)算機(jī)硬盤中，磁頭、磁盤的表面粗糙度、波紋度和微缺陷不僅影響磁頭的飛行穩(wěn)定性和表面抗腐蝕性，而且影響硬盤讀寫功能的實(shí)現(xiàn)及磁存儲(chǔ)密度的進(jìn)一步提高。39下一代磁頭、磁盤加工的技術(shù)難點(diǎn)

加工要求已接近拋光加工的極限，任何非均勻微流動(dòng)和物理化學(xué)作用的不匹配都可能導(dǎo)致較大的表面波動(dòng)，任何一個(gè)微小硬質(zhì)顆粒就可能造成較大的劃痕從而導(dǎo)致大量廢品。因此，磁頭和磁盤的加工無論在技術(shù)上還是理論上都是國際公認(rèn)的難題。

磁頭表面粗糙度Ra<0.2nm極尖下陷PTR<1nm磁盤表面：粗糙度Ra<0.08nm波紋度<0.12nm劃痕深度

<1nm40高技術(shù)武器飛機(jī)、導(dǎo)彈、潛艇中所用慣性儀表中許多關(guān)鍵件的制造精度都要求在微米級(jí)以上激光陀螺的微晶玻璃平面反射鏡的平面度為0.03～0.06um，表面粗糙度Ra要求0.01μm，反射率應(yīng)達(dá)到99.99％。1kg重的陀螺轉(zhuǎn)子，其質(zhì)量中心偏離其對(duì)稱軸0．1nm，則會(huì)引起100m的射程誤差和50m的軌道誤差。

間諜衛(wèi)星超視距空對(duì)空攻擊武器紅外探測器中接收紅外線的反射鏡是紅外空—空導(dǎo)彈的關(guān)鍵零件，該非球面反射鏡的形狀誤差要求小于0.1～0.3μm，表面相糙度Ra要求小于0.012μm．反射鏡誤差將影響紅外導(dǎo)彈的命中率。精確制導(dǎo)的對(duì)地攻擊武器夜戰(zhàn)武器電子對(duì)抗技術(shù)41紅外探測器空—空導(dǎo)彈的紅外線反射鏡42導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)尋的制導(dǎo)導(dǎo)彈縫隙陣面天線43夜視武器多功能熱成像夜視儀44航空航天人造衛(wèi)星的儀表軸承是真空無潤滑的軸承，其孔和軸的表面粗糙度達(dá)到Rmax=1nm，其圓度和圓柱度均以nm為單位。已被美國航天飛機(jī)送人空間軌道用來攝制億萬公里遠(yuǎn)星球圖象的哈勃望遠(yuǎn)鏡（HST），其一次鏡要求使用直徑2.4m，重達(dá)900kg的大型反光鏡，并且具有很高的分辨率，形狀精度為0.01μm。需要專門的6軸CNC光學(xué)玻璃超精密研磨拋光機(jī)。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的加工精度由60μm提高到12μm，而加工表面粗糙度Ra由0.5μm減小到0.2μm，則發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮效率將從

89％提高到94%。45民用產(chǎn)品復(fù)印機(jī)和激光打印機(jī)的感光硒鼓、多面棱鏡等錄像機(jī)和照相機(jī)鏡頭錄音錄像光盤讀出頭光纖接頭液壓馬達(dá)分油盤激光核聚變反射鏡46光盤及光盤模具opticaldiscmolds-mirrorblocks47民用產(chǎn)品精密儀表軸承48功能元器件光學(xué)玻璃光學(xué)窗口藍(lán)寶石基片49功能元器件半導(dǎo)體鍺壓電陶瓷片50半導(dǎo)體照明器件半導(dǎo)體照明器件基礎(chǔ)材料—藍(lán)寶石基片Sapphiresubstrates2inchdiameterblueLEDwaferfabricatedonGaN-on-sapphiretemplateSapphireandsubstrate

90年代末期所發(fā)明的以藍(lán)寶石為基片外延生長一層GaN（氮化鎵）單晶薄膜、研制成的blue-LED—半導(dǎo)體藍(lán)色發(fā)光二極管，具有電—光轉(zhuǎn)換效率高、節(jié)電價(jià)值高、體積小壽命長等優(yōu)點(diǎn)?？捎糜诖笃聊徊曙@、特種照明、交通信號(hào)、多媒體顯示、LCD背光源、光通訊等領(lǐng)域。被看作是替代白熾燈及氣體放電燈的第三代照明裝置。

由于同樣亮度下，半導(dǎo)體燈用電量僅為白熾燈的1／10，只要有1／3的白熾燈被半導(dǎo)體燈取代，每年就能為國家節(jié)省用電近1000億度，相當(dāng)于一個(gè)三峽工程的發(fā)電量。51高溫超導(dǎo)器件高溫超導(dǎo)器件的基礎(chǔ)材料—光電晶體基片釓鎵石榴石（GGG）—磁光薄膜專用基片鋁酸鑭（LaAlO3）—最重要的工業(yè)化、大尺寸高溫超導(dǎo)薄膜單晶基片鈦酸鍶（SrTiO3）—應(yīng)用最廣的優(yōu)秀高溫超導(dǎo)單晶基片之一LSAT（鋁酸鑭·鉭酸鍶鋁）—優(yōu)良的高溫超導(dǎo)基片晶體材料522.4實(shí)現(xiàn)超精密加工的條件精密超精密加工技術(shù)超精密加工工具

工件材料超精密加工設(shè)備

超精密加工環(huán)境

超精密測量技術(shù)

53（1）超精密加工設(shè)備高精度(靜精度、動(dòng)精度)、高剛度(靜剛度、動(dòng)剛度、接觸剛度)、高穩(wěn)定性和高自動(dòng)化

加工設(shè)備的質(zhì)量與其基礎(chǔ)元部件密切相關(guān)，還應(yīng)該確保其元部件的質(zhì)量和精度

54（2）超精密加工工具

超精密切削加工中，理想的刀具材料主要是天然金剛石。也可以采用高性能硬質(zhì)合金、陶瓷刀具，TIN和金剛石涂層的硬質(zhì)合金刀具以及CBN刀片。CBN砂輪與金剛石砂輪適于超精密磨削。超精密研磨研具用鑄鐵、錫、工程塑料和玻璃等材料；磨料用超硬磨料如CBN微粉、金剛石微粉，也有用軟質(zhì)磨料的如SiO2、CeO2、ZrO2等。

55(3)被加工材料

用于超精密加工的工件材料，在其化學(xué)成分、物理性能或熔煉、塑性加工、熱處理等工藝方面都有嚴(yán)格的要求。一般市場出售的材料是不能進(jìn)行超精密加工的。超精密加工用的材料其化學(xué)成分純度應(yīng)為10-2～10-6數(shù)量級(jí)．物理性能（拉伸強(qiáng)度、硬度、延伸率、膨脹系數(shù)、彈性模數(shù)和熱傳導(dǎo)率等）應(yīng)達(dá)到105～10-6。

56(4)超精密測量與誤差補(bǔ)償

精密測量同加工一樣重要，超精密加工對(duì)測量期望更高。沒有高精度測量手段，就不能評(píng)價(jià)超精密加工精度。通常認(rèn)為測量精度應(yīng)高于加工精度一個(gè)數(shù)量級(jí)。加工零件的檢測包括尺寸、形狀精度、粗糙度和表面變質(zhì)層的測試。在線檢測和誤差補(bǔ)償可以獲得更高精度。

57（5）超精密加工環(huán)境

不僅要求恒溫、恒濕和潔凈，而且還要隔絕振動(dòng)。用恒溫油噴淋等方法在機(jī)床周圍制造成高恒溫精度的小環(huán)境?？刂坪銣鼐冗_(dá)±0.02℃～0.0025℃

，相對(duì)濕度一般要求保持在45％～50％。超精密加工應(yīng)在高潔凈度室內(nèi)進(jìn)行。研磨劑的顆?？尚≈?00?，而灰塵的微粒竟比研磨劑的顆粒大數(shù)十倍至數(shù)百倍

58超精密加工技術(shù)的基礎(chǔ)592.5超精密加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

美國美國是開展研究最早的國家，也是迄今處于世界領(lǐng)先地位的國家。早在50年代末，由于航天等尖端技術(shù)發(fā)展的需要，美國首先發(fā)展了金剛石刀具的超精密切削技術(shù)，并發(fā)展了相應(yīng)的空氣軸承主軸的超精密機(jī)床，用于加工激光核聚變反射鏡、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈及載人飛船用球面非球面大型零件。美國LLL實(shí)驗(yàn)室(LawrenceLivemoreLaboratory)1983年7月研制成功大型超精密金剛石車床DTM－3型，該機(jī)床可加工最大零件Φ2100mm、重量4500kg的激光核聚變用的各種金屬反射鏡、紅外裝置用零件、大型天體望遠(yuǎn)鏡（包括X光天體望遠(yuǎn)鏡）等。該機(jī)床的加工精度可達(dá)到形狀誤差為28nm（半徑），圓度和平面度為12．5nm，加工表面粗糙度為Ra4．2nm。該機(jī)床及該實(shí)驗(yàn)室1984年研制的LODTM大型超精密車床一起仍是現(xiàn)在世界上公認(rèn)的技術(shù)水平最高、精度最高的大型金剛石超精密車床。

60LLNL的LODTM超精密車床61英國Tetraform

新概念磨床英國國物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)K.Lindsey1991年提出的正四面體(Tetraform)新概念磨床，開發(fā)和研制的第一臺(tái)Tetraform-1型四面體結(jié)構(gòu)立軸超精密磨床原型機(jī)，其由6個(gè)柱連接4個(gè)支持球構(gòu)成一個(gè)罐狀的四面體，靜剛度為10N/nm，加工精度可達(dá)1nm以上。Cranfield

大學(xué)于1997年開始設(shè)計(jì)和開發(fā)更為先進(jìn)的Tetraform‘C’型磨床。62英國Cranfield

PrecisionEngineering

超精密磨床英國Cranfield

大學(xué)與CranfieldPrecisionEngineering公司有限公司聯(lián)合，又研制成功一種新型的硅片超精密磨床。63日本日本對(duì)超精密加工技術(shù)的研究相對(duì)于美、英來說起步較晚，但是當(dāng)今世界上超精密加工技術(shù)發(fā)展最快的國家。日本的研究重點(diǎn)不同于美國，前者是以民品應(yīng)用為主要對(duì)象，后者則是以發(fā)展國防尖端技術(shù)為主要目標(biāo)。所以日本在用于聲、光、圖象、辦公設(shè)備中的小型、超小型電子和光學(xué)零件的超精密加工技術(shù)方面，是更加先進(jìn)和具有優(yōu)勢的，甚至超過了美國。

64測量技術(shù)方面廣泛采用激光干涉儀、電容式測微儀、莫爾條紋光學(xué)尺甚至掃描隧道顯微鏡等技術(shù)實(shí)現(xiàn)精密超精密測量。對(duì)于小位移測量，采用電容式測頭的分辨率可做到0.5nm(量程為15μm時(shí))和0.1nm(量程為5μm)，線性誤差小于0.1％；采用光電子纖維光學(xué)測頭的分辨率可達(dá)到0.5nm(量程為50μm)；采用掃描隧道顯微鏡(STM)的分辨率可達(dá)到0．01nm(量程為20mm)；X射線干涉儀的分辨率可做到0.003nm(200μm量程時(shí))。對(duì)于大長度測量，外差式激光干涉儀的分辨率可做到1.25nm(量程為2.6m)。氦氖激光的分辨率可達(dá)0.01nm(量程為2m)；莫爾條紋光學(xué)尺的分辨率可做到10nm(量程為1m)，精度為1μm/m。65國內(nèi)在70年代末期有了長足進(jìn)步，80年代中期出現(xiàn)了具有世界水平的超精密機(jī)床和部件。北京機(jī)床研究所是國內(nèi)進(jìn)行超精密加工