光栅的刻蚀控制方法及装置与流程

本公开涉及光学领域，尤其涉及一种光栅的刻蚀控制方法及装置。

背景技术：

光栅是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件，被广泛应用于光学领域。相关技术中，在刻蚀光栅时，无法对刻蚀过程进行精确控制，很难保证刻蚀深度(光栅槽深)的精确度。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开提出了一种光栅的刻蚀控制方法及装置，可以实现对刻蚀过程的精确控制，从而能够有效提高刻蚀深度的精确度。

根据本公开的一方面，提供了一种光栅的刻蚀控制方法，所述方法包括：

在光栅刻蚀过程中，实时确定待刻蚀光栅的衍射效率；

根据所述衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件；

在满足停止刻蚀的条件时，控制停止刻蚀。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，所述光栅包括非偏光栅。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，所述待刻蚀光栅包括第一薄膜层、第二薄膜层以及第三薄膜层，所述第一薄膜层覆盖在所述第二薄膜层上，所述第二薄膜层覆盖在所述第三薄膜层上，

其中，所述第一薄膜层和所述第二薄膜层的厚度和为所述待刻蚀光栅的目标槽深，所述第三薄膜层的折射率大于或等于第一阈值。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，所述第二薄膜层和第三薄膜层的折射率差值大于或等于第二阈值。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，根据所述衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件，包括：

确定所述衍射效率是否达到极值；

在所述衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，刻蚀过程包括多个刻蚀周期，

其中，实时确定待刻蚀光栅的衍射效率，包括：

实时确定所述待刻蚀光栅在各刻蚀周期的衍射效率；

根据所述衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件，包括：

在预设个数的刻蚀周期之后，在确定衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，刻蚀过程包括连续刻蚀，

其中，实时确定待刻蚀光栅的衍射效率，包括：

实时确定所述待刻蚀光栅在各刻蚀时刻的衍射效率；

根据所述衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件，包括：

在预设的刻蚀时刻之后，在确定衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

根据本公开的另一方面，提供了一种光栅的刻蚀控制装置，所述装置包括：

衍射效率确定模块，用于在光栅刻蚀过程中，实时确定待刻蚀光栅的衍射效率；

判断模块，用于根据所述衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件；

控制模块，用于在满足停止刻蚀的条件时，控制停止刻蚀。

对于以上装置，在一种可能的实现方式中，所述光栅包括非偏光栅。

对于以上装置，在一种可能的实现方式中，所述待刻蚀光栅包括第一薄膜层、第二薄膜层以及第三薄膜层，所述第一薄膜层覆盖在所述第二薄膜层上，所述第二薄膜层覆盖在所述第三薄膜层上，

其中，所述第一薄膜层和所述第二薄膜层的厚度和为所述待刻蚀光栅的目标槽深，所述第三薄膜层的折射率大于或等于第一阈值。

对于以上装置，在一种可能的实现方式中，所述第二薄膜层和第三薄膜层的折射率差值大于或等于第二阈值。

对于以上装置，在一种可能的实现方式中，所述判断模块包括：

第一确定子模块，用于确定所述衍射效率是否达到极值；

第一判断子模块，用于在所述衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

对于以上装置，在一种可能的实现方式中，刻蚀过程包括多个刻蚀周期，

其中，所述衍射效率确定模块包括：

第二确定子模块，用于实时确定所述待刻蚀光栅在各刻蚀周期的衍射效率；

所述判断模块包括：

第二判断子模块，用于在预设个数的刻蚀周期之后，在确定衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

对于以上装置，在一种可能的实现方式中，刻蚀过程包括连续刻蚀，

其中，所述衍射效率确定模块包括：

第三确定子模块，用于实时确定所述待刻蚀光栅在各刻蚀时刻的衍射效率；

所述判断模块包括：

第三判断子模块，用于在预设的刻蚀时刻之后，在确定衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

根据本公开的另一方面，提供了一种光栅的刻蚀控制装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行上述光栅的刻蚀控制方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。

本公开实施例，通过在光栅刻蚀过程中，监测待刻蚀光栅的实时衍射效率，并在根据衍射效率判断满足停止刻蚀的条件时，控制停止刻蚀，以实现对刻蚀过程的精确控制，从而能够有效提高刻蚀深度的精确度。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出根据本公开一实施例的光栅的刻蚀控制方法的流程图。

图2示出根据本公开一实施例的非偏光栅的设计槽形的示意图。

图3示出根据本公开一实施例的设计光栅的理论衍射效率示意图。

图4示出根据本公开一实施例的第二薄膜层刻蚀过程中光栅槽形变化的示意图。

图5示出根据本公开一实施例的刻蚀过程中衍射效率变化的示意图。

图6示出根据本公开一实施例的刻蚀过程中衍射效率变化的示意图。

图7示出根据本公开一实施例的光栅的刻蚀控制方法的流程图。

图8示出根据本公开一实施例的光栅的刻蚀控制方法的流程图。

图9示出根据本公开一实施例的衍射效率变化曲线的示意图。

图10示出根据本公开一实施例的光栅的刻蚀控制方法的流程图。

图11示出根据本公开一实施例的非偏光栅槽形的示意图。

图12示出根据本公开一实施例的非偏光栅实际衍射效率的示意图。

图13是根据一示例性实施例示出的一种光栅的刻蚀控制装置的框图。

图14是根据一示例性实施例示出的一种光栅的刻蚀控制装置的框图。

图15是根据一示例性实施例示出的一种光栅的刻蚀控制装置的框图。

图16是根据一示例性实施例示出的一种光栅的刻蚀控制装置的框图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开一实施例的光栅的刻蚀控制方法的流程图。如图1所示，该光栅的刻蚀控制方法包括：

在步骤s11中，在光栅刻蚀过程中，实时确定待刻蚀光栅的衍射效率；

在步骤s12中，根据所述衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件；

在步骤s13中，在满足停止刻蚀的条件时，控制停止刻蚀。

根据本公开实施例，通过在光栅刻蚀过程中，监测待刻蚀光栅的实时衍射效率，并在根据衍射效率判断满足停止刻蚀的条件时，控制停止刻蚀，以实现对刻蚀过程的精确控制，从而能够有效提高刻蚀深度的精确度，进而实现对光栅槽形的精确控制。

其中，光栅可以是任意利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件，本公开对光栅的类别不做限制。

在光栅刻蚀过程中，例如，离子束刻蚀光栅时，可以通过多种方式实时确定待刻蚀光栅的衍射效率。其中，刻蚀过程可以是连续刻蚀(例如，待刻蚀光栅一定时间内一直处于离子束中)，实时确定的待刻蚀光栅的衍射效率连续变化。刻蚀过程也可以是包含多个刻蚀周期的扫描刻蚀(待刻蚀光栅往返扫描通过离子束)，每个刻蚀周期可以对衍射效率进行一次分立采样，确定待刻蚀光栅的衍射效率可以是各刻蚀周期的衍射效率。本公开实施例的光栅的刻蚀控制方法适用于连续刻蚀、扫描刻蚀等各类刻蚀方式。

例如，可以通过位于刻蚀机窗口的探测器获取各个时刻的衍射效率(例如，连续刻蚀时)，或者周期性地获取各个周期待刻蚀光栅的衍射效率(例如，扫描刻蚀时)。探测器可以发送测得的衍射效率至终端(例如，计算机)，终端可以接收探测器发送的衍射效率。本公开对实时确定待刻蚀光栅的衍射效率的方式、刻蚀的方式等不作限制。

终端根据所述衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件。举例来说，可确定衍射效率与停止刻蚀的条件的对应关系。例如，可通过傅立叶模态法，预先计算刻蚀过程中光栅衍射效率随刻蚀深度的变化规律，并根据该变化规律，预设衍射效率与停止刻蚀的条件的对应关系，以根据实际衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件。

例如，预先计算刻蚀过程中光栅衍射效率达到极大值时，刻蚀深度为目标槽深(例如，设计希望的光栅槽深)，则当实际刻蚀过程中，在确定衍射效率达到极大值时，可以判断满足停止刻蚀的条件。或者，预先计算刻蚀过程中光栅衍射效率随刻蚀深度的变化规律为在开始阶段衍射效率升高，并在某一阶段开始下降，之后衍射效率重新开始升高，在达到目标槽深时，衍射效率再一次开始下降。则终端可以在确定实际测得衍射效率第二次下降时，满足停止刻蚀的条件。需要说明的是，刻蚀过程中光栅衍射效率随刻蚀深度的变化规律与刻蚀模型等因素相关，只要预先计算刻蚀过程中光栅衍射效率随刻蚀深度的变化规律，确定衍射效率与停止刻蚀的条件的对应关系，并根据衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件即可，本公开对衍射效率与停止刻蚀的条件的具体对应关系以及确定方式不作限制。

当确定满足停止刻蚀的条件时，控制停止刻蚀。这样，对刻蚀深度的控制的可靠度较高。

如前文所述，光栅可被广泛应用于光学领域，举例来说，光栅可应用于光谱合成系统，其中，光谱合成技术是指可以利用光栅作为合成元件，将多束激光的光谱合束为单路高功率、高亮度激光输出，以获得高的激光能量。

其中，不同中心波长的入射光可具有不同的入射角，具有相同的出射角，各自的入射角可由光栅方程决定，最终可由多层介质膜光栅完成不同中心波长入射光的光谱合束。应理解，多层介质膜光栅的色散能力直接决定了整个系统的空间排布尺寸。例如，高色散多层介质膜光栅可以在有限的空间尺寸范围内排布更多的合成通道，从而可以提高合成光束的输出功率。光纤激光合束具有体积小，合束方便的特点。然而，单纤激光的偏振态通常是不确定的，在光谱合成系统中光栅的选用情况，直接影响合成效率和合成系统空间。

在一种可能的实现方式中，所述光栅可以包括非偏光栅。其中，非偏光栅可以是指对te和tm两个偏振态的光都有较高衍射效率的光栅。光谱合成系统中可以选用大色散多层介质膜非偏光栅，这样，即使单纤激光的偏振态通常是不确定的，通过对te和tm两个偏振态的光都有较高衍射效率的非偏光栅，也可以较好地将多束激光的光谱合束为单路高功率、高亮度激光输出，从而能够兼顾合成效率和合成系统空间的考虑。

相关技术中，在光栅刻蚀过程中，是采用控制刻蚀时间的方式对光栅的刻蚀深度进行控制。然而，这种方法的前提条件是刻蚀速率的稳定。但在现实制作时，刻蚀速率会依赖于掩模的形状参数、离子源的工作参数、刻蚀环境等因素而改变，依赖时间进行刻蚀深度的控制的可靠度小、精度低。

并且，非偏光栅在制作过程中容差较小，制作难度相对高，例如，在刻蚀过程中，采用控制刻蚀时间的方式对非偏光栅的刻蚀深度进行控制很容易出现过刻蚀(实际刻蚀深度大于目标槽深)的情况。在非偏光栅制作过程中，无法保证对刻蚀深度(光栅槽深)的精确控制，使得非偏光栅的加工难度较高。并且，减小非偏光栅的周期，可助于减小最终合束后激光系统的体积，然而，随着非偏光栅周期的减小，加工难度也随之大幅度增加。为此，在非偏光栅的制作中，如何实现对光栅槽深的精确控制也成为一个亟待解决的难题。

如前所述，在光栅制作中，在刻蚀过程中对非偏光栅槽深的精确控制难度较大，下文将以非偏光栅为例进行解释说明。应理解，本公开实施例的光栅的刻蚀控制方法同样适用于其他光栅。

在一种可能的实现方式中，所述待刻蚀光栅包括第一薄膜层、第二薄膜层以及第三薄膜层，所述第一薄膜层覆盖在所述第二薄膜层上，所述第二薄膜层覆盖在所述第三薄膜层上，其中，所述第一薄膜层和所述第二薄膜层的厚度和为所述待刻蚀光栅的目标槽深，所述第三薄膜层的折射率大于或等于第一阈值。

举例来说，待刻蚀的非偏光栅可以包括第一薄膜层、第二薄膜层以及第三薄膜层，第一薄膜层覆盖在第二薄膜层上，第二薄膜层覆盖在第三薄膜层上。其中，设计要点可以包括：第一薄膜层和第二薄膜层的厚度和为待刻蚀光栅的目标槽深，并且，第三薄膜层的折射率大于或等于第一阈值。第一阈值可以为一个较大的折射率数值，只要第三薄膜层具有较高的折射率即可，本公开对第一阈值的具体数值不作限制。

这样，第三薄膜层的折射率较高，高折射率材料具有难刻蚀(刻蚀速度慢)的特性，结合第一薄膜层和第二薄膜层的厚度和为待刻蚀光栅的目标槽深这一设计要点，可以第三薄膜层处形成刻蚀截至层。其中，刻蚀截至层可以是指第三薄膜层难刻蚀，当刻穿第二薄膜层，开始刻蚀第三薄膜层时，刻蚀速率降低，刻蚀难度大幅度增加。

通过这种设计，在光栅刻蚀过程中，当刻蚀到刻蚀截至层时(此时，刻蚀深度等于设计的目标槽深)，第三薄膜层的刻蚀速度较慢。当通过实时监测的待刻蚀光栅的衍射效率确定已刻穿第二薄膜层，刻蚀到第三薄膜层时(例如，根据衍射效率确定满足停止刻蚀的条件，已刻蚀的槽深等于目标槽深)，可以控制停止刻蚀，得到的光栅的槽深为第一薄膜层和第二薄膜层的厚度和，与目标槽深相符。且即使刻蚀到刻蚀截至层时，稍有延迟后停止刻蚀，因第三薄膜层的刻蚀速度较慢，得到的光栅的槽深也符合设计目标，从而能够有效减少过刻蚀的情况发生，便于光栅制作。

在一种可能的实现方式中，所述第二薄膜层和第三薄膜层的折射率差值大于或等于第二阈值。其中，第二阈值可以为一个预设数值，只要可以保证第二薄膜层和第三薄膜层的折射率差值较大即可，本公开对第二阈值的具体数值不作限制。

如前文所述，第三薄膜层的折射率较高，待刻蚀的非偏光栅可以设计为第二薄膜层的折射率较低(第二薄膜层的刻蚀速度较快)。这样，第二薄膜层和第三薄膜层的折射率差值较大，可以保证在刻蚀过程中，在刻蚀第二薄膜层时，刻蚀速度较快。刻蚀到刻蚀截至层时，刻蚀速度从较快变为较慢。

通过这种设计，刻蚀到刻蚀截至层时，刻蚀速度相差较大，可以使得刻蚀过程中实时确定的衍射效率会在刻蚀截至层出现特征值，例如，出现极值，从而可以较容易地确定满足停止刻蚀的条件，提高根据待刻蚀光栅的衍射效率控制刻蚀过程的准确度，保证及时确定并控制停止刻蚀，进一步提高了刻蚀深度(光栅深度)的精确度，便于制作光栅。

在一些可选的实施方式中，非偏光栅设计目标可为：光栅线密度1300线/mm，中心波长1.064μm，工作谱宽30nm，中心波长反射-1级自准直入射时，工作谱宽内te偏振和tm偏振的反射-1级衍射效率都高于97％。

设计得到如下光栅介质膜系：s|(hl)16bgt|c，c为空气，t为顶层材料(第一薄膜层)ta2o5，g表示次层材料(第二薄膜层)sio2，b表示次次层材料(第三薄膜层)ta2o5，h和l分别表示高折射率材料(ta2o5)和低折射率材料(sio2)，其中s为玻璃衬底材料，。各薄膜层的厚度可如表1所示。

表1各薄膜层的厚度

图2示出根据本公开一实施例的非偏光栅的设计槽形的示意图。在一种可能的实现方式中，如图2所示，光栅周期可以设计为769.23nm，槽深为482.6nm(表1中第一薄膜层和第二薄膜层厚度和)，光栅槽形为底角75°的等腰梯形，光栅底部占宽比为0.917，光栅顶部占宽比为0.581。其中，第二薄膜层材料为sio2，为低折射率材料，第三薄膜层材料为ta2o5，为高折射率材料，第二薄膜层和第三薄膜层的折射率差值较大(例如，大于或等于第二阈值)。

图3示出根据本公开一实施例的设计光栅的理论衍射效率示意图。在一种可能的实现方式中，如图3所示，工作波段内在43.76°入射角下，设计光栅在中心波长反射-1级自准直入射时的理论衍射效率。如图3所示，设计光栅在中心波长反射-1级自准直入射时，对te和tm两个偏振态的光都有较高的理论衍射效率。应理解，要制作前文所述的光栅，需对光栅槽深进行精确控制。

在一种可能的实现方式中，可以根据前文所述的有刻蚀截至层的光栅设计，建立刻蚀模型模拟刻蚀过程中光栅槽形的变化，以保证在第二薄膜层刻穿时，控制停止刻蚀。

在一种可能的实现方式中，可以对第二薄膜层的刻蚀过程做出如下一些基本假设：

(1)cr掩模的底部占宽比与顶层(第一薄膜层)ta2o5的顶部占宽比相等；

(2)次顶层(第二薄膜层)sio2的侧壁倾角与顶层(第一薄膜层)ta2o5的侧壁倾角相等，为设计值75°；

(3)cr掩模刻蚀速度保持不变，采用实验数据1.35nm/周期；

(4)cr掩模侧壁倾角保持不变，采用实验数据45°；

(5)次顶层(第二薄膜层)sio2刻蚀速度保持不变，采用实验数据15nm/周期。

以上假设在次顶层(第二薄膜层)sio2刻蚀过程中成立，模拟刻蚀过程时，重点关注刻蚀即将结束(例如，即将刻穿第二薄膜层)时衍射效率的变化，以确定停止刻蚀的条件。开始刻蚀以及刻蚀第一薄膜层过程对刻蚀即将结束时衍射效率的变化影响较小(近乎无影响)，因此，上述基本假设下刻蚀模型模拟刻蚀过程中光栅槽形的变化在目标槽深处可靠性高。

图4示出根据本公开一实施例的第二薄膜层刻蚀过程中光栅槽形变化的示意图。在一种可能的实现方式中，如图4所示，可以选择功率相对稳定的632.8nm波长氦氖激光器作为探测光源。反射-1级自准直入射，入射角为24.3°。当cr掩模厚度为300nm、cr掩模占宽比为0.8时，可以得到次顶层(第二薄膜层)sio2刻蚀过程中光栅槽形变化如图4所示。

图5示出根据本公开一实施例的刻蚀过程中衍射效率变化的示意图。在一种可能的实现方式中，如图5所示，假设次顶层(第二薄膜层)sio2刻穿时光栅的底部占宽比为0.9。利用kappa软件，可以计算出入射光te偏振态时，反射-1级衍射效率的变化曲线如图5所示。

其中，如图5所示，刻蚀过程为扫描刻蚀时，横轴为扫描刻蚀的周期数，前10个周期在刻蚀次顶层(第二薄膜层)的sio2，刻蚀速度为15nm/周期；后10个周期在刻蚀次次顶层(第三薄膜层)的ta2o5，刻蚀速度实验测得的3.57nm/周期。在刻蚀次顶层(第二薄膜层)的sio2的过程中，反射-1级的衍射效率处于上升阶段。当次顶层(第二薄膜层)的sio2被刻穿，开始刻蚀次次顶层(第三薄膜层)的ta2o5时，反射-1级的衍射效率开始下降。这样，就在次顶层(第二薄膜层)的sio2被刻穿时形成一个极大值。

图6示出根据本公开一实施例的刻蚀过程中衍射效率变化的示意图。在一种可能的实现方式中，如图6所示，刻蚀过程为连续刻蚀时，在刻蚀次顶层(第二薄膜层)的sio2的过程中，各刻蚀时刻的反射-1级的衍射效率的变化规律为不断上升。当次顶层(第二薄膜层)的sio2被刻穿，开始刻蚀次次顶层(第三薄膜层)的ta2o5时，各刻蚀时刻的反射-1级的衍射效率的变化规律为开始下降。这样，就在次顶层(第二薄膜层)的sio2被刻穿时形成一个极大值。

对刻蚀过程进行仿真，结果表明该方法对不同占宽比的cr掩模、以及不同厚度的cr掩模都适用。无论cr掩模厚度从250nm变到350nm，还是cr掩模占宽比从0.65变到0.8，刻穿次顶层(第二薄膜层)sio2、开始刻蚀次次顶层(第三薄膜层)ta2o5时，监测到的衍射效率都会有一个极大值出现。可以确定该刻蚀模型下，在监测到衍射效率达到极大值时，可以确定满足停止刻蚀的条件。

需要说明的是，上述模型的参数、设置均为示例性的，可以通过选择合适的入射角、入射波长和偏振态，使得槽深刻蚀到合适的深度时(例如，与光栅设计相符的第一薄膜层和第二薄膜层厚度和)，监测到的衍射效率出现极大值或者极小值。本公开对模型的具体参数、设置以及刻蚀到合适深度时，衍射效率为极大值或极小值等均不作限制。

现以前文所述的刻蚀模型所确定的刻蚀过程中光栅槽形的变化规律为例，对本公开实施例的光栅的刻蚀控制方法进行说明。

如图1所示，在步骤s11中，在光栅刻蚀过程中，实时确定待刻蚀光栅的衍射效率。

举例来说，在光栅刻蚀过程中，可以通过探测器实时获取待刻蚀光栅的衍射效率，并将获取到的衍射效率实时发送至终端(例如，计算机等)。本公开对实时确定待刻蚀光栅的衍射效率的方式不作限制。例如，刻蚀过程可以包括多个刻蚀周期(例如，扫描刻蚀)，探测器可以获取每个刻蚀周期内待刻蚀光栅的衍射效率，并将每个刻蚀周期内待刻蚀光栅的衍射效率实时发送至终端。终端可以接收探测器实时发送的待刻蚀光栅的衍射效率。

如图1所示，在步骤s12中，根据所述衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件。

举例来说，终端可以根据确定的衍射效率，例如，多个刻蚀周期的衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件。例如，对确定得到的一个或多个衍射效率进行分析，判断是否满足停止刻蚀的条件。例如，根据前文所述，光栅的第一薄膜层和第二薄膜层厚度和为目标槽深，第三薄膜层的折射率较高，第二薄膜层为折射率较低，这种光栅设计可以使得在刻蚀过程中，刚刻穿第二薄膜层时，衍射效率出现极值，刻蚀厚度为第一薄膜层和第二薄膜层厚度和，为目标槽深。终端在监测到衍射效率出现极值时，可以确定满足停止刻蚀的条件。

这样，本公开实施例的光栅的刻蚀控制方法结合前文所述的光栅设计，可以更好地实现对刻蚀过程的精确控制，其中，第二薄膜层和第三薄膜层的折射率相差较大，可以保证衍射效率的极值点更加明显、可辨，从而较容易判断已满足停止刻蚀的条件。本公开对根据衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件不作限制。

图7示出根据本公开一实施例的光栅的刻蚀控制方法的流程图。在一种可能的实现方式中，如图7所示，步骤s12可以包括：

在步骤s121中，确定所述衍射效率是否达到极值；

在步骤s122中，在所述衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

如前文所述，可以通过选择合适的入射角、入射波长和偏振态，使得槽深刻蚀到合适的深度时(例如，与光栅设计相符的第一薄膜层和第二薄膜层厚度和)，监测到的衍射效率出现极大值或者极小值。在实际刻蚀过程中，可以确定衍射效率是否达到极值，并在衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

举例来说，当刻蚀模型为当刻穿第二薄膜层时(刻蚀深度等于目标槽深)，衍射效率出现极大值。终端可以对确定的各衍射效率进行分析，例如，可以实时绘制衍射效率变化曲线，并根据衍射效率变化曲线确定衍射效率是否达到极大值。例如，当衍射效率变化曲线持续上升，当前刻蚀周期衍射效率变化曲线开始下降时，可以确定衍射效率达到极大值，判断满足停止刻蚀的条件。

这样，可以较准确地、可靠地根据衍射效率判断是否满足停止刻蚀的条件。本公开对确定所述衍射效率是否达到极值的方式不作限制。

如图1所示，在步骤s13中，在满足停止刻蚀的条件时，控制停止刻蚀。

举例来说，终端在确定满足停止刻蚀的条件时，可以控制刻蚀机停止刻蚀。控制刻蚀机停止刻蚀的方式可以是向刻蚀机发送停止刻蚀的控制指令等，本公开对此不作限制。

图8示出根据本公开一实施例的光栅的刻蚀控制方法的流程图。在一种可能的实现方式中，如图8所示，步骤s11可以包括：

在步骤s111中，实时确定所述待刻蚀光栅在各刻蚀周期的衍射效率。

步骤s12可以包括：

在步骤s123中，在预设个数的刻蚀周期之后，在确定衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

如前文所述，刻蚀过程可包括多个刻蚀周期，例如，探测器可实时确定所述待刻蚀光栅在各刻蚀周期的衍射效率。

在一些可选的实施例中，可设置有预设个数的刻蚀周期，在预设个数的刻蚀周期之后，在确定衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

举例来说，根据常规实验数据可知前40个刻蚀周期为非关注重点(例如，前40个刻蚀周期在刻蚀第一薄膜层)，可以设置预设个数的刻蚀周期(例如，40个刻蚀周期)，关注在预设个数的刻蚀周期之后，出现极值的时刻，并在确定衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。本公开对预设刻蚀周期的数值不作限制。

图9示出根据本公开一实施例的衍射效率变化曲线的示意图。在一种可能的实现方式中，如图9所示，在约25个刻蚀周期时，出现一个当前的极大值，预设个数的刻蚀周期为40个刻蚀周期，此时，终端不能确定衍射效率达到极值，尚不满足停止刻蚀的条件。在约80个刻蚀周期时(在预设个数的刻蚀周期之后)，在确定衍射效率达到极大值时，判断满足停止刻蚀的条件。

图10示出根据本公开一实施例的光栅的刻蚀控制方法的流程图。在一种可能的实现方式中，如图10所示，步骤s11可以包括：

在步骤s112中，实时确定所述待刻蚀光栅在各刻蚀时刻的衍射效率。

步骤s12可以包括：

在步骤s124中，在预设的刻蚀时刻之后，在确定衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

如前文所述，刻蚀过程可为连续刻蚀，例如，探测器可实时确定所述待刻蚀光栅在各刻蚀时刻的衍射效率。

在一些可选的实施例中，可设置有预设的刻蚀时刻，在预设的刻蚀时刻之后，在确定衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

举例来说，可以设置预设的刻蚀时刻，关注在预设的刻蚀时刻之后，出现极值的时刻，并在确定衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。本公开对预设的刻蚀时刻的数值不作限制。与前文所述预设刻蚀周期类似，在此不再赘述。

图11示出根据本公开一实施例的非偏光栅槽形的示意图。图12示出根据本公开一实施例的非偏光栅实际衍射效率的示意图。如图11、图12所示，根据本公开实施例的光栅的刻蚀控制方法，制作出光栅槽深480nm，刻蚀深度标准差3.2nm的非偏光栅。该光栅周期为769nm，在1050nm-1080nm工作波段内，te和tm两种偏振态的反射-1级衍射效率和平均衍射效率如图12所示。工作波段内，te和tm两种偏振态衍射效率均高于96.5％，最高达到98.5％；te和tm偏振态平均衍射效率均高于97％，最高达到98％。

需要说明的是，尽管以非偏光栅作为示例介绍了光栅的刻蚀控制方法如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。例如，在制作光栅过程中，还可以通过相关技术实现对光栅占宽比、侧壁角的精确控制等。

图13是根据一示例性实施例示出的一种光栅的刻蚀控制装置的框图。参照图13，所述装置包括：

衍射效率确定模块21，用于在光栅刻蚀过程中，实时确定待刻蚀光栅的衍射效率；

判断模块22，用于根据所述衍射效率，判断是否满足停止刻蚀的条件；

控制模块23，用于在满足停止刻蚀的条件时，控制停止刻蚀。

图14是根据一示例性实施例示出的一种光栅的刻蚀控制装置的框图。在一种可能的实现方式中，所述光栅包括非偏光栅。

在一种可能的实现方式中，所述待刻蚀光栅包括第一薄膜层、第二薄膜层以及第三薄膜层，所述第一薄膜层覆盖在所述第二薄膜层上，所述第二薄膜层覆盖在所述第三薄膜层上，

其中，所述第一薄膜层和所述第二薄膜层的厚度和为所述待刻蚀光栅的目标槽深，所述第三薄膜层的折射率大于或等于第一阈值。

在一种可能的实现方式中，所述第二薄膜层和第三薄膜层的折射率差值大于或等于第二阈值。

参照图14，在一种可能的实现方式中，所述判断模块22包括：

第一确定子模块221，用于确定所述衍射效率是否达到极值；

第一判断子模块222，用于在所述衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

参照图14，在一种可能的实现方式中，刻蚀过程包括多个刻蚀周期，

其中，所述衍射效率确定模块21包括：

第二确定子模块211，用于实时确定所述待刻蚀光栅在各刻蚀周期的衍射效率；

所述判断模块22包括：

第二判断子模块223，用于在预设个数的刻蚀周期之后，在确定衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

图15是根据一示例性实施例示出的一种光栅的刻蚀控制装置的框图。参照图15，在一种可能的实现方式中，刻蚀过程包括连续刻蚀，

其中，所述衍射效率确定模块21包括：

第三确定子模块212，用于实时确定所述待刻蚀光栅在各刻蚀时刻的衍射效率；

所述判断模块22包括：

第三判断子模块224，用于在预设的刻蚀时刻之后，在确定衍射效率达到极值时，判断满足停止刻蚀的条件。

图16是根据一示例性实施例示出的一种光栅的刻蚀控制装置的框图。例如，装置800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图16，装置800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(i/o)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。

处理组件802通常控制装置800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。

存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在装置800的操作。这些数据的示例包括用于在装置800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件806为装置800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置800生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在所述装置800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(lcd)和触摸面板(tp)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(mic)，当装置800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

i/o接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为装置800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到装置800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测装置800或装置800一个组件的位置改变，用户与装置800接触的存在或不存在，装置800方位或加速/减速和装置800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如cmos或ccd图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件816被配置为便于装置800和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置800可以接入基于通信标准的无线网络，如wifi，2g或3g，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(nfc)模块，以促进短程通信。例如，在nfc模块可基于射频识别(rfid)技术，红外数据协会(irda)技术，超宽带(uwb)技术，蓝牙(bt)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，装置800可以被一个或多个应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由装置800的处理器820执行以完成上述方法。

本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如smalltalk、c++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。