专利名称：一种蚀刻深度传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微结构微细加工技术领域，具体涉及一种用于对激光束、离子束或电子束微细加工中，蚀刻深度进行实时检测的蚀刻深度传感器。
目前对微结构微细加工中蚀刻深度的测量尚无良策。对少数材料的蚀刻深度的检测往往采用激光光谱法。该法依据被蚀刻材料的特征光谱强度，进行蚀刻深度的检测，由于光强测量本身精度不高，所以该法的缺点是测量误差较大。
本实用新型的目的在于提供一种可对蚀刻深度进行实时检测，并提高测量精度的蚀刻深度传感器。
本实用新型主要由激光器、固定支架、敏感元件、光电转换器及接口与显示电路组成。
敏感元件(4)采用锲形光学薄片，光电转换器(7)、采用带成像透镜(6)的电荷耦合器件(简称CCD)，固定支架(4)固定在蚀刻室(17)的底座上。当激光器发出的激光束照射敏感元件(4)时，基于激光干涉原理，在敏感元件的照射面将形成干涉条纹，当敏感元件的另一表面被蚀刻时，其照射面的干涉条纹将移动，条纹的移动与蚀刻深度间有确定的关系，从而将蚀刻深度信息转化为光学信息，光学信息再经光电转换器转化为电信号输出。
在本实用新型中，采用带成像透镜(6)的电荷耦合器件作光电转换器，对干涉条纹的移动距离进行检测，有很高的分辨率可达1/150个条纹，(而激光光谱法测量中测量的是光谱的光强，精度较低)，因此，本实用新型的测量精度较高，测量相对误差优于1％。
以下结合附图
进一步说明附图一本实用新型蚀刻深度传感器示意图。
附图二敏感元件的固定支架的结构示意图。
其中1．激光器；2．透镜；3．反射镜；4．敏感元件；5．反射镜；6．成像透镜；7．光电转换器；8．接口与显示电路；9．固定支架；10．带孔平板；11．带孔柱体；12．带孔柱体；13．支杆；14支杆；15．支杆；16．平行平扳玻璃；17．蚀刻室；18．19．20．21．为三维调整架；22．23．24．25．26．和27均为紧固螺钉。
激光器(1)采用单波长He-Ne激光器，激光器(1)发出的激光束与透镜(2)的光轴重合，透镜(2)的光轴与平行平板玻璃(16)的法线间成一小夹角，角度大于零小于10度，反射镜(3)和(5)采用平面反射镜，并用粘胶分别固定在带孔柱体(11)和(12)上，带孔柱体(11)和(12)分别通过支杆(14)和(15)安装在固定支架(9)上，敏感元件(4)用粘胶固定在带孔平板(10)上，带孔平板(10)通过支杆(13)安装在固定支架(9)上，成像透镜(6)、光电转换器(7)、激光器(1)和透镜(2)分别安装在三维调整架(19)、(18)、(20)和(21)上，接口与显示电路(8)通过信号线与光电转换器(7)相连。
敏感元件(4)用粘胶固定在带孔平板(10)上或采用夹件特敏感元件(4)固定在带孔平板(10)上；支杆(13)伸进带孔平板(10)的一个小孔内，并用紧固螺钉(22)固定，若松开紧固螺钉(22)，带孔平板(10)可在支杆(13)上进行滑动与转动调节；支杆(13)、(14)和(15)上带有卡口，卡口中带有紧固螺钉以使其支杆紧固在固定支架(9)上，若松开紧固螺钉(25)、(26)和(27)，则相应的支杆(13)、(14)和(15)可在固定支架上进行滑动与转动调节；反射镜(3)和(5)用粘胶分别固定在带孔柱体(11)和(12)上；支杆(14)和(15)分别伸进带孔柱体(11)得(12)中，并用紧固螺钉(23)和(24)固定，若松开紧固螺钉(23)和(24)，则带孔柱体(11)与(12)可在支杆(14)和(15)上进行滑动与转动调节。
激光器(1)发出的激光经透镜(2)斜射入平行平板玻璃(16)，并经反射镜(3)照射在敏感元件(4)上，在敏感元件(4)的下表面形成干涉条纹，启动刻蚀机，让敏感元件(4)与待蚀刻样品一道被蚀刻，由于敏感元件(4)与待蚀刻样品的材料相同，二者蚀刻深度相等。随着敏感元件(4)上表面的被蚀刻，敏感元件(4)的下表面的干涉条纹将移动，采用带成像透镜(6)的光电转换器(7)对条纹的移动距离进行检测(分辩率可达1/150个条纹)，光电转换器(7)输出的电信号经接口与显示电路(8)显示出蚀刻深度数值。
权利要求1．一种蚀刻深度传感器，包括激光器、反射镜、固定支架、敏感元件、光电转换器，其特征在于反射镜(3)和(5)采用平面反射镜，并用粘胶分别固定在带孔柱体(11)和(12)上，带孔柱体(11)和(12)分别通过支杆(14)和(15)安装在固定支架(9)上；敏感元件(4)采用锲形光学薄片，并用粘胶固定在带孔平板(10)上，带孔平板(10)通过支杆(13)安装在固定支架(9)上，固定支架(9)固定在蚀刻室(17)的底座上。
2．根据权利要求1所述的传感器，其特征在于支杆(13)伸进带孔平板(10)的一个小孔内，并用紧固螺钉(22)固定，支柱(14)和(15)分别伸进带孔柱体(11)和(12)中，并用紧固螺钉(23)和(24)固定，支杆(13)、(14)和(15)上带有卡口，卡口上带有紧固螺钉以便其支杆紧固在固定支架(9)上。
3．根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于光电转换器(7)采用带成像透镜(6)的电荷耦合器件，透镜(2)的光轴与平行平板玻璃(16)的法线间成一小夹角，角度大于零度小于10度。
专利摘要本实用新型公开了一种微结构微细加工中,蚀刻深度传感器。该传感器由激光器、敏感元件、带成像透镜的CCD器件组成,可对微细加工中蚀刻深度进行实时检测,测量相对误差大于1%,满足微结构加工的要求。其结构简单,制造容易,成本低,使用方便。
文档编号G01B11/22GK2322127SQ9822589
公开日1999年6月2日 申请日期1998年1月21日 优先权日1998年1月21日
发明者赵光兴 申请人:华东冶金学院