光栅线密度测量装置的制作方法

本申请涉及一种光栅线密度测量装置，属于光学测量领域。
背景技术：
：紫外光刻胶作为一种抗刻蚀剂，因其工艺过程简单、容易控制，多年来一直在全息领域被广泛应用。采用全息技术加工光栅的常规工艺流程为：晶片清洁——晶片涂胶——烘烤——曝光——显影。常规曝光方式为双光束紫外光干涉曝光法。两束光之间的夹角度数(即干涉角)决定了光栅的线密度，干涉角越大，光栅线密度越高。干涉角直接影响光栅线密度，如：以325nm波长的紫外光进行干涉，两束光的夹角每改变0.1°，光栅的线对数就相差了约5条/mm，这对精度要求在0.1线/mm的光栅线密度来说，无疑是不能接受的。为保证产品质量，需对光栅线密度进行测量。现行光栅线密度测量主要为干涉测量法、莫尔条纹法、长程面型仪法和衍射法，其中衍射法在测量精度方面更具优势，例如cn201611115071中公布了一种光栅线密度测量方法及测量系统，该测试系统包括激光光源、光纤耦合器、单模2x2光纤耦合器、光纤功率计、光纤准直器、电动旋转台和电动直线位移平台。该测试方法符合理论要求，但测试系统结构复杂，测量过程繁琐。当需要进行大量测量时，检测效率较低。技术实现要素：根据本申请的一个方面，提供了一种光栅线密度测量装置，该装置充分利用衍射光斑面积较大的特点，在不去除衍射光斑面积的情况下，简化测量装置结构，仅需增加挡光板即可消除衍射光斑面积对测量结果的影响，能够精确测量光栅的实际线密度。所述光栅线密度测量装置，其特征在于，包括：激光器和挡光板，所述挡光板上延所述挡光板横向贯穿所述挡光板设置通光孔；所述激光器出射激光光束透过所述挡光板上的通光孔入射待测光栅；调整所述待测光栅至所述通光孔的圆心为衍射光斑圆心时，所述待测光栅满足0级littrow条件或-1级littrow条件，测量所述待测光栅从满足0级littrow条件到满足-1级littrow条件转过的角度。可选地，包括：旋转台，所述待测光栅设置于所述旋转台上；所述旋转台包括：平台和第二支撑架，所述平台绕所述平台的纵向中心轴转动，所述平台转动连接于所述第二支撑架顶面上。可选地，所述平台所处平面相对所述第二支撑架顶面所处平面转过的角度为所述待测光栅转过角度；还包括：第二调整架，所述平台的底面与所述第二调整架连接；所述第二调整架的底面与所述第二支撑架的顶面连接。可选地，还包括：角度编码器，与所述旋转台数据连接，并用于读取所述平台所处平面相对所述第二支撑架顶面所处平面转过的角度。可选地，所述挡光板表面设置标记线，所述标记线为以所述通光孔圆心为其圆心的多个同心圆。可选地，还包括：第一支撑架和第一调整架，所述激光器设置于所述第一调整架上，所述第一调整架设置于所述第一支撑架上。可选地，所述激光器为632.8nm波段he-ne气体激光器。可选地，所述通光孔直径略小于入射所述待测光栅的光束横截面直径。可选地，所述挡光板为白色板。本申请中，“littrow条件”，是指入射光和衍射光处于自准直状态，即入射光线和出射光线沿同一路径。本申请中，“调整待测光栅”，包括待测光栅的入光面进行俯、仰、直线移动、绕待测光栅的纵向中心轴转动的运动。本申请能产生的有益效果包括：1)本申请所提供的光栅线密度测量装置，可以精确的测量光栅的线密度，测量精度达到±0.5线/mm。2)本申请所提供的光栅线密度测量装置，不仅结构简单，成本低廉，而且操作方便测试过程中仅需测量待测光栅转过角度，即可完成一次测量，提高了测量效率，并能保持较好的检测准确性。3)本申请所提供的光栅线密度测量装置，充分利用衍射光斑面积较大的特点，在不改变光路结构的情况下，以通光孔周围衍射光斑的位置作为调整待测光栅的依据，从而精确调节待测光栅位置，高效达到littrow条件。附图说明图1为本申请一种实施方式中光栅线密度测量装置结构示意图；图2为本申请一种实施方式中挡光板结构示意图；图3为本申请一种实施方式中光栅线密度测量方法流程示意图；部件和附图标记列表：部件名称附图标记部件名称附图标记激光器100旋转台300第一支撑架110第二支撑架310第一调整架120第二调整架320挡光板200角度编码器400通光孔210------标记线220待测光栅500具体实施方式下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。参见图1，本申请提供的光栅线密度测量装置，包括：激光器100和挡光板200，所述激光器100出射激光光束透过所述挡光板200上的通光孔210入射待测光栅500，调整所述待测光栅500至所述通光孔210的圆心为衍射光斑圆心时，所述待测光栅500满足0级littrow条件或-1级littrow条件，所述待测光栅500从满足0级littrow条件到满足-1级littrow条件所转过的角度即为衍射角α，所述光栅线密度m：m＝2*106*sinα/λ，其中，λ为所述激光光束的波长。本领域技术人员可根据现有手段调整待测光栅500，得到衍射角α。挡光板200沿其横向设置贯穿挡光板200的通光孔210。激光光束穿过通光孔210入射待测光栅500；通光孔210保证激光光束入射挡光板200时不发生衍射。可选地，所述衍射角α的测量具体为：调整所述待测光栅500，所述通光孔210的圆心为所述衍射光斑圆心时，所述待测光栅500满足0级littrow条件，得到基准角；再次调整所述待测光栅500，直至再次所述通光孔210的圆心为所述衍射光斑圆心时，所述待测光栅500满足-1级littrow条件，得到测量角；所述衍射角α＝测量角—基准角。所述激光器100出射激光光束穿过所述挡光板200上的通光孔210入射待测量光栅后，发生衍射，所产生衍射光入射挡光板200形成衍射光斑。采用挡光板200便于查找0级衍射光。0级littrow条件即为0级衍射光满足littrow条件。-1级littrow条件即为-1级衍射光满足littrow条件。可选地，包括：旋转台300，所述待测光栅500设置于所述旋转台300上，从满足0级littrow条件到满足-1级littrow条件所述旋转台300所转过的角度即为所述衍射角α；通过旋转台300转动待测光栅500，便于记录转过角度。可选地，旋转台300包括平台和第二支撑架310，平台绕平台纵向中心轴转动，平台转动连接于第二支撑架310顶面上；平台所处平面相对第二支撑架310顶面所处平面转过角度为测量得到旋转角。可选地，还包括：第二调整架320，平台与第二支撑架310通过第二调整架320连接。第二调整架320可用于调整平台的俯仰角度。可选地，还包括：角度编码器400，用于读取所述旋转台300的旋转角，并与所述旋转台300数据连接。角度编码器400还可以根据需要与计算机等测算装置相连接，以便快速进行大量数据处理。数据连接方式包括但不限于有线、无线数据传输方式。可选地，挡光板200表面设置至少一条标记线220，所述标记线220为以所述通光孔210圆心为圆心的同心圆。各所述同心圆直径逐渐增大。通过设置标记线220，能更准确的了解衍射光斑在通光孔210周围的位置，便于对待测光栅500进行精确调节，提高调节效率。进一步地，为便于观察衍射光斑在挡光板200上的位置，挡光板200的通光孔210周围分布着以通光孔210为圆心的不同直径的标记线220。可选地，还包括第一支撑架110和第一调整架120，所述激光器100设置于所述第一调整架120上，所述调整架设置于所述第一支撑架110上。根据具体需要便于调节激光器100出射光线角度。进一步地，为减小测量误差，激光光束为可见光波段。如红光、黄光、绿光激光器100，优选红光激光器100。进一步地，为减小测量误差，激光器1001的波长稳定，受环境或自身使用过程中发热等因素影响较小，更优选激光器100为632.8nm波段he-ne气体激光器100。进一步地，角度编码器400的角度分辨率在10″以内，优选5″以内，最优选1″以内。角度编码器400为旋转角度编码器400。进一步地，为提高测量精度，所述挡光板200为白色板，能够使得反射光更清晰的显示在挡光板200上。进一步地，挡光板200上通光孔210直径略小于入射激光光束横截面的直径。进一步地，所述激光器100发出的激光波长λ与待测光栅500周期d之间满足d≥0.5λ。旋转台300为精密电动旋转台300。具体地，本申请提供的一种光栅线密度测量装置，包括：激光器100、挡光板200、旋转台300、角度编码器400。具体包括如下操作步骤：激光器100发出的激光，经过挡光板200的通光孔210入射至待测定的光栅表面后会发生衍射，产生不同级次的衍射光。调整电动旋转台300的俯仰及角度位置，使得激光器100发出的激光经过挡光板200的通光孔210后正入射至光栅的表面，此时激光会原路返回，返回光打在挡光板200上，并使得返回光斑均匀分布在通光孔210的周围。此时满足光栅的0级littrow条件。调整电动旋转台300的角度，使得入射激光满足-1级littrow条件，入射至光栅上，此时激光也是原路返回，同样使得返回光斑均匀分布在挡光板200的通光孔210周围。通过角度编码器400，记录两次电动旋转台300的旋转角即为衍射角α，根据光栅方程2dsinα＝λ(其中d为光栅周期，λ为固体激光器100的发出的光的波长)根据旋转角度计算光栅线数m＝2*106*sinα/λ。重复前述步骤多次，测得多个光栅线数m，并求线数m平均值，即为所测量的光栅的线密度。本申请提供测量装置，还可以根据需要组装为测量设备，组装为设备时，所需部件按本领域公知常识进行选取并组装。参见图3，用于如上述光栅线密度测量装置的测量方法，包括：激光光束透过通光孔210入射待测光栅500；调整所述待测光栅500至所述通光孔210的圆心为衍射光斑圆心时，所述待测光栅500满足0级littrow条件或-1级littrow条件，所述待测光栅500从满足0级littrow条件到满足-1级littrow条件所转过的角度即为衍射角α；所述光栅线密度m：m＝2*106*sinα/λ，其中，λ为所述激光光束的波长；该方法通过挡光板200准确观测衍射光斑位置，根据衍射光斑与入射光束的位置，调整待测光栅500，提高调整效率，加快测量效率。优选地，重复上述步骤得到多个所述光栅线密度m，求所述光栅线密度m的平均值作为所述待测光栅500的线密度m。通过多次测量光栅线密度求取平均值，有助于提高测量精度。实施例1参见图1，本实施例中光栅线密度测量装置包括：激光器100、挡光板200、旋转台300，激光器1001出射激光光束，沿激光光束传输方向设置挡光板200，挡光板200沿其横向设置贯穿挡光板200的通光孔210通光孔210。激光光束穿过通光孔210入射待测光栅500通光孔210。激光光束入射待测光栅500后发生衍射，出射衍射光束。待测光栅500放置于旋转台300上，并调整电动旋转台300的俯仰及角度位置后。衍射光返回至挡光板200上通光孔210，并在通光孔210周围形成衍射光斑，通过调整待测光栅500，当衍射光斑以通光孔210的圆心为圆心在通光孔210周围均匀分布时，衍射光束与入射激光光束重合，满足littrow条件。观测0级衍射光后，调整至0级衍射光满足littrow条件即为待测光栅500满足0级littrow条件，得到基准角。之后观测得到-1级衍射光，再次对待测光栅500进行俯仰和转动调整，直至衍射光斑以通光孔210的圆心为圆心并在通光孔210周围均匀分布时，-1级衍射光达到-1级littrow条件要求，得到测量角。基准角与测量角的差值为旋转台300旋转过的角度即为衍射角α。测量原理如下：激光器100发出的激光正面入射至光栅表面，之后激光会原路返回，此时为满足光栅的0级littrow条件，旋转台300显示角度为基准角。然后旋转光栅面角度，使得入射激光满足-1级littrow条件，此时激光束原路返回，旋转台300显示角度为测量角，测量角-基准角＝衍射角α，则根据2dsinα＝λ其中，d为光栅周期，λ为激光器100的发出的光的波长，即可计算得到待测光栅500的周期d。光栅线数m和光栅周期d满足：m＝106/d因此光栅线数m：m＝2*106*sinα/λ所以，通过测试衍射角α即可计算光栅线数。重复上述步骤多次后，即可得到线数m的平均值，即为所测量的光栅的线密度。采用该装置进行光栅线密度测量，能避免衍射光斑面积对测量结果的影响，装置结构简单，测量步骤简单，有助于提高光栅检测效率，实现批量化光栅检测。实施例2与实施例1的区别主要在于：参见图2，挡光板200表面设置标记线220，标记线220为多个以通光孔210圆心为圆心的同心圆环线。衍射光返回至挡光板200上时，可利用标记线220准确观测衍射光斑在通光孔210周围的分布位置，根据衍射光斑的准确位置，精确控制旋转台3003转动角度。实施例3与实施例1的区别主要在于：还包括角度编码器400，角度编码器400用于测量并记录旋转台300转动角度，并计算得到旋转角度。通过角度编码器400进行测量，能提供转角测量精度，提高线密度测量精度。通过编码器4记录转角后，还可将数据传输至计算机设备进行编辑记录，以便对数据进行进一步的分析。以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。当前第1页1 2 3