[发明专利]光栅刀具刀尖角测量装置及其测量方法

说明书

本发明提供一种光栅刀具刀尖角测量装置及其测量方法，其中的测量装置包括一基板；固定在基板一侧的刀架调节机构，用于调节并固定光栅刀具的位置；固定在基板上与刀架调节机构同侧的光源，用于向光栅刀具发出测量光束；与基板转动连接的光信号接收系统，用于以转动的方式接收光栅刀具的定向面和非定向面的反射光；固定在基板另一侧的圆光栅测量系统，用于测量光信号接收系统从接收定向面的反射光到接收非定向面的反射光所发生的角位移量θ，则光栅刀具的刀尖角为本发明能够直接对光栅刀具的刀尖角进行测量，提高刀尖角的测量精度，保证光栅刀具对铝膜的挤压效果，提升大尺寸中阶梯光栅的制作效率。

技术领域

本发明涉及光栅刻划技术领域，特别涉及一种光栅刀具刀尖角测量装置及其测量方法。

背景技术

以机械刻划为制作方法的大中阶梯光栅以其在衍射效率、分辨力及使用波段等方面的优势，被应用于光刻领域，是高端光刻机浸没式光刻光源的核心单元器件，由于中阶梯光栅刻划出的结构复杂的槽形是通过光栅刀具对铝膜进行挤压和擦光而形成，因此光栅槽形质量直接影响中阶梯光栅的衍射效率、杂散光强度等技术指标。

光栅槽形的主要设计参数为刻槽顶角α、闪耀角β和刻槽深度H (参见图1)。在实际的刻划过程中，以研究人员提出的光栅高衍射效率普适模型为依据，认为闪耀角β和刻槽深度H是影响光栅衍射效率的两个主要参数。因此，在刻划过程中控制光栅刀具对铝膜的挤压效果，使闪耀角β及刻槽深度H达到设计要求是保证中阶梯光栅高衍射效率的关键所在。其中闪耀角β可以通过光栅刀具定向角测量装置进行精确调节，而刻槽深度H主要取决于光栅刀具对铝膜的挤压效果，这就要求光栅刀具的刀尖角必须满足设计要求。另外，由于中阶梯光栅尺寸较大，单块母版中阶梯光栅制作完成后需要对刀尖角进行修磨，在此过程中如何对刀尖角进行精确测量并保证修磨后的刀具刀尖角满足设计要求，是实现大尺寸中阶梯光栅高衍射效率的关键。

现有的刀尖角测量方法是通过所刻槽形进行间接测量，其步骤是运用原子力显微镜测量光栅所刻划的槽形，进而得出光栅的定向角和非定向角，再运用公式计算出刀尖角的数值，由于没有直接测量装置，有时会出现修磨量不合适导致刀尖角不满足要求的情况，极大地降低了大尺寸中阶梯光栅的制作效率，因此，亟需设计一套光栅刀具刀尖角测量装置及其测量方法，解决现有测量方法不能直接测量刀尖角导致测量不够精准、效率低的题。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种光栅刀具刀尖角测量装置及其测量方法，能够直接对光栅刀具的刀尖角进行测量，提高刀尖角的测量精度，保证光栅刀具对铝膜的挤压效果，提升大尺寸中阶梯光栅的制作效率。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供的光栅刀具刀尖角测量装置，包括：一基板；固定在基板一侧的刀架调节机构，用于调节并固定光栅刀具的位置；固定在基板上与刀架调节机构同侧的光源，用于向光栅刀具发出测量光束；与基板转动连接的光信号接收系统，用于以转动的方式接收光栅刀具的定向面和非定向面的反射光；固定在基板另一侧的圆光栅测量系统，用于测量光信号接收系统从接收定向面的反射光到接收非定向面的反射光所发生的角位移量，则光栅刀具的刀尖角为

优选地，刀架调节机构包括：一基座；固定在基座上的X向调节组件，用于对光栅刀具进行X轴方向的调节与固定；固定在X向调节组件上的Y向调节组件，用于对光栅刀具进行Y轴方向的调节与固定；固定在Y向调节组件上的Z向调节组件，用于对光栅刀具进行Z轴方向的调节与固定。

优选地，X向调节组件包括：X向导轨、X向滑块和X向调节螺钉；其中，当X向导轨的数量为两个时，两个X向导轨之间形成燕尾槽，X向滑块为燕尾式结构且在燕尾槽内滑动，在其中的一个X向导轨上开设有螺纹孔，X向调节螺钉穿过螺纹孔后顶紧X向滑块；当 X向导轨的数量为一个时，X向导轨为燕尾形导轨，在X向滑块的底部开设有与燕尾形导轨相适配的燕尾槽，X向滑块在X向导轨上滑动，在X向滑块上开设有螺纹孔，X向调节螺钉穿过该螺纹孔后顶紧燕尾形导轨。