[發明專利]調整閃耀光柵離子束刻蝕裝置中柵線與束流垂直度的方法

有效

• 申請號: 201310011786.2
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103091753A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 譚鑫;吳娜;巴音賀希格;齊向東
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G03F7/20
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及光譜技術領域，具體涉及的平面閃耀全息光柵制作所使用的離子束刻蝕裝置中調整柵線與離子束流垂直度的方法。

背景技術

離子束刻蝕裝置是一種常用的平面閃耀全息光柵制作裝置，離子束流以垂直于光刻膠柵線方向，與光刻膠光柵基底成一定角度入射至基底表面，將基底上的正弦型光刻膠光柵槽形刻蝕轉移至基底上，形成三角槽形閃耀全息光柵，其閃耀角等于束流的入射角。它的最大優點在于：離子束流垂直于柵線方向，因此，只要調整基底與束流的夾角，即入射角，即可制作不同閃耀角的閃耀全息光柵。

但是實際操作中這種裝置的精確調整較為困難，光刻膠光柵柵線與離子束流垂直度的精確度很難保證。平面閃耀全息光柵的刻蝕原理是，欲制作閃耀角為θ，光柵周期為d的平面閃耀全息光柵，需提供光柵周期為d，占空比為1:1，高度為h=0.7326dtanθ的正弦型光刻膠掩模，使離子束流垂直于光刻膠柵線方向，與光刻膠光柵基底成θ角入射至基底表面，通過一定刻蝕時間，形成閃耀角為的平面閃耀全息光柵。如果離子束流與光刻膠柵線方向不垂直，即離子束流在光柵基底表面投影與光刻膠柵線垂線成一個角度δ，則形成的平面閃耀全息光柵的閃耀角，可見只有當δ=0時，獲得的閃耀角才與設計值相同。即，在平面閃耀全息光柵刻蝕裝置中，必須保證離子束流與光刻膠光柵柵線嚴格垂直才能保證制作出的閃耀光柵的閃耀角與設計值相同，否則便會產生閃耀角誤差，離子束流在光柵基底表面投影與光刻膠柵線垂線夾角δ越大，閃耀角的誤差越大。

目前，調整垂直度的方法主要是依賴光柵基底端面靠樣品臺定位邊、離子源殼體靠定位面來保證。由于離子源殼體、樣品臺定位邊的加工精度不高，加之光柵基底在制作過程中無法保證端面與柵線垂直、且有較大一部分基底為圓形基底，所以其垂直度精度較低，需要建立一種新的調整離子束流與光刻膠柵線方向垂直度的方法。

發明內容

本發明為解決現有調整離子束與光柵刻線方向垂直度的方法存在垂直度精度較低且存在誤差的問題，提供一種調整閃耀光柵離子束刻蝕裝置中柵線與束流垂直度的方法。

調整閃耀光柵離子束刻蝕裝置中柵線與束流垂直度的方法，該方法由以下步驟實現：

步驟一、離子源產生離子束流經離子源柵網出射，所述離子束流的出射方向垂直于離子源柵網平面；

步驟二、光源光束經平板的中心圓孔入射至反射鏡，經反射鏡反射的光束入射至光柵表面形成0級衍射光和-1級衍射光；0級衍射光入射至平板的中心圓孔內并與光柵柵線垂直；所述反射鏡固定在步驟一所述的離子源柵網表面，反射鏡的反射面與離子源柵網表面平行；

步驟三、調整光柵，使步驟二所述的-1級衍射光入射至平板的中心圓孔，入射至平板的中心圓孔的-1級衍射光與光柵柵線垂直，所述-1級衍射光所形成的平面與反射鏡的反射面垂直，最終實現離子束流方向與光柵柵線方向垂直。

本發明工作原理：本發明所述的方法利用光學方法調整光柵柵線與離子束流的垂直度可以達到很高的精度。離子束流7為離子源6產生的等離子體經離子源柵網5出射，其束流方向垂直于離子源柵網5；平面反射鏡4黏貼于離子源柵網上，其反射面與離子源柵網5表面平行，即離子束流7垂直于反射鏡4；激光束3入射至反射鏡4上，反射光反射至光柵9表面形成-1級衍射光11回到激光束3的出射圓孔13內，激光束3與-1級衍射光11所形成的平面與光柵9柵線方向垂直；同時，該平面與平面反射鏡4的反射面垂直，因此離子束流7方向與光柵9柵線方向垂直。

本發明的有益效果：本發明提出的方法可以快速準確的調整平面閃耀全息光柵離子束刻蝕裝置中光刻膠柵線與離子束流的垂直度，對制作出高質量的平面閃耀全息光柵有直接的重要價值。

附圖說明

圖1為本發明所述的調整閃耀光柵離子束刻蝕裝置中柵線與束流垂直度的方法中的裝置示意圖；

圖2為所述的調整閃耀光柵離子束刻蝕裝置中柵線與束流垂直度的方法中平板的示意圖；

圖3為所述的調整閃耀光柵離子束刻蝕裝置中柵線與束流垂直度的方法中光柵柵線與離子束流不垂直情況下激光器的激光束及光柵衍射光示意圖；

圖4為本發明所述的調整閃耀光柵離子束刻蝕裝置中柵線與束流垂直度的方法中光柵柵線與離子束流垂直情況下激光器的激光束及光柵衍射光示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一、結合圖1至圖4說明本實施方式，調整閃耀光柵離子束刻蝕裝置中柵線與束流垂直度的方法，該方法的的具體過程為：