CN114488374A - 中阶梯光栅金属膜层制备工装及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中阶梯光栅金属膜层制备工装及其使用方法，其中的制备工装包括：连接板，在连接板上开设有安装孔；基底固定架，基底固定架通过连接件固定在安装孔内，光栅基底固定在基底固定架内；水平仪，水平仪置于光栅基底的背面，用于测量光栅基底的镀膜面相对于水平面的倾斜角度；工件盘，工件盘为环形结构，连接板的两端与工件盘之间分别连接有调节螺钉和紧固螺栓，调节螺钉用于将光栅基底的镀膜面调至水平，紧固螺栓用于将连接板的两端与工件盘锁紧。本发明能够在保证中阶梯光栅全口径镀膜的基础上，实现对光栅基底的镀膜面的水平调节，确保金属膜层在镀膜面各区域质量的一致性，从而大幅度缩短中阶梯光栅和复制光栅的制作周期。

Description

中阶梯光栅金属膜层制备工装及其使用方法

技术领域

本发明涉及光栅金属膜层制作技术领域，特别涉及一种中阶梯光栅金属膜层制备工装及其使用方法。

背景技术

中阶梯光栅是准分子激光器实现线宽压窄的关键器件，其性能直接影响准分子激光曝光光源的性能，进而影响光刻机系统的成像曝光质量。光刻用中阶梯光栅主要有尺寸大、闪耀角大、衍射效率和波前质量要求高等特点，因此对光栅槽形质量要求极高，其母版光栅的制作只能采用机械刻划的方法完成。

机械刻划的方法制作大尺寸的中阶梯母版光栅，其原理是利用金刚石刻刀对镀在微晶毛坯基底上的金属膜层进行重塑，在金属膜层表面刻划出具有纳米精度的周期性浮雕结构，即光栅槽形。从中阶梯母版光栅的制作过程可以看出，制备金属膜层的质量、金刚石刻刀的抗磨损能力等都会对光栅的质量产生严重影响。另外，在机械刻划的过程中，光栅刻划机对环境温度的变化、振动等方面的影响也十分敏感，因此，要完成单块中阶梯母版光栅的制作，其周期至少需要20天。

机械刻划对金属膜层的均匀性、附着力及内部致密性等有着严格的要求，这在小尺寸光栅的制作过程中已经能够得到很好的保证，而相对于小尺寸刻划光栅金属膜层而言，大尺寸的中阶梯母版光栅金属膜层的制备难点在于如何保证光栅基底镀膜面上各区域的金属膜层质量(均匀性、附着力及内部致密性)高度一致。另外，为了缩短大尺寸中阶梯光栅的制作周期，还需要采取复制母版光栅的方法来提升中阶梯光栅的制作效率，其工艺过程要求母版光栅必须是全口径镀膜，结合机械刻划对中阶梯光栅金属膜层质量的要求，除了需要对镀膜设备的内部布局进行调整外，还必须设计出一套专用的金属膜层制备工装，既要满足母版光栅全口径镀膜的要求，还要保证母版光栅金属膜层制备的一致性。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种中阶梯光栅金属膜层制备工装及其使用方法，以解决现有检测方法不够准确、效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供的中阶梯光栅金属膜层制备工装，包括：连接板，在连接板上开设有安装孔；基底固定架，基底固定架通过连接件固定在安装孔内，光栅基底固定在基底固定架内；水平仪，水平仪置于光栅基底的背面，用于测量光栅基底的镀膜面相对于水平面的倾斜角度；工件盘，工件盘为环形结构，连接板的两端与工件盘之间分别连接有调节螺钉和紧固螺栓，调节螺钉用于将光栅基底的镀膜面调至水平，紧固螺栓用于将连接板的两端与工件盘锁紧。

优选地，基底固定架包括架体、长顶板和短顶板，架体包括两块架体长板和两块架体短板，两块架体长板和两块架体短板组合成中空方体结构，长顶板和短顶板位于中空方体结构内，光栅基底的一组长侧面与短侧面抵靠在架体的一组架体长板与架体短板的内侧，光栅基底的另一组长侧面与短侧面通过长顶板和短顶板顶紧。

优选地，在架体的另一组架体长板与架体短板上分别开设有螺纹孔，在螺纹孔内螺纹连接有用于顶紧长顶板和短顶板的顶丝。

优选地，在长顶板和短顶板上分别开设有凹槽，顶丝穿过螺纹孔后顶入凹槽内。

优选地，在架体长板、架体短板、长顶板和短顶板与光栅基底接触处分别贴有耐高温胶条。

优选地，在连接板的两端沿宽度方向分别开设有三个螺纹孔，连接板一端的位于中间的螺纹孔与对应的紧固螺栓螺纹连接，另外两个螺纹孔与对应的调节螺钉螺纹连接，连接板另一端的位于中间的螺纹孔与对应的调节螺钉螺纹连接，另外两个螺纹孔与对应的紧固螺栓螺纹连接；以及在工件盘上对应于三个紧固螺栓的位置分别开设有螺纹孔。

优选地，水平仪包括两个相垂直的水准器和数显区，两个水准器用于从两个方向测量光栅基底的镀膜面相对于水平面的倾斜角度，数显区用于数字显示光栅基底的镀膜面相对于水平面的倾斜角度。

本发明提供的中阶梯光栅金属膜层制备工装的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将光栅基底固定在基底固定架内，将基底固定架通过连接件固定在连接板的安装孔内；

S2、通过水平仪与调节螺钉的配合，将光栅基底的镀膜面调至水平，再通过紧固螺栓将连接板的两端与工件盘锁紧，并从光栅基底的背面取下水平仪。

优选地，步骤S1具体包括如下步骤：

S11、将光栅基底的一组长侧面与短侧面抵靠在基底固定架的一组架体长板与架体短板的内侧；

S12、通过调节顶丝将基底固定架的长顶板和短顶板顶紧在光栅基底的另一组长侧面与短侧面。

优选地，在步骤S2中，将光栅基底的镀膜面调至水平的过程为：在调节调节螺钉的同时观察水平仪，当水平仪的两个水准器的气泡处于中间位置且水平仪的数显区显示数值小于或等于5″时，判断光栅基底的镀膜面调至水平。

本发明能够在保证中阶梯光栅全口径镀膜的基础上，实现对光栅基底的镀膜面的水平调节，确保金属膜层在镀膜面各区域质量的一致性，从而大幅度缩短中阶梯光栅和复制光栅的制作周期。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的中阶梯光栅金属膜层制备工装的整体结构示意图；

图2是根据本发明实施例提供的基底固定架的结构示意图；

图3是根据本发明实施例提供的连接板的结构示意图；

图4是根据本发明实施例提供的工件盘的结构示意图；

图5是根据本发明实施例提供的水平仪的结构示意图。

其中的附图标记包括：基底固定架1、第一架体长板11、第二架体架体长板12、第一架体短板13、第二架体短板14、长顶板15、短顶板16、连接板2、安装孔21、第一螺纹孔22、第二螺纹孔23、第三螺纹孔24、第四螺纹孔25、第五螺纹孔26、第六螺纹孔27、工件盘3、第七螺纹孔31、第八螺纹孔32、第九螺纹孔33、水平仪4、数显区41、水准器42、光栅基底5、L型连接块6。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

图1示出了根据本发明实施例提供的中阶梯光栅金属膜层制备工装的结构。

如图1所示，本发明实施例提供的中阶梯光栅金属膜层制备工装包括：基底固定架1、连接板2、工件盘3和水平仪4，在连接板2上开设有安装孔，基底固定架1通过连接件固定在安装孔内，在本发明的一个具体示例中，连接件为L型连接块6，L型连接块6的一侧与连接板2固定连接，L型连接块6的另一侧与基底固定架1固定连接。光栅基底5固定在基底固定架1内，水平仪4置于光栅基底5的背面，用于测量光栅基底5的镀膜面相对于水平面的倾斜角度。由于光栅基底5与连接板2固定连接，通过调节连接板2的水平度来调节光栅基底5的镀膜面的水平度，在将连接板2调制水平后，两端与工件盘3固定连接。

图2示出了根据本发明实施例提供的基底固定架的结构。

如图2所示，基底固定架1包括架体、长顶板15和短顶板16，架体为中空的方体结构，包括合为而成的第一架体长板11、第二架体架体长板12、第一架体短板13和第二架体短板14，第一架体长板11与第二架体架体长板12相对设置，第一架体短板13与第一架体短板14相对设置，在第一架体长板11与第一架体短板13上分别开设有供顶丝穿过的螺纹孔，长顶板15位于架体内且靠在第一架体长板11的一侧，短顶板16位于架体内且靠在第一架体短板13的一侧，在长顶板15与短顶板16上分别开设有凹槽。

在将光栅基底5放入到架体内时，先将光栅基底5的一组长侧面和短侧面分别抵靠在第二架体架体长板12和第二架体短板14的内侧，然后将顶丝穿过第一架体长板11与第一架体短板13的螺纹孔后顶入到长顶板15与短顶板16的凹槽内，实现对光栅基底5的固定，从而实现光栅基底5的全口径镀膜。

在第一架体长板11、第二架体架体长板12、第一架体短板13和第二架体短板14、长顶板15和短顶板16上与光栅基底5的接触处分别贴有耐高温胶条，防止固定过程中光栅基底5被损坏。

结合图1，在本发明的一个示例中，L型连接块6的数量为四个，分布在架体的两侧，分别与第一架体长板11和第二架体架体长板12固定连接。

图3示出了根据本发明实施例提供的连接板的结构。

如图3所示，在连接板2的中部位置开设有安装孔21，基底固定架1通过L型连接块6固定在安装孔21内，在连接板2的一端沿宽度方向依次开设有第一螺纹孔22、第二螺纹孔23和第三螺纹孔24，在连接板2的另一端沿宽度方向依次开设有第四螺纹孔25、第五螺纹孔26和第六螺纹孔27，第一螺纹孔22、第三螺纹孔24和第五螺纹孔26用于通过三个紧固螺栓实现连接板2与工件盘3的固定连接，第四螺纹孔25、第六螺纹孔27和第二螺纹孔23用于通过三个调节螺钉实现连接板2的水平调节。

图4示出了根据本发明实施例提供的工件盘3的结构。

如图4所示，在工件盘3上对应于第一螺纹孔22、第三螺纹孔24和第五螺纹孔26的位置分别开设有第七螺纹孔31、第八螺纹孔32和第九螺纹孔33，通过三个紧固螺栓将工件盘3与连接板2锁紧。

图5示出了根据本发明实施例提供的水平仪的结构。

如图5所示，水平仪4包括位于中部的数显区41和位于两端的水准器42，两个水准器42处于同一水平面且相互垂直，用于从连接板2的长度方向和宽度方向测量光栅基底5的镀膜面相对于水平面的倾斜角度，数显区41用于对光栅基底5的镀膜面相对于水平面的倾斜角度进行数字显示。

在调节光栅基底5的镀膜面的水平度时，首先调节连接板2上的三个调节螺钉，同时观察两个水准器42的变化和数显区41的数值变化，当两个水准器42的气泡处于中间位置且数显区41的数值小于等于5″(光栅基底5的镀膜面与光栅基底5的背面之间平行度为5″)时，认为光栅基底5的镀膜面调至水平，然后将连接板2上的三个紧固螺栓锁紧，实现工件盘3与连接板2的固定连接。

本发明能够在保证中阶梯光栅全口径镀膜的基础上，通过调节螺钉和水平仪4的配合实现对光栅基底5的镀膜面的水平调节，确保金属膜层在镀膜面各区域质量的一致性。

上述内容详细说明了本发明实施例提供的中阶梯光栅金属膜层制备工装的结构，与中阶梯光栅金属膜层制备工装相对应，本发明实施例还提供一种中阶梯光栅金属膜层制备工装的使用方法。

本发明实施例提供的中阶梯光栅金属膜层制备工装的使用方法，包括如下步骤：

S1、将光栅基底固定在基底固定架内，将基底固定架通过连接件固定在连接板的安装孔内。

如图2所示，在将光栅基底固定在基底固定架内的过程中，包括如下步骤：

S11、将光栅基底的一组长侧面与短侧面抵靠在第二架体架体长板12和第二架体短板14的内侧。

S12、将顶丝穿过第一架体长板11与第一架体短板13的螺纹孔后顶入到长顶板15与短顶板16的凹槽内。

通过步骤S11和步骤S12实现对光栅基底5的固定，从而实现光栅基底5的全口径镀膜。

S2、通过水平仪与调节螺钉的配合，将光栅基底的镀膜面调至水平，再通过紧固螺栓将连接板的两端与工件盘锁紧，并从光栅基底的背面取下水平仪。

在步骤S2中，将光栅基底的镀膜面调至水平的过程为：调节连接板2上的三个调节螺钉，同时观察两个水准器42的变化和数显区41的数值变化，当两个水准器42的气泡处于中间位置且数显区41的数值小于等于5″(光栅基底5的镀膜面与光栅基底5的背面之间平行度为5″)时，认为光栅基底5的镀膜面调至水平，此时将连接板2上的三个紧固螺栓锁紧，实现工件盘3与连接板2的固定连接。

从光栅基底5的背面取下水平仪4后，将相互连接的基底固定架1、连接板2、工件盘3送入到镀膜设备内部的工件架上，完成中阶梯光栅金属膜层制备前的准备工作。

本发明在保证中阶梯母版光栅全口径镀膜的基础上，实现了对光栅基底的镀膜面的水平调节，确保金属膜层在镀膜面各区域质量的一致性，以解决大尺寸中阶梯光栅在金属膜层制备工艺过程中的关键难点，从而大幅度缩短中阶梯光栅和复制光栅的制作周期。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种中阶梯光栅金属膜层制备工装，其特征在于，包括：

连接板，在所述连接板上开设有安装孔；

基底固定架，所述基底固定架通过连接件固定在所述安装孔内，光栅基底固定在所述基底固定架内；

水平仪，所述水平仪置于所述光栅基底的背面，用于测量所述光栅基底的镀膜面相对于水平面的倾斜角度；

工件盘，所述工件盘为环形结构，所述连接板的两端与所述工件盘之间分别连接有调节螺钉和紧固螺栓，所述调节螺钉用于将所述光栅基底的镀膜面调至水平，所述紧固螺栓用于将所述连接板的两端与所述工件盘锁紧。

2.如权利要求1所述的中阶梯光栅金属膜层制备工装，其特征在于，所述基底固定架包括架体、长顶板和短顶板，所述架体包括两块架体长板和两块架体短板，两块架体长板和两块架体短板组合成中空方体结构，所述长顶板和所述短顶板位于所述中空方体结构内，所述光栅基底的一组长侧面与短侧面抵靠在所述架体的一组架体长板与架体短板的内侧，所述光栅基底的另一组长侧面与短侧面通过所述长顶板和所述短顶板顶紧。

3.如权利要求2所述的中阶梯光栅金属膜层制备工装，其特征在于，在所述架体的另一组架体长板与架体短板上分别开设有螺纹孔，在所述螺纹孔内螺纹连接有用于顶紧所述长顶板和所述短顶板的顶丝。

4.如权利要求3所述的中阶梯光栅金属膜层制备工装，其特征在于，在所述长顶板和所述短顶板上分别开设有凹槽，所述顶丝穿过所述螺纹孔后顶入所述凹槽内。

5.如权利要求2～4中任一项所述的中阶梯光栅金属膜层制备工装，其特征在于，在所述架体长板、所述架体短板、所述长顶板和所述短顶板与所述光栅基底接触处分别贴有耐高温胶条。

6.如权利要求5中所述的中阶梯光栅金属膜层制备工装，其特征在于，在所述连接板的两端沿宽度方向分别开设有三个螺纹孔，所述连接板一端的位于中间的螺纹孔与对应的紧固螺栓螺纹连接，另外两个螺纹孔与对应的调节螺钉螺纹连接，所述连接板另一端的位于中间的螺纹孔与对应的调节螺钉螺纹连接，另外两个螺纹孔与对应的紧固螺栓螺纹连接；以及在所述工件盘上对应于三个紧固螺栓的位置分别开设有螺纹孔。

7.如权利要求5中所述的中阶梯光栅金属膜层制备工装，其特征在于，所述水平仪包括两个相垂直的水准器和数显区，两个水准器用于从两个方向测量所述光栅基底的镀膜面相对于水平面的倾斜角度，所述数显区用于数字显示所述所述光栅基底的镀膜面相对于水平面的倾斜角度。

8.一种如权利要求7所述的中阶梯光栅金属膜层制备工装的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将光栅基底固定在基底固定架内，将所述基底固定架通过连接件固定在连接板的安装孔内；

S2、通过水平仪与调节螺钉的配合，将所述光栅基底的镀膜面调至水平，再通过紧固螺栓将所述连接板的两端与所述工件盘锁紧，并从所述光栅基底的背面取下所述水平仪。

9.如权利要求8所述的中阶梯光栅金属膜层制备工装的使用方法，其特征在于，步骤S1具体包括如下步骤：

S11、将所述光栅基底的一组长侧面与短侧面抵靠在所述基底固定架的一组架体长板与架体短板的内侧；

S12、通过调节顶丝将所述基底固定架的长顶板和短顶板顶紧在所述光栅基底的另一组长侧面与短侧面。

10.如权利要求8或9所述的中阶梯光栅金属膜层制备工装的使用方法，其特征在于，在步骤S2中，将所述光栅基底的镀膜面调至水平的过程为：

在调节所述调节螺钉的同时观察所述水平仪，当所述水平仪的两个水准器的气泡处于中间位置且所述所述水平仪的数显区显示数值小于或等于5″时，判断所述光栅基底的镀膜面调至水平。

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