专利名称：通过二元光学获得微结构深度变化量的方法
技术领域：
本发明属于二元光学技术领域。具体涉及将二元光学结构用作测量敏感元件，实现对微结构的深度变化量的检测。
背景技术：
在目前的微器件、微系统中，微结构正发挥着举足轻重的作用。在微结构加工中，制作亚微米线宽的研究普遍受到重视，并不断取得突破。而微结构深度的精确控制问题一直未能很好地解决。随着线宽的越来越细，该问题有可能成为技术进一步发展的瓶颈。目前对微结构深度的监控普遍采用时间控制法以及参考片控制法。如在离子束微结构加工场合，采用时间控制法是取刻蚀深度除以刻蚀速率等于刻蚀时间，采用参考片控制法是将参考片与微器件同时进行刻蚀，再取出参考片，测出参考片上直线标记的刻蚀深度，若深度不够，再置入另一参考片继续刻蚀。采用参考片控制法的另一种方法可见实用新型专利“一种蚀刻深度传感器”(CN98225893)，为采用光学薄片作参考片，通过测量薄片表面等厚干涉条纹的移动距离，检测微精加工中离子束的刻蚀深度。采用时间控制，由于刻蚀速率的稳定性较差，所制作器件的深度误差较大；采用参考片控制，受参考片影响，深度控制的精度及重复性难以保证。
二元光学是近年新出现的一个新的光学分支，英文为“Binary Optics”。二元光学结构是一种二值化结构，它把连续变化的表面结构用二值化台阶型浮雕结构来近似，属同轴、相位型衍射光学结构，其特点是具有极高的衍射效率，可充分利用光能，并能产生任意形状的光波波前。二元光学结构应用于光束整形、光开关、光扫描、象差消除与校正、红外焦平面列阵以及组成新颖微光电机械系统等方面的研究已很深入。本发明将二元光学结构用作微结构深度变化量的测量。

发明内容
本发明提供一种通过二元光学获得微结构深度变化量的方法，该方法具体如下在待测微结构深度变化量的物品表面采用常规方法制作二元光学结构，将该二元光学结构用作待测微结构深度变化量的测量敏感元件，用相干光照射该二元光学结构，以获得该二元光学结构的衍射光场，从该二元光学结构的深度变化所引起的衍射光场的变化，基于二元光学的基础理论(衍射理论)可获得该二元光学结构的深度变化量，由于该二元光学结构的深度变化量与物品表面待测微结构的深度变化量相等，得到微结构深度的变化量。另外，当被测物品表面微结构的起始深度为零时(如，刚开始微结构加工)，二元光学结构的深度变化量则等于物品表面待测微结构的深度。
本发明所提供的通过二元光学获得微结构深度变化量的方法，可以解决测量的重复性问题，并提高了测量的精度。
具体实施例方式
在待测微结构深度变化量的物品表面采用二元光学器件的制作工艺，如掩模图形转印法、直写法、离子束注入法，制作二元光学结构，如二元衍射光栅、二元微透镜，将单色光源发出的相干光照射该二元光学结构，以获得该二元光学结构在反射方向或透射方向的衍射光场，采用CCD等图像传感器对该二元光学结构的深度变化所引起的衍射光场的变化进行检测，获得该二元光学结构的深度变化量，从而得到物品表面微结构深度的变化量。
权利要求
1.一种通过二元光学获得微结构深度变化量的方法，其特征在于该方法包括下述步骤①在待测微结构深度变化量的物品表面采用常规方法制作二元光学结构，将该二元光学结构用作待测微结构深度变化量的测量敏感元件，②将相干光照射该二元光学结构，③从该二元光学结构的深度变化所引起的衍射光场的变化，得到微结构深度的变化量。
2.根据权利要求1的方法，其特征是所述的相干光为单色光源。
全文摘要
本发明提供一种通过二元光学获得微结构深度变化量的方法，该方法属于二元光学技术领域。该方法包括下述步骤在待测微结构深度变化量的物品表面采用常规方法制作二元光学结构，将该二元光学结构用作待测微结构深度变化量的测量敏感元件，将相干光照射该二元光学结构，从该二元光学结构的深度变化所引起的衍射光场的变化，得到微结构深度的变化量。该方法可以解决测量的重复性问题，并提高了测量的精度。
文档编号G01B11/22GK1699918SQ200510040289
公开日2005年11月23日 申请日期2005年5月30日 优先权日2005年5月30日
发明者赵光兴 申请人:安徽工业大学