[发明专利]大尺寸光栅的制造装置和制造方法

权利要求书

1.一种大尺寸光栅的制造装置，包括光源移动模块、基片移动模块和监测控制模块三部分，其特征在于：

所述的光源移动模块，包括光源(1)、光源平移台(2)和龙门架(3)，所述的光源平移台(2)为一维长行程平移台，其底座固定在所述的龙门架(3)上，所述的光源(1)通过连接块安装在所述的光源平移台(2)的移动台面上，所述的光源(1)向下投射曝光光束，当所述的光源平移台(2)的移动台面直线运动时，所述的光源(1)被带动沿直线运动，同时曝光光束划过一条直线；

所述的基片移动模块，包括两个平行放置的基片平移台(601，602)、一块长条形的光栅基座(5)和待曝光光栅基片(4)，所述的两个基片平移台(601，602)都为一维长行程精密平移台，平行安装在所述的龙门架(3)下，所述的两个基片平移台(601，602)的移动台面分别支撑所述的光栅基座(5)的两端，所述的两个基片平移台(601，602)的移动台面的运动方向与所述的光源平移台(2)的移动台面的运动方向垂直，所述的两个基片平移台(601，602)的移动台面的移动将带动所述的光栅基座(5)移动，所述的待曝光的光栅基片(4)放置在所述的光栅基座(5)上，用压片固定；

所述的监测控制模块，包括一套3轴激光干涉仪(7)和一台工控机，所述的3轴激光干涉仪(7)有3个测量镜(801，802，800)，安装在所述的光栅基座(5)的侧边，中轴测量镜(800)安装在所述的光栅基座(5)侧边中点处，旁轴测量镜(801，802)安装点分别对准所述的两个基片平移台(601，602)的运动轴线，所述的3轴激光干涉仪(7)的三条测量激光束(901，902，900)分别对准3个测量镜(801，802，800)，与所述的待曝光的光栅基片(4)处于同平面内，所述的3轴激光干涉仪(7)精确测量出3个测量镜(801，802，800)相对初始位置的位移量，所述的工控机与所述的3轴激光干涉仪(7)、所述的光源平移台(2)、所述的两个基片平移台(601，602)、所述的光源(1)相连，通过程序读取及控制它们的状态。

2.根据权利要求1所述的大尺寸光栅的制造装置，其特征在于：所述的光源(1)发出的曝光光束，包括激光直写装置发出的点光束，或利用双光束干涉在光栅基片平面产生的明暗条纹，或利用达曼光栅衍射产生的光点阵。

3.利用权利要求1所述的大尺寸光栅的制造装置制造大光栅的方法，其特征在于包含以下步骤：

1)将待曝光光栅基片(4)置于所述的光栅基座(5)上，用压片固定，启动所述的工控机的程序进行以下操作：所述的两个基片平移台(601，602)带动所述的待曝光光栅基片(4)到达其移动台面运动起点，所述的光源平移台(2)带动所述的光源(1)到达其移动台面运动起点，初始化所述的3轴激光干涉仪(7)的3轴读数为零，即设定此位置为测量原点；

2)打开所述的光源(1)，所述的光源平移台(2)带动所述的光源(1)从移动台面运动起点至终点作匀速直线运动，使所述的光源(1)发出的曝光光束在所述的待曝光光栅基片(4)上扫过一条直线段，即对当前位置进行了曝光；

3)关闭所述的光源(1)，所述的光源平移台(2)带动所述的光源(1)退回到其移动台面运动起点；

4)设需要的光栅周期为t，若此时已经曝光了n次，则下一个曝光位置坐标为T＝(n+1)t，所述的两个基片平移台(601，602)同时带动所述的待曝光光栅基片(4)向前移动，移动量为t；

5)所述的两个基片平移台(601，602)停稳后，所述的工控机读取所述的3轴激光干涉仪(7)左、右两旁轴测量读数分别为P1，P2，中轴读数为P0，计算所述的两个基片平移台(601，602)分别应做出的调整距离为：X1＝T-P0+(P2-P1)/2和X2＝T-P0+(P1-P2)/2，令所述的两个基片平移台(601，602)分别相对当前位置移动X1，X2，正值表示前进，负值表示后退；

6)重复第5步，直到计算出的X1，X2小于基片平移台(601，602)的最小移动步距或预设的最大容差，认为此时所述的待曝光光栅基片(4)已经到达目标曝光位置T，调整结束；

7)当所述的待曝光光栅基片(4)的曝光未完成时，返回步骤2)，当所述的待曝光光栅基片(4)已完成全部曝光时，进入下一步；

8)取出经曝光的光栅基片(4)，通过显影、去铬、烘干后得到光栅。