刻度尺及其制造方法技术

一种刻度尺包括：基板；刻度光栅，其形成在基板的面上并具有预定间隔的多个光栅；以及保护层，其由氟化物制成并覆盖刻度光栅和基板的面的暴露部分。

Scale and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
刻度尺及其制造方法
本文描述的实施例的某个方面涉及一种刻度尺及其制造方法。
技术介绍
在基板上形成刻度光栅的刻度尺用于光学类型的位移测量装置(例如参见日本专利申请公开第2006-178312号)。
技术实现思路
污染物可能附着在刻度尺的刻度光栅上。但是，当擦去污染物时，刻度光栅可能会受损。污染物可能留在光栅之间的凹部中。因此，公开了一种保护层覆盖刻度光栅的技术(例如参见日本专利申请公开第2008-256655号)。然而，污染物可能附着在保护层上。很难去除污染物。本专利技术的目的是提供一种刻度尺及其制造方法，其中抑制污染物的附着并且很容易从中除去污染物。根据本专利技术的一方面，提供了一种刻度尺，包括：基板；刻度光栅，其形成在基板的面上并具有预定间隔的多个光栅；以及保护层，其由氟化物制成并覆盖刻度光栅和基板的面的暴露部分。根据本专利技术的另一方面，提供了一种刻度尺的制造方法，包括：通过等离子体聚合在基板的面上形成保护层，该基板具有以预定间隔布置的多个光栅的刻度光栅，所述保护层由氟化物制成并覆盖刻度光栅和基板的面的暴露部分。附图说明图1是比较实施例的刻度尺的剖视图。图2A示出了根据实施例的刻度尺的平面图；图2B示出了沿图2A的线A-A截取的剖视图；图3A至图3E示出了刻度尺的制造方法；以及图4A和图4B示出了另一种制造方法。具体实施方式[比较实施例]将给出比较实施例的描述。图1示出了比较实施例的刻度尺200的剖视图。如图1所示，刻度尺200具有刻度光栅20，刻度光栅20包括以预定间隔布置在基板10的面上的多个光栅。利用该结构，刻度尺200实现诸如光学透射或光学反射这样的光学特性。污染物可能附着在刻度尺200上。污染物会影响刻度尺200的光学特性。因此，优选去除污染物。例如，可以想到擦去附着在刻度光栅20的表面或刻度尺200的暴露部分上的污染物。然而，当擦去污染物时，刻度光栅20可能被损坏。或者，污染物留在光栅之间的凹部中。特别是，当刻度光栅20的光栅之间的距离小或由光栅形成的阶梯差大时，倾向于残留污染物。因此，使用刻度尺的测量装置的测量精度可能降低。因此，可以想到用保护层覆盖刻度光栅20。然而，污染物可能附着在保护层上。去除污染物并不容易。并且难以抑制污染物的附着。在下面的实施例中，将描述一种刻度尺及其制造方法，其中抑制污染物的附着并且很容易从中除去污染物。[实施例]图2A示出了根据实施例的刻度尺100的平面图。图2B示出了沿图2的线A-A截取的剖视图。如图2A和图2B所示，刻度尺100具有刻度光栅20，其中多个光栅以预定间隔布置在基板10的面上。基板10的面上的暴露部分和刻度光栅20被保护层30覆盖。保护层30的表面是平坦的或近似平坦的。基板10不受限制。当刻度尺100是光学透明型刻度尺时，基板10由光学透明材料制成。光学透明材料比如是玻璃。可以使用低膨胀系数材料，比如石英玻璃(合成熔融石英)。当刻度尺100是反射型刻度尺时，基板10可以由非透明材料制成。在这种情况下，非透明材料比如是金属或陶瓷。刻度光栅20不受限制。例如，刻度光栅20由根据类型比如相位光栅类型、振幅光栅类型、反射类型或光学透明类型的优化光学透明或非透明材料(光学吸收或光学反射)制成。光学透明材料可以是透明氧化物，比如玻璃、二氧化硅、氧化钛、氟化镁或氟化物。非光学透明材料可以是金属，比如铬、镍、硅化钛、铜、金、铝或钛、或者黑色镀层或着色氧化物层。保护层30由氟化物制成。例如，氟化物可以是基于氟碳化合物的聚合物。基于氟碳化合物的材料可以是四氟化碳等。氟化物具有防水性。因此，氟化物具有防污性能。因此，可以抑制污染物附着在保护层30上。氟化物的摩擦系数相对较小。因此，即使污染物附着在保护层30上，也可以擦去保护层上的污染物。因此，根据本实施例，能够抑制污染物附着在刻度尺100上。并且，刻度尺100具有容易去除污染物的结构。此外，氟化物具有优异的耐化学性。并且，氟化物的折射率小于二氧化硅的折射率。因此，氟化物具有优异的界面反射、光学性能等。氟化物保护层30在具有其中光栅之间的距离为2μm或更小的刻度光栅20的刻度尺中特别有效。当保护层30的表面是平坦的或近似平坦的时，抑制污染物的附着并且更容易擦去污染物。图3A至图3E示出了刻度尺100的制造方法。如图3A所示，待蚀刻层40形成在基板10的面上。待蚀刻层40是用于形成刻度光栅20的层。因此，待蚀刻层40的材料与刻度光栅20的材料相同。当基板10的材料与刻度光栅20的材料相同时，基板10的一部分可以用作待蚀刻层40。接下来，如图3B所示，抗蚀剂图案50以预定间隔形成在待蚀刻层40上。抗蚀剂图案50具有与刻度光栅20相同的图案。可以通过使用预定掩模蚀刻抗蚀剂层来形成抗蚀剂图案50。接下来，如图3C所示，抗蚀剂图案50用作掩模。并且蚀刻待蚀刻层40(蚀刻过程)。因此，形成刻度光栅20。接下来，如图3D所示，去除抗蚀剂图案50。然后，如图3E所示，形成保护层30以覆盖基板10的面上的暴露部分和刻度光栅20(层的形成过程)。可以在空气大气压下或减压下通过等离子体聚合形成保护层30。氟化物气体可以用作原料气体。氟碳化合物气体比如CF4、C3F8、C4F8或CHF3可以用作氟化物气体。优选地，保护层30的表面是平坦的或近似平坦的。在该实施例的制造方法中，可以通过氟化物气体的等离子体聚合形成氟化物保护层30。因此，可以抑制污染物附着在刻度尺100上。并且容易除去污染物。此外，可以通过使用等离子体聚合来减小保护层30的厚度。例如，与通过涂覆形成树脂保护层的情况相比，能够大大减小保护层30的厚度。例如，可以将保护层30的厚度减小到5μm或更小。从层形成的容易性的观点来看，保护层30的厚度优选为3μm或更小。从抑制保护层30由厚度变化引起的对刻度尺100的光学特性的影响的观点来看，更优选的是，保护层30的厚度为50nm至1μm。通过调节等离子体聚合的条件并在形成保护层之后进行回蚀，可以仅在光栅之间填充氟化物层。因此，可以使由保护层引起的光学特性的劣化最小化。保护层30的厚度是指从光栅的上表面到保护层30的上表面的厚度。在使用诸如氟碳化合物气体这样的氟化物气体作为蚀刻气体的等离子体蚀刻装置中，氟化物气体被等离子体分解。并且，形成比如CF2+或CF3+的离子或者比如F、CF、CF2或C2F4的基团。因此，靶标的表面的蚀刻和靶标的表面上的聚合物的覆盖彼此一起进行。当改变等离子体蚀刻装置的操作条件时，蚀刻的效果增大或者用聚合物覆盖表面的效果增大。例如，可以通过增大施加到靶标的偏压来增大蚀刻的效果。另一方面，通过减少施加到靶标上的偏压，可以减少由引入离子引起的蚀刻的效果并促进用聚合物覆盖表面。因此，在该实施例中，使用等离子体蚀刻装置。在这种情况下，可以连续地执行图3C的蚀刻过程、图3D的抗蚀剂的去除过程以及图3E的覆盖过程。也就是说，可以用单个等离子体蚀刻装置连续地执行一系列蚀刻过程、抗蚀剂的去除过程以及覆盖过程。并且可以在保持真空气压的条件下连续地执行一系列蚀刻过程、抗蚀剂的去除过程以及覆盖过程。并且可以用类似或相同的氟化物气体进行蚀刻过程和覆盖过程。在抗蚀剂的去除过程中，可以通过将气体改变为氧化气体比如氧气来去除抗蚀剂。在使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刻度尺，包括：基板；刻度光栅，其形成在基板的面上并具有预定间隔的多个光栅；以及保护层，其由氟化物制成并覆盖刻度光栅和基板的面的暴露部分。

【技术特征摘要】
2017.12.05 JP 2017-2331541.一种刻度尺，包括：基板；刻度光栅，其形成在基板的面上并具有预定间隔的多个光栅；以及保护层，其由氟化物制成并覆盖刻度光栅和基板的面的暴露部分。2.如权利要求1所述的刻度尺，其中，所述保护层的厚度为3μm或更小。3.如权利要求1所述的刻度尺，其中，所述保护层的厚度为1μm或更小。4.如权利要求1至3中任一项所述的刻度尺，其中，所述保护层的表面是平坦的或近似平坦的。5.如权利要求1至3中任一项所述的刻度尺，其中，所述氟化物是氟碳化合物的聚合物。6.一种刻度尺的制造方法，包括：通过等离子体聚合在基板的面上形成保护层...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木敏彦，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本,JP