于激光干涉微影设备中，激光光源提供第一激光光束，光学元件组合是光学耦接至激光光源，接收并处理第一激光光束以提供第二激光光束。曝光载台用于承载待曝物。光纤组接收第二激光光束并将其处理成不具有空间杂讯的单一模态的稳定同调第三激光光束。利用第三激光光束于待曝物上产生干涉图案。在激光光源的输出端至曝光载台的光路中，不存在有针孔空间滤波器及扩束器。通过本发明专利技术的实施样态，可以利用光纤滤除空间杂讯，得到不具有空间杂讯的纯净、单一模态、稳定的激光光束以供激光干涉微影用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】于激光干涉微影设备中，激光光源提供第一激光光束，光学元件组合是光学耦接至激光光源，接收并处理第一激光光束以提供第二激光光束。曝光载台用于承载待曝物。光纤组接收第二激光光束并将其处理成不具有空间杂讯的单一模态的稳定同调第三激光光束。利用第三激光光束于待曝物上产生干涉图案。在激光光源的输出端至曝光载台的光路中，不存在有针孔空间滤波器及扩束器。通过本专利技术的实施样态，可以利用光纤滤除空间杂讯，得到不具有空间杂讯的纯净、单一模态、稳定的激光光束以供激光干涉微影用。【专利说明】以光纤作为空间滤波器与扩束器的激光干涉微影设备
本专利技术是有关于一种具有光纤的激光干涉微影设备。
技术介绍
激光干涉微影(Laser interference lithography, LIL)能以低成本制造出高解析度的奈米级表面图案。LIL是使用同调光源，对光源分光或反射，使两道或以上的光在空间中重迭，进而在光阻上产生干涉条纹及周期性结构。LIL的优点如下。第一，LIL可不需使用传统微影技术所使用的光罩和高数值孔径(Numerical Aperture, NA)值的透镜组，因此可避免光学绕射和省去昂贵的设备。第二，LIL拥有大聚焦深度，可以大幅减低环境对曝光的影响。第三，在不更改光学元件和光学设计的情况下，变更干涉入射角度，即可得到更小的周期与线宽。利用LIL可以形成具有奈米等级图案的模具，利用此模具可以进行奈米压印。奈米压印技术的应用涵盖资讯储存、生医、光电、显示器、奈米电子领域等，其中有一项极具发展潜力的应用就是金属线光栅偏振器(Wire GridPolarizer, WGP) 0此产品可以取代传统偏极板，让目前所使用的显示器更加节能、更加有效率。WGP的制作是利用奈米级的光学微结构所产生的光学效果，所以制作的结构的周期与线宽等规格更显重要。在设计和发展WGP时，需要针对周期和线宽分别进行研究，方能制造出有最佳效率的WGP结构。如要快速且大面积制作奈米级结构，最有效率的技术是利用奈米压印，其中模具扮演着重要的脚色。因此，一个能够生产均匀且能够快速改变任何周期与线宽的奈米结构，和生产出结构坚固可靠的模具的系统，可使奈米压印的制程更加稳定快速。然而，LIL需要很高的激光指向稳定度，在奈米尺度之下，无论任何激光指向飘移或是振动，都会造成干涉周期或是结构位置的改变，最终使LIL的光栅失去对比度或是破坏其结构，终将无法产生干涉条纹。虽然在能够利用精密量测及控制来作即时修正，但是相当耗费设备及技术成本，不符需求。此外，激光光源都存在有空间杂讯。为了消除空间杂讯、减低气体激光在运作时所产生的大量废热影响环境温度梯度变化，在光路架设时，通常会将激光光源架设在远离干涉微影的光学桌，使空间频率中较高频的杂讯在光的传递过程中远离激光的光轴，并且架设针孔当作空间滤波器，过滤激光的空间杂讯或过滤因为光路上光学元件的缺陷所造成的绕射光源。然而，针孔的位置必须适当地受到调整，太过接近或远离激光光源都会造成不良效果。因此，需要配合复杂的光学机构、光学检测和精密的光学元件，再配合高速的即时回馈系统构建成条纹锁定(fringe-locking)系统,过程耗时且成本高昂。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种以光纤作为空间滤波器与扩束器的激光干涉微影设备，利用具有传输性质的光纤来取代针孔空间滤波器及扩束器，并提供纯净、稳定的同调激光光束当作曝光光源，来进行激光干涉微影制程。为达上述目的，本专利技术提供一种激光光纤干涉微影设备，包含一激光光源、一光学元件组合、一曝光载台以及一光纤组。激光光源提供一第一激光光束。光学元件组合光学耦接至激光光源，接收并处理第一激光光束以提供一道或多道第二激光光束。曝光载台用于承载一待曝物。光纤组接收一道或多道第二激光光束并将一道或多道第二激光光束处理成一道或多道不具有空间杂讯的单一模态的稳定同调第三激光光束。光纤组的一工作波长范围涵盖第二激光光束的一波长。利用一道或多道第三激光光束于待曝物上产生一干涉图案。在激光光源的一输出端至曝光载台的一光路中，不存在有针孔空间滤波器及扩束器。通过本专利技术的上述实施样态，可以利用光纤滤除空间杂讯，得到不具有空间杂讯的纯净、单一模态、稳定的激光光束以供激光干涉微影用。为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。【专利附图】【附图说明】图1至3分别显示依据本专利技术第一至第三实施例的LIL设备的示意图。图4A与4B分别显示使用本专利技术的单模光纤及习知针孔所获得的光束轮廓图。图5A与5B分别显不在光纤的输出端与萤光萤幕之间置放UV偏振器所获得的光束轮廓图。图6与7显示依据本专利技术第一实施例所得的两种光栅的电子显微照片图。图8与9显示依据本专利技术第一实施例所得的两种奈米柱的电子显微照片图。图10与11分别显示依据本专利技术第四与第五实施例的LIL设备的示意图。附图标号:LB1、LB2:激光光束LC:第三激光光束LCl:第一部分LC2:第二部分LC3:第三部分OP:光路S1:强度信号1、1’、1"、1"丨、1"":激光干涉微影设备10:激光光源11:输出端20:光学元件组合21:快门22:光圈23:第一反射镜24:第二反射镜25:半波片26:透镜29:耦合器30:光纤组31:第一端/输入端32:第二端/输出端40:固持器50:曝光载台51:待曝物52:反射镜53:待曝物驱动机构60:光纤驱动机构70:载台驱动机构80:曝光剂量控制模块81:光感测器82:处理器90:准直器。【具体实施方式】如图1所示，本实施例的激光干涉微影(LIL)设备I包含一激光光源10、一光学元件组合20、一光纤组30、一固持器40以及一曝光载台50。值得注意的是，在图1中所绘制的元件的相对位置关系仅为例示目的绘制，并非用以限制本专利技术的范畴。激光光源10提供一第一激光光束LBl。在一实施例中，选择一种操作于325nm的氦(He)镉(Cd)激光作为紫外(UV)光源。因为He Cd激光利用相当低电源电浆来操作，所以频率的热都卜勒扩张(Doppler broadening)自然是相当低ClGHz)。相对应的同调长度(IOcm)对于数公分尺寸的样品的LIL是足够长的。因此，不需频率选择，也不需外部水冷却。然而，本专利技术并未严格受限于此，亦可以使用其他的激光光源，譬如氪(Kr)、氩(Ar)离子激光光源等。然而，我们发现HeCd激光有时具有关于波束形状及指向稳定度的品质的问题。即使利用习知空间滤波器(譬如针孔)，这些对于LIL曝光系统的品质及稳定度仍具有一严重冲击。激光波束形状直接影响样品上的强度图案(intensitypattern),且指向稳定度可导致外表的波束源的位置改变。因此，本实施例不采用习知针孔空间滤波器，而寻求其他的解决方法，就是采用光纤，包含多模、单模及极化保持单模光纤。经过实验验证，采用光纤不但可以提供具有挠性的光的传输路径，也可以取代传统的针孔空间滤波器及扩束器，详述如后。当然，也可以采用多模光纤。虽然多模光纤会因为其核心较大而导致光的模态在光纤里面改变，但是在本实施例的LIL设备中，由于尽量以小型化设备为设计考量，所以所需的多模光纤的长度不长(在一个例子中是0.3至0.5公尺，通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅建中，孙宜嶙，麦达维，林宝德，张恩奖，黄则斌，
申请(专利权)人：傅建中，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。