TW201326768A

TW201326768A - 混合式繞射光柵、模具及繞射光柵及其模具的製造方法

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Publication number: TW201326768A
Application number: TW100149898A
Authority: TW
Inventors: Cheng-Hao Ko
Original assignee: Oto Photonics Inc
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2013-07-01
Also published as: TWI440833B; US10551531B2; CN103185908B; US20130170043A1; CN103185908A

Abstract

混合式繞射光柵、模具及繞射光柵及其模具的製造方法。繞射光柵包括一本體及一反射層。本體包括多個繞射結構。從本體的一俯視方向來看，此些繞射結構排列為一圖案，此圖案由相對應的一輪廓圖所定義，此輪廓圖定義此些繞射結構的多種閃耀角。反射層配置於此些繞射結構上，並具有對應於此些繞射結構的特徵。

Description

混合式繞射光柵、模具及繞射光柵及其模具的製造方法

本發明是有關於一種繞射光柵，尤其關於一種用以分光的繞射光柵及其對應的模具與製造技術。

光譜儀(spectrometer)的應用相當廣泛，例如輻射源的光度測定(photometry)、分光計、物質檢測...等。光譜儀會使用狹縫結構來控制一定量的光源進入其中，再透過繞射光柵配合準直器(collimator)與校正鏡片(correcting lens)的組合將輸出的光譜分量聚焦在一個影像平面。影像平面上可以放置光感測器，這樣就可以獲得各個光譜分量。

圖1顯示一種傳統的光譜儀的示意圖。如圖1所示，傳統的光譜儀5100由一光源5110、一輸入部5120、一準直面鏡5130、一平面光柵5140、一聚焦面鏡5150及一直線狀光感測器5160所組成。光源5110輸出的光訊號5200通過輸入部5120，然後被準直面鏡5130處理後到達平面光柵5140。平面光柵5140的繞射圖案5142的巨觀輪廓為一平面。傳統平面光柵5140是以鑽石刀刻劃繞射圖案的加工方式。

這種傳統的繞射圖案如圖2所示，具有固定間距(pitch)P1以及固定閃耀角(blaze angle)A1。平面光柵5140的繞射圖案5142的繞射結構5144的兩個頂點5144A與5144B的連線為基準線5144C。光柵法線5144N垂直於基準線5144C，有效面法線5144M垂直於有效面5144D。入射光LI打在有效面5144D上，會產生反射光LR(又稱0階光)、1階繞射光LD+1及LD-1、與2階以上的光(未繪示)。閃耀角A1為光柵法線5144N與有效面法線5144M的夾角，相當於基準線5144C與有效面5144D的夾角。在圖2中，每一個繞射結構5144的閃耀角都是等於A1。這種繞射光柵都是利用鑽石刀刻劃繞射圖案的方式來製作。鑽石刀每移動一次，其刀尖僅能刻出一個繞射結構。然而一個繞射光柵通常會有上千個繞射結構，因此傳統鑽石刀的加工方式非常費時又費工。此外，由於鑽石刀具的刀尖是固定的，因此一種鑽石刀具僅能刻出單一種繞射結構，各繞射結構的閃耀角也都會相同。

圖3顯示另一種傳統光柵的示意圖。如圖3所示，平面光柵5140'具有固定間距P1以及兩種閃耀角A1及A2。平面光柵5140'也是利用鑽石刀刻劃繞射圖案的方式來製作，製作過程需要兩種刀具。首先，用第一種刀具刻劃出具有閃耀角A1的繞射結構。接著，將第一種刀具更換為第二種刀具，再透過第二種刀具繼續刻劃出具有閃耀角A2的繞射結構。

值得一提的是，在更換刀具的過程會遇到定位的問題。舉例來說，第一種刀具與第二種刀具的夾持位置發生誤差，此誤差就會反映在光柵上。又例如，第二種刀具的起始刻劃位置發生誤差，此誤差也會反映在光柵上。特別是，繞射結構的尺寸都非常的小，例如數微米(um)，因此定位所產生些微誤差就會造成嚴重的問題。例如，繞射結構呈現不連續的狀態，會使得繞射結構所輸出的光訊號也會有不連續的狀態。又例如，可能產生嚴重的雜散光訊號而影響到所欲獲得的訊號。更甚者，可能導致繞射光柵無法使用。

基於上述，傳統鑽石刀的加工方式，每更換一次刀具，就會產生一次定位的問題，繞射光柵的誤差也會隨之上升。

因此，本發明實施例的一個目的是提供一種具有多重閃耀角的混合式繞射光柵及其對應的模具與製造技術。

為達上述目的，本發明實施例提供一種具有多個繞射結構的繞射光柵的製造方法，包括：依據一輪廓圖從一本體的一俯視方向對本體進行一翻印成型程序以形成一第一成型層，其中輪廓圖包括此些繞射結構的一俯視圖案，俯視圖案定義此些繞射結構的多種閃耀角；以及藉由第一成型層執行一反射層形成程序，藉以形成一反射層於本體，其中從俯視方向來看，反射層定義有俯視圖案。

本發明實施例又提供一種繞射光柵，包括一本體及一反射層。本體包括多個繞射結構。從本體的一俯視方向來看，此些繞射結構排列為一圖案，此圖案由相對應的一輪廓圖所定義，此輪廓圖定義此些繞射結構的多種閃耀角。反射層配置於此些繞射結構上，並具有對應於此些繞射結構的特徵。

本發明實施例更提供一種模具的製造方法，此模具用以製造具有多個繞射結構的繞射光柵，此製造方法包括：依據一輪廓圖從一本體的一俯視方向對此本體進行一翻印成型程序以產生此模具。此輪廓圖包括此些繞射結構的一俯視圖案，此俯視圖案定義此些繞射結構的多種閃耀角。

本發明實施例更提供一種繞射光柵的製造方法，包括：利用一輪廓圖設計出一立體圖；利用立體圖產生一模具；利用模具產生具有多個繞射結構的一光柵本體，輪廓圖包括此些繞射結構的一俯視圖案，此俯視圖案定義此些繞射結構的多種閃耀角；以及於光柵本體上形成一反射層，以形成繞射光柵。

本發明實施例又提供一種模具，用以翻製一繞射光柵，此模具包括一本體，包括多個繞射結構。從此本體的一俯視方向來看，此些繞射結構排列為一圖案，此圖案由相對應的一輪廓圖所定義，此輪廓圖定義此些繞射結構的多種閃耀角。

本發明實施例更提供一種具有多個繞射結構的繞射光柵的製造方法，包括：依據一模具進行一第一翻印成型程序以產生具有此些繞射結構的一第一本體，其中從此第一本體的一俯視方向來看，此些繞射結構排列為一圖案，此圖案由此模具的一第一輪廓圖所定義，此第一輪廓圖定義此些繞射結構的多種閃耀角；以及執行一反射層形成程序，藉以形成一反射層於此些繞射結構上。

因此，本發明實施例揭露出多種閃耀角的使用，使得繞射光柵的設計更具有彈性。此外，利用輪廓圖來翻印出繞射光柵的圖案，使得所有的繞射結構可以一次性地一併產出。利用光微影製程，不再需要習知技術的鑽石刀具，也沒有因為需要換刀具而造成的對位問題。又，因為輪廓圖對應至多個繞射光柵的輪廓，所以可以在一片晶圓上製造多個繞射光柵，符合彈性製造的需求，並能減少晶圓的浪費。此外，利用輪廓圖來產出模具，再利用模具來產出繞射光柵，可以達到大量生產，降低成本的功效。在此，利用屬於移動路徑圖的輪廓圖來產出模具或繞射光柵的繞射結構，也可以實施具有多重閃耀角的繞射光柵，符合設計者的需求。

為讓本發明實施例的上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

習知技術透過更換鑽石刀具來改變繞射光柵的閃耀角，藉以改變繞射光柵的繞射效率曲線。但此作法所造成的繞射效率曲線的變化度有限。更具體地說，習知繞射效率曲線的變化度與更換刀具的次數成正比。值得一提的是，每次更換刀具的過程都會遇到定位的問題，反而會造成嚴重的誤差，而衍生雜散光。

反觀，本發明的實施例透過改變輪廓圖即可隨意的調整各個繞射結構的閃耀角。隨著閃耀角的改變，繞射結構的對於不同波段的繞射效率也會改變。透過改變輪廓圖，每一個繞射結構都可隨設計者的需求調整成增強特定的繞射波段。假設混合式繞射光柵共有3000個繞射結構，每一個繞射結構有60種閃耀角可供選擇，那麼繞射效率曲線至少就有180000種變化。對於設計者而言，可更彈性地設計繞射光柵的繞射效率曲線。以下配合圖示作更具體地說明。

圖4A顯示將一繞射光柵分成兩個區段的示意圖。於圖4A中，繞射光柵1以平面光柵為例進行說明，其具有區段SA1與區段SA2。區段SA1具有多個相同的繞射結構11，區段SA2具有多個相同的繞射結構12。繞射結構11與12所對應的閃耀角分別為A1與A2。繞射結構11與12具有相同的間距。具有不同的閃耀角A1與A2的繞射結構11與12分別具有不同的繞射效率曲線A1C1與A2C1，如圖4B所示。繞射光柵1的整體繞射效率曲線是由各繞射結構11與12的繞射效率曲線所組成，如圖4C所示。在圖4B與4C中，橫軸表示繞射光的波長，縱軸表示繞射效率，從圖4B與4C可以看出，繞射光柵1對於波長200 nm至1100nm的光線具有不同的繞射效率曲線。

當然，圖4C的整體繞射效率曲線並無法滿足所有設計者的設計需求。有些設計者需要將整體繞射效率曲線的中間段的效率提高，有些設計者需要將整體繞射效率曲線的左邊段的效率提高，依此類推。因此，基於某些特定的原因，設計者會需要彈性調整繞射光柵的整體繞射效率曲線，藉以因應特殊需求。所以設計者可以調整繞射效率曲線而設計出另一種繞射光柵，舉例來說，所設計出來的另一種繞射光柵的繞射效率曲線圖如圖4D與4E所示。於圖4D中，因為閃耀角A1與A2的角度數值已經依據設計者的需求而調整，所以圖4D的個別繞射效率曲線A1C2與A2C2不同於圖4B的繞射效率曲線A1C1與A2C1，且圖4E的整體繞射效率曲線不同於圖4C的整體繞射效率曲線。

當然，設計者可以再度調整繞射效率曲線而設計出又一種繞射光柵，其繞射效率曲線圖如圖4F與4G所示。於圖4F中，閃耀角A1與A2的角度數值又已經依據設計者的需求而調整，所以圖4F的個別繞射效率曲線A1C3與A2C3不同於圖4B的個別繞射效率曲線A1C1與A2C1與圖4D的個別繞射效率曲線A1C2與A2C2，且圖4G的整體繞射效率曲線不同於圖4C與4E的整體繞射效率曲線。由此可知，藉由調整各個繞射結構的閃耀角的角度數值，就能改變整體的繞射效率曲線。

值得注意的是，雖然在圖4A中的繞射結構的閃耀角A1與A2是分別分佈在兩個區段SA1與SA2，但是於其他例子中，亦可將閃耀角A1與A2交叉混合分佈在繞射光柵中，而得到類似的效果。

第一實施例

圖5A顯示依據本發明第一實施例的繞射光柵的示意圖。請參照圖5A，在本實施例中，混合式繞射光柵100是一種平面光柵，其具有1000個繞射結構101，1000個繞射結構102以及1000個繞射結構103。繞射結構101、102、103分別具有不同的閃耀角A1、A2、A3。繞射結構101、102、103是規則性地排列，其中一個區段的繞射結構的排列順序為103-101-102-103-101-102-103-101-102，且繞射結構101、102、103具有相同的間距P1，繞射結構101、102、103的有效面101E、102E、103E都是平面。不同繞射結構103與101(或102與101；或103與102)之間的連接界面可以被稱為是異質連接部，而相同繞射結構之間的連接界面可以被稱為是同質連接部。在第一實施例中，總共有2999個異質連接部，但沒有同質連接部。於其他實施例中，繞射光柵可以具有一個或多個同質連接部。

圖5B顯示依據本發明第一實施例的輪廓圖的示意圖。圖5C以誇大方式顯示沿著圖5A的線L5C-L5C的剖面示意圖。如圖5A至5C所示，依據本發明第一實施例所提供的繞射光柵100包括一本體130及一反射層150。為了清楚顯示圖5A與5B的對應關係起見，圖5A的反射層150並未標示出。本體130包括多個繞射結構101至103。從本體130的俯視方向D1來看，此些繞射結構101至103排列為圖案110S，此圖案110S由相對應的輪廓圖110所定義，此輪廓圖110定義此些繞射結構101至103的多種閃耀角A1至A3。在本實施例中，輪廓圖110以設計者在電腦上繪製的電子圖案為例進行說明，輪廓圖110包含多個排列成陣列型式的圖案110S，圖案110S對應至繞射光柵的俯視圖，在本實施例中是以一個圖案110S作為例子來說明。

反射層150配置於此些繞射結構101至103上，並具有對應於此些繞射結構101至103的特徵，因而可以接收光線而產生繞射光，而將光線分成多個光譜分量。

如上所述，每個繞射光柵擁有特定的繞射效率曲線。於本實施例中，具有閃耀角A1、A2、A3的繞射結構101、102、103的個別繞射效率曲線A1C4、A2C4、A3C4如圖5D所示，而繞射光柵100的整體繞射效率曲線如圖5E所示。

當然，設計者可以透過調整繞射結構的閃耀角來調整繞射效率曲線，以設計出另一種繞射光柵，其繞射效率曲線顯示於圖5F與5G中。於圖5F中，設計者已經調整閃耀角A1、A2、A3的角度數值，所以圖5F的個別繞射效率曲線A1C5、A2C5、A3C5不同於圖5D的個別繞射效率曲線A1C4、A2C4、A3C4，且圖5G的整體繞射效率曲線不同於圖5E的整體繞射效率曲線。值得注意的是，上述的閃耀角的調整是在設計階段完成，因為繞射光柵生產出來之後，其繞射結構的閃耀角就沒辦法再改變。設計者可以先設定繞射光柵的預定繞射效率曲線。透過模擬軟體調整輪廓圖中的各繞射結構的閃耀角，使輪廓圖所對應的繞射光柵具有相似於上述預定繞射效率曲線。然後依據此輪廓圖來製造出繞射光柵，此繞射光柵就具有符合預定的繞射效率曲線。

在圖5A至5G中，所顯示出來的是繞射光柵以及繞射光柵的繞射效率曲線，以下參考圖6A至6G來說明依據本發明第一實施例的繞射光柵的製造方法。

當設計繞射光柵時，設計者會先設定具有一預定繞射曲線的繞射光柵，因此設計相對應的輪廓圖，再用輪廓圖作成光罩，然後再用光罩製造出繞射光柵。圖6A顯示依據本發明第一實施例的繞射光柵的製造方法的流程圖。圖6B顯示依據本發明第一實施例的輪廓圖及光罩。圖6C至6G顯示依據本發明第一實施例的繞射光柵的製造方法的各階段的剖面示意圖。第一實施例的繞射光柵的製造方法包括步驟S110與S120。

首先，可由步驟S110，依據輪廓圖從本體的俯視方向對本體進行翻印成型程序以形成第一成型層。在本實施例中，可先依據輪廓圖製造光罩，再透過光罩對本體進行翻印成型程序以形成第一成型層，其中第一成型層以光阻層140為例進行說明。更具體地說，可先在電腦中設計輪廓圖110。輪廓圖110可包括多個繞射光柵的俯視圖案(以110S為例進行說明)。俯視圖案110S定義一繞射光柵中各繞射結構的閃耀角，如圖6B所示。在本實施例中，俯視圖案110S定義了三種繞射結構101、102、103，其分別具有實質上不同的單一閃耀角A1、A2、A3。然後，可利用輪廓圖110來製造光罩120。如圖6B所示，是以等比例縮小的方式來製造光罩120，可以讓繞射光柵更加微型化。於其他實施例中，亦可利用1:1、等比例放大或不等比例縮放的方式來製造光罩。在本實施例中，輪廓圖雖以電腦中的圖案為例進行說明。但在其他實施例中，輪廓圖也可以是設計製造好的光罩或遮罩。

接著，如圖6C所示，提供本體130，例如是半導體基板，例如是矽基板。然後，於本體130上塗上光阻層140，如圖6D所示。光阻層的材料例如是正向光阻(positive photoresist)，正向光阻是光阻的一種，其被光照到的部分會溶於光阻顯影液，而沒有被光照到的部分不會溶於光阻顯影液。在其他實施例中，也可使用負向光阻(negative photoresist)來實施，負向光阻例如是SU-8，其被光照到的部分不會溶於光阻顯影液，而沒有被光照到的部分會溶於光阻顯影液。接著，進行光微影製程，如圖6E所示，透過上述光罩120沿俯視方向D1來對光阻層140曝光；然後，如圖6F所示，利用光阻顯影液進行顯影程序，以在光阻層140上定義出對應於輪廓圖110的俯視圖案110S。為方便後續實施例的說明，圖6F的整體構造稱為光柵本體。

接著，請參見圖6A與6G，於步驟S120，藉由第一成型層執行一反射層形成程序，藉以形成反射層於本體。詳言之，可在光阻層140及本體130上塗上反射層150而形成具有多個繞射結構101、102、103的繞射光柵100。反射層150的材料例如是鋁，但本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者也可採用其他具反射特性的材料來實施反射層150，例如也可用二氧化矽來實施反射層150。

反射層150的厚度相當地薄，會保留光阻層140的結構特徵。因此，反射層150的輪廓相似於第一成型層140的輪廓，而第一成型層140的輪廓相似於輪廓圖110，所以從俯視方向D1來看，反射層150定義有前述俯視圖案110S。另一方面，從本體130的一側視方向D2來看，反射層150呈現此些繞射結構101、102、103的有效面101E、102E、103E。俯視方向D1是平行於繞射結構101、102、103的有效面101E、102E、103E。依據本發明第一實施例的製造方法，可以具優勢地一次產生多個不同閃耀角的繞射結構，這也是利用刀具刻畫的習知技術所沒有辦法達到的特徵。

因此，第一實施例揭露出多種閃耀角的使用，使得繞射光柵的設計更具有彈性。此外，利用輪廓圖來翻印出繞射光柵的圖案，使得所有的繞射結構可以一次性地一併產出。利用光微影製程，不再需要習知技術的鑽石刀具，也沒有因為需要換刀具而造成的對位問題。又，因為輪廓圖對應至多個繞射光柵的輪廓，所以可以在一片晶圓上製造多個繞射光柵，符合彈性製造的需求，並能減少晶圓的浪費。舉例來說，圖6H顯示依據本發明第一實施例的具有多個繞射光柵的晶圓的示意圖。因為圖6B的一張輪廓圖包括多個繞射光柵的俯視圖，所以可在一片晶圓100W上製造多個不同的繞射光柵100，而且可以採用現有的半導體製程來產出不同的繞射光柵，有助於簡化製程及降低成本。

值得一提的是，雖然上述實施例中已經對繞射光柵及其製造方法描繪出了一個可能的型態，但所屬技術領域中具有通常知識者應當知道，各廠商對於繞射光柵及其製造方法的設計都不一樣，因此本發明的應用當不限制於此種可能的型態。換言之，只要是透過輪廓圖來定義繞射光柵的參數並據以製造繞射光柵，就已經是符合了本發明的精神所在。以下再舉幾個實施方式以便本領域具有通常知識者能夠更進一步的了解本發明的精神，並實施本發明。

第二實施例

在第一實施例中，輪廓圖的繞射結構的閃耀角雖以週期性A3-A1-A2-A3-A1-A2-A3-A1-A2為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變各繞射結構的排列方式。舉例來說，圖7顯示依據本發明第二實施例的輪廓圖的示意圖。如圖7所示，輪廓圖210的閃耀角的排列依序是A2-A1-A2-A3-A2-A3-A1-A3-A1...，這是一種不具週期性的非週期性的排列方式。依據輪廓圖210及第一實施例的製造方法，可以製造出對應的繞射光柵。

在第一實施例中，輪廓圖110的閃耀角的排列依序是A3-A1-A2-A3-A1-A2-A3-A1-A2，相當於是9個繞射結構，其中每三個相連的繞射結構也可以視為一個仿繞射結構。亦即，9個繞射結構也可以視為三個仿繞射結構，仿繞射結構也是採週期性排列方式，此週期性排列方式會造成雜散光。在第二實施例中，非週期性的排列方式可以降低仿繞射結構所造成的雜散光。

此外，有一些因素，例如入射光角度、繞射光柵曲面，會造成繞射光柵的中間區段的繞射效率較好。如果某一種閃耀角集中在中間區段，則會有繞射效率不平均的問題，而第二實施例的非週期性的排列方式，也可以使不同閃耀角均勻分布於不同區段，正是可以解決此問題。因此，設計者只需要改變輪廓圖，可輕易地改變閃耀角的排列方式，進而調整繞射光柵的整體繞射效率曲線。

第三實施例

在第一實施例中，輪廓圖的繞射結構的閃耀角雖以三種相同數量的閃耀角A1、A2、A3為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變各閃耀角A1、A2、A3的數量。舉例來說，圖8顯示依據本發明第三實施例的輪廓圖的示意圖。依據圖8的輪廓圖310及第一實施例的製造方法，可以製造出對應的繞射光柵。如圖8所示，輪廓圖310的閃耀角A1的數量是2個，閃耀角A2的數量是3個，閃耀角A3的數量是4個。在第三實施例中，閃耀角A3的比例最高，使得繞射光柵的整體繞射效率曲線會愈接近閃耀角A3的繞射效率曲線；閃耀角A1的比例最低，使得繞射光柵的整體繞射效率曲線會愈遠離閃耀角A1的繞射效率曲線。因此，設計者只需要改變輪廓圖，可輕易地改變各種閃耀角的比例，進而可調整繞射光柵的整體繞射效率曲線。

第四實施例

在第一實施例中，輪廓圖的繞射結構的不同閃耀角的數量雖以三種為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變不同閃耀角的數量。舉例來說，圖9顯示依據本發明第四實施例的輪廓圖的示意圖。如圖9所示，輪廓圖410包括四種閃耀角A1、A2、A3、A4。依據輪廓圖410及第一實施例的製造方法，可以製造出對應的繞射光柵。在第四實施例中，四種閃耀角的排列組合讓光柵的整體繞射效率曲線的設計更具有彈性。於其他例子中，設計者可以將4種或4種以上的閃耀角任意排列組合，以組合出更多樣化的繞射效率曲線。因此，設計者只需要改變輪廓圖，可輕易地實現多種閃耀角的選擇與組合，進而可調整繞射光柵的整體繞射效率曲線。

第五實施例

在第一實施例中，輪廓圖的單一繞射結構的閃耀角雖以一種為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求使單一繞射結構具有多種閃耀角。舉例來說，圖10顯示依據本發明第五實施例的輪廓圖的示意圖。如圖10所示，輪廓圖510所對應的繞射結構具有多種閃耀角。以下以繞射結構511為例進行說明。

在繞射結構511中，位置L5的閃耀角是A5，而位置L6的閃耀角是A6。換言之，繞射結構511的繞射效率曲線是由各位置的閃耀角所組合出的。若重新定義繞射結構511各位置的閃耀角，繞射結構511所對應的繞射效率曲線也會跟著變化。

第五實施例的繞射結構的有效面的曲線包括外凸曲線、內凹曲線以及直線。當然，於其他實施例中，繞射結構的有效面的曲線包括正弦曲線...等。依據輪廓圖510及第一實施例的製造方法，可以製造出對應的繞射光柵。單一繞射結構具有多種閃耀角的採用可以讓繞射光柵的整體繞射效率曲線更加多樣化而讓設計更具彈性。當然，設計者也可以將這些繞射結構作變化的排列來達成所需要的繞射光柵的設計。因此，設計者只需要改變輪廓圖，可輕易地使一繞射結構具有多種閃耀角，進而可調整繞射光柵的整體繞射效率曲線。

第六實施例

圖11A與11B顯示依據本發明第六實施例的輪廓圖的示意圖。為了簡化說明起見，第六實施例將以簡圖來顯示輪廓圖的繞射結構的排列，其中符號A1被包在三角形中代表繞射結構的閃耀角為A1，符號A2被包在三角形中代表繞射結構的閃耀角為A2，依此類推。

在第六實施例的第一例子中，輪廓圖的繞射結構的間距雖以相等間距為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變繞射結構的間距成為不等間距。舉例來說，如圖11A所示，第六實施例的第一例子的輪廓圖610A的繞射結構611A至613A的間距分別排列為P1-P2-P1-P3-P4，其中間距P1~P4互不相同，且繞射結構611A至613A沿著一直線620A排列。亦即，前述輪廓圖更可用來定義各繞射結構的間距。設計者只需要改變輪廓圖，不但可調整繞射光柵的整體繞射效率曲線，還可一併調整各繞射結構的間距，進而彈性調整繞射光的聚焦位置。

在第一實施例中，輪廓圖的繞射結構雖以沿著直線排列為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變繞射結構的排列方式為曲線排列方式。舉例來說，如圖11B所示，第六實施例的第二例子的輪廓圖610B的繞射結構611B至613B沿著一曲線620B排列。因此，所產生的繞射結構會沿一曲線排列，此曲線被俯視圖案所定義。設計者只需要改變輪廓圖，即可調整繞射光柵的整體繞射效率曲線，透過調整排列曲線可以彈性調整繞射光的聚焦位置。

於一例子中，當輪廓圖610B的曲線620B的曲率半徑等於羅蘭圓的直徑時，繞射光的聚焦範圍會落在羅蘭圓上。於另一例子中，輪廓圖610B的曲線620B不是圓弧曲線，使得所製造出來的繞射光柵的繞射結構的排列曲線也不是圓弧曲線，藉由調整輪廓圖610B的曲線620B，可以將繞射光柵的繞射光的聚焦範圍調整在一直線上，以讓平面型電荷耦合元件(CCD)影像感測器直接接收繞射光。

圖11C顯示依據本發明第六實施例的輪廓圖所製造出來的繞射光柵的立體圖。如圖11C所示，本實施例的繞射光柵600G包括一本體610G及一反射層630G。本體610G包括多個繞射結構611G、612G、613G，形成於矽基板601G上面的光阻層602G，光阻層602G又稱為第一成型層。從本體610G的俯視方向D1來看，此些繞射結構611G、612G、613G排列成的圖案是由圖11B的相對應的輪廓圖610B所定義，因而沿著一曲線623G排列。此輪廓圖610B定義此些繞射結構的多種閃耀角A1、A2、A3。反射層630G配置於此些繞射結構611G、612G、613G上，並具有對應於此些繞射結構611G、612G、613G的特徵。繞射結構611G的閃耀角為A1，繞射結構612G的閃耀角為A2，繞射結構613G的閃耀角為A3。這三種閃耀角完全對應至圖11B的輪廓圖610B的三種閃耀角。

在第六實施例中，間距及曲線的調整都能彈性調整繞射光的聚焦位置，透過這兩個參數組合起來的調整，可使聚焦位置的設計更具彈性。值得一提的是，上述兩個參數也可一併在輪廓圖中定義。換言之，設計者透過改變輪廓圖，不但可調整繞射光柵的整體繞射效率曲線，也可順應調整聚焦位置。

第七實施例

在第一實施例中，輪廓圖的同一繞射結構的有效面雖以相等長度為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變同一繞射結構的有效面的長度。舉例來說，圖12顯示依據本發明第七實施例的輪廓圖與繞射光柵的示意圖，其中的空心箭頭表示光線的入射方向。依據第七實施例的輪廓圖710及第一實施例的製造方法，可以製造出對應的繞射光柵720。如圖12所示，輪廓圖710的繞射結構的有效面的長度被調整如下：有效面711A的長度比有效面711C的長度短，有效面711B的長度比有效面711C的長度長。因此，繞射光柵720的繞射結構的有效面721A的長度比有效面721C的長度短，可以降低繞射光的能量，有效面721B的長度比有效面721C的長度長，可以增加繞射光的能量。因此，繞射結構的有效面的長度不完全相等。設計者只需要改變輪廓圖，即可調整繞射光柵的整體繞射效率曲線及繞射光的能量分佈曲線。

綜上所述，透過改變輪廓圖，即可一次實線繞射光柵的各種參數的調校，以符合設計者對於繞射光柵的需求。設計者可以透過模擬軟體，配合各項參數的調整，來模擬出他想要的輪廓圖，藉以利用此輪廓圖一併產生具有相對應的繞射結構的繞射光柵。

第八實施例

在第一實施例中，繞射光柵的形成雖然以曝光顯影程序為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變繞射光柵的形成方式。舉例來說，圖13A至13C顯示依據本發明第八實施例的繞射光柵的製造方法的各階段的剖面示意圖。第八實施例類似於第一實施例，不同的特徵在於：在半導體材料的本體830形成光阻層840以後，如圖13A所示，透過光阻層840沿著蝕刻方向D3對本體830進行半導體的深蝕刻製程(翻印成型程序包括粒子蝕刻程序)，以於本體830上形成第二成型層836，如圖13B所示(圖13B的整體構造稱為光柵本體)，然後於光阻層840及本體830上形成反射層850。因此，第八實施例的繞射光柵的製造方法的反射層形成程序包括以下步驟。首先，透過第一成型層(光阻層)840形成第二成型層836於第一成型層(光阻層)840之下。然後，形成反射層850於第一成型層(光阻層)840與第二成型層836上，而形成具有有效面801E、802E、803E的繞射光柵800，其中蝕刻方向D3平行於有效面801E、802E、803E。

因此，依據第八實施例的製造方法所製造出的繞射結構包括第一成型層(光阻層)840及第二成型層(矽層)836。第一成型層840與反射層850直接接觸，且能被前述輪廓圖直接或間接地定義而產生特徵。第二成型層836位於第一成型層840之下，具有與第一成型層840相對應的特徵，且與反射層850直接接觸。

藉此，可以增加繞射結構的有效面801E、802E、803E的高度，增加繞射光的能量，提升訊號品質。因此，於第八實施例中，本體830為一種半導體蝕刻製程的產物。此外，此些繞射結構的有效面801E、802E、803E與半導體蝕刻製程的蝕刻方向D3及俯視方向D1平行。

第九實施例

在第一實施例中，繞射光柵的形成雖然以曝光顯影程序為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變繞射光柵的形成方式。舉例來說，圖14A至14E顯示依據本發明第九實施例的繞射光柵的製造方法的各階段的剖面示意圖。第九實施例類似於第一實施例，不同的特徵在於：本體930為半導體材料的矽基板，本體930的頂部形成有二氧化矽層932，所以被定義圖案的第一成型層(光阻層)940是位於本體930的二氧化矽層932上，如圖14A所示。然後，如圖14B所示，透過第一成型層(光阻層)940所定義的圖案沿著蝕刻方向D3對二氧化矽層932進行蝕刻，以於二氧化矽層932上定義出圖案。接著，如圖14C所示，移除第一成型層(光阻層)940。然後，如圖14D所示，透過二氧化矽層932所定義的圖案沿著蝕刻方向D3對本體930的其他部分進行深蝕刻，以形成第二成型層936。圖14D的整體構造稱為光柵本體。最後，如圖14E所示，在二氧化矽層932與本體930上形成反射層950，而形成繞射光柵900，並使繞射光柵的繞射結構具有有效面901E、902E、903E。於第九實施例中，因為二氧化矽層比光阻層更耐蝕刻，所以能對矽基板的本體930作更深的蝕刻。

第十實施例

在第八實施例中，反射層850接觸第一成型層840及第二成型層836，有效面的高度可視為第一層型層840與第二成型層836的總和，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者也可只留下一成型層作為有效面的高度，如此一來可避免多層之間的不連續性而造成雜散光。舉例來說，圖15A至15C顯示依據本發明第十實施例的第一例子的繞射光柵的製造方法的各階段的剖面示意圖。第十實施例的第一例子類似於第八實施例，不同的特徵在於：在利用具有定義圖案的第一成型層(光阻層)1040A沿著蝕刻方向D3對本體1030A進行蝕刻以形成第二成型層1036A(如圖15A所示)以後，將第一成型層(光阻層)1040A移除，如圖15B所示，圖15B的整體構造稱為光柵本體。然後，在本體1030A與第二成型層1036A上形成反射層1050A，以形成具有有效面1001AE、1002AE、1003AE的繞射光柵1000A。

因此，在第十實施例的第一例子的繞射光柵的製造方法的反射層形成程序中，首先透過第一成型層1040A形成第二成型層1036A於第一成型層1040A之下；接著移除第一成型層1040A；最後，形成反射層1050A於第二成型層1036A上。

依據第十實施例的第一例子的製造方法所製造出的繞射結構包括第二成型層1036A，其與反射層1050A相接觸，且能被前述輪廓圖直接或間接地定義而產生特徵。在第十實施例中，繞射結構的反射層是一體成形且均勻地分佈在單一層矽基板的表面上，可以改善分佈在多層結構的表面上的不連續狀況，降低雜散光。

又例如，圖16A至16C顯示依據本發明第十實施例的第二例子的繞射光柵的製造方法的各階段的剖面示意圖。第十實施例的第二例子類似於第九實施例，不同的特徵在於：在利用具有定義圖案的二氧化矽層1032B沿著蝕刻方向D3對本體1030B進行蝕刻以形成第二成型層1036B(如圖16A所示)以後，將二氧化矽層1032B移除，如圖16B所示，圖16B的整體構造稱為光柵本體。然後，在本體1030B與第二成型層1036B上形成反射層1050B，以形成具有有效面1001BE、1002BE、1003BE的繞射光柵1000B，如圖16C所示。如此一來亦可達成與第十實施例中的第一例子相類似的功效。

第十一實施例

在第八實施例中，雖然僅針對本體830的表層進行深蝕刻製程，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者也可對本體830作更深入的蝕刻製程或作多次深蝕刻，藉以有效使用本體830的高度。舉例來說，圖17A與17B顯示依據本發明第十一實施例的繞射光柵的製造方法的各階段的剖面示意圖。第十一實施例的繞射光柵的製造方法類似於第八實施例，不同的特徵在於利用第一成型層1140，沿著蝕刻方向D3來蝕刻穿過整個本體1130以形成第二成型層1136，如圖17A所示。然後，於第一成型層1140及本體1130上形成反射層1150，以形成具有有效面1101E、1102E、1103E的繞射光柵1100。在第十一實施例中，可以有效利用本體，縮小繞射光柵的體積，減少繞射光柵的無效部位，有利於繞射光柵與其他裝置進行整合。

第十二實施例

在第一實施例中，輪廓圖雖以包括繞射光柵的俯視圖案為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變輪廓圖的應用。舉例來說，圖18顯示依據本發明第十二實施例的繞射光柵的製造方法的示意圖。如圖18所示，第十二實施例的繞射光柵的製造方法所採用的輪廓圖1210是移動路徑圖。具體而言，例如是雷射切削裝置1290的雷射光束的移動路徑圖，雷射切削裝置1290的雷射光束受控制系統1295的控制而沿著此移動路徑圖移動，可以對基板切削而製造出具有多種閃耀角A1、A2、A3的繞射光柵1200。雷射光束的發射方向正交於雷射切削裝置1290的移動平面，且雷射光束的發射方向平行於繞射光柵的有效面。在本實施例中，在移動路徑圖中可以定義繞射光柵的曲面、間距、閃耀角...等參數，再透過移動路徑圖就可以製造出繞射光柵，而且製造過程不需要更換刀具，不會發生對位的問題，可達成與前述實施例相類似的功效。

第十三實施例

在第十二實施例中，切削裝置雖以雷射切削裝置為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變切削裝置的種類。舉例來說，第十三實施例類似於第十二實施例，不同的特徵在於利用聚焦點更小的離子束(ion beam)來切削基板，可以製造出具有更高解析度的繞射結構。於其他實施例中，亦可以使用電子束(e-beam)來切削基板，同樣可以製造出具有更高解析度的繞射結構。

第十四實施例

在第一實施例中，繞射光柵的製造雖以曝光顯影程序為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變繞射光柵的製造方式。舉例來說，可先製造用以製造繞射光柵的模具，再透過模具來製造繞射光柵。圖19A顯示依據本發明第十四實施例的模具的製造方法的流程圖。圖19B顯示依據本發明第十四實施例的繞射光柵的製造方法的示意圖。圖19C至19H顯示依據本發明第十四實施例的繞射光柵的製造方法的各步驟的示意圖。

如圖19A至19H所示，第十四實施例提供的模具的製造方法包括以下步驟。首先，於步驟S1410，提供輪廓圖1410(圖19B)及本體1430(圖19C)。然後，於步驟S1420，依據輪廓圖1410從本體1430的俯視方向D1對本體1430進行翻印成型程序以產生模具1490。翻印成型程序的細節類似於第一實施例，也就是先在本體1430上形成光阻層1440，如圖19D所示。然後，利用依據輪廓圖1410製造出的光罩1420進行光微影製程，如圖19E所示，以形成圖19F的模具1490。由於程序類似於第一實施例，故於此不再贅述。然後，如圖19G所示，利用模具1490來對另一本體1430G進行壓印程序。最後，執行反射層形成程序，藉以形成一反射層1450G於繞射結構1431G、1432G、1433G上，如圖19H所示。

再從繞射光柵1400的結構來看，繞射光柵1400包括一本體1430G，本體1430G具有多個繞射結構(圖19B的實心部分)1431G、1432G、1433G，輪廓圖1410包括此些繞射結構1431G、1432G、1433G的俯視圖案1434G，且此俯視圖案1434G定義此些繞射結構1431G、1432G、1433G的多種閃耀角A1、A2、A3，如圖19B所示。

再從模具1490的結構來看，模具1490包括本體1430(參見圖19B及19F)。本體1430包括多個繞射結構(圖19B的空心部分)1431、1432、1433。從本體1430的俯視方向D1來看，此些繞射結構1431、1432、1433排列為一圖案1434，此圖案1434由相對應的輪廓圖1410所定義，此輪廓圖1410定義此些繞射結構1431、1432、1433的多種閃耀角A1、A2、A3。第十四實施例所提供的模具1490可用以翻製繞射光柵1400。第十四實施例的優勢在於可以大量生產出模具1490，且模具1490又可以多次使用，因而可以大量生產出繞射光柵，有效降低繞射光柵的成本。

第十五實施例

在第十四實施例中，模具的製造雖以第一實施例的方式為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變模具的製造方式。舉例來說，也可透過模具來製造模具。如圖19I至19K所示，在本實施例中，第一本體1430G可以用來製造模具1490M。此時，第一本體1430G的圖案1434G被定義為第二輪廓圖，第二輪廓圖對應於第一輪廓圖1434。於本實施例中，依據第二輪廓圖1434G從第二本體1430M的俯視方向D1對第二本體1430M的第一成型層1440M進行第二翻印成型程序以產生模具1490M。

又例如，也可使用第二至第十一實施例中製造繞射光柵的方式來製造模具，再用模具進行壓印以產生繞射光柵，這樣也可以達成與上述實施例相類似的功效。

第十六實施例

在第一實施例中，繞射光柵的製造方式雖以曝光顯影程序為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變繞射光柵的製造方式。舉例來說，也可透過模具進行電鑄程序藉以製造繞射光柵。圖20顯示依據本發明第十六實施例的繞射光柵的製造方法的流程圖。如圖20所示，第十六實施例的繞射光柵的製造方法包括以下步驟。

首先，於步驟S1610，利用輪廓圖設計出立體圖，所採取的方式是把輪廓圖加上厚度的參數。

接著，於步驟S1620，利用立體圖產生電鑄模具。

然後，於步驟S1630，利用電鑄模具進行電鑄程序，以產生具有繞射結構的光柵本體。

接著，於步驟S1640，於光柵本體上形成反射層，以形成繞射光柵。

上述步驟的對應結構均可以從第一至第十一實施例得知，故於此不再詳述。依據第十六實施例製造的繞射光柵，也能達成類似的功效。

第十七實施例

在第十六實施例中，電鑄模具的製造方式雖以設計立體圖為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變電鑄模具的製造方式。舉例來說，第十七實施例類似於第十六實施例，不同的特徵在於第十七實施例使用第一至第十一實施例中製造繞射光柵的方式來製造電鑄模具，再利用第十六實施例的步驟S1630至S1640的方式製造繞射光柵，也能達成類似於第一至第十一實施例的功效。

第十八實施例

在第十六實施例中，模具雖以電鑄模具為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變模具的種類。舉例來說，圖21顯示依據本發明第十八實施例的繞射光柵的製造方法的流程圖。如圖21所示，第十八實施例的繞射光柵的製造方法包括以下步驟。

首先，於步驟S1810，利用輪廓圖設計出立體圖。

接著，於步驟S1820，利用立體圖產生射出成型模具。

然後，於步驟S1830，利用射出成型模具進行射出成型程序，以產生具有繞射結構的光柵本體。

接著，於步驟S1840，於光柵本體上形成反射層，以形成繞射光柵。

上述步驟的對應結構均可以從第一至第十一實施例得知，故於此不再詳述。依據第十八實施例製造的繞射光柵，也是具有類似的功效。

第十九實施例

在第十六實施例中，模具雖以電鑄模具為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變模具的種類。舉例來說，第十九實施例類似於第十七實施例，不同的特徵在於第十九實施例使用第一至第十一實施例中製造繞射光柵的方式來製造射出成型模具，再利用第十八實施例的步驟S1830至S1840的方式製造出類似於第一至第十一實施例的繞射光柵，也能達成類似於第一至第十一實施例的功效。

第二十實施例

在第十四至十九實施例中，繞射光柵的製造方式雖然以模具一次翻印為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變翻印的次數。舉例來說，本發明的第二十實施例類似於第十四至第十九實施例，不同的特徵在於第二十實施例的多個例子使用第十四至第十九實施例透過壓印(電鑄/射出成型)製造出來的模具當作第一模具，透過壓印(電鑄/射出成型)程序來製造第二模具，再利用第二模具來製造繞射光柵。

第二十一實施例

在第二十實施例中，多種模具的製造方式雖然採取一樣的方式為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。本發明並不以此為限。在其他實施例中，本領域技術者可依其需求改變多種模具的製造方式。舉例來說，本發明的第二十一實施例類似於第二十實施例，不同的特徵在於第二十一實施例的多個例子的第一模具的製造程序不同於第二模具的製造程序。因此，在本實施例的一個例子中，第一模具是透過電鑄程序所製造出，而第二模具是透過壓印程序所製造出；在本實施例的另一個例子中，第一模具是透過電鑄程序所製造出，而第二模具是透過射出成型程序所製造出；依此類推。

第二十二實施例

在第一實施例的圖6B中，輪廓圖110所包含的多個圖案雖然以相同的圖案110S為例進行說明，但其僅是一種選擇實施例。在其他實施例中，輪廓圖110也可以包括不同的圖案。如此一來一片晶圓可產生多種具有不同結構特徵的繞射光柵。

因此，本發明實施例揭露出多種閃耀角的使用，使得繞射光柵的設計更具有彈性。透過調整各繞射結構的閃耀角，能改變各繞射結構的繞射效率曲線，使各繞射結構能分別增強預設波段的繞射效率，進而組合出預設的繞射光柵的整體繞射曲線。此外，利用輪廓圖來翻印出繞射光柵的圖案，使得所有的繞射結構可以一次性地一併產出，譬如一次性地蝕刻出對應的繞射結構、一次性地刻畫出對應的繞射結構等。依據輪廓圖來製造繞射光柵，不再需要習知技術的鑽石刀具，也沒有因為需要換刀具而造成的對位問題。又，因為輪廓圖對應至多個繞射光柵的輪廓，所以可以在一片晶圓上製造多個繞射光柵，符合彈性製造的需求。此外，利用輪廓圖來產出模具，再利用模具來產出繞射光柵，可以達到大量生產，降低成本的功效。在此，利用屬於移動路徑圖的輪廓圖來產出模具或繞射光柵的繞射結構，也可以實施具有多重閃耀角的繞射光柵，符合設計者的需求，並解決習知技術的對位問題。

在較佳實施例的詳細說明中所提出的具體實施例僅用以方便說明本發明的技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明的精神及以下申請專利範圍的情況，所做的種種變化實施，皆屬於本發明的範圍。

A1、A2、A3、A4、A5、A6．．．閃耀角

A1C1、A2C1、A1C2、A2C2、A1C3、A2C3、A1C4、A2C4、A3C4、A1C5、A2C5、A3C5．．．繞射效率曲線

D1．．．俯視方向

D2．．．側視方向

D3．．．蝕刻方向

L5、L6．．．位置

L5C．．．線

LD+1、LD-1．．．1階繞射光

LI．．．入射光

LR．．．反射光

P1、P2、P3、P4．．．間距

S110、S120、S1410、S1420、S1610、S1620、S1630、S1640、S1810、S1820、S1830、S1840．．．步驟

SA1、SA2．．．區段

1、100、600G、720、800、900、1000A、1000B、1100、1200、1400．．．繞射光柵

11、12、101、102、103、511、611A、611B、611G、612A、612B、612G、613A、613B、613G、1431、1432、1433、1431G、1432G、1433G、5144．．．繞射結構

100W．．．晶圓

110、210、310、410、510、610A、610B、710、1210、1410．．．輪廓圖

110S、1434G．．．俯視圖案

120、1420．．．光罩

130、610G、830、930、1030A、1030B、1130、1430、1430G．．．本體

140、602G、840、1440．．．光阻層

840、940、1040A、1140、1440M．．．第一成型層

150、630G、850、950、1050A、1050B、1150、1450G．．．反射層

601G．．．矽基板

620A．．．直線

620B、623G．．．曲線

101E、102E、103E、711A、711B、711C、721A、721B、721C、801E、802E、803E、901E、902E、903E、1001AE、1002AE、1003AE、1001BE、1002BE、1003BE、1101E、1102E、1103E．．．有效面

836、936、1036A、1036B、1136．．．第二成型層

932、1032B．．．二氧化矽層

1290．．．雷射切削裝置

1295．．．控制系統

1430M．．．第二本體

1434．．．第一輪廓圖

1434G．．．第二輪廓圖

1490、1490M．．．模具

5100．．．光譜儀

5110．．．光源

5120．．．輸入部

5130．．．準直面鏡

5140、5140'．．．平面光柵

5142．．．繞射圖案

5144A、5144B．．．頂點

5144C．．．基準線

5144D．．．有效面

5144M．．．有效面法線

5144N．．．光柵法線

5150．．．聚焦面鏡

5160．．．光感測器

5200．．．光訊號

圖1顯示一種傳統的光譜儀的示意圖。

圖2顯示圖1的繞射光柵的示意圖。

圖3顯示另一種傳統光柵的示意圖。

圖4A顯示將一繞射光柵分成兩個區段的示意圖。

圖4B至4G顯示三個例子的繞射光柵的繞射效率曲線圖。

圖5A顯示依據本發明第一實施例的繞射光柵的示意圖。

圖5B顯示依據本發明第一實施例的輪廓圖的示意圖。

圖5C以誇大方式顯示沿著圖5A的線L5C-L5C的剖面示意圖。

圖5D至5G顯示依據本發明第一實施例的兩個例子的繞射光柵的繞射效率曲線圖。

圖6A顯示依據本發明第一實施例的繞射光柵的製造方法的流程圖。

圖6B顯示依據本發明第一實施例的輪廓圖及光罩。

圖6C至6G顯示依據本發明第一實施例的繞射光柵的製造方法的各階段的剖面示意圖。

圖6H顯示依據本發明第一實施例的具有多個繞射光柵的晶圓的示意圖。

圖7顯示依據本發明第二實施例的輪廓圖的示意圖。

圖8顯示依據本發明第三實施例的輪廓圖的示意圖。

圖9顯示依據本發明第四實施例的輪廓圖的示意圖。

圖10顯示依據本發明第五實施例的輪廓圖的示意圖。

圖11A與11B顯示依據本發明第六實施例的輪廓圖的示意圖。

圖11C顯示依據本發明第六實施例的輪廓圖所製造出來的繞射光柵的立體圖。

圖12顯示依據本發明第七實施例的輪廓圖與繞射光柵的示意圖。

圖13A至13C顯示依據本發明第八實施例的繞射光柵的製造方法的各階段的剖面示意圖。

圖14A至14E顯示依據本發明第九實施例的繞射光柵的製造方法的各階段的剖面示意圖。

圖15A至15C顯示依據本發明第十實施例的第一例子的繞射光柵的製造方法的各階段的剖面示意圖。

圖16A至16C顯示依據本發明第十實施例的第二例子的繞射光柵的製造方法的各階段的剖面示意圖。

圖17A與17B顯示依據本發明第十一實施例的繞射光柵的製造方法的各階段的剖面示意圖。

圖18顯示依據本發明第十二實施例的繞射光柵的製造方法的示意圖。

圖19A顯示依據本發明第十四實施例的模具的製造方法的流程圖。

圖19B顯示依據本發明第十四實施例的繞射光柵的製造方法的示意圖。

圖19C至19H顯示依據本發明第十四實施例的繞射光柵的製造方法的各步驟的示意圖。

圖19I至19K顯示依據本發明第十五實施例的模具的製造方法的示意圖。

圖20顯示依據本發明第十六實施例的繞射光柵的製造方法的流程圖。

圖21顯示依據本發明第十八實施例的繞射光柵的製造方法的流程圖。

D1．．．俯視方向

D2．．．側視方向

100．．．繞射光柵

101、102、103．．．繞射結構

101E、102E、103E．．．有效面

130．．．本體

140．．．光阻層

150．．．反射層

Claims

一種具有多個繞射結構的繞射光柵的製造方法，包括：依據一輪廓圖從一本體的一俯視方向對該本體進行一翻印成型程序以形成一第一成型層，其中該輪廓圖包括該些繞射結構的一俯視圖案，該俯視圖案定義該些繞射結構的多種閃耀角；以及藉由該第一成型層執行一反射層形成程序，藉以形成一反射層於該本體，其中從該俯視方向來看，該反射層定義有該俯視圖案。
如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中從該本體的一側視方向來看，該反射層呈現該些繞射結構的有效面。
如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該第一成型層為光阻層，該輪廓圖為光罩、遮罩或一移動路徑圖，該翻印成型程序為曝光顯影程序或粒子蝕刻程序。
如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該些繞射結構的其中之二具有實質上不同的單一閃耀角。
如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該些繞射結構的其中之一具有多種閃耀角。
如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該反射層形成程序包括：透過該第一成型層形成一第二成型層於該第一成型層之下；移除該第一成型層；以及形成該反射層於該第二成型層上。
如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該反射層形成程序包括：透過該第一成型層形成一第二成型層於該第一成型層之下；以及形成該反射層於該第一成型層與該第二成型層上。
如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該些繞射結構沿一曲線排列，且該曲線不是圓弧曲線，該曲線被該俯視圖案所定義。
如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該俯視圖案更定義該些繞射結構的多種間距值。
如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該些繞射結構是一次性地產出。
一種繞射光柵，包括：一本體，包括多個繞射結構，其中從該本體的一俯視方向來看，該些繞射結構排列為一圖案，該圖案由相對應的一輪廓圖所定義，該輪廓圖定義該些繞射結構的多種閃耀角；以及一反射層，配置於該些繞射結構上，並具有對應於該些繞射結構的特徵。
如申請專利範圍第11項所述的繞射光柵，其中該本體為一種半導體蝕刻製程的產物。
如申請專利範圍第12項所述的繞射光柵，其中該些繞射結構的有效面與該半導體蝕刻製程的一蝕刻方向平行。
如申請專利範圍第13項所述的繞射光柵，其中該些繞射結構的該些有效面的長度不完全相等。
如申請專利範圍第11項所述的繞射光柵，其中該輪廓圖為光罩、遮罩或一移動路徑圖。
如申請專利範圍第11項所述的繞射光柵，其中該些繞射結構的其中之二具有實質上不同的單一閃耀角。
如申請專利範圍第11項所述的繞射光柵，其中該些繞射結構的其中之一具有多種閃耀角。
如申請專利範圍第11項所述的繞射光柵，其中從該本體的一側視方向來看，該反射層呈現該些繞射結構的有效面。
如申請專利範圍第18項所述的繞射光柵，其中該些繞射結構的有效面與該俯視方向平行。
如申請專利範圍第11項所述的繞射光柵，其中該些繞射結構包括：一第一成型層，與該反射層相接觸，且能被該輪廓圖直接或間接地定義而產生特徵；以及一第二成型層，位於該第一成型層之下，具有與該第一成型層相對應的特徵，且與該反射層相接觸。
如申請專利範圍第11項所述的繞射光柵，其中該些繞射結構包括：一第二成型層，與該反射層相接觸，且能被該輪廓圖直接或間接地定義而產生特徵。
如申請專利範圍第11項所述的繞射光柵，其中該些繞射結構沿一曲線排列，且該曲線不是圓弧曲線，該曲線被該輪廓圖所定義。
如申請專利範圍第11項所述的繞射光柵，其中該輪廓圖更定義該些繞射結構的多種間距值。
如申請專利範圍第11項所述的繞射光柵，其中該些繞射結構的多種閃耀角的排列方式不具有週期性。
一種模具的製造方法，該模具用以製造具有多個繞射結構的繞射光柵，該製造方法包括：依據一輪廓圖從一本體的一俯視方向對該本體進行一翻印成型程序以產生該模具，其中該輪廓圖包括該些繞射結構的一俯視圖案，該俯視圖案定義該些繞射結構的多種閃耀角，該模具用以製造具有該些繞射結構的繞射光柵。
一種繞射光柵的製造方法，包括：利用一輪廓圖設計出一立體圖；利用該立體圖產生一模具；利用該模具產生具有多個繞射結構的一光柵本體，該輪廓圖包括該些繞射結構的一俯視圖案，該俯視圖案定義該些繞射結構的多種閃耀角；以及於該光柵本體上形成一反射層，以形成該繞射光柵。
如申請專利範圍第26項所述的製造方法，其中利用該模具產生該光柵本體的步驟包括電鑄成型或射出成型。
一種模具，用以翻製一繞射光柵，該模具包括：一本體，包括多個繞射結構，其中從該本體的一俯視方向來看，該些繞射結構排列為一圖案，該圖案由相對應的一輪廓圖所定義，該輪廓圖定義該些繞射結構的多種閃耀角。
一種具有多個繞射結構的繞射光柵的製造方法，包括：依據一模具進行一第一翻印成型程序以產生具有該些繞射結構的一第一本體，其中從該第一本體的一俯視方向來看，該些繞射結構排列為一圖案，該圖案由該模具的一第一輪廓圖所定義，該第一輪廓圖定義該些繞射結構的多種閃耀角；以及執行一反射層形成程序，藉以形成一反射層於該些繞射結構上。
如申請專利範圍第29項所述的製造方法，更包括：依據一第二輪廓圖從一第二本體的一俯視方向對該第二本體的一第一成型層進行一第二翻印成型程序以產生另一模具，其中該第二輪廓圖與該第一輪廓圖相對應。
如申請專利範圍第29項所述的製造方法，其中該第一翻印成型程序包括半導體蝕刻製程、離子反應蝕刻、雷射加工、離子束加工、電子束加工、X光蝕刻、射出成型、壓印、或電鑄製程。