TW201416802A - 以光纖作為空間濾波器與擴束器之雷射干涉微影設備 - Google Patents

Abstract

於雷射干涉微影設備中，雷射光源提供第一雷射光束，光學元件組合係光學耦接至雷射光源，接收並處理第一雷射光束以提供第二雷射光束。曝光載台用於承載待曝物。光纖組接收第二雷射光束並將其處理成不具有空間雜訊的單一模態的穩定同調第三雷射光束。利用第三雷射光束於待曝物上產生干涉圖案。在雷射光源的輸出端至曝光載台的光路中，不存在有針孔空間濾波器及擴束器。

Description

以光纖作為空間濾波器與擴束器之雷射干涉微影設 備

本發明是有關於一種具有光纖的雷射干涉微影設備。

雷射干涉微影(Laser interference lithography，LIL)能以低成本製造出高解析度的奈米級表面圖案。LIL是使用同調光源，對光源分光或反射，使兩道或以上的光在空間中重疊，進而在光阻上產生干涉條紋及周期性結構。LIL的優點如下。第一，LIL可不需使用傳統微影技術所使用之光罩和高數值孔徑(Numerical Aperture，NA)值的透鏡組，因此可避免光學繞射和省去昂貴的設備。第二，LIL擁有大聚焦深度，可以大幅減低環境對曝光的影響。第三，在不更改光學元件和光學設計的情況下，變更干涉入射角度，即可得到更小的周期與線寬。

利用LIL可以形成具有奈米等級圖案的模具，利用此模具可以進行奈米壓印。奈米壓印技術的應用涵蓋資訊儲存、生醫、光電、顯示器、奈米電子領域等，其中有一項極具發展潛力的應用就是金屬線光柵偏振器(Wire Grid Polarizer，WGP)。此產品可以取代傳統偏極板，讓目前所使用的顯示器更加節能、更加有效率。

WGP的製作是利用奈米級的光學微結構所產生的光學效果，所以製作的結構的週期與線寬等規格更顯重要。在設計和發展WGP時，需要針對周期和線寬分別進行研究，方能製造出有最佳效率的WGP結構。如要快速且大 面積製作奈米級結構，最有效率的技術是利用奈米壓印，其中模具扮演著重要的腳色。因此，一個能夠生產均勻且能夠快速改變任何週期與線寬的奈米結構，和生產出結構堅固可靠的模具的系統，可使奈米壓印的製程更加穩定快速。

然而，LIL需要很高的雷射指向穩定度，在奈米尺度之下，無論任何雷射指向飄移或是振動，都會造成干涉週期或是結構位置的改變，最終使LIL的光柵失去對比度或是破壞其結構，終將無法產生干涉條紋。雖然在能夠利用精密量測及控制來作即時修正，但是相當耗費設備及技術成本，不符需求。

此外，雷射光源都存在有空間雜訊。為了消除空間雜訊、減低氣體雷射在運作時所產生的大量廢熱影響環境溫度梯度變化，在光路架設時，通常會將雷射光光源架設在遠離干涉微影的光學桌，使空間頻率中較高頻的雜訊在光的傳遞過程中遠離雷射光的光軸，並且架設針孔當作空間濾波器，過濾雷射的空間雜訊或過濾因為光路上光學元件的缺陷所造成的繞射光源。

然而，針孔的位置必須適當地受到調整，太過接近或遠離雷射光源都會造成不良效果。因此，需要配合複雜的光學機構、光學檢測和精密的光學元件，再配合高速的即時回饋系統構建成條紋鎖定(fringe-locking)系統，過程耗時且成本高昂。

本發明的一個目的係提供一種以光纖作為空間濾波器與擴束器之雷射干涉微影設備，利用具有傳輸性質的光纖來取代針孔空間濾波器及擴束器，並提供純淨、穩定的同調雷射光束當作曝光光源，來進行雷射干涉微影製程。

為達上述目的，本發明提供一種雷射光纖干涉微影設備，包含一雷射光源、一光學元件組合、一曝光載台以及一光纖組。雷射光源提供一第一雷射光束。光學元件組合光學耦接至雷射光源，接收並處理第一雷射光束以提供一道或多道第二雷射光束。曝光載台用於承載一待曝物。光纖組接收一道或多道第二雷射光束並將一道或多道第二雷射光束處理成一道或多道不具有空間雜訊的單一模態的穩定同調第三雷射光束。光纖組的一工作波長範圍涵蓋第二雷射光束的一波長。利用一道或多道第三雷射光束於待曝物上產生一干涉圖案。在雷射光源的一輸出端至曝光載台的一光路中，不存在有針孔空間濾波器及擴束器。

藉由本發明的上述實施樣態，可以利用光纖濾除空間雜訊，得到不具有空間雜訊的純淨、單一模態、穩定的雷射光束以供雷射干涉微影用。

為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

如圖1所示，本實施例的雷射干涉微影(LIL)設備1包含一雷射光源10、一光學元件組合20、一光纖組30、一固持器40以及一曝光載台50。值得注意的是，在圖1 中所繪製的元件的相對位置關係僅為例示目的繪製，並非用以限制本發明的範疇。

雷射光源10提供一第一雷射光束LB1。在一實施例中，選擇一種操作於325nm的氦(He)鎘(Cd)雷射作為紫外(UV)光源。因為He Cd雷射利用相當低電源電漿來操作，所以頻率的熱都卜勒擴張(Doppler broadening)自然是相當低(~1GHz)。相對應的同調長度(~30cm)對於數公分尺寸的樣品的LIL是足夠長的。因此，不需頻率選擇，也不需外部水冷卻。然而，本發明並未嚴格受限於此，亦可以使用其他的雷射光源，譬如氪(Kr)、氬(Ar)離子雷射光源等。

然而，我們發現HeCd雷射有時具有關於波束形狀及指向穩定度的品質的問題。即使利用習知空間濾波器(譬如針孔)，這些對於LIL曝光系統的品質及穩定度仍具有一嚴重衝擊。雷射波束形狀直接影響樣品上的強度圖案(intensity pattern)，且指向穩定度可導致外表的波束源的位置改變。因此，本實施例不採用習知針孔空間濾波器，而尋求其他的解決方法，就是採用光纖，包含多模、單模及極化保持單模光纖。經過實驗驗證，採用光纖不但可以提供具有撓性的光的傳輸路徑，也可以取代傳統的針孔空間濾波器及擴束器，詳述如後。當然，也可以採用多模光纖。雖然多模光纖會因為其核心較大而導致光的模態在光纖裡面改變，但是在本實施例的LIL設備中，由於儘量以小型化設備為設計考量，所以所需的多模光纖的長度不長(在一個例子中是0.3至0.5公尺，通常不超過2公尺)，所以光的模態在這麼短的距離中尚不至於轉換，因此多模 光纖同樣可適用於本發明。

光學元件組合20係光學耦接至雷射光源10，接收並處理雷射光束LB1以提供一道或多道第二雷射光束LB2。於本實施例中，光學元件組合20在從雷射光源10到光纖組30的光路OP上依序包含一快門21、一光圈22以及一耦合器29。快門21是光學耦接至雷射光源10。耦合器29耦接至光纖組30的第一端31。光圈22設置於快門21與耦合器29之間。

於本實施例中，是以單一條單模光纖(Single Mode Fiber,SMF)作為光纖組30的一個例子作說明，然而，本發明並未特別受限於此。光纖組30的一工作波長(Operating wavelength)範圍涵蓋第二雷射光束LB2的一波長，以使雷射光束LB2能順利且有效地在光纖組30中傳輸。光纖組30的第一端31光學耦接至光學元件組合20，光纖組30將雷射光束LB2處理成不具有空間雜訊的單一模態的穩定同調第三雷射光束LC，於以下說明中，可以知道第三雷射光束的橫向電波強度與橫向磁波強度的比值大於100。雷射的同調性是用來描述兩道波互相干涉的能力，同調性越佳的雷射即可產生對比度更高的干涉條紋。

固持器40耦接至光纖組30的一第二端32。曝光載台50用於承載一待曝物51及一反射鏡52，兩者互相垂直地配置。然而，本發明並未嚴格受限於此，待曝物與反射鏡的夾角亦可以適當地被調整，這取決於所欲形成的干涉圖案。待曝物51可以是任何的可進行微影的物體，譬如是 一個塗佈有光阻的基板。光阻在曝光顯影後，可以產生所要的週期性結構。

第三雷射光束LC的一第一部分LC1照射反射鏡52並由反射鏡52反射至待曝物51，第三雷射光束LC的一第二部分LC2與第三雷射光束LC的第一部分LC1於待曝物51上產生一干涉圖案，其中在雷射光源10的一輸出端11至曝光載台50的一光路OP中，不存在有針孔空間濾波器及擴束器。

於本實施例中，提出了以洛伊鏡(Lloyd's mirror)為核心的架構，並以單模光纖取代傳統針孔式的空間濾波器及擴束器，設計出一種干涉微影系統以提高雷射干涉微影曝光過程中的穩定性。

此外，LIL設備1可以更包含一光纖驅動機構60、一載台驅動機構70及一曝光劑量控制模組80。

固持器40安裝於光纖驅動機構60上，光纖驅動機構60驅動固持器40移動及/或轉動。曝光載台50安裝於載台驅動機構70，載台驅動機構70驅動曝光載台50移動及/或轉動。光纖驅動機構60及載台驅動機構70可以同時或單獨存在。轉動固持器40或曝光載台50可以調整曝光面積的大小與奈米結構的週期。移動固持器40或曝光載台50可以調整曝光距離。

曝光劑量控制模組80控制第三雷射光束LC對待曝物51曝光的劑量。與本實施例中，曝光劑量控制模組80包含一光感測器81及一處理器82。光感測器81接收第三雷射光束LC的一第三部分LC3以產生一強度信號S1。 處理器82連接至光感測器81及光學元件組合20的快門21，並依據強度信號S1及經過的時間控制快門21的關閉。舉例而言，將光的強度在時間軸上進行積分，即可得到曝光劑量，處理器82可以在開始時，開啟快門21以進行曝光，同時量測並累計強度信號S1，當累積的曝光劑量達到設定的曝光劑量時，處理器82即可將快門21關閉。這樣的好處在於不用關閉雷射光源，以免雷射光源再度啟動而要耗費相當長的時間。

譬如是光敏二極體的光感測器81安裝於反射鏡52的後方(譬如但不限於曝光載台50上)，可避免曝光過程中的反射光造成額外干涉。因此在安裝光感測器81後不改變光纖位置與角度的情況下，光感測器81將會偵測到相同位置的光強度。

此外，曝光載台50可以包含一待曝物驅動機構53，待曝物51裝設於待曝物驅動機構53上，待曝物驅動機構53用於將待曝物51轉動至多個方位角以進行多次的曝光以產生多個干涉圖案。舉例而言，可以進行兩次的曝光，以產生奈米柱陣列。於本實施例中，待曝物驅動機構53同時具有固持待曝物51的功能，譬如是藉由真空吸引的方式提供水平吸力以吸住基板。於一例子中，基板上塗佈有光阻的平面實質上垂直於水平面(相當於圖上的紙面)，固持器40被設置成水平狀，使光路OP實質上平行於水平面。如此一來，固持器40的設置高度可以降低，使其不受外部環境的干擾(譬如溫度變化及空氣擾動)而能獲得良好的干涉結果。此外，由於沒有準直器，所以於 本實施例的LIL所使用的雷射波束為球面波，而非平面波。於一例子中，因為只有使用到球面波的一小部分，再加上光強度呈高斯分佈，所以利用這一小部分的球面波即可產生相當良好且穩定的干涉效果。

如圖2所示，本實施例係類似於第一實施例，差異點在於LIL設備1'的光學元件組合20在從雷射光源10到光纖組30的光路OP上依序包含一第一反射鏡23、一第二反射鏡24、一個半波片25、一快門21、一光圈22、一透鏡26以及一耦合器29。第一反射鏡23與第二反射鏡24可被調整以將雷射光束LB1反射至半波片25，半波片25將雷射光束LB1的線性偏振調整至一預設偏振角，快門21控制曝光時間，光圈22除去雷射光束LB1的高強度空間雜訊，而透鏡26對雷射光束LB1更進一步處理。採用這樣的架構的好處是可以讓光路的配置更有彈性及調整的自由度，以達到所要的雷射光束。以下將作更進一步的說明。

關於光源預先設置方面，雷射光源10輸出雷射光後，經兩面互相平行的反射鏡23、24反射。此機構擁有四個自由度，因此可精準調整光源的位置與角度，此時雷射光可以平行於所設計的光軸。雷射光將經過一個半波片25，其用途是可將雷射光的線性偏振轉至所需的偏振角，提供雷射干涉微影所需的偏振光。然後，經由快門21控制曝光時間，快門21之後有可調式光圈22，其由兩軸平台控制，可以限制雷射的進光區域，藉此去除光強度較強的空間雜訊。

關於光纖對位及光纖耦合方面，藉由精密兩軸平台控制的透鏡26，將雷射光源聚焦，其光點約為直徑1.8~2.0μm，再由另一精密三軸平台(Newport)將光纖組30精準地對位地置放於焦點上，使光源與光纖模態相互吻合，雷射光耦合至光纖中，精準的控制可以增加光耦合的效率。

關於曝光系統、微影系統方面，先經由對位平台控制至聚焦後的雷射光源並將雷射光源導入光纖組30中，光纖本身質量極小並且可撓，因此第一端(輸入端)31與第二端(輸出端)32之間可以經由轉接後掛載於標準光學機構上，不需任何特殊承載機構。光纖組30的輸出端32可經由標準FC轉接頭轉接，再由FC轉接環承載光纖組30，其轉接環裝置在有三個自由度支撐機構上。此支撐機構可以由抗震柱、可調式Z軸載台、可調式旋轉平台、可調式光纖旋轉接環所構成。藉由調整Z軸(及垂直於光學桌面)的距離與旋轉平台的角度，可以調整曝光面積的大小與奈米結構的週期。可調式光纖旋轉接環其旋轉軸與光纖同軸，可藉由旋轉其角度減少光纖因彎折而累積的應力，帶來光纖中光折射率的不同，而引起雙折射(birefrigence)現象發生而失去線性偏振，藉此保有線偏振的對比度。

如圖3所示，本實施例係類似於第一實施例，差異點在於LIL設備1"更包含一準直器90，設置於光路OP上，並位於固持器40與曝光載台50之間，將第三雷射光束LC處理成平行光束。採用此架構的好處是可以提供平行光以供產生所需的干涉圖案。值得注意的是，在第一與第二實施例中，在光路OP中可以完全排除準直器的使用， 所以本發明並未特別受限於要使用準直器。

以下就針對第一實施例的架構做實驗說明。為了區分本實施例的單模光纖與傳統的針孔所造成的不同效果，以下以欲對待曝物進行曝光的雷射光源的光束輪廓圖作說明。單模光纖空間濾波器及針孔空間濾波器的波束輪廓係顯示於圖4A與4B。關於應用針孔式空間濾波器的系統，當一聚焦的雷射光點移動時，其可能碰觸針孔的邊緣並導致邊紋或改變輸出波束的形狀。因此，在針孔式空間濾波器系統中，輸入雷射波束的不穩定度不只會導致強度變化，也會改變輸出雷射波束的形狀。這些將是LIL中發生故障的理由。關於使用單模光纖的系統，無論一聚焦的雷射光點可能於光纖的輸入端移動，從光纖的另一端的核心的單一模態輻射都會在空間及方向上維持機械上固定。又，無論雷射光點的空間強度分佈看起來像什麼，來自輸出端的光的空間分佈都是固定的且由光纖模態的本質所決定。因此，雷射波束的不穩定度可導致光點移動及改變光纖的輸入端的形狀，但於光纖的另一端，只有純淨的單一模態會擴張進入空間中，而消除所有空間雜訊及位置漂移。

光可以分為橫向電(Transverse-Electric,TE)波及橫向磁(Transverse-Magnetic,TM)波。TE波的電場振動方向為垂直於光行進的平面(plane-of-incident)，在兩道光重疊區域其TE電場將維持平行；而TM波的電場與入平面互相平行。為了證明離開光纖的光波束被線性地極化且可被旋轉至正確方向，吾人將一螢光螢幕置於由UV波束照明的 光學桌上。這會產生亮的藍色螢光(請參見灰階圖案的較亮的部分)，如圖5A與5B所示。然後，我們將UV偏光片置於波束的路徑。藉由旋轉偏光片可以顯現出，光確實被強烈地極化，並被設定到正確方向。圖5A與5B分別顯示在光纖的輸出端與螢光螢幕之間置放UV偏光片所獲得的光束輪廓圖。在圖5A中，顯示出TE可穿過偏極板，而在圖5B中，顯示TM無法穿過偏極板。吾人總是可以獲得至少100：1的TE對TM強度的比率。考慮到HeCd雷射極化本身只額定於100：1，而UV偏光片的消光比大約是200：1，本案發明人相信藉由光纖系統本身的實際可達成極化純度可能更好。

圖6與7顯示依據本發明第一實施例所得的兩種光柵的電子顯微照片圖。在圖6與7中，都是利用本發明第一實施例進行單次曝光的LIL後所獲得的光柵的結構(或稱為一維奈米級週期性結構)，其中圖6的節距(pitch)是220 nm，圖7的節距是400 nm。不同節距的產生是透過光纖驅動機構60旋轉固持器40所達成。當然，也可以透過載台驅動機構70旋轉曝光載台50來達成。

圖8與9顯示依據本發明第一實施例所得的兩種奈米柱的電子顯微照片圖。在圖8與9中，都是利用本發明第一實施例進行雙次曝光的LIL後所獲得的光柵的結構(或稱為二維奈米級點陣列結構)。在圖8中，在第一次曝光後，將待曝物旋轉90度後再進行第二次曝光，即可形成奈米柱陣列的結構。在圖9中，在第一次曝光後，將待曝物旋轉60度後再進行第二次曝光，即可形成奈米柱陣列 的結構。

因此，本發明提供一種穩定的LIL設備，所採取的方式是使用一條當作波束傳輸路徑的單模光纖(SMF)來替代針孔式空間濾波器及擴束器。來自HeCd雷射(λ=325nm)的線性偏振光係耦接進入SMF的一端，並使用來自SMF的另一端的擴張波束以供使用洛伊鏡架構的LIL曝光。藉由使用光纖的輸出作為LIL系統的光源，雷射的指向穩定度的效果獲得提升。雖然SMF並非是極化恆持(Polarization Maintaining)，但是光纖可以穩定地保留具有(橫向電波強度)I_TE：(橫向磁波強度)I_TM>100的線性極化的光。於此系統，可容易地在光阻中產生光柵，其遍及數平方公分的區域具有220nm的周期(或稱節距)。利用擴張波束的超過10分的曝光時間導致高對比圖案，而不需要任何主動反饋或條紋鎖定(fringe-locking)。

藉由本發明的上述實施例及實驗驗證，可以發現單模光纖不僅可以取代傳統的針孔式空間濾波器，也可以當作雷射光源傳遞媒介，提高TE對TM波的比值，維持穩定的線性偏振，並能提供純淨、穩定的同調雷射光源以供干涉微影用。此外，利用單模光纖可以有效縮短光路。在光纖系統中，任何在光纖端之前的環境穩定性或雷射指向性的擾動都將被光纖轉換成光耦合效率的高低，並不會對輸出端的波前、指向性等產生影響，因此在光纖的光路設計中，真正影響光源指向穩定性的僅有光纖輸出端。因此，利用本發明的架構，可以將習知將近5公尺的光路減少至0.3至0.5公尺，因此能使系統更加的穩定，且不需要使 用擴束器來擴大雷射光束的直徑並壓縮雷射光束的發散角。

以上所述都是屬於波前分離式的雷射干涉微影技術，所採用的是一道雷射光束，也就是洛伊鏡式雷射干涉微影技術。但是本發明並未受限於此，亦可應用於振幅分離式雷射干涉微影，也就是採用兩道或多道雷射光束來進行干涉微影，以下舉例作說明。

如圖10所示，第四實施例之雷射干涉微影設備1'''類似於第一實施例，不同之處在於光學元件組合20接收並處理該第一雷射光束LB1以提供兩道第二雷射光束LB2。此外，光纖組30接收兩到第二雷射光束LB2並將其處理成兩道不具有空間雜訊的單一模態的穩定同調第三雷射光束LC。利用兩道第三雷射光束LC於待曝物51上產生干涉圖案。為了提供兩道第二雷射光束LB2，光學元件組合20包含一分光鏡28，以達成分光的效果。因此，本實施例之光纖組30包含兩條光纖。光纖之第一端31光學耦接至光學元件組合20，且兩個固持器40分別耦接至光纖30的第二端32。藉由設置或調整兩個固持器40，可以使兩道第三雷射光束LC於待曝物51上產生干涉圖案。因此，光纖可以取代習知技術所需用到的反射鏡、衰減器、針孔空間濾波器及透鏡等元件，利用固持器40可以調整干涉微影的參數，只需要調整固持器40即可，省掉相當多的麻煩。

如圖11所示，第五實施例之雷射干涉微影設備1''''類似於第四實施例，不同之處在於使用四道雷射光束、四 條光纖30及四個固持器40來達成多道光的干涉微影技術。至於四道雷射光束的產生，可以採用多個分光鏡來達成，由於這屬於已知技術，故於此不再贅述。值得注意的是，前述實施例之所有可以應用的附加元件都可以依需要而互相交流應用。

由於本發明是以光纖取代一般常使用的針孔空間濾波器及擴束器，達到相同的空間濾波及擴束效益，且因為光纖具有光波導效果，可以將光能量重整成良好的高斯分布，不會因為光纖輸入端的雷射光源指向性不穩定，而使得光纖輸出端的光形產生變化(非高斯分布)，所以本發明中所採用的光纖可以取代相當多的光學元件，使得光路設計彈性大幅增加，只要在光纖可承受的最小彎折半徑(bending radius)以上，即可保有光纖與光源原有的特性。藉由以上性質，光路可以架設於非常有限的空間，能有效降低環境因素，諸如環境中的溫度梯度的影響。再者，光纖的光路調整僅需校正輸入端與輸出端，不用考慮反射鏡的校正、汙染和瑕疵。再者，光纖擁有體積小重量輕的特性，在機構設計上可以固定，且易於整合任何光學機構上。在經過光纖傳遞的光源，僅需要固定光纖出光端即可控制出光位置與角度，因此可以提供絕佳的光源穩定性和擴充性。因為光纖可以有效濾除空間雜訊，故可得到不具有空間雜訊的純淨、單一模態、穩定的雷射光束以供LIL用。

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。

LB1、LB2‧‧‧雷射光束

LC‧‧‧第三雷射光束

LC1‧‧‧第一部分

LC2‧‧‧第二部分

LC3‧‧‧第三部分

OP‧‧‧光路

S1‧‧‧強度信號

1、1'、1"、1'''、1''''‧‧‧雷射干涉微影設備

10‧‧‧雷射光源

11‧‧‧輸出端

20‧‧‧光學元件組合

21‧‧‧快門

22‧‧‧光圈

23‧‧‧第一反射鏡

24‧‧‧第二反射鏡

25‧‧‧半波片

26‧‧‧透鏡

29‧‧‧耦合器

30‧‧‧光纖組

31‧‧‧第一端/輸入端

32‧‧‧第二端/輸出端

40‧‧‧固持器

50‧‧‧曝光載台

51‧‧‧待曝物

52‧‧‧反射鏡

53‧‧‧待曝物驅動機構

60‧‧‧光纖驅動機構

70‧‧‧載台驅動機構

80‧‧‧曝光劑量控制模組

81‧‧‧光感測器

82‧‧‧處理器

90‧‧‧準直器

圖1至3分別顯示依據本發明第一至第三實施例的LIL設備的示意圖。

圖4A與4B分別顯示使用本發明的單模光纖及習知針孔所獲得的光束輪廓圖。

圖5A與5B分別顯示在光纖的輸出端與螢光螢幕之間置放UV偏振器所獲得的光束輪廓圖。

圖6與7顯示依據本發明第一實施例所得的兩種光柵的電子顯微照片圖。

圖8與9顯示依據本發明第一實施例所得的兩種奈米柱的電子顯微照片圖。

圖10與11分別顯示依據本發明第四與第五實施例的LIL設備的示意圖。

LB1、LB2‧‧‧雷射光束

LC‧‧‧第三雷射光束

LC1‧‧‧第一部分

LC2‧‧‧第二部分

LC3‧‧‧第三部分

OP‧‧‧光路

S1‧‧‧強度信號

1‧‧‧雷射干涉微影設備

10‧‧‧雷射光源

11‧‧‧輸出端

20‧‧‧光學元件組合

21‧‧‧快門

22‧‧‧光圈

29‧‧‧耦合器

30‧‧‧光纖組

31‧‧‧第一端/輸入端

32‧‧‧第二端/輸出端

40‧‧‧固持器

50‧‧‧曝光載台

51‧‧‧待曝物

52‧‧‧反射鏡

53‧‧‧待曝物驅動機構

60‧‧‧光纖驅動機構

70‧‧‧載台驅動機構

80‧‧‧曝光劑量控制模組

81‧‧‧光感測器

82‧‧‧處理器

Claims (13)

1. 一種雷射干涉微影設備，包含：一雷射光源，提供一第一雷射光束；一光學元件組合，光學耦接至該雷射光源，接收並處理該第一雷射光束以提供一道或多道第二雷射光束；一曝光載台，用於承載一待曝物；以及一光纖組，接收該一道或多道第二雷射光束並將該一道或多道第二雷射光束處理成一道或多道不具有空間雜訊的單一模態的穩定同調第三雷射光束，該光纖組的一工作波長範圍涵蓋該第二雷射光束的一波長，利用該一道或多道第三雷射光束於該待曝物上產生一干涉圖案，其中在該雷射光源的一輸出端至該曝光載台的一光路中，不存在有針孔空間濾波器及擴束器。
2. 如申請專利範圍第1項所述的雷射干涉微影設備，其中該光學元件組合提供該一道第二雷射光束，該光纖組包含單一光纖，並輸出該一道第三雷射光束，該光纖組的一第一端光學耦接至該光學元件組合，且該雷射干涉微影設備更包含一固持器，耦接至該光纖組的一第二端，其中該曝光載台承載一反射鏡，該第三雷射光束的一第一部分照射該反射鏡並由該反射鏡反射至該待曝物，該第三雷射光束的一第二部分與該第三雷射光束的第一部分於該待曝物上產生該干涉圖案。
3. 如申請專利範圍第2項所述的雷射干涉微影設備，更包含：一光纖驅動機構，該固持器安裝於該光纖驅動機構 上，該光纖驅動機構驅動該固持器移動或轉動。
4. 如申請專利範圍第1項所述的雷射干涉微影設備，更包含：一載台驅動機構，該曝光載台安裝於該載台驅動機構，該載台驅動機構驅動該曝光載台移動或轉動。
5. 如申請專利範圍第1項所述的雷射干涉微影設備，更包含：一曝光劑量控制模組，控制該第三雷射光束對該待曝物曝光的劑量。
6. 如申請專利範圍第5項所述的雷射干涉微影設備，其中該曝光劑量控制模組包含：一光感測器，接收該第三雷射光束的一第三部分以產生一強度信號；以及一處理器，連接至該光感測器及該光學元件組合的一快門，並依據該強度信號及經過的時間控制該快門的關閉。
7. 如申請專利範圍第2項所述的雷射干涉微影設備，其中該光學元件組合在從該雷射光源到該光纖組的該光路上依序包含：一快門，光學耦接至該雷射光源；一光圈；以及一耦合器，耦接至該光纖組的該第一端，其中該光圈設置於該快門與該耦合器之間。
8. 如申請專利範圍第2項所述的雷射干涉微影設備，其中該光學元件組合在從該雷射光源到該光纖組的該 光路上依序包含：一第一反射鏡、一第二反射鏡、一個半波片、一快門、一光圈、一透鏡以及一耦合器，該第一反射鏡與該第二反射鏡可被調整以將該第一雷射光束反射至該半波片，該半波片將該第一雷射光束的線性偏振調整至一預設的偏振角，該快門控制曝光時間，該光圈除去該第一雷射光束的高強度空間雜訊，而該透鏡對該第一雷射光束作更進一步處理。
9. 如申請專利範圍第2項所述的雷射干涉微影設備，更包含：一準直器，設置於該光路上，並位於該固持器與該曝光載台之間，將該第三雷射光束處理成平行光束。
10. 如申請專利範圍第1項所述的雷射干涉微影設備，其中該曝光載台包含一待曝物驅動機構，該待曝物裝設於該待曝物驅動機構上，該待曝物驅動機構用於將該待曝物轉動至多個方位角以進行多次的曝光以產生多個干涉圖案。
11. 如申請專利範圍第10項所述的雷射干涉微影設備，其中該待曝物係繞著一水平軸轉動。
12. 如申請專利範圍第1項所述的雷射干涉微影設備，其中該穩定同調第三雷射光束的橫向電波強度與橫向磁波強度的比值大於100。
13. 如申請專利範圍第1項所述的雷射干涉微影設備，其中該光學元件組合提供該多道第二雷射光束，該光纖組包含多條光學耦接至該光學元件組合之光纖，並輸出 該多道第三雷射光束，該等光纖之第一端光學耦接至該光學元件組合，且該雷射干涉微影設備更包含多個固持器，分別耦接至該等光纖的第二端，該固持器被設置成使該多道第三雷射光束於該待曝物上產生該干涉圖案。