TW202131104A - 非遠心式導光元件 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於與導光元件之製造相關之系統及方法。一例示性系統包含經組態以引導由一光源發射之光按一或多個所要角度照明一光阻劑材料以便使該光阻劑材料中之一傾斜結構曝光之一光學組件。該光阻劑材料覆疊一基板之一第一表面之至少一部分。該光學組件包含容納至少部分基於該一或多個所要角度選擇之一光耦合材料之一容器。該系統亦包含經配置以反射該經發射光之至少一第一部分以按該一或多個所要角度照明該光阻劑材料之一反射表面。

Description

非遠心式導光元件
本發明係關於與導光元件相關之系統及製造方法且更特定言之，係關於非遠心式導光元件。
導光裝置可包含光纖、波導及其他光學元件(例如，透鏡、鏡、稜鏡等)。此等導光裝置可經由全內反射或部分內反射將光自一輸入面透射至一輸出面。此外，導光裝置可包含主動及被動光學組件，諸如光學開關、組合器及分離器。
光學系統可利用導光裝置用於各種目的。例如，光纖可經實施以將光學信號自一光源傳輸至一所要位置。在光偵測及測距(LIDAR)裝置之情況中，複數個光源可發射光，該光可經光學地耦合至導光裝置以便被引導至一給定環境中。發射至環境中之光可藉由LIDAR裝置之一接收器偵測以便提供距環境中之物件之經估計距離。
本發明係關於與經組態以依一非遠心式配置安裝於一光學系統內之導光元件相關之系統及製造方法。另外或替代地，本文中描述之系統及方法可適用於光學系統之製造。例如，本發明描述某些光學元件(例如，導光裝置)及其等製造方法。光學波導可包含一或多個結構，諸如鏡表面、垂直結構及/或傾斜結構。
在一第一態樣中，提供一種系統。該系統包含經組態以引導由一光源發射之光按一或多個所要角度照明一光阻劑材料以便使該光阻劑材料中之一傾斜結構曝光之一光學組件。該光阻劑材料覆疊一基板之一第一表面之至少一部分。該光學組件包含容納至少部分基於該一或多個所要角度選擇之一光耦合材料之一容器。該系統亦包含經配置以反射該經發射光之至少一第一部分以按該一或多個所要角度照明該光阻劑材料之一反射表面。
在一第二態樣中，提供一種光學系統。該光學系統包含一基板及一光發射器裝置。該光學系統亦包含沿著該基板之一表面配置之一光學波導。該光學波導包含一鏡部分。該光學波導經組態以導引由該光發射器裝置發射之光。該經導引光之一部分與該鏡部分相互作用以便將反射光引導至該光學系統之一環境中。該鏡部分包含相對於該基板配置成30度與60度之間之一反射表面。
在一第三態樣中，提供一種方法。該方法包含在一光學組件之一個端附近放置一基板。該光阻劑材料覆疊該基板之一第一表面之至少一部分。該光學組件包含：(i)一容器，其容納一光耦合材料；及(ii)一反射表面。該方法亦可包含引起一光源發射光至該光學組件中。該反射表面反射該經發射光之至少一第一部分以依一或多個所要角度照明該光阻劑材料，藉此使該光阻劑材料中之一傾斜結構之至少一部分曝光。
藉由視情況參考附圖閱讀以下詳細描述，一般技術者將變得明白其他態樣、實施例及實施方案。
本文中描述例示性方法、裝置及系統。應理解，詞「實例」及「例示性」在本文中用於意指「充當一實例、例項或圖解」。本文中被描述為一「實例」或「例示性」之任何實施例或特徵不一定被解釋為與其他實施例或特徵相比較佳或有利。可利用其他實施例，且可作出其他改變而不脫離本文中呈現之標的物之範疇。
因此，本文中描述之例示性實施例不意欲為限制性。如本文中大體上描述且在圖中繪示之本發明之態樣可以廣泛多種不同組態配置、取代、組合、分離及設計，全部該等不同組態在本文中經考慮。
此外，除非背景內容另外建議，否則在各圖中繪示之特徵可彼此組合使用。因此，應通常將圖視為一或多個整體實施例之組成態樣，應理解，並非各實施例需要全部經繪示特徵。I. 概述
光導可包含可經組態以在光導內導引光之光學元件。此等光學元件可包含可反射光(完全或部分)以便將光自光導之一輸入面透射至一輸出面之結構。例如，光學元件可係可導引光之垂直及/或傾斜結構。更具體言之，一垂直結構可沿著結構之一長度導引光。一傾斜結構可使用一金屬(其係光學反射的)塗佈，藉此有效地用作可在一特定方向上反射入射光之一鏡。
在一例示性實施例中，光導可由一光阻劑材料形成且可經組態以導引紅外光。
實務上，光導可使用光微影製造，該光微影使用一光源以將覆疊一基板之一光阻劑材料中之光學元件之結構曝光。所要結構可由照明具有一光罩圖案之光阻劑之曝光光曝光。在此等案例中，垂直結構由法向入射於光阻劑材料上之曝光光曝光以便按一法向角使光阻劑曝光。
另一方面，傾斜結構由按一非法向角入射於光阻劑材料上之曝光光曝光。例如，為了使一傾斜結構曝光，將光在光阻劑材料中之一折射角設定為傾斜結構之一所要角度。然而，達成光阻劑材料中之一些折射角可係挑戰性的。例如，當光源與光阻劑材料之間之一介質係空氣時，根據斯涅爾(Snell)定律，光阻劑材料中用於使一些傾斜結構曝光之折射角可能係無法達成的。
一個當前解決方案係使用浸潤式光微影以達成光阻劑材料中之所要折射角。在此解決方案中，基板可浸潤在具有一中度折射率之一介質中。根據斯涅爾定律，選取材料以具有足夠高以透射折射至光阻劑材料中之經設計角度之光之一折射率。為了使浸潤光阻劑材料中之傾斜結構曝光，一機器人裝置按相對於光阻劑材料之特定角度移動一光源以按所要角度使光阻劑材料曝光。雖然此解決方案可用於製造傾斜結構，但其效率低且耗時。實務上，使用此一技術製造光學元件可耗費數小時。
本文中揭示浸潤式微影系統及方法，其等可包含經組態以引導來自一光源之光以按複數個所要角度照明一基板上之一光阻劑材料且藉此使光阻劑材料中之複數個各種角度之結構曝光。光學組件可包含容納至少部分基於所要角度選擇之一折射率匹配材料(例如，水或另一流體)之一容器。光學組件亦可包含經配置以反射光之至少一部分以按所要角度照明光阻劑材料之一反射表面。
在一例示性實施例中，反射表面包含可在光阻劑材料中形成複數個所要角度之複數個不同角度。在此等案例中，傾斜結構可經形成具有基於反射表面之一形狀判定之不同可控制角度。
在一些實施例中，傾斜結構可使用一反射材料塗佈以便形成傾斜鏡結構。傾斜鏡結構可光學耦合至各自複數個光導(例如，光學波導)。複數個光發射器裝置可經組態以沿著光導發射各自光脈衝。光脈衝可沿著光導導引且藉由傾斜鏡結構反射出平面。在此等案例中，光脈衝可按不同角度被發射至一環境中。
一LIDAR系統可包含複數個光發射器裝置及一導光歧管。導光歧管可包含對應於且光學耦合至各自光發射器裝置之複數個波導。複數個光發射器裝置可經組態以沿著各自波導發射光脈衝。導光歧管亦可包含光學耦合至波導之複數個傾斜鏡結構。在一例示性實施例中，複數個傾斜鏡結構可經組態以引導光脈衝離開波導之平面且朝向LIDAR之一環境。此外，傾斜鏡結構之各自角度可不同，使得沿著不同發射角度朝向環境可控制地引導光脈衝。例如，傾斜鏡結構可經配置於相對於波導之平面之42度、45度及48度。然而，其他角度及/或角度範圍經考慮並係可能的。II. 例示性系統
依據上文之論述，使用當前光微影系統製造一些所要結構可係挑戰性的。例如，當光源與光阻劑材料之間之介質係空氣時，製造一些傾斜結構可係不可行的。具體言之，根據斯涅爾定律，當光源與光阻劑材料之間之介質係空氣時，光阻劑材料中用於使傾斜結構曝光之折射角可能係無法達成的。
本文中揭示用於製造光學元件(例如，光學波導)之方法及系統。特定言之，方法及系統可用於製造包含所要結構(例如，所要傾斜及/或垂直結構)之光學元件。此外，本文中揭示之方法及系統可比當前實務上使用之製造系統更快速且有效地製造光學元件。
圖1繪示根據一例示性實施例之一系統100。系統100可係可經組態以藉由使一光可圖案化材料中之所要結構曝光而製造光學元件之一光微影系統。此外，系統100可在光學浸潤式微影之背景內容中利用。在此等案例中，系統100可用於在一光阻劑材料中按所要角度形成傾斜結構。
系統100包含一光學組件110，該光學組件110經組態以引導由一光源10發射之光12按一或多個所要角度照明一光阻劑材料130以便使光阻劑材料130中之一傾斜結構134曝光。如本文中解釋，光學組件110可經組態以操縱由光源10發射之光以便使光阻劑材料130中之所要結構曝光。
在此等實施例中，光阻劑材料130覆疊一基板140之一第一表面142之至少一部分。例如，光阻劑材料130可包含SU-8聚合物、Kloe K-CL負光阻劑、Dow PHOTOPOSIT負光阻劑或JSR負色調THB光阻劑。將理解，光阻劑材料130可包含其他聚合物光可圖案化材料。
基板140可係一透明基板，諸如玻璃及/或對於一所要波長範圍(例如，近紅外波長或另一紅外波長範圍)實質上透明之另一材料。
在一些實施例中，光源10可經組態以發射一或多個波長之光。例如，光源10可經組態以發射可見光及/或紫外(UV)光。此外，光源10可包含可使光源10能夠發射準直或實質上準直光之一或多個組件(例如，一透鏡及/或一準直器)。例如，光可使用各向異性準直準直。在此等案例中，光源10可係一經各向異性準直光源。
在一些實施例中，光源10可發射p偏振光以便減少來自基板-光阻劑介面及來自基板140之一背側之反射。因此，光源10可包含使光源10能夠發射p偏振光之一偏振器(例如，一偏振濾光器)。另外及/或替代地，光源10可包含可容許系統100控制一曝光時間之一整合式計時器。在一例示性實施方案中，光源10可係一500瓦特UV燈源。在另一例示性實施方案中，光源10可係一500瓦特準直UV燈源。
另外或替代地，光源10可係一水銀或氙氣放電燈。在其他實施例中，光源10可係一深紫外(UV)準分子雷射，諸如一193 nm ArF準分子雷射。然而，適用於光學微影及/或浸潤式微影之其他光源係可能的且經考慮。
在一實施例中，光學組件110可經組態以操縱經發射光以便使光阻劑材料130曝光。為了操縱經發射光，光學組件110可接近光源10定位且光學耦合至光源10。在一實施方案中，光學組件110可相對於一水準面定位於光源10上方或下方。光學組件110及光源10之其他定向經考慮且係可能的。
光學組件110包含容納至少部分基於一或多個所要角度選擇之一光耦合材料114之一容器112。在一例示性實施例中，光耦合材料114可包含具有大於1之一折射率之一液體介質(例如，純化水)。在其他實例中，光耦合材料114可係乙二醇(折射率~ 1.43)及/或甘油(折射率~ 1.47)以及其他實例。在一實例中，光耦合材料114可係具有適用於支援光線之透射之一折射率之任何材料，該等光線在折射之後在光阻劑中具有所要角度。另外或替代地，光耦合材料114可係填充容器112之一內部之至少一部分之一固體(例如，透明丙烯酸及固化聚矽氧或環氧樹脂)、液體、黏著劑或凝膠。然而，浸潤式微影常見之其他類型之光耦合材料在本文中係可能的且經考量。
在一些實施例中，容器112可由一或多個材料(諸如鋁及/或其他類型之金屬)製成。容器112之一個表面之一部分可係透明的，使得由光源10發射之光可進入容器112。容器112之另一表面之一部分亦可係透明的以便使光離開容器112以使光阻劑材料130曝光。例如，容器112之一頂表面及一底表面之部分可係透明的以便使光進入/離開容器112。顯然，透明部分可對該類型之經發射光透明。例如，當經發射光係UV光時，透明部分可對UV光透明。透明部分之例示性材料可包含玻璃及/或對由光源10發射之光透明之任何其他材料。
光學組件110另外包含經配置以反射光之至少一第一部分14以按一或多個所要角度照明光阻劑材料130之一反射表面116。在例示性實施例中，反射表面116可包含一表面鏡、一凹透鏡、一凸透鏡、一稜鏡及/或一繞射鏡。在一些實施例中，光學組件110可包含複數個反射表面116。在此等案例中，反射表面116可包含具有相同類型、定向及/或特性之鏡。
在一些實施例中，一或多個所要角度可包含以下之至少一者：相對於第一表面142之42度、45度及48度。以此一方式，光阻劑材料130可使用UV光曝光且經顯影以便形成複數個傾斜結構134。然而，應理解，傾斜結構134可具有具備相對於第一表面142之其他角度之表面。例如，一或多個所要角度可包含相對於第一表面142之選自40度與60度之間之一角度範圍之至少一個角度。
在一些實施例中，反射表面116可包含對應於一或多個所要角度之複數個平面鏡部分118。
另外或替代地，反射表面116可包含一或多個曲面鏡部分119。
在一些實施例中，系統100可進一步包含放置於光源10與基板140之間之一孔隙遮罩160。孔隙遮罩160包含一或多個開口162，各開口對應於光阻劑材料130中之一各自所要結構(例如，垂直結構132及/或傾斜結構134)。經透射穿過各開口之經發射光之至少一部分使開口所對應之各自所要結構曝光。作為一實例，各自所要結構可包含至少一個垂直結構132及至少一個傾斜結構134。
在一實施例中，孔隙遮罩160之各開口162可對應於光阻劑材料130中供曝光之一各自所要特徵。孔隙遮罩160可用於藉由選擇性地容許光行進穿過遮罩之開口而界定不同曝光光角度之近似場。各開口可容許光之一各自部分行進穿過，光之該各自部分可接著用於(直接或間接地)使光阻劑材料130中之一特定特徵曝光。
例如，孔隙遮罩160包含一第一開口。在此等案例中，第一開口經組態以容許經發射光之第一部分與反射表面116之一第一部分相互作用。反射表面116之第一部分經組態以重新引導經發射光之第一部分14以使至少一個傾斜結構134曝光。
在一些實施例中，孔隙遮罩160包含一第二開口。在此等案例中，第二開口經組態以容許經發射光之一第二部分16使至少一個垂直結構132曝光。
在各項實施例中，孔隙遮罩160可包含經組態以反射及/或吸收光以便平衡入射於光阻劑材料130之法向場區域與傾斜場區域之光強度之一或多個中性密度濾光器。一個此中性密度濾光器可包含在與孔隙遮罩160相對之背景(例如，一圓點圖案)上併入小不透明及/或透明圓圈之一圖案。在此一案例中，經透射穿過此一中性密度濾光器之光可在與光阻劑材料130相互作用時均勻地衰減。另外，歸因於繞射，光可稍微模糊化。輸入至系統之光未經完美準直且可具有1至2度之一角度範圍。因此，點圖案可在一足夠「投擲(throw)」距離(近似點週期除以角度範圍之切線)處模糊化成一均勻強度。在一些實施例中，針對在1 mm週期下之一精細圖案，模糊化可發生在光學器件框之實質上整個寬度上(例如，50 mm)。因此，經透射穿過中性密度濾光器區域之光可實質上模糊化以便在光阻劑材料130處形成一均勻照明強度。
在例示性實施例中，容器112之一第一表面之至少一部分及一第二表面之至少一部分係透明的。在此等案例中，經發射光12透過第一表面之透明部分進入容器112，且其中經發射光透過第二表面之透明部分照明光阻劑材料130。
在各項實施例中，系統100可包含一光罩170。在一些實施例中，光罩170接近光阻劑材料130配置。光罩170經組態以界定光阻劑材料130中之個別所要結構。
在各項實施例中，光罩170可定位於基板140附近，可能放置於光阻劑材料130上方。在一實施例中，光罩170可用於界定光阻劑材料130中之個別結構。特定言之，光罩170可包含容許曝光光透射穿過至光阻劑材料130之開口之一圖案或透明度。在一實施例中，圖案可對應於光學波導或由光阻劑材料130形成之其他結構之一所要配置。亦即，光罩170可包含對應於垂直結構132及/或傾斜結構134之開口。當使用光使基板140曝光時，經透射穿過對應於一垂直結構之一開口之光在光阻劑材料130中產生一垂直結構，且經透射穿過對應於一傾斜結構之一開口之光可在光阻劑材料130中產生一傾斜結構134 (在光阻劑烘烤及/或顯影程序之後)。如本文中解釋，自反射表面116反射之光可經透射穿過光罩170之對應於傾斜結構134之開口。
在一些實施例中，光學組件110進一步包含經組態以移除光學組件110內之雜散光之一裝置。例如，光學組件110可包含一光隔板或另一類型之光雜訊減輕結構及/或材料。
在各種實例中，一光學吸收器可安置於基板140之後方(例如，沿著與光阻劑材料130相對之一表面)。光學吸收器可經組態以防止反向散射光在光阻劑材料130中引起偽圖案。光學吸收器可包含基板140之背側上之一塗層。替代地，光學吸收器可係與基板140分離之一暗或不透明材料。例如，一光學耦合材料(例如，光耦合材料114)可安置於基板140之背側與光學吸收器之間。
在一些實施例中，基板140可浸潤於光耦合材料114中，使得光阻劑材料130面向容器112之一第二表面。容器112之第二表面之至少一部分係透明的。在此一案例中，來自光源10之發射光12透過容器112之第二表面之透明部分進入容器112。
圖2A繪示根據一例示性實施例之一系統200。系統200可類似於如相對於圖1繪示且描述之系統100。例如，一光源10可經組態以發射光12朝向一光學組件110。
在一例示性實施例中，光12可與一孔隙遮罩160相互作用。在此一案例中，光部分12a、12b、12c及12d可實質上行進穿過孔隙遮罩160中之各自開口162a、162b、162c及162d。
光部分12a可與可沿著一平面鏡部分118a配置之反射表面116a相互作用。反射表面116a可經配置於相對於支撐件210a或容器112之另一參考平面之一角度θa 。在此一案例中，光部分12a可自反射表面116a反射作為反射光212a。反射光212a可沿著相對於基板140及第一表面142之一角度(例如，42°)與光阻劑材料130相互作用。在此一案例中，反射光212a可使用UV光使光阻劑材料130曝光以便交聯光阻劑材料130。如此做，反射光212a可有助於在一光阻劑曝光及顯影程序之背景內容中形成傾斜結構134a。
同樣地，光部分12b及12c可分別與反射表面116b及116c相互作用。例如，光部分12b可與可沿著一平面鏡部分118b配置之反射表面116b相互作用。在此一案例中，反射表面116b可配置於相對於支撐件210b或容器112之另一參考平面或表面之一角度θb 。在一例示性實施例中，光部分12b可自反射表面116b反射作為反射光212b。反射光212b可沿著相對於基板140及第一表面142之一角度(例如，45°)與光阻劑材料130相互作用。在實例中，反射光212b可使用UV光使光阻劑材料130曝光，從而使其交聯。因而，反射光212b可至少部分在一光阻劑曝光及顯影程序之背景內容中形成傾斜結構134b。
另外或替代地，光部分12c可與可沿著一平面鏡部分118c配置之反射表面116c相互作用。在此一案例中，反射表面116c可配置於相對於支撐件210c或容器112之另一參考平面或表面之一角度θc 。在一例示性實施例中，光部分12c可自反射表面116c反射作為反射光212c。反射光212c可沿著相對於基板140及第一表面142之一角度(例如，48°)與光阻劑材料130相互作用。在實例中，反射光212c可使光阻劑材料130曝光，從而使其交聯。以此一方式，反射光212c可至少部分有助於在一光阻劑曝光及顯影程序中形成傾斜結構134c。
在一些實施例中，光部分12d可經由開口162d行進穿過孔隙板160。在此等情況中，光部分12d可直接(例如，垂直或筆直)行進朝向光阻劑材料130及基板140。在實例中，光部分12d可沿著相對於基板140之一垂直(例如，法向)角使光阻劑曝光。在此等案例中，光部分12d可輔助在一光阻劑顯影程序之後在光阻劑材料130中形成垂直結構132。
雖然未繪示，但光學組件110亦可包含用於移除雜散光之結構及/或裝置。結構可係配置於光學組件110中以便移除雜散光(例如，反射回至光學組件110中之光)之暗隔板。
在一些實例中，容器112之一外部可包含用於填充容器112及自容器112排出光耦合材料114之管道配件。在另一例示性實施例中，容器112可包含供組件(例如，濾光器、真空裝置等)移除空氣氣泡或其他類型之氣體氣泡或雜質之配件。此外，在一些實施例中，可遮蔽反射表面(例如，反射表面116a、116b及/或116c)之各者之至少一部分以便改良自反射表面反射之光之定向性。
在其他實施例中，系統200亦可包含用於將基板140對準至光學組件110及/或光源10之機械及/或光學特徵。在一實例中，系統200可包含可用於對準基板140之載物台、夾具、光學裝置(例如，放大裝置)及/或影像擷取裝置(例如，相機)。在一實施方案中，系統200可包含可用於將基板140帶至與一出射表面(例如，底表面214)接觸之一線性載物台，其中一光耦合材料填充出射表面與基板140之間之一間隙。另外，出射表面可包含可用於對準基板140之基準點。例如，可藉由將出射表面上之基準標記與光罩170上之特徵對準而達成平面內及旋轉對準。在一實施方案中，可使用經配置以相對於容器112上之基準標記使光罩170上之基準標記成像之一或多個相機同時觀察兩對特徵。
圖2B繪示根據一例示性實施例之圖2A之系統200之一孔隙遮罩160之一俯視圖。孔隙遮罩160可包含不透明特徵及容許光行進穿過之透明特徵。例如，孔隙遮罩160可包含複數個開口162。例如，開口162可包含孔隙遮罩160中之若干長、窄透明(或透光)開口162a、162b、162c及162d。
在一些情況中，可期望在光阻劑材料130處重疊法向及傾斜照明場，同時維持重疊過渡區域中之一實質上均勻照明強度。在此等案例中，光阻劑材料130可經照明，使得一個場之強度沿著一方向增加，鄰近場之強度沿著該方向降低。以此一方式，如插圖216中繪示，孔隙遮罩160之一些或全部邊緣特徵可包含一或多個梯度中性密度濾光器。在一些實施例中，此等濾光器可經組態以在光阻劑材料130處模糊至一梯度強度圖案。
例如，一光學梯度強度濾光器可經實施具有沿著孔隙遮罩開口162之邊緣之一不透明精細鋸齒圖案218。另外或替代地，可藉由沿著孔隙遮罩160之一邊緣特徵調變不透明圓圈(例如，點刻或「圓點」)之一大小及/或強度而提供光學梯度強度濾光器。實施例可機械地利用此等鋸齒及/或圓點圖案作為孔隙遮罩160之邊緣之部分或作為對準至孔隙遮罩160或基板140上之基準標記之一單獨光罩之部分。雖然圖2B將開口162d之全部側繪示為具有一鋸齒圖案，但其他設計係可能的。例如，在一些實施例中，僅開口之一個長側可具有鋸齒圖案。在此等案例中，開口之其他側可係筆直的(例如，未經圖案化)。
圖2C繪示根據例示性實施例之各種反射表面類型220、230及240。反射表面類型220可包含複數個反射表面116a、116b及116c。在此一案例中，反射表面可包含一第一平面鏡部分118a、一第二平面鏡部分118b及一第三平面鏡部分118c。各平面鏡部分可彼此實體分離。
反射表面116a、116b及116c可藉由一或多個支撐件210a、210b及210c安裝至容器。支撐件210a、210b及210c可經固定以便將反射表面116a、116b及116c之一定向維持為一預定角度或預定定向。另外或替代地，支撐件210a、210b及210c可係可調整的以調整反射表面116a、116b及116c之定向。例如，支撐件210a、210b及210c之一者或全部可經組態以可藉由一壓電致動器、一步進馬達或另一類型之角度調整設備調整。應理解，存在調整反射表面116a、116b及116c之一定向之許多其他方式，全部該等其他方式在本發明之背景內容中經考慮且係可能的。
反射表面類型230可包含由第一平面鏡部分118a、一第二平面鏡部分118b及一第三平面鏡部分118c (其等可藉由一連續鏡表面或另一類型之耦合結構實體耦合在一起)構成之一連續鏡。換言之，在一些實施例中，鏡部分可彼此連結且藉由支撐件232附接至容器112。在此一案例中，鏡部分不需要經個別地支撐或安裝。代替性地，一單一連續鏡可藉由一單一支撐件(例如，支撐件232)實體支撐。
反射表面類型240可包含具有一對應彎曲反射表面116d之一曲面鏡部分119。曲面鏡部分119可以一軸對稱方式彎曲(例如，具有一圓柱形曲率)。然而，在其他實施例中，曲面鏡部分119可根據另一形狀彎曲。
圖2D繪示根據一例示性實施例之一光阻劑結構250。圖2D繪示在光阻劑材料130之顯影之後之光阻劑結構250。特定言之，在傾斜結構134a、134b、134c以及132之曝光之後，可移除光阻劑材料130之各種部分以顯露光阻劑結構250之表面。在一些實施例中，傾斜結構134a、134b及134c可具有相對於結構140之第一表面142之不同鏡角度。雖然圖2D將光阻劑結構250繪示為具有一特定形狀，但其他形狀在本文中係可能的且經考慮。
圖2E繪示根據一例示性實施例之一光學組件110。圖2E係光學組件110之一光輸入側之一斜視圖。光學組件110可包含一容器112。光學組件110可包含一第一反射表面116及一第二反射表面270。光學組件110亦可包含一透明頂部窗260及一透明底部窗262。
圖2F繪示根據一例示性實施例之一光學組件110。圖2F係光學組件110之一光輸出側之一斜視圖。光學組件110可包含一容器112。如圖2F中繪示，光學組件110亦可包含一第一反射表面116、一透明頂部窗260及一透明底部窗262。
圖3A繪示根據一例示性實施例之一系統300。系統300可與如相對於圖1及圖2A繪示且描述之系統100及/或系統200類似或相同。例如，系統300可包含一光源10及至少部分填充有光耦合材料114之一容器112。系統300亦可包含一第一反射表面116及一第二反射表面270。
在一例示性實施例中，系統300包含可配置於容器112之一出射表面(例如，底表面214)與光阻劑材料130之間之一孔隙遮罩160。在此一案例中，自光源10發射之光可自第一反射表面116及第二反射表面270反射且照射於孔隙遮罩160上。反射光之一部分可經透射穿過孔隙遮罩160中之開口162。
經透射穿過孔隙遮罩160之光可使光阻劑材料130曝光，該光阻劑材料130可覆疊一基板140之一第一表面142。如本文中描述，可控制或操縱透射光之角度以便使光阻劑材料130中之傾斜結構曝光。
圖3B繪示根據一例示性實施例之一系統320。系統320可與如相對於圖1及圖2A繪示且描述之系統100及/或系統200類似或相同。例如，系統320可包含一光源10及至少部分填充有光耦合材料114之一容器112。系統320亦可包含一第一反射表面116及一第二反射表面270。
在一些實施例中，系統320可包含配置於容器112下方(例如，下面)之光源10。因而，自光源10發射之光可經引導向上朝向容器112之一底表面214。
在此等案例中，系統320包含可沿著容器之一底部內表面配置於容器112內之一孔隙遮罩160。在此一案例中，自光源10發射之光可入射於孔隙遮罩160上且藉由開口162透射朝向反射表面116及/或270。透射光之一部分可由反射表面116及/或270反射以便使可覆疊一基板140之一第一表面142之光阻劑材料130曝光。
圖3C繪示根據一例示性實施例之一系統330。例如，系統330可與如相對於圖1及圖2A繪示且描述之系統100及/或系統200類似或相同。例如，系統330可包含一光源10及至少部分填充有光耦合材料114之一容器112。系統330亦可包含一第一反射表面116及一第二反射表面270。
在一些實施例中，系統330可包含配置於容器112下方(例如，下面)之光源10。因而，自光源10發射之光可經引導向上朝向容器112之一底表面214。
在此等案例中，系統330包含可在容器112中且接近光阻劑材料130配置之一孔隙遮罩160。例如，孔隙遮罩可與光阻劑材料130軟或硬接觸。在此一案例中，自光源10發射之光可入射於反射表面116及/或270上。反射光及透射光將入射於孔隙遮罩160上且藉由開口162透射朝向光阻劑材料130以使可覆疊一基板140之一第一表面142之光阻劑材料130曝光。III. 例示性光學系統
圖4A及圖4B繪示根據一例示性實施例之一光學系統400及其部分。光學系統400可係併入光學導光元件之一緊湊LIDAR系統。此一LIDAR系統可經組態以提供關於一給定環境中之一或多個物件(例如，位置、形狀等)之資訊(例如，點雲資料)。在一例示性實施例中，LIDAR系統可將點雲資訊、物件資訊、映射資訊或其他資訊提供至一載具。載具可係一半自動或全自動載具。例如，載具可係一自動駕駛汽車、一自主無人機、一自主卡車或一自主機器人。本文中考慮其他類型之載具及LIDAR系統。
圖4A繪示根據一例示性實施例之光學系統400之一示意性方塊圖。光學系統400包含一基板410、一光發射器裝置420及一光學波導430。在一些實施例中，光發射器裝置420可包含一雷射總成，該雷射總成包含一或多個雷射條。另外或替代地，光學系統400可包含一柱面透鏡422。在一些實例中，柱面透鏡422可包含一光纖。
光學波導430沿著基板410之一表面配置。光學波導430包含至少一個鏡表面432。光學波導430經組態以導引由光發射器裝置420發射之光。此光可經由全內反射在光學波導430之至少一部分內導引。
在一些實施例中，光學波導430之至少一個鏡表面432可包含一反射材料，諸如一金屬塗層。在一些實施例中，金屬塗層可包含一或多個金屬，諸如鈦、鉑、金、銀、鋁及/或另一類型之金屬。在其他實施例中，至少一個鏡表面432可包含一介電塗層及/或一介電堆疊。
在此等案例中，經導引光之一部分與鏡表面432相互作用以便將反射光引導至光學系統400之一環境中。在一些實施例中，鏡表面432可經配置於相對於基板410之42度、45度或48度之至少一者。
光發射器裝置420可經組態以發射光朝向一柱面透鏡422，該柱面透鏡422可幫助將經發射光聚焦、失焦、引導及/或以其他方式耦合至光學波導430中。
光學系統400係可包含光導(諸如由一光阻劑材料130或其他光學材料形成之光學波導430)之各種不同光學系統之一者。在一例示性實施例中，光學波導430可耦合至一透明基板。在此等案例中，(若干)鏡表面432可經組態以將由光發射器裝置420發射之光引導朝向透明基板且隨後至光學系統400之環境中。
圖4B繪示根據一例示性實施例之光學系統400之一俯視圖及側視圖。如圖4B中繪示，光學波導430可與如相對於圖2D繪示且描述之光阻劑系統250類似或相同。
作為一實例，光學波導430可包含三個鏡表面432a、432b及432c。鏡表面432a、432b及432c可具有不同角度。例如，鏡表面432a可相對於基板410之表面以一42°鏡角度定向。另外或替代地，鏡表面432b可相對於基板410之表面以一45°鏡角度定向。又進一步，鏡表面432c可相對於基板410之表面以一48°鏡角度定向。應理解，其他鏡角度(例如，在30°與60°之間)係可能的且經考慮。此外，應理解，雖然圖4B繪示鏡表面432之一特定配置，但應理解，鏡表面432及光學波導430之其他元件之其他配置係可能的且經考慮。
在一些實施例中，光學系統400可包含一光發射器裝置420及一柱面透鏡422。柱面透鏡422可配置於光發射器裝置420與光學波導430之一輸入表面450之間。光發射器裝置420可經組態以發射經發射光421朝向柱面透鏡422。
例如，如圖4B中繪示，光發射器裝置420可發射經發射光421，該經發射光421可經由輸入表面450耦合至光學波導430中。在此一案例中，光部分424a、424b及424c可分別經由鏡表面432a、432b及432c反射朝向一環境。反射光部分440a、440b及440c可藉由基板410 (其可實質上透明)耦合輸出。反射光部分440a、440b及440c可(例如，經由反射、吸收及/或折射)與環境中之物件相互作用。
換言之，在與柱面透鏡422相互作用之後，經發射光421之各種部分可耦合至光學波導430中。例如，一第一光部分424a可與鏡表面432a相互作用。在此一案例中，第一光部分424a可自鏡表面432a反射，從而形成第一反射光440a。另外，一第二光部分424b可與鏡表面432b相互作用。在此一案例中，第二光部分424b可自鏡表面432b反射，從而形成第二反射光440b。此外，一第三光部分424c可與鏡表面432c相互作用。在此一案例中，第三光部分424c可自鏡表面432c反射，從而形成第二反射光440c。
如繪示，第一反射光440a、第二反射光440b及第三反射光440c可以相對於基板410之表面之不同角度反射。例如，第一反射光440a、第二反射光440b及第三反射光440c可在相對於基板410之表面法線之±6°之間。其他反射角度係可能的且經考慮。IV. 例示性方法
圖5繪示根據一例示性實施例之一方法500。應理解，方法500可包含比本文中明確繪示或以其他方式揭示之步驟或方塊更少或更多之步驟或方塊。此外，方法500之各自步驟或方塊可以任何順序執行且可執行各步驟或方塊一或多次。在一些實施例中，方法500之方塊或步驟之一些或全部可與如相對於圖1、圖4A及圖4D繪示且描述之系統100及/或光學系統400之元件相關。
方塊502包含在一光學組件之一個端附近放置一基板，其中光阻劑材料覆疊基板之一第一表面之至少一部分，且其中光學組件包括：(i)一容器，其容納一光耦合材料；及(ii)一反射表面。
方塊504包含引起一光源將光發射至光學組件中，其中反射表面反射經發射光之至少一第一部分以依一或多個所要角度照明光阻劑材料，藉此使光阻劑材料中之一傾斜結構之至少一部分曝光。
在一些實施例中，一或多個所要角度可包含以以下之至少一者定向之一或多個反射表面：相對於第一表面之42度、45度及48度。應理解，在本發明之範疇內其他所要角度經考慮且係可能的。
在一些實例中，方法可包含在光學組件之一表面上或附近覆疊一孔隙遮罩。孔隙遮罩可包含一或多個開口，各開口對應於光阻劑材料中之一各自所要結構。經透射穿過各開口之經發射光之至少一部分使開口所對應之各自所要結構曝光。
在一些實施例中，孔隙遮罩包含一第一開口。在此等案例中，第一開口經組態以容許經發射光之第一部分與反射表面之一第一部分相互作用。反射表面之第一部分經組態以重新引導經發射光之第一部分以使至少一個傾斜結構曝光。
在一實施例中，方法500可涉及判定待製造之所要結構，諸如垂直結構及/或傾斜結構。另外，方法500可涉及判定所要結構之參數。另外，方法500可涉及判定所要結構之尺寸。另外，針對所要傾斜結構，方法500可涉及判定一所要傾斜角。例如，所要傾斜角可在相對於一基板表面之30度至60度之間。
如上文解釋，傾斜結構之所要傾斜角可判定鏡定向角度。因此，方法500亦可涉及判定鏡定向角度θa 、θb (其等可使用斯涅爾定律判定)。斯涅爾定律陳述，入射角與折射角之正弦之一比率等於折射率之一比率之倒數，其由以下公式表示：
Figure 02_image001
光阻劑材料(例如，光阻劑材料130)中之所要折射角(θ2 )、光耦合材料(例如，光耦合材料114)之折射率(n1 )及光阻劑材料之折射率(n2 )已知且可用於計算一所要入射角。例如，入射角可在與法向入射成15度至45度(包含15度及45度)之間之一角度範圍內。應理解，其他角度係可能的且動態變動之入射角亦係可能的。
基於入射角，可計算鏡定向角度(例如，如相對於圖2A繪示且描述之角度θa 、θb 及/或θc )。特定言之，可計算角度，使得由(若干)反射表面反射之光可以所要入射角入射於光阻劑材料上。一旦計算角度，方法500便亦可涉及調整可調整耦合組件(例如，支撐件210a、210b及/或210c)，使得反射表面以所要角度定位。
方法500亦可涉及提供包含與光阻劑材料覆疊之基板(例如，基板140)之一晶圓。在此等案例中，提供基板可涉及藉由將一光阻劑沈積於基板140上，接著烘烤光阻劑材料而製備光阻劑材料。另外，提供晶圓可包含將一光阻劑材料安置於晶圓上。另外，提供晶圓可涉及將晶圓與光學組件對準。如本文中解釋，對準晶圓可涉及將一出射表面(例如，底表面214)上之基準點與一光罩(例如，光罩170)上之特徵對準。
方法500亦可涉及引起光源發射經引導朝向光學組件之光。例如，光源可藉由跨光學組件之一第一表面之一實質上均勻照明強度發射光朝向光學組件。在其中光源不定位於光學組件上方之例示性系統中，來自光源之光可經由一或多個光學元件(例如，鏡、光導等)重新引導朝向光學組件。
不應將圖中展示之特定配置視為限制性。應理解，其他實施例可或多或少包含一給定圖中展示之各元件。此外，可組合或省略一些經繪示元件。又進一步，一闡釋性實施例可包含圖中未繪示之元件。
表示資訊之一處理之一步驟或方塊可對應於可經組態以執行一本文中描述之方法或技術之特定邏輯功能之電路。替代地或另外，表示資訊之一處理之一步驟或方塊可對應於程式碼(包含相關資料)之一模組、一片段或一部分。程式碼可包含可藉由一處理器執行用於實施方法或技術中之特定邏輯功能或動作之一或多個指令。程式碼及/或相關資料可儲存於任何類型之電腦可讀媒體(諸如一儲存裝置，其包含一磁碟、硬碟機或其他儲存媒體)上。
電腦可讀媒體亦可包含非暫時性電腦可讀媒體，諸如儲存資料達短時間段之電腦可讀媒體，如同暫存器記憶體、處理器快取區及隨機存取記憶體(RAM)。電腦可讀媒體亦可包含儲存程式碼及/或資料達較長時間段之非暫時性電腦可讀媒體。因此，電腦可讀媒體可包含輔助或永久長期儲存器，如同(例如)唯讀記憶體(ROM)、光碟或磁碟、光碟唯讀記憶體(CD-ROM)。電腦可讀媒體亦可係任何其他揮發性或非揮發性儲存系統。可將一電腦可讀媒體視為(例如)一電腦可讀儲存媒體或一有形儲存裝置。
雖然已揭示各種實例及實施例，但熟習此項技術者將明白其他實例及實施例。各種所揭示實例及實施例係為了圖解之目的且不旨在為限制性，其中真實範疇係由以下發明申請專利範圍指示。
10:光源 12:光 12a:光部分 12b:光部分 12c:光部分 12d:光部分 14:光之至少一第一部分 16:經發射光之一第二部分 100:系統 110:光學組件 112:容器 114:光耦合材料 116:反射表面 116a:反射表面 116b:反射表面 116c:反射表面 116d:彎曲反射表面 118:平面鏡部分 118a:第一平面鏡部分 118b:第二平面鏡部分 118c:第三平面鏡部分 119:曲面鏡部分 130:光阻劑材料 132:垂直結構 134:傾斜結構 134a:傾斜結構 134b:傾斜結構 134c:傾斜結構 140:基板 142:第一表面 160:孔隙遮罩/孔隙板 162:開口 162a:開口 162b:開口 162c:開口 162d:開口 170:光罩 200:系統 210a:支撐件 210b:支撐件 210c:支撐件 212a:反射光 212b:反射光 212c:反射光 214:底表面 216:插圖 218:不透明精細鋸齒圖案 220:反射表面類型 230:反射表面類型 232:支撐件 240:反射表面類型 250:光阻劑結構 260:透明頂部窗 262:透明底部窗 270:第二反射表面 300:系統 320:系統 330:系統 400:光學系統 410:基板 420:光發射器裝置 421:經發射光 422:柱面透鏡 424a:光部分/第一光部分 424b:光部分/第二光部分 424c:光部分/第三光部分 430:光學波導 432:鏡表面 432a:鏡表面 432b:鏡表面 432c:鏡表面 440a:反射光部分/第一反射光 440b:反射光部分/第二反射光 440c:反射光部分/第三反射光 450:輸入表面 500:方法 502:方塊 504:方塊 θa :角度 θb :角度 θc :角度
圖1繪示根據一例示性實施例之一系統。
圖2A繪示根據一例示性實施例之一系統。
圖2B繪示根據一例示性實施例之圖2A之系統之一孔隙遮罩。
圖2C繪示根據例示性實施例之各種反射表面類型。
圖2D繪示根據一例示性實施例之一光阻劑結構。
圖2E繪示根據一例示性實施例之一光學組件。
圖2F繪示根據一例示性實施例之一光學組件。
圖3A繪示根據一例示性實施例之一系統。
圖3B繪示根據一例示性實施例之一系統。
圖3C繪示根據一例示性實施例之一系統。
圖4A繪示根據一例示性實施例之一光學系統。
圖4B繪示根據一例示性實施例之一光學系統。
圖5繪示根據一例示性實施例之一方法。
10:光源
12:光
14:光之至少一第一部分
16:經發射光之一第二部分
100:系統
110:光學組件
112:容器
114:光耦合材料
116:反射表面
118:平面鏡部分
119:曲面鏡部分
130:光阻劑材料
132:垂直結構
134:傾斜結構
140:基板
142:第一表面
160:孔隙遮罩/孔隙板
162:開口
170:光罩

Claims (20)

  1. 一種系統，其包括： 一光學組件，其經組態以引導由一光源發射之光以依一或多個所要角度照明一光阻劑材料以便使該光阻劑材料中之一傾斜結構曝光，其中該光阻劑材料覆疊一基板之一第一表面之至少一部分，且其中該光學組件包括： 一容器，其容納至少部分基於該一或多個所要角度選擇之一光耦合材料；及 一反射表面，其經配置以反射該經發射光之至少一第一部分以按該一或多個所要角度照明該光阻劑材料。
  2. 如請求項1之系統，其中該一或多個所要角度包括以下之至少一者：相對於該第一表面之42度、45度及48度。
  3. 如請求項1之系統，其中該一或多個所要角度包括相對於該第一表面之選自30度與60度之間之一角度範圍之至少一個角度。
  4. 如請求項1之系統，其中該反射表面包括對應於該一或多個所要角度之複數個平面鏡部分。
  5. 如請求項1之系統，其中該反射表面包括一或多個曲面鏡部分。
  6. 如請求項1之系統，其進一步包括放置於該光源與該基板之間之一孔隙遮罩，其中該孔隙遮罩包括一或多個開口，各開口對應於該光阻劑材料中之一各自所要結構，其中經透射穿過各開口之該經發射光之至少一部分使該開口所對應之該各自所要結構曝光。
  7. 如請求項6之系統，其中該各自所要結構包括至少一個垂直結構及至少一個傾斜結構。
  8. 如請求項7之系統，其中該孔隙遮罩包括一第一開口，其中該第一開口經組態以容許該經發射光之該第一部分與該反射表面之一第一部分相互作用，其中該反射表面之該第一部分經組態以重新引導該經發射光之該第一部分以使該至少一個傾斜結構曝光。
  9. 如請求項7之系統，其中該孔隙遮罩包括一第二開口，其中該第二開口經組態以容許該經發射光之一第二部分使該至少一個垂直結構曝光。
  10. 如請求項1之系統，其中該容器之一第一表面之至少一部分及該容器之一第二表面之至少一部分係透明的，其中該經發射光透過該第一表面之該透明部分進入該容器，且其中該經發射光透過該第二表面之該透明部分照明該光阻劑材料。
  11. 如請求項1之系統，其進一步包括接近該光阻劑材料配置之一光罩，其中該光罩經組態以界定該光阻劑材料中之個別所要結構。
  12. 如請求項1之系統，其中該光學組件進一步包括經組態以移除該光學組件內之雜散光之一裝置。
  13. 如請求項1之系統，其中該光源包括一各向異性準直光源。
  14. 如請求項1之系統，其中該光耦合材料包括以下之至少一者：水、乙二醇及甘油。
  15. 如請求項1之系統，其中該基板浸潤在該光耦合材料中，使得該光阻劑材料面向該容器之一第二表面，其中該容器之該第二表面之至少一部分係透明的，且其中來自該光源之該經發射光透過該容器之該第二表面之該透明部分進入該容器。
  16. 一種光學系統，其包括： 一基板； 一光發射器裝置；及 一光學波導，其沿著該基板之一表面配置，其中該光學波導包括一鏡表面，其中該光學波導經組態以導引由該光發射器裝置發射之光，其中該經導引光之一部分與該鏡表面相互作用以便將反射光引導至該光學系統之一環境中，其中該鏡表面經配置於相對於該基板之30度與60度之間。
  17. 一種方法，其包括： 在一光學組件之一個端附近放置一基板，其中光阻劑材料覆疊該基板之一第一表面之至少一部分，且其中該光學組件包括：(i)一容器，其容納一光耦合材料；及(ii)一反射表面；及 引起一光源將光發射至該光學組件中，其中該反射表面反射該經發射光之至少一第一部分以依一或多個所要角度照明該光阻劑材料，藉此使該光阻劑材料中之一傾斜結構之至少一部分曝光。
  18. 如請求項17之方法，其中該一或多個所要角度包括以下之至少一者：相對於該第一表面之42度、45度及48度。
  19. 如請求項17之方法，其中該方法進一步包括： 在該光學組件之一表面上或附近覆疊一孔隙遮罩，其中該孔隙遮罩包括一或多個開口，各開口對應於該光阻劑材料中之一各自所要結構，其中經透射穿過各開口之該經發射光之至少一部分使該開口所對應之該各自所要結構曝光。
  20. 如請求項17之方法，其中該孔隙遮罩包括一第一開口，其中該第一開口經組態以容許該經發射光之該第一部分與該反射表面之一第一部分相互作用，其中該反射表面之該第一部分經組態以重新引導該經發射光之該第一部分以使該至少一個傾斜結構曝光。
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