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研究生:林嘉龍
研究生(外文):Chia-Lung Lin
論文名稱:奈米直寫儀之校準與系統整合
指導教授:葉超雄葉超雄引用關係李世光李世光引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:應用力學研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:82
中文關鍵詞:系統整合奈米結構
外文關鍵詞:Nano-structureSystem Integration
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本文乃基於過去三年來本研究團隊對於1998年Nature期刊所發表有關光的異常穿透現象後,一系列對這樣的次波長週期性結構對於光行進行為的研究為基礎。在2002年本團隊林鼎晸學長對指向性對問題作了定性的研究,2003年余良彬博士對於光的指向性提出了表面電漿繞射的思考模式,因此本研究團隊對於奈米直寫儀的開發工作正如火無筡的進行中。論文的內容是以工程的方法來利用這樣的一個有光學指向性現象元件,為其設計與製作搭配的元件系統、定義其聚焦現象的特徵參數、撰寫控制用的人機介面,並嘗試對於這樣新穎的聚焦直寫系統尋求最佳化的調校方式。
由最後的試驗結果可知,在系統的搭配與調校上大都也經完成了,整體系統也已經可以穩定的工作,但刻寫線寬仍然未達預估的大小,刻寫品質也未達實用化的水準。這與曝光所需的時間,次波長週期性結構的製作品質都有相當的關係,所幸本研究之研究成果,對於解決這樣的問題及改善其刻寫的品質均已提出解決之方法。
The thesis work can find its foundation form the extraordinary optical transmission phenomena published in Journal Nature in 1998. The focus is to utilize the focusing and directional beaming phenomenon, which is strongly influenced by the subwavelength period structure, in an engineering system. In 2002, D. J. Lin, a master graduate of our team had completed his thesis on the qualitative analysis of directional beaming. In 2003, L. B. Yu, a Ph.D. of our group had proposed a new viewpoint on directional beaming.
With an attempt to capitalize on the above-mentioned research, our team has been trying to create a nanowriter machine. In this dissertation, works was done to analyze design parameter of optical head, to design the components needed, to program the GUI (graphical user interface) and to optimize the alignment method needed. We attempted to improve lithography technology by using the nanowriter system even though the underlying physical understanding related to directional beaming is still incomplete.
Finally, according to direct writing test results done by this newly developed machine, the nanowriter system was found to be stable and reliable. Nonetheless, line width and writing quality did not meet our original expectations. The profile of period structures and other design parameters were proposed to be the underlying mechanism for this less than perfect performance.
目錄 Ⅰ
圖目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅶ
第一章 緒論 1
1.1 前言與研究動機 1
1.2 研究背景與文獻回顧 3
1.3 論文架構摘要 6
第二章 原理 7
2.1 奈米結構表面電漿指向性 7
2.1.1 透鏡聚焦所面臨的物理極限 7
2.1.2 奈米結構之光傳指向性發現 9
2.2 指向性傳遞的物理機制 10
2.2.1 表面電漿 10
2.2.2 週期性結構與表面電漿的交互作用 14
2.2.3 可能的物理機制 17
2.3 數值模擬方法 18
2.3.1 RCWA理論 18
2.3.2 利用FDTD與RCWA估算指向性結果 24
第三章 系統架設 27
3.1 直寫儀光學頭設計與製作 27
3.1.1 模擬與分析 27
3.1.2 決定製作參數跟銀磨基版製備 33
3.1.3 光學頭之檢驗與修正 36
3.2 光機系統設計 40
3.2.1 光場條件 40
3.2.2 機械結構與規格 40
3.2.3 間隙良策方法與架設 45
3.3 曝光光阻之選擇與調整 48
3.3.1 光阻規格與特性 48
3.3.2 調整後光阻特性與製備方法 50
第四章 奈米直寫儀之建構與校準 51
4.1 工作環境 51
4.2 光路校正方法 53
4.2.1 光路架構 53
4.2.2 光路調整程序 55
4.3 運動平台控制系統 57
4.3.1 PID控制基本架構 58
4.3.2 XY軸運動控制 62
4.3.3 Z軸控制 65
第五章 刻寫結果分析與討論 67
5.1 初步曝光結果 67
5.1.1 系統架設條件 67
5.1.2 曝光結果不佳的情形 68
5.1.3 分析改進 70
5.2 較佳的曝光結果 72
5.2.1 Z軸參數最佳化方法 72
5.2.2 光阻塗佈製程的改善 75
5.2.3 曝光結果 75
第六章 結論與未來展望 77
6.1 結論 77
6.2 未來展望 78
參考文獻 80
Altewischer, E., Van Exter, M. P., and Woerdman, J. P., “Plasmon-assisted transmission of entangled photon,” Nature 418, pp. 304-306, 2002.
Baida, F. I., Labeke, D. V., and Guizal, B., “Enhanced confined light transmission by single subwavelength apertures in metallic films,” Appl. Opt. 42, pp. 6811-6815, 2003
Berenger, J. P., “A perfectly matched layer for the absorption of electromagnetic waves,” J. Computational Physics 114, 185, 1994.
Bethe, H. A., “Theory of diffraction by small holes,” Phys. Rev. 66, pp.163-182, 1944.
Darmanyan, S. A., and Zayats, A. V., “Light tunneling via resonant surface plasmon polariton states and the enhanced transmission of periodically nanostructured metal films: An analytical study,” Phys. Rev. B 67, 35424, 2003.
Ebbsen, T. W., and Lezec, H. J., “Extraordinary optical transmission through subwavelength hole arrays,” Nature 391,pp. 667-669, 1998.
García-Vidal, F. J., Martín-Moreno, L., Lezec, H. J., and Ebbsen, T. W., “Focusing light with a single subwavelength aperture flanked by surface corrugations,” Appl. Phys. Lett. 83, 4500, 2003.
Gaylord, T. K., “Analysis and Applications of optical diffraction by gratings,” Proceedings of the IEEE 73, pp. 894-937, 1985.
Gedney, S. D., “An anisotropic perfectly matched layer absorbing medium for the truncation of FDTD lattices,” IEEE Trans, Antennas and Propagations 44, 1630, 1996.
Haus, H. A., Waves and Fields in Optoelectronics, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1988.
http://www.newfocus.com/
Hutley, M. C., Diffraction gratings, Academic Press, New York, New York, 1982.
Lezec, H. J., Didiron, A., and Devaux, E., “Beaming Light from a Subwavelength Aperture,” Science 297, pp. 820-822, 2002
Liu, C. L. and Liu, J. W. S., Linear Systems Analysis, McGraw-Hill, New York, 1975.
ITRS 2003 Edition “Lithography”
Martín-Moreno, L., García-Vidal, F. J., and Lezec, H. J., “Theory of Extraordinary Optical Transmission through Subwavelength Hole Arrays,” Phys. Rev. Lett. 86, pp. 1114, 2001.
Martím-Moreno, L., García-Vidal, F. J., Lezec, H. J., Degiron, A., and Ebbesen, T. W., “Theory of Highly Directional Emission from a Single Subwavelength Aperture Surrounded by Surface Corrugations,” Phys. Rev. Lett. 25, 167401, 2003.
Pluta, M., Advanced Light Microscopy - Volume 1 Principles and Basic Properties, p.349-352, PWN, 1988
Rayleigh, Lord, “On the theory of optical images with special reference to micro scope,” Philos. Mag. 5(42), pp. 167-195, 1896
Raether, H., Surface plasmons on smooth and rough surfaces and on gratings, Springer-Verlag, Berlin ; New York, 1988.
Sacks, Z. S., Kingsland, D. M., Lee, R., and Lee, J. F., “A perfectly matched anisotropic absorber for use as an absorbing boundary condition,” IEEE Trans, Antennas and Propagations 43, 1460 ,1995.
Shipley S1800 series photo resist user manual.
Vigoureux, J. M., Depasse, F., and Grirad, C., “Superresolution of near-field optical microscopy defined from properties of confined electromagnetic waves,” Appl. Opt. 31, pp. 3036-3045, 1992
Yee, K. S., “Numerical solution of initial boundary value problems involving Mazwell’s equations in isotropic media,” IEEE Trans, Antennas and Propagations 14, 302, 1966.
台灣大學奈米機電研究中心 http://nems.ntu.edu..tw/ .
余良彬, 指向性傳遞之表面電漿繞射理論、數值模擬與實驗, 國立台灣大學應用力學研究所博士論文, 2003.
陳朝光等 編著, 自動控制, 高立圖書有限公司, 1998.
張道弘 編譯, PID控制理論與實務, 全華科技圖書, 1995.
溫明華, 雷射光罩刻板機之設計與製造, 國立台灣大學應用力學研究所碩士論文, 2002.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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