ES2334545A1 - Metodo y dispositivo para cambiar la direccion de un haz de luz. - Google Patents
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Abstract
Método y dispositivo para cambiar la dirección de un haz de luz, según los cuales se hace incidir, el correspondiente haz de luz (1), sobre un espejo (8) que es colineal con el centro (6) de una circunferencia virtual (3) y con el punto (4) de convergencia de los diferentes haces de luz, en donde se genera la correspondiente interferencia. Desde el espejo (8) el haz de luz (1) es dirigido hasta un espejo (2) capaz de ser selectivamente posicionado a lo largo de dicha circunferencia virtual (3), siendo dirigido ese haz de luz (1) desde este espejo (2) hasta el punto (4) de convergencia; de forma que variando la posición del espejo (2) a lo largo de la circunferencia virtual (3) cambia la dirección del haz de luz (1), sin variar la longitud del camino óptico recorrido por el haz de luz (1) desde el espejo (8), al espejo (2) y desde éste al punto de convergencia (4).
Description
Método y dispositivo para cambiar la dirección
de un haz de luz.
El objeto de la presente invención está
relacionado con un método para cambiar la dirección de un haz de
luz y con el dispositivo para llevar a efecto dicho método, estando
todo ello especialmente diseñado para su aplicación dentro del
campo de la litografía por interferencia de rayos láser, si bien
esta aplicación no puede ser considerada en sentido
limitativo.
Dentro de la técnica conocida como litografía
por interferencia de rayos láser es necesario dirigir una serie de
rayos láser hacia un punto de incidencia, en donde se va a producir
la correspondiente impresión de patrones, al hacer coincidir sobre
el material de aplicación diferentes haces de láser.
Esta técnica exige de un control de la
orientación de los rayos de láser para que todos ellos converjan de
la manera más exacta posible hacia el punto de incidencia.
Dentro de las realizaciones más habituales se
recurre al empleo de espejos, para conseguir la orientación de los
rayos de láser. En este sentido se conocen ya dispositivos de
laboratorio en los que los espejos son orientados manualmente,
mediante la intervención de personal muy especializado, para poder
obtener finalmente la geometría de las estructuras que se deseen
realizar mediante esta técnica de litografía por interferencia de
rayos láser.
Cuando se utilizan láseres pulsados, cuyos haces
se forman por pulsos de alta potencia, frente a los haces de onda
continua, es fundamental que la distancia del camino que recorren
los distintos rayos, hasta llegar al punto de incidencia, sea la
misma de manera que los pulsos llegan en el mismo segmento temporal
y la interferencia será más eficiente.
De acuerdo con esto, la presente invención
propone un método y un dispositivo que permite orientar un haz
láser sobre un punto de interferencia ajustando la posición de un
conjunto de espejos sin cambiar la longitud del camino óptico que
recorre el haz de luz; de manera que se asegura una eficiente
interferencia independientemente de la posición que ocupe dicho
conjunto de espejos.
Además, ello se consigue de forma que puede
automatizarse este ajuste de espejos, evitando con ello el tener
que recurrir a personal muy especializado, a la vez que asegura en
mayor medida la precisión de los ajustes posicionales.
La figura 1 muestra en esquema la disposición de
los componentes básicos de un dispositivo que permite ejecutar el
método de ajuste objeto de la presente invención.
La figura 1a es un esquema como el de la figura
1 pero con una variante en la colocación de los espejos (7 y
8).
La figura 2 muestra, según un posible ejemplo de
realización práctica, el dispositivo representado en esquema en la
figura 1.
De acuerdo con el objeto de la presente
invención y tal como se ha representado esquemáticamente en la
figura 1 se considera un haz láser (1) que rebota en un espejo (7)
y se dirige hacia otro espejo (8) que, a su vez dirige el haz (1)
hacia un espejo (2), desde el que es rebotado el haz (1) hasta un
punto (4), en donde el haz (1) converge con otros haces láser, no
representados, para formar la correspondiente interferencia.
Sin variar en nada la esencia de la invención y
tal como se aprecia en la figura 1a se puede modificar la posición
relativa entre los espejos (7 y 8); de manera que en el caso de la
figura 1 el espejo (7) es el más próximo al centro (6); mientras
que con la geometría de la figura 1a es el espejo (8) el más
próximo al centro (6).
El espejo (2) va montado con posibilidad de
desplazarse siguiendo una trayectoria circunferencial (3), cuyo
radio se corresponde con la distancia entre el centro (6) de esta
circunferencia y la posición del espejo (2).
Entre los dos puntos definidos por el centro (6)
de la circunferencia y el punto de convergencia (4) se define un
eje (5) en el que se encuentran asimismo los centros de los espejos
(7) y (8); de manera que la trayectoria (7-8) se
encuentra en el eje (5) y tanto los centros de los espejos (7) y
(8) como el centro (6) y el punto (4) se encuentran en una misma
recta que es la que define al eje (5).
Con esta disposición, la longitud del camino del
haz láser (1) que sigue desde el espejo (7) al espejo (8) y desde
este al espejo (2), para terminar en el punto (4), es siempre la
misma, no variando la longitud total de este camino, con
independencia de donde se encuentre situado el espejo (2), a lo
largo de la circunferencia (3).
De acuerdo con esta premisa de no variar la
longitud del camino óptico, aunque varíe la posición del espejo
(2), el método objeto de la presente invención propone hacer
incidir un haz de luz (1) sobre un espejo (8) colineal con el
centro (6), de una circunferencia virtual (3), y con el punto (4),
de convergencia de los diferentes haces de luz, para la creación
de la correspondiente interferencia. Y también propone que desde el
espejo (8) el haz de luz (1) sea rebotado hasta un espejo (2) capaz
de ser selectivamente posicionado a lo largo de dicha
circunferencia (3); siendo dirigido dicho haz desde el espejo (2)
hasta el punto (4) de convergencia; todo ello de manera que
variando la posición del espejo (2) a lo largo de la circunferencia
virtual (3) se puede modificar la orientación del haz láser (1)
incidente sobre el punto de convergencia (4) sin variar la
distancia desde el espejo (8) al espejo (2) y desde este al punto
(4).
Asimismo y de acuerdo con la invención, este
método propone también que el haz de luz (1) que incide en el
espejo (8), lo haga siguiendo una trayectoria paralela al eje (5);
el centro del espejo (8) se sitúa sobre el eje (5) y tiene
capacidad de girar sobre ese mismo eje siguiendo al espejo (2) que
se desplaza por la circunferencia virtual (3) girando también
respecto del eje (5). Para conseguir que el haz láser incida sobre
el espejo (8) colineal al eje (5) se dispone del espejo (7), que no
es móvil y se sitúa en el mismo eje (5).
Para llevar a cabo este método, se ha diseñado
un dispositivo del que, en la figura 2 se representa un posible
ejemplo no limitativo de realización práctica.
Según la realización del dispositivo
representada en la figura 2 se disponen dos espejos (2 y 2') con
posibilidad de desplazarse siguiendo la circunferencia virtual (3).
Sin alterar en nada la esencia de la invención, el dispositivo
puede presentar un solo espejo (2), dos o más de dos, según sea el
número de haces controlados que se precise disponer.
Siguiendo con la realización representada en la
figura 2, sobre la trayectoria de la circunferencia virtual (3) van
montados también otros dos espejos (2a) y (2b), estos sin capacidad
de moverse siguiendo dicha circunferencia virtual (3); de forma que
este dispositivo es de cuatro haces, dos controlados,
identificados con las referencias numéricas (1 y 1') y los otros
dos fijos, identificados por (1a y 1b), pudiendo combinar haces de
luz controlados (1, 1'...1^{n}) con haces de luz de trayectoria
fija (1a, 1b...1n).
El mecanismo automático ideado para mover el
espejo (2) y orientar el espejo (8) para que le siga a aquel, es
básicamente igual al del mecanismo automático de los espejos (2' y
8').
En el caso de los espejos (2 y 8), un motor (14)
establece el giro de un eje motor (12) que a través de los
correspondientes elementos de transmisión transmite el movimiento a
piezas de soporte (9 y 15) respectivamente, sobre las que van
montadas los espejos (2 y 8).
Los elementos de transmisión pueden ser
cualquiera de las soluciones de transmisión que se conocen hasta
ahora o que puedan desarrollarse en un futuro. Se ha comprobado que
una transmisión por cable funciona correctamente y es la utilizada
hasta ahora, si bien y en las figuras adjuntas se ha representado,
por facilitar la apreciación visual, una transmisión mediante
sendos piñones (11 y 13) acoplados a unos sectores dentados (10 y
16).
El giro del motor (14) se traduce en el giro
sincronizado de las piezas de soporte (9 y 15). El giro de la pieza
de soporte (9) se traduce en el desplazamiento del espejo (2)
siguiendo la circunferencia virtual (3).
El giro sincronizado de la pieza de soporte (15)
se traduce en el giro del espejo (8), cuya normal al plano de
reflexión forma un ángulo adecuado con el eje (5); de manera que el
espejo (8) se orienta así, siguiendo el espejo (2) para reflejar
sobre éste, el haz de láser (1).
En el caso de los espejos (2' y 8') la solución
es igual, que para el ejemplo no limitativo de realización
práctica representado en las figuras adjuntas, consistiría en la
utilización de un motor (14') con un eje motor (12') que, a través
de los piñones (11') y (13'), engranados en los sectores dentados
(10' y 16'), es capaz de transmitir su movimiento a unas piezas de
soporte (9' y 15') a las que van solidarizadas los espejos (2' y
8').
No se alterará en nada la esencia de la
invención si el movimiento sincronizado de los espejos (2 y 8) o
de los espejos (2' y 8') se consigue por una solución diferente a
la de los motores (14 y 14'), mediante cualquier otra solución
motriz que exista hasta la fecha o que pueda existir en un
futuro.
Claims (10)
1. Método para cambiar la dirección de un haz de
luz, caracterizado porque se hace incidir, el
correspondiente haz de luz (1), sobre un espejo (8) que es colineal
con el centro (6) de una circunferencia virtual (3) y con el punto
(4) de convergencia de los diferentes haces de luz, en donde se
genera la correspondiente interferencia; y porque desde el espejo
(8) el haz de luz (1) es dirigido hasta un espejo (2) capaz de ser
selectivamente posicionado a lo largo de dicha circunferencia
virtual (3), siendo dirigido ese haz de luz (1) desde este espejo
(2) hasta el punto (4) de convergencia; de forma que variando la
posición del espejo (2) a lo largo de la circunferencia virtual (3)
cambia la dirección del haz de luz (1), sin variar la longitud del
camino óptico recorrido por el haz de luz (1) desde el espejo (8),
al espejo (2) y desde este al punto de convergencia (4).
2. Método para cambiar la dirección de un haz de
luz, en todo de acuerdo con la anterior reivindicación,
caracterizado porque el haz de luz que incide sobre el
espejo (8) se le hace seguir una trayectoria paralela al eje
(5).
3. Método para cambiar la dirección de un haz de
luz, en todo de acuerdo con la primera y segunda reivindicaciones,
caracterizado porque el haz de luz (1) que incide sobre el
espejo (8) proviene de un espejo (7) situado sobre el eje (5).
4. Dispositivo para cambiar la dirección de un
haz de luz, caracterizado porque, al menos, un espejo (2) va
montado en una pieza de soporte (9) capaz de trasladar a aquel
siguiendo una trayectoria a lo largo de una circunferencia virtual
(3), cuyo centro (6) es colineal con el punto de ubicación de un
espejo (8) y con el punto (4) de convergencia en donde se ha de
generar la correspondiente interferencia; y porque un haz de luz
(1) que incide sobre el espejo (8) es rebotado hacia el espejo (2)
y desde este es dirigido al punto de convergencia (4); de forma
que, variando la posición del espejo (2) a lo largo de la
circunferencia virtual (3) cambia la dirección del haz de luz (1),
sin variar la longitud del camino óptico recorrido por el haz de
luz (1) desde el espejo (8), al espejo (2) y desde este al punto de
convergencia (4).
5. Dispositivo para cambiar la dirección de un
haz de luz, en todo de acuerdo con la cuarta reivindicación,
caracterizado porque la pieza de soporte (9) del espejo (2)
va montada con posibilidad de giro alrededor de un eje (5), en el
que se sitúan el centro del espejo (8), el centro (6) de la
circunferencia virtual (3) y el punto de convergencia (4); y porque
asimismo el espejo (8) va montado sobre una pieza de soporte (15),
capaz de girar respecto de dicho eje (5), estando sincronizados los
giros de las dos piezas de soporte (9 y 15).
6. Dispositivo para cambiar la dirección de un
haz de luz, en todo de acuerdo con la cuarta y quinta
reivindicaciones, caracterizado porque, según una
realización preferente, el giro de las piezas de soporte (9 y 15)
se lleva a cabo mediante el accionamiento de un motor común
(14).
7. Dispositivo para cambiar la dirección de un
haz de luz, en todo de acuerdo con la cuarta reivindicación,
caracterizado porque puede posicionar uno o más haces de luz
y porque puede combinar haces de luz controlados (1, 1'...1^{n})
con haces de luz de trayectoria fija (1a, 1b...1n).
8. Dispositivo para cambiar la dirección de un
haz de luz, en todo de acuerdo con la cuarta y séptima
reivindicaciones, caracterizado porque en el caso de un
dispositivo de cuatro haces (1, 1', 1a y 1b), sobre la misma
circunferencia virtual (3) sobre la que se sitúa el espejo (2) para
el haz de luz controlado (1) se sitúa también un espejo (2') para
el haz de luz controlado (1') y sendos espejos (2a y 2b) para los
haces de luz de trayectoria fija (1a y 1b).
9. Dispositivo para cambiar la dirección de un
haz de luz, en todo de acuerdo con la cuarta y séptima
reivindicaciones, caracterizado porque sobre el mismo eje
(5) sobre el que se sitúan los espejos (7 y 8) del haz de luz
controlado (1) se sitúan unos espejos (7' y 8') para el haz de luz
controlado (1').
10. Dispositivo para cambiar la dirección de un
haz de luz, en todo de acuerdo con la cuarta, séptima, octava y
novena reivindicaciones, caracterizado porque los espejos
(2' y 8') se mueven sincronizadamente entre sí con una solución
mecánica preferentemente coincidente con la de los espejos (2 y
8).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200802579A ES2334545B1 (es) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Metodo y dispositivo para cambiar la direccion de un haz de luz. |
| PCT/ES2009/000442 WO2010029195A1 (es) | 2008-09-10 | 2009-09-08 | Método y dispositivo para cambiar la dirección y regular el ángulo de incidencia de un haz láser en litografía por interferencia |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200802579A ES2334545B1 (es) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Metodo y dispositivo para cambiar la direccion de un haz de luz. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2334545A1 true ES2334545A1 (es) | 2010-03-11 |
| ES2334545B1 ES2334545B1 (es) | 2011-06-06 |
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|---|---|---|---|
| ES200802579A Expired - Fee Related ES2334545B1 (es) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Metodo y dispositivo para cambiar la direccion de un haz de luz. |
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| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2334545B1 (es) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3404673A1 (de) * | 1984-02-10 | 1985-08-14 | Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart | Photolithographische einrichtung und damit hergestellte magnetische oberflaechenspeicher |
| EP0303836A1 (en) * | 1982-04-16 | 1989-02-22 | Sumitomo Electric Industries Limited | Optical branching filter element |
| JP2002162750A (ja) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Mitsutoyo Corp | 露光装置 |
| US20020149751A1 (en) * | 2001-02-28 | 2002-10-17 | Bloomstein Theodore M. | Interferometric projection system |
| US20070070321A1 (en) * | 2004-08-27 | 2007-03-29 | Asml Holding N.V | Adjustable Resolution Interferometric Lithography System |
-
2008
- 2008-09-10 ES ES200802579A patent/ES2334545B1/es not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US20070070321A1 (en) * | 2004-08-27 | 2007-03-29 | Asml Holding N.V | Adjustable Resolution Interferometric Lithography System |
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| Publication number | Publication date |
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| ES2334545B1 (es) | 2011-06-06 |
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