JP2005292835A - パターン化グリッドエレメント偏光器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リソグラフで使用するためのパターン化グリッド偏光器において、
(a)紫外線(UV)光に対して透明な基板と、
(b)該基板上にパターン化されたエレメントのアレイを有し、
該エレメントは紫外線光を偏光する、ことを特徴とする偏光器。
【選択図】図1
Description
もっとも簡単なグリッドエレメント偏光器は、平行な導電ワイヤのグリッドからなるデバイスである。光がグリッドに入射すると、照射の各直交成分はワイヤグリッド偏光器とそれぞれ異なって交差する。ワイヤに平行なフィールドの成分は電子を各ワイヤの長手方向に沿ってドライブし、これにより電流が発生する。電子はまた格子原子と衝突し、エネルギーをこれに付与し、これによりワイヤを加熱する。このようにしてエネルギーはフィールドからグリッドに伝達される。さらにワイヤに平行に加速する電子は前方向と後方向の両方に放射する。入射波は前方向に放射される波により相殺される傾向にあり、そのためフィールドのその成分は透過しないか、またはほとんど透過しない。後方向に伝播する放射は単純に反射波として現れる。反対に、ワイヤに垂直の波の成分は実質的に変化せずグリッドを通過して伝播する。(Eugene Hecht, Optics, Chapter 8, pp.333-334, Addison Wesley, San Francisco(2002))
1960年にGeorge R. BirdとMaxfield Parish, Jr.は1mm当たりに2160本のワイヤを有する、マイクロ波領域で使用するためのグリッド偏光器を開示している(G.R. BirdとM. Parish,Jr.,J. Opt. Soc. Am. 50:886(1960))。この刊行物によれば、このことは金(またはアルミニウム)原子流を密な入射角でプラスチックの回折格子レプリカに蒸着させることにより達成された。回折格子の各ステップのエッジに沿って堆積する金属は薄い顕微鏡的ワイヤを形成し、このワイヤの幅と間隔は波長よりも小さい。
より高速にかつより精巧な回路を形成するために、半導体製造業は回路素子の大きさを低減する努力を続けている。回路は基本的にフォトリソグラフにより製造される。このプロセスで、回路は半導体ウェハの上に、感光性材料のコーティングを光に露光することによってプリントされる。感光性材料はしばしば「フォトレジスト」またはレジストと称される。クロムまたは他の不透明材料からなるマスクを、透明基板上に形成する。光をこのマスクに通過させると所望の回路パターンが発生する。このマスクはまた、透明基板の表面にエッチングされた比較的高い領域と比較的低い領域のパターンにより形成することもできる。またはこれら2つの技術を組み合わせることもできる。引き続き、熱的または化学的プロセスによりこのレジストの露光された部分または露光されなかった部分(材料に依存する)だけを除去し、露出された基板領域を残す。この領域がさらなるプロセスでは電子回路の製造に使用される。
本発明は、さまざまな手法で基板上にパターン化されたエレメントを備えるUV偏光器を提供する。本発明では、基板上のエレメントのパターンが偏光器を出射する光の偏光を規定するように構成されている。
本発明の実施例では、エレメントが基板上にパターン化されており、導電材料、例えば金属から形成される。エレメントは例えばアルミニウム、銀または金から形成することができる。このようなエレメントは制限されるものではないが、ワイヤまたはマイクロワイヤを含む。
本発明はさらに本発明の偏光器を使用する装置を提供する。例えば本発明の偏光器は紫外線光を偏光するための装置に使用することができる。このような装置は例えば紫外線スペクトル中に少なくとも1つの波長を有する光ビームを形成する光源を有し、さらに基板を有し、この基板は紫外線スペクトルにある光に対して透明であり、光ビーム路に配置されており、さらに基板上にリソグラフでエッチングされたエレメントアレイを有する。ここで基板上にリソグラフでエッチングされたエレメントアレイは偏光された出射光を形成する。
導電性エレメントのアレイを基板上に配置することは、複数の周知技術により実行することができる。例えば米国特許第4049944号および米国特許第4514479号には、ホログラム干渉リソグラフを使用して、微細な格子構造をフォトレジストに形成し、続いてイオンビームによりエッチングしてこの構造体を基礎となる金属フィルムに変換することが記載されている。Stenkampは(“Grid polarizer for the visible spectral region”, Proceedings of the SPIE, vol.2213, pp.288-296)、ダイレクトe-beamリソグラフを使用してレジストパターンを形成し、続いてリアクティブイオンエッチングによりパターンを金属フィルムに変換することを開示している。極紫外線リソグラフおよびX線リソグラフ、X線ホログラム干渉リソグラフを含む他の高解像度リソグラス技術もレジストパターンを形成するに使用することができる。他のエッチングメカニズムおよびリフトオフプロセスを含む他の技術もパターンをレジストから金属フィルムに変換するのに使用することができる。導電性エレメントのアレイを形成するために使用される正確なプロセスは本発明に対しては重要でない。
Claims (27)
- リソグラフで使用するためのパターン化グリッド偏光器において、
(a)紫外線(UV)光に対して透明な基板と、
(b)該基板上にパターン化されたエレメントのアレイを有し、
該エレメントは紫外線光を偏光する、ことを特徴とする偏光器。 - 請求項1記載の偏光器において、パターン化されたエレメントは接線方向に偏光された出射光を、非偏光の入射光から形成し、
該入射光は偏光器に入射し、出射光を偏光器から出射する。 - 請求項1記載の偏光器において、パターン化されたエレメントは半径方向に偏光された出射光を、非偏光の入射光から形成し、
該入射光は偏光器に入射し、出射光を偏光器から出射する。 - 請求項1記載の偏光器において、エレメントは複数の群にパターン化されており、
該群は円形パターンに配置されており、
各群は平行なエレメントからなり、
第1の群のエレメントは第2の群のエレメントに対して平行ではない。 - 請求項1記載の偏光器において、エレメントは円形である。
- 請求項5記載の偏光器において、エレメントは同心円にパターン化されている。
- 請求項1記載の偏光器において、エレメントは、紫外線光の波長の約1/10から紫外線光の波長の2倍の間のピッチを有する。
- 請求項1記載の偏光器において、エレメントは紫外線光の波長の約1/4のピッチを有する。
- 請求項1記載の偏光器において、エレメントは約45nmから95nmの間の周期を有する。
- 請求項1記載の偏光器において、エレメントは近似的に0.04μmから0.3μmの間の厚さを有する。
- 請求項1記載の偏光器において、エレメントはアルミニウム、銀または金を含む。
- 請求項1記載の偏光器において、さらに紫外線光源を有する。
- 請求項12記載の偏光器において、紫外線光は偏光されていない。
- 請求項12記載の偏光器において、紫外線光は少なくとも2つの偏光方向を有し、
ワイヤグリッド偏光器は第1の偏光方向の光の大部分を反射し、第2の偏光方向の光の大部分を透過する。 - 請求項12記載の偏光器において、ワイヤグリッド偏光器は紫外線光を接線方向に偏光された光に変換する。
- 請求項12記載の偏光器において、ワイヤグリッド偏光器は紫外線光を半径方向に偏光された光に変換する。
- 請求項1記載の偏光器において、基板は石英ガラス、フッ化カルシウム、サファイヤ、水晶またはフッ化マグネシウムである。
- 紫外線光を偏光するための装置であって、
(a)紫外線スペクトル中に少なくとも1つの波長を有する光ビームを形成する光源と、
(b)紫外線スペクトルの光に対して透明であり、光ビームの経路に配置された基板と、
(c)基板上にあるエレメントのアレイと、
を有する装置において、
エレメントのアレイは入射紫外線光を偏光し、偏光された光を出射する、ことを特徴とする装置。 - 請求項18記載の装置において、エレメントは紫外線光ビームの波長の約1/4の周期を有する。
- 請求項18記載の装置において、エレメントは約0.1λと0.5λの間の周期を有し、ここでλはビームの波長である。
- 請求項18記載の装置において、エレメントの厚さは0.04μmから0.3μmの間である。
- 請求項18記載の装置において、基板は石英ガラス、フッ化カルシウム、またはサファイヤを含む。
- 請求項18記載の装置において、エレメントは一般的に第1偏光方向の入射光の大部分を反射し、第2偏光方向の光の大部分を透過する。
- 請求項18記載の装置において、エレメントは接線方向に偏光された出射光を形成するように放射状に構成されている。
- 請求項18記載の装置において、エレメントは半径方向に偏光された光を形成するように同心円に構成されている。
- 光経路に沿って露光ビームを形成するための装置であって、
(a)ワイヤグリッド偏光器と、
(b)瞳を備える照明器と、
を有する形式の装置において、
偏光器は、紫外線(UV)光に対して透明な基板と、基板上にパターン化されたエレメントのアレイを有し、該エレメントは紫外線光を偏光し、偏光パターンを紫外線光中に照明器の瞳で形成する、ことを特徴とする装置。 - 光経路に沿って露光ビームを形成するための装置であって、
(a)ワイヤグリッド偏光器と、
(b)投影光学系と、
を有する形式の装置において、
偏光器は、紫外線(UV)光に対して透明な基板と、基板上にパターン化されたエレメントのアレイを有し、該エレメントは紫外線光を偏光し、偏光パターンを投影光学系に向かう紫外線光出力中に形成する、ことを特徴とする装置。
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