JP2007504504A - 放射線ビームの強度を空間制御するプログラム可能な光学構成要素 - Google Patents

Abstract

放射線ビーム（ｂ）の強度を空間制御するプログラム可能な光学構成要素（１０）において、プログラム可能な素子（４、６、８）に分割されるプログラム可能な層を有するプログラム可能な光学構成要素であって、各プログラム可能な素子は、駆動界によって非屈曲状態（８）と屈曲状態（８’）の間で切替え可能な屈曲可能なナノ素子（８）を有することを特徴とする。屈曲状態において、ナノ素子は放射線を吸収する。プログラム可能な素子は、切替え可能な回折格子又はプログラム可能なマスクでありうる。

Description

本発明は、放射線ビームの強度を空間制御するプログラム可能な光学構成要素に係り、この構成要素は、プログラム可能な素子に分割されるプログラム可能な層を有する。本発明は更に、そのような構成要素を有する光学走査装置、及びそのような構成要素が用いられるリソグラフィック処理に係る。

空間制御は、素子に入射する放射線ビームの個別の部分の強度の制御と、ビームからの放射線の伝搬方向の制御の両方を意味するものと理解する。

プログラム可能な光学構成要素の一例は、切替え可能な回折構成要素、即ち、オン状態とオフ状態に設定可能な回折素子であり、これにより、オフ状態では、回折層、即ち、プログラム可能な層は、平面平行層を形成する。プログラム可能な光学構成要素のもう１つの例は、プログラム可能なマスク、例えば、リソグラフィックマスクである。

周知の回折構成要素は、光学回折格子であり、これは、光学分野において、スタンドアロン素子として又は他の光学構成要素と組み合わされて広く使用されている。回折格子は、入射ビームを、偏光されていないゼロ次サブビーム、１対の偏光された１次サブビーム、及び対のサブビームに分割する。これらのサブビームは、高い回折次数で偏光される。主なタイプの回折格子が２つある。振幅格子と位相格子である。振幅格子は、入射した放射線を吸収し、且つ、入射した放射線を透過又は反射する中間ストリップと交互にされる格子ストリップを有する。位相格子は、格子ストリップ上に入射するビーム部と中間ストリップ上に入射するビーム部分との間に位相又は光路長の差をもたらす。これは、格子ストリップは、別の屈折率を有するか又は中間ストリップとは別のレベルに位置付けられるからである。

例えば、小型化された柔軟性のある光学装置又は光学記録技術における新しい適用を考慮するに、容易に切替え可能であり、また、好適には従来の格子よりも実質的に小さい格子周期を有する回折格子の需要が着実に増えている。

光学リソグラフィは、基板層に装置特徴を形成するようその基板層に設計パターンをプリントする技術である。この技術は、通常、多数のこのように形成された層を有する装置を製造するために使用され、これらの層はまとめられて装置の必要な機能性を与える。装置は、集積回路（ＩＣ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、印刷回路基板（ＰＣＢ）等でありうる。従来の光学リソグラフィは、基板層内に形成されるべき特徴のパターンに対応するパターンを有するフォトマスクを使用する。このマスクパターンは、リソグラフィックプロジェクション機器によって基板層の上層のレジスト層内に結像される。

フォトマスクの製造は、時間がかかりまた扱いにくい処理であり、それによりマスクを高価にしてしまっている。フォトマスクに多くの再設計が必要な場合、又は、顧客固有装置、即ち、相対的に少量の同じ装置が製造されなければならない場合、フォトマスクを用いたリソグラフィック製造方法は、費用のかかる方法である。従って、そのパターンが容易に変更可能であるマスクが必要である。

本発明は、他の光学構成要素のなかで、プログラム可能な格子として、又は、プログラム可能という意味で柔軟であるリソグラフィックマスクとして使用可能であるプログラム可能な光学構成要素を提供することを目的とする。

この構成要素は、各プログラム可能な素子は、屈曲可能なナノ素子を有し、これら全てのナノ素子は、１つの方向に実質的に配列される対称軸を有し、この方向は、駆動界によって、非屈曲状態と屈曲状態との間で切替え可能である。

駆動界は、曲げ素子の性質に依存して電界又は磁界であり得る。１つの方向に実質的に配列されるとは、原則的に、プログラム可能な素子における全てのナノ素子の対称軸が同じ向き又は方向、即ち、上述した１つの方向を有することを意味するが、この１つの方向からの小さな偏差は、プログラム可能な素子の光学挙動に影響を与えることなく可能である。直線回折格子の場合、この１つの方向は、格子ストリップの方向と平行か又は格子ストリップの方向に垂直である。

ナノ素子は、ナノチューブ及びナノワイヤの一般的な用語であり、ウィスカ及び小さなプリズムとも呼ばれる。ナノ素子は、非常に小さな本体であり、最小の寸法、例えば、ナノメートル範囲の直径を有する幾分中空（ナノチューブ）か又は充填された（ナノワイヤ）円筒型又はプリズム型を有する。これらの本体は、対称軸を有し、対称軸の向きが、ナノ素子が埋め込まれる材料の吸収特性といった電気的及び光学的特性を決定する。以下においてナノ素子の向きについて述べる場合、これは、ナノ素子の円柱軸又はプリズム軸の向きに関連する。

ナノ素子は、リン化インジウム（ＩｎＰ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、ガリウム燐（ＧａＰ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、塩化ニッケル（ＮｉＣＬ_２）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、二硫化タングステン（ＷＳ^２）、及び炭素（Ｃ）といった様々な材料について幾つかの文献において記載されている。

特に、カーボンナノチューブはよく研究されている。カーボンナノチューブは基本的にグラファイト（ｓｐ２−）で構成された炭素の単層又は多層の円筒炭素構造である。金属及び半導体の両方のナノチューブの存在が、実験的に確認されている。更に、ＡＩＰＯ_４−５単結晶のチャンネル内に配列される、例えば、４オングストロームの厚さを有するシングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）が光学異方性を示すことが最近分かった。カーボンナノチューブは、２００ｎｍから１．５μｍの範囲における波長を有し、チューブ軸に垂直な偏光方向を有する放射線に対しては略透過性である。カーボンナノチューブは、２００ｎｍから６００ｎｍ間での範囲における波長を有し、チューブ軸に平行な偏光方向を有する放射線に対しては強く吸収を示す（Li, Z. M. et al. Phys. Rev. Lett. 87 (2001),1277401-1 ‐ 127401-4）。

同様の特性が、炭素で構成されるナノチューブ以外のナノチューブ（又はナノワイヤ）についても見つけられている。従って、ナノチューブは、以下の特徴を最も好都合に組み合わせる。ナノチューブは、広い範囲における波長を有する放射線を、その放射線の偏光方向に対するナノチューブの向きに依存して吸収し、また、ナノチューブの向きは、機械的に、及び／又は、電界又は磁界によって方向付けられる及び／又は安定化されることが可能である。

その全ての対称軸が配列される、即ち、同じ方向にある複数のナノ素子を有し、透明中間ストリップと交互にされる直線ストリップの構成は、従って、その偏光方向が配列方向に垂直である直線偏光光線用の振幅格子として作用する。

同様に、配列されたナノ素子が設けられ、透明領域と交互にされる領域（ナノ素子領域）の２次元パターンを有する光学構成要素は、従って、その偏光方向が配列方向に垂直である直線偏光光線用のマスクとして使用されることが可能である。

本発明は、ナノ素子は化学的に修飾可能であるという事実を利用する。例えば、カーボンナノチューブは、Z. Lie et alによってLangmuirの第１６巻、第８号、２０００年、ｐ３５６９−３５７３に記載される「Organizing Single-Walled Carbon nanotubes on Gold Using a Wet Chemical Self-Assembling Technique」なる文献に記載されるようにチオ化反応によって修飾されることが可能である。これにより、全てのカーボンナノチューブが表面に対して垂直に向く自己組織化された構造が得られる。本発明は、これらのナノチューブ、又は、他の材料のナノ−チューブ又は素子は、例えば、プログラム可能な構成要素内に組み込まれた電極によって発生される電界である駆動界の力線に沿って屈曲可能であるという見識を使用する。湾曲状態では、ナノ素子は、入射放射線の伝搬方向にもはや平行ではなく、従って、ナノ素子は、適切な偏光方向を有する放射線を吸収する。駆動界がオフに切り替えられると、ナノ素子は最初の向き、即ち、表面に対し垂直な向きを再び取り、これにより、同じ放射線は妨げられることなく通過することが可能になる。このように、プログラム可能な構成要素の一部分、即ち、プログラム可能な素子は、透過状態と吸収状態との間で切替えることが可能である。

ＤＥ−Ａ１００５９６８５は、反射又は検出面と好適にはカーボンナノチューブである屈曲可能素子が設けられた基板を有する装置を開示することを述べておく。これらのナノチューブは、直接取り付けを介して第１の電極に接続される。第１の電極及び屈曲可能素子にかかる電圧とは異なる電圧が第２の電極に供給されると、これらの素子は、それぞれの先端を第２の電極に向けて曲げる。これらの素子は、このとき、コーティングを形成する。このコーティングは、局所的に表面の反射性が弱まる又は透過性が弱まり、ビームの一部分が遮断されるように表面を覆う。第２の電圧が第２の電極から取り除かれると、これらのビームの一部分は、再び反射又は透過性となる。

公知の装置においてナノチューブを曲げる為に必要な電圧は、比較的大きい。何故なら、ナノチューブは、表面を局所的に完全に覆うためには、幾分完全に、即ち、表面に垂直な向きから、表面に実質的に平行な向きに曲げられるべきだからである。大きい角度に亘っての屈曲は、ナノチューブが高い機械的要件を満足する場合にのみ可能である。

本発明のプログラム可能な構成要素は、ＤＥ−Ａ１００５９６８５の装置からは少なくとも３つの特徴及び／又は見識において異なる。即ち、
ａ．ナノ素子は、基板表面に対して実質的に垂直に向けられた場合、少なくとも大きい度合いにおいて透過性である。従って、本発明のプログラム可能な構成要素において、屈曲可能なナノ素子は、透過状態と吸収状態の間で切り替わるべき完全な局所的な表面部分全体に配置される。公知の装置では、屈曲可能な素子は、電極の上部と透過状態の表面部分以外にのみ配置される。公知の装置における屈曲可能な素子は、実質的な角度に亘って屈曲した場合にのみ、表面部分を覆う。

本発明のプログラム可能な装置では、表面部分は、その表面部分におけるナノ素子が小さな角度だけ屈曲された場合でも、適切な偏光方向を有する放射線に対し吸収性となるという事実を利用する。ＤＥ−Ａ１００５９６８５には、偏光に依存するナノチューブの挙動は記載されていない。

本発明のプログラム可能な装置では、ナノ素子は、電極の一部を形成せず、２つの電極間の電界又は磁界内に配置される。ナノ素子の挙動を左右する物理的原理は、エネルギー的に最も好適な向きを得るようナノ素子のそのような界に対する配列である。

従って、ナノ素子は、入射放射線の方向に対して部分的に向きがずれる度合いに屈曲される又は湾曲される必要がある。従って、プログラム可能な素子の表面全体を覆うよう完全に屈曲する必要がない。一般的に、屈曲角度は、５°乃至８０°の範囲にあり、好適には、１５°乃至６０°の範囲にあり、最も好適には３０°乃至４５°の範囲にある。屈曲角度は、放射線の伝搬方向及び偏光方向によって決定される平面において決定される。好適には伝搬方向は、基板に対し垂直である。

屈曲角度は比較的小さいので、ナノ素子に対して設定される機械的要件はあまり厳しくなくてよい。これは、実質的な実用的な利点を与える。ナノ素子は、公知の装置におけるよりも短くてもよく、また、これらの素子の接着はあまり困難ではない。接着があまり困難ではないのは、第１に、小さい屈曲角度と、第２に、ナノ素子を屈曲するのに必要な界の強度が弱められることによる。より弱い力がこれらの素子上に、特に、これらの素子と表面との相互作用面において加えられる。この相互作用面は、機械的に弱い部分である。

ＤＥ−Ａ１００５９６８５の装置と比較するに、本発明のプログラム可能な構成要素は、２つの利点を提供する。第１の利点は、本発明のプログラム可能な構成要素は、高い度合いの小型化を可能にすることである。これは、ナノ素子用に空間を取る必要がないことによる。これは、ナノ素子は、プログラム可能な素子の表面領域全体に亘って配置されるからである。ＤＥ−Ａ１００５９６８５の装置では、ナノ素子は、放射線を透過させる又は遮断させるべき領域の外側に配置されるべきであり、これらのナノ素子によって占められた領域は、他の目的に使用することができない。第２の利点は、駆動界の界強度は、相当に小さいことである。

その構成について、本発明のプログラム可能な構成要素は更に、基板と、第１の電極部分及び第２の電極部分を有し、プログラム可能な素子の領域を画成する電極構成と、電極構成の上のナノ素子が埋め込みされた媒体とを有することを特徴とする。

これは、多くの適用に適しているプログラム可能な構成要素の最も単純な実施例である。

プログラム可能な構成要素は、電極構成と、ナノ素子が埋め込みされた媒体との間に絶縁層が配置されることを特徴とすることが好適である。

絶縁層は、電気ショートと、それによる電流の流れを防止する。電流は、正確な被制御切替えに影響を与えうる。絶縁層は、誘電体層であることが好適である。

ナノ素子の屈曲は、ナノ素子のタイプに依存して、双極子相互作用か又は磁気相互作用に基づく。これは、ＤＥ−Ａ１００５９６８５の装置に使用される静電屈曲とはかなり異なる。静電屈曲では、屈曲可能な素子は、電極に電気接触且つ好適には直接取り付けされるべきである。これは、電気ショートと、特に屈曲可能な素子が有機材料から構成される場合又は例えばカーボンナノチューブが使用される場合に屈曲可能な素子の焼き付けの危険性をもたらしてしまう。

誘電体層は、任意の無機及び有機誘電体材料を有しうる。例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、又はいわゆる高Ｋ材料を有しうる。

プログラム可能な光学構成要素は更に、第１の電極部分と第２の電極部分は、１対の互いにかみ合わされる電極を形成することを特徴とすることが好適である。

これは、高効率での電界の高発生を可能にする。電極は交互にかみ合わされるので、その間にチャネルが形成される。このチャネルの幅は小さいが、同時に、このチャンネルは非常に長くてもよい。従って、比較的低い電圧が、屈曲に必要な電界強度（Ｖ／μＭ）を供給するのに十分である。

相互にかみ合わされた電極が使用される場合、ナノ素子屈曲の方向は、全ての場所において同じではなくなる。即ち、屈曲角度＋γ及び屈曲角度−γがある。

しかし、これは、吸収の度合いには全く影響がない。

プログラム可能な構成要素は更に、電極構成は、平坦化層に埋め込みされ、ナノ素子が埋め込まれた層は、平坦化層上に配置されることを特徴とすることが好適である。

電極構成は、基板と一体にされ、ナノ素子に平面の表面を与えるよう平坦化層で覆われうる。ナノ素子が埋め込みされた媒体は空気であってもよいが、ナノ素子が埋め込みされた媒体は絶縁流体であることを特徴とするプログラム可能な構成要素が好まれる。

この適用の為の好適な流体は、液体、蒸気、及び気体である。流体は、対抗力を与えることができるよう特定の度合いの粘性を有することが好適である。これは、ナノ素子のより正確で機械的に安定した屈曲を可能にする。このような流体のもう１つの利点は、ナノ素子が互いにくっつくことを阻止することである。当業者は、プログラム可能な構成要素の特定の適用に応じて流体の材料及び粘性を適応しうる。

一般的に、屈曲可能なナノ素子は、電界又は磁界の除去後に、最初の非屈曲位置に戻る。この戻りは、ナノ素子の剛性及びその接着接触、即ち、ナノ素子の表面との接触によって影響されうる。

ナノ素子のそれらの最初の非屈曲状態への戻りは、ナノ素子を屈曲状態に設定するためにあるべき電界又は磁界の期間より短い時間の間電界又は磁界の向きを逆にすることによって強制されることが可能である。電界又は磁界の反転を用いることなく強制的に戻すことは、プログラム可能な素子が、第２の電極構成が、基板に面するナノ素子が埋め込みされた媒体の片面から離れたナノ素子が埋め込みされた媒体の片面に配置されることを特徴とする場合に可能となる。

請求項８乃至１３に記載されたような様々なタイプのナノ素子が、プログラム可能な構成要素に用いられうる。ナノ素子は、カーボンナノチューブ、金属又は半導体ナノワイヤ、金属又は半導体ナノチューブ、又は、磁性ナノワイヤ或いは任意の（強）磁性材料で充填されたナノチューブでありうる。ナノ素子の直径は、好適には１５０ｎｍ未満、より好適には５０ｎｍ未満、更に好適には０．３ｎｍ乃至１０ｎｍの間であることが好適である。ナノ素子の長さは、好適には５ｎｍ乃至１０μｍの範囲にあり、より好適には、１０乃至５００ｎｍの範囲にあり、更に好適には、５０乃至３００ｎｍの範囲にある。

ナノワイヤの相互スクリーニングは最大限に抑制されることを考慮すべきである。相互スクリーニングは、所与の表面領域におけるナノワイヤのうちの１つが、局所電界の主な部分を引きつけてしまい、それによりその表面におけるその他のナノワイヤに小さい電界しか残らない、即ち、その他のナノワイヤは電界から遮蔽されてしまう影響である。この点について、半導体ナノワイヤはあまり相互スクリーニングを示さないので、金属ナノワイヤよりも好まれる。

ナノ素子、特にカーボンナノチューブは、基板表面へのその取付け又は接着を改善するよう化学的に官能化されうる。このようにすると、カーボンナノチューブは、Langmuirにおける上述した文書においてLiu et alにより説明されるように金の表面上に取り付けられることが可能である。酸化物表面（ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、又はガラス）に適した官能基は、例えば、ＳｉＣｌ_３又はＳｉ（ＯＲ）_３である。Ｒは、アルキル、好適には、イソプロピル又はブチル又はフェニルである。金表面に適した官能基は、チオール又はチオール−エーテル（Ｚ−ＳＨ、Ｚ−Ｓ−Ｓ−Ｚ、Ｚ−ＣＨ_２−Ｓ−ＣＨ_２−Ｚ、Ｚはカーボンナノチューブである）。プラチナ表面に適した官能基は、−ＯＨ又は−ＮＨ_２といった塩基である。銀又はＳｉＯ２表面に適した官能基は、−ＣＯＯＨといった酸である。非酸化ケイ素表面に適した官能基は、１−エチレン基（−ＣＨ＝ＣＨ２）である。雲母表面に適した官能基は、リン化物基又はアルキルジホスホン酸（alkyldiphonic acid）（ＰＯ_３ ^２−）である。

ナノワイヤ及びナノチューブは、それらをテンプレートで成長させることによっても生成可能である。テンプレートは、
（外１）

によってJ. Phys. Gem., B,第１０１巻（１９９７）、ｐ．５４９７−５５０５に説明されるように、簡単且つ良好に制御可能な方法でナノ素子のパターンを決定することを可能にする。テンプレートには、好適には３ｎｍ乃至２００ｎｍの範囲にあり、より好適には５ｎｍ乃至１５ｎｍの範囲にある直径を有する孔が設けられる。均一に直径を有する孔は、従来の技術を用いて生成可能である。孔間の距離は、孔直径の１乃至１０倍のオーダでありうる。孔は、表面に対して実質的に垂直であり、また、好適な条件を与えることによって、又は、例えば、Ｅビーム又はインプリンティングによる局所表面前処理によって横に整えられる。ナノワイヤは、電気化学的成長及びＶＬＳ（気体−液体−固体）方法といった周知の方法によって成長されることが可能である。ナノワイヤの電気化学的成長は、ＩＩＩ−Ｖ材料、ＩＩ−ＶＩ材料、及び金属について可能である。ＶＬＳ方法は、例えば、ＩＩＩ−Ｖ材料と及びカーボンナノチューブに適しており、また、Science、第２７９巻（１９９８）、ｐ．２０８−２１１の記載されるMorales及びLieberによる研究論文から公知であるように、一般的に４００°乃至８００℃の範囲における温度において行われる。成長後、テンプレートは、例えば、ウェットエッチング又はドライエッチングによって、少なくとも部分的に除去される。

更に別の成長方法も使用可能である。更に、ナノワイヤは、必要なパターンに応じて半導体基板をエッチングすることによって生成されてもよい。多数の半導体ナノワイヤのアレイを生成するために、半導体基板、時にシリコン基板の陽極エッチングが用いられ得る。

プログラム可能な光学構成要素は更に、各ナノ素子は、絶縁領域内に配置されることを特徴としうる。

この実施例では、電極構成とナノ素子との間に絶縁層が必要ではない。絶縁領域は、ＶＬＳ方法を用い、ナノ素子の成長次に室内の気体組成を変更することによって生成可能である。成長処理時に処理パラメータが変更される成長処理は、セグメント化成長として知られる。

プログラム可能な構成要素は、それは透過型構成要素であることを特徴としうる。

この実施例では、基板と電極構成の両方が透明であるべきである。電極に適している透明導電性材料は、非常に薄い金属層であり、特に、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、ルテニウム酸化物、鉛・ルテニウム酸化物（Ｐｂ_２Ｒｕ_２Ｏ_７）、ストロンチウム・ランタン・コバルト酸化物、及び、ＥＰ−Ａ６８９２９４から公知である他の材料といった酸化物導体である。或いは、ポリ−（３，４−エチレンジオキシ）チオフェン（ＰＥＤＯＴ）又はポリアニリン（ＰＡＮ）といった透明導電有機材料を用いてもよい。

或いは、プログラム可能な光学構成要素は、それは反射型構成要素であることを特徴としうる。このような構成要素は、透過型構成要素と同じでありうるが、反射性基板か又は基板と電極構成との間に配置される反射性層を有する。

プログラム可能な素子の形状及びパターン構成に依存して、プログラム可能な構成要素は、様々な用途に使用可能である。第１の用途では、構成要素は、切替え可能な回折格子を形成し、ここでは、プログラム可能な素子は細長く、格子ストリップを構成する。この格子ストリップは、ナノ素子を有さない中間ストリップと交互にされる。

プログラム可能な素子を、オンオフと切り替えることによって、格子機能がオン及びオフに設定可能である。そのような切替え可能な格子は、２つのビームが同じ経路に沿って進行する光学記録担体を読出しする及び／又は書込みする機器といった機器において使用可能であり、このような機器は、２つのビームのうちの１つのビームに対してのみ格子を有する。

プログラム可能な格子は、直線格子であってもよく、ここでは、プログラム可能な素子は全て同じ方向に延在する。

或いは、プログラム可能な格子は、第１の方向に延在する第１のプログラム可能な素子と、第１の方向とは異なる第２の方向に延在する第２のプログラム可能な素子を有し、第１のプログラム可能な素子は、第１の表面領域内に配置され、第２のプログラム可能な素子は、第１の表面領域と交互にされる第２の表面領域内に配置される２次元格子であってもよい。

本発明のプログラム可能な構成要素のもう１つのタイプは、切替え可能なフレネルレンズであって、ここでは、プログラム可能な素子は、環状形状を有し、また、フレネルレンズゾーンを構成する。このフレネルレンズゾーンは、ナノ素子のない中間環状ストリップと交互にされる。

もう１つの用途として、構成要素は、変更可能なマスクパターンを有するマスクを形成する。ここでは、プログラム可能な素子は画素を、構成し、これらの画素は、２次元構造に配置される。

プログラム可能な素子を個別にオンオフ切り替えることによって、任意のマスクパターンが作成可能である。このようなプログラム可能なマスクをＩＣや他の装置のリソグラフィによる製造処理において使用する場合、この処理は、柔軟となり、また、少量の装置又はカスタマイズされた装置を生産するのに非常に適している。

本発明は更に、第１の情報密度を有する第１のタイプの光学情報担体と、第２の情報密度を有する第２のタイプの光学情報担体とを走査する装置において、第１のタイプの情報担体と協働するための第１の波長を有する第１の放射線ビームと、第２のタイプの情報担体と協働するための第２の波長を有する第２の放射線ビームとを供給する放射線源ユニットと、第１のビーム及び第２のビームを、第１のタイプの情報担体及び第２のタイプの情報担体の情報層内に第１の走査スポット及び第２の走査スポットをフォーカスさせる対物系とを有する装置にも関連する。この装置は、少なくとも１つの上述したような構成要素を有することを特徴とする。

この回折格子は、ビーム組合せ回折格子であり得、また、放射線源ユニットと対物系との間、又は、対物系と情報層からの放射線を受信する放射線感受検出システムとの間のいずれか１つの光路部分に配置されうる。

回折格子は更に、放射線源ユニットと対物系との間に配置される３スポット回折格子でありうる。

本発明は更に、基板の少なくとも１つの層内に装置特徴を形成するリソグラフィック方法において、プロジェクション機器によって基板層内にマスクパターンを転写する段階を有するリソグラフィック方法にも関連する。この方法は、上述したようなプログラム可能なマスクを使用することを特徴とする。

プロジェクション機器とは、プロジェクションシステムの１つの側に配置されるマスクパターンを、そのシステムのもう１つの側に配置される基板上に結像するためのプロジェクションシステムを有する機器を意味すると理解するものとする。しかし、マスクと基板が互いに近くに配置される近接印刷機器も意味する。

本発明のこれらの及び他の面は、以下に説明し添付図面に図示する実施例を参照しながら非限定的な例から明らかとなろう。また、これらの非限定的な例によって説明する。

図面は、縮尺比が取られているわけではなく純粋に概略的である。様々な図面における同じ参照番号は、同じ素子を示す。

図１に部分的に示す構成要素は、例えば、ガラスといった透明基板又は透明プラスチック基板である基板２を有する。基板の上面には、第１の電極４及び第２の電極６がそれぞれ設けられ、更に、電極間に配置される屈曲可能なナノ素子８が設けられる。電極４及び６は、交互に嵌合されうる。即ち、第１の電極の一部が、第２の電極の一部の間に配置される。このような電極構造は、回折格子を形成するのに非常に適しており、これにより、屈曲可能ナノ素子を有するストリップが格子ストリップを形成し、電極部分は中間ストリップを形成する。図１に示す電極４及び６は、それぞれ４つの指片と、３つの指片を有する。しかし、指片の数は自由に選択可能であり、実際には、回折格子用には非常に大きい数である。電極は透明であり、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）から形成されうる。

図２の断面図に示すように、電極構成４、６は、例えば、ＳｉＯ_２層である誘電体層１０によって覆われてもよい。この層は、ソルゲル法によって被覆されることが可能であり、この方法では、テトラエトキシオルトシリケートの溶液が塗布され続けて硬化される。誘電体層１０は、２つの機能を有する。第１の機能は、ナノ素子のために平面表面を与えることである。これは、後から、屈曲可能ナノ素子８を正しい位置に配置することを簡単にする。第２の機能は、電極４、６とナノ素子との間に絶縁層を形成することである。このようにすると、直線又は曲線のナノ素子の位置は、電界又は磁界によって決定されることになり、電極との直接接触では決定されないことになる。誘電体層１０は、化学気相堆積又は任意の他の堆積方法によって供給されることが可能である。堆積方法が平らな層表面をもたらさない場合、追加の平面層が供給されてもよい。

この実施例において、ナノ素子８は、Ｓｉ（ＯＲ）_３基によって官能化されたカーボンナノチューブである。ここでは、Ｒはメチルである。好適な末端基を用いたカーボンナノチューブの官能化自体は、上述した文献であるLangmuir（第１６巻（２０００年）、ｐ．３５６９−３５７３）から周知である。この文献では、所望の長さのシングルウォールナノチューブは、アルコール中にウルトラソニフィケーション（ultrasonification）と共に懸濁される。カーボンナノチューブは、酸化によるカルボン酸末端基を有する。この末端基は、Ｓｉ（ＯＲ）_３との化学反応を介して置換される。パターンが付けられた堆積を得る為に、基板は、フォトレジスト材料で覆われる。このフォトレジスト材料は、所望のパターンに応じて成長される。次に、フォトレジスト材料及び基板はプラズマ処理され、それにより、基板をより親水性にし且つフォトレジストをより疎水性にする。好適な処理は、酸素プラズマ処理、蛍光プラズマ（fluor plasma）処理、及び酸素プラズマ処理の手順である。カーボンナノチューブの束は、個々のカーボンナノチューブ間の疎水性相互作用によって表面全体に整列する。

フォトレジストではなく、別の材料のマスクも必要とされるパターンを得るために使用されてもよい。パターンは、例えば、十分な強度を有するレーザビームによって表面の一部からカーボンナノチューブを焼き払うことによっても得られる。

結果として得られる構成要素は、図２に示すような透過型構成要素である。放射線ビームｂは、妨げられることなく構成要素を通過する。何故なら、ナノチューブは、放射線の伝搬方向と平行に配列されるからであり、この場合は、表面に対して垂直である。これは、電極に電圧が供給されていない場合、即ち、電界がない場合である。電界がオンにされると、ナノ素子は曲がり、図３に示すような屈曲した素子８’となる。屈曲したナノ素子は、今度は、電極４と６間の領域の少なくとも実質的な部分を覆い、屈曲ナノ素子の接線に平行な偏光方向を有するビームｂの成分を吸収する。入射ビームｂの吸収は、ビームが屈曲ナノチューブに接する偏光方向を有する直線偏光ビームである場合に最大である。

ナノチューブは、０．１乃至５Ｖ／μｍの範囲にある強度を有する電界によって曲げられることが可能である。電界を発生するための電圧はＤＣ電圧でありうる。しかし、電圧範囲の大きい値に対しては、電圧が、好適には数Ｈｚから数ＫＨｚの範囲にある周波数、より好適には５０Ｈｚを有するＡＣ電圧である場合に最良の結果が達成されることが示されている。

ストリップ形の電極４及び６は、図２及び３に示すよりも実質的に長い。即ち、電極の長さは、電極間の距離より実質的に大きい。これらの電極は透明であり、また、電極間のナノチューブ領域は放射線を吸収するので、構成要素はアクティブにされ、即ち、駆動電界が存在し、構成要素は、好適な偏光方向を有する放射線用の回折格子として作用する。この格子の特殊性は、電界又は別の駆動界を単純に切り替えることによって、格子機能をオンオフに切り替えることが可能である点である。

図２及び３の透過型格子は、反射型基板を用いることによって、又は、基板と電極構成との間に反射層を配置することによって反射型格子に転換可能である。或いは、基板及び電極の両方を反射性とすることも可能である。

図４ｅは、例えば、フォトリソグラフィにおけるプログラム可能な即ち柔軟性のあるマスクとして使用可能な新規の構成要素の別の実施例の断面図を示す。それぞれ、対向する電極部４、６の１つ又は２つの対と、その間のナノ素子領域から構成されるプログラム可能な素子は、今度は、画像素子（画素）を構成する。これらはまとめられて、半導体基板の上面上のフォトレジスト層内に投影されるべきＩＣパターン像といったパターンを形成する。像の内容は、個々の画素のオン又はオフという状態によって決定される。このような画素は通常は、１つのプログラム可能な素子から構成されるが、状況によって画素は、１つ以上のプログラム可能な素子を有しうる。画素構成は、今度は２次元である。

図４ａ−４ｄは、図４ｅに示す構成要素の製造における段階を示す。電極４及び６は、図１に示すのと同様に、互いにかみ合うようにされ、電極の各部分はその電極の他の部分と接続される。この実施例におけるナノ素子は、ナノワイヤである。これは、電気化学的に成長され、例えば、プラスチックであるスペーサ２２とカバー２４によって形成された空洞内に配置されてもよい。

屈曲可能なナノワイヤ２６は、図４ａ−４ｄを参照しながら説明するテンプレート成長によって供給される。図４ａは、幾つかの層を有する中間生成物を示し、これは、半導体製造技術によって形成される。この生成物は、例えば、ガラスの基板２、電極４及び６、及び、例えば、窒化ケイ素のエッチストップ層２８を有する。層２８は、アルミニウム層３０によって覆われてもよい。

図４ｂは、アルミニウムの陽極酸化エッチングによるアルミニウム層３０内の孔の形成の開始を示す。これにより、アルミニウムは、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）に変化される。アルミニウムの陽極酸化エッチングは従来の技術である。孔２３は、図４ｃに示すようにエッチストップ層２８に到達するまでＯ_２発生によって深くされる。これは、例えば、３０％の気孔率を有するアルミニウム層をもたらす。孔密度は、例えば、５．１０^１０／ｃｍ^２のオーダである。

図４ｄは、それら自体は周知である幾つかの更なる処理段階が行われ、また、ナノワイヤが成長させられた後の生成物を示す。Ｃｕナノワイヤは、ＣｕＳＯ_４から成長可能であり、Ａｕナノワイヤは、Ｋ_４Ａｕ（ＣＮ）_３から成長可能であり、Ｎｉナノワイヤは、ＮｉＳＯ_４／ＮｉＣｌ_２から成長可能であり、ＣｄＳｅナノワイヤは、ＣｄＣｌ_２及び水中のＨ_２ＳｅＯ_３から成長可能である。図４ｄに示す処理段階では、アルミニウムマトリクスも少なくとも部分的に溶解される。アルミニウムマトリクスの数ナノメートルの厚さである底部は保持されることが好適である。このようにすると、ナノワイヤの基板への改善された接着が得られる。Ａｌ_２Ｏ_３のスペーサを保持するために、選択的にエッチングするようマスクが使用される。これらのスペーサ２２は多孔性であるが、壁として使用されるにも十分に強い。

図４ｅに示すように、カバー２４は、スペーサ２２の上面に配置され、ガラスフリットによって取り付けられうる。所望される場合は、カバー２４は、その表面のうちの１つに、好適にはナノ素子に面する表面上に電極層が設けられうる。この電極は、屈曲状態から非屈曲状態へのナノワイヤの素早い戻りの為に使用されうる。別の電極が基板の一部を形成しうる。更に、ナノ素子を含む空洞は、液体で充填されてもよい。

テンプレート成長を用いてナノワイヤを供給する別の方法を用いてもよい。例えば、金又はプラチナといった貴金属層が、窒化ケイ素層２８の上面上に堆積されることが可能である。このような層は、エッチストップ層として作用し、また、同時にメッキ基盤として使用することも可能である。貴金属の層は、必要とされるパターンに応じて形成され、また、最終的には、追加の電極として使用されることが可能である。このような実施例において、貴金属層は、電極４と６の間の領域のみに存在し、ナノ素子は、電極の上面まで延在しない。

或いは、金属、又は、ニッケル又は銅といった任意の他の材料の層は、ナノワイヤが供給され、アルミニウムマトリクスが除去された後取り除かれてもよい。この段階は、電気化学的に又はＶＬＳ法を用いて堆積された半導体材料を有する場合に特に好適である。貴金属の層は、次に、ナノワイヤに対して選択的にエッチングされることが可能である。即ち、ナノワイヤを有する領域全体がエッチマスクとして機能する。ナノワイヤの機械的安定性は、この実施例については具体的な問題ではなく、何故なら、特定の機械的安定性は屈曲可能素子を配置する際に一般的に必要だからである。

代替の実施例では、電極４、６は、反対側に動かされ、貴金属層は、基板２の上面に直接的に堆積される。反対側とは、カバー板２４の内面でありうる。

最も好適なのは、基板搬送方法が使用される、即ち、オリジナルの基板が最終的に除去されアルミニウムマトリクスが上側からではなく基板側から溶解される実施例である。ナノワイヤの成長後、また、アルミニウムマトリクスの溶解前に、誘電体材料の層及び電極はマトリクスの上面上に配置される。このことは、湿式化学堆積、スパッタリング、及び化学気相堆積といった任意の薄膜処理によって行われる。更に、相互接続層も、例えばガラス又はポリマーからなる保護カバー層と共に堆積されてもよい。次に、生成物は、ひっくり返され、基板、エッチストップ層（別の場合には、メッキ用基盤）、及びアルミニウムマトリクスが除去される。ガラス基板は、ガラス基板とエッチストップ層との間に配置されるＵＶ解放可能接着剤層に化学ＵＶ線を照射することによって除去可能である。

ナノワイヤのパターンは、触媒ＣＶＤ成長方によっても生成可能である。

ナノワイヤの生成用に上述した処理は、ナノチューブの生成にも使用可能である。

図４ｅのプログラム可能なマスクは、リソグラフィックプロジェクション機器において非常に有利に使用されることが可能である。図５は、そのような機器の非常に概略的な斜視図を示す。この機器の主要なモジュールは、照射システム４２、マスクテーブル５０、プロジェクションシステム６０、及び基板（ウェーハ）テーブル７０である。照射システム４２は、例えば、ＵＶ線又は極端ＵＶ（ＥＵＶ）線のプロジェクションビーム４６を供給するためのＨｇランプ又はエキシマレーザといった放射線源４４を有する。プロジェクションビームは、折り畳みミラー４７及び４８、及びダイアフラム４９を介してマスクテーブルに案内される。照明ビームは更に、ビーム強度をその断面において均一にする手段（図示せず）と、ビーム整形レンズ及び／又はミラーを有する。機器は更に、Ｘ線又は荷電粒子ビームといった他のタイプの放射線を用いてもよい。

マスクテーブル５０には、例えば、マスク５３を保持するためのマスクホルダ５２が設けられる。マスクは、プロジェクションビーム４６によって基板上に投影されるべきマスクパターンを有する。この投影は、プロジェクションシステム６０によって行われる。このプロジェクションシステムは、レンズシステム、ミラーシステム、レンズとミラーを有するシステム、又は、荷電粒子結像システムでありうる。プロジェクションシステムは、マスク５３の照射された部分を、基板７４のターゲット部分（ダイ）７６上に結像する。基板、即ち、ウェーハは、基板テーブル７０の一部をなす基板ホルダ７２内に収容される。基板は、その中にマスクパターンの像が形成されるべきレジスト層によって被覆される。ステッパ型機器では、マスクパターン全体が照射され、ターゲット部分７６上に投影される。ターゲット部分全体をマスクパターンで露光するには、基板テーブルは、連続露光間に、段階的に進められ、即ち、駆動手段７８によってＸ及びＹ方向において所定の距離に亘って具後化される。ステップアンドスキャン型機器では、マスクパターンの小さな部分（矩形又は環状セグメント）と、ターゲットの対応する部分は、任意の時に照射される。マスクパターン全体を照射し、ターゲット領域７６全体を露光するためには、マスクテーブル及び基板テーブルは、照射システム及びプロジェクションシステムに対して同時に動かされる（走査される）。そのような走査を可能にするために、マスクテーブルには駆動手段が設けられ、基板テーブル用の駆動手段７８は適応されるべきである。

従来では、マスクは、決められたマスクを有し、これは、製造される装置、及び、この装置の様々な層のパターンの設計者の指定によってマスク製造業者によって製造されてきている。マスクは高価な構成要素であり、また、マスクによって製造されるべき装置の数が減少すると相対的により高価となる。更に、装置のパイロット製造において、マスクパターンの再設計がしばしば必要であり、これは、時間及び費用における相当の増加を結果としてもたらす。

本発明では、従来のマスク５３は、上述したようなプログラム可能なマスク２０、また、図５に示すようにこのマスクの制御装置５６を含むことによって置き換えることが可能である。制御装置は、例えば、マイクロコンピュータといった別個のモジュールであっても、リソグラフィック機器の全機能を制御する制御モジュールの一部を形成してもよい。このようにすると、フォトリソグラフィック技術は非常に柔軟となる。何故なら、マスクパターンが任意の瞬間において、必要とされるマスクパターンに応じて、マスクパターンの個々の画素、即ちプログラム可能な素子を、単純にオンオフを切り替えることによって変更可能だからである。パイロット製造処理において、このマスクは、容易に補正されることが可能であり、また、補正が必要な場合に交換する必要がない。このマスクは、非常に様々なタイプの装置の製造に適しており、カスタマイズされた装置といった少量の装置にかかる必要を相当に低減することを可能にする。

プログラム可能なマスクは、近接印刷機器においても使用可能であり、この場合、プロジェクションシステム６０は用いられず、マスクと基板は、小さな空隙によってのみ離される。

リソグラフィにおけるプログラム可能なマスクの使用の特別な利点は、マスクは、遠ＵＶ（ＤＵＶ）線といった投影放射線に敏感ではないということである。

上述した切替え可能格子は、従来の振幅格子に取って代わることが可能であり、また、それは、製造が容易且つ安価であるという利点を示し、また、格子ストリップと中間ストリップとの間に高いコントラストを示す。この格子の能力は、同じ放射線経路に従う２つの放射線ビームが使用され、そのうちの１つのビームのみが回折されもう１つは回折されるべきではない光学システム又は装置において最大限に使用されることが可能である。このことは、新規の格子を共通放射線経路内に配置し、１つのビームに対して格子をオンにしもう１つのビームに対して格子をオフに切り替えることによって実現可能である。

そのような機器の一例は、第１の情報密度を有する第１のタイプの光学情報担体と、第２の情報密度を有する第２のタイプの光学情報担体を読出し及び記録するための光学走査装置である。この装置は、第１のタイプの情報担体と協働する第１の波長を有する第１の放射線ビームと、第２のタイプの情報担体と協働する第２の波長を有する第２の放射線日ビームを供給する放射線源ユニットと、第１及び第２のビームを、第１及び第２のタイプの記録担体の情報層にそれぞれ集束させる対物系を有する。

公開された米国特許出願番号２００２／００２７８４４Ａ１は、第１のＨＤ情報層を有する第１の記録担体を第１の動作モードで走査し、第２のＬＤ情報層を有する第２のタイプの記録担体を第２の動作モードで走査する光学走査装置の例を記載する。この装置は、幾つかの回折格子を有しうる。ＨＤは、高密度を意味し、高密度記録担体は、例えば、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）型の記録担体である。このような記録担体は、ＨＤビームによって走査される。ＬＤは、低密度を意味し、低密度記録担体は、例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）型の記録担体である。このような記録担体は、ＬＤビームによって走査される。ＨＤビームは例えば６５０ｎｍであり、例えば、７８０ｎｍであるＬＤビームより小さい波長を有する。従って同じ対物系が、ＨＤビームを、ＣＤビームよりも小さいスポットに集束する。

図６は、組合せ（コンビ）プレイヤとも呼ばれるそのようなタイプの走査装置の実施例を示す。装置８０の光路は、２波長ダイオードレーザパッケージの形である放射線源８２を有する。これは、半導体モジュールから形成され、これは、異なる波長を有する放射ビーム８６及び８７をそれぞれ放射する２つの素子８３及び８４を有する。このモジュールは、２つの放射素子を有するシングルダイオードレーザチップか、又は、１つのパッケージ内に配置された２つのダイオードレーザチップを有しうる。放射素子間の距離は可能な限り小さくされるが、ビーム８６及び８７の主光線は、一致しない。しかしながら、図６では、ＨＤビーム８６及びＬＤビーム８７は、明瞭にするために単一の放射線ビームによって表す。

放射線源ユニット８２によって放射されるビーム８６又は８７は、例えば半透明のミラーであり、ビームの一部をコリメータレンズ９０に向けて反射するビームスプリッタ８８上に入射する。このレンズは、発散ビームを平行ビームに変換する。このビームは、対物レンズ系９２を通過する。対物レンズ系９２は、ＨＤビームを走査スポット９４に、ＬＤビームを走査スポット９６に焦点を合わせる。

スポット９４によって走査されるべきＨＤ記録担体１００は、例えば、０．６ｍｍの厚さを有する透明層１０１と、情報層１０２を有する。スポット９６によって走査されるべきＬＤ記録担体１０５は、例えば、１．２ｍｍの厚さを有する透明層１０６と、情報層１０７を有する。

各情報層によって反射されたビーム８６又は８７の放射線は、このビームの光路に沿って戻り、ビームスプリッタ８８を通過し、コリメータレンズ９０によって、放射線感受検出システム９７上のスポット９８及び９９にそれぞれ集束される。この放射線感受検出システムは、ビームを電気検出器信号に変換する。走査された情報層に格納された情報を表す情報信号と、情報層１０２又は１０７に直交する方向において（焦点制御）、且つ、トラック方向に直交する方向において（トラッキング制御）焦点９４又は９６を位置決めするための制御信号は、検出器信号から導出可能である。

図６に概略的に示すタイプの装置では、回折格子は、放射線経路における様々な位置及び様々な目的のために使用されうる。ビーム組合せ格子が、ビーム８６、８７のうちの１つのビームを、その軸がもう１つの回折されていないビームの軸と一致するよう回折するよう放射線源ユニット８２の付近に配置され得る。それにより、２つのビームが装置内で全く同じ経路を従うようになる。格子が１つのビームだけに効果的であるべき要件は、本発明の格子を用いて、また、この格子を、回折されるべきビームを供給する放射線源８３又は８４と共に、オンに切り替える、即ち、格子におけるナノ素子を屈曲することによって満足可能である。尚、このビームは、その偏光方向が屈曲されたナノ素子の平均方向と平行である直線偏光ビームであることに留意されたい。図６は、概略的に示されるそのような格子１１０と、この格子と放射線源ユニット８２の制御入力との間の線１１２を示し、この線は、格子と関連する放射線源の同時切替えを象徴的に表す。

ビーム組合せ格子は、ビームスプリッタ８８と放射線感受検出システム９７との間にも配置され、関連の情報層によって反射されたビームのうちの１つのビームを、このビームがもう１つの情報層から反射されたもう１つのビームと同軸となるよう回折する。放射線感受検出システム上にこれらのビームによって形成されたスポット９８及び９９は、２つのビームに対して同じ検出素子が使用可能であるよう同じ位置を有する。ビームのうちの１つのみが回折されるべきであり、もう１つのビームは回折されるべきではないので、本発明の回折格子は、この目的の為に有利に使用することが可能である。このような格子は、図６に素子１１４として示す。

図６に示すタイプの装置では、トラック追随、即ち、走査スポットを、刻々と走査される情報トラック上に維持することが、３スポット方法によって行われることが可能である。この方法を使用する装置は、走査ビームを、情報層に主スポットを形成する主ビームと、情報層に２つの衛星スポットを形成する２つの補助ビームに分割する回折格子を有する。この主スポットは、情報を読出しする及び／又は記録するために使用され、衛星スポットは、情報トラックの中心線に対して主スポットの位置を測定するために使用される。３スポット方法が１つのビーム、例えば、情報を記録するビームにのみ使用される場合、３スポット格子は、もう１つのビームには不可視であるべきである。これは、従来の回折格子を本発明による切替え可能格子によって置き換えることによって実現可能である。本発明による切替え可能格子では、格子は、上述のもう１つのビームがある時にはオフに切り替えられる。このような３スポット格子１１６は、放射線源ユニット８２とビームスプリッタ８８との間に配置されることが可能である。ビーム組合せ格子１１０もある場合、格子１１０及び１１６は、図６に示すように１つの基板１１８の異なる面に構成されることが可能である。

装置は、例えば、２つのビームがそれぞれの情報面内に情報を記録すべきである場合に、ビームのそれぞれに対して１つの回折格子といったように、２つの３スポット回折格子を有してもよい。その場合、装置の動作の任意の時間において、当該の格子に対するビームと共に、３スポット格子のうちの１つがオンに切り替えられ、もう１つがオフに切り替えられる。

本発明の２つの適用を説明した。即ち、プログラム可能なリソグラフィックマスクと、光学記録技術用の切替え可能直線回折格子である。これは本発明はこれらの適用に限定されることを意味しない。本発明の切替え可能直線回折格子は、同じ経路に沿って進行する２つのビームが用いられ、そのうちの１つが回折されなくてはならずもう１つは回折される必要はない任意の光学システム、より一般的には、切替え可能格子が使用される任意の光学システムにおいて使用することが可能である。プログラム可能な格子は、２次元格子、即ち、第１の格子ストリップと第２の格子ストリップを有し、これらは、異なる方向、例えば、相互に垂直な方向に延在する点で互いから異なる格子でありうる。第１の格子ストリップは、その中間ストリップと共に、第１の表面面積内に配置され、第２の格子ストリップは、その中間ストリップと共に、第１の表面領域とは交互にされる第２の表面領域内に配置される。第１及び第２の表面領域は、四角形でありえ、これらの領域の境界は、格子全体の境界と平行又は斜めでありうる。

本発明は、回折格子だけではなく、ストリップ型の又はそうでなければ整形された第１の領域から構成され、その第１の領域は、第２の領域と交互にされ、第１の領域と第２の領域は異なる吸収率を示す任意の回折素子に使用可能である。そのような回折素子の周知の例は、フレネル（ゾーン）レンズである。図７は、本発明によるフレネルレンズ１２０の実施例を示す。このレンズは、第１の環状ストリップ１２２から構成され、この第１の環状ストリップは、第２の環状ストリップ１２４と交互にされる。第１の環状ストリップは、ナノ素子１２６を有し、一方で第２のストリップは有さない。ナノ素子は、屈曲位置にあるとして示される。即ち、レンズは、オンに切り替えられ、第１のストリップは、適切な偏光を有する放射線を吸収する。第２のストリップは、放射線を吸収しないので、この構成要素は、フレネルレンズとして作用する。この構成要素がオフに切り替えられると、即ち、ナノ素子は、図面の平面に対して垂直に方向付けられ、第１のストリップは吸収せず、構成要素は面が平行な板である。明確とするために、図７には幾つかのストリップしか示さないが、実際にはストリップの数は非常に多い。このことは、ナノ素子についても言えることである。フレネル構造は、直線格子について上述した方法と同じ方法で製造されうる。

本発明のプログラム可能な構成要素の第１の実施例の一部を示す斜視図である。 非屈曲位置にある屈曲可能なナノ素子を有する構成要素のプログラム可能な素子を示す断面図である。 屈曲位置にある屈曲可能なナノ素子を有する素子を示す図である。 プログラム可能な構成要素の第２の実施例の断面と製造段階のうちの１つを示す図である。 プログラム可能な構成要素の第２の実施例の断面と製造段階のうちの１つを示す図である。 プログラム可能な構成要素の第２の実施例の断面と製造段階のうちの１つを示す図である。 プログラム可能な構成要素の第２の実施例の断面と製造段階のうちの１つを示す図である。 プログラム可能な構成要素の第２の実施例の断面と製造段階のうちの１つを示す図である。 本発明のプログラム可能なマスクを有するリソグラフィックプロジェクション機器を示す図である。 １つ以上の本発明の回折格子が使用されうる、光学記録担体を走査する装置を示す図である。 本発明によるフレネルレンズを示す図である。

Claims (25)

1. 放射線ビームの強度を空間制御するプログラム可能な光学構成要素において、プログラム可能な素子に分割されるプログラム可能な層を有するプログラム可能な光学構成要素であって、
   各プログラム可能な素子は、駆動界によって非屈曲状態と屈曲状態の間で切替え可能な屈曲可能なナノ素子を有することを特徴とする構成要素。
2. 基板と、
   第１の電極部分及び第２の電極部分を有し、前記プログラム可能な素子の領域を画成する電極構成と、
   前記電極構成上のナノ素子が埋め込みされた媒体と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の構成要素。
3. 前記電極構成と、前記ナノ素子が埋め込みされた媒体との間に絶縁層が配置されることを特徴とする請求項２記載の構成要素。
4. 各ナノ素子は、絶縁領域内に配置されることを特徴とする請求項２記載の構成要素。
5. 前記ナノ素子が埋め込みされた媒体は、絶縁流体であることを特徴とする請求項２記載の構成要素。
6. 前記第１の電極部分と前記第２の電極部分は、１対の互いにかみ合わされる電極を形成することを特徴とする請求項２乃至５のうちいずれか一項記載の構成要素。
7. 前記電極構成は、平坦化層に埋め込みされ、
   前記ナノ素子が埋め込まれた層は、前記平坦化層上に配置されることを特徴とする請求項２乃至６のうちいずれか一項記載の構成要素。
8. 第２の電極構成が、前記基板に面する前記ナノ素子が埋め込みされた媒体の片面から離れた前記ナノ素子が埋め込みされた媒体の片面に配置されることを特徴とする請求項２乃至７のうちいずれか一項記載の構成要素。
9. 前記ナノ素子は、１ｎｍ乃至５０ｎｍの範囲の直径を有することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の構成要素。
10. 前記ナノ素子は、ナノワイヤであることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の構成要素。
11. 前記ナノ素子は、ナノチューブであることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の構成要素。
12. 前記ナノ素子は、半導体材料を有することを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の構成要素。
13. 前記ナノチューブは、カーボンナノチューブであることを特徴とする請求項１１記載の構成要素。
14. 前記ナノチューブは、シングルウォールナノチューブであることを特徴とする請求項１３記載の構成要素。
15. 透過型構成要素であることを特徴とする請求項１乃至１４のうちいずれか一項記載の構成要素。
16. 反射型構成要素であることを特徴とする請求項１乃至１４のうちいずれか一項記載の構成要素。
17. 切替え可能な回折格子を形成し、
    前記プログラム可能な素子は、細長い形状を有し、且つ、格子ストリップを構成し、
    該格子ストリップは、ナノ素子のない中間ストリップと交互にされる、請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載の構成要素。
18. 直線格子を形成し、
    前記プログラム可能な素子は、全て同じ方向に延在する請求項１７記載の構成要素。
19. 第１の方向に延在する第１のプログラム可能な素子と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に延在する第２のプログラム可能な素子を有し、前記第１のプログラム可能な素子は、第１の表面領域内に配置され、前記第２のプログラム可能な素子は、前記第１の表面領域と交互にされる第２の表面領域内に配置される２次元格子を形成する請求項１７記載の構成要素。
20. 切替え可能なフレネルレンズを形成し、
    前記プログラム可能な素子は、環状形状を有し、且つ、フレネルレンズゾーンを構成し、
    該フレネルレンズゾーンは、ナノ素子のない中間環状ストリップと交互にされる請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載の構成要素。
21. 変更可能なマスクパターンを有するマスクを形成し、
    前記プログラム可能な素子は、画素を構成し、
    該画素は、２次元構造に配置される請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載の構成要素。
22. 第１の情報密度を有する第１のタイプの光学情報担体と、第２の情報密度を有する第２のタイプの光学情報担体とを走査する装置において、前記第１のタイプの情報担体と協働するための第１の波長を有する第１の放射線ビームと、前記第２のタイプの情報担体と協働するための第２の波長を有する第２の放射線ビームとを供給する放射線源ユニットと、前記第１のビーム及び前記第２のビームを、前記第１のタイプの情報担体及び前記第２のタイプの情報担体の情報層内に第１の走査スポット及び第２の走査スポットをフォーカスさせる対物系とを有する装置であって、
    少なくとも１つの請求項１８に記載するような構成要素を有することを特徴とする装置。
23. 前記構成要素は、ビーム組合せ回折格子であり、
    該格子は、前記放射線源ユニットと前記対物系との間、又は、前記対物系と前記情報層からの放射線を受信する放射線感受検出システムとの間のいずれか１つの光路部分に配置されることを特徴とする請求項２２記載の装置。
24. 前記構成要素は、３スポット回折格子であり、前記放射線源ユニットと前記対物系との間に配置されることを特徴とする請求項２２又は２３記載の装置。
25. 基板の少なくとも１つの層内に装置特徴を形成するリソグラフィック方法において、プロジェクション機器によって前記基板層内にマスクパターンを転写する段階を有するリソグラフィック方法であって、
    請求項２１に記載のマスクを使用することを特徴とするリソグラフィック方法。

Images