JP2012208190A - Optical modulator, control device of optical modulation device, control method of optical modulation device, and drawing device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電気光学結晶の内部に生じる屈折率分布によって回折格子を形成するとともに、回折格子の回折効率をデータ信号に応じて変化させることで、回折格子によって光を変調する光変調技術に関するものである。 The present invention relates to an optical modulation technique for modulating light by a diffraction grating by forming a diffraction grating by a refractive index distribution generated inside an electro-optic crystal and changing the diffraction efficiency of the diffraction grating according to a data signal. It is.
従来、電気光学結晶であるリチウムナイオベート(LiNbO3)やリチウムタンタレート(LiTaO3)などの強誘電体結晶によって構成された光変調デバイスを用いて、光変調を行なう光変調器が提案されている。例えば、特許文献1の光変調器では、周期分極反転構造を有する強誘電体結晶が設けられており、この強誘電体結晶に電気信号が印加されると、強誘電体結晶の内部に屈折率分布が発生する。そして、この屈折率分布は、電気信号に応じて回折効率が変化する回折格子として機能する。したがって、強誘電体結晶内部の回折格子の回折効率を電気信号により変化させることで、当該回折格子を通過する光を変調することが可能となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an optical modulator that performs optical modulation using an optical modulation device formed of a ferroelectric crystal such as lithium niobate (LiNbO 3 ) or lithium tantalate (LiTaO 3 ) that is an electro-optic crystal. Yes. For example, in the optical modulator of
ところで、外部から印加される電気信号の平均値が正側あるいは負側に偏るといった影響等により、強誘電体電気光学結晶そのものに電荷が残留してしまう場合があった。このような場合、電気光学結晶に印加される電気信号の値がゼロであるにも拘わらず、残留電荷による電界が電気光学結晶内部に発生して、回折格子の回折効率がゼロにならずにオフセットを持ってしまう。その結果、回折効率がオフセットだけずれて、回折格子による光変調を適切に実行できないおそれがあった。 By the way, there are cases where electric charges remain in the ferroelectric electro-optic crystal itself due to the influence of the average value of the electric signal applied from the outside being biased to the positive side or the negative side. In such a case, although the value of the electric signal applied to the electro-optic crystal is zero, an electric field due to the residual charge is generated inside the electro-optic crystal, so that the diffraction efficiency of the diffraction grating does not become zero. I have an offset. As a result, there is a possibility that the diffraction efficiency is shifted by the offset and the light modulation by the diffraction grating cannot be executed properly.
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、電気光学結晶への電荷の残留を解消することで、電気光学結晶の内部に形成される回折格子の回折効率のオフセットを抑えて、回折格子による適切な光変調の実現を可能とする技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and by eliminating residual charge in the electro-optic crystal, the diffraction efficiency offset of the diffraction grating formed inside the electro-optic crystal is suppressed, and the diffraction grating It is an object of the present invention to provide a technique that makes it possible to realize appropriate light modulation.
本発明にかかる光変調器は、電気光学結晶の内部に生じる屈折率分布によって回折格子を形成するとともに、データ信号に応じて回折格子の回折効率を変化させることで、回折格子によって光を変調する光変調器であって、上記目的を達成するために、データ信号よりも高周波の交流信号をデータ信号によって振幅変調させた振幅変調信号を、電気光学結晶に印加する制御部を備え、振幅変調信号を受けた電気光学結晶の内部では、振幅変調信号の振幅に応じた分布を有する屈折率分布が、交流信号に応じて変化することを特徴としている。 An optical modulator according to the present invention forms a diffraction grating by a refractive index distribution generated inside an electro-optic crystal, and modulates light by the diffraction grating by changing the diffraction efficiency of the diffraction grating according to a data signal. In order to achieve the above object, the optical modulator includes a control unit that applies an amplitude-modulated signal obtained by amplitude-modulating an AC signal having a frequency higher than that of the data signal to the electro-optic crystal, and the amplitude-modulated signal. In the electro-optic crystal, the refractive index distribution having a distribution corresponding to the amplitude of the amplitude modulation signal is changed according to the AC signal.
本発明にかかる光変調デバイスの制御装置は、光変調デバイスが有する電気光学結晶の内部に生じる屈折率分布によって回折格子を形成するとともに、データ信号に応じて回折格子の回折効率を変化させることで、回折格子によって光を変調する光変調デバイスの制御装置であって、上記目的を達成するために、データ信号よりも高周波の交流信号をデータ信号によって振幅変調させた振幅変調信号を、電気光学結晶に印加する制御部を備え、振幅変調信号を受けた電気光学結晶の内部では、振幅変調信号の振幅に応じた分布を有する屈折率分布が、交流信号に応じて変化することを特徴としている。 The control device of the light modulation device according to the present invention forms a diffraction grating by a refractive index distribution generated inside the electro-optic crystal of the light modulation device, and changes the diffraction efficiency of the diffraction grating according to the data signal. An optical modulation device controller for modulating light by a diffraction grating, in order to achieve the above object, an amplitude-modulated signal obtained by amplitude-modulating an AC signal having a frequency higher than that of the data signal by the data signal, The refractive index distribution having a distribution corresponding to the amplitude of the amplitude modulation signal changes in accordance with the AC signal inside the electro-optic crystal that has received the amplitude modulation signal.
本発明にかかる光変調デバイスの制御方法は、光変調デバイスが有する電気光学結晶の内部に生じる屈折率分布によって回折格子を形成するとともに、データ信号に応じて回折格子の回折効率を変化させることで、回折格子によって光を変調する光変調デバイスの制御方法であって、上記目的を達成するために、データ信号よりも高周波の交流信号をデータ信号によって振幅変調させた振幅変調信号を、電気光学結晶に印加する工程を備え、当該工程において振幅変調信号を受けた電気光学結晶の内部では、振幅変調信号の振幅に応じた分布を有する屈折率分布が、交流信号に応じて変化することを特徴としている。 The method for controlling a light modulation device according to the present invention includes forming a diffraction grating by a refractive index distribution generated in an electro-optic crystal of the light modulation device, and changing a diffraction efficiency of the diffraction grating according to a data signal. A method of controlling an optical modulation device that modulates light with a diffraction grating, and in order to achieve the above object, an amplitude-modulated signal obtained by amplitude-modulating an AC signal having a frequency higher than that of the data signal with the data signal The refractive index distribution having a distribution corresponding to the amplitude of the amplitude modulation signal changes in response to the AC signal inside the electro-optic crystal that has received the amplitude modulation signal in the step. Yes.
このように構成された発明(光変調器、光変調デバイスの制御装置、光変調デバイスの制御方法)は、データ信号に応じて、電気光学結晶内部に生じる回折格子の回折効率を変化させて光を変調する。ただし、電気光学結晶に印加される信号は、データ信号そのものではなくて、データ信号よりも高周波の交流信号をデータ信号によって振幅変調させた振幅変調信号である。このような振幅変調信号が印加された電気光学結晶の内部では、振幅変調信号の振幅に応じた分布を有する屈折率分布が、交流信号に応じて変化する。このとき、変化前後の屈折率分布は、いずれも振幅変調信号の振幅に応じた分布を有して、略等しい回折効率の回折格子を形成する。つまり、回折格子の回折効率は、振幅変調信号の交流成分とは概ね無関係に、振幅変調信号の振幅によって決まることとなる。そして、振幅変調信号は交流信号をデータ信号で振幅変調したものであるため、振幅変調信号の振幅はデータ信号に依存して変化する。したがって、回折格子の回折効率をデータ信号によって適切に変化させて、当該回折格子により光を変調することができる。 The invention thus configured (light modulator, light modulation device control apparatus, light modulation device control method) changes the diffraction efficiency of the diffraction grating generated in the electro-optic crystal according to the data signal, Modulate. However, the signal applied to the electro-optic crystal is not the data signal itself but an amplitude modulation signal obtained by amplitude-modulating an AC signal having a frequency higher than that of the data signal by the data signal. In the electro-optic crystal to which such an amplitude modulation signal is applied, the refractive index distribution having a distribution corresponding to the amplitude of the amplitude modulation signal changes according to the AC signal. At this time, the refractive index distribution before and after the change has a distribution corresponding to the amplitude of the amplitude modulation signal, and forms a diffraction grating having substantially the same diffraction efficiency. That is, the diffraction efficiency of the diffraction grating is determined by the amplitude of the amplitude modulation signal almost independently of the AC component of the amplitude modulation signal. Since the amplitude modulation signal is an AC signal amplitude-modulated with a data signal, the amplitude of the amplitude modulation signal varies depending on the data signal. Therefore, the diffraction efficiency of the diffraction grating can be appropriately changed by the data signal, and light can be modulated by the diffraction grating.
しかも、本発明では、電気光学結晶に印加される振幅変調信号は、交流信号をデータ信号によって振幅変調させたものであるため、電気光学結晶には正側負側の両側に振動する信号が印加されることとなり、電気光学結晶への電荷の残留が解消することができる。その結果、電気光学結晶の内部に形成される回折格子の回折効率のオフセットを抑えて、回折格子による適切な光変調の実現が可能となっている。 In addition, in the present invention, since the amplitude modulation signal applied to the electro-optic crystal is an AC signal amplitude-modulated by a data signal, a signal that vibrates on both the positive and negative sides is applied to the electro-optic crystal. As a result, the residual charge on the electro-optic crystal can be eliminated. As a result, it is possible to realize appropriate light modulation by the diffraction grating while suppressing the offset of the diffraction efficiency of the diffraction grating formed inside the electro-optic crystal.
このとき、交流信号は矩形波であっても良い。このように構成した場合、交流信号に応じた屈折率分布の変化が速やかに行なわれるため、屈折率分布によって形成される回折格子の回折効率を安定させて、光変調をより適切に実行することが可能となる。 At this time, the AC signal may be a rectangular wave. In such a configuration, since the refractive index distribution changes quickly according to the AC signal, the diffraction efficiency of the diffraction grating formed by the refractive index distribution is stabilized, and light modulation is performed more appropriately. Is possible.
なお、上述のとおり、交流信号をデータ信号によって振幅変調させた信号を電気光学結晶に印加することで、回折効率のオフセットを大幅に抑えることが可能となるものであるが、状況によっては若干のオフセットが残存する場合もある。そこで、制御部は、回折格子の回折効率のオフセットを調整するオフセット調整機構を有するように、光変調器を構成しても良い。これによって、回折効率のオフセットをより確実に抑制して、光変調をより適切に実行することが可能となる。 As described above, it is possible to significantly suppress the offset of diffraction efficiency by applying a signal obtained by amplitude-modulating an AC signal to a data signal to an electro-optic crystal. An offset may remain. Therefore, the control unit may configure the optical modulator so as to have an offset adjustment mechanism that adjusts the offset of the diffraction efficiency of the diffraction grating. As a result, the offset of diffraction efficiency can be more reliably suppressed, and light modulation can be performed more appropriately.
この際、具体的には、オフセット調整機構は、振幅変調信号に直流信号を加算して電気光学結晶に印加することで、オフセットを調整することができる。あるいは、オフセット調整機構は、交流信号のデューティ比を変化させることで、オフセットを調整することもできる。 In this case, specifically, the offset adjustment mechanism can adjust the offset by adding a direct current signal to the amplitude modulation signal and applying it to the electro-optic crystal. Alternatively, the offset adjustment mechanism can adjust the offset by changing the duty ratio of the AC signal.
このとき、オフセット調整機構は、オフセットに関連する値を検出する第1ディテクタを有するとともに、第1ディテクタの検出値に基づいてオフセットを調整するフィードバック制御を行なうように、光変調器を構成しても良い。このような構成では、例えば、回折効率のオフセットが時間とともに変動するようなオフセットドリフトに対しても効果的に対応することができるため、回折効率のオフセットをより確実に抑制して、光変調をより適切に実行することが可能となる。 At this time, the offset adjustment mechanism includes a first detector that detects a value related to the offset, and configures the optical modulator to perform feedback control that adjusts the offset based on the detection value of the first detector. Also good. In such a configuration, for example, since it is possible to effectively cope with offset drift in which the diffraction efficiency offset varies with time, it is possible to more reliably suppress the diffraction efficiency offset and perform optical modulation. It becomes possible to execute more appropriately.
なお、オフセットに関連する値としては、例えば光変調器を通過した光の直流成分を用いることができる。具体的には、第1ディテクタは、オフセットに関連する値として、光変調器を通過した光の直流成分を検出する第1センサを有しており、オフセット調整機構は、第1センサの検出値に基づいてオフセットを調整するように、光変調器を構成すれば良い。 As the value related to the offset, for example, a direct current component of light that has passed through the optical modulator can be used. Specifically, the first detector has a first sensor that detects a direct current component of the light that has passed through the optical modulator as a value related to the offset, and the offset adjustment mechanism has a detection value of the first sensor. The optical modulator may be configured to adjust the offset based on the above.
また、回折効率のオフセット以外に、回折効率そのものがずれてしまう場合も想定される。そこで、制御部は、回折格子の回折効率を調整する回折効率調整機構を有するように、光変調器を構成しても良い。このように構成することで、回折効率が所望の値よりもずれたとしても、回折効率を適正値に調整して、光変調を適切に実行することが可能となる。 Further, in addition to the diffraction efficiency offset, there may be a case where the diffraction efficiency itself is shifted. Therefore, the control unit may configure the optical modulator so as to have a diffraction efficiency adjustment mechanism for adjusting the diffraction efficiency of the diffraction grating. With this configuration, even when the diffraction efficiency is deviated from a desired value, it is possible to adjust the diffraction efficiency to an appropriate value and appropriately perform light modulation.
なお、回折効率調整機構は、振幅変調信号の振幅を変化させることで、回折効率を調整することができる。具体的には、回折効率調整機構は、データ信号を変化させることで、振幅変調信号の振幅を変化させることができる。あるいは、回折効率調整機構は、交流信号の振幅を変化させることで、振幅変調信号を変化させることもできる。 The diffraction efficiency adjusting mechanism can adjust the diffraction efficiency by changing the amplitude of the amplitude modulation signal. Specifically, the diffraction efficiency adjustment mechanism can change the amplitude of the amplitude modulation signal by changing the data signal. Alternatively, the diffraction efficiency adjustment mechanism can change the amplitude modulation signal by changing the amplitude of the AC signal.
このとき、回折効率調整機構は、回折効率に関連する値を検出する第2ディテクタを有するとともに、第2ディテクタの検出値に基づいて回折効率を調整するフィードバック制御を行なうように、光変調器を構成しても良い。このような構成では、例えば、回折効率が時間とともに変動するような場合に対しても効果的に対応することができるため、回折効率を適切なものとして、光変調をより適切に実行することが可能となる。 At this time, the diffraction efficiency adjustment mechanism includes a second detector that detects a value related to the diffraction efficiency, and also performs an feedback control that adjusts the diffraction efficiency based on the detection value of the second detector. It may be configured. In such a configuration, for example, since it is possible to effectively cope with a case where the diffraction efficiency fluctuates with time, it is possible to perform light modulation more appropriately with the diffraction efficiency appropriate. It becomes possible.
なお、回折格子の回折効率に関連する値としては、前記光変調器を通過した光の強度変化を用いることができる。具体的には、第2ディテクタは、回折格子の回折効率に関連する値として、光変調器を通過した光の強度変化を検出する第2センサを有しており、第2センサの検出値に基づいて回折効率を調整するように、光変調器を構成すれば良い。 As a value related to the diffraction efficiency of the diffraction grating, a change in the intensity of light that has passed through the optical modulator can be used. Specifically, the second detector has a second sensor that detects a change in the intensity of light that has passed through the optical modulator as a value related to the diffraction efficiency of the diffraction grating. The optical modulator may be configured so as to adjust the diffraction efficiency based on this.
ところで、電気光学結晶は、電気信号の印加履歴に依存して、内部に形成される回折格子の回折効率が変化する、いわゆるヒステリシスを有する。したがって、このヒステリシスに起因して、回折効率にオフセットが生じる場合があった。ただし、このヒステリシスは、印加される電気信号の周波数が低いほど顕著になるという特性を有している。これに対して上述してきた本発明では、電気光学結晶に印加される電気信号は、データ信号よりも高周波の交流信号をデータ信号によって振幅変調させた振幅変調信号である。つまり、比較的高周波の電気信号が電気光学結晶に印加される。したがって、電気光学結晶のヒステリシスに起因した回折効率のオフセットを抑制して、光変調を適切に実行することが可能となる。 By the way, the electro-optic crystal has a so-called hysteresis in which the diffraction efficiency of the diffraction grating formed therein varies depending on the application history of the electric signal. Therefore, an offset may occur in the diffraction efficiency due to this hysteresis. However, this hysteresis has a characteristic that it becomes more prominent as the frequency of the applied electrical signal is lower. On the other hand, in the present invention described above, the electric signal applied to the electro-optic crystal is an amplitude modulation signal obtained by amplitude-modulating an AC signal having a frequency higher than that of the data signal by the data signal. That is, a relatively high frequency electric signal is applied to the electro-optic crystal. Accordingly, it is possible to appropriately perform light modulation while suppressing the diffraction efficiency offset due to the hysteresis of the electro-optic crystal.
特に、ヒステリシス起因のオフセットは、電気信号の周波数が高いほど効果的に抑制できる。そこで、交流信号の周波数は、データ信号の周波数の2倍以上であるように構成しても良い。また、交流信号の周波数は、1[KHz]以上であるように構成しても良い。 In particular, the offset due to hysteresis can be effectively suppressed as the frequency of the electrical signal is higher. Therefore, the frequency of the AC signal may be configured to be twice or more the frequency of the data signal. Moreover, you may comprise so that the frequency of an alternating current signal may be 1 [KHz] or more.
また、電気的光学結晶の具体的構成としては種々のものを採用可能であり、この具体的構成にに応じて光変調器を次のように構成することができる。すなわち、電気光学結晶は、周期分極反転構造を有する強誘電体結晶であり、制御部は、電気光学結晶を挟んで設けられた2つの電極間に振幅変調信号を印加するように、光変調器を構成しても良い。あるいは、電気光学結晶は、分極方向が一様な構造を有する強誘電体結晶であり、制御部は、電気光学結晶の同一面に設けられた2つの電極間に振幅変調信号を印加するように、光変調器を構成しても良い。 Various specific configurations of the electro-optic crystal can be employed, and the optical modulator can be configured as follows according to this specific configuration. That is, the electro-optic crystal is a ferroelectric crystal having a periodically poled structure, and the control unit applies an amplitude modulation signal between two electrodes provided across the electro-optic crystal. May be configured. Alternatively, the electro-optic crystal is a ferroelectric crystal having a structure with a uniform polarization direction, and the control unit applies an amplitude modulation signal between two electrodes provided on the same surface of the electro-optic crystal. An optical modulator may be configured.
ところで、これらの構成においては、電気光学結晶に設けられた電極には、結晶中を通過する光が電極(金属)へ漏れ出ないようにするために、絶縁層を介して振幅変調信号が印加されるように構成することができる。ただし、このような構成では、絶縁層に電荷が残留してしまい、このことが電気光学結晶内部に形成される回折格子の回折効率のオフセット要因となるおそれがあった。特に、絶縁層は、二酸化ケイ素である場合、この問題が顕著になる傾向にあった。これに対して、本発明では、電気光学結晶に印加される振幅変調信号は、交流信号をデータ信号によって振幅変調させたものであるため、電気光学結晶には正側負側の両側に振動する信号が印加されることとなり、電気光学結晶そのものやその周囲(絶縁層)での電荷の残留が解消されている。その結果、電気光学結晶の内部に形成される回折格子の回折効率のオフセットを抑えて、回折格子による適切な光変調の実現が可能となっている。 By the way, in these configurations, an amplitude modulation signal is applied to the electrode provided in the electro-optic crystal through an insulating layer so that light passing through the crystal does not leak to the electrode (metal). Can be configured. However, in such a configuration, charges remain in the insulating layer, which may cause an offset factor in the diffraction efficiency of the diffraction grating formed inside the electro-optic crystal. In particular, when the insulating layer is silicon dioxide, this problem tends to become remarkable. On the other hand, in the present invention, the amplitude modulation signal applied to the electro-optic crystal is obtained by amplitude-modulating an AC signal using a data signal, and therefore the electro-optic crystal vibrates on both the positive and negative sides. A signal is applied, and residual electric charges in the electro-optic crystal itself and its surroundings (insulating layer) are eliminated. As a result, it is possible to realize appropriate light modulation by the diffraction grating while suppressing the offset of the diffraction efficiency of the diffraction grating formed inside the electro-optic crystal.
また、本発明にかかる描画装置は、被描画面に光を照射して描画を行なう描画装置であって、上記目的を達成するために、上述の光変調器と、光変調器の電気光学結晶に光を入射させる光源部と、光変調器により変調されて電気光学結晶から射出した光を被描画面に導く光学系とを備えたことを特徴としている。したがって、電気光学結晶の内部に形成される回折格子の回折効率のオフセットを抑えて、回折格子による適切な光変調の実現が可能となっている。 A drawing apparatus according to the present invention is a drawing apparatus that performs drawing by irradiating light on a drawing surface. In order to achieve the above object, the above-described optical modulator and an electro-optic crystal of the optical modulator are provided. And a light source unit that causes light to enter the light source, and an optical system that guides light emitted from the electro-optic crystal after being modulated by the light modulator to the drawing surface. Therefore, it is possible to suppress the offset of the diffraction efficiency of the diffraction grating formed inside the electro-optic crystal and realize appropriate light modulation by the diffraction grating.
以上のように、本発明によれば、電気光学結晶の内部に形成される回折格子の回折効率のオフセットを抑えて、回折格子による適切な光変調の実現が可能となっている。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize appropriate light modulation by the diffraction grating while suppressing the offset of the diffraction efficiency of the diffraction grating formed inside the electro-optic crystal.
第1実施形態
図1は本発明にかかる光変調器を装備したパターン描画装置を示す斜視図であり、図2は図1に示すパターン描画装置の側面図であり、図3は図1に示すパターン描画装置の電気的構成を示すブロック図である。このパターン描画装置100は、感光材料が表面に付与された半導体基板やガラス基板等の基板Wの表面に光を照射してパターンを描画する装置である。
1 is a perspective view showing a pattern drawing apparatus equipped with an optical modulator according to the present invention, FIG. 2 is a side view of the pattern drawing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is shown in FIG. It is a block diagram which shows the electric constitution of a pattern drawing apparatus. The
このパターン描画装置100では、本体フレーム101に対してカバー102が取り付けられて形成される本体内部に装置各部が配置されて本体部が構成されるとともに、本体部の外側(本実施形態では、図2に示すように本体部の右手側)に基板収納カセット110が配置されている。この基板収納カセット110には、露光処理を受けるべき未処理基板Wが収納されており、本体内部に配置される搬送ロボット120によって本体部にローディングされる。また、未処理基板Wに対して露光処理(パターン描画処理)が施された後、当該基板Wが搬送ロボット120によって本体部からアンローディングされて基板収納カセット110に戻される。
In this
この本体部では、図1および図2に示すように、カバー102に囲まれた本体内部の右手端部に搬送ロボット120が配置されている。また、この搬送ロボット120の左手側には基台130が配置されている。この基台130の一方端側領域(図1および図2の右手側領域)が、搬送ロボット120との間で基板Wの受け渡しを行う基板受渡領域となっているのに対し、他方端側領域(図1および図2の左手側領域)が基板Wへのパターン描画を行うパターン描画領域となっている。この基台130上では、基板受渡領域とパターン描画領域の境界位置にヘッド支持部140が設けられている。このヘッド支持部140では、基台130から上方に2本の脚部材141、142が立設されるとともに、それらの脚部材141、142の頂部を橋渡しするように梁部材143が横設されている。そして、図2に示すように、梁部材143のパターン描画領域側側面にカメラ(撮像部)150が固定されてステージ160に保持された基板Wの表面(被描画面、被露光面)を撮像可能となっている。
In this main body, as shown in FIGS. 1 and 2, the
このステージ160は基台130上でステージ移動機構161によりX方向、Y方向ならびにθ方向に移動される。すなわち、ステージ移動機構161は基台130の上面にX軸駆動部161X(図3)、Y軸駆動部161Y(図3)およびθ軸駆動部161T(図3)をこの順序で積層配置したものであり、ステージ160を水平面内で2次元的に移動させて位置決めする。また、ステージ160をθ軸(鉛直軸)回りに回転させて後述する光学ヘッド3に対する相対角度を調整して位置決めする。なお、このようなステージ移動機構161としては、従来より多用されているX−Y−θ軸移動機構を用いることができる。
The
また、このように構成されたヘッド支持部140のパターン描画領域側で光学ヘッド3がボックス172に対して固定的に取り付けられている。なお、光学ヘッド3は本発明にかかる光変調器(空間光変調器)を装備して基板Wに対して光を照射して露光するものである。その構成および動作については、後で詳述する。
Further, the
また、基台130の反基板受渡側端部(図1および図2の左手側端部)においても、2本の脚部材144が立設されている。そして、この梁部材143と2本の脚部材144の頂部を橋渡しするように光学ヘッド3の照明光学系を収納したボックス172が設けられており、基台130のパターン描画領域を上方から覆っている。したがって、パターン描画装置100が設置されるクリーンルーム内に供給されているダウンフローを本体内部に引き入れたとしても、パターン描画領域にダウンフローが供給されない空間SPが形成される。
In addition, two
そこで、本実施形態にかかるパターン描画装置100では、上記空間SPの反搬送ロボット側にステージ160と光学ヘッド3のボックス172とに挟まれた空間SPに向けて温調された気体を吹き出す気体吹出部190が配置されている。この実施形態では、本体部の左手側壁を構成するカバー102を貫通するように2つの気体吹出部190が上下に取り付けられている。これらの気体吹出部190は空調器191に接続されており、露光制御部181から指令に応じて作動して空調器191で温調された空気を空間SPに向けて吹き出す。これによって、気体吹出部190から吹き出された温調気体が横向きに流れて空間SPを通過する。これによって上記空間SPの雰囲気が入れ替えられてパターン描画領域での温度変化が抑制される。また、このように上記空間SPを通過した空気は搬送ロボット120に流れ込むが、この実施形態では、搬送ロボット120の下方部に排気口192が設けられるとともに、排気口192が配管193を介して空調器191に接続されている。したがって、排気口192を設けたことで搬送ロボット120を取り囲む雰囲気は排気されて同雰囲気内で下向きの気流、つまりダウンフローが形成される。したがって、搬送ロボット120でパーティクルが舞い上がり散乱するのが効果的に防止される。
Therefore, in the
次に光学ヘッド(露光装置)3の構成および動作について説明する。この実施形態では、光学ヘッド3はボックス172に対して固定的に取り付けられており、光学ヘッド3の直下位置で移動している基板Wに対して光を落射することでステージ160に保持された基板Wを露光してパターンを描画する。なお、本実施形態では、光学ヘッド3はY方向に複数チャンネルで光を同時に照射可能となっており、Y方向が「副走査方向」に相当している。また、ステージ160をX方向に移動させることで基板Wに対してパターンを2次元的に描画することが可能となっており、X方向が「主走査方向」に相当している。
Next, the configuration and operation of the optical head (exposure apparatus) 3 will be described. In this embodiment, the
図4は光学ヘッドの内部構成を簡略化して示す図であり、同図(a)は光学ヘッド3の光軸OAおよび副走査方向Yに沿って光学ヘッド3を上方(すなわち、図1中の(−X)側から(+X)側を向いて見た場合)から見た場合の光学ヘッド3の内部構成を示し、同図(b)は主走査方向Xに沿って図1の装置手前側(左下側)から光学ヘッド3側を見た場合(すなわち、光学ヘッド3の(+Y)側から見た場合)の光学ヘッド3の内部構成を示している。
FIG. 4 is a diagram showing the internal configuration of the optical head in a simplified manner. FIG. 4A shows the
図4に示す光学ヘッド3は、所定の波長(例えば、830、635、405、あるいは、355ナノメートル(nm))の光ビームを出射する半導体レーザなどにより構成された光源部31を有している。なお、355nmのレーザ光を用いる場合は、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザの3倍高調波を用いる固体レーザ光源となる。この光源部31はコリメータレンズ(図示省略)を有しており、半導体レーザから出射される光ビームはコリメータレンズを介して平行光とされて図示を省略するミラーを介して照明光学系32に入射する。
The
この照明光学系32は3枚のシリンドリカルレンズ321〜323により構成されており、光源部31から出射してきた光ビームはシリンドリカルレンズ321〜323の順で通過して空間光変調器33に入射する。これらのうちシリンドリカルレンズ321はY方向にのみビーム拡大機能(負の集光機能)を有しており、シリンドリカルレンズ321を通過した光は光軸OAに垂直な光束断面が円形から次第にY方向に長い楕円形へと変化する。一方、光軸OAおよびY方向に垂直なX方向に関して、シリンドリカルレンズ321を通過した光の光束断面の幅は(ほぼ)一定とされる。また、シリンドリカルレンズ322はY方向にのみ正の集光機能を有しており、シリンドリカルレンズ321を通過した光ビームはシリンドリカルレンズ322によりビーム整形される。つまり、シリンドリカルレンズ322を通過した光は、光束断面がY方向に長い一定の大きさの楕円形とされてシリンドリカルレンズ323へと入射する。このシリンドリカルレンズ323は、X方向にのみ正の集光機能を有し、X方向のみに着目した場合には、図4(b)に示すように、シリンドリカルレンズ323を通過した光LIは集光しつつ、空間光変調器33の入射面331aへと入射する。また、Y方向に関しては、図4(a)に示すように、シリンドリカルレンズ323からの光ビームは平行光ビームとして空間光変調器33に入射する。
The illumination
空間光変調器33は、光変調素子331と、電極基板332と、電気回路基板336と、光変調素子331の強誘電体基板11内で電界を発生させて強誘電体基板11の強誘電体結晶を伝播する光を変調する変調部338(図3)とを有している。
The spatial
図5は空間光変調器33を示す図であり、同図(a)はZX平面における空間光変調器33の部分断面図であり、同図(b)はXY平面における空間光変調器33の部分断面図である。上述のとおり、空間光変調器33が備える光変調素子331は、周期分極反転構造を有する(Periodically Poled)強誘電体結晶により構成された強誘電体基板11を有しており、SiO2などの絶縁層12および4層構造の接合部13を介して強誘電体基板11を支持基板14で支持している。この実施形態では、酸化マグネシウム(MgO)を添加したリチウムナイオベート(LiNbO3:Lithium Niobate)やストイキオメトリリチウムタンタレート(SLT:Stoichiometric Lithium Tantalate)の単結晶基板に対して処理を加えることで、周期分極反転構造を有する強誘電体基板11が薄膜状に形成されている。そして、この強誘電体基板11の下面に対して絶縁層12が全面均一に形成されている。さらに、絶縁層12にクロム(Cr)膜13aおよび金(Au)膜13bがこの順序で形成されており、これらクロム膜13aおよび金膜13bにより2層構造の金属層が形成されている。
FIG. 5 is a view showing the spatial
そして、空間光変調器33では、図4および図5に示すように、電極基板332の上方主面には配線領域Raと、光変調素子331を載置するための載置領域Rbとが設けられている。そして、複数の電極333の各々が配線領域Raから載置領域RbまでZ軸方向に延設されている。より詳しくは、各電極333の(−Z側端部)は配線領域RaでZ方向に延び、載置領域Rbに達している。この載置領域Rbでは各電極333の(+Z側端部)がZ方向にほぼ平行に延設されている。なお、本実施形態では各電極333のうち配線領域Ra上に位置する部位、つまり各電極333の(−Z側端部)は後述する誘導結合の被誘導部であり、以下において「被誘導パターン部」と称する。また、載置領域Rb上に位置する部位、つまり各電極333の(+Z側端部)は光変調素子331の強誘電体基板11に対向しており、周期分極反転構造を制御するための電極部として機能するため、以下において「電極部」と称する。
In the spatial
これらの電極333を覆うようにSiO2などの絶縁材料で構成される保護膜334が電極基板332の上方主面全体に形成されて電極333を保護するとともに、保護膜334の表面(上方主面)を平坦化している。そして、載置領域Rbでは、載置領域Rbに相当する位置上に光変調素子331が載置されている。こうして、図5に示すように各電極333の電極部が保護膜334を介して強誘電体基板11の他方主面S2Aと対向して配置される。
A
このように配置された光変調素子331では、強誘電体基板11の一方主面S1A全体を覆うように接合部13が絶縁層12を介して形成されている。そして、接合部13に対して接地電圧が与えられる。これに対し、上記した複数の電極333の各々に対しては、光変調に応じた電圧が電気回路基板336の上方主面に設けられた配線(図示省略)を介して誘導結合によって変調部338から付与される。
In the
この電気回路基板336の上方主面上には、被誘導パターン部と同一形状を有する、導電材料で構成される配線が被誘導パターン部(電極333のうち配線領域Ra上に位置する部位)と一対一で対応して形成されている。このため、互いに一対一で対向する電極間は誘導結合によって電気的に接続される。また、電気回路基板336の下方主面上には、変調部338を構成する複数の電子部品3381が搭載されており、電気回路基板336を介して電極333と電気的に接続され、次に説明するように露光制御部181からの各種信号およびデータに応じてそれぞれ独立して電極333に電圧を付与する。
On the upper main surface of the
変調部338には、図3に示すように、露光制御部181から露光タイミング信号、露光位置信号および露光データが与えられる。この変調部338は、電極333毎、つまりチャンネル毎にアナログ回路(図示省略)を有しており、露光制御部181から与えられた露光データに基づく電圧を電極333に付与する。なお、露光制御部181は、周期分極反転構造の周期より長くなるように複数の電極333(例えば、隣接する2以上の電極333)を1チャンネルとして制御する。
As shown in FIG. 3, the exposure timing signal, the exposure position signal, and the exposure data are given to the
空間光変調器33では、接合部13は接地されるのに対し、各チャンネルを構成する電極333は上記のように露光制御部181からの露光データなどに応じて、それぞれ独立して変調部338から電圧信号の付与を受ける。このため、光変調素子331の周期分極反転構造内では、変調部338から有限の電圧V1(0[V]以外の電圧)が付与された電極333に対応する領域でのみ電極333と接合部13の間で生じる電界により分極方位に従った屈折率変化が発生して回折格子が形成される。より詳しくは、電圧V1が印加されたチャンネルでは、電圧V1の大きさに応じた回折効率Iを有する回折格子が形成される。その結果、当該チャンネルでは、回折効率Iに応じた大きさの回折光DLが発生するとともに、残りの光が0次光L0として光変調素子331を通過する。一方、それ以外のチャンネルでは入射光がそのまま0次光L0として光変調素子331を通過する。
In the spatial
図4に戻って、光学ヘッド3の構成説明を続ける。上記のように構成された空間光変調器33の出射側(図4の右手側)に、X方向にのみ正の集光機能を有するシリンドリカルレンズ34、レンズ351、アパーチャ3521を有するアパーチャ板352、レンズ353がこの順序で配置されている。シリンドリカルレンズ34はX方向にのみ正の集光機能を有しており、空間光変調器33からの0次光L0は、図4(b)に示すように、
シリンドリカルレンズ34にてX方向に関してほぼ平行な光とされ、正の集光機能を有するレンズ351に入射する。
Returning to FIG. 4, the description of the configuration of the
The
ここで、レンズ351の前側焦点は電極333の(+Z)側の端部近傍における光変調素子331内の位置とされ、レンズ351の後側焦点にアパーチャ3521が位置するようにアパーチャ板352が配置される。したがって、光変調素子331中で回折を受けず、レンズ34を通過してY方向およびX方向の双方にほぼ平行とされる0次光L0は、図4(a)中に細い実線にて示すように、レンズ351を介してアパーチャ3521に集光し、当該アパーチャ3521を通過してレンズ353に入射する。このレンズ353は、前側焦点がアパーチャ3521の近傍に位置し、後側焦点がステージ160に保持された基板Wの表面上となるように配置されており、0次光L0はレンズ353を介して基板Wの表面上に照射されて露光される。一方、回折光DLは、図4(a)中に破線にて示すように、光軸OAに対して所定角度だけ傾いて光変調素子331から出射されるため、アパーチャ3521から離れた位置、つまりアパーチャ板352の表面で遮蔽される。
Here, the front focal point of the
このように、本実施形態では、レンズ351、アパーチャ板352およびレンズ353により、いわゆるシュリーレン光学系35が構成されている。このシュリーレン光学系35は両側テレセントリック光学系と同等の配置であり、図4に示すように、複数のチャンネルを有する光学ヘッド3で基板Wに露光する場合にも、その露光面(基板Wの表面)に対して各チャンネルの0次光L0の主光線(図4中の2点鎖線)は垂直であり、露光面のピント方向Zの変動に対して倍率の変化を受けない。その結果、高精度な露光が可能となる。このように、この実施形態では0次光を用いて基板Wへのパターン描画を行っている。また、上記のように配置されたレンズ34およびシュリーレン光学系35が、空間光変調器33からの光を基板Wの表面(被露光面、被描画面)に案内している。
Thus, in the present embodiment, the so-called Schlieren
なお、上記のように構成されたパターン描画装置100は装置全体を制御するためにコンピュータ200を有している。このコンピュータ200はCPUや記憶部201等を有しており、露光制御部181とともに電装ラック(図示省略)内に配置されている。また、コンピュータ200内のCPUが所定のプログラムに従って演算処理することにより、ラスタライズ部202、伸縮率算出部203、データ修正部204およびデータ生成部205が実現される。例えば1つのLSIに相当するパターンのデータは外部のCAD等により生成されたデータであり、予めLSIデータ211として記憶部201に準備されており、当該LSIデータ211に基づき次のようにしてLSIのパターンが基板W上に描画される。
The
ラスタライズ部202は、LSIデータ211が示す単位領域を分割してラスタライズし、ラスタデータ212を生成して記憶部201に保存する。こうしてラスタデータ212の準備後、または、ラスタデータ212の準備と並行して、上記のようにしてカセット110に収納されている未処理の基板Wが搬送ロボット120により搬出され、搬送ロボット120によってステージ160に載置される。
The
その後、ステージ移動機構161によりステージ160がカメラ150の直下位置に移動して基板W上の各アライメントマーク(基準マーク)を順番にカメラ150の撮像可能位置に位置決めし、カメラ150によるマーク撮像が実行される。カメラ150から出力される画像信号は電装ラック内の画像処理回路(図3において図示省略)により処理され、アライメントマークのステージ160上の位置が正確に求められる。そして、これらの位置情報に基づきθ軸駆動部161Tが作動してステージ160を鉛直軸回りに微小回転させて基板Wへのパターン描画に適した向きにアライメント(位置合わせ)される。ここで、ステージ160を光学ヘッド3の直下位置に移動させた後で当該アライメントを行ってもよい。
Thereafter, the
図3に示す伸縮率算出部203は、画像処理回路にて求められた基板W上のアライメントマークの位置、および基板Wの向きの修正量を取得し、アライメント後のアライメントマークの位置、並びに、主走査方向Xおよび副走査方向Yに対する基板Wの伸縮率(すなわち、主面の伸縮率)を求める。
The stretch
一方、データ修正部204はラスタデータ212を取得し、伸縮の検出結果である伸縮率に基づいてデータの修正を行う。なお、このデータ修正については、例えば特許第4020248号に記載の方法を採用することができ、1つの分割領域のデータ修正が終了すると、修正後のラスタデータ212がデータ生成部205へと送られる。データ生成部205では、変更後の分割領域に対応する描画データ、すなわち、1つのストライプに相当するデータが生成される。
On the other hand, the
こうして生成された描画データは、データ生成部205から露光制御部181へと送られ、露光制御部181が変調部338およびステージ移動機構161の各部を制御することにより1ストライプ分の描画が行われる。なお、露光動作については上記したとおり変調部338による電界発生制御により行われる。そして、1つのストライプに対する露光記録が終了すると、次の分割領域に対して同様の処理が行われ、ストライプごとの描画が繰り返される。こうして、基板W上の全ストライプの描画が終了して基板Wの表面への所望パターンの描画が完了すると、ステージ160は描画済み基板Wを載置したまま基板受渡位置(図1および図2の右側領域)に移動した後、基板搬送ロボット120により基板Wがカセット110へと戻され、次の基板Wが取り出されて上記したと同様の一連の処理が繰り返される。さらに、カセット110に収納されている全ての基板Wに対するパターン描画が終了すると、カセット110がパターン描画装置100から搬出される。
The drawing data generated in this way is sent from the
以上が、空間光変調器33および当該空間光変調器33を装備したパターン描画装置100の構成および動作の概要である。上述のとおり、空間光変調器33において各チャンネルを構成する電極333には、変調部338から露光データに応じた電圧が印加される。ちなみに、この実施形態では、各電極333に印加される信号は、露光データそのものではなくて、交流信号(電圧信号)を露光データで振幅変調した変調露光信号(電圧信号)である(図6)。
The above is the outline of the configuration and operation of the spatial
図6は、チャンネルを構成する電極に印加される変調露光信号の構成を説明する図である。より詳しくは、図6における「露光データ」「交流信号」「変調露光信号」の欄には、電圧Vを縦軸とするとともに時間tを横軸とするグラフにそれぞれの対応する波形が示されている。図6の「露光データ」の欄に示すように、露光データは、正の電圧が比較的長周期で変化する信号である。図6の例では、電圧値Ea(0[V]<Ea)と電圧値Eb(0[V]<Eb<Ea)との間で変化する矩形波状の露光データが示されている。具体的には、半導体、FPD(フラットパネルディスプレイ)あるいはプリント基板などに精密パターンを描く場合には、露光データの周波数は1[MHz]となる。変調部338は、露光制御部181から受信したこの露光データに基づいて、交流信号を振幅変調する。この交流信号は、露光データよりも短い周期Tc、高い周波数fcで、0[V]を中心として振動する矩形波である。具体的には、交流信号の周波数は2[MHz]かそれ以上であることが好ましい。変調部338は、このような交流信号を露光データで振幅変調することで変調露光信号を生成する。ここで、交流信号は、変調部338の内部で生成されても良いし、露光制御部181で生成して変調部338に出力しても良い。
FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration of the modulated exposure signal applied to the electrodes constituting the channel. More specifically, in the columns of “exposure data”, “AC signal”, and “modulated exposure signal” in FIG. 6, respective waveforms are shown in a graph with the voltage V as the vertical axis and the time t as the horizontal axis. ing. As shown in the column “Exposure Data” in FIG. 6, the exposure data is a signal in which a positive voltage changes with a relatively long period. In the example of FIG. 6, exposure data having a rectangular waveform that changes between a voltage value Ea (0 [V] <Ea) and a voltage value Eb (0 [V] <Eb <Ea) is shown. Specifically, when a precise pattern is drawn on a semiconductor, FPD (flat panel display) or printed circuit board, the frequency of the exposure data is 1 [MHz]. The
こうして生成された変調露光信号は、交流信号と同じ周期Tcで0[V]を中心に振動するとともに、露光データに応じてその振幅を変化させる。図6の例では、変調露光信号は、露光データの電圧値Eaに対応して(−Ma)[V]と(+Ma)[V]との間を変化する期間と、露光データの電圧値Ebに対応して(−Mb)[V]と(+Mb)[V]との間を変化する期間とを有する(0<Mb<Ma)。変調部338は、この変調露光信号を空間光変調器33のチャンネル毎に生成して、当該チャンネルの電極333に印加する。したがって、周期分極反転構造を有する強誘電体基板11の内部の各電極333に対応する領域では、光変調信号に応じて屈折率が変化して、その結果、強誘電体基板11の内部に屈折率の分布が形成される。特に、この実施形態では、各電極333に印加される変調露光信号は0[V]を中心として振動する信号であるため、屈折率分布は交流信号に応じて反転する(図7)。
The modulated exposure signal thus generated oscillates around 0 [V] at the same cycle Tc as the AC signal and changes its amplitude according to the exposure data. In the example of FIG. 6, the modulated exposure signal has a period in which it changes between (−Ma) [V] and (+ Ma) [V] corresponding to the voltage value Ea of the exposure data, and the voltage value Eb of the exposure data. Corresponding to (−Mb) [V] and (+ Mb) [V] (0 <Mb <Ma). The
図7は、強誘電体基板11の内部での屈折率分布が反転する様子を、横軸をY方向とするとともに縦軸を屈折率nとするグラフで示す模式図であり、同図の上下で反転の前後が示されている。また、同図では、屈折率分布の反転現象の理解を容易にするために、隣接する電極に対して変調画像信号を印加した場合に形成される屈折率分布が例示されている。このように変調画像信号が周期分極反転構造を有する強誘電体基板11に印加された場合、概略的には、屈折率n(+)を有する領域と屈折率n(−)を有する領域とがY方向に交互に並ぶこととなる(n(−)<n(+))。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which the refractive index distribution inside the
そして、このような屈折率分布が、変調画像信号の半周期(=Tc/2)で屈折率n0を中心として反転して、同図上下の状態を交互に繰り返す。このように、屈折率分布は変調画像信号の交流信号に伴なって反転するが、屈折率分布が形成する回折格子の回折効率Iは反転前後で等しくなるという性質を有する。これについて、図8を用いて説明する。 Such a refractive index distribution is inverted about the refractive index n0 in the half cycle (= Tc / 2) of the modulated image signal, and the upper and lower states in the figure are alternately repeated. As described above, the refractive index distribution is inverted in accordance with the AC signal of the modulated image signal, but the diffraction efficiency I of the diffraction grating formed by the refractive index distribution has the property that it is equal before and after the inversion. This will be described with reference to FIG.
図8は、強誘電体基板11の内部に形成される回折格子の回折効率を示す図である。同図では、横軸を電圧Vとして変調画像信号の時間変化(同図下側)と回折効率の変化(同図上側)とが併記されている。すなわち、同図下側では縦軸に時間tが取られており、変調画像信号の時間変化が示されている。一方、同図上側では縦軸に回折効率Iが取られており、電圧Vに対する回折効率Iの変化が示されている。なお、より詳細には、回折格子がブラッグ回折型である場合は、回折効率Iは(sin(αV))2に比例し、回折格子がラマンナス型である場合は、回折効率Iは(Jq(βV))2に比例する。ここで、関数Jqはq次のベッセル関数である。
FIG. 8 is a diagram showing the diffraction efficiency of the diffraction grating formed inside the
同図上側に示す回折効率Iの電圧特性から判るように、電圧が0[V]の付近においては、回折効率Iは電圧Vの絶対値の増加に応じて増加する特性を有しており、電圧が0[V]の点を通る縦軸を中心として略反転対称となっている。したがって、互いに絶対値の等しい(−Ma)[V]および(+Ma)[V]それぞれの電圧印加によって形成される回折格子はいずれも等しい回折効率Iaを有する。同様に、互いに絶対値の等しい(−Mb)[V]および(+Mb)[V]それぞれの電圧印加によって形成される回折格子はいずれも等しい回折効率Ib(<Ia)を有する。 As can be seen from the voltage characteristic of the diffraction efficiency I shown on the upper side of the figure, when the voltage is in the vicinity of 0 [V], the diffraction efficiency I has a characteristic that increases as the absolute value of the voltage V increases. It is substantially inversion symmetric about a vertical axis passing through a point where the voltage is 0 [V]. Accordingly, the diffraction gratings formed by applying the respective voltages (−Ma) [V] and (+ Ma) [V] having the same absolute value have the same diffraction efficiency Ia. Similarly, diffraction gratings formed by applying voltages of (−Mb) [V] and (+ Mb) [V] having the same absolute value have the same diffraction efficiency Ib (<Ia).
屈折率分布により形成される回折格子がこのような性質を有することから、変調露光信号として(−Ma)[V]と(+Ma)[V]との間を変化する信号が印加されている間は、回折効率Iaの回折格子が形成され、変調露光信号として(−Mb)[V]と(+Mb)[V]との間を変化する信号が印加されている間は、回折効率Ibの回折格子が形成される。つまり、回折格子の回折効率は、変調露光信号の交流成分とは概ね無関係に、変調露光信号の振幅によって決まることとなる。そして、変調露光信号は交流信号を露光データで振幅変調したものであるため、振幅変調信号の振幅は露光データに依存して変化する。そこで、この実施形態の変調部338は、屈折率分布により形成される回折格子の回折効率を露光データによって制御して、回折格子により光を変調している。
Since the diffraction grating formed by the refractive index distribution has such a property, a signal changing between (−Ma) [V] and (+ Ma) [V] is applied as a modulated exposure signal. The diffraction grating having the diffraction efficiency Ia is formed while the diffraction grating having the diffraction efficiency Ia is formed and a signal varying between (−Mb) [V] and (+ Mb) [V] is applied as the modulated exposure signal. A lattice is formed. In other words, the diffraction efficiency of the diffraction grating is determined by the amplitude of the modulated exposure signal almost independently of the AC component of the modulated exposure signal. Since the modulated exposure signal is an AC signal amplitude-modulated with exposure data, the amplitude of the amplitude-modulated signal varies depending on the exposure data. Therefore, the
以上に説明したように、この実施形態では、露光データに応じて、強誘電体基板11内部に生じる回折格子の回折効率Iを変化させて光を変調する。ただし、強誘電体基板11に印加される信号は、露光データそのものではなくて、露光データよりも高周波の交流信号を露光データによって振幅変調させた変調露光信号である。このような変調露光信号が印加された強誘電体基板11の内部では、変調露光信号の振幅に応じた分布を有する屈折率分布が、交流信号に応じて反転する。このとき、反転前後の屈折率分布は、いずれも変調露光信号の振幅に応じた分布を有して互いに反転した関係にあるため、略等しい回折効率Iの回折格子を形成する。つまり、回折格子の回折効率Iは、変調露光信号の交流成分とは概ね無関係に、変調露光信号の振幅によって決まることとなる。そして、変調露光信号は交流信号を露光データで振幅変調したものであるため、変調露光信号の振幅は露光データに依存して変化する。したがって、回折格子の回折効率Iを露光データによって適切に変化させて、当該回折格子により光を変調することができる。
As described above, in this embodiment, light is modulated by changing the diffraction efficiency I of the diffraction grating generated in the
しかも、この実施形態では、強誘電体基板11に印加される変調露光信号は、交流信号を露光データによって振幅変調させたものであるため、強誘電体基板11には正側負側の両側に振動する信号が印加されることとなり、強誘電体基板11への電荷の残留が解消することができる。その結果、強誘電体基板11の内部に形成される回折格子の回折効率Iのオフセットを抑えて、回折格子による適切な光変調の実現が可能となっている。
In addition, in this embodiment, the modulated exposure signal applied to the
このとき、この実施形態に示したように、交流信号は矩形波であっても良い。このように構成した場合、交流信号に応じた屈折率分布の反転が速やかに行なわれるため、屈折率分布によって形成される回折格子の回折効率Iを安定させて、光変調をより適切に実行することが可能となる。 At this time, as shown in this embodiment, the AC signal may be a rectangular wave. In such a configuration, since the reversal of the refractive index distribution according to the AC signal is performed quickly, the diffraction efficiency I of the diffraction grating formed by the refractive index distribution is stabilized, and light modulation is executed more appropriately. It becomes possible.
ところで、強誘電体基板11は、電気信号の印加履歴に依存して、内部に形成される回折格子の回折効率Iが変化する、いわゆるヒステリシスを有する。したがって、このヒステリシスに起因して、回折効率Iにオフセットが生じる場合があった。
By the way, the
ただし、このヒステリシスは、印加される電気信号の周波数が低いほど顕著になるという特性を有している(図9)。ここで、図9は、強誘電体結晶内部に形成される回折格子の回折効率のヒステリシスを示す図である。同図において、破線で示した曲線は、強誘電体基板11への印加電圧Vを低い周波数で振動させた際の回折効率Iの変化を示し、実線で示した曲線は、強誘電体基板11への印加電圧Vを高い周波数で振動させた際の回折効率Iの変化を示している。このように、印加電圧Vを速く変化させた場合には、回折効率Iにヒステリシスは見られないのに対して、印加電圧Vを遅く変化させた場合には、回折効率Iはヒステリシスループを形成する。
However, this hysteresis has a characteristic that it becomes more prominent as the frequency of the applied electrical signal is lower (FIG. 9). Here, FIG. 9 is a diagram showing the hysteresis of the diffraction efficiency of the diffraction grating formed inside the ferroelectric crystal. In the figure, a curve indicated by a broken line indicates a change in the diffraction efficiency I when the voltage V applied to the
これに対して、この実施形態では、強誘電体基板11に印加される電気信号は、露光データよりも高周波の交流信号を露光データによって振幅変調させた変調露光信号である。つまり、比較的高周波の電気信号が強誘電体基板11に印加される。したがって、強誘電体基板11のヒステリシスに起因した回折効率Iのオフセットを抑制して、光変調を適切に実行することが可能となる。
On the other hand, in this embodiment, the electrical signal applied to the
特に、ヒステリシス起因のオフセットは、電気信号の周波数が高いほど効果的に抑制できる。そこで、上記実施形態において、露光データの周波数の2倍以上に交流信号の周波数を設定しても良い。また、交流信号の周波数を1[KHz]以上に設定しても良い。 In particular, the offset due to hysteresis can be effectively suppressed as the frequency of the electrical signal is higher. Therefore, in the above embodiment, the frequency of the AC signal may be set to be twice or more the frequency of the exposure data. Further, the frequency of the AC signal may be set to 1 [KHz] or higher.
ところで、この実施形態では、光変調素子331の強誘電体基板11に設けられた電極333には、結晶中を通過する光が電極333(金属)へ漏れ出ないようにするために、絶縁層12を介して変調露光信号が印加される。ただし、このような構成では、絶縁層12に電荷が残留してしまい、このことがの強誘電体基板11内部に形成される回折格子の回折効率Iのオフセット要因となるおそれがあった。特に、絶縁層12がSiO2(二酸化ケイ素)である場合、この問題が顕著になる傾向にあった。これに対して、この実施形態では、強誘電体基板11に印加される変調露光信号は、交流信号を露光データによって振幅変調させたものであるため、強誘電体基板11には正側負側の両側に振動する信号が印加されることとなり、強誘電体基板11そのものやその周囲(絶縁層12)での電荷の残留が解消されている。その結果、強誘電体基板11の内部に形成される回折格子の回折効率Iのオフセットを抑えて、回折格子による適切な光変調の実現が可能となっている。
By the way, in this embodiment, an insulating layer is provided on the
また、この実施形態で説明したパターン描画装置100は、上述の空間光変調器33と用いて変調した光を、基板Wに光を照射して描画を行なう。したがって、強誘電体基板11の内部に形成される回折格子の回折効率のオフセットを抑えて、回折格子による適切な光変調の実現が可能となっている。
In addition, the
第2実施形態
ところで、第1実施形態で述べたとおり、交流信号を露光データによって振幅変調させた信号を強誘電体基板11に印加することで、回折効率Iのオフセットを大幅に抑えることが可能となるものであるが、状況によっては若干のオフセットが残存する場合もある。あるいは、残留電荷以外の要因によって、回折効率Iにオフセットが発生する場合もある。そこで、第2実施形態の変調部338は、回折格子の回折効率のオフセットを調整するオフセット調整動作を実行する。なお、第1実施形態と第2実施形態の違いは主としてこのオフセット調整動作にあるので、以下ではこの差異点を中心に説明する一方、共通部分については相当符号を付して説明を省略する。ちなみに、第2実施形態においても第1実施形態と共通する構成を具備することで、同様の効果を奏することは言うまでも無い。
Second Embodiment By the way, as described in the first embodiment, the offset of the diffraction efficiency I can be significantly suppressed by applying to the ferroelectric substrate 11 a signal obtained by amplitude-modulating an AC signal with exposure data. However, some offset may remain depending on the situation. Alternatively, an offset may occur in the diffraction efficiency I due to factors other than the residual charge. Therefore, the
図10は、変調部が実行する回折効率Iのオフセット調整動作を示す図である。図10に示すグラフにおける座標の取り方は、図8のそれと同様である。同図上側において、破線で示す曲線はオフセットが無い回折効率Iの電圧特性を示しており、実線で示す曲線はオフセットを有する回折効率Iの電圧特性を示している。つまり、実線曲線で示す回折効率Iの電圧特性は、変調画像信号が無印加の状態で(言い換えれば印加電圧Vが0[V]の状態で)、有限の値Io(>0[V])を有している。そこで、変調部338はオフセット調整機構を内蔵しており、このオフセットが0[V]となるように、直流電圧Vdcを強誘電体基板11の各電極333に印加する。これによって、回折効率のオフセットが調整されて、変調画像信号が無印加の状態において回折効率Iのオフセットはゼロとなる。
FIG. 10 is a diagram illustrating an offset adjustment operation of the diffraction efficiency I performed by the modulation unit. The method of taking the coordinates in the graph shown in FIG. 10 is the same as that in FIG. On the upper side of the figure, the curve indicated by the broken line indicates the voltage characteristic of the diffraction efficiency I without offset, and the curve indicated by the solid line indicates the voltage characteristic of the diffraction efficiency I having offset. That is, the voltage characteristic of the diffraction efficiency I indicated by the solid line curve is a finite value Io (> 0 [V]) in a state where the modulation image signal is not applied (in other words, in a state where the applied voltage V is 0 [V]). have. Therefore, the
そして、第2実施形態では、変調部338はこのオフセット調整を行なった後に、第1実施形態と同様の変調画像信号を強誘電体基板11の各電極333に印加する。これによって、電極333には、回折効率Iがゼロとなる直流電圧Vdcを中心として振動する変調画像信号が印加されることとなる。そのため、変調露光信号として(−Ma+Vdc)[V]と(Ma+Vdc)[V]との間を変化する信号が印加されている間は、回折効率Iaの回折格子が形成され、変調露光信号として(−Mb+Vdv)[V]と(+Mb+Vdv)[V]との間を変化する信号が印加されている間は、回折効率Ibの回折格子が形成される。つまり、第1実施形態と同様に、回折格子の回折効率Iは、変調露光信号の交流成分とは概ね無関係に、変調露光信号の振幅によって決まることとなる。そして、変調露光信号は交流信号を露光データで振幅変調したものであるため、振幅変調信号の振幅は露光データに依存して変化する。したがって、変調部338は、屈折率分布により形成される回折格子の回折効率を露光データによって制御することで、回折格子により光を変調することができる。
In the second embodiment, the
以上のように、第2実施形態においても、強誘電体基板11に印加される変調露光信号は、交流信号を露光データによって振幅変調させたものであるため、強誘電体基板11には正側負側の両側に振動する信号が印加されることとなり、強誘電体基板11への電荷の残留が解消することができる。その結果、強誘電体基板11の内部に形成される回折格子の回折効率Iのオフセットを抑えて、回折格子による適切な光変調の実現が可能となっている。
As described above, also in the second embodiment, the modulated exposure signal applied to the
また、第2実施形態では、変調部338は、回折格子の回折効率のオフセットを調整するオフセット調整機構を内蔵している。これによって、回折効率Iのオフセットをより確実に抑制して、光変調をより適切に実行することが可能となる。
In the second embodiment, the
第3実施形態
上記実施形態で示したとおり、変調部338は、強誘電体基板11の電極に電圧を印加することで、強誘電体基板11内部に形成される回折格子の回折効率Iを制御したり、あるいは回折効率Iのオフセットを調整したりするものである。そして、以下に説明するように第3実施形態では、このような変調部338の制御をフィードバック制御により行なう。なお、第3実施形態と上記実施形態の違いは主としてこのフィードバック制御にあるので、以下ではこの差異点を中心に説明する一方、共通部分については相当符号を付して説明を省略する。ちなみに、第3実施形態においても上記実施形態と共通する構成を具備することで、同様の効果を奏することは言うまでも無い。
Third Embodiment As shown in the above embodiment, the
図11は光学ヘッドの内部構成を簡略化して示す図であり、同図(a)は光学ヘッド3の光軸OAおよび副走査方向Yに沿って光学ヘッド3を上方(すなわち、図1中の(−X)側から(+X)側を向いて見た場合)から見た場合の光学ヘッド3の内部構成を示し、同図(b)は主走査方向Xに沿って図1の装置手前側(左下側)から光学ヘッド3側を見た場合(すなわち、光学ヘッド3の(+Y)側から見た場合)の光学ヘッド3の内部構成を示している。
FIG. 11 is a diagram showing the internal configuration of the optical head in a simplified manner. FIG. 11A shows the
図11に示すように、光学ヘッド3は、アパーチャ板352とレンズ353との間にビームスプリッタ36を有している。このビームスプリッタ36は、アパーチャ板352を通過した0次光L0の一部を、Z方向に進行してレンズ353に入射する光と、Y方向に進行する光に分割するものである。そして、ビームスプリッタ36によりY方向に向けて分割された光は、変調部338に入射する。
As shown in FIG. 11, the
つまり、第3実施形態にかかる変調部338は、複数の電子部品3381で構成された制御回路338aの他に、Y方向から入射してきた光を分割するビームスプリッタ338b、高速応答センサ338cおよびパワーメータ338dを有している。ビームスプリッタ338bは、入射してきた光を高速応答センサ338cとパワーメータ338dのそれぞれに分割する。
That is, the
高速応答センサ338cは、ビームスプリッタ338bにより分割された光を検出し、その結果を制御回路338aへ出力する。つまり、この高速応答センサ338cは、空間光変調器33を通過した0次光L0の強度変化を検出して制御回路338aに出力する。一方、制御回路338aは、高速応答センサ338cから受信した値に基づいて電極333に印加する変調露光信号の振幅を調整して、強誘電体基板11内部に形成される回折格子の回折効率Iを目標値に近づける。具体的には、露光データを変化させることで、変調露光信号の振幅を変化させることができる。あるいは、交流信号の振幅を変化させることで、変調露光信号の振幅を変化させることもできる。こうして、回折格子の回折効率Iがフィードバック制御される。
The high-
パワーメータ338dは、ビームスプリッタ338bにより分割された光を検出し、その結果を制御回路338aへ出力する。このパワーメータ338dは緩やかな光変化を捉えるものであり、実質的に入射光の直流成分を検出して制御回路338aに出力する。つまり、パワーメータ338dは、空間光変調器33を通過した0次光L0の直流成分を検出して制御回路338aに出力する。一方、制御回路338aは、パワーメータ338dから受信した値に基づいて電極333に印加する直流電圧Vdcを調整して、強誘電体基板11内部に形成される回折格子の回折効率Iのオフセットを減少させる。こうして、回折格子の回折効率Iのオフセットがフィードバック制御される。
The
以上のように第3実施形態では、回折効率Iのオフセットに関連する値として、0次光L0の直流成分をパワーメータ338dにより検出し、この検出値に基づいて回折効率Iのオフセットを調整するフィードバック制御が行なわれる。このような構成では、例えば、回折効率Iのオフセットが時間とともに変動するようなオフセットドリフトに対しても効果的に対応することができるため、回折効率Iのオフセットをより確実に抑制して、光変調をより適切に実行することが可能となる。
As described above, in the third embodiment, the DC component of the zero-order light L0 is detected by the
また、回折効率Iのオフセット以外に、回折効率Iそのものがずれてしまう場合も想定される。これに対して、第3実施形態の変調部338は、回折格子の回折効率Iを調整する制御回路338aを有している。したがって、回折効率Iが所望の値よりもずれたとしても、回折効率Iを適正値に調整して、光変調を適切に実行することが可能となる。
In addition to the diffraction efficiency I offset, the diffraction efficiency I itself may be deviated. On the other hand, the
特に、第3実施形態では、回折効率Iに関連する値として、空間光変調器33を通過した0次光L0の強度変化を高速応答センサ338cにより検出し、この検出値に基づいて回折効率Iを調整するフィードバック制御が行なわれる。このような構成では、例えば、回折効率Iが時間とともに変動するような場合に対しても効果的に対応することができるため、回折効率Iを適切なものとして、光変調をより適切に実行することが可能となる。
In particular, in the third embodiment, as a value related to the diffraction efficiency I, an intensity change of the 0th-order light L0 that has passed through the spatial
その他
以上のように、上記実施形態では、パターン描画装置100が本発明の「描画装置」に相当し、空間光変調器33が本発明の「変調器」に相当し、光変調素子331が本発明の「光変調デバイス」に相当し、変調部338および露光制御部181が協働して本発明の「光変調デバイスの制御装置」として機能し、強誘電体基板11が本発明の「電気光学結晶」に相当し、露光制御部181と変調部338が協働して本発明の「制御部」として機能している。また、露光データ(図6)が本発明の「データ信号」に相当し、交流信号(図6)が本発明の「交流信号」に相当し、変調露光信号が本発明の「振幅変調信号」に相当している。また、変調部338が本発明の「オフセット調整機構」あるいは「回折効率調整機構」に相当している。また、パワーメータ338dが本発明の「第1ディテクタ」あるいは「第1センサ」に相当し高速応答センサ338cが本発明の「第2ディテクタ」あるいは「第2センサ」に相当している。
Others As described above, in the above embodiment, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記第2、第3実施形態では、直流電圧Vdcを印加することで、回折効率Iのオフセットを調整していた。しかしながら、直流電圧Vcを印加する方法以外で、回折効率Iのオフセットを調整することもできる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the second and third embodiments, the offset of the diffraction efficiency I is adjusted by applying the DC voltage Vdc. However, the offset of the diffraction efficiency I can be adjusted by a method other than the method of applying the DC voltage Vc.
具体例を挙げれば、変調露光信号のデューティ比を変化させることによっても、回折効率Iのオフセットを調整することができる。この際、変調露光信号のデューティ比に対する回折効率Iのオフセットの変化を予め測定してテーブル形式等でメモリに記憶しておき、変調部338はこれを読み出した結果から変調露光信号のデューティ比を調整して、回折効率Iのオフセットを調整すれば良い。これによって、回折効率Iのオフセットをより確実に抑制して、光変調をより適切に実行することが可能となる。
As a specific example, the offset of the diffraction efficiency I can also be adjusted by changing the duty ratio of the modulated exposure signal. At this time, a change in the offset of the diffraction efficiency I with respect to the duty ratio of the modulation exposure signal is measured in advance and stored in a memory in a table format or the like, and the
また、第3実施形態に示したようにフィードバック制御を行なう場合には、パワーメータ338dの検出値に基づいて変調露光信号のデューティ比を変えて、回折効率Iのオフセットを調整すれば良い。このような構成では、例えば、回折効率Iのオフセットが時間とともに変動するようなオフセットドリフトに対しても効果的に対応することができるため、回折効率Iのオフセットをより確実に抑制して、光変調をより適切に実行することが可能となる。
When feedback control is performed as shown in the third embodiment, the offset of the diffraction efficiency I may be adjusted by changing the duty ratio of the modulated exposure signal based on the detection value of the
あるいは、第3実施形態において、高速応答センサ338cの検出結果に基づいてオフセットを調整することもできる。つまり、この高速応答センサ338cは、空間光変調器33を通過した0次光L0の強度変化を検出するものであるため、この検出結果から0次光L0のデューティ比を求めることができる。したがって、この0次光L0のデューティ比に基づいて、変調露光信号のデューティ比を変えて、回折効率Iのオフセットを調整するように構成しても良い。
Alternatively, in the third embodiment, the offset can be adjusted based on the detection result of the high-
なお、電気的光学結晶の具体的構成としては種々のものを採用可能であり、この具体的構成にに応じて光変調器の構成を変形することもできる。つまり、上記光学ヘッド3では、複数の電極333が形成された電極基板332に対し、強誘電体基板11を対向配置して光変調器33を構成していた。しかしながら、例えば図12に示すように強誘電体基板11の他方主面に複数の電極を配置し、変調部から各電極に駆動電圧を付与するように構成してもよい。
Various specific configurations of the electro-optic crystal can be adopted, and the configuration of the optical modulator can be modified according to the specific configuration. That is, in the
あるいは、例えば特開2009−020306号公報に記載されているような電気光学結晶を用いるように、光変調器を変形することもできる。図13および図14は光変調器の変形例を示す図であり、特に図13(a)はZX断面を示し、図13(b)はXY断面を示している。この光変調器が備える光変調素子331は、分極方向が一様な構造を有する強誘電体基板11の表面に、信号電極333aとグランド電極333bを交互に並べた構成を備えている。そして、変調部338が信号電極333aに有限の電圧V1を印加すると、信号電極333aグランド電極333bの間に図14の破線で示すような電界が発生じて、強誘電体基板11内部に周期的に屈折率分布が発生する。すなわち、屈折率n(+)を有する領域と屈折率n(−)を有する領域とが交互に並ぶ。
Alternatively, the optical modulator can be modified so as to use an electro-optic crystal as described in, for example, JP-A-2009-020306. FIGS. 13 and 14 are views showing modifications of the optical modulator, in particular, FIG. 13A shows a ZX section, and FIG. 13B shows an XY section. The
したがって、上記実施形態で示したように、交流信号を露光データで振幅変調した変調露光信号を信号電極333aに印加することで、強誘電体基板11内部の屈折率分布は、反転を繰り返すことになる。そして、このような構成では、露光データに応じて変調露光信号の振幅を変化させることで、屈折率分布で構成される回折格子の回折効率Iを制御できるとともに、強誘電体基板11への電荷残留を解消させて回折効率Iのオフセットを抑え、適切な光変調が実現できる点は、上記実施形態と同様である。
Therefore, as shown in the above embodiment, the refractive index distribution inside the
また、上記実施形態では、絶縁層としてSiO2を用いたが、酸化窒素膜(SiOxNy)や酸化アルミニウム(Al2O3)などの透明誘電体膜を用いてもよい。
Further, in the above embodiment, the SiO 2 as the insulating layer may be a transparent dielectric film such as nitrogen oxide film (SiO x N y) or
また、上記実施形態では、0次光L0を基板Wに照射してパターンを描画するパターン描画装置に本発明を適用した場合について説明した。しかしながら1次以上の回折光を基板Wに照射してパターンを描画するパターン描画装置に対しても本発明を適用可能である。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the pattern drawing apparatus that draws the pattern by irradiating the substrate W with the 0th-order light L0 has been described. However, the present invention is also applicable to a pattern drawing apparatus that draws a pattern by irradiating the substrate W with first-order or higher-order diffracted light.
また、上記実施形態では、矩形波を振幅変調して得られる矩形波状の変調露光信号を強誘電体基板11に印加していた。しかしながら、矩形波以外の例えば正弦波を振幅変調して得られる正弦波状の変調露光信号を強誘電体基板11に印加しても良い。
In the above embodiment, a rectangular wave-shaped modulated exposure signal obtained by amplitude-modulating a rectangular wave is applied to the
また、変調露光信号の周波数も上述のものに限られず、適宜変更が可能である。 Further, the frequency of the modulated exposure signal is not limited to that described above, and can be changed as appropriate.
また、図7では、屈折率分布の反転現象の理解を容易とするために、隣接するチャンネルに対して逆位相の変調画像信号を印加した制御を例示した。しかしながら、各チャンネルに印加する変調画像信号の関係がこれに限られず、描画すべき画像パターンに応じて適宜変形できることは言うまでも無い。 Further, in FIG. 7, in order to facilitate understanding of the reversal phenomenon of the refractive index distribution, the control in which the anti-phase modulated image signal is applied to the adjacent channel is illustrated. However, the relationship of the modulated image signal applied to each channel is not limited to this, and it is needless to say that it can be appropriately modified according to the image pattern to be drawn.
この発明は、電気光学結晶を用いた光変調器、当該光変調器を用いた描画装置、電気光学結晶で構成された光変調デバイスの制御装置あるいは電気光学結晶で構成された光変調デバイスの制御方法に適用することができる。 The present invention relates to a light modulator using an electro-optic crystal, a drawing apparatus using the light modulator, a control device for a light modulation device composed of an electro-optic crystal, or a control of a light modulation device composed of an electro-optic crystal. Can be applied to the method.
100…パターン描画装置
11…強誘電体基板
12…絶縁層
181…露光制御部
3…光学ヘッド
33…空間光変調器
331…光変調素子
333a…信号電極
333b…グランド電極
333…電極
338a…制御回路
338b…ビームスプリッタ
338c…高速応答センサ
338d…パワーメータ
338…変調部
36…ビームスプリッタ
DESCRIPTION OF
Claims (22)
前記データ信号よりも高周波の交流信号を前記データ信号によって振幅変調させた振幅変調信号を、前記電気光学結晶に印加する制御部を備え、
前記振幅変調信号を受けた前記電気光学結晶の内部では、前記振幅変調信号の振幅に応じた分布を有する屈折率分布が、前記交流信号に応じて変化することを特徴とする光変調器。 An optical modulator that modulates light by the diffraction grating by forming a diffraction grating by a refractive index distribution generated inside the electro-optic crystal and changing a diffraction efficiency of the diffraction grating according to a data signal,
A control unit that applies an amplitude-modulated signal obtained by amplitude-modulating an alternating-current signal having a frequency higher than that of the data signal to the electro-optic crystal,
In the electro-optic crystal that has received the amplitude modulation signal, a refractive index distribution having a distribution corresponding to the amplitude of the amplitude modulation signal changes according to the AC signal.
前記オフセット調整機構は、前記第1センサの検出値に基づいて前記オフセットを調整する請求項6に記載の光変調器。 The first detector has a first sensor that detects a direct current component of light that has passed through the optical modulator as a value related to the offset,
The optical modulator according to claim 6, wherein the offset adjustment mechanism adjusts the offset based on a detection value of the first sensor.
前記制御部は、前記電気光学結晶を挟んで設けられた2つの電極間に前記振幅変調信号を印加する請求項1ないし15のいずれか一項に記載の光変調器。 The electro-optic crystal is a ferroelectric crystal having a periodically poled structure,
The optical modulator according to claim 1, wherein the control unit applies the amplitude modulation signal between two electrodes provided with the electro-optic crystal interposed therebetween.
前記制御部は、前記電気光学結晶の同一面に設けられた2つの電極間に前記振幅変調信号を印加する請求項1ないし15のいずれか一項に記載の光変調器。 The electro-optic crystal is a ferroelectric crystal having a structure with a uniform polarization direction,
The optical modulator according to claim 1, wherein the control unit applies the amplitude modulation signal between two electrodes provided on the same surface of the electro-optic crystal.
請求項1ないし19のいずれか一項に記載の光変調器と、
前記光変調器の前記電気光学結晶に光を入射させる光源部と、
前記光変調器により変調されて前記電気光学結晶から射出した光を前記被描画面に導く光学系と
を備えたことを特徴とする描画装置。 A drawing apparatus that performs drawing by irradiating light on a drawing surface,
An optical modulator according to any one of claims 1 to 19,
A light source unit for making light incident on the electro-optic crystal of the light modulator;
A drawing apparatus comprising: an optical system that guides light emitted from the electro-optic crystal modulated by the light modulator to the drawing surface.
前記データ信号よりも高周波の交流信号を前記データ信号によって振幅変調させた振幅変調信号を、前記電気光学結晶に印加する制御部を備え、
前記振幅変調信号を受けた前記電気光学結晶の内部では、前記振幅変調信号の振幅に応じた分布を有する屈折率分布が、前記交流信号に応じて変化することを特徴とする光変調デバイスの制御装置。 Light modulation that modulates light by the diffraction grating by forming the diffraction grating by the refractive index distribution generated inside the electro-optic crystal of the light modulation device and changing the diffraction efficiency of the diffraction grating according to the data signal A device controller,
A control unit that applies an amplitude-modulated signal obtained by amplitude-modulating an alternating-current signal having a frequency higher than that of the data signal to the electro-optic crystal,
In the electro-optic crystal that has received the amplitude modulation signal, a refractive index distribution having a distribution according to the amplitude of the amplitude modulation signal changes according to the AC signal. apparatus.
前記データ信号よりも高周波の交流信号を前記データ信号によって振幅変調させた振幅変調信号を、前記電気光学結晶に印加する工程を備え、
前記工程において前記振幅変調信号を受けた前記電気光学結晶の内部では、前記振幅変調信号の振幅に応じた分布を有する屈折率分布が、前記交流信号に応じて変化することを特徴とする光変調デバイスの制御方法。 Light modulation that modulates light by the diffraction grating by forming the diffraction grating by the refractive index distribution generated inside the electro-optic crystal of the light modulation device and changing the diffraction efficiency of the diffraction grating according to the data signal A device control method,
Applying an amplitude-modulated signal obtained by amplitude-modulating an AC signal having a frequency higher than that of the data signal to the electro-optic crystal,
In the electro-optic crystal that has received the amplitude modulation signal in the step, a refractive index distribution having a distribution corresponding to the amplitude of the amplitude modulation signal changes according to the AC signal. How to control the device.
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