JP2023527952A - 光結合点の位置特定 - Google Patents
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Abstract
Description
この開示に基づいて、本発明の目的は、光結合点を位置特定するための方法および装置、ならびに光結合点で微細構造を生成するための方法を提供することを含み、これらは、先行技術の前述の欠点および制限を少なくとも部分的に克服する。当該方法および関連する装置は、たとえば、光導波路、レンズ、ミラー、または検出される結合点に光学的にリンクされるか、またはそれと位置合わせされる他の機能要素などの、光結合点に位置合わせされた非常に正確な構造を生成するために使用され得るリソグラフィシステムでの使用に、特に適するように意図されている。位置特定される光結合点とリソグラフィで生成された構造との間の光接続中の結合損失を可能な限り少なくするために、光結合点を、リソグラフィユニットの座標系における位置および配向に関して可能な限り正確に位置特定することが望ましい。この目的のために、好ましくは、1μmよりも良好、特に好ましくは、200nmよりも良好、特に50nmよりも良好な相対位置決め公差が特に望ましい。
この目的は、光結合点を位置特定するための方法および装置を使用することによって、また独立特許請求項の特徴を有する光結合点で微細構造を生成するための方法を使用することによって達成される。個々に、または任意の所望の組み合わせで実施可能である利点のある実施形態は、従属請求項に提示される。
a)光結合点を含む光学部品を提供するステップであって、光結合点が、光学部品によって取り囲まれる体積の外側に位置する相互作用領域を有する、光学部品を提供するステップと、
b)生成領域において光放射を生成するステップであって、生成領域が、光結合点の相互作用領域と少なくとも部分的に重なり、光が、生成領域に位置する媒体に当たり、それによって、光放射が生成されるように、光が、媒体によって改質される、光放射を生成するステップと、
c)生成された光放射の少なくとも1つの部分を捕捉し、生成された光放射の捕捉された部分の空間分解分布を確認するステップであって、捕捉領域が、光結合点の相互作用領域と少なくとも部分的に重なる、生成された光放射の少なくとも1つの部分を捕捉し、空間分解分布を確認するステップと、
d)生成された光放射の捕捉された部分の確認された空間分解分布から、光結合点の位置特定を決定するステップと
を含み、
光放射を生成するステップ、または、生成された光放射の少なくとも一部を捕捉するステップは、光結合点を通じてもたらされる。
(1)光結合点から照射された光が、空間領域の選択された点に少なくとも部分的に到達し得る場合、または
(2)空間領域の選択された点に位置付けられる、等方的に放射する点光源によって照射される光放射が、光結合点に少なくとも部分的に結合され得る場合。
空間領域の選択された点は、ケース(1)では光結合点のいわゆる「照射領域」内にあり、ケース(2)では光結合点のいわゆる「受容領域」内にある。結合点の照射領域は、ここでは、いわゆる「ガウスビーム」に関連する慣習的な定義によって、次のように説明され得る。光結合点によって照射される光の、点で測定される強度が、ガウスビームの軸上の光結合点からの同じ距離で測定される最大強度値の1/e2倍を超える場合、当該点は、光結合点の照射領域に属する。受容領域は、次のように同様の方法で定義され得る。点光源によって点で照射された光の入力結合効率が、ガウスビームの軸上の光結合点からの同じ距離に最適に位置付けられる点光源によって達成される最大入力結合効率の1/e2倍を超える場合、当該点は光結合点の受容領域に属する。それぞれの用途に応じて、いくつかの他の係数、たとえば0.01(-20dB)または0.001(-30dB)を、前述の1/e2の係数の代わりに使用することもできる。したがって、各ケースにおいて、選択された光結合点に割り当てられる相互作用領域は、代替的に「受容領域」または「照射領域」と呼ばれ得る。本発明の1つの特に好ましい構成では、相互作用領域は、光学部品によって取り囲まれる体積の外側にある。しかし、代替構成では、相互作用領域は、光学部品の、または光学部品に含まれる導波路コアの体積を全体的または部分的に取り囲み得る。光結合点が上記導波路の端部に配置された単純な導波路を備える例示的な光学部品の場合には、相互作用領域は、「受容コーン」または「照射コーン」とも呼ばれる円錐体積を有し得る。
(1)光放射を生成すること、または
(2)代替的に、光放射の空間分解分布を捕捉すること、のいずれかが、
光結合点を通じてもたらされる限り、重要でない。ケース(2)では、結合点を介して捕捉された光放射の空間分解分布は、たとえば、光放射が、既知の空間分布を有する相互作用領域の範囲内または相互作用領域の外側の様々な点において連続的に生成され、光パワーが、結合点を介して計測的に捕捉され、入力結合効率の位置依存性、ひいては相互作用領域の形状を反映することによって決定され得る。この場合、「光結合点を介して」という用語は、光放射または光放射を生成する光が実際に光結合点を横断するような方法での光放射または光放射を生成する光の誘導に関する本発明による構成を示す。この方法でのみ、捕捉された光放射の空間分解分布が実際に光結合点または関連する相互作用領域の位置特定を示すことを保証し得る。
少なくとも1つの光結合点を含む光学部品であって、光結合点が、光学部品によって取り囲まれる体積の外側に位置する相互作用領域を有する、光学部品と、
生成領域において光放射を生成するように、および/または、生成された光放射の少なくとも1つの部分を捕捉領域において捕捉するように構成される光学デバイスであって、生成領域および捕捉領域が、光結合点の相互作用領域と少なくとも部分的に重なる、光学デバイスと、
光放射の捕捉された部分の空間分解分布を確認し、生成された光放射の捕捉された部分の確認された空間分解分布から、光結合点の位置特定を決定するように構成される、評価ユニットと
を備え、
当該装置は、光放射を生成すること、または、生成された光放射の少なくとも1つの部分を捕捉することが、光結合点を通じてもたらされるように構成される。
i)光結合点を位置特定するための本明細書に記載される方法によって、光結合点を位置特定するステップと、
ii)加算製造法または減算製造法から選択される製造方法を使用することによって光結合点で微細構造を生成するステップ。
本発明は、先行技術から既知である方法および光学系に勝る一連の利点を有している。光結合点を位置特定するため、および随意に微細構造を生成するための本発明の方法および装置は、特に、少なくとも1つの光結合点の正確な位置特定を可能にし、1μmより良好、特に好ましくは、200nmより良好、特に50nmよりも良好な相対的な位置決め公差を可能とする。「位置決め公差」という用語は、光結合点の計測学的に確認された位置からの、その実際の位置と比較した、すべての統計的および系統的な偏差の合計に関する。
(1)光結合点11から照射された光が、選択された点16に到達し得るか、または
(2)選択された点16に位置付けられる、等方的に放射する点光源によって照射される光放射を、光結合点11に結合し得るためである。
空間領域15の選択された点は、第1のケース(1)では、光結合点11のいわゆる「照射領域」内にあり、第2のケースでは、光結合点11のいわゆる「受容領域」内にある。
11、211 光結合点
12、212 光結合点に関連付けられた光導波路(ファイバ)
13、213 光結合点の位置
14、214 光結合点の方向
15 光結合点の相互作用領域
16 重なり領域における点
17 導波路コア
18 チップエッジ
19 媒体(相互作用媒体)
20 発光を生成するように構成される物質
21 発光放射(蛍光放射)
25 散乱を生成するように構成される物質
26 散乱放射
27 散乱中心
30 座標系
40 生成された微細構造
50 発光を生成するための集束レーザビーム
51 焦点
60 リソグラフィ対物レンズの撮像用焦点円錐
61 焦点
70 対物レンズ(リソグラフィ対物レンズ)
100 微細構造
101 位置合わせされた誘電体導波路
102 位置合わせされたマイクロレンズ
105 表面照射型フォトダイオード
106 表面照射型フォトダイオードのアクティブ領域
108 光学テーブル
110、110’ 測定ユニット
111 光放射を生成または捕捉するための光学系
112 光源(パルス光源)
113 結合構造
114 導波路による散乱
115 蛍光経路
120 光放射の捕捉領域
130 光放射の生成領域
132 ビームスキャナ
135 対物ドライブ
150 評価ユニット
200 光結合点を位置特定するための装置
Claims (16)
- 光結合点(11)を位置特定するための方法であって、
以下のステップ、
a)光結合点(11)を含む光学部品(10)を提供するステップであって、前記光結合点(11)が、前記光学部品(10)によって取り囲まれる体積の外側に位置する相互作用領域(15)を有する、光学部品(10)を提供するステップと、
b)生成領域(120)において光放射を生成するステップであって、前記生成領域(120)が、前記光結合点(11)の前記相互作用領域(15)と少なくとも部分的に重なり、光が、前記生成領域(120)に位置する媒体(19)に当たり、それによって、光放射が生成されるように、前記光が、前記媒体(19)によって改質される、光放射を生成するステップと、
c)生成された前記光放射の少なくとも1つの部分を捕捉し、生成された前記光放射の捕捉された部分の空間分解分布を確認するステップであって、捕捉領域(130)が、前記光結合点(11)の前記相互作用領域(15)と少なくとも部分的に重なる、生成された前記光放射の少なくとも1つの部分を捕捉し、空間分解分布を確認するステップと、
d)生成された前記光放射の前記捕捉された部分の確認された空間分解分布から、前記光結合点(11)の位置特定を決定するステップと
を含み、
前記光放射を生成するステップ、または、生成された前記光放射の少なくとも一部を捕捉するステップは、前記光結合点(11)を通じてもたらされる、
方法。 - 前記媒体(19)は、散乱中心(27)、発光物質(20)、または前記発光物質(20)を形成する光開始剤を含み、
前記散乱中心(27)が散乱放射(26)を生成するか、または前記発光物質(20)が発光放射(21)を生成する、
請求項1記載の方法。 - 前記発光放射(21)が、前記発光物質(20)における多光子吸収プロセスの励起によって生成される、
請求項2記載の方法。 - 前記媒体(19)は、フォトレジストをさらに含み、
前記フォトレジストの重合のための線量閾値未満の線量が、前記光放射を生成する目的で、前記フォトレジストに導入される、
請求項2または3に記載の方法。 - 前記光放射を生成するための前記光が、前記光結合点(11)を使用することによって、前記生成領域(120)に照射される、
請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記光学部品(10)は、光導波路(12)を備え、
前記光導波路(12)は、前記光を前記光結合点(11)に供給する、
請求項5記載の方法。 - 前記光放射を捕捉するステップ、または、前記光放射を生成するための前記生成領域(120)への前記光の放射が、対物レンズ(70)を通じてもたらされ、
前記対物レンズ(70)は、少なくとも0.3の開口数を有する、
請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。 - 前記生成領域(120)への前記光の放射、または、前記捕捉領域(130)における生成された前記光放射の捕捉が、空間的に変更され、
前記光放射の前記空間分解分布を捕捉することが、前記光結合点(11)を通じてもたらされる、
請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。 - 前記生成領域(120)への前記光の放射、または、前記捕捉領域(130)における生成された前記光放射の捕捉の空間的変更が、ビームスキャナ(132)を使用することによってもたらされる、
請求項8記載の方法。 - 前記光結合点(11)の位置特定が、前記光結合点(11)の位置(13)および配向(14)の表示を含み、
前記光結合点(11)の前記位置(13)および前記配向(14)が、以下の手段、
前記捕捉領域(130)の範囲内の位置において捕捉された前記光放射の出現または消失を検証すること、
前記捕捉領域(130)において生成された前記光放射の捕捉された部分の前記空間分解分布を評価すること、
前記生成領域(120)における前記光放射の前記光結合点(11)への位置依存性の入力結合に対して、または、前記光放射を生成する目的での前記光結合点(11)から照射された前記光の分布に対して、前記光結合点(11)用のモデルを適用すること
の少なくとも1つによって決定される、
請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。 - 光学部品(10)の光結合点(11)において微細構造(100)を生成するための方法であって、
以下のステップ、
i)請求項1~10のいずれか1項に記載の方法によって、光結合点(11)を位置特定するステップと、
ii)加算製造法または減算製造法から選択される製造方法を使用することによって、前記光結合点(11)において微細構造(100)を生成するステップと
を含む、方法。 - 対物レンズ(70)が、前記光学的結合点(11)を位置特定するため、および、前記光結合点(11)において前記微細構造(100)を生成するための両方に使用され、
前記対物レンズ(70)は、少なくとも0.3の開口数を有する、
請求項11記載の方法。 - 光結合点(11)を位置特定するための装置(200)であって、
少なくとも1つの光結合点(11)を含む光学部品(10)であって、前記光結合点(11)が、前記光学部品(10)によって取り囲まれる体積の外側に位置する相互作用領域(15)を有する、光学部品(10)と、
生成領域(120)において光放射を生成するように、および/または、生成された前記光放射の少なくとも1つの部分を捕捉領域(130)において捕捉するように構成される光学デバイスであって、前記生成領域(120)および前記捕捉領域(130)が、前記光結合点(11)の前記相互作用領域(15)と少なくとも部分的に重なる、光学デバイスと、
前記光放射の捕捉された部分の空間分解分布を確認し、生成された前記光放射の捕捉された部分の確認された前記空間分解分布から、前記光結合点(11)の位置特定を決定するように構成される、評価ユニット(150)と
を備え、
前記装置は、前記光放射を生成すること、または、生成された前記光放射の少なくとも1つの部分を捕捉することが、前記光結合点(11)を通じてもたらされるように構成される、
装置(200)。 - 前記光学デバイスは、前記生成領域(120)に位置する媒体(19)に当たると、それによって、光放射が生成されるように、前記媒体(19)によって改質される光を生成するように構成される光源(112)を備える、
請求項13記載の装置(200)。 - 前記光学デバイスはさらに、前記生成領域(120)への光の放射、または、前記捕捉領域(130)における生成された前記光放射の捕捉の空間的な変更をもたらすように構成されるビームスキャナ(132)を備える、
請求項13または14に記載の装置(200)。 - 前記光学デバイスはさらに、前記光結合点(11)において微細構造(100)を生成するように構成される、
請求項13~15のいずれか1項に記載の装置(200)。
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