JP3276486B2 - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- refracting
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
ティングパターンを露光する装置に関するものである。
レンズ、同心円グレーティングカプラや同心円集光グレ
ーティングカプラなどの平面構成の新しい光学素子の研
究開発が盛んであり、これらの光学素子を作成するため
の同心円状の周期的グレーティングパターンの露光法,
露光装置の研究開発も活発にされている。特に、グレー
ティングレンズやフレネルレンズ、同心円集光グレーテ
ィングカプラで必要とされるグレーティングは外周に向
かうほど狭ピッチとなるものである。
のグレーティングパターン露光装置の一例について、特
開平3−47878号公報を引用して説明する。図3はこの
従来例における露光装置の構成を示す断面図である。図
3において、1はレーザー光源、2はシャッター、3は
可変アッテネータ、4は1/4波長板、5はビーム拡大
レンズ、6は空間フィルター、7はコリメーションレン
ズ、8はNDフィルター、9は干渉レンズ、10は試料基
板、11は試料基板10上に形成された感光膜、12はレーザ
光の光軸である。
境に透過率の異なるフィルターであり、その対称軸(中
心軸)は図示せざるXY軸ステージにより干渉レンズ9
の中心軸9Lに一致するよう調整されている。干渉レン
ズ9は中心軸9Lに対し回転対称な形状をなし、入射面
9Pは平面、出射面9Sは円錐面に近く、凸面の内周側
で凹面をなす回転面である。また、干渉レンズ9は図示
せざるXY軸ステージ,XY軸傾斜ステージ上に構成さ
れ、これらのステージにより中心軸9Lがレーザ光源1
からのレーザー光の光軸12に一致するように調整され
る。試料基板10は図示せざるXYZ軸ステージ,XY軸
傾斜ステージ上に構成され、基板表面が中心軸9Lと直
交するとともに試料基板10を中心軸9L、すなわち矢印
13に沿って動かすことができる。
ついて、その動作を説明する。
波長λのレーザー光はシャッター2により光の通過を制
御され、可変アッテネータ3により光量を段階的に調整
される。また1/4波長板4を透過することで円偏光に
変換され、ビーム拡大レンズ5により集束光に変換され
て空間フィルター6の円形スリット内に集光し、これを
通過してコリメーションレンズ7によりビーム径の拡大
された平面波に変換される。
一部が減衰され、干渉レンズ9の入射面9Pに垂直入射
し、出射面9Sを光束12a,12b,12A,12Bのごとく屈
折して感光膜11上に入射する。
ことでベクトル波としての光の回転対称性、すなわち干
渉縞の回転対称性を保つためであり、直線偏光のままで
屈折することによる (1)屈折光量が光の振動面と屈折面
法線の方位関係に依存し、屈折位置(偏角)に応じた強弱
が発生すること、(2)屈折光の斜入射に伴う露光面での
干渉が光の振動面方位に依存すること、などの問題を回
避できる効果がある。
れ中心軸9Lに対する同一円周上の対角に位置し、感光
膜11上で光束12aはこれより内周側の光束12Bと、光束1
2Aはこれより内周側の光束12bと干渉し、全体として中
心軸9Lを中心とする同心円の干渉縞を形成する。その
露光パターンを現像すれば、同心円の周期的グレーティ
ングパターンが得られる。
図であり、図4(b)は現像後のグレーティングを示す断
面図である。図4(a)に示すように感光膜11にθA,θB
の角で入射する2つの光束12a,12Bにより生ずる干渉
縞は、この面上で入射面を含む方向(動径方向)に(数1)
の周期Λを持つ。
のグレーティング14が得られる。
光線追跡図である。屈折面は点Pの外側で凸面、内側で
凹面をなす。したがって、点Pの外周側を屈折する光束
12a,12Aは集束性の光となり、内周側を屈折する光束1
2b,12Bは発散性の光となる。したがって、感光膜11
では外周に向かうほど光束12a,12Aと12b,12Bの入射
角が大きくなるので、(数1)よりグレーティングの周期
Λは外周に向かうほど小さくなる。すなわち、凸面と凹
面での屈折波の干渉によって、グレーティングレンズや
同心円集光グレーティングカプラなどの回折素子で必要
とされる、外周に向かうほど狭ピッチとなるグレーティ
ング14を作製できる。
装置において以下の問題点があった。
での光束の光強度は屈折前の各光束の断面積に比例する
ので、屈折前での光強度が一様(NDフィルター8がな
い状態)であれば、感光膜11では2光束(12a,12B)間の
光強度が大きく異なり、コントラストの低下を引き起こ
す。したがって、点Pの外周側に対応する位置の透過光
量を減衰させるNDフィルター8を挿入することで、2
光束間の光強度を揃えさせ、コントラストを改善させな
ければならない。このようなNDフィルター8は図5に
示すようにフィルター部に金属薄膜8aを成膜して作製
するが、金属薄膜にピンホールが発生し易く、これがス
ペックル発生の原因となり、良好なグレーティングパタ
ーンの作製を困難にしている。
で、凹面部の幅は露光部の幅よりも狭くなる。例えば露
光部の幅を1mm程度とすると、凹面部の幅は100〜200ミ
クロンといった大きさであり、この領域での傷や僅かな
形状誤差がグレーティングのピッチ変調特性(半径に対
するピッチの関係)に与える影響が大きい。すなわち、
干渉レンズ9の凹面部における加工精度がかなり厳しい
ものとなっている。
ターがなくともコントラストの高い露光を実現でき、露
光に関与する屈折部の幅も広く、精度と均一性の良好な
同心円状周期パターンを露光する装置を提供することを
目的とする。
決し、目的を達成するために、レーザー光源から出射す
るレーザー光を透過、屈折する屈折体と、レーザー光の
光軸にほぼ直交する平板上に形成された感光膜とからな
り、屈折体の屈折面は光軸を軸とする回転面であり、屈
折面の各対角母線を屈折する光束が光軸近傍で交差,干
渉して光軸法平面上で同心円状の周期的明暗縞をなし、
この明暗縞が前記感光膜を感光するものであり、屈折面
は2つの凸面(または凹面と凸面)を含み、外周側の凸面
(または凹面)を屈折し光軸を通過した後の光束Aと、対
角位置にある内周側の凸面を屈折し光軸を通過する前の
光束Bとの干渉で明暗縞が得られ、干渉面上で光束Aは
発散光、光束Bは集束光であることを特徴とする。
る光束が光軸近傍で交差、干渉して光軸法平面上で同心
円状の周期的明暗縞をなし、この明暗縞が感光膜を露光
することとなる。光束Aは光軸を通過し干渉面上で発散
光となるので、干渉面に対する入射角は外周になるほど
大きくなる。集束光の光束Bは光軸を通過する前に干渉
面に入射するので、その入射角も外周になるほど大きく
なる。したがって、干渉縞のピッチが動径の増大に伴っ
て効果的に狭くなる。
構成を示す断面図である。図1において、従来例と同一
の部材には同一番号を付して説明する。本発明の一実施
例は干渉レンズ9の母線形状が異なることとNDフィル
ター8がないこと以外は、その構成が従来例と同じであ
る。干渉レンズ9は中心軸9Lに対し回転対称な形状を
なし、入射面9Pは平面、出射面9Sは円錐面に近い回
転面である。干渉レンズ9は、図示せざるXY軸ステー
ジ,XY軸傾斜ステージ上に構成され、これらのステー
ジにより中心軸9Lがレーザ光源1からのレーザー光の
光軸12に一致するように調整される。試料基板10は図示
せざるXYZ軸ステージ,XY軸傾斜ステージ上に構成
され、基板表面が中心軸9Lと直交するとともに試料基
板10を中心軸9L、すなわち矢印13に沿って動かすこと
ができる。
て、以下、その動作を説明する。
レーザー光はシャッター2により光の通過を制御され、
可変アッテネータ3により光量を段階的に調整される。
また1/4波長板4を透過することで円偏光に、ビーム
拡大レンズ5により集束光に変換され、空間フィルター
6の円形スリット内に集光し、これを通過してコリメー
ションレンズ7によりビーム径の拡大された平面波に変
換される。
垂直入射し、出射面9Sを光束12a,12b,12A,12Bの
ごとく屈折して感光膜11上に入射する。光束12aと12A
および12bと12Bは中心軸9Lに対し、それぞれ同一円
周上の対角位置にあり、感光膜11上で光束12aはこれよ
り内周側の光束12Bと、光束12Aはこれより内周側の光
束12bと干渉し、全体として中心軸9Lを中心とする同
心円の干渉縞を形成する。この露光パターンを現像すれ
ば、同心円の周期的グレーティングパターンが得られ
る。
の屈折光の光線追跡図である。屈折面は点Pの外側で凸
面、内側でも凸面をなす。点Pの外周側を屈折する光束
12a,12Aは集束性の光であるが、集束点を経て感光膜1
1上では発散性の光となる。内周側を屈折する光束12b、
12Bは集束性の光であり、集束光のまま感光膜11上に至
る。また、屈折面の母線は点Pを境に屈曲しており、母
線接線と中心軸9Lのなす角が点Pの外側で小さくなっ
ている。このため、点Pの外周側では全反射に近く屈折
角も大きいので、光束12a,12Aは感光膜11の手前で中
心軸9Lと交差することができる。これに対し、点Pの
内周側では屈折角が小さく、光束12b,12Bは中心軸9
Lと交差する前に感光膜11に至る。このとき、感光膜11
では外周に向かうほど光束12a,12Aと12b,12Bの入射
角が大きくなるので、(数1)よりグレーティング14(図
4(b)参照)の周期Λは外周に向かうほど小さくなる。す
なわち、本実施例によりグレーティングレンズや同心円
集光グレーティングカプラなどの回折素子で必要とされ
る、外周に向かうほど狭ピッチとなるグレーティングを
作製できる。
束の断面積に比例する。図2で明らかなように、2光束
(12a,12B)の屈折前の断面積には大きな差がない。し
たがって、NDフィルター8がなくとも、感光膜11では
2光束(12a,12B)間の光強度に大きな差はなく、干渉
のコントラストは高い。これは光束12Bに集束光を用い
たので、従来例に比べ屈折前の光束の断面積を大きくで
きたことによる。また屈折部の幅も広いので、この領域
での傷や形状誤差がグレーティングのピッチ変調特性
(半径に対するピッチの関係)に与える影響は小さい。
屈折面としたが、凹面であってもよい。このとき、点P
の外周側を屈折する光束12a,12Aは発散性の光であ
り、発散光のまま感光膜11上に至る。上記実施例と同じ
く、光束12a,12Aが感光膜11の手前で中心軸9Lと交
差すれば、感光膜11上での光束12a,12Aの入射角は外
周に向かうほど大きくなる。したがって、(数1)よりグ
レーティングの周期Λは外周に向かうほど小さくでき、
上記実施例と同一の効果が得られる。
膜11の手前で中心軸9Lと交差することができたのは、
点Pで母線形状を屈曲させ外周側での屈折角を大きくさ
せたことによるが、この屈曲は外周側での屈折角を大き
くできるのであれば不連続な曲げ方であってもよい。
は、NDフィルターがなくともコントラストの高い露光
を実現でき、露光に関与する屈折部の幅も広いので、精
度と均一性の良好な同心円状周期グレーティングパター
ンを露光できる。
す断面図である。
光線追跡図である。
ある。
のグレーティングを示す断面図(b)である。
である。
テネータ、 4…1/4波長板、 5…ビーム拡大レン
ズ、 6…空間フィルター、 7…コリメーションレン
ズ、 9…干渉レンズ、 10…試料基板、 11…感光
膜、 12A,12B,12a,12b…光束。
Claims (6)
- 【請求項1】 レーザー光源から出射するレーザー光を
透過、屈折する屈折体と、前記レーザー光の光軸にほぼ
直交する平板上に形成された感光膜とからなり、前記屈
折体の屈折面は光軸を軸とする回転面であり、前記屈折
面の各対角母線を屈折する光束が光軸近傍で交差,干渉
して光軸法平面上で同心円状の周期的明暗縞をなし、こ
の明暗縞が前記感光膜を感光する露光装置において、前
記屈折面は2つの凸面を含み、外周側の凸面を屈折し光
軸を通過した後の光束Aと、対角位置にある内周側の凸
面を屈折し光軸を通過する前の光束Bとの干渉で前記明
暗縞が得られ、干渉面上で光束Aは発散光、光束Bは集
束光であることを特徴とする露光装置。 - 【請求項2】 レーザー光源から出射するレーザー光を
透過、屈折する屈折体と、前記レーザー光の光軸にほぼ
直交する平板上に形成された感光膜とからなり、前記屈
折体の屈折面は光軸を軸とする回転面であり、前記屈折
面の各対角母線を屈折する光束が光軸近傍で交差,干渉
して光軸法平面上で同心円状の周期的明暗縞をなし、こ
の明暗縞が前記感光膜を感光する露光装置において、前
記屈折面は凹面と凸面を含み、外周側の凹面を屈折し光
軸を通過した後の光束Aと、対角位置にある内周側の凸
面を屈折し光軸を通過する前の光束Bとの干渉で前記明
暗縞が得られ、干渉面上で光束Aは発散光、光束Bは集
束光であることを特徴とする露光装置。 - 【請求項3】 前記外周側の凸面と前記内周側の凸面と
の間で前記母線に屈曲点または不連続点が存在すること
を特徴とする請求項1記載の露光装置。 - 【請求項4】 前記外周側の凹面と前記内周側の凸面と
の間で前記母線に屈曲点または不連続点が存在すること
を特徴とする請求項2記載の露光装置。 - 【請求項5】 前記屈折面の回転軸と母線とを含む面内
で、前記外周側の凸面を屈折する光の屈折角が前記内周
側の凸面を屈折する光の屈折角よりも大きいことを特徴
とする請求項1記載の露光装置。 - 【請求項6】 前記屈折面の回転軸と母線とを含む面内
で、前記外周側の凹面を屈折する光の屈折角が前記内周
側の凸面を屈折する光の屈折角よりも大きいことを特徴
とする請求項2記載の露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28264493A JP3276486B2 (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | 露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28264493A JP3276486B2 (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | 露光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07134203A JPH07134203A (ja) | 1995-05-23 |
JP3276486B2 true JP3276486B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=17655206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28264493A Expired - Lifetime JP3276486B2 (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | 露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3276486B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100350489B1 (ko) * | 2000-07-14 | 2002-08-28 | 삼성전자 주식회사 | 광감쇠기를 이용한 이득 평탄화 필터의 제작 장치 |
KR20020049493A (ko) * | 2000-12-19 | 2002-06-26 | 박호군 | 대면적 홀로그래픽 회절격자 생성방법 및 장치 |
KR101961893B1 (ko) | 2012-02-21 | 2019-03-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | 노광기 및 노광기 제어 방법 |
-
1993
- 1993-11-11 JP JP28264493A patent/JP3276486B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07134203A (ja) | 1995-05-23 |
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