JP4264071B2 - リソグラフィ装置 - Google Patents
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Description
もっとも簡単なグリッドエレメント偏光器は、平行な導電ワイヤのグリッドからなるデバイスである。光がグリッドに入射すると、照射の各直交成分はワイヤグリッド偏光器とそれぞれ異なって交差する。ワイヤに平行なフィールドの成分は電子を各ワイヤの長手方向に沿ってドライブし、これにより電流が発生する。電子はまた格子原子と衝突し、エネルギーをこれに付与し、これによりワイヤを加熱する。このようにしてエネルギーはフィールドからグリッドに伝達される。さらにワイヤに平行に加速する電子は前方向と後方向の両方に放射する。入射波は前方向に放射される波により相殺される傾向にあり、そのためフィールドのその成分は透過しないか、またはほとんど透過しない。後方向に伝播する放射は単純に反射波として現れる。反対に、ワイヤに垂直の波の成分は実質的に変化せずグリッドを通過して伝播する。(Eugene Hecht, Optics, Chapter 8, pp.333-334, Addison Wesley, San Francisco(2002))
1960年にGeorge R. BirdとMaxfield Parish, Jr.は1mm当たりに2160本のワイヤを有する、マイクロ波領域で使用するためのグリッド偏光器を開示している(G.R. BirdとM. Parish,Jr.,J. Opt. Soc. Am. 50:886(1960))。この刊行物によれば、このことは金(またはアルミニウム)原子流を密な入射角でプラスチックの回折格子レプリカに蒸着させることにより達成された。回折格子の各ステップのエッジに沿って堆積する金属は薄い顕微鏡的ワイヤを形成し、このワイヤの幅と間隔は波長よりも小さい。
より高速にかつより精巧な回路を形成するために、半導体製造業は回路素子の大きさを低減する努力を続けている。回路は基本的にフォトリソグラフにより製造される。このプロセスで、回路は半導体ウェハの上に、感光性材料のコーティングを光に露光することによってプリントされる。感光性材料はしばしば「フォトレジスト」またはレジストと称される。クロムまたは他の不透明材料からなるマスクを、透明基板上に形成する。光をこのマスクに通過させると所望の回路パターンが発生する。このマスクはまた、透明基板の表面にエッチングされた比較的高い領域と比較的低い領域のパターンにより形成することもできる。またはこれら2つの技術を組み合わせることもできる。引き続き、熱的または化学的プロセスによりこのレジストの露光された部分または露光されなかった部分(材料に依存する)だけを除去し、露出された基板領域を残す。この領域がさらなるプロセスでは電子回路の製造に使用される。
本発明は、さまざまな手法で基板上にパターン化されたワイヤエレメントを備えるUV偏光器を提供する。本発明では、基板上のワイヤエレメントのパターンが偏光器を出射する光の偏光を規定するように構成されている。
本発明の実施例では、ワイヤエレメントが基板上にパターン化されており、導電材料、例えば金属から形成される。ワイヤエレメントは例えばアルミニウム、銀または金から形成することができる。このようなワイヤエレメントは制限されるものではないが、ワイヤまたはマイクロワイヤを含む。
本発明はさらに本発明の偏光器を使用する装置を提供する。例えば本発明の偏光器は紫外線光を偏光するための装置に使用することができる。このような装置は例えば紫外線スペクトル中に少なくとも1つの波長を有する光ビームを形成する光源を有し、さらに基板を有し、この基板は紫外線スペクトルにある光に対して透明であり、光ビーム路に配置されており、さらに基板上にリソグラフでエッチングされたワイヤエレメントのアレイを有する。ここで基板上にリソグラフでエッチングされたワイヤエレメントのアレイは偏光された出射光を形成する。
導電性ワイヤエレメントのアレイを基板上に配置することは、複数の周知技術により実行することができる。例えば米国特許第4049944号および米国特許第4514479号には、ホログラム干渉リソグラフを使用して、微細な格子構造をフォトレジストに形成し、続いてイオンビームによりエッチングしてこの構造体を基礎となる金属フィルムに変換することが記載されている。Stenkampは(“Grid polarizer for the visible spectral region”, Proceedings of the SPIE, vol.2213, pp.288-296)、ダイレクトe-beamリソグラフを使用してレジストパターンを形成し、続いてリアクティブイオンエッチングによりパターンを金属フィルムに変換することを開示している。極紫外線リソグラフおよびX線リソグラフ、X線ホログラム干渉リソグラフを含む他の高解像度リソグラス技術もレジストパターンを形成するに使用することができる。他のエッチングメカニズムおよびリフトオフプロセスを含む他の技術もパターンをレジストから金属フィルムに変換するのに使用することができる。導電性ワイヤエレメントのアレイを形成するために使用される正確なプロセスは本発明に対しては重要でない。
Claims (23)
- (a)紫外線スペクトル中に少なくとも1つの波長を有する光ビームを形成する光源と、
(b)マスクと、
(c)紫外線スペクトルの光に対して透明であり、前記光ビームの経路に配置され、該光ビームの入射面、および該入射面に垂直な中心軸を有する基板と、
(d)前記基板上にパターン化されたワイヤエレメントのアレイと、
を有し、
前記ワイヤエレメントのアレイは、互いに平行な複数のワイヤエレメントを有する複数の切頭くさび形状群に分割されており、当該ワイヤエレメントへの入射紫外線光を偏光して前記基板の前記中心軸に対して円の接線方向に偏光された光を出射し、
前記複数の切頭くさび形状群は、前記基板の前記中心軸の周りに配置され、前記基板の中心部にパターン化されていない透過開口が形成されている、
ことを特徴とするリソグラフィ装置。 - 前記複数の切頭くさび形状群のそれぞれの前記ワイヤエレメントは、前記光ビームの波長の約1/4のピッチを有する、
請求項1記載のリソグラフィ装置。 - 前記複数の切頭くさび形状群のそれぞれの前記ワイヤエレメントは、約0.1λと2λの間のピッチを有し、ここでλは前記光ビームの波長である、
請求項1記載のリソグラフィ装置。 - 前記複数の切頭くさび形状群のそれぞれの前記ワイヤエレメントは約0.1λと0.5λの間のピッチを有し、ここでλは前記光ビームの波長である、
請求項1記載のリソグラフィ装置。 - 前記複数の切頭くさび形状群のそれぞれの前記ワイヤエレメントは、前記入射紫外線光の波長の約1/4のピッチを有する、
請求項3記載のリソグラフィ装置。 - 前記複数の切頭くさび形状群のそれぞれの前記ワイヤエレメントは、約45nmから95nmの間のピッチを有する、
請求項3記載のリソグラフィ装置。 - 前記ワイヤエレメントの厚さは、0.04μmから0.3μmの間である、
請求項1記載のリソグラフィ装置。 - 前記基板は、石英ガラス、フッ化カルシウム、サファイヤ、水晶、または、フッ化マグネシウムを含む、
請求項1記載のリソグラフィ装置。 - 前記ワイヤエレメントへの入射紫外線光は、少なくとも2つの偏光方向を有し、前記ワイヤエレメントは、前記少なくとも2つの偏光方向のうちの第1の偏光方向の光の大部分を反射し、前記少なくとも2つの偏光方向のうちの第2の偏光方向の光の大部分を透過する、
請求項1記載のリソグラフィ装置。 - 光経路に沿って露光ビームを供給するためのリソグラフィ装置であって、
(a)ワイヤグリッド偏光器と、
(b)瞳を備える照明器であって、前記瞳の少なくとも一部が前記ワイヤグリッド偏光器によって偏光された光を透過させる照明器と、
(c)マスクと、
を有し、
前記偏光器は、紫外線光に対して透明であり且つ該光ビームの入射面および該入射面に垂直な中心軸を有する基板、及び、前記基板上の前記中心軸の周りにパターン化された同心円状のワイヤエレメントのアレイを備え、前記基板の中心部にパターン化されていない透過開口が形成されており、
前記ワイヤエレメントのアレイは、当該ワイヤエレメントへの入射紫外線光を偏光して前記基板の前記中心軸に対して円の半径方向に偏光された光を出射する、
ことを特徴とするリソグラフィ装置。 - 前記ワイヤエレメントの材料は、アルミニウム、銀または金を含む、
請求項1記載のリソグラフィ装置。 - 前記ワイヤエレメントへの入射紫外線光は、偏光されていない、請求項1記載のリソグラフィ装置。
- 前記複数の切頭くさび形状群のそれぞれの前記ワイヤエレメントは、不定のピッチを有する、
請求項1記載のリソグラフィ装置。 - 前記複数の切頭くさび形状群のそれぞれの前記ワイヤエレメントは、一定のピッチを有する、
請求項1記載のリソグラフィ装置。 - 前記同心円状のワイヤエレメントは約0.1λと2λの間のピッチを有し、ここでλは前記露光ビームの波長である、
請求項10記載のリソグラフィ装置。 - 前記同心円状のワイヤエレメントは、約45nmから95nmの間のピッチを有する、
請求項10記載のリソグラフィ装置。 - 前記同心円状のワイヤエレメントは、前記露光ビームの波長の約1/4のピッチを有する、
請求項10記載のリソグラフィ装置。 - 前記同心円状のワイヤエレメントは、不定のピッチを有する、
請求項10記載のリソグラフィ装置。 - 前記同心円状のワイヤエレメントは、一定のピッチを有する、
請求項10記載のリソグラフィ装置。 - 前記基板は、石英ガラス、フッ化カルシウム、サファイヤ、水晶、または、フッ化マグネシウムを含む、
請求項10記載のリソグラフィ装置。 - 前記ワイヤエレメントの材料は、アルミニウム、銀または金を含む、
請求項10記載のリソグラフィ装置。 - 前記ワイヤエレメントへの入射紫外線光は、少なくとも2つの偏光方向を有し、前記ワイヤエレメントは、前記少なくとも2つの偏光方向のうちの第1の偏光方向の光の大部分を反射し、前記少なくとも2つの偏光方向のうちの第2の偏光方向の光の大部分を透過する、
請求項10記載のリソグラフィ装置。 - 前記ワイヤエレメントへの入射紫外線光は、偏光されていない、請求項10記載のリソグラフィ装置。
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