JPS62223775A - ホログラム記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の物体像をそれぞれホログラムとして同
一の記録媒体に多重化して記録するホログラム記録装置
に関する。

（発明の概要） 本発明は、複数の物体像をそれぞれホログラムとして同
一の記録媒体に多重化して記録するボログラム記録装置
において、可干渉光源から放出された、互いに波長の異
なる複数の光波成分を有する光ビームを、ホログラム記
録板を参照波として照射すべき第１の光ビームと、物体
波を形成すべき第２の光ビームとに分割し、第２の光ビ
ームから、それぞれ光透過性物体を透過してホログラム
記録板を物体波として照射すべき、互いに波長の異なる
光波成分の複数の光ビームを得るとともに、第１の光ビ
ームの光路上に、第１の光ビームをストライプ状に空間
分割するとともに、この空間分割された光ビームにおけ
る互いに波長の異なる複数の光波成分の空間位置を、こ
の複数の光波成分がホログラム記録板上で互いに重なる
合わないように互いに異ならせる光学手段を配置して、
それぞれの光透過性物体の像を互いに重なる合わないス
トライプ状に空間分割されたホログラムとして記録する
ことによって、再生時にゴースト像を生じることなく、
それぞれの光透過性物体の像を正しく確実に再里できる
ようにしたものである。

（従来の技術） 半導体素子の製造に際してのパターン形成工程における
露光処理としては、従来一般的に、フォトレジストが塗
布された半導体ウェーハにガラスマスクを密着させて光
を照射する方法が採られている。しかし、半導体ウェー
ハとガラスマスクの間にゴミや埃があると、素子のピン
ホールの原因となるばかりか、ガラスマスクに傷を付け
るおそれがある。また、ガラスマスク上にゴミや埃があ
ると、これがそのまま露光されて、その直下のウェーハ
領域が不良になってしまう。そのため、ガラスマスクを
密着させないで露光を行う方法も考えられているが、一
般に光源にはインコヒーレント光源を用いるので、光の
回り込みや回折によってパターンの微細化に制約がある
。

ところで、像の記録再生技術の一つとして、ホログラフ
ィがある。ホログラフィは、像情報を含んだ光波である
物体波に参照波と呼ばれる光波を加えて物体波の振幅と
位相を干渉縞として記録し、その記録された干渉縞であ
るホログラムに記録時の参照波と同様の再生波を照射し
て像を再生するもので、ホログラムには物体の各点の情
報が広い範囲にわたってばらまかれて記録される。従っ
て、ホログラムのある部分に傷があり、あるいはゴミや
埃が付着していても、再生像の画質が全体的に幾分劣化
するだけで、再生像の一部が欠けてしまうことはない。

従って、ホログラフィをリソグラフィに応用し、例えば
、その像がホログラムとして記録されるべき物体を半導
体ウェーハに形成すべきパターンのものにし、その再生
像をフォトレジストが塗布された半導体ウェーハ上に現
出させて露光を行うときは、従来の露光方法における上
述のような不都合を生じることがない。

しかも、ホログラフィによれば、同一の物体または異な
る物体の複数の像を、同一の記録媒体に多重化して記録
し、異なる位置に同時にまたは順次再生することが可能
である。従って、上述のようにホログラフィにおける像
の再生を半導体素子の製造に際してのパターン形成工程
における露光処理に用いるときは、１枚のホログラム記
録板によって、複数の半導体ウェーハに対して同一のパ
ターンまたは異なるパターンの露光を同時に行うことや
、一つの半導体ウェーハに対して異なるパターンの露光
を順次行うことが可能になる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、複数の物体像をそれぞれホログラムとして同一
の記録媒体に多重化して記録する場合、再生時にゴース
ト像が発生して希望する物体像を正しく再生できないこ
とがある。例えば、一つの物体からの同一の物体波に対
して、この物体波と同一波長の、この物体波に対する角
度を互いに異にする複数の参照波を順次または同時に干
渉させれば、同一の物体の複数の像を同一の記録媒体に
多重化して記録することができ、同一の参照波に対して
、この参照波と同一波長の、この参照波に対する角度を
互いに異にする、異なる物体からの複数の物体波を順次
または同時に干渉させれば、異なる物体の複数の像を同
一の記録媒体に多重化して記録することができるが、同
一の物体波に対して複数の参照波を同時に干渉させる場
合、または同一の参照波に対して複数の物体波を同時に
干渉させる場合には、参照波同士または物体波同士が互
いに干渉し合い、再生時にゴースト像が発生して希望す
る物体像を正しく再生できなくなる。

かかる点に鑑み、本発明は、再生時にゴースト像を生じ
ることなく希望する物体像を正しく確実に再生できる状
態で、複数の物体像をそれぞれホログラムとして同一の
記録媒体に多重化して記録することができるようにした
ものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明においては、互いに波長の異なる複数の光波成分
を有する可干渉光を放出する可干渉光源と、この可干渉
光源から放出された光ビームを、ホログラム記録板を参
照波として照射すべき第１の光ビームと、物体波を形成
すべき第２の光ビームとに分割するとともに、第２の光
ビームから、それぞれ光透過性物体を透過してホログラ
ム記録板を物体波として照射すべき、互いに波長の異な
る光波成分の複数の光ビームを得る分光手段と、第１の
光ビームの光路上に配されて、第１の光ビームをストラ
イプ状に空間分割するとともに、この空間分割された光
ビームにおける互いに波長の異なる複数の光波成分の空
間位置を、この複数の光波成分がホログラム記録板上で
互いに重なる合わないように互いに異ならせる光学手段
とを設ける。

（作　用） 上記のように構成された本発明に係るホログラム記録装
置によれば、それぞれの光透過性物体の像は、互いに重
なる合わないストライプ状に空間分割されたホログラム
として、同一のホログラム記録板に記録される。従って
、再生時、記録時における参照波と同様に、ストライプ
状に空間分割し、かつ互いに波長の異なる複数の光波成
分の空間位置を、この複数の光波成分がホログラム記録
板上で互いに重なる合わないように互いに異ならした再
生波を、ボログラム記録板に照射することによって、ホ
ログラム記録板上において、記録されたホログラムのス
トライプ状に分割されたそれぞれの波長の光波成分によ
る部分と、再生波のストライプ状に分割されたそれぞれ
の波長の光波成分が位置的に対応し、再生波のストライ
プ状に分割されたそれぞれの波長の光波成分は、記録さ
れたホログラムのストライプ状に分割された部分のうち
の、それぞれに対応するもののみを再生するので、ゴー
スト像が発生することなく、それぞれの光透過性物体の
像が正しく分離されて確実に再生される。

（実施例） 第１図は本発明に係るホログラム記録装置の一例で、三
つの光透過性物体の像を、それぞれ可視領域における青
、緑、赤の色光の光波成分により、ストライプ状に空間
分割して記録する場合である。

可干渉光源１０は、具体的にはレーザ光源で、波長λ、
の青色光の光波成分、波長λ６の緑色光の光波成分およ
び波長λ３の赤色光の光波成分を有する可干渉光を放出
する。可干渉光源１０から放出された光ビームＬｉの光
路上にはシャッター２０が設けられ、シャッター２０が
開かれると、光ビームＬｉがビーム・スプリッタ３０に
入射する。ビーム・スプリッタ３０において、光ビーム
Ｌｉは、ビーム・スプリッタ３０を透過する光ビームＬ
Ｏと、ビーム・スプリッタ３０で反射して偏向する光ビ
ームＬａに部分される。光ビームＬＯおよびＬａは、そ
れぞれ光ビームＬｉと同様に波長λ８．λ６．λえの青
、緑、赤の色光の光波成分を含む。ビーム・スプリッタ
３０で反射した光ビームＬａは、ダイクロイック・ミラ
ー３１に入射して、ダイクロインク・ミラー３１を透過
する波長λ。、λえの緑、赤の色光の光波成分を有する
光ビームＬｂと、ダイクロイック・ミラー３１で反射し
て偏向する波長λ８の青色光の光波成分の光ビームＬＢ
に分けられる。ダイクロインク・ミラー３１を透過した
光ビームＬｂは、ダイクロイック・ミラー３２に入射し
て、ダイクロイック・ミラー３２を透過する波長λ３の
赤色光の光波成分の光ビームＬｃと、ダイクロイック・
ミラー３２で反射して偏向する波長λ。の緑色光の光波
成分の光ビームＬＧに分けられる。ダイクロイック・ミ
ラー３２を透過した光ビームＬｃは、ミラー３３で反射
して偏向し、波長λえの赤色光の光波成分の光ビームＬ
Ｒとなる。

波長λ８．λ０．λ８の青、緑、赤の色光の光波成分を
有する光ビームＬｏの光路上にはレンズ系４０が配され
、光ビームＬｏはレンズ系４０により太い光束にされる
。レンズ系４０を通過した光ビームの光路上には、複数
のスリットが一方向に配列されて形成されたマスク５０
が配され、レンズ系４０を通過した光ビームは、マスク
５０のスリットを通過することにより一方向にストライ
プ状に空間分割される。マスク５０のスリットを通過し
てストライプ状に空間分割された光ビームの光路上には
、ビーム・スプリッタ６１および色分解プリズム６２が
順次配され、マスク５０のスリットを通過してストライ
プ状に空間分割された光ビームは、ビーム・スプリッタ
６１を通過して色分解プリズム６２に境界面６２ａから
入射する。

色分解プリズム６２に境界面６２ａから入射したストラ
イプ状に空間分割された光ビーム中の、波長λ８の青色
光の光波成分は、境界面６２ｂで反射し、さらに境界面
６２ａで反射して境界面６２ｃから出射し、ミラー６３
Ｂで反射して境界面６２ｃから再び色分解プリズム６２
に入射し、境界面６２ａで反射し、さらに境界面６２ｂ
で反射して境界面６２ａから出射する。色分解プリズム
６２に境界面６２ａから入射したストライプ状に空間分
割された光ビーム中の、波長λ、の緑色光の光波成分は
、境界面６２ｂおよび６２ｄを透過して境界面６２ｅか
ら出射し、ミラー６３Ｇで反射して境界面６２ｅから再
び色分解プリズム６２に入射し、境界面６２ｄおよび６
２ｂを透過して境界面６２ａから出射する。色分解プリ
ズム６２に境界面６２ａから入射したストライプ状に空
間分割された光ビーム中の、波長λえの赤色光の光波成
分は、境界面６２ｂを透過して境界面６２ｄで反射し、
さらに境界面６２ｂで反射して境界面６２ｆから出射し
、ミラー６３Ｒで反射して境界面６２ｆから再び色分解
プリズム６２に入射し、境界面６２ｂで反射し、さらに
境界面６２ｄで反射し、境界面６２ｂを透過して境界面
６２ａから出射する。

色分解プリズム６２の境界面６２ａから出射した、それ
ぞれストライプ状に空間分割された波長λ８．λ。、λ
６の青、緑、赤の色光の光波成分は、１本の光ビームと
されて、ビーム・スプリッタ６１で反射して偏向し、さ
らにミラー６４で反射して偏向し、参照波Ｒｏを形成す
る。ここで、ミラー６３Ｂ、６３Ｇ、６３Ｒの反射面が
、それぞれ境界面６２ｃ、６２ｅ、６２ｆに対して、わ
ずかな角度Δθだけ傾けられることにより、参照波ＲＯ
中の、それぞれストライプ状に空間分割された波長λ８
．　Ｇ、λ□の青、緑、赤の色光のλ 光波成分の空間位置が、この波長λ３．λ６．λ８の青
、緑、赤の色光の光波成分が後述のホログラム記録板上
で互いに重なる合わないように、互いに異ならされる。

一方、波長λ８．　Ｇ、λ８の青、緑、赤の色λ 光の光波成分の光ビームＬＢ、ＬＧ、Ｌ１１の光路上に
は、それぞれ、レンズ系４１，４２．４３および光透過
性物体７０Ｂ、７０Ｇ、７０Ｒが順次配され、光ビーム
Ｌ、Ｂ、Ｌｃ　、ＬＲは、それぞれ、レンズ系４１，４
２．４３により太い光束にされた後、光透過性物体７Ｑ
Ｂ、７０Ｇ、ＶＯＲを透過することにより、波長λＢ、
λ６．λ８の青。

緑、赤の色光の光波成分の物体波○ｇ＋ｏｃ、０えとさ
れる。光透過性物体７０Ｂ、７０Ｇ、７０Ｒは、例えば
、半導体素子の製造に際しての異なるパターン形成工程
における異なる露光パターンのものである。

そして、参照波Ｒｏの光路上の、光透過性物体７０Ｂ、
７０Ｇ、７０Ｒから所定の距離Ｄｏの位置に、例えば参
照波Ｒｏの光軸に垂直に、写真感光作用ないし感光記録
作用のあるホログラム記録板８０が配され、参照波Ｒｏ
および物体波０Ｉｌ。

ＯＧ、０やか、ホログラム記録板８０に入射する。

物体波Ｏｓ　、０６．ＯＲの参照波ＲＯに対する角度は
、それぞれθ３．θ１　＋θ２．θ１　＋θ２＋θ、で
ある。

かくして、ホログラム記録板８０上において、参照波Ｒ
ｏ中の波長λＢの青色光の光波成分と波長λ８の青色光
の光波成分の物体波０．が、参照波Ｒｏ中の波長λ。の
緑色光の光波成分と波長λ０の緑色光の光波成分の物体
波ＯＧが、参照波Ｒｏ中の波長λえの赤色光の光波成分
と波長λえの赤色光の光波成分の物体波ＯＲが、それぞ
れ互いに干渉し合い、ホログラム記録板８０に、光透過
性物体７０Ｂ、７０Ｇ、７０Ｒの像の波長λ、。

λＧ、λにの青、緑、赤の色光の光波成分による干渉縞
が形成される。なお、物体波０．．０．。

ＯＲは互いに波長が異なるので、物体波０．．０６、Ｏ
Ｒの間では干渉を生じない。そして、適当な露光時間の
後にシャッター２０が閉じられる。

かくして、ホログラム記録板８０に、光透過性物体７０
Ｂ、７０Ｇ、７０Ｒの像の波長λ８．λ。

、λ工の青、緑、赤の色光の光波成分によるホログラム
が記録される。この場合、参照波Ｒｏ中の波長λ８．　
。、λ８の青、緑、赤の色光の光波λ 成分は、前述のようにホログラム記録板８０上で互いに
重なる合わないように空間位置が互いに異ならされて、
それぞれストライプ状に空間分割されているので、ホロ
グラム記録板８０に記録されたホログラムは、第２図に
示すように、互いに重、なり合わない、光透過性物体７
０Ｂの像の波長λ、の青色光の光波成分によるストライ
プ部分Ｂ１光透過性物体７０Ｇの像の波長λ。の緑色光
の光波成分によるストライプ部分Ｇおよび光透過性物体
？ＯＲの像の波長λ７の赤色光の光波成分によるストラ
イプ部分Ｒに、空間分割されたものとなる。

なお、ホログラム記録板８０がモノクロマチツタなもの
であるときは、記録されたホログラムのストライプ部分
Ｂ、Ｇ、Ｒは同一トーンのものとなり、ホログラム記録
板８０が色彩化されたものであるときは、記録されたホ
ログラムも色彩化され、そのストライプ部分Ｂ、Ｇ、Ｒ
は青色、緑色。

赤色のホログラムとなる。

第３図は、第１図のホログラム記録装置によってホログ
ラムが記録されたホログラム記録板から複数の物体像を
分離して再生する方法を示す。

第１図のホログラム記録装置における参照波ＲＯに関す
る光学系と同様の光学系により得られる、第１図のホロ
グラム記録装置における参照波Ｒ。

と同様に、波長λ８．６．λえの青、緑、赤のλ 色光の光波成分を有し、この波長λ８．λ６．λえの青
、緑、赤の色光の光波成分が後述のホログラム記録板上
で互いに重なる合わないように、それぞれの空間位置が
互いに異ならされてストライプ状に空間分割された光ビ
ームが、再生波ｔ、ｐとして、上述のように光透過性物
体７０Ｂ、７０Ｇ。

？ＯＲの像が空間分割されたホログラムの波長λ８．λ
Ｇ、λ８の青、緑、赤の色光の光波成分による互いに重
なる合わないストライプ部分Ｂ、Ｇ。

Ｒとして記録されたホログラム記録板８１に、垂直に入
射させられる。この場合、ホログラム記録板８１は再生
波Ｌｐに対して、再生波Ｌｐ中の波長λＢの青色光の光
波成分が空間分割されたホログラムのストライプ部分Ｂ
に入射し、再生波Ｌｐ中の波長λ６の緑色光の光波成分
が空間分割されたホログラムのストライプ部分Ｇに入射
し、再生波ｔ、ｐ中の波長λ８の赤色光の光波成分が空
間分割されたホログラムのストライプ部分Ｒに入射する
位置に配される。

これにより、再生波ｔ、ｐ中の波長λ３．λ、。

λ８の青、緑、赤の色光の光波成分は、それぞれ空間分
割されたホログラムの波長λ８．λ。、λえの青、緑、
赤の色光の光波成分によるストライプ部分Ｂ、Ｇ、Ｒの
みを再生し、ホログラム記録板８１に関して再生波Ｌｐ
の進行方向側の、再生波ｔ、ｐの光軸に対して記録時に
おける波長λ、。

λＧ、λＲの青、緑、赤の色光の光波成分の物体波Ｏｓ
　、Ｏｃ　、ＯＲの参照波Ｒｏに対する角度θ１、θ８
　＋θ２．θ１　＋θ２＋θ、の方向の、ホログラム記
録板８１の中心Ｃｏから記録時における光透過性物体７
０Ｂ、７０Ｇ、７０Ｒとホログラム記録板８０との間の
距離Ｄｏの位置Ｐ、、ＰＧ＋ＰＲに、光透過性物体７０
Ｂ、７００．７ＯＲの実像が再生され、ホログラム記録
板８１に関して再生波Ｌｐの進行方向と反対側の、再生
波Ｌｐの光軸に対してθ１．θ、＋θ２．θ１＋θ２＋
θ３の角度の方向の、ホログラム記録板８１の中心ＣＯ
からＤｏの距離の位置Ｑｌ、Ｑａ　、ＱＲに、光透過性
物体７０Ｂ、７０Ｇ、？ＯＲの虚像が再生される。

なお、第１図の例は光透過性物体７０Ｂ、７０Ｇ、７０
Ｒの像がホログラム記録板８０に同時に記録される場合
であるが、レンズ系４０，４１゜４２．４３の手前にシ
ャッターがそれぞれ設けられ、例えば、最初にレンズ系
４０の手前のシャッターとレンズ系４１の手前のシャッ
ターが適当な時間開かれ、次いでレンズ系４０の手前の
シャッターとレンズ系４２の手前のシャッターが適当な
時間開かれ、最後にレンズ系４０の手前のシャッターと
レンズ系４３の手前のシャッターが適当な時間開かれる
ことによって、光透過性物体７０Ｂ。

７０Ｇ、？ＯＲの像がホログラム記録板８０に順次記録
されるようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、複数の物体像をそれぞれホログラムと
して、再生時にゴースト像を生じることなく、それぞれ
の物体像を正しく確実に再生できる状態で、同一の記録
媒体に多重化して記録することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るホログラム記録装置の一例の構成
を示す図、第２図は第１図の装置によって記録されたホ
ログラムの態様を示す図、第３図は第１図の装置によっ
てホログラムが記録されたホログラム記録板から複数の
物体像を分離して再生する方法を示す図である。 図中、１０は可干渉光源、３０はビーム・スプリッタ、
３１および３２はダイクロイック・ミラー、３３はミラ
ー、５０は複数のスリットが一方向に配列されて形成さ
れたマスク、６１はビーム・スプリッタ、６２は色分解
プリズム、６３Ｂ。 ６３Ｇ、６３Ｒはミラー、６４はミラー、７０Ｂ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互いに波長の異なる複数の光波成分を有する可干渉光を
   放出する可干渉光源と、 この可干渉光源から放出された光ビームを、ホログラム
   記録板を参照波として照射すべき第１の光ビームと、物
   体波を形成すべき第２の光ビームとに分割するとともに
   、上記第２の光ビームから、それぞれ光透過性物体を透
   過して上記ホログラム記録板を物体波として照射すべき
   、互いに波長の異なる光波成分の複数の光ビームを得る
   分光手段と、 上記第１の光ビームの光路上に配されて、上記第１の光
   ビームをストライプ状に空間分割するとともに、この空
   間分割された光ビームにおける互いに波長の異なる複数
   の光波成分の空間位置を、この複数の光波成分が上記ホ
   ログラム記録板上で互いに重なる合わないように互いに
   異ならせる光学手段と を備えたホログラム記録装置。