JPS62223776A

JPS62223776A - ホログラム記録方法

Info

Publication number: JPS62223776A
Application number: JP6660086A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Koizumi; 晴彦小泉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-03-25
Filing date: 1986-03-25
Publication date: 1987-10-01

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】本発明を以下の順序で説明する。

Ａ　産業上の利用分野Ｂ　発明の概要Ｃ従来の技術Ｄ　発明が解決しようとする問題点Ｅ　問題点を解決するための手段Ｆ作用Ｇ　実施例Ｇ−１ホログラム記録方法（第１図）Ｇ−２再生方法（第２図、第３図）Ｇ−３変形例Ｈ発明の効果Ａ　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方法
に関する。

Ｂ　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ホログラム記録方法
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、参照波となる
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物体波となる、互いに
波長の異なる光波成分の複数の光ビームを得、上記第１
の光ビームおよび上記複数の光ビームを、それぞれ上記
複数の光ビームのそれぞれを構成する光波成分で光化学
反応を生じる複数のホログラム記録層が積層合体された
ホログラム記録板に照射して、それぞれの光透過性物体
の像を、対応する波長の光波成分で光化学反応を生じる
、対応するホログラム記録層に、それぞれホログラムと
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
に再生できるようにしたものである。

Ｃ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。

Ｄ　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。

Ｅ　問題点を解決するための手段本発明においては、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、参照
波となるべき第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物体波となる
、互いに波長の異なる光波成分の複数の光ビームを得、
上記第１の光ビームおよび上記複数の光ビームを、それ
ぞれ上記複数の光ビームのそれぞれを構成する光波成分
で光化学反応を生じる複数のホログラム記録層が積層合
体されたホログラム記録板に照射する。

Ｆ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方
法によれば、それぞれの光透過性物体の像は、対応する
波長の光波成分で光化学反応を生じる、対応するホログ
ラム記録層に、それぞれホログラムとして記録される。

従って、再生時、記録時における参照波と同様の、互い
に波長の異なる複数の光波成分を有する再生波を、それ
ぞれのホログラム記録層にホログラムが記録されたホロ
グラム記録板に照射することによって、再生波のそれぞ
れの波長の光波成分は、対応するホログラム記録層から
、これに記録されたホログラムのみを再生し、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。

Ｇ　実施例Ｇ−１ホログラム記録方法（第１図）第１図は本発明に係るホログラム記録方法の一例で、５
個の光透過性物体の像を同一のホログラム記録板の５個
のホログラム記録層に記録する場合である。

光源として、波長λ１．λ２．λ３．λ４．λ、の光波
成分を有する可干渉光を放出する可干渉光源１０、具体
的にはレーザ光源が設けられる。

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Ｌｏと、
ビーム・スプリッタ３０で反射して偏向する光ビームＬ
ａ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λ１．λ２．λ３．λ４、λ
５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、ダイクロインク・ミラー３１に入射
して、ダイクロイック・ミラー３１を透過する波長λ２
．λ３．λ４．λ５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
λ１の光波成分の光ビームＬ１に分けられる。ダイクロ
イック・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．λ４．λ、の光波成分
を有する光ビームＬｃと、ダイクロイック・ミラー３２
で反射して偏向する波長λ２の光波成分の光ビームＬ２
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、ダイクロイック・ミラー３３に入射し
て、ダイクロイック・ミラー３３を透過する波長λ４．
λ５の光波成分を有する光ビームＬｄと、ダイクロイッ
ク・ミラー３３で反射して偏向する波長λ、の光波成分
の光ビームＬ３に分けられる。ダイクロイック・ミラー
３３を透過した光ビームＬｄは、ダイクロイック・ミラ
ー３４に入射して、グイクロインク・ミラー３４を透過
する波長λ、の光波成分の光ビームＬｅと、グイクロイ
ック・ミラー３４で反射して偏向する波長λ４の光波成
分の光ビームＬ４に分けられる。ダイクロインク・ミラ
ー３４を透過した光ビームＬｅは、ミラー３５で反射し
て偏向し、波長λ、の光波成分の光ビームＬ５となる。

波長ハ、λ２．λ３．４．λ、の光波成分λ 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
て、参照波ＲＯとされる。もちろん、参照波ＲＯは波長
λ１．λ２．λ３．λ４．λ５の光波成分を有する。こ
の参照波ＲＯの光路上に、参照波Ｒｏの光軸に垂直に、
ホログラム記録板５０が配され、参照波ＲＯがホログラ
ム記録板５０に入射する。

ホログラム記録板５０は、光学的に透明な基板５０Ｂ上
に、波長λ、の光波成分が強く照射されると光化学反応
を生じ、その反応を生じた領域が波長λ１の光波成分を
吸収するホログラム記録層５１と、波長λ２の光波成分
が強く照射されると光化学反応を生じ、その反応を生じ
た領域が波長λ２の光波成分を吸収するホログラム記録
層５２と、波長λ３の光波成分が強く照射されると光化
学反応を生じ、その反応を生じた領域が波長λ３の光波
成分を吸収するホログラム記録層５３と、波長、の光波
成分が強く照射されると光化学反応を生じ、その反応を
生じた領域が波長λ４の光波成分を吸収するホログラム
記録層５４と、波長λ、の光波成分が強く照射されると
光化学反応を生じ、その反応を生じた領域が波長λ５の
光波成分を吸収するホログラム記録層５５が、積層され
たものである。これらホログラム記録層５１，５２゜５
３．５４．５５は、フォトクロミック材料またはフォト
ケミカル・ホール・バーニング材料から形成される。

一方、波長λ１．λ２．λ３．λ４．λ、の光波成分の
光ビームＬＬ、Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４．Ｌ５の光路上には、
それぞれ、レンズ系４１，４２゜４３．４４．４５およ
び光透過性物体６１．６２゜６３．６４．６５が順次配
され、光ビームＬＬ。

Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４．Ｌ５は、それぞれ、レンズ系４１．
４２．４３，４４．４５により太い光束にされた後、光
透過性物体６１，６２，６３，６４゜６５を透過するこ
とにより、波長λ１．λ２．λ３、λ４．λ、の光波成
分の物体波０１，０２゜０３、　０４，０５とされる。

光透過性物体６１゜６２．６３，６４．６５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
おける異なる霧光パターンのもので、それぞれホログラ
ム記録板５０のホログラム記録層５１，５２，５３．５
４．５５から等しい距離の位置に配される。

もっとも、光透過性物体６１，６２，６３，６４゜６５
とホログラム記録層５１，５２，５３，５４゜５５との
間のＩＤＩは、ホログラム記録層５１，５２．５３，５
４．５５の厚みに比べて十分大きくされるので、光透過
性物体６１．６２．６３，６４．６５は、それぞれホロ
グラム記録板５０の例えばホログラム記録層５１から等
しい距離の位置に配されてもよい。

そして、物体波０１，０２，０３，０４，０５がホログ
ラム記録板５０に入射する。物体波０１゜０２．０３．
０４，０５の参照波Ｒｏに対する角度、すなわちホログ
ラム記録板５０への入射角は、それぞれθ１．θ、＋θ
２．θ１　＋θ２＋θ３゜θ、＋θ２＋θ、＋θ４．θ
、＋θ２＋θ、＋θ４＋θ５である。

かくして、ホログラム記録板５０上において、参照波Ｒ
ｏ中の波長λ１の光波成分と波長λ、の光波成分の物体
波Ｏ１が、参照波Ｒｏ中の波長λ２の光波成分と波長λ
２の光波成分の物体波０２が、参照波Ｒｏ中の波長λ３
の光波成分と波長λ３の光波成分の物体波０３が、参照
波Ｒｏ中の波長λ４の光波成分と波長λ４の光波成分の
物体波０４が、参照波Ｒｏ中の波長λ、の光波成分と波
長λ、の光波成分の物体波０５が、それぞれ互いに干渉
し合い、ホログラム記録板５０に、光透過性物体６１，
６２；　　６３，６４．６５の像の波長λ１．λ２．λ
１．λ４．λ、の光波成分による干渉縞が形成される。

ここで、ホログラム記録板５０のホログラム記録層５１
，５２，５３，５４゜５５が、それぞれ波長λ１．λ２
．λ８．λ４゜λ、の光波成分で光化学反応を生じ、そ
の反応を生じた領域が、それぞれ波長λ１．λ２．λ３
゜λ４．λ５の光波成分を吸収するので、光透過性物体
６１，６２，６３，６４．６５の像の波長λ１、λ２．
λ１．λ４．λ、の光波成分による干渉縞は、それぞれ
ホログラム記録層５１，５２゜５３．５４．５５に記録
されて、他のホログラム記録層には記録されず、その際
、ホログラム記録層５１，５２．５３，５４．５５にお
いて、干渉縞の明るい部分では光化学反応が瞬時に進行
し、暗い部分では光化学反応は進行しない。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５０のホログラム記録層５１，
５２．５３，５４．５５に、それぞれ光透過性物体６１
，６２，６３，６４．６５の像がホログラムとして記録
される。

Ｇ−２再生方法（第２図、第３図）第２図は、第１図のホログラム記録方法によって、それ
ぞれのホログラム記録層に物体像が記録されたホログラ
ム記録板から、それぞれの物体像を分離して再生する方
法の一例を示す。

第１図のホログラム記録方法における参照波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
グラム記録方法における参照波ＲＯと同様に波長λ１．
λ２．λ８．λ４．λ、の光波成分を有する光ビームが
、再生波Ｌｐとして、上述のように光透過性物体６１．
６２，６３．６４．６５の像がそれぞれホログラム記録
層５１゜５２．５３，５４．５５にホログラムとして記
録されたホログラム記録板５０ｒに、垂直に入射させら
れる。ホログラム記録板５０ｒは、記録時におけるホロ
グラム記録板５０の位置に相当する位置に配される。

これにより、再生波ｔ、ｐ中の波長λ１．λ２゜λ３．
λ４．λ、の光波成分は、それぞれホログラム記録層５
１，５２．５３，５４．５５に記録された、それぞれ波
長λ１．λ２．λ５．λ４゜λ、の光波成分を吸収する
干渉縞にのみ吸収されて、それぞれホログラム記録層５
１．５２，５３゜５４．５５から、これに記録された、
それぞれ光透過性物体６１，６２．６３．６４．６５の
像の干渉縞のみを再生し、ホログラム記録板５０ｒ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λ１．λ２．λ１．λ４．λ
、の光波成分の物体波０１．０２゜０３、０４，０５の
参照波ＲＯに対する角度θ。

、θ、＋θ２．θ、＋θ２＋θ３．θ、＋０２＋θ３＋
θ４．θ１　＋０２＋θ３＋θ４＋θ５の方向の、ホロ
グラム記録層５１，５２．５３，５４゜５５から記録時
における光透過性物体６１，６２゜６３．６４．６５と
ホログラム記録層５１，５２゜５３．５４．５５との間
の距離の位置ｐ、、ｐ。

、Ｐ３．Ｐ、、ＰＳに、光透過性物体６１，６２゜６３
．６４．６５の実像が再生され、ホログラム記録板５０
ｒに関して再生波ｔ、ｐの進行方向と反対側の、再生波
Ｌｐの光軸に対してθ１．θ１＋θ２．θ、＋θ２＋θ
１．θ、＋θ２＋θ３＋θ４、θ１　＋０２＋θ３＋θ
４＋θ、の角度の方向の、ホログラム記録Ｊ’！ｉ５１
，５２，５３，５４゜５５から記録時における光透過性
物体６１，６２゜６３．６４．６５とホログラム記録層
５１，５２゜５３．５４．５５との間の距離の位置Ｑ＋
　、Ｑ２、Ｑ３　、Ｑ４．Ｑ、に、光透過性物体６１，
６２゜６３．６４．６５の虚像が再生される。この場合
、ホログラム記録層５１，５２，５３，５４．５５は有
限の厚みを有するので、ホログラム記録層５１．５２，
５３，５４．５５に記録された干渉縞は、それぞれ３次
元回折格子として作用し、波長選択性が優れたものとな
る。

第３図は、第１図のホログラム記録方法によって、それ
ぞれのホログラム記録層に物体像が記録されたホログラ
ム記録板から、それぞれの物体像を分離して再生する方
法の他の例を示す。

再生用の露光装置８０は、照射筒８１の一端に波長λ１
．λ２．λ１．λ４．λ５の光波成分を有する可干渉光
を放出する可干渉光源８２が取り付けられ、他端に上述
のようにそれぞれのホログラム記録層５１，５２，５３
，５４．５５に光透適性物体６１，６２，６３，６４．
６５の像がそれぞれホログラムとして記録されたホログ
ラム記録板５０ｒが取り付けられる。可干渉光源８２か
ら放出された光ビームＬｇの光路上にはシャッター８３
およびレンズ系８４が順次配され、シャッター８３が開
かれると、光ビームＬｇはレンズ系８４により太い光束
にされて、照射光ＵＯとしてホログラム記録板５０ｒに
入射し、第２図の例と同様にホログラム記録層５１，５
２．５３．５４゜５５に記録された光透過性物体６１，
６２，６３゜６４．６５の像を再生する。この露光装置
８０は、例えばマイクロ・コンピュータにより制御され
て、照射筒８１がホログラム記録板５０ｒの中心ＣＯを
支点として矢印８５で示すように紙面に沿う方向に上述
の角度θ１．θ２．θ１．θ４．θ、ずつ間欠的に回転
し、それぞれの停止位置においてシャッター８３が一定
時間開くようにされる。

そして、照射筒８１と対向して試料載置台９０が配され
、その上に表面にフォトレジストが塗布された半導体ウ
ェーハ１００が載置され、照射筒８１と試料載置台９０
の間にアパーチャ１１１を有する光選択板１１０が配さ
れ、光選択板１１０と試料載置台９０の間にハーフ・ミ
ラー１２０が配されて、照射筒８１のいずれの停止位置
においても、ホログラム記録層５１．５２，５３，５４
゜５５から光透過性物体６１，６２，６３．６４゜６５
の像を再生する、それぞれの回折再生波のうちの、ある
波長λｎの一つの回折再生波Ｕｎのみが光選択板１１０
のアパーチャ１１１を通過しハーフ・ミラー１２０を透
過して半導体ウェーハ１００上に到達し、波長λｎの両
隣りの波長λｉ。

λｊの回折再生波Ｕｉ、Ｕｊなどは光選択板１１０に遮
られて、ある一つの光透過性物体の像のみが半導体ウェ
ーハ１００上に再生されるように、される。

これにより、ホログラム記録板５０ｒを取り換えること
なく、簡単なスイッチ操作だけで、同一の半導体ウェー
ハ１００に対して、半導体素子の製造に際しての一連の
パターン形成工程における各種パターンの露光を順次行
うことができる。

Ｇ−３変形例なお、第１図の例は光透過性物体６１，６２゜６３．６
４．６５の像が同時に記録される場合であるが、レンズ
系４０，４１．４２，４３．４４゜４５の手前にシャッ
ターがそれぞれ設けられて、例えば、最初にレンズ系４
０の手前のシャッターとレンズ系４１０手前のシャッタ
ーが、次にレンズ系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、次にレンズ系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、次に
レンズ系４０の手前のシャッターとレンズ系４４の手前
のシャッターが、最後にレンズ系４０の手前のシャッタ
ーとレンズ系４５の手前のシャッターが、それぞれ適当
な時間開かれることによって、光透過性物体６１．　６
２．　６３．　６４．　６５の像が順次記録されるよう
にしてもよい。

Ｈ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。しかも、記録
時および再生時における光学系が著しく簡単になり、光
学部品の複雑な位置調整なども必要としない。

【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方法の一例を示す
図、第２図および第３図はそれぞれ第１図の方法によっ
て複数の物体像が記録されたホログラム記録板からそれ
ぞれの物体像を分離して再生する方法の一例を示す図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】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、参照波となるべき第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物体波となる、互いに波長の異な
る光波成分の複数の光ビームを得、上記第１の光ビームおよび上記複数の光ビームを、それ
ぞれ上記複数の光ビームのそれぞれを構成する光波成分
で光化学反応を生じる複数のホログラム記録層が積層合
体されたホログラム記録板に照射するホログラム記録方法。