KR100311443B1 - 고균일성의내부전반사홀로그램제조방법및장치 - Google Patents

고균일성의내부전반사홀로그램제조방법및장치 Download PDF

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Abstract

TIR 홀로그램을 제조하기 위한 방법은 입력 레이저 빔을 목적파 및 참조파로 분할하는 단계, 상기 파를 홀로그래픽 레코딩 층으로 진행시켜서 상기 목적파가 상기 홀로그래픽 레코딩 층의 한 표면상에 입사되어 목적 마스크를 통해 투과되어서, 상기 참조파가 상기 홀로그래픽 레코딩 층은 타 표면상에서 비스듬히 입사되어 상기 홀로그래픽 레코딩 층을 통과한 후에 상기 홀로그래픽 레코딩층속으로 전반사되고 그래서 상기 두 파가 상기 홀로그래픽 레코딩 층에서 중첩되는 단계를 포함하고, 상기 입력 레이저 빔의 변위는 상기 목적파 및 참조파로 하여금 상기 홀로그래픽 레코딩 층을 함께 투과하도록 한다. 상기 방법은 상기 홀로그래픽 레코딩 층의 높은 노출 균일성을 달성하는데 특히 유용하다.

Description

고균일성의 내부 전반사 홀로그램 제조 방법 및 장치
제1도는 TIR 홀로그래피의 주요 원리를 도시한 도면.
제2도는 노출 균일성이 높은 전반사 홀로그램을 기록하기 위한 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
제3도는 물체 빔 및 참조 빔 경로의 다수의 구간 길이에 표지(標識)를 붙인 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
7 : 홀로그래픽판 3,8 : 홀로그래픽 기록층
9 : 유리 기판 10 : 유리 프리즘
11 : 물체 마스크 13 : 크롬층
14 : 유리판 1,15 : 물체 빔
6,16 : 참조 빔 17 : 아르곤 이온 레이저
19 : 빔 확장기 21 : 주사 시스템
24 : 입력 빔 25 : 빔 분할기
26,27 : 거울 28 : 보조 유리 프리즘
본 발명은 일반적으로 내부 전반사 홀로그래피 분야에 관한 것이다. 특히 본 발명은 마이크로 석판 인쇄(microlithography) 분야에 이용되는 내부 전반사 홀로그래피에 관한 것이다.
종래 기술에 있어서 내부 전반사(Total Internal Reflection: TIR) 홀로그램은 제1도에 개략적으로 도시된 바와 같이, 확장 레이저 빔으로부터 구성된다[참고 문헌 1∼6]. 이들 빔 중의 하나인 물체 빔(obect beam)(1)은 마스크 투명체(mask transparecy)(2)를 통하여 대형 프리즘(5)과 광학적으로 접촉하고 있는 기판(4)상의 홀로그래픽 기록층(3)으로 진행하고 있다. 다른 빔인 참조 빔(reference beam)(6)은 상기 대형 프리즘(5)의 또 하나의 면을 통하여 진행되므로, 홀로그래픽층(3)의 표면으로부터 전반사를 일으킨다. 2개의 빔의 광학적 간섭은 홀로그래픽 기록층(3)의 감광성 물질에 의해 기록된다. 홀로그램이 일단 정착되면, 상기 홀로그램은 원래의 참조 빔(6)과 반대 방향으로 진행되는 레이저 빔으로 그 홀로그램을 조사(照射)함으로써 재구성될 수 있다.
TIR 홀로그램은 대형의 기하학적 영역 위에 이미지를 기록하고 재구성하는 능력이 있다. 현대의 광중합체 기록 물질을 사용하면, TIR 홀로그램은 고해상도의 광석판 인쇄용으로 상당한 잠재력을 나타내어 왔다[참고 문헌 3∼6].
TIR 홀로그래피를 광석판 인쇄, 예컨대 마이크로 전자 공학 산업용으로 적용할 때 발생하는 문제점 중의 하나는 재구성된 이미지의 휘도가 이미지 영역 전체에 걸쳐 매우 균일하여야 한다(±2% 이상이 좋다)는 것이다. 그러므로, 종래 기술에 의하여 이것을 달성하려면, 홀로그램 기록시 확장 레이저 빔들은 이들의 파두면(wavefront)에 걸쳐 양호한 균일성을 갖는 것이 바람직하다. 불행하게도, 이것은 레이저 빔조사의 자연 변호 때문에 달성하기 어렵다. 즉, 대부분의 빔은 이들의 가장자리가 이들의 중심보다 덜 밝은 가우스 밀도 분포(Gaussian intensity profile)를 나타낸다.
원칙적으로, 기록층에서의 보다 균일한 광필드(lightfield)는 필요로 하는 것보다 빔을 더 양호하게 확장시키고, 단지 그 중심부만을 사용함으로써 달성될 수 있다. 그러나, 이 방식으로 달성되는 빔의 균일성은 이용 가능한 광을 희생한 대가일 뿐이다. ±2%의 균일성을 달성하기 위해서는, 레이저 에너지의 약2%만이 사용될 수 있었고, 이것은 노출 시간을 노출 시간을 증대시켜 실용성이 없게 된다고 평가되어 왔다.
홀로그램 표면 전역에 걸쳐 (예컨대 가우스의) 비균일성의 작용이 양호한 효율의 홀로그램을 기록하고, 이어서 인쇄 중에 그 비균일성을 보상하기 위하여 홀로그램 영역 위에 재구성 빔을 주사하여, 빔의 밀도 또는 주사 속도를 변경시킴으로써 인쇄 노출의 균일성도 역시 달성될 수 있다. 그러나, 평균 홀로그램 효율 및 평균 레이저 전력의 양자에 있어서 행해지는 절층성 때문에, 이는 필연적으로 보다 긴 인쇄 시간 및 결과적으로 보다 낮은 생산량을 초래하게 되는데, 이는 산업상 이용에 바람직하지 않다. 또한, 가우스의 밀도 분포에 대한 가정은 때로는 지나친 간소화일 수도 있다.
그 밖에, 균일성 향상을 위한 상기 양방법 모두가 물체 빔 및 참조 빔을 발생시키기 위해 자외선(UV)(일반적으로 364nm)내에서 작동하는 저수차 시준 렌즈(또는 거울)를 필요로 한다. 예컨대, 이것은 광역 평판 패널 디스플레이를 제조하기 위한 대직경(예컨대 8 인치, 12인치, 20인치) 홀로그램용으로는 거의 매력이 없다.
마이크로 석판 인쇄 장치용의 광역 TIR 홀로그램의 제조 과정에서 발생하는 또 다른 문제점은 재구성된 이미지의 촛점 깊이에 관한 것이다. TIR 홀로그램이 예컨대 실리콘 웨이퍼상에 이미지를 올바르게 인쇄하려면, 웨이퍼의 표면은 투영된 이미지에 대하여 정확하게 배치되어야 할 필요가 있다. 만약, 웨이퍼 표면이 이미지의 전방 또는 후방의 어느 쪽으로나 약간이라도 떨어져 있으면, 인쇄된 이미지는 촛점에서 벗어나게 된다. 통상적으로, 이미지 내의 형상이 0.5㎛의 치수인 경우, 웨이퍼 표면은 ±0.2㎛의 정확도로 배치될 필요가 있다. 이것을 용이하게 하려면, 재구성된 이미지 내의 모든 형상이 홀로그램 표면으로부터 동일한 거리에 놓이는 것이 바람직하다. 종래 기술을 이용하면, 이것은 기록 도중에 물체 마스크 및 홀로그래픽층의 분리가 이들의 영역에 걸쳐(±0.1㎛까지) 동일하여야 한다는 것을 요한다. 그러나, 충분히 평탄한 물체 마스크 및 충분히 평탄한 기록층을 얻는 데 있어서의 곤란성과 그들이 홀로그램 기록 도중에 평탄하게 유지되는 방식으로 그들을 지지하는 데 있어서의 곤란성 때문에, 필요로 하는 평행의 정도가 비실용적으로 된다.
상기 문제점에 대한 해답을 찾는 데 있어서, 기계적(및 기타의) 요동성에 대한 홀로그램 형성의 극단적 감광도를 고려하는 것이 가장 중요하다. 홀로그램은 광학적 간섭 패턴의 기록이므로 기록 표면상의 각 점에서 간섭 물체 빔 및 참조 빔의 상대 위상이 노출 공정 중에 사실상 일정할 때에 성공적으로 형성되게 된다. 이것을 양으로 표시하기 위하여, 상대 위상은 가능하면 2/10이상으로 일정하여야 하는데, 이는 홀로그래픽층상의 모든 점에의 물체 빔 및 참조 빔 광학 경로의 상대적 길이가 기록 동작 중에 ∼30nm이상으로 변화해서는 안 된다는 것을 의미한다. 만약, 이 조건을 지키지 않으면 간섭 패턴은 "바래wu서(washed-out)" 홀로그램은 상실되게 된다.
그러므로, 본 발명의 목적은 내부 전반사 홀로그램이 광역에 걸치 높은 균일성의 노출에 의하여 기록할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 특징에 의하면, 다음의 단계들로 이루어진 내부 전반사 홀로그램을 기록하는 방법이 제공된다.
a) 입력 레이저 빔을 물체 빔 및 참조 빔으로 분할하는 단계,
b) 상기 2개의 빔을 홀로그래픽 기록층으로 진행시켜서, 물체 빔이 홀로그래픽 기록층의 일면상에 입사한 다음 물체 마스크를 통과하게 하고, 참조 빔은 이 빔이 홀로그래픽 기록층의 타면상에서 홀로그래픽 기록층을 투과한 후 홀로그래픽 기록층으로 다시 내부 전반사하는 각도록 입사되게 하고, 물체 빔 및 참조 빔은 이들이 정렬되어 홀로그래픽 기록층을 횡단할 때 정렬된 채 유지되도록 상기 홀로그래픽 기록층에서 중첩되게 하는 단계,
c) 물체 빔 및 참조 빔이 홀로그래픽 기록층을 횡단하도록 상기 입력 레이저 빔을 변위시키는 단계.
본 발명의 방법은, 특히 홀로그래픽 기록층에 걸쳐서 균일한 노출을 얻는 데 유용하다. 이 경우, 상기 입력 레이저 빔은 스캐너 시스템에 의해 변위되어 상기 빔들이 바람직하게는 래스터 패턴(raster pattern)으로 상기 홀로그래피 기록층을 통과하도록 해준다.
상기 방법은 기록 전역에 걸쳐 특정한 비균일성의 노출을 신중히 도입하는데 변별적으로 사용될 수 있는 데, 이 경우 입력 레이저 빔의 밀도 또는 스캐너의 동작은 주사의 경로를 통해 적절히 변화되게 된다.
상기 방법은 마스크 또는 홀로그래픽 기록층으 일부 또는 여러 부분을 선택적으로 노출 시키는 데 이용될 수 있는데, 그 노출 부분들 간의 마스크를 변화시킬 가능성이 있다.
상기 방법은, 접속된 이미지가 홀로그램 재구성 중에 인쇄될 수 있게 할 목적으로, 일정한 분리가 달성되도록 하기 위하여 노출이 일어나고 있는 물체 투명체 및 기록층의 국부적 분리에 대한 측정(예컨대, 본 발명자들의 특허 출원 제EP-A-0421645호에 설명되어 있는 기술을 사용하여) 및 조정을 가능하게 해준다.
구성 빔을 주사하는 또 다른 이점은, 특히 광역 시준 광학 및 빔 개구에 의해 발생되는 레이저 반점의 문제점을 크게 억제함으로써, 재구성된 이미지의 질을 향상시킬수 있다는 것이다.
빔 분할에 앞서 기계적 주사가 행해지는 상기 방법에 의하여 스캐너 시스템 동작에 있어서의 불규칙성에 의해 레이저 파두면에 도입되는 불안정은 물체 빔 및 참조 빔의 양자에 공통적으로 발생하므로, 홀로그래픽 기록층에서의 이들의 상대 위상은 실질적으로 일정하게 유지된다.
종래 기술에서 설명되는 바와 같은 TIR 홀로그래피에 있어서, 물체 빔은 수직 또는 거의 수직 입사각으로 홀로그래픽 기록층에 도달하는 반면, 참조 빔은 45°또는 거의 45°입사각으로 도달한다. 그러므로, 만약 물체 빔 및 참조 빔을 홀로그래픽 기록층으로 진행하도록 하기 위하여 거울을 사용한다면, 참조 빔은 물체빔이 차지하는 영역보다 2배 더 큰 기록층 영역을 비추게 되고, 또한 물체 빔보다 2배 더 빠른 속도로 상기 홀로그래픽 기록층에 걸쳐 주사되게 된다. 그 결과는 상기 기록층 위의 홀로그래픽 노출의 변화가 된게 된다. 전술한 (b) 단계에서 필요로 하는 바와 같이, 상기 빔들이 주사될 때 겹진 채 유지되므로, 빔 중첩은 다음의 두 가지 단계 중 어느 하나의 단계에 의하여 가장 양호하게 달성될 수 있다.
i) 홀로그래픽 기록층에 있는 참조 빔의 입사 평면 내에서 참조 빔을 압축시키기 위하여 참조 빔 경로에 광학 소자를 이용하는 단계,
ii) 홀로그래픽 기록층에 있는 참조 빔의 입사 평면 내에서 상기 참조 빔을 확장시키기 위하여 물체 빔 경로에 광학 소자를 이용하는 단계.
상기 (b)단계에서의 빔 정렬도 역시 간섭 빔의 상대 위상의 안정성을 제공한다. 상기 간섭 빔의 상대 위상은, 예컨대 주사 시스템의 요동(좌우 요동, 전후 요동 및 횡요동)에 의해 도입되는 주사 빔의 각섭동(角攝動)에 민감하다. 주사기[스캐너]의 요동에 대한 이러한 민감성은 중첨된 빔들 사이에 정확한 정렬을 제공함으로써 크게 감소된다.
상기 방법에 물체 빔 및 참조 빔의 경로를 정렬시키는 단계를 더 추가하여서, 입력 빔의 변위로부터 생기는 물체 빔 및 참조 빔의 각도 변위에 의해 발생되는 홀로그래픽 기록층에서의 상기 빔들의 오정렬이 홀로그래픽 기록층의 모든 부분을 고려하여 극소화되도록 할 수 있다. 이 공정은 홀로그램 내에 기록된 광학 간섭 패턴의 주사 시스템의 동작에 있어서의 불규칙성에 대한 민감성을 더욱 억제하는 기능을 한다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 다음의 수단을 포함하는 내부 전반사 홀로그래픽 기록용 장치가 제공된다.
a) 입력 레이저 빔을 물체 빔 및 참조 빔으로 분할하는 수단,
b) 상기 2개의 빔을 홀로그래픽 기록층으로 진행시켜서, 물체 빔이 홀로그래픽 기록층의 일면상에 입사한 다음 물체 마스크를 투과하게 하고, 참조 빔은 이 빔이 홀로그래픽 기록층의 타면상에서 홀로그래픽 기록층을 통과한 후 홀로그래픽 기록층으로 다시 내부 전반사하는 각도록 입사되게 하고, 물체 빔 및 참조 빔은 이들이 정렬되어 홀로그래픽 기록층을 횡단할 때 정렬된 채 유지되도록 상기 홀로그래픽 기록층으로 중첩되게 하는 수단,
c) 물체 빔 및 참조 빔이 홀로그래픽 기록층을 횡단하도록 상기 입력 레이저 빔을 변위시키는 수단,
물체 빔이 참조 빔의 입사각보다 더 작은 각도로 홀로그래픽층에 도달하는 (보통의) 경우에, 본 발명의 상기 제2 특징 중의 특징 (b)는 바람직하게는 다음의 두 가지 중 한 가지를 포함하게 된다.
i) 굴절 또는 회절에 의해 참조 빔을 일차원으로 압축하기 위한, 참조 빔 경로 내에 있는 프리즘, 원통형 렌즈 시스템 또는 회절 격자,
ii) 굴절 또는 회절에 의해 물체 빔을 일차원으로 확장시키기 위한 물체 빔 경로 내에 있는 프리즘, 원통형 렌즈 시스템 또는 회절 격자,
상기 (b)의 특징에 의하면, 주사 시스템의 동작 불규칙성에 대한 광학적 간섭 패턴의 감도를 억제하여, 바람직하게는 빔 중철을 정밀하게(정확도는 주로 주사 시스템에서 존재하는 요동의 크기에 좌우됨) 수행하도록 해준다.
상기 (b)의 특징은 물체 빔 및 참조 빔의 경로를 정렬하는 추가의 목적에 이용함으로써, 입력 빔의 변위에 의해 야기되는 물체 빔 및 참조 빔의 각도 변위로부터 발생되는 홀로그래픽 기록층에 있는 상기 빔들의 오정렬을 그 기록층의 모든 부분을 고려하여 극소화하는 것이 바람직하다. 이 방식으로, 예컨대 주사 시스템의 기계적 요동에 의해 야기되는 상기 빔들의 각섭동에 대한 간섭 물체 빔 및 참조 빔의 상대 위상의 민감성을 극소화할 수 있다.
만약 재구성된 이미지의 모든 부분이 홀로그래픽 기록층으로부터 동일한 거리에 놓이도록 주사가 수행된다면, 상기 장치는 모든 영역에 걸쳐 물체 투명체의 홀로그래픽 기록층의 간격을 측정하기 위한 수단과, 상기 빔들이 주사될 노출이 일어나는 간격이 일정하게 유지되도록 상기 간격을 조정하기 위한 수단을 더 포함할 된다.
제2도의 장치에 있어서, 치수가 ∼10cm×10cm인 유리 기판(9)상에 회전하는 홀로그래픽 기록 물질로 된 얇은 (통상적으로 20㎛)홀로그래픽 기록층(8)을 포함하는 홀로그래픽판(7)은 단면이 45°, 90°인 유리 프리즘(10)의 짧은 측면중의 어느 하나와 광학적 접촉 상태에 놓여 있다. 적당한 홀로그래픽 기록 물질은 HRS-352라 부르고 있는 듀퐁 드 네모와즈에 컴페니(DuPont de Nemours & Co.)에 의해 제조되는 홀로그래픽 광중합체들 중의 하나로서, 이것은 자외선 내에서 반응성이 있고 광학 간섭 패턴을 굴절률의 변조로서 기록한다. 프리즘(10)에 홀로그래픽판(7)을 광학적으로 접촉하는 것은 굴절률이 유리의 굴절률에 가깝고 휘발성이 낮은 투명 유체인 크실렌을 사용하여 달성할 수 있다.
홀로그래픽 기록층(8)의 상부와 이에 근접한 곳에는 유리판(14) 표면상의 크롬층(13) 내로 예정시킨 형상(12)을 포함하는 물체 마스크(11)가 배치되어 있다. 상기 마스크는 압전 변환기(도면하지 않았음)상에 배치되는데, 상기 압전 변환기는 마스크가 상기 기록층에 일정 간격을 두고 평행하게 배치되도록 한다.
2개의 상호 간섭성(干涉性)의 레이저 빔인 물체 빔(15) 및 참조 빔(16)이 본 발명의 시스템을 조명한다. 상기 2개의 빔은 364 nm의 파장에서 동작하고 상기 빔에 시간 간섭성이 높은 에탈론(etalon)을 혼합한 아르곤 이온 레이저(17)로부터 유도된다. 레이저의 출력(18)은 ∼2cm 직경[1/e2밀도점(intensity point)에 의해 정의됨]의 가우스 분포를 갖는 시준 빔(20)으로 변환하는 빔 확장기(19)를 통과한다. 시준 빔(20)은 y 및 z축으로 각각 평행하게 이동하는 (그러나, 도면에서는 단지 일차원 스테이지 이동만이 도시됨) 2개의 컴퓨터 제어식 스테이지(23)상에 장착된 거울(22)을 포함하는 기계적 주사 시스템(21)내에 입사된다. 스테이지는 상기 시스템을 벗어나는 x축에 평행한 입력 빔(24)이 대형 빔 분할기(25)를 가로질러 래스터 주사되도록동작한다. 주사 이동의 연속적 통과 사이의이동 거리를 5mm(즉, 빔 직경의∼1/4)로 함으로써, 홀로그래픽 기록층에 있어서의 광밀도의 균일성이 양호해지도록 할 수 있다. 각각의 주사 이동의 속도 v는 다음의 식에 따라 홀로그램을 노출시키는 데 필요한 에너지 밀도(E)로부터 결정된다.
여기서, P는 입력 빔(24)으 전력이고, s는 주사의 연속 통과 사이의 거리이다.
그러므로, 만약 필요한 노출 에너지 밀도가 20mJ/㎠이면, 입력 빔의 전력은 100mW, 이동 거리는 5mm, 필요한 주사 속도는 10cm/s이다.
홀로그래픽 기록층에서의 빔의 주사 이동은 기계적 주사기의 회전 이동에 의해서도 역시 발생될 수 있다는 점에 주목하여야 한다.
빔 분할기(25)에 의해 전송된 빔 중에서 물체 빔(15)을 형성하는 부분은 거울(26)로부터 반사되어 수직 입사각으로 물체 마스크(11)에 도달하고, 이 때 기록층(8)을 조명한다. 빔 분할기(25)에 의해 반사된 빔 중 참조 빔(16)을 형성하는 부분은 거울(27)에 의해 반사되어 수직 입사각으로 보조 유리 프리즘(28)의 일면에 입사한다. 보조 프리즘(280에 의해 굴절된 빔은 홀로그래픽판(7)을 지지하는 프리즘(10)의 빗변을 통과하여 45°각도로 홀로그래픽 기록층(8)에 도달한 후, 그 홀로그래픽 기록층(8)의 상부 표면으로부터 내부 전반사된다.
도면으로부터는, 물체 빔(15) 및 참조 빔(16)이 매우 상이한 각도로 홀로그래픽 기록층(8)에 입사하는 것으로 도시되어 있지만, 이 2개의 빔은 동일한 영역을 비춘다는 것을 알 수 있다. 또한, 입력 빔(24)은 빔 분할기(25)를 통과하여 주사되므로, 물체 빔(15)및 참조 빔(16)은 홀로그래픽 기록층(8)을 동일한 속도로 통과한다. 이것은 홀로그래픽 기록층(8)에서 빔이 투사된 단면을 보상하기 위하여 홀로그래픽 기록층(8)에서 참조 빔(16)을 이 참조 빔의 입사 평면 내에 압축하는 기능을 갖는 보조프리즘(28)에 기인한다. 일반적으로, 만약 기록층(8)에서 물체 빔(15) 및 참조 빔(16)의 입사각이 각각 θo및 θr이면, 필요한 압축 계수(C), 즉 보조 프리즘(28)에 입사하고 보조 프리즘(28)에서 출사하는 빔의 폭비(W2/W1)는 다음 식으로 주어진다.
압축 계수(C)를 산출하기 위하여 제2도와 같이 배향돈 보조 프리즘(28)의 양면 사이에 요구되는 각()은 다음 식으로부터 계산된다.
여기서, n은 보조 프리즘 재료의 굴절률이다.
그러므로, θo=θo및 θr=45°인 특정한 구조를 고려하면, 필요한 압축 계수는 0.707이다. 따라서, 프리즘 재료의 굴절률을 1.5로 잡으면, 보조 프리즘(28)의 양면 사이에 필요한 각()은 ∼32°이다.
홀로그래픽 기록층(8)에 있어서 물체 빔 및 참조 빔 직경을 균등하게 하는 일은 별법으로서 물체 빔 경로 내에 보조 프리즘(28)을 설치하여 물체 빔(15)을 확장함으로써 달성될 수 있다.
물체 빔(15) 및 참조 빔(16)의 경로는 주사 시스템(21)의 요동(전후 요동, 횡요동 또는 좌우 요동)에 대한 홀로그래픽 기록층에 기록된 광학적 간섭 패턴으 감도를 억제하도록 정렬된다.
첫째로 필요한 것은 물체 빔(15) 및 참조 빔(16)이 홀로그래픽 기록층(8)에 정확하게 정렬되어야 한다는 것이다. 빔 정렬의 정밀도는 주사 시스템(21)에 나타나는 요동의 정도에 좌우되지만, 통상적을 만약 주사기가 ∼0.1mR 만큼 요동하면 빔(15, 16)은 1/2mm 이상 정렬되어야 한다. 이는 나이프 엣지(knife edge)를 빔 분할기(25) 앞의 입력 빔(24)에 집어넣은 다음 물체 빔 및 참조 빔 중의 나이프 엣지의 투사된 영상이 상기 기록층의 평면에서 일치할 때까지 물체 빔 및 참조 빔 경로에 있는 광학적 소자의위치 및 방향을 조정함으로써 달성될 수 있다. 자외선 빔 내의 영상은 형광판의 도움으로 관찰될 수 있다.
둘째로 필요한 것은 주사기 시스템의요동에 기인하는 입력 빔(24)의 각변위에 의해 발생되는 홀로그래픽 기록층에서의 빔의 오정렬을 극소화하는 것이다. 오정렬을 극소화하는 것은 두 개의 평면(xy 및 xz)중의 입력 빔의 각변위를 고려해야하고 홀로그래픽 기록층(8)의 모든 부분을 고려해야 한다. 물체 빔 및 참조 빔 경로의 여러 가지 구간 길이에 표지를 붙인 제3도를 참조하면, 다음과 같이 배열되는 경우, 주사기 요동에 대한 광학적 간섭 패턴의 감도는 낮게 유지된다.
여기서, n은 유리의 굴절률이다.
빔 경로가 상기 조건을 만족하는 상태인 경우, 홀로그램의 기록은 주사기 시스템 내의 요동에 대하여 상당히 용인된다. 마스크(11) 근처의 물체 빔 경로 내에 보조 프리즘(28)을 설치하는 것은 주사기 요동에 대한 간섭 패턴의 감도 약화를 향상시시켜 주지만(왜냐 하면, xy 평면 내에서 입력 빔의 요동에 대한 감도를 극소화 하기 위한 물체 빔 및 참조 빔의 상대적 광학 경로의 길이에 대한 조건 및 xz 평면에 대한 대응하는 조건이 더 유사하기 때문이다), 마스크(11) 및 홀로그래픽판(7)으로의 접근화를 희생한 결과이다.
일단 레이저 빔(15,16)이 이들의 주사를 종료하면, 홀로그래픽판(7)은 프리즘(10)으로부터 제거되고 홀로그래픽층(8)이 정착된다. 홀로그램의 효율성이 홀로그래픽 노출 및 정착 사이의 시간 지연에 의존하는 홀로그래픽 재료에 대하여, 홀로그래픽 기록층의 각 부분에 대한 노출 및 정착 사이의 시간 지연이 동일하도록 정착은 상기 홀로그래픽판을 정착 공정에 서서히 도입함으로써 가장 양호하게 수행된다. 비간섭성 자외선 조명에 의한 정착의 경우, 이것은 자외선 조명원, 콘덴서 및 시준 광학 장치를 홀로그래픽 노출 장치와 결합하고 비간섭성 자외선 빔이 홀로그램 형성 빔의 전후의 홀로그래픽층을 주사하도록 주사 시스템을 수정함으로써 달성될 수 있다. 이어서 홀로그램 재구성이 진행될 수 있다.
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Claims (10)

  1. 홀로그래픽 기록층에 물체 마스크의 내부 전반사 홀로그램을 기록하기 위한 방법에 있어서,
    a) 입력 레이저 빔을 물체 빔 및 참조 빔으로 분할하는 단계;
    b) 상기 2개의 빔을 홀로그래픽 기록층에 진행시켜서, 물체 빔이 홀로그래픽 기록층의 일면상에 입사한 다음 물체 마스크를 통과하게 하고, 참조 빔은 이빔이 홀로그래픽 기록층의 타면상에서 홀로그래픽 기록층을 통과한 후 홀로그래픽 기록층으로 다시 내부 전반사하는 각도록 입사되게 하고, 물체 빔 및 참조 빔은 이들이 정렬되어 홀로그래픽 기록층을 횡단할 때 정렬된 채 유지되도록 상기 홀로그래픽 기록층에서 중첩되게 하는 단계; 및
    c) 물체 빔 및 참조 빔이 홀로그래픽 기록층을 횡단하도록 상기 입력 레이저 빔을 변위시키는 단계를 포함하는 것인 내부 전반사 홀로그램 기록 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 물체 빔 및 참조 빔을 상기 홀로그래픽 기록층으로 진행시키는 단계는 상기 참조 빔 및/또는 물체 빔을 일차원으로 압축 및/또는 확장시키는 단계를 포함하는 것인 내부 전반사 홀로그램 기록 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 물체 빔 및 참조 빔을 상기 홀로그래픽 기록층으로 진행시키는 단계는 상기입력빔의 모든 변위에 의해 생성된 상기 홀로그래픽 기록층에서의 간섭 빔의 오정렬이 극소화 되도록 상기 물체 빔 및 참조 빔의 광학 경로 길이를 조정하는 단계를 더 포함하는 것인 내부 전반사 홀로그램 기록 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 입력 레이저 빔이 상기 홀로그래픽 기록층을 통과하는 중에 상기 입력 레이저 빔의 밀도를 변화시키는 단계를 더 포함하는 것인 내부 전반사 기록 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 물체 빔 및 참조 빔이 상기 홀로그래픽 기록층을 통과하는중에 상기 홀로그래픽 기록층을 횡단하는 상기 물체 마스크 및 홀로그래픽 기록층의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 마스크 및 홀로그래픽 기록층 사이의 간격을 측정 및 조정하는 단계를 더 포함하는 것인 내부 전반사 홀로그램 기록 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 입력 레이저 빔의 변위는 래스터 패턴을 나타내는 것인 내부 전반사 홀로그램 기록 방법.
  7. 홀로그래픽 기록층에 물체 마스크의 내부 전반사 홀로그램을 기록하는 장치에 있어서,
    a) 입력 레이저 빔을 물체 빔 및 참조 빔으로 분할하는 단계;
    b) 상기 2개의 빔을 홀로그래픽 기록층에 진행시켜서, 물체 빔이 홀로그래픽 기록층의 일면상에 입사한 다음 물체 마스크를 통과하게 하고, 참조 빔은 이 빔이 홀로그래픽 기록층의 타면상에서 홀로그래픽 기록층을 통과한 후 홀로그래픽 기록층으로 다시 내부 전반사하는 각도록 입사되게 하고, 물체 빔 및 참조 빔은 이들이 정렬되어 홀로그래픽 기록층을 횡단할 때 정렬된 채 유지되도록 상기 홀로그래픽 기록층에서 중첩되게 하는 단계; 및
    c) 물체 빔 및 참조 빔이 홀로그래픽 기록층을 횡단하도록 상기 입력 레이저 빔을 변위시키는 수단을 포함하는 것인 내부 전반사 홀로그램 기록용 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 물체 빔 및 참조 빔을 상기 홀로그래픽 기록층으로 진행시키는 상기 수단은 상기 물체 빔 및/또는 참조 빔을 일차원으로 압축 및/또는 확장하기 위한 프리즘, 회절격자 또는 원통형 렌즈 시스템을 포함하는 것인 내부 전반사 홀로그램 기록용 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 물체 빔 및 참조 빔을 상기 홀로그래픽 기록층으로 진행시키기 위한 수단은 상기 입력 빔의 모든 변위에 의해 생성된 상기 홀로그래픽 기록층에서의 상기 간섭 물체 빔 및 참조 빔의 오정렬이 극소화하도록 조정하는 것인 내부 전반사 홀로그램 기록용 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 물체 빔 및 참조 빔을 상기 홀로그래픽 기록층을 통과하는중에 상기 홀로그래픽 기록층을 횡단하는 상기 물체 마스크 및 홀로그래픽 기록층의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 물체 마스크 및 홀로그래픽층 사이의 간격을 측정 및 조정하는 수단을 더 포함하는 것인 내부 전반사 홀로그램 기록용 장치.
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