KR20100125047A - Optical device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광분할기에 관한 것으로서, 입사각을 자유롭게 조절할 수 있어서, 간섭 패턴을 원하는 대로 조정할 수 있으며, 광확대기와 간섭광의 경로축을 엄격히 조절하지 않아도, 비교적 쉽게 조작하여 특정 입사각을 구현할 수 있고, 입사각의 정확한 구현으로 인하여, 오차가 적으며, 오차를 수정하기 위한 틸트장치가 필요 없는 광학 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light splitter, and the angle of incidence can be freely adjusted, so that the interference pattern can be adjusted as desired, and the specific angle of incidence can be achieved by relatively easy operation without strictly adjusting the path axis of the light magnifier and the interference light. Due to its precise implementation, it relates to an optical device which has a small error and does not need a tilt device to correct the error.
일반적으로 간섭 리소그라피(interference lithography) 기술은 반도체 공정 및 관련 분야에서 주기적인 패턴(periodic patterns)을 제작하는데 활용되는 공정 기술로서, 레이저와 같은 가간섭성(coherence)이 있는 광원을 이용하여 간섭 신호(interference fringe)를 만들고, 이 신호를 광경화성 재료(photoresist)가 도포된 기판(substrate)에 조사하여 간섭 신호의 광강도 분포(intensity distribution)와 같은 패턴을 제작하는데 활용되는 공정 기술이다.In general, interference lithography is a process technology used to fabricate periodic patterns in semiconductor processing and related fields. An interference lithography technique is used to generate an interference signal using a coherence light source such as a laser. It is a process technique used to create an interference fringe and irradiate this signal onto a substrate coated with a photoresist to produce a pattern such as an intensity distribution of an interference signal.
이러한 공정 기술을 구현하는 간섭 리소그라피 시스템으로 현재까지 3~4개의 광학장치가 활용되는데, 이 중 가장 많이 활용되는 것은 Lloyd 형 간섭리소그라피 장치와, 이를 개선한 간섭 리소그라피 장치이다. 보다 자세한 설명을 위하여 도 1 및 도 2를 제시한다. 도 1은 Lloyd 형 간섭리소그라피 장치의 원리를 설명하기 위한 개략도이며, 도 2는 이를 개선한 간섭 리소그라피 장치의 개략도이다.An interference lithography system that implements this process technology has been used three to four optical devices to date, the most common of which is the Lloyd type interference lithography device, and the improved interference lithography device. 1 and 2 are shown for more detailed description. 1 is a schematic diagram illustrating the principle of an Lloyd type interference lithography apparatus, and FIG. 2 is a schematic diagram of an interference lithography apparatus which has been improved.
도 1에 도시된 바와 같이, 간섭 리소그라피장치(10)는 초기에 개발된 장치로서, 간단한 장치 구성과 신뢰성으로 인해 현재까지 널리 사용되고 있다. 광발진기(11)에서 발진되는 레이저 등 광은 집광렌즈(12)와 핀홀(13)을 통과하면서 구면파(spherical wave) 형태로 진행하게 된다. 기판(14) 상에는 광경화제(16)가 도포되어 있으며, 기준미러(17)가 구비되어 있다. 핀홀(13)을 통과한 후 구면파로 진행되는 광의 일부는 기준미러(17)에 입사되고, 일부는 기판(14)으로 입사된다.As shown in FIG. 1, the
이때, 기준미러(17)로 입사되는 부분을 기준광, 기판으로 입사되는 광을 간섭광이라 명명하며, 기준광은 기준미러로 입사된 후(P2), 기판면으로 반사되고, 기판면 위에서 간섭광과 만나(P1) 간섭신호를 형성하게 되며, 이 간섭신호의 광강도 분포에 따라 광경화제(16)가 경화된다. 기판면 위에 형성되는 간섭신호의 광강도(intensity)는 기준광과 간섭광의 경로차(optical path difference)에 의해 결정되는데, 도 1의 P1점에서의 광강도는 기준미러의 P2점에서 반사되어 P1에 입사되는 기준광과 핀홀에서 P1점으로 입사되는 간섭광의 진행거리 차로 결정되며, 이 광강도를 기판면 전체에 도시하면 정현파(sinusoidal) 형태를 가진다.At this time, the part incident to the
도 2는 도1의 Lloyd형 간섭 리소그라피 장치의 단점을 보완한 형태로 가장 널리 이용되고 있는 광학시스템 구성도이다. 본 간섭 리소그라피장치(20)는 광발진기(21)에서 발진되는 레이저 등 광은 미러(22)와 광분할기(23, beam splitter)를 거쳐 2개의 광으로 분리된다. 이를 각각 좌측, 우측광으로 명명하며, 좌측, 우측 광은 각각 미러(24), 집광렌즈(25), 핀홀(26)로 구성된 광확대기(beam expander)를 거쳐 광경화제(27)가 도포된 기판(28)으로 조사된다. 광확대기는 좌측, 우측 광에 동일하게 적용되며, 노광면적에 해당하는 크기로 레이저 광을 확대하는 역할을 한다. 도 2는 구면파 형태로 광을 확대하는 예를 보여주며, 핀홀 다음에 렌즈를 추가로 설치하여 평행파(parallel wave) 형태로 광을 확대하기도 한다.FIG. 2 is an optical system configuration diagram which is most widely used in a form that compensates for the disadvantages of the Lloyd type interference lithography apparatus of FIG. 1. In the
본 간섭 리소그라피 장치(20)에서 기판(28)위에 형성되는 간섭 신호의 광강도는 좌, 우측 광확대기의 핀홀(26)에서 해당지점까지의 거리 차로 결정되며, 예를 들어 도 2의 P1점에서의 광강도는 좌측 광확대기의 핀홀에서 P1까지의 거리와 우측 광확대기의 핀홀에서 P1까지의 거리 차이로 결정되며, 이 광강도를 기판면 전체에 도시하면 정현파(sinusoidal wave) 형태로 발생된다.The light intensity of the interference signal formed on the
도 3은 전술한 도 1 및 도 2의 간섭리소그라피 장치에서, 광원에서 분리된 2개의 간섭광이 기판위에서 합쳐져 간섭신호를 형성할 때, 간섭신호의 광강도 분포와 기하학적 관계를 보여준다. 간섭을 일으키는 두 광을 좌측 간섭광(29), 우측 간섭광(30)이라 명명하고, 광경화제(27)가 도포된 기판(28)위에 수직선(31, z축방향)을 기준으로 θ각으로 조사한다고 본다. 이때, 광경화제는 일반적으로 수 ㎛에서 수백 nm 두께로 기판 위에 도포되는데, 그 두께가 매우 얇기 때문에 광경화제 내부에서의 간섭 신호변화는 무시하고 표면에서의 간섭 신호의 광강도 분포를 따라서 광경화제가 노광된다. 간섭신호의 광강도 분포를 보여주는데, x 축을 따라 cosine(또는 sine) 함수의 형태를 취하며, 광강도 분포의 주기는 아래의 수식과 같다.FIG. 3 shows the geometric relationship and the light intensity distribution of an interference signal when two interference lights separated from a light source are combined on a substrate to form an interference signal in the interference lithography apparatus of FIGS. 1 and 2 described above. The two light sources causing interference are referred to as the
(수학식 1)에서 λ는 광원의 중심 파장이고, θ는 도 3에 표시된 좌, 우측 간섭광의 입사각을 의미한다. 광원에서 나온 광을 2개 이상의 광으로 분리한 후, 광경화제가 도포된 기판 위에 경로차를 이용한 간섭신호를 생성시키고, 이를 이용하여 광경화제를 패터닝하는 방법은 모두 동일하며, 발생하는 간섭신호의 주기는 (수학식 1)을 따른다.In Equation 1, λ is a center wavelength of the light source, and θ means an incident angle of left and right interference light shown in FIG. 3. After the light from the light source is separated into two or more lights, an interference signal using a path difference is generated on the substrate on which the photocuring agent is applied, and the method of patterning the photocuring agent using the same is the same. The cycle follows (Equation 1).
도 1의 Lloyd 간섭 리소그라피 장치보다 도 2의 간섭 리소그라피 장치가 널리 활용되고 있는데, 이는 노광 면적을 자유롭게 조절할 수 있으며, 간섭을 발생시키는 두 광의 광강도차를 최소화시킬 수 있어 Lloyd형 광학계에서보다 가시도가 뚜렷한 간섭 신호를 발생시킬 수 있는 장점이 있기 때문이다. 이는 패터닝 공정에서 노광 시간을 줄여주고 정확한 패턴 제작이 가능하게 한다.The interference lithography apparatus of FIG. 2 is more widely used than the Lloyd interference lithography apparatus of FIG. 1, which can freely adjust the exposure area and minimize the light intensity difference between two light sources that cause interference, thereby providing more visibility than the Lloyd type optical system. This is because there is an advantage that can generate a distinct interference signal. This reduces the exposure time in the patterning process and enables accurate pattern production.
도 2의 간섭 리소그라피 장치에서 중요한 개선사항 중의 하나는 도 3에 표시된 간섭신호 광분포 곡선의 주기(pitch)를 자유롭게 조절하여 다양한 주기의 패턴을 제작하는 것이다. 전술한 바와 같이, 광분포 곡선의 주기는 (수학식 1)을 따르며, 이 식을 고찰해 볼 때 패턴의 주기를 변경하기 위해서는 광원의 파장을 바꾸거나, 간섭광의 입사각을 조절하여야 한다.One of the important improvements in the interference lithography apparatus of FIG. 2 is to freely adjust the pitch of the interference signal light distribution curve shown in FIG. 3 to produce patterns of various periods. As described above, the period of the light distribution curve follows Equation 1, and when considering this equation, in order to change the period of the pattern, it is necessary to change the wavelength of the light source or adjust the incident angle of the interference light.
간섭 리소그라피에서 광원으로는 가간섭성이 우수한 레이저를 많이 활용하는데, 현재 상용화된 레이저의 파장은 대략 3~4개로 제한되며, 또한 기판 위에 도포 되는 광경화제를 경화시킬 수 있는 파장의 레이저를 사용해야 하므로, 이를 통한 광분포 곡선의 주기 조절은 불가능하다.In interference lithography, lasers with high coherence are often used as light sources. Currently, the wavelength of commercialized lasers is limited to about 3 to 4 lasers, and a laser having a wavelength that can cure the photocuring agent applied on the substrate must be used. However, it is not possible to adjust the period of the light distribution curve through this.
두번째로, 두 간섭광의 입사각 θ를 조절하는 것은 광학 장치의 위치를 변경하는 것이지만, 도 2의 간섭 리소그라피 장치에서 이를 쉽게 조절하여 원하는 주기의 패턴을 자유롭게 제작하는 것이 용이하지 않다.Secondly, adjusting the angle of incidence θ of the two interfering light is to change the position of the optical device, but it is not easy to freely manufacture the pattern of the desired period by easily adjusting it in the interference lithography apparatus of FIG. 2.
도 4는 도 2의 간섭 리소그라피 장치에서 입사각 θ를 조절하는 방식을 설명하기 위한 개략도이다. 설명의 편의를 위하여, 레이저 및 2개의 간섭광으로 분기하는 광학장치는 생략하였다. 도 4에 도시된 바와 같이, 입사각을 변경하기 위해서는 좌측 광확대기(37, 38) 및 우측 광확대기(39, 40)의 위치가 이동하여야 하는데, 기판(28)의 가운데를 중심으로 하는 가상의 동심원을 따라 회전 이동하여야 한다. 입사각이 θ1일 때 좌, 우측 광확대기의 위치(37, 40)와, θ2로 변경할 때의 위치(38, 39)를 비교하면, 입사각 조절을 위한 광확대기의 위치조정 방법을 알 수 있다. 이러한 방법을 이용할 때 고정위치에서 입사된 간섭광을 각각의 광확대기의 집광렌즈와 핀홀 장치에 정확하게 입사시키기 위해서는 각각의 광확대기에 최소 2개 이상의 미러(32-34, 33-40)를 이용하여야 한다.4 is a schematic diagram illustrating a method of adjusting an incident angle θ in the interference lithography apparatus of FIG. 2. For convenience of explanation, the optical device which splits into a laser and two interference light was abbreviate | omitted. As shown in FIG. 4, in order to change the angle of incidence, the positions of the
도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 광확대기의 위치가 변경될 때마다 각각의 미러를 정밀하게 회전하여 간섭광이 각 광확대기의 미러(34), 집광렌즈(35)를 통과한 후 핀홀(36)에 초점이 맺히도록 조정하여야 한다. 기판면에서 광확대기까지의 거리는 노광 면적에 따라 다르지만, 일반적으로 1m 이상 떨어져 있고, 중심이 기판 면 상에 있는 원형 가이드에 광확대기를 장착하여 입사각 θ를 조정하여도 가이드의 기계적 가공 오차로 인하여 수 ㎛의 위치 오차는 발생한다.As can be seen in FIG. 4, each time the position of the light magnifier is changed, each mirror is precisely rotated so that the interference light passes through the
또한, 핀홀의 구멍크기는 기판에 조사되는 간섭광의 품질에 따라 다르지만, 대략 수 ㎛ 크기를 사용한다. 그러므로, 미러들(32-34, 33-40)의 회전만을 조절하여서는 간섭광을 핀홀(36)에 정확하게 통과시킬 수 없으며, xz 평명상에서 미러의 위치를 조절할 수 있는 부가적인 평행 이동장치가 필요하게 된다. 더욱이, 가이드의 기계적 오차로 인하여, xz 평면 밖으로의 오차, 예를 들어 x 축을 중심으로한 회전오차, 가 발생하면 이를 보상하기 위한 틸트 조절장치도 필요하다. 결국 간섭광의 방향을 조절하는 2개의 미러 중 최소 1개에는 집광렌즈와 핀홀의 광축 방향을 제외한 5자유도(Degree of Freedom)를 제어할 수 있는 기계적 장치가 부착되어야 한다.In addition, the hole size of the pinhole depends on the quality of the interference light irradiated on the substrate, but uses a size of approximately several μm. Therefore, by adjusting only the rotation of the mirrors 32-34, 33-40, it is impossible to pass the interference light accurately through the
이러한 점을 고려할 때, 도 2의 간섭 리소그라피 장치는 입사각을 조절할 때마다 광확대기와 간섭광의 경로축을 엄격히 조절하여야 하며, 이러한 점은 특정한 입사각으로 간섭 리소그라피 장치를 조절하기 어렵다는 것을 의미한다. 더욱이, 입사각을 정확하게 제어할 수 없으면, 좌/우측 간섭광의 입사각을 일치시킬 수 없고, 이는 만들고자 하는 패턴의 주기를 정확하게 제어할 수 없음을 의미하는 것이다.In view of this, the interference lithography apparatus of FIG. 2 must strictly adjust the path axis of the light magnifier and the interference light whenever the angle of incidence is adjusted, which means that it is difficult to control the interference lithography apparatus at a specific angle of incidence. Moreover, if the angle of incidence cannot be accurately controlled, the angle of incidence of the left / right interference light cannot be matched, which means that the period of the pattern to be made cannot be accurately controlled.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 입사각을 자유롭게 조절할 수 있어서, 간섭 패턴을 원하는 대로 조정할 수 있는 광학장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical device capable of freely adjusting the angle of incidence and adjusting an interference pattern as desired.
또한, 광확대기와 간섭광의 경로축을 엄격히 조절하지 않아도, 비교적 쉽게 조작하여 특정 입사각을 구현할 수 있는 광학장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide an optical device that can realize a specific angle of incidence by operating relatively easily without strictly adjusting the path axis of the light magnifier and the interference light.
또한, 입사각의 정확한 구현으로 인하여, 오차가 적으며, 오차를 수정하기 위한 틸트장치가 필요없는 효율적인 광학장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, due to the accurate implementation of the angle of incidence, it is an object of the present invention to provide an efficient optical device with less error and no tilting device for correcting the error.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 본 발명의 광학장치는 대상물에 광을 투사하는 광학장치에 있어서, 광을 분할하는 광분할기, 상기 분할된 광의 경로를 변경하며, 회전 가능한 복수의 제1 조절미러, 및 상기 제1 조절미러에 의해 변경된 광의 경로를 재변경하며, 곡선의 가이드 상에서 이동 가능하고 초점이 동일한 복수의 제2 조절미러를 포함하며, 상기 제1 조절미러 중 하나는 상기 곡선의 가이드 상의 중심축 선상에 위치한 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object of the present invention, the optical device of the present invention, in the optical device for projecting light to the object, the optical splitter for dividing the light, changing the path of the divided light And a plurality of rotatable first adjusting mirrors, and a plurality of second adjusting mirrors which redirect the light paths changed by the first adjusting mirrors, and which are movable on a curved guide and having the same focus. One of the adjustment mirrors is characterized by being located on a central axis line on the guide of the curve.
상기 광학장치는 식을 만족하는 것을 특징으로 하며, 여기서, B는 상기 곡선의 가이드 상의 중심축 선상에 위치한 제1 조절미러의 회전 중심점에 서 상기 곡선의 가이드까지의 직선거리, C는 상기 대상물과 상기 곡선의 가이드까지의 직선거리, f는 상기 제2 조절미러의 초점거리이다.The optical device The formula satisfies the formula, wherein B is a straight line distance from the center of rotation of the first adjustment mirror located on the center axis line on the guide of the curve, the guide of the curve, C is the guide of the object and the curve The linear distance to, f is the focal length of the second adjustment mirror.
상기 곡선의 가이드는 원형 또는 원형의 일부이며, 상기 제1 조절미러에서 적어도 하나는 병진 운동이 가능한 것이 바람직하다. 상기 광분할기의 광경로상 이전에 배치되어, 광을 집광하는 집광렌즈를 포함하며, 상기 대상물은 기판으로서, 상기 광학장치는 상기 기판상에 광 간섭을 일으키는 것에 적용하는 것이 바람직하다.The curved guide is a circle or a part of a circle, and at least one of the first adjustment mirrors is capable of translational movement. And a condenser lens disposed prior to the optical path of the optical splitter and condensing light, wherein the object is a substrate, and the optical device is preferably applied to cause optical interference on the substrate.
또한, 본 발명에 따른 광학장치는 기판에 간섭광을 야기하는 광학장치에 있어서, 복수의 광(光)이 각각 입사되어 경로를 변경시키는 복수의 제1 조절미러, 및 상기 제1 조절미러에 의해 변경된 광의 경로를 재변경하며, 원형의 가이드 상에서 이동 가능하고 초점이 동일한 복수의 제2 조절미러를 포함하며, 상기 제1 조절미러 중 하나는 상기 곡선의 가이드 상의 중심축 선상에 위치하고, 상기 광학장치는 식을 만족하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the optical device according to the present invention, in the optical device that causes interference light on the substrate, a plurality of first adjustment mirrors, each of which a plurality of light is incident to change the path, and by the first adjustment mirror And redirecting the altered path of light, the second adjusting mirror being movable on a circular guide and having the same focus, wherein one of the first adjusting mirrors is located on a central axis line on the curved guide, and the optical device Is It is characterized by satisfying the equation.
상기 제1 조절미러에서 적어도 하나는 병진 운동이 가능한 것이 좋으며, 상기 복수의 광은 집광렌즈에 의하여 집광된 후에, 광분할기에 의하여 분할되어 형성된 것이 바람직하다.Preferably, at least one of the first adjustment mirrors is capable of translational movement, and the plurality of lights are condensed by a condenser lens and then divided by a light splitter.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따르면 입사각을 자유롭게 조절할 수 있어서, 간섭 패턴을 원하는 대로 조정할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the angle of incidence can be freely adjusted, so that the interference pattern can be adjusted as desired.
또한, 광확대기와 간섭광의 경로축을 엄격히 조절하지 않아도, 비교적 쉽게 조작하여 특정 입사각을 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, even if the path axis of the light magnifier and the interference light are not strictly controlled, there is an effect that a specific incident angle can be realized by relatively easy manipulation.
또한, 입사각의 정확한 구현으로 인하여, 오차가 적으며, 오차를 수정하기 위한 틸트장치가 필요없는 효과가 있다.In addition, due to the accurate implementation of the angle of incidence, the error is small, there is an effect that does not need a tilt device for correcting the error.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 수직처분 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니며, 수평처분 등 다양하게 적용이 가능하다.Hereinafter, a preferred vertical disposal embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiment, and various applications, such as horizontal disposal, are possible.
도 5는 본 발명에 따른 광학 장치(100)를 도시한 주요 부품 사시도이다. 본 광학 장치는 간섭 리소그라피 장치 등 이를 응용한 다양한 장치에 응용될 수 있다.5 is a perspective view of the main parts of the
이에 도시된 바와 같이, 미도시된 광발진기에서 발진된 레이저 등의 광(101)은 제1 미러(102)에서 90° 방향으로 반사되어 진행한다. 이때, 광은 레이저 소스에서 나온 레이저 광 자체를 이용할 수도 있고, 입사광의 광도를 균일하게 조절하기 위하여 시준기(collimator)를 통과시켜 일정한 지름으로 증폭된 레이저 광을 사용할 수도 있다.As shown in the drawing, light 101 such as a laser oscillated by an optical oscillator not shown is reflected by the
상기 광(101)은 집광렌즈(103)를 통과한 후, 광분할기(116)에 의하여 좌, 우측 광(104, 105)으로 분할된다. 이때, 좌측 광(104)은 제2 미러(106)를 이용하여 광 경로를 90° 방향으로 꺾어준다. 이 광학장치에서 종래의 구성과 차이가 나는 점은 입사되는 광이 반드시 집광렌즈(103)를 통과한 후에 광분할기(116)를 거쳐 분 기된다는 점이며, 이 조건을 만족할 경우에는 다양한 광학장치의 구성이 가능하다. 또는 2개의 동일한 집광렌즈를 광분할기 이후에 설치하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다. 즉, 집광렌즈의 위치는 광분할기 이전 또는 이후에 설치될 수 있으며, 광분할기 전에 설치되는 경우에는 1개의 집광렌즈가 설치될 수 있고, 광분할기 이후에 설치되는 경우에는 동일한 사양의 2개의 집광렌즈가 설치될 수 있다. 일반적인 경우에는 광분할기 이전에 1개의 집광렌즈를 설치하는 것이 유리할 수 있다. 집광렌즈는 입사 레이저 광이 일련의 광학부품을 거친 후 기판 위 일정 면적에 광이 퍼지도록 하는 역할을 한다.광이 집광렌즈(103)를 통과하면, 렌즈의 초점에 광이 수렴하게 되므로, 도 2의 광분할기를 통과할 때의 평행빔 경로와는 약간 상이하게 되지만, 간섭 리소그라피 장치에서는 수십 mm 이상의 초점길이를 갖는 집광렌즈를 사용하므로, 이러한 경로 차이는 무시할 정도로 미미하다.After the light 101 passes through the
좌, 우측 광(104, 105)은 각각 제1 좌우측 조절미러(107, 108)를 통하여 광 경로를 변경하여, 상단에 위치한 제2 좌우측 조절미러(109, 110)에 입사 및 반사되어 기판면에서 간섭 패턴을 형성하게 된다.The left and
상기 제2 좌우측 조절미러(109, 110)는 제1 좌우측 조절미러(107, 108)를 이용하여 광경로가 바뀌어도 항상 기판(120) 위에 좌, 우측 간섭광이 모이도록 하는 역할을 한다. 제2 좌우측 조절미러(109, 110)는 각각 구동휠(112, 113)을 구비하여, 원형 미러 가이드(111)상을 움직일 수 있다. 이때, 제2 좌우측 조절미러(109, 110)의 각각의 중심이 공간상에 일치하도록 조절하여 설치한다.The second left and right adjustment mirrors 109 and 110 serve to collect left and right interference light on the
제2 좌우측 조절미러(109, 110)는 원형 미러 가이드(111)상을 주행할 수 있 으므로, 손쉽게 다양한 각도에서 입사각을 조절할 수 있으며, 각 미러(109, 110)는 그 자리에서 고정된 것이 바람직하나, 고정축(114, 115)을 중심으로 회전 운동을 할 수 있도록 구성할 수도 있다. 또한, 고정축(114, 115) 중심의 회전이나, 원형 미러 가이드(111) 상의 주행은 자동화 장치를 부착하여, 입사각을 손쉽게 조절하여 사용할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 제2 좌우측 조절미러(109, 110) 2개를 예시하였지만, 3개 이상의 복수개의 미러가 원형 미러 가이드(111) 상에 설치될 수 있다.Since the second left and right adjustment mirrors 109 and 110 can travel on the
이때, 원형 미러 가이드(111)의 중심이 제2 좌우측 조절미러(109, 110)의 중심과 일치하도록 설계함으로써, 제2 좌우측 조절미러(109, 110)가 원형 미러 가이드(111) 상의 어느 위치에 있다 하더라도 광경로가 자동으로 조절되도록 한다. 원형 미러 가이드(111)는 원 형태이거나 타원 형태일 수 있다.In this case, the center of the
보다 자세한 설명을 위하여 도 6을 제시한다.6 is shown for more detailed description.
도 6은 본 발명에 따른 간섭 리소그라피 장치의 원리를 설명하기 위한 개념도이다. 여기서, 실선으로 도시된 부분은 임의의 위치(예를 들어, 입사각이 θ1일 때)에서의 광경로 및 광부품(예를 들어, 제2 좌우측 조절미러)를 도시한 것이며, 점선으로 도시된 부분은 다른 위치(예를 들어, 입사각이 θ2일 때)에서의 광경로 및 광부품을 도시한 것이다.6 is a conceptual diagram illustrating the principle of an interference lithography apparatus according to the present invention. Here, the portion shown by the solid line shows the optical path and the optical component (eg, the second left and right adjustment mirror) at an arbitrary position (eg, when the incident angle is θ 1 ), and is shown by the dotted line. The part shows the optical path and the optical component at different positions (for example, when the incident angle is θ 2 ).
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 우측 조절미러(108)는 B점을 기준으로 회전하도록 설계되며, 원형 미러의 광축 상에 위치한다. 이때, B와 기판(120)상의 광축 에 해당하는 점 C의 관계는 다음 (수학식 2)로 표현된다.As shown in FIG. 6, the first
(수학식 2)에서, B는 점 B와 원형 미러상의 광축에 있는 점 A까지의 거리, C는 기판상의 점 C에서 A까지의 거리를 나타내며, f는 원형 미러의 초점거리를 의미하는 것으로서 원형 미러 가이드(111)의 반경의 절반에 해당하는 값이다. 본 장치는 (수학식 2)를 만족한다.In Equation (2), B denotes the distance from point B to point A on the optical axis on the circular mirror, C denotes the distance from point C to A on the substrate, and f denotes the focal length of the circular mirror. The value corresponds to half of the radius of the
만약, 제1 우측 조절미러(108)가 회전하여 광의 진행방향이 바뀌어도, 원형 미러 가이드(111)를 움직이는 제2 좌우측 조절미러에 의하여 반사된 후에 기판상의 C 점을 통과한다. 그러므로, 미러의 회전 운동만으로 우측 간섭광의 입사각도를 자유롭게 조절할 수 있다.If the first
제1 좌측 조절미러(107)의 경우에는, 제1 우측 조절미러(108)와 동일하게 B 점을 기준으로 회전하여야 하지만, 이는 기계적으로 구현이 어려운 만큼, 도 6에서와 동일하게 제1 우측 조절미러(108)와 동일한 평면 옆에 설치한다. 이때, 광방향을 조절하기 위하여 제1 좌측 조절미러가 회전하면, 광축상의 광진행 방향의 시작점이 변하게 되고, 이는 (수학식 2)에서 B와 C 거리가 변하게 됨을 의미한다. In the case of the first
그러므로, 제1 좌측 조절미러(107)가 회전할 때, 광진행 방향이 광축상의 B점에 항상 위치하도록 조절미러의 높이를 조절할 필요가 있다. 도 6에서 θ1일 때와, θ2 일 때 제1 좌측 조절미러(107)의 회전과 함께 높이를 조절함으로써, 광진행 방향의 광축상의 위치가 항상 B점에 일치시키는 상태를 보여준다. 이 경우, 좌측 조절미러에 의한 간섭광은 (수학식 2)를 만족하게 되므로, 우측 간섭광과 마찬가지로 입사각을 자유롭게 조절할 수 있다.Therefore, when the first
도 6은 일 실시예에 불과하며, 본 기술사상을 포함한 발명의 변경은 얼마든지 가능하며, 일례로 좌, 우측의 구성을 바꾼다든지, 좌, 우측 모두 회전 및 병진 운동을 이용한다든지 하는 변형은 가능하며, 본 발명의 권리범위에 모두 포함된다는 사실을 분명히 밝혀두기로 한다.6 is only one embodiment, and any change of the invention including the present technical concept is possible, and for example, modifications such as changing the configuration of left and right, using both rotational and translational movements of left and right are possible. And it will be clear that it is included in all the scope of the present invention.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
도 1은 Lloyd 형 간섭리소그라피 장치의 원리를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a schematic diagram for explaining the principle of an Lloyd type interference lithography apparatus.
도 2는 도1의 Lloyd형 간섭 리소그라피 장치의 단점을 보완한 형태로 가장 널리 이용되고 있는 광학시스템 구성도이다.FIG. 2 is an optical system configuration diagram which is most widely used in a form that compensates for the disadvantages of the Lloyd type interference lithography apparatus of FIG. 1.
도 3은 전술한 도 1 및 도 2의 간섭리소그라피 장치에서, 광원에서 분리된 2개의 간섭광이 기판 위에서 합쳐져 간섭신호를 형성할 때, 간섭신호의 광강도 분포와 기하학적 관계를 보여준 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a geometric relationship and light intensity distribution of an interference signal when two interference lights separated from a light source are combined on a substrate to form an interference signal in the above-described interference lithography apparatus of FIGS. 1 and 2.
도 4는 도 2의 간섭 리소그라피 장치에서 입사각 θ를 조절하는 방식을 설명하기 위한 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating a method of adjusting an incident angle θ in the interference lithography apparatus of FIG. 2.
도 5는 본 발명에 따른 광학 장치(100)를 도시한 주요 부품 사시도이다.5 is a perspective view of the main parts of the
도 6은 본 발명에 따른 간섭 리소그라피 장치의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating the principle of an interference lithography apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 광학장치 101: 광100: optical device 101: optical
102: 제1 미러 103: 집광렌즈102: first mirror 103: condenser lens
104: 좌측 광 105: 우측 광104: left light 105: right light
106: 제2 미러 107, 108: 제1 좌우측 조절미러106:
109, 110: 제2 좌우측 조절미러 114, 115: 고정축109 and 110: second left and right adjustment mirrors 114 and 115: fixed shaft
116: 광분할기 120: 기판116: light splitter 120: substrate
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