JP7199669B2 - Light-generating device, exposure apparatus provided with light-generating device, exposure system, light-generating method, and exposure photoresist manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、光発生装置、光発生装置を備える露光装置、露光システム、光発生方法、及び露光フォトレジスト製造方法に関する。特に、本発明は、光渦を用いて所定距離離間した少なくとも２つの光束を発生する光発生装置、及び該所定距離離間した少なくとも２つの光束を用いて露光する露光装置に関し、並びに該光発生装置及び該露光装置を用いた露光システム、光発生方法及び露光フォトレジスト製造方法に関する。 The present invention relates to a light-generating device, an exposure apparatus having the light-generating device, an exposure system, a light-generating method, and an exposure photoresist manufacturing method. In particular, the present invention relates to a light generating device that uses a light vortex to generate at least two light beams separated by a predetermined distance, an exposure device that exposes using the at least two light beams separated by a predetermined distance, and the light generating device. and an exposure system using the exposure apparatus, a light generation method, and an exposure photoresist manufacturing method.
金属微細構造の形成において、フォトリソグラフィー法は必要不可欠な技術となっている。フォトリソグラフィー法におけるリフトオフ法は、代表的な構造作製プロセスである。リフトオフ法に限らず、フォトリソグラフィー法では必ずレジスト材料への「感光」のプロセスを要するが、これには大きく分けて２つのアプローチがある。 Photolithography has become an indispensable technique in the formation of metal microstructures. A lift-off method in photolithography is a typical structure fabrication process. Photolithography, not limited to the lift-off method, always requires a process of "photosensitizing" the resist material, and there are roughly two approaches to this.
ひとつはマスク露光法であり、パターン加工を施した遮蔽基板（マスク）をレジスト上に配置し、感光領域の２次元パターンを形成する（例えば非特許文献１を参照のこと）。この手法では、マスクのパターンに忠実な微細加工を容易に施すことができ、数１０ｎｍ程度の微細金属構造を形成することができる。しかしながら、マスクの製造に大きなコストが掛かる難点がある。また、パターンごとにマスクを用意する必要があり柔軟性に優れない。さらに、構造が微細化すると、マスク境界部からの光の回折が加工パターンに悪影響を及ぼす。 One is a mask exposure method, in which a patterned shielding substrate (mask) is placed on a resist to form a two-dimensional pattern of photosensitive regions (see, for example, Non-Patent Document 1). With this technique, fine processing that is faithful to the pattern of the mask can be easily performed, and a fine metal structure of about several tens of nanometers can be formed. However, there is a drawback that the manufacturing of the mask requires a large cost. Moreover, it is necessary to prepare a mask for each pattern, which is not very flexible. Furthermore, as structures shrink, diffraction of light from mask boundaries adversely affects the processed pattern.
マスク露光法と並ぶもうひとつの代表的手法が、レーザー描画露光法である（例えば非特許文献２を参照のこと）。こちらの手法では、試料ステージないしレーザー光を２次元的に走査し、レジスト上に感光領域の２次元パターンを形成する。描画露光法は形成可能なパターンの柔軟性が高く、コンピュータ上でプログラムした軌跡を描画することで任意の金属パターンを加工できる。つまり、マスク露光法のようにパターンごとに別途消耗品を要しない点に利点を有する。しかしながら、加工パターンの空間分解能が使用するレーザーの波長の回折限界に制約されるため、マスク露光法に比べて加工パターンの微細化には工夫を要する。 Another representative method along with the mask exposure method is the laser drawing exposure method (see, for example, Non-Patent Document 2). In this technique, a sample stage or a laser beam is scanned two-dimensionally to form a two-dimensional pattern of photosensitive regions on a resist. The drawing exposure method has a high degree of flexibility in the pattern that can be formed, and any metal pattern can be processed by drawing a programmed trajectory on a computer. That is, unlike the mask exposure method, there is an advantage in that no separate consumables are required for each pattern. However, since the spatial resolution of the processed pattern is restricted by the diffraction limit of the wavelength of the laser used, it is necessary to devise ways to make the processed pattern finer than in the mask exposure method.
レーザー描画露光法の利点を活かしつつ、より微細な加工を実現するための試みは種々報告されている。直接的な方法は（１）露光光学系の開口数を高くする、（２）レーザー光の短波長化の２つである。しかし、これらの方法に基づく微細化は既に技術的な限界に到達しているといえる。
微細加工を実現化するアプローチとして、縦電場を利用して高解像度化する方法がある（例えば非特許文献３を参照のこと）。この方法では、ラジアル偏光と呼ばれる放射状の偏光空間分布を有する光波を高い開口数の条件下で集光する。ラジアル偏光の偏光分布の特性上、集光点には強く縦電場（レーザーの進行方向に発生する局在電場）が発生し、この電場はガウシアン光の回折限界よりも小さなスポットを形成することから微細加工が可能となる。しかし本方法では、高い開口数のレンズが必須であり、焦点深度の問題がより顕在化することとなる。Various attempts have been reported to achieve finer processing while taking advantage of the laser drawing exposure method. There are two direct methods: (1) increasing the numerical aperture of the exposure optical system, and (2) shortening the wavelength of the laser light. However, it can be said that miniaturization based on these methods has already reached its technical limit.
As an approach to realize microfabrication, there is a method of increasing resolution using a longitudinal electric field (see, for example, Non-Patent Document 3). In this method, light waves with a radial polarization spatial distribution, called radial polarization, are collected under conditions of high numerical aperture. Due to the characteristics of the polarization distribution of radially polarized light, a strong longitudinal electric field (localized electric field generated in the direction of travel of the laser) is generated at the focal point, and this electric field forms a spot smaller than the diffraction limit of Gaussian light. Microfabrication becomes possible. However, this method requires a lens with a high numerical aperture, which makes the problem of depth of focus more apparent.
光渦は、ドーナツ状の強度分布や軌道角運動量などの特異な光学的性質を有することから注目を集め、近年様々な応用法が提案されている（例えば非特許文献４を参照のこと）。
一般にレーザーから射出される光波の横モードはＴＥＭ００モードであり、ガウス関数の形で記述可能な強度分布を有することからガウシアン光と呼ばれる。このガウシアン光はビームの断面内で一様な（回折によって生じる放物状の位相因子を無視した場合）位相分布を有する。
一方、光渦は、螺旋状の波面（等位相面）を有する光波であり、その電場は下記式（１）（式（１）中、Ａ（ｒ）は振幅、ｌはトポロジカルチャージ（ＴＣ（Topological Charge））、θは方位角である）で表すことができる。Optical vortices have attracted attention due to their unique optical properties such as donut-shaped intensity distribution and orbital angular momentum, and various application methods have been proposed in recent years (see, for example, Non-Patent Document 4).
Generally, the transverse mode of the light wave emitted from a laser is the TEM00 mode, and is called Gaussian light because it has an intensity distribution that can be described in the form of a Gaussian function. This Gaussian light has a uniform phase distribution (ignoring the parabolic phase factor caused by diffraction) within the cross section of the beam.
On the other hand, an optical vortex is a light wave having a helical wavefront (equal phase surface), and its electric field is represented by the following equation (1) (where A (r) is the amplitude and l is the topological charge (TC ( Topological Charge)), where θ is the azimuth angle).
光渦の螺旋勾配はＴＣの値によって決まり、このパラメータは一般光渦を特徴付ける指標と成る。波面が螺旋を成すことから、光渦のビーム中心では位相が不定となる特異点が形成されることとなり、特異点上では回折によって生じる２次球面波同士が互いに打ち消し合うように干渉するため、光強度が完全に消失する。結果として、強度分布はドーナツ状の形状となる。光渦のドーナツ形状強度分布のコア径は特異点回りの螺旋勾配に応じて異なるという性質があり、最も緩やかな位相勾配を有する光渦の場合、そのコア径ｄＶはガウシアンビームのビームウェストｄＧよりも小さくなる。
しかしながら、ガウシアンビームのビームウェストｄＧよりも小さいコア径ｄＶを有する光渦をそのまま、レーザー描画露光法に用いて、ドーナツ形状強度分布を有する光渦を走査したとしても、ドーナツ形状の外縁を直径とする光束の軌跡が残るだけであり、ガウシアンビームのビームウェストｄＧよりも小さいコア径ｄＶを用いることができない。The spiral gradient of the optical vortex is determined by the value of TC, and this parameter serves as an index characterizing the general optical vortex. Since the wavefront forms a spiral, a singular point where the phase is indefinite is formed at the center of the beam of the optical vortex. Light intensity disappears completely. As a result, the intensity distribution has a doughnut-like shape. The core diameter of the donut -shaped intensity distribution of the optical vortex has the property that it varies according to the spiral gradient around the singular point. smaller than G.
However, even if an optical vortex having a core diameter dV smaller than the beam waist dG of the Gaussian beam is used as it is in the laser drawing exposure method to scan the optical vortex having a donut-shaped intensity distribution, the outer edge of the donut-shaped beam is scanned. Only the trajectory of the luminous flux with a diameter remains, and a core diameter dV smaller than the beam waist dG of the Gaussian beam cannot be used.
そこで、本発明の目的は、ドーナツ形状強度分布を有する光渦のコア径ｄＶを暗線として利用して、レーザー描画露光法に用いることができる光、特に微細加工が可能であるレーザー描画露光法に用いることができる光を発生する光発生装置及び光発生方法を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide light that can be used in a laser lithographic exposure method, particularly a laser lithographic exposure method that enables fine processing, by using the core diameter dV of an optical vortex having a doughnut-shaped intensity distribution as a dark line. An object of the present invention is to provide a light generating device and a light generating method for generating light that can be used for
また、本発明の目的は、上記目的に加えて、又は上記目的以外に、（１）高開口数の露光光学系、及び／又は（２）短波長化レーザー光、という技術を用いずに、微細加工が可能であるレーザー描画露光法に用いることができる光を発生する光発生装置及び光発生方法を提供することにある。なお、本発明の目的は、上記目的に加えて、（１）高開口数の露光光学系、及び／又は（２）短波長化レーザー光、を用いることにより、さらに微細加工が可能であるレーザー描画露光法に用いることができる光を発生する光発生装置及び光発生方法を提供することにある。 Further, the object of the present invention is, in addition to the above object, without using the technology of (1) an exposure optical system with a high numerical aperture and/or (2) a short wavelength laser beam, An object of the present invention is to provide a light generating device and a light generating method for generating light that can be used in a laser drawing exposure method that enables fine processing. In addition to the above objects, the object of the present invention is to use (1) an exposure optical system with a high numerical aperture and/or (2) a short-wavelength laser beam, so that further fine processing is possible. An object of the present invention is to provide a light generating device and a light generating method for generating light that can be used in a drawing exposure method.
さらに、本発明の目的は、上記目的に加えて、又は上記目的以外に、上述の光発生装置及び光発生方法を用いて、レーザー描画露光法を行う露光装置及び露光方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、上記目的に加えて、又は上記目的以外に、上述の露光装置及び露光方法を用いる露光システム及びフォトレジスト製造方法を提供することにある。A further object of the present invention is to provide, in addition to or in addition to the above objects, an exposure apparatus and an exposure method for carrying out a laser drawing exposure method using the light generation device and light generation method described above. .
In addition to or in addition to the above objects, it is an object of the present invention to provide an exposure system and a photoresist manufacturing method using the above-described exposure apparatus and exposure method.
上記目的を達成するために、本発明者らは、光渦、特に光渦のコア部を利用することを見出した。同じレーザー光を用いて光渦を調製する場合と該レーザー光をそのまま用いる（ガウシアン光）場合とを比較すると、上述したとおり、光渦のコア径ｄＶは、ガウシアン光のビームウェストｄＧよりも小さくなる。本発明者らは、該ガウシアン光のビームウェストｄＧよりも小さい光渦のコア径ｄＶを利用して、回折限界の問題を克服し、微細加工が可能な光発生装置及び光発生方法、該装置及び方法を用いた露光装置及び露光方法、並びに露光システム及びフォトレジスト製造方法ことを見出した。
即ち、本発明者らは、以下の発明を見出した。In order to achieve the above objects, the present inventors have discovered the use of optical vortices, particularly the core of optical vortices. Comparing the case of preparing an optical vortex using the same laser beam and the case of using the laser beam as it is (Gaussian light), as described above, the core diameter dV of the optical vortex is greater than the beam waist dG of Gaussian light. also becomes smaller. The present inventors overcome the problem of the diffraction limit by utilizing the core diameter dV of the optical vortex smaller than the beam waist dG of the Gaussian light, and a light generation device and light generation method capable of microfabrication, They have found an exposure apparatus and exposure method, an exposure system and a photoresist manufacturing method using the apparatus and method.
That is, the present inventors have found the following inventions.
＜１＞ 互いに異なるトポロジカルチャージを有する複数の光渦を干渉させて得られる光を発生する光発生装置。
＜２＞ 第１のトポロジカルチャージを有する第１の光渦を発生させる第１の光渦発生装置；
第１のトポロジカルチャージと絶対値が等しく且つ符号が異なる第２のトポロジカルチャージを有する第２の光渦を発生させる第２の光渦発生装置；及び
第１の光渦と第２の光渦とを干渉させる干渉装置；
を有し、干渉装置から所定距離離間する少なくとも２つの光束が発生される、光発生装置。<1> A light generator that generates light obtained by interfering a plurality of light vortices having different topological charges.
<2> A first optical vortex generator that generates a first optical vortex having a first topological charge;
a second optical vortex generator for generating a second optical vortex having a second topological charge equal in absolute value and different in sign to the first topological charge; and the first optical vortex and the second optical vortex interfering device for interfering with;
and wherein at least two beams of light are generated spaced a predetermined distance from the interferometric device.
＜３＞ 上記＜２＞において、第１の光渦発生装置から発生した第１の光渦と第２の光渦発生装置から発生した第２の光渦との位相差を制御する位相制御装置をさらに有するのがよい。
＜４＞ 上記＜２＞又は＜３＞において、直線偏光を発生する直線偏光発生装置をさらに有するのがよい。
＜５＞ 上記＜４＞において、直線偏光発生装置が、コヒーレント光を発生するコヒーレント光発生装置を含むのがよい。
＜６＞ 上記＜５＞において、コヒーレント光のコヒーレンス度が０．９５以上、好ましくは０．９８以上であるのがよい。<3> A phase control device for controlling the phase difference between the first optical vortex generated by the first optical vortex generator and the second optical vortex generated by the second optical vortex generator in <2> above. It is preferable to further have
<4> In <2> or <3> above, it is preferable to further include a linearly polarized light generating device for generating linearly polarized light.
<5> In <4> above, the linearly polarized light generator preferably includes a coherent light generator that generates coherent light.
<6> In <5> above, the coherence degree of the coherent light is preferably 0.95 or more, preferably 0.98 or more.
＜７＞ 上記＜２＞～＜６＞のいずれかにおいて、直線偏光を発生する直線偏光発生装置をさらに有し、該直線偏光発生装置からの直線偏光が、第１及び第２の光渦発生装置、位相制御装置及び干渉装置を介することにより、所定距離離間した少なくとも２つの光束が発生されるのがよい。
＜８＞ 上記＜２＞～＜７＞のいずれかにおいて、第１及び第２の光渦発生装置が、軸対称偏光素子であるのがよい。<7> Any one of the above <2> to <6>, further comprising a linearly polarized light generating device for generating linearly polarized light, the linearly polarized light from the linearly polarized light generating device generating the first and second optical vortices. At least two light beams spaced apart by a predetermined distance are preferably generated via the device, the phase control device and the interferometric device.
<8> In any one of <2> to <7> above, the first and second optical vortex generators are preferably axially symmetric polarization elements.
＜９＞ コヒーレント光を発生するコヒーレント光発生装置；
コヒーレント光を直線偏光とする偏光子；
直線偏光を第１の光渦及び該第１の光渦と絶対値が等しく符号が異なるトポロジカルチャージを有する第２の光渦とする軸対称偏光素子；及び
第１の光渦と第２の光渦とを干渉させる干渉装置；
を有し、
干渉装置から所定距離離間した少なくとも２つの光束が発生される、光発生装置。
＜１０＞ 上記＜９＞において、所定距離が、コヒーレント光の直径よりも小さいのがよい。<9> coherent light generator for generating coherent light;
A polarizer that linearly polarizes coherent light;
Axisymmetric polarizing element with linearly polarized light as a first optical vortex and a second optical vortex having a topological charge equal in absolute value and opposite in sign to the first optical vortex; and the first optical vortex and the second light an interfering device for interfering with the vortex;
has
A light generating device in which at least two light beams are generated spaced a predetermined distance from the interferometric device.
<10> In <9> above, the predetermined distance is preferably smaller than the diameter of the coherent light.
＜１１＞ 上記＜２＞～＜１０＞のいずれかの光発生装置；及び
該光発生装置から発生する、所定距離離間した少なくとも２つの光束を用いて露光する露光手段；
を有する露光装置。
＜１２＞ 上記＜１１＞において、露光手段が、所定距離離間した少なくとも２つの光束を走査する走査装置を備えるのがよい。<11> The light generating device according to any one of the above <2> to <10>; and exposure means for exposing using at least two light beams separated by a predetermined distance generated from the light generating device;
An exposure apparatus having
<12> In <11> above, the exposure means preferably includes a scanning device that scans at least two light beams separated by a predetermined distance.
＜１３＞ 上記＜１１＞又は＜１２＞に記載の露光装置；及び
フォトレジスト；
を有する露光システムであって、
所定距離を線幅とする暗線をフォトレジストに形成する露光システム。
＜１４＞ 上記＜１３＞において、フォトレジストがネガ型であるのがよい。<13> The exposure apparatus according to <11> or <12>above; and a photoresist;
an exposure system comprising
An exposure system that forms a dark line in photoresist with a line width of a predetermined distance.
<14> In <13> above, the photoresist is preferably of a negative type.
＜１５＞ 互いに異なるトポロジカルチャージを有する複数の光渦を干渉させて得られる光を発生する光発生方法。
＜１６＞ Ｃ）第１のトポロジカルチャージを有する第１の光渦を発生させる第１の光渦発生工程；
Ｄ） 第１のトポロジカルチャージと絶対値が等しく且つ符号が異なる第２のトポロジカルチャージを有する第２の光渦を発生させる第２の光渦発生工程；及び
Ｆ） 第１の光渦と第２の光渦とを干渉させる干渉工程；
を有し、干渉工程後、所定距離離間する少なくとも２つの光束が発生される、光発生方法。<15> A light generation method for generating light obtained by interfering a plurality of light vortices having mutually different topological charge.
<16> C) a first optical vortex generating step of generating a first optical vortex having a first topological charge;
D) a second optical vortex generation step of generating a second optical vortex having a second topological charge equal in absolute value to the first topological charge but different in sign; and F) the first optical vortex and the second optical vortex. the interference step of interfering with the optical vortex of
and wherein after the step of interference, at least two light beams spaced apart by a predetermined distance are generated.
＜１７＞ 上記＜１６＞において、Ｅ） Ｃ）第１の光渦発生工程から発生した第１の光渦とＤ）第２の光渦発生装置から発生した第２の光渦との位相差を制御する位相制御工程；をさらに有するのがよい。
＜１８＞ 上記＜１７＞において、Ｃ）第１の光渦発生工程及びＤ）第２の光渦発生工程を略同時に行うのがよい。
＜１９＞ 上記＜１６＞又は＜１７＞において、Ｃ）第１の光渦発生工程及びＤ）第２の光渦発生工程を、軸対称偏光素子により、略同時に行うのがよい。<17> In the above <16>, E) C) the phase difference between the first optical vortex generated from the first optical vortex generating step and D) the second optical vortex generated from the second optical vortex generator a phase control step for controlling the .
<18> In the above <17>, C) the first optical vortex generating step and D) the second optical vortex generating step are preferably performed substantially simultaneously.
<19> In <16> or <17> above, C) the first optical vortex generating step and D) the second optical vortex generating step are preferably performed substantially simultaneously using an axially symmetrical polarizing element.
＜２０＞ 上記＜１６＞～＜１９＞のいずれかにおいて、Ｂ）直線偏光を発生する直線偏光発生工程；を、Ｃ）第１の光渦発生工程前であってＤ）第２の光渦発生工程前にさらに有し、該直線偏光を用いてＣ）第１の光渦発生工程及びＤ）第２の光渦発生工程を行うのがよい。
＜２１＞ 上記＜２０＞において、Ｂ）直線偏光発生工程前に、Ａ）コヒーレント光を発生するコヒーレント光発生工程をさらに有するのがよい。
＜２２＞ 上記＜２１＞において、コヒーレント光のコヒーレンス度が０．９５以上、好ましくは０．９８以上であるのがよい。<20> In any one of <16> to <19> above, B) the linearly polarized light generation step of generating linearly polarized light; It is preferable that C) the first optical vortex generating step and D) the second optical vortex generating step are performed using the linearly polarized light before the generating step.
<21> In <20> above, it is preferable to further include A) a coherent light generating step of generating coherent light before the B) linearly polarized light generating step.
<22> In <21> above, the coherence degree of the coherent light is preferably 0.95 or more, preferably 0.98 or more.
＜２３＞ 上記＜２１＞又は＜２２＞において、コヒーレント光の光束の直径よりも、所定距離が小さいのがよい。
＜２４＞ Ａ）コヒーレント光を発生するコヒーレント光発生工程；
Ｂ） コヒーレント光を直線偏光とし、直線偏光を発生する直線偏光発生工程；
Ｃ） 直線偏光から第１の光渦を発生させる第１の光渦発生工程；
Ｄ） 直線偏光から該第１の光渦と絶対値が等しく符号が異なるトポロジカルチャージを有する第２の光渦を発生させる第２の光渦発生工程；
Ｅ） Ｃ）第１の光渦発生工程から発生した第１の光渦とＤ）第２の光渦発生装置から発生した第２の光渦との位相差を制御する位相制御工程；及び
Ｆ） 第１の光渦と第２の光渦とを干渉させる干渉工程；
を有し、Ｆ）干渉工程後、コヒーレント光の光束の直径よりも小さい距離が離間される少なくとも２つの光束が発生される、光発生方法。<23> In <21> or <22> above, the predetermined distance is preferably smaller than the diameter of the coherent light beam.
<24> A) coherent light generating step of generating coherent light;
B) Linearly polarized light generation step of converting coherent light into linearly polarized light and generating linearly polarized light;
C) a first optical vortex generating step of generating a first optical vortex from linearly polarized light;
D) a second optical vortex generation step of generating from the linearly polarized light a second optical vortex having a topological charge equal in absolute value but different in sign from the first optical vortex;
E) C) a phase control step of controlling the phase difference between the first optical vortex generated from the first optical vortex generating step and D) the second optical vortex generated from the second optical vortex generating device; ) interfering the first optical vortex and the second optical vortex;
and F) after the interference step, at least two beams of light are generated that are separated by a distance less than the diameter of the beams of coherent light.
＜２５＞ Ｇ） 上記＜１６＞～＜２４＞のいずれかに記載の光発生方法により得られる、少なくとも２つの光束を用いてフォトレジストを露光する露光工程；を有し、
少なくとも２つの光束の離間した距離が暗線として露光されるフォトレジストを得る露光フォトレジスト製造方法。
＜２６＞ 上記＜２５＞において、Ｇ）露光工程が、Ｇ）－１）少なくとも２つの光束をフォトレジストの表面上を走査する工程を含むのがよい。
＜２７＞ 上記＜２５＞又は＜２９＞において、フォトレジストがネガ型であるのがよい。<25> G) an exposure step of exposing a photoresist using at least two beams of light obtained by the method for generating light according to any one of <16> to <24>;
A method for producing an exposed photoresist to obtain a photoresist in which at least two light beams spaced apart are exposed as dark lines.
<26> In <25> above, the step of G) exposing preferably includes the step of G)-1) scanning the surface of the photoresist with at least two light beams.
<27> In <25> or <29> above, the photoresist is preferably of a negative type.
本発明により、ドーナツ形状強度分布を有する光渦のコア径ｄＶを暗線として利用して、レーザー描画露光法に用いることができる光、特に微細加工が可能であるレーザー描画露光法に用いることができる光を発生する光発生装置及び光発生方法を提供することができる。
また、本発明により、上記効果に加えて、又は上記効果以外に、（１）高開口数の露光光学系、及び／又は（２）短波長化レーザー光、という技術を用いずに、微細加工が可能であるレーザー描画露光法に用いることができる光を発生する光発生装置及び光発生方法を提供することができる。According to the present invention, the core diameter dV of an optical vortex having a doughnut-shaped intensity distribution can be used as a dark line to use light that can be used in a laser lithographic exposure method, particularly a laser lithographic exposure method that allows fine processing. It is possible to provide a light-generating device and a light-generating method that generate light that can be used.
Further, according to the present invention, in addition to the above effects, or in addition to the above effects, (1) an exposure optical system with a high numerical aperture and/or (2) a short-wavelength laser beam are not used. It is possible to provide a light generation device and a light generation method that generate light that can be used for a laser drawing exposure method capable of.
なお、本発明により、上記効果に加えて、（１）高開口数の露光光学系、及び／又は（２）短波長化レーザー光、を用いることにより、さらに微細加工が可能であるレーザー描画露光法に用いることができる光を発生する光発生装置及び光発生方法を提供することができる。 According to the present invention, in addition to the above effects, (1) an exposure optical system with a high numerical aperture and/or (2) a short-wavelength laser beam is used, so that even finer processing is possible by laser drawing exposure. It is possible to provide a light-generating device and a light-generating method that generate light that can be used in a method.
さらに、本発明により、上記効果に加えて、又は上記効果以外に、上述の光発生装置及び光発生方法を用いて、レーザー描画露光法を行う露光装置及び露光方法を提供することができる。
また、本発明により、上記効果に加えて、又は上記効果以外に、上述の露光装置及び露光方法を用いる露光システム及びフォトレジスト製造方法を提供することができる。Furthermore, in addition to the above effects, or in addition to the above effects, the present invention can provide an exposure apparatus and an exposure method for performing a laser drawing exposure method using the above-described light generation device and light generation method.
Moreover, in addition to the above effects, or in addition to the above effects, the present invention can provide an exposure system and a photoresist manufacturing method using the above-described exposure apparatus and exposure method.
本発明は、ガウシアンビームのビームウェストｄＧよりも小さい光渦のコア径ｄＶを利用する光発生装置及び光発生方法、該光発生装置及び光発生方法を用いる露光装置、露光方法、露光システム及び露光フォトレジスト製造方法を開示する。以下、それぞれについて説明する。The present invention provides a light generating apparatus and light generating method utilizing a core diameter dV of an optical vortex smaller than the beam waist dG of a Gaussian beam, an exposure apparatus, an exposure method and an exposure system using the light generating apparatus and light generating method. and an exposed photoresist manufacturing method are disclosed. Each of these will be described below.
＜光発生装置＞及び＜光発生方法＞
本発明は、以下の光発生装置及び光発生方法を開示する。
即ち、本発明は、互いに異なるトポロジカルチャージを有する複数の光渦を干渉させて得られる光を発生する光発生装置及び光発生方法；を開示する。
具体的には、本発明は、以下の光発生装置及び光発生方法を開示する。
即ち、本発明の光発生装置は、
第１のトポロジカルチャージを有する第１の光渦を発生させる第１の光渦発生装置；
第１のトポロジカルチャージと絶対値が等しく且つ符号が異なる第２のトポロジカルチャージを有する第２の光渦を発生させる第２の光渦発生装置；及び
第１の光渦と第２の光渦とを干渉させる干渉装置；
を有し、干渉装置から所定距離離間する少なくとも２つの光束が発生される。
また、本発明の光発生方法は、
Ｃ）第１のトポロジカルチャージを有する第１の光渦を発生させる第１の光渦発生工程；
Ｄ） 第１のトポロジカルチャージと絶対値が等しく且つ符号が異なる第２のトポロジカルチャージを有する第２の光渦を発生させる第２の光渦発生工程；及び
Ｆ） 第１の光渦と第２の光渦とを干渉させる干渉工程；
を有し、干渉工程後、所定距離離間する少なくとも２つの光束が発生される。
以下、本発明の光発生装置について主に説明し、本発明の光発生方法は、光発生装置の説明に伴って説明する。「装置」の説明では「方法」の説明が不十分である場合に、該不十分な説明を、「方法」として、都度、記載する。<Light generating device> and <Light generating method>
The present invention discloses the following light-generating device and light-generating method.
That is, the present invention discloses a light generating device and a light generating method for generating light obtained by interfering a plurality of light vortices having different topological charge.
Specifically, the present invention discloses the following light-generating device and light-generating method.
That is, the light generating device of the present invention is
a first optical vortex generator for generating a first optical vortex having a first topological charge;
a second optical vortex generator for generating a second optical vortex having a second topological charge equal in absolute value and different in sign to the first topological charge; and the first optical vortex and the second optical vortex interfering device for interfering with;
and spaced a predetermined distance from the interferometer are generated.
Further, the light generation method of the present invention comprises:
C) a first optical vortex generating step for generating a first optical vortex having a first topological charge;
D) a second optical vortex generation step of generating a second optical vortex having a second topological charge equal in absolute value to the first topological charge but different in sign; and F) the first optical vortex and the second optical vortex. the interference step of interfering with the optical vortex of
, and after the interference step, at least two light beams spaced apart by a predetermined distance are generated.
The light generating device of the present invention will be mainly described below, and the light generating method of the present invention will be described along with the description of the light generating device. When the description of the "apparatus" is insufficient to describe the "method", the insufficient description is described as the "method" each time.
＜＜第１及び第２の光渦発生装置＞＞
本発明の光発生装置は、第１及び第２の光渦発生装置を有する。
第１の光渦発生装置は、第１のトポロジカルチャージを有する第１の光渦を発生させる。
第２の光渦発生装置は、第１のトポロジカルチャージと絶対値が等しく且つ符号が異なる第２のトポロジカルチャージを有する第２の光渦を発生させる。
光渦は、上述したとおり、螺旋状の波面（等位相面）を有する光波であり、その電場は上記式（１）（式（１）中、Ａ（ｒ）は振幅、ｌはトポロジカルチャージ（ＴＣ（Topological Charge））、θは方位角である）で表すことができる。
ここで、第１及び第２のトポロジカルチャージ（式（１）中のｌに相当する）は、±１の組合せ、±２の組合せ、±３の組合せとすることができ、好ましくはトポロジカルチャージが±１の組合せ又は±２の組合せであるのがよく、より好ましくはらせん次数が±１の組合せであるのがよい。例えば、第１及び第２のトポロジカルチャージのうち、一方が＋１であり、他方が－１、であるのがより好ましい。<<First and second optical vortex generators>>
The light generator of the present invention has first and second optical vortex generators.
A first optical vortex generator generates a first optical vortex having a first topological charge.
The second optical vortex generator generates a second optical vortex having a second topological charge equal in absolute value and different in sign from the first topological charge.
As described above, the optical vortex is a light wave having a helical wavefront (equal phase surface), and its electric field is represented by the above equation (1) (where A (r) is the amplitude and l is the topological charge ( TC (Topological Charge), where θ is the azimuth angle).
Here, the first and second topological charges (corresponding to l in formula (1)) can be a combination of ±1, a combination of ±2, and a combination of ±3, preferably the topological charge is A combination of ±1 or a combination of ±2 is preferable, and a combination of ±1 helical orders is more preferable. For example, it is more preferable that one of the first and second topological charges is +1 and the other is -1.
第１及び第２の光渦発生装置は、上記第１の光渦、上記第２の光渦を発生することができる装置であれば、特に限定されず、例えば従来公知の光渦発生装置を用いることができる。
第１及び第２の光渦発生装置として、空間光変調器（例えば液晶空間光変調器）（例えばV. Y. Bazhenov, M. V. Vasnetsov, and M. S. Soskin, “Laser beams with screw dislocations in their wavefronts,” JETP Lett. 52, 1037-1039 (1990)を参照のこと）、螺旋型位相板（例えばM. W. Beijersbergen, R. P. C. Coeerwinkel, M. Kristensen, and J. P. Woerdman, “Helical-wavefront laser beams produced with a spiral phaseplate,” Opt. Commun. 112, 321-327 (1994) を参照のこと）、軸対称偏光素子（例えばG. Biener, A. Niv, V. Kleiner, and E. Hasman, “Formation of helical beams by use of Pancharatnam.Berry phase optical elements,” Opt. Lett. 27, 1875-1877 (2002)）などを挙げることができるがこれらに限定されない。
ここで、軸対称偏光素子とは、光学軸が素子面内で回転対称に分布した偏光素子をいう。該軸対称偏光素子は、複屈折及び２色性に応じて軸対称波長板や軸対称偏光子として機能する。
第１及び第２の光渦発生装置として、上述の空間光変調器、螺旋型位相板、軸対称偏光素子を用いることにより、本発明の光発生装置の態様は異なる。該態様については後述する。The first and second optical vortex generators are not particularly limited as long as they are capable of generating the first optical vortex and the second optical vortex. can be used.
Spatial light modulators (e.g., liquid crystal spatial light modulators) (e.g., VY Bazhenov, MV Vasnetsov, and MS Soskin, "Laser beams with screw dislocations in their wavefronts," JETP Lett.) are used as the first and second optical vortex generators. 52, 1037-1039 (1990)), helical phase plates (e.g. MW Beijersbergen, RPC Coeerwinkel, M. Kristensen, and JP Woerdman, "Helical-wavefront laser beams produced with a spiral phaseplate," Opt. Commun 112, 321-327 (1994)), axisymmetric polarizers (e.g. G. Biener, A. Niv, V. Kleiner, and E. Hasman, “Formation of helical beams by use of Pancharatnam. Berry phase optical elements,” Opt. Lett. 27, 1875-1877 (2002)), but not limited to these.
Here, the axially symmetrical polarizing element refers to a polarizing element in which the optical axes are distributed rotationally symmetrically within the plane of the element. The axially symmetrical polarizing element functions as an axially symmetrical wave plate or an axially symmetrical polarizer depending on birefringence and dichroism.
By using the spatial light modulator, the spiral phase plate, and the axially symmetrical polarizing element as the first and second optical vortex generators, the light generator of the present invention is different. This aspect will be described later.
第１及び第２の光渦発生工程は、上述の第１及び第２の光渦発生装置によって、達成することができる。 The first and second optical vortex generating steps can be achieved by the above-described first and second optical vortex generators.
＜＜干渉装置＞＞
本発明の装置は、第１の光渦と第２の光渦とを干渉させる干渉装置；を有し、該干渉装置を備えることにより、該干渉装置から所定距離離間する少なくとも２つの光束が発生される。
該干渉装置として、上記作用を奏する装置であれば特に限定されない。
干渉装置として、用いる第１及び第２の光渦発生装置などに依存するが、例えば、マッハツェンダー干渉計、マイケルソン干渉計、偏光子などを挙げることができるがこれらに限定されない。
なお、上述したように、第１及び第２の光渦発生装置として、上述の空間光変調器、螺旋型位相板、軸対称偏光素子を用いることにより、本発明の光発生装置の態様は異なる。この場合、用いる干渉装置も適宜選択することができる。それらの態様について、後述する。<<interference device>>
The device of the present invention has an interference device for causing interference between a first optical vortex and a second optical vortex, and by including the interference device, at least two light beams are generated at a predetermined distance from the interference device. be done.
The interference device is not particularly limited as long as it is a device that achieves the above effects.
As an interferometer, depending on the first and second optical vortex generators used, for example, a Mach-Zehnder interferometer, a Michelson interferometer, a polarizer, etc. can be mentioned, but not limited to these.
As described above, the light generating device of the present invention differs from the above by using the spatial light modulator, the helical phase plate, and the axially symmetrical polarizing element as the first and second optical vortex generating devices. . In this case, the interference device to be used can also be selected as appropriate. These aspects will be described later.
干渉装置において、第１の光渦と第２の光渦とを同軸で干渉させるか、又は干渉装置において、第１の光渦と第２の光渦を干渉させる前に、該第１の光渦と第２の光渦との位相差を制御する位相制御装置をさらに有するのがよい。なお、用いる第１及び第２の光渦発生装置、用いる干渉装置などに依存して、位相制御装置を配置する箇所を定めるのがよい。 coaxially interfering the first optical vortex and the second optical vortex in an interferometric device, or coaxially interfering the first optical vortex and the second optical vortex in the interferometric device. It is preferable to further have a phase control device for controlling the phase difference between the vortex and the second optical vortex. It should be noted that it is preferable to determine the position where the phase control device is arranged depending on the first and second optical vortex generators to be used, the interference device to be used, and the like.
干渉装置からは、所定距離離間する少なくとも２つの光束が発生される。
所定距離は、用いる第１及び／又は第２の光渦発生装置、用いる第１及び／又は第２の光渦、用いる干渉装置、用いる位相制御装置など、本発明の装置に用いられる構成要素に依存する。
干渉工程は、上述の干渉装置によって、達成することができる。At least two light beams spaced apart by a predetermined distance are generated from the interferometer.
The predetermined distance depends on the components used in the device of the present invention, such as the first and/or second optical vortex generators used, the first and/or second optical vortexes used, the interference device used, and the phase control device used. Dependent.
The interfering step can be accomplished by the interfering device described above.
＜＜位相制御装置＞＞
位相制御装置は、上述したとおり、第１の光渦と第２の光渦との位相差を制御する作用を有すれば特に限定されない。
例えば、位相制御装置として、半波長板、１／４波長板、電気光学変調素子、電気光学変調素子と１／４波長板との組合せ、音響光学素子などを挙げることができるがこれらに限定されない。
なお、位相制御装置は、用いる第１及び第２の光渦発生装置、用いる干渉装置などに依存して、位相制御装置を配置する箇所を定めるのがよい。例えば、第１及び第２の光渦発生装置よりも光束入射側（さらに光源側）である場合、第１及び第２の光渦発生装置と干渉装置との間である場合、干渉装置よりも光束射出側である場合、及びそれらの組合せなどである。
位相制御工程は、上述の位相制御装置によって、達成することができる。<<Phase control device>>
As described above, the phase control device is not particularly limited as long as it has the effect of controlling the phase difference between the first optical vortex and the second optical vortex.
Examples of the phase control device include, but are not limited to, a half-wave plate, a quarter-wave plate, an electro-optic modulator, a combination of an electro-optic modulator and a quarter-wave plate, and an acousto-optic device. .
It should be noted that the location of the phase control device should be determined depending on the first and second optical vortex generators to be used, the interference device to be used, and the like. For example, if it is on the luminous flux incident side (further light source side) than the first and second optical vortex generators, and if it is between the first and second optical vortex generators and the interference device, A case of being on the luminous flux exiting side, a combination thereof, and the like.
The phase control process can be accomplished by the phase control device described above.
＜＜その他の装置＞＞
本発明の光発生装置は、上述の第１及び第２の光渦発生装置、干渉装置、及び位相制御装置の他の装置を有してもよい。
例えば、本発明の装置は、直線偏光を発生する直線偏光発生装置をさらに有してもよい。
また、該直線偏光発生装置は、コヒーレント光を発生するコヒーレント光発生装置を含むのがよい。該コヒーレント光のコヒーレンス度が０．９５以上、好ましくは０．９８以上であるのがよい。
直線偏光発生工程は、上述の直線偏光発生装置によって、達成することができる。<<Other Devices>>
The light generating device of the present invention may have devices other than the above-described first and second optical vortex generators, interference devices, and phase control devices.
For example, the device of the invention may further comprise a linearly polarized light generating device for generating linearly polarized light.
Also, the linearly polarized light generator preferably includes a coherent light generator that generates coherent light. The coherence degree of the coherent light is preferably 0.95 or more, preferably 0.98 or more.
The linearly polarized light generation step can be achieved by the linearly polarized light generator described above.
本発明の装置の一態様として、直線偏光を発生する直線偏光発生装置を有し、該直線偏光発生装置からの直線偏光が、第１及び第２の光渦発生装置、及び干渉装置を介することにより、所定距離離間した少なくとも２つの光束が発生されるのがよい。
本発明の装置の一態様として、第１及び第２の光渦発生装置が、軸対称偏光素子であるのがよい。As one aspect of the device of the present invention, it has a linearly polarized light generator that generates linearly polarized light, and the linearly polarized light from the linearly polarized light generator passes through the first and second optical vortex generators and the interference device. preferably generates at least two beams spaced apart by a predetermined distance.
As one aspect of the device of the present invention, the first and second optical vortex generators are preferably axially symmetric polarization elements.
具体的には、本発明の装置の一態様として、コヒーレント光、特にコヒーレンス度が０．９５以上、好ましくは０．９８以上であるコヒーレント光を発生するコヒーレント光発生装置；
コヒーレント光を直線偏光とする偏光子又は偏光装置；
直線偏光を第１の光渦及び該第１の光渦と絶対値が等しく符号が異なるトポロジカルチャージを有する第２の光渦とする軸対称偏光素子；及び
第１及び第２の光渦を干渉させる干渉装置；
を有するのがよく、干渉装置から所定距離離間した少なくとも２つの光束が発生されるのがよい。Specifically, as one aspect of the device of the present invention, a coherent light generator that generates coherent light, particularly coherent light with a coherence degree of 0.95 or more, preferably 0.98 or more;
A polarizer or polarizer for linearly polarizing coherent light;
an axially symmetric polarizing element with linearly polarized light as a first optical vortex and a second optical vortex having a topological charge equal in magnitude and opposite in sign to the first optical vortex; and interfering the first and second optical vortices. interfering device to cause;
and at least two light beams spaced a predetermined distance from the interferometric device are generated.
本発明の光発生装置の態様
本発明の光発生装置の一態様を上述したが、本発明の光発生装置は、第１及び第２の光渦発生装置として用いる装置に依存して、次のような態様とすることができる。 Aspects of the Light Generating Device of the Present Invention One aspect of the light generating device of the present invention has been described above. It can be set as such an aspect.
ａ１． 第１及び第２の光渦発生装置として空間光変調器を用いる場合（マッハツェンダー干渉計の態様によるもの）
図１は、第１及び第２の光渦発生装置として空間光変調器を用いる場合の光発生装置の態様を模式的に示す図である。
本態様の光発生装置ａ１は、光源としてレーザーａ２、ビームスプリッタａ３、位相変調器ａ４、第１及び第２の空間光変調器ａ５及びａ６、並びにビームスプリッタａ７を備える。即ち、本態様の光発生装置ａ１は、ビームスプリッタａ３、位相変調器ａ４、第１及び第２の空間光変調器ａ５及びａ６、並びにビームスプリッタａ７からなるマッハツェンダー干渉計を備えて成る。
レーザーａ２からのレーザー光をビームスプリッタａ３で２つに分けて、一方は位相変調器ａ４を介して第１の空間光変調器ａ５へと入射する。位相変調器ａ４及び第１の空間光変調器ａ５により、ＴＣがｌ１である第１の光渦が第１の空間光変調器ａ５から射出され、ビームスプリッタａ７へ入射する。他方は、第２の空間光変調器ａ６からＴＣがｌ２である第２の光渦が射出され、ビームスプリッタａ７へ入射する。
ビームスプリッタａ７では、第１及び第２の光渦が干渉されて、所定距離離間する少なくとも２つの光束が発生される。a1. When spatial light modulators are used as the first and second optical vortex generators (in the form of a Mach-Zehnder interferometer)
FIG. 1 is a diagram schematically showing an aspect of a light generator when spatial light modulators are used as the first and second optical vortex generators.
The light generator a1 of this embodiment includes a laser a2 as a light source, a beam splitter a3, a phase modulator a4, first and second spatial light modulators a5 and a6, and a beam splitter a7. That is, the light generator a1 of this embodiment comprises a Mach-Zehnder interferometer comprising a beam splitter a3, a phase modulator a4, first and second spatial light modulators a5 and a6, and a beam splitter a7.
The laser light from the laser a2 is split into two by the beam splitter a3, one of which enters the first spatial light modulator a5 via the phase modulator a4. By the phase modulator a4 and the first spatial light modulator a5, the first optical vortex whose TC is l1 is emitted from the first spatial light modulator a5 and enters the beam splitter a7. On the other hand, a second optical vortex whose TC is l2 is emitted from the second spatial light modulator a6 and enters the beam splitter a7.
At the beam splitter a7, the first and second optical vortices are interfered to generate at least two light beams separated by a predetermined distance.
図１において、位相制御装置としての位相変調器ａ４が、ビームスプリッタａ３と第１の空間光変調器ａ５との間に配置されている。なお、位相制御のために、第１の空間光変調器ａ５とビームスプリッタａ７との間に、及び／又は第２の空間光変調器ａ６とビームスプリッタａ７との間に、さらに位相制御装置を配置してもよい。
なお、図１において、干渉装置としてマッハツェンダー干渉計の態様を用いているが、後述ｂのマイケルソン干渉計の態様に置き換えてもよい。In FIG. 1, a phase modulator a4 as a phase control device is arranged between the beam splitter a3 and the first spatial light modulator a5. For phase control, a phase control device is further provided between the first spatial light modulator a5 and the beam splitter a7 and/or between the second spatial light modulator a6 and the beam splitter a7. may be placed.
In FIG. 1, a Mach-Zehnder interferometer mode is used as the interferometer, but it may be replaced with a Michelson interferometer mode described later in b.
ａ２． 第１及び第２の光渦発生装置として螺旋型位相板を用いる場合（マッハツェンダー干渉計の態様によるもの）
図２は、第１及び第２の光渦発生装置として螺旋型位相板を用いる場合の光発生装置の態様を模式的に示す図である。
図２における態様の光発生装置ａ１１は、図１と同様に、マッハツェンダー干渉計の態様を採る。即ち、本態様の光発生装置ａ１１は、光源としてレーザーａ２、ビームスプリッタａ３、第１及び第２の螺旋型位相板ａ１２及びａ１３、位相変調器ａ４、ミラーａ１５及びａ１６、並びにビームスプリッタａ７を備える。即ち、本態様の光発生装置ａ１１は、ビームスプリッタａ３、第１及び第２の螺旋型位相板ａ１２及びａ１３、位相変調器ａ４、ミラーａ１５及びａ１６、並びにビームスプリッタａ７からなるマッハツェンダー干渉計を備えて成る。
レーザーａ２からのレーザー光をビームスプリッタａ３で２つに分けて、一方は第１の螺旋型位相板ａ１２及び位相変調器ａ４を介してＴＣがｌ１である第１の光渦が発生し、ミラーａ１５で反射されビームスプリッタａ７へ入射する。他方は、第２の螺旋型位相板ａ１３を介してＴＣがｌ２である第２の光渦が発生し、ミラーａ１６で反射されビームスプリッタａ７へ入射する。
ビームスプリッタａ７では、第１及び第２の光渦が干渉されて、所定距離離間する少なくとも２つの光束が発生される。
なお、図２において、干渉装置としてマッハツェンダー干渉計の態様を用いているが、後述ｂのマイケルソン干渉計の態様に置き換えてもよい。a2. When spiral phase plates are used as the first and second optical vortex generators (in the form of a Mach-Zehnder interferometer)
FIG. 2 is a diagram schematically showing an aspect of a light generator when spiral phase plates are used as the first and second optical vortex generators.
The light generator a11 of the aspect in FIG. 2 adopts the aspect of a Mach-Zehnder interferometer as in FIG. That is, the light generator a11 of this embodiment includes a laser a2 as a light source, a beam splitter a3, first and second helical phase plates a12 and a13, a phase modulator a4, mirrors a15 and a16, and a beam splitter a7. . That is, the light generator a11 of this embodiment includes a Mach-Zehnder interferometer comprising a beam splitter a3, first and second helical phase plates a12 and a13, a phase modulator a4, mirrors a15 and a16, and a beam splitter a7. Be prepared.
The laser light from the laser a2 is split into two by the beam splitter a3, one of which passes through the first spiral phase plate a12 and the phase modulator a4 to generate a first optical vortex with a TC of l1, It is reflected by the mirror a15 and enters the beam splitter a7. On the other hand, a second optical vortex having a TC of l2 is generated via the second helical phase plate a13, reflected by the mirror a16 and incident on the beam splitter a7.
At the beam splitter a7, the first and second optical vortices are interfered to generate at least two light beams separated by a predetermined distance.
In FIG. 2, a Mach-Zehnder interferometer mode is used as the interferometer, but it may be replaced with a Michelson interferometer mode described later in b.
ｂ． 第１及び第２の光渦発生装置として空間光変調器を用いる場合（マイケルソン干渉計の態様によるもの）
図３は、第１及び第２の光渦発生装置として空間光変調器を用いる場合であって、マイケルソン干渉計の態様を採る光発生装置の態様を模式的に示す図である。
本態様の光発生装置ｂ１は、光源としてレーザーｂ２、ビームスプリッタｂ３、位相変調器ｂ４、第１及び第２の空間光変調器ｂ５及びｂ６を備える。即ち、本態様の光発生装置ｂ１は、ビームスプリッタｂ３、位相変調器ｂ４、第１及び第２の空間光変調器ｂ５及びｂ６からなるマイケルソン干渉計を備えて成る。
レーザーｂ２からのレーザー光をビームスプリッタｂ３で２つに分けて、一方は第１の空間光変調器ｂ５へと入射し、ＴＣがｌ１である第１の光渦が第１の空間光変調器ｂ５から射出され、ビームスプリッタｂ３へ入射する。
他方は、位相変調器ｂ４を介して、第２の空間光変調器ｂ６へと入射する。第２の空間光変調器ｂ６で光渦が発生し、該光渦が位相変調器ｂ４を介してＴＣがｌ２である第２の光渦となり、ビームスプリッタｂ３へ入射する。
ビームスプリッタｂ３では、第１及び第２の光渦が干渉されて、所定距離離間する少なくとも２つの光束が発生される。
図３において、位相制御装置としての位相変調器ｂ４が、ビームスプリッタｂ３と第２の空間光変調器ｂ６との間に配置されている。なお、位相制御のために、さらに位相制御装置を配置してもよい。b. When spatial light modulators are used as the first and second optical vortex generators (in the form of Michelson interferometers)
FIG. 3 is a diagram schematically showing an aspect of a light generator in the form of a Michelson interferometer, in the case where spatial light modulators are used as the first and second optical vortex generators.
The light generator b1 of this embodiment includes a laser b2 as a light source, a beam splitter b3, a phase modulator b4, and first and second spatial light modulators b5 and b6. That is, the light generator b1 of this embodiment comprises a Michelson interferometer comprising a beam splitter b3, a phase modulator b4, and first and second spatial light modulators b5 and b6.
The laser light from the laser b2 is split into two by the beam splitter b3, one of which enters the first spatial light modulator b5, and the first optical vortex with a TC of l1 is the first spatial light modulator. The light is emitted from the device b5 and enters the beam splitter b3.
The other enters the second spatial light modulator b6 via the phase modulator b4. An optical vortex is generated in the second spatial light modulator b6, becomes a second optical vortex with a TC of l2 via the phase modulator b4, and enters the beam splitter b3.
At the beam splitter b3, the first and second optical vortices are interfered to generate at least two light beams separated by a predetermined distance.
In FIG. 3, a phase modulator b4 as a phase control device is arranged between the beam splitter b3 and the second spatial light modulator b6. For phase control, a phase control device may be further arranged.
ｃ． 第１及び第２の光渦発生装置として軸対称偏光素子を用いる場合
図４は、第１及び第２の光渦発生装置として軸対称偏光素子を用いる場合の光発生装置の態様を模式的に示す図である。
本態様の光発生装置ｃ１は、光源としてレーザーｃ２、偏光調節器ｃ３、軸対称偏光素子ｃ４、偏光子ｃ５を備える。偏光調節器ｃ３は、偏光板ｃ３－１、電気光学変調器（ＥＯＭ）ｃ３－２及び１／４波長板ｃ３－３を備える。
レーザーｃ２からのレーザー光は、偏光調節器ｃ３において、左右円偏光成分からなる直線偏光が形成され、軸対称偏光素子ｃ４に入射される。軸対称偏光素子ｃ４において、ＴＣがｌ１及びｌ２である第１及び第２の光渦が形成され、偏光子ｃ５に射出され、該偏光子ｃ５において第１及び第２の光渦が干渉されて、所定距離離間する少なくとも２つの光束が発生される。c. When axially symmetrical polarizing elements are used as the first and second optical vortex generators FIG. 4 schematically shows an aspect of the light generator when axially symmetrical polarizing elements are used as the first and second optical vortex generators. FIG. 4 is a diagram showing;
The light generator c1 of this embodiment includes a laser c2 as a light source, a polarization adjuster c3, an axially symmetrical polarizing element c4, and a polarizer c5. The polarization adjuster c3 comprises a polarizer c3-1, an electro-optic modulator (EOM) c3-2 and a quarter-wave plate c3-3.
The laser light from the laser c2 is formed into linearly polarized light composed of right and left circularly polarized light components in the polarization adjuster c3, and is incident on the axially symmetrical polarizing element c4. First and second optical vortices with TCs of l1 and l2 are formed in the axially symmetric polarizing element c4 and emitted to the polarizer c5, where the first and second optical vortices interfere with each other. to generate at least two beams spaced apart by a predetermined distance.
図４において、位相制御装置としての電気光学変調器ｃ３－２及び１／４波長板ｃ３－３が、偏光板ｃ３－１と軸対称偏光素子ｃ４との間に配置され、軸対称偏光素子ｃ４に入射する左右円偏項成分間の位相差を電気光学変調器に印可する電気信号で外部制御している。 In FIG. 4, an electro-optic modulator c3-2 and a quarter-wave plate c3-3 as a phase control device are arranged between the polarizing plate c3-1 and the axially symmetrical polarizing element c4. An electrical signal applied to the electro-optic modulator externally controls the phase difference between the left and right circularly polarized components incident on the optical modulator.
なお、図４に示す態様の光発生装置において、位相制御装置は、次のような箇所に設けることができる。
即ち、１）偏光調節器ｃ３と軸対称偏光素子ｃ４との間、及び、軸対称偏光素子ｃ４と偏光子ｃ５との間、に、位相制御装置として半波長板を配置することができる。この位相制御装置として半波長板を回転させることで２つの光渦間の位相差を制御することができる。
２）電気光学変調器ｃ３－２と軸対称偏光素子ｃ４との間に１／４波長板ｃ３－３を配置し、偏光板ｃ３－１、電気光学変調器ｃ３－２、１／４波長板ｃ３－３の光学軸の関係を、４５ｄｅｇ、０ｄｅｇ、４５ｄｅｇとする。このように配置することにより、電気光学変調器に電圧印加することで２つの光渦間の位相差を制御することができる。なお、電気光学変調器ｃ３－２と１／４波長板ｃ３－３との組合せを、軸対称偏光素子ｃ４と偏光子ｃ５との間に配置することも可能であるが、図４に図示するように配置する方が好ましい。
３）偏光板ｃ３－１と軸対称偏光素子ｃ４との間、及び、軸対称偏光素子ｃ４と偏光子ｃ５との間に、位相制御装置として作用するポッケルスセルを配置することができる。ポッケルスセルに電圧印加することで２つの光渦間の位相差を制御することができる。In addition, in the light generator of the aspect shown in FIG. 4, the phase control device can be provided at the following locations.
That is, 1) between the polarization adjuster c3 and the axially symmetrical polarizing element c4 and between the axially symmetrical polarizing element c4 and the polarizer c5, a half-wave plate can be arranged as a phase control device. By rotating a half-wave plate as this phase control device, the phase difference between the two optical vortices can be controlled.
2) A quarter-wave plate c3-3 is arranged between the electro-optic modulator c3-2 and the axially symmetric polarizing element c4, and the polarizing plate c3-1, the electro-optic modulator c3-2, and the quarter-wave plate Assume that the relationship between the optical axes of c3-3 is 45deg, 0deg, and 45deg. With this arrangement, the phase difference between the two optical vortices can be controlled by applying a voltage to the electro-optic modulator. A combination of the electro-optic modulator c3-2 and the quarter-wave plate c3-3 can be arranged between the axially symmetric polarizing element c4 and the polarizer c5, which is illustrated in FIG. It is preferable to arrange
3) Between the polarizing plate c3-1 and the axially symmetrical polarizing element c4, and between the axially symmetrical polarizing element c4 and the polarizer c5, a Pockels cell acting as a phase control device can be arranged. The phase difference between the two optical vortices can be controlled by applying a voltage to the Pockels cell.
本発明の光発生装置により得られる、「所定距離離間した少なくとも２つの光束」の「所定距離」は、用いる第１及び／又は第２の光渦発生装置、用いる第１及び／又は第２の光渦、用いる干渉装置、用いる位相制御装置など、本発明の装置に用いられる構成要素に依存するが、所定距離は、コヒーレント光の直径よりも小さいのがよい。
コヒーレント光を用いて光渦を生成する場合であって光渦のトポロジカルチャージが±１である場合、該光渦のコア径ｄＶは、該コヒーレント光のビームウェストｄＧよりも小さくなる。この光渦のコア径ｄＶを利用して、所定距離ｄＶ離間した少なくとも２つの光束を発生させることにより、回折限界の問題を克服し、微細加工が可能な光発生装置及び光発生方法を提供することができる。The "predetermined distance" of "at least two luminous fluxes separated by a predetermined distance" obtained by the light generator of the present invention is the first and/or second optical vortex generator used, the first and/or second Depending on the components used in the apparatus of the present invention, such as the optical vortex, the interferometer used, the phase control apparatus used, etc., the predetermined distance should be less than the diameter of the coherent beam.
When an optical vortex is generated using coherent light and the topological charge of the optical vortex is ±1, the core diameter dV of the optical vortex is smaller than the beam waist dG of the coherent light. By generating at least two light beams spaced apart by a predetermined distance dV using the core diameter dV of this light vortex, the problem of the diffraction limit is overcome, and a light generation device and light generation method capable of microfabrication are provided. can provide.
＜露光装置＞及び＜露光方法＞、並びに＜露光システム＞及び＜フォトレジスト製造方法＞
本願は、上述の光発生装置及び／又は光発生方法により得られた、所定距離ｄＶ離間した少なくとも２つの光束を用いて露光する露光手段；を有する露光装置を提供する。
また、本願は、上述の光発生装置及び／又は光発生方法により得られた、所定距離ｄＶ離間した少なくとも２つの光束を用いて露光する露光工程；を有する露光方法を提供する。
さらに、本願は、上述の露光装置；及びフォトレジストを有する露光システムであって、
所定距離を線幅とする暗線をフォトレジストに形成する露光システムを提供する。
また、本願は、上述の露光方法を有する、露光フォトレジスト製造方法を提供する。<Exposure Apparatus> and <Exposure Method>, and <Exposure System> and <Photoresist Manufacturing Method>
The present application provides an exposure apparatus comprising: exposure means for exposing with at least two light beams separated by a predetermined distance dV obtained by the above light generating apparatus and/or light generating method.
The present application also provides an exposure method comprising: exposing with at least two light beams separated by a predetermined distance dV obtained by the light generating device and/or light generating method described above.
Further, the present application relates to an exposure system comprising an exposure apparatus as described above; and a photoresist,
An exposure system is provided for forming a dark line in photoresist with a line width of a predetermined distance.
The present application also provides a method for manufacturing an exposed photoresist, comprising the above exposure method.
本発明の露光装置は、上述の光発生装置；及び
該光発生装置から発生する、所定距離離間した少なくとも２つの光束を用いて露光する露光手段；
を有する。
露光手段が、所定距離離間した少なくとも２つの光束を走査する走査装置を備えるのがよい。
走査装置は、所定距離離間した少なくとも２つの光束を走査できる機能を有すれば、特に限定されず、例えばガルバノスキャナ、ＭＥＭＳスキャナ、ポリゴンスキャナなどを挙げることができるがこれらに限定されない。また、光束側を走査するだけでなく、被露光体側、例えばフォトレジスト側を２次元的に走査する走査装置であってもよい。 The exposure apparatus of the present invention comprises the light generating device described above; and exposure means for exposing using at least two light beams separated by a predetermined distance generated from the light generating device;
have
Preferably, the exposure means comprises a scanning device for scanning at least two light beams spaced apart by a predetermined distance.
The scanning device is not particularly limited as long as it has a function of scanning with at least two light beams separated by a predetermined distance. Further, the scanner may be a scanning device that not only scans the light beam side but also two-dimensionally scans the side of the object to be exposed, for example, the side of the photoresist.
また、露光手段は、所定距離離間した少なくとも２つの光束を被露光体へ結像させる光学系を有してもよい。該光学系として、いわゆるｆθレンズ、テレセントリックレンズ、対物レンズなどを挙げることができるがこれらに限定されない。
露光方法は、上述の光発生装置及び／又は光発生方法；及び
該光発生装置から発生する、所定距離離間した少なくとも２つの光束を用いて露光する露光手段；により、達成することができる。Also, the exposure means may have an optical system for forming an image of at least two light beams spaced apart by a predetermined distance on the object to be exposed. Examples of the optical system include a so-called fθ lens, a telecentric lens, an objective lens, and the like, but are not limited to these.
The exposure method can be accomplished by the light generating device and/or the light generating method described above; and exposure means for exposing using at least two light beams generated from the light generating device and separated by a predetermined distance.
本発明の露光装置及び露光方法により、上述の少なくとも２つの光束の離間した所定距離が暗線として露光される。
該暗線の線幅は、第１の光渦のコア径ｄＶ１及び／又は第２の光渦のコア径ｄＶ２とすることができる。第１の光渦及び／又は第２の光渦がコヒーレント光から形成される場合、第１の光渦のコア径ｄＶ１及び／又は第２の光渦のコア径ｄＶ２は、該コヒーレント光のビームウェストｄＧよりも小さくすることができる。
したがって、本発明の露光装置及び露光方法は、該暗線の幅を用いることにより、従来のコヒーレント光のビームウェストｄＧを用いた加工よりも、より微細な加工を行うことができる。With the exposure apparatus and exposure method of the present invention, a predetermined distance separated by the at least two light beams is exposed as a dark line.
The line width of the dark line can be the core diameter dV1 of the first optical vortex and/or the core diameter dV2 of the second optical vortex. When the first optical vortex and/or the second optical vortex are formed from coherent light, the core diameter dV1 of the first optical vortex and/or the core diameter dV2 of the second optical vortex are the coherent light can be smaller than the beam waist dG of
Therefore, by using the width of the dark line, the exposure apparatus and exposure method of the present invention can perform finer processing than conventional processing using the beam waist dG of coherent light.
本発明の露光システムは、上述の露光装置；及びフォトレジスト；を有する。
また、本発明の露光フォトレジスト製造方法は、上述の光発生方法により得られる、少なくとも２つの光束を用いてフォトレジストを露光する露光工程；を有し、少なくとも２つの光束の離間した所定距離が暗線として露光されるフォトレジストを得る。
フォトレジストは、本発明の露光システム又は露光フォトレジスト製造方法において、用いる手法により定めることができる。なお、本発明の露光装置及び露光方法、並びに露光システム又は露光フォトレジスト製造方法により、上述の少なくとも２つの光束の離間した所定距離が暗線として露光されることから、フォトレジストは、ネガ型であるのがよい。
なお、フォトレジストの特性、特に感光度は、用いる第１及び第２の光渦、該光渦を発生するために用いるコヒーレント光などに依存して、適宜設定することができる。The exposure system of the present invention comprises the exposure apparatus described above; and a photoresist.
In addition, the method for producing an exposed photoresist of the present invention has an exposure step of exposing the photoresist using at least two beams of light obtained by the method for generating light described above, wherein the predetermined distance between the at least two beams is A photoresist is obtained which is exposed as a dark line.
The photoresist can be defined by the technique used in the exposure system or exposure photoresist manufacturing method of the present invention. In addition, the photoresist is a negative type because a predetermined distance separated by the at least two light beams is exposed as a dark line by the exposure apparatus, the exposure method, and the exposure system or the exposure photoresist manufacturing method of the present invention. It's good.
The properties of the photoresist, particularly the photosensitivity, can be appropriately set depending on the first and second optical vortices to be used, the coherent light used to generate the optical vortices, and the like.
本発明の露光装置及び露光方法、並びに露光システム又は露光フォトレジスト製造方法は、従来のフォトレジスト製造方法で用いられる手法に応用することができる。
本発明の露光装置及び露光方法、並びに露光システム又は露光フォトレジスト製造方法は、上述の少なくとも２つの光束の離間した所定距離が暗線として露光されることから、いわゆるリフトオフ法に応用するのが好ましい。
また、本発明の露光装置及び露光方法、並びに露光システム又は露光フォトレジスト製造方法は、用いる走査装置により、「暗線」を直線としても曲線としても加工することができる。
以下、本発明について、実施例を用いて具体的に説明するが、本発明は該実施例によってのみ限定されるものではない。The exposure apparatus, exposure method, and exposure system or exposure photoresist manufacturing method of the present invention can be applied to techniques used in conventional photoresist manufacturing methods.
The exposure apparatus, exposure method, and exposure system or exposure photoresist manufacturing method of the present invention are preferably applied to a so-called lift-off method, since a predetermined distance separated by the at least two light beams is exposed as a dark line.
Further, the exposure apparatus, exposure method, and exposure system or exposure photoresist manufacturing method of the present invention can process the "dark line" as either a straight line or a curved line depending on the scanning device used.
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described using examples, but the present invention is not limited only by the examples.
本発明の光発生装置及び該光発生装置を有する露光装置を具現化した光学系１を図５に示す。なお、図５に示す光学系１の光発生装置にかかる装置は、図４に示す光発生装置の態様と類似する。
光学系１は、レーザー３（Ｈｅ－ＣｄレーザーＩＫ３５０１Ｒ－Ｇ、（株）金門光波製）、ビームエキスパンダ４、偏光子５（図５中、「Ｐ１」とも記載）、軸対称偏光素子６（フォトニック結晶製、Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｌａｔｔｉｃｅ社製。図５中、「ＡＨＰ」とも記載）、偏光子７（図５中、「Ｐ２」とも記載）、円形開口８（φ＝８ｍｍ）（図５中、「Aperture」とも記載）、ガルバノスキャナ９、ｆθレンズ１０（焦点距離５６ｍｍ、ＮＡ＝０．０４３）を備える。FIG. 5 shows an
The
レーザー３から射出された波長３２５ｎｍの紫外光をビームエキスパンダ４で拡大し、偏光子５、軸対称偏光素子６、偏光子７の３素子から成る光発生装置へと入射させる。
装置へ入射した紫外光は、偏光子５で直線偏光へと変化される。この直線偏光は互いに振幅の等しい右回りと左回りの円偏光の重ね合わせとみなすことができる。
直線偏光、即ち互いに振幅の等しい右回り及び左回りの円偏光成分は、続けて軸対称偏光素子６へと同軸で入射される。軸対称偏光素子６は、光学軸方位が素子断面内で放射状に分布した特殊な半波長板である。軸対称偏光素子６は、入射する円偏光をその回転方向に応じて互いに反符号の光渦へと変換する機能がある。
軸対称偏光素子６（フォトニック結晶製、Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｌａｔｔｉｃｅ社製）は、速軸方位が素子断面内で方位方向に対して１周で２π回転する機能を有し、入射する左右円偏光をｌ（トポロジカルチャージ）＝±２の光渦へと変換する。Ultraviolet light with a wavelength of 325 nm emitted from a
Ultraviolet light incident on the device is converted into linearly polarized light by the
Linearly polarized light, that is, right-handed and counter-clockwise circularly polarized light components having equal amplitudes are subsequently coaxially incident on the axially symmetrical
The axially symmetrical polarizing element 6 (manufactured by Photonic Crystal Co., Ltd., manufactured by Photonic Lattice) has the function of rotating the orientation of the fast axis by 2π with respect to the azimuth direction within the cross section of the element. topological charge) = ±2 optical vortices.
軸対称偏光素子６で生成されたｌ＝±２の左右円偏光成分は、偏光子７により互いに偏光方向を揃えられ、互いに干渉する。
偏光子５、軸対称偏光素子６、偏光子７の３素子から成る光発生装置から射出した光を、円形開口８で直径５ｍｍの強度分布が均一なビームとして取り出し、ガルバノスキャナ９に入射させる。ガルバノスキャナ９の射出側にはｆθレンズ１０が設けられている。該ｆθレンズ１０の焦点面には、ｌ＝±２の光渦の同軸干渉パターンとして４つの明点を有するビームであって、該４つの明点を四角形の頂点とした場合、該四角形の各辺に頂点間に暗部が形成されるビーム（図５中、「Four petaled pattern」と記載されるビーム）が形成される。The left-right circularly polarized components of l=±2 generated by the axially symmetrical
Light emitted from a light generator consisting of three elements, a
用意したネガ型レジストの基板１１を焦点面に設置し、ガルバノスキャナ９でビーム走査することで、暗部を未感光領域の細線パターンとして描画した。ガルバノスキャナに入射する前のレーザー光のビーム径は５ｍｍであった。
露光強度ＩＶ及び走査速度ｖＶは、ＩＶ＝４６０μＷ及びｖＶ＝０．００２ｍ／ｓであった。A prepared negative resist substrate 11 was placed on the focal plane and beam-scanned by a
The exposure intensity I V and scanning speed v V were I V =460 μW and v V =0.002 m/s.
（比較例１）
比較のために、偏光子５、軸対称偏光素子６、偏光子７の３素子から成る光発生装置を取り除き、ガウシアン光の場合でも同様の露光実験を行った。ガウシアン光の場合はポジ型レジストの基板を用いた。なお、露光強度ＩＧ及び走査速度ｖＧは、ＩＧ＝６０μＷ及びｖＧ＝０．００１ｍ／ｓであった。(Comparative example 1)
For comparison, the same exposure experiment was conducted with Gaussian light by removing the light generator consisting of the
実施例１及び比較例１の双方共に、露光後は、現像液（ＮＭＤ－３、東京応化工業）で現像、スパッタで金を蒸着、剥離液（剥離液１０６、東京応化工業）で剥離し、金属構造を形成した。
実施例１及び比較例１で得られた金属構造の顕微鏡画像を、それぞれ図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す。
図６（ａ）及び図６（ｂ）から、形成された金属細線の幅が、実施例１（光渦を用いた場合）では約２．２μｍ、比較例１（ガウシアン光を用いた場合）では１９μｍであることがわかる。なお、線幅は画像輝度の半値幅として求めた。
この結果から、光渦の同軸干渉パターンを用いることで、ガウシアン光と比べて同じ開口数の条件下で１／８～１／９倍程度細い金属細線を形成できることがわかる。In both Example 1 and Comparative Example 1, after exposure, development was performed with a developer (NMD-3, Tokyo Ohka Kogyo), gold was vapor-deposited by sputtering, stripping was performed with a stripper (stripper 106, Tokyo Ohka Kogyo), A metal structure was formed.
Microscopic images of the metal structures obtained in Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIGS. 6(a) and 6(b), respectively.
6(a) and 6(b), the width of the formed metal thin wire is about 2.2 μm in Example 1 (when light vortex is used), and Comparative Example 1 (when Gaussian light is used). is 19 μm. The line width was determined as the half width of the image brightness.
From this result, it can be seen that by using the coaxial interference pattern of the optical vortex, it is possible to form a fine metal wire that is about 1/8 to 1/9 times thinner than the Gaussian light under the same numerical aperture conditions.
（実施例２）
実施例１と同じ装置を用い、露光強度を２８０μＷ～４４０μＷの間で変化させて、実施例１と同様に、金属構造を形成し、その線幅を測定した。
（比較例２）
比較例１と同じ装置を用い、露光強度を４０μＷ～４６０μＷの間で変化させて、比較例１と同様に、金属構造を形成し、その線幅を測定した。(Example 2)
Using the same apparatus as in Example 1, the exposure intensity was varied between 280 μW and 440 μW, metal structures were formed in the same manner as in Example 1, and their line widths were measured.
(Comparative example 2)
Using the same apparatus as in Comparative Example 1, the exposure intensity was varied between 40 μW and 460 μW, metal structures were formed in the same manner as in Comparative Example 1, and their line widths were measured.
実施例１及び実施例２の結果、即ち横軸を露光強度とし縦軸を形成した金属構造の線幅としたグラフを図７（ａ）に、比較例１及び比較例２の結果、即ち横軸を露光強度とし縦軸を形成した金属構造の線幅としたグラフを図７（ｂ）に示す。
図７（ａ）及び図７（ｂ）から、同じ開口数の条件下で、光渦の同軸干渉パターンを用いる実施例１及び実施例２は、ガウシアン光（比較例１及び比較例２）と比べて、より微細な構造を形成できることがわかる。
また、図７（ａ）から、露光強度を高めることで加工線幅を細線化できることがわかる。例えば露光強度を２８０μＷから４６０μＷへと変更することで、加工線幅を約３．７μｍから約２．２μｍへと細線化できることがわかる。FIG. 7(a) shows the results of Examples 1 and 2, that is, the exposure intensity on the horizontal axis and the line width of the metal structure formed on the vertical axis. FIG. 7B shows a graph in which the axis is the exposure intensity and the vertical axis is the line width of the formed metal structure.
From FIGS. 7(a) and 7(b), under the same numerical aperture conditions, Example 1 and Example 2 using the coaxial interference pattern of the optical vortex are different from Gaussian light (Comparative Example 1 and Comparative Example 2). In comparison, it can be seen that a finer structure can be formed.
Also, from FIG. 7A, it can be seen that the processing line width can be made thinner by increasing the exposure intensity. For example, it can be seen that by changing the exposure intensity from 280 μW to 460 μW, the processed line width can be thinned from about 3.7 μm to about 2.2 μm.
（実施例３）
実施例１と同じ光学系１を用い、さらに、半波長板１２を備える光学系２を用いた。
半波長板１２は、偏光子５と軸対称偏光素子６との間に設け、偏光子５で変化させた直線偏光の偏光方位を、半波長板１２で回転できるようにした。即ち、半波長板１２は、位相制御装置として作用させた。
また、半波長板１２及びガルバノスキャナ９を制御することにより、図８に示す明部２点とそれに挟まれた暗部とのセットが４セット存在する描画ができた。
図８では、４セットは離間した状態であるが、半波長板１２及びガルバノスキャナ９をより精密に制御することにより、図８において、「Unexposed curved region（未露光曲線領域）」で示される曲暗線が形成することができる。(Example 3)
The same
The half-wave plate 12 was provided between the
Also, by controlling the half-wave plate 12 and the
In FIG. 8, the four sets are spaced apart, but by more precise control of the half-wave plate 12 and the
Claims (26)
前記第１のトポロジカルチャージと絶対値が等しく且つ符号が異なる第２のトポロジカルチャージを有する第２の光渦を発生させる第２の光渦発生装置；及び
前記第１の光渦と前記第２の光渦とを干渉させる干渉装置；
を有し、前記干渉装置から所定距離離間する少なくとも２つの光束が発生され、該少なくとも２つの光束の離間した所定距離を暗部として利用する、光発生装置。 a first optical vortex generator for generating a first optical vortex having a first topological charge;
a second optical vortex generator for generating a second optical vortex having a second topological charge equal in absolute value and different in sign to the first topological charge; and an interference device for interfering with the optical vortex;
wherein at least two light beams are generated a predetermined distance apart from said interference device, and wherein the predetermined distance apart of said at least two light beams is used as a dark space .
前記コヒーレント光を直線偏光とする偏光子；
前記直線偏光を第１の光渦及び該第１の光渦と絶対値が等しく符号が異なるトポロジカルチャージを有する第２の光渦とする軸対称偏光素子；及び
第１の光渦と第２の光渦とを干渉させる干渉装置；
を有し、
前記干渉装置から所定距離離間した少なくとも２つの光束が発生され、該少なくとも２つの光束の離間した所定距離を暗部として利用する、光発生装置。 A coherent light generator for generating coherent light;
A polarizer that linearly polarizes the coherent light;
an axially symmetric polarizing element with the linearly polarized light as a first optical vortex and a second optical vortex having a topological charge equal in absolute value to the first optical vortex but different in sign; and a first optical vortex and a second optical vortex an interference device for interfering with the optical vortex;
has
A light generating device, wherein at least two light beams are generated at a predetermined distance from the interference device, and the predetermined distance apart of the at least two light beams is used as a dark space .
前記光発生装置から発生する、前記所定距離離間した少なくとも２つの光束を用いて露光し、該少なくとも２つの光束の離間した所定距離を暗部として露光する露光手段；
を有する露光装置。 The light generating device according to any one of claims 1 to 9 ; and exposing using at least two light beams separated by the predetermined distance generated from the light generating device, and separating the at least two light beams exposure means for exposing a predetermined distance as a dark part ;
An exposure apparatus having
フォトレジスト；
を有する露光システムであって、
前記所定距離を線幅とする暗線を前記フォトレジストに形成する露光システム。 An exposure apparatus according to claim 10 or claim 11 ; and a photoresist;
an exposure system comprising
An exposure system for forming a dark line in the photoresist with a line width of the predetermined distance.
Ｄ）前記第１のトポロジカルチャージと絶対値が等しく且つ符号が異なる第２のトポロジカルチャージを有する第２の光渦を発生させる第２の光渦発生工程；及び
Ｆ）前記第１の光渦と前記第２の光渦とを干渉させる干渉工程；
を有し、前記干渉工程後、所定距離離間する少なくとも２つの光束が発生され、該少なくとも２つの光束の離間した所定距離を暗部として利用する、光発生方法。 C) a first optical vortex generating step for generating a first optical vortex having a first topological charge;
D) a second optical vortex generation step of generating a second optical vortex having a second topological charge equal in absolute value and different in sign from the first topological charge; and F) with the first optical vortex. an interference step of interfering with the second optical vortex;
wherein after said interfering step, at least two light beams spaced apart by a predetermined distance are generated, and the predetermined distance apart of said at least two light beams is used as a dark space .
Ｂ）前記コヒーレント光を直線偏光とし、直線偏光を発生する直線偏光発生工程；
Ｃ）前記直線偏光から第１の光渦を発生させる第１の光渦発生工程；
Ｄ）前記直線偏光から該第１の光渦と絶対値が等しく符号が異なるトポロジカルチャージを有する第２の光渦を発生させる第２の光渦発生工程；
Ｅ） 前記Ｃ）第１の光渦発生工程から発生した前記第１の光渦と前記Ｄ）前記第２の光渦発生装置から発生した前記第２の光渦との位相差を制御する位相制御工程；及び
Ｆ）前記第１の光渦と前記第２の光渦とを干渉させる干渉工程；
を有し、前記Ｆ）干渉工程後、前記コヒーレント光の光束の直径よりも小さい距離が離間される少なくとも２つの光束が発生され、該少なくとも２つの光束の離間した所定距離を暗部として利用する、光発生方法。 A) a coherent light generation step of generating coherent light;
B) a linearly polarized light generation step of converting the coherent light into linearly polarized light and generating linearly polarized light;
C) a first optical vortex generating step of generating a first optical vortex from the linearly polarized light;
D) a second optical vortex generation step of generating a second optical vortex having a topological charge equal in absolute value and different in sign from the first optical vortex from the linearly polarized light;
E) A phase for controlling the phase difference between the first optical vortex generated in the C) first optical vortex generating step and the second optical vortex D) generated by the second optical vortex generator. and F) an interference step of interfering said first optical vortex and said second optical vortex;
F) after the interference step, at least two beams are generated that are separated by a distance smaller than the diameter of the beams of coherent light, and the predetermined distance apart of the at least two beams is used as a dark space. , light generation method.
前記少なくとも２つの光束の離間した距離が暗線として露光されるフォトレジストを得る露光フォトレジスト製造方法。 G) an exposure step of exposing a photoresist using the at least two beams of light according to any one of claims 14 to 22 ;
A method for producing an exposed photoresist to obtain a photoresist in which the distances separated by said at least two light beams are exposed as dark lines.
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