(57)【要約】本発明は、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、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、並びに該装置及び方法を用いた露光方法及び装置を提供する。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、並びに該装置及び方法を用いた露光方法及び装置を提供する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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；
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る、光発生装置。
【請求項３】
前記第１の光渦発生装置から発生した前記第１の光渦と前記第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装置をさらに有する、請求項２記載の光発生装置。
【請求項４】
直線偏光を発生する直線偏光発生装置をさらに有する請求項２又は請求項３に記載の光発生装置。
【請求項５】
前記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請求項４に記載の光発生装置。
【請求項６】
前記コヒーレント光は、コヒーレンス度が０．９５以上である請求項５に記載の光発生装置。
【請求項７】
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、前記第１及び第２の光渦発生装置、及び前記干渉装置を介することにより、前記所定距離離間した少なくとも２つの光束が発生される請求項２〜請求項６のいずれか一項に記載の光発生装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の光渦発生装置が、軸対称偏光素子である請求項２〜請求項７のいずれか一項に記載の光発生装置。
【請求項９】
コヒーレント光を発生するコヒーレント光発生装置；
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る、光発生装置。
【請求項１０】
前記所定距離が、前記コヒーレント光の直径よりも小さい請求項９に記載の光発生装置。
【請求項１１】
請求項２〜請求項１０のいずれか一項に記載の光発生装置；及び
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する露光手段；
を有する露光装置。
【請求項１２】
前記露光手段が、前記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請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項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、
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。
【請求項１４】
前記フォトレジストがネガ型である請求項１３に記載の露光システム。
【請求項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。
【請求項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）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る、光発生方法。
【請求項１７】
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；をさらに有する、請求項１６記載の光発生方法。
【請求項１８】
前記Ｃ）第１の光渦発生工程及び前記Ｄ）第２の光渦発生工程を略同時に行う請求項１６又は請求項１７に記載の光発生方法。
【請求項１９】
前記Ｃ）第１の光渦発生工程及び前記Ｄ）第２の光渦発生工程を、軸対称偏光素子により、略同時に行う請求項１６又は請求項１７に記載の光発生方法。
【請求項２０】
Ｂ）直線偏光を発生する直線偏光発生工程；を前記Ｃ）第１の光渦発生工程前であって前記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前記Ｃ）第１の光渦発生工程及び前記Ｄ）第２の光渦発生工程を行う請求項１６〜請求項１９のいずれか一項に記載の光発生方法。
【請求項２１】
前記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請求項２０に記載の光発生方法。
【請求項２２】
前記コヒーレント光は、コヒーレンス度が０．９５以上である請求項２１に記載の光発生方法。
【請求項２３】
前記コヒーレント光の光束の直径よりも、前記所定距離が小さい請求項２１又は２２に記載の光発生方法。
【請求項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）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る、光発生方法。
【請求項２５】
Ｇ）請求項１６〜請求項２４のいずれか一項に記載の前記少なくとも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、
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。
【請求項２６】
前記Ｇ）露光工程が、Ｇ）−１）前記少なくとも２つの光束を前記フォトレジストの表面上を走査する工程を含む、請求項２５に記載の露光フォトレジスト製造方法。
【請求項２７】
前記フォトレジストがネガ型である請求項２５又は請求項２６に記載の露光フォトレジスト製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。【０００６】
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。【０００７】
【数１】
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【０００８】
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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】S. Rizvi, “Handbook of Photomask Manufacturing Technology,” CRC Press p. 728 (2005).
【非特許文献２】Z. Cui, “Nanofabrication: Principles, Capabilities and Limits,” Springer Press p. 343 (2010).
【非特許文献３】K. Ushakova, Q. Y. van den Berg, S. F. Pereira, and H. P. Urbach, “Demonstration of spot size reduction by focusing amplitude modulated radially polarized light on a photoresist,” Journal of Optics 17, 125615 (2015).
【非特許文献４】A. M. Yao, M. J. Padgett, and M. Babiker, “Orbital angular momentum: origins, behavior and applications,” Adv. Opt. Photon. 3, 161-204 (2011).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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。【００１１】
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。【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。【００１４】
＜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。【００１５】
＜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。【００１６】
＜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。【００１７】
＜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。【００１８】
＜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。【００１９】
＜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。【００２０】
＜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。【００２１】
＜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。【００２２】
＜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。【００２３】
＜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。【００２４】
＜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。
【発明の効果】
【００２５】
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。【００２６】
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。【００２７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】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ッハツェンダー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。
【図２】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であってマッハツェンダー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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】実施例１で用いる、本発明の光発生装置及び露光装置を具現化した光学系１の概略を示す図である。
【図６】実施例１で得られた細線構造（（ａ））及び比較例１で得られた細線構造（（ｂ））を示す顕微鏡像である。
【図７】実施例１及び実施例２で得られた露光強度と細線の線幅の関係（（ａ））及び比較例１及び比較例２で得られた露光強度と細線の線幅の関係（（ｂ））を示すグラフである。
【図８】半波長板１２を備える実施例３の光学系２を用いて得られた暗曲線領域を示す顕微鏡像である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
＜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。
【００３１】
＜＜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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
＜＜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。
【００３５】
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。  
【００３６】
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。
【００３７】
＜＜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。
【００３８】
＜＜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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
＜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。
【００５１】
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。  
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【実施例１】
【００５６】
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。【００５７】
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。【００５８】
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。【００５９】
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。【００６０】
（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。【００６１】
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。【００６２】
（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。【００６３】
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。【００６４】
（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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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