(57)【要約】本発明は、第１領域と、第２領域と、第３領域とを形成でき、且つ、第１領域における光強度が前記第２領域及び前記第３領域における光強度のそれぞれより高い第１光を生成することと、第１領域及び第２領域を同時に照射できる第２光を生成することと、第１領域及び第３領域を同時に照射できる第３光を生成することと、前記第２光及び前記第３光の光強度をそれぞれ制御することとを含む光生成方法、及びシステムを提供する。本発明に係る光生成方法及びシステムによって生成された光は、理論上解像度が無限小に近づける超解像を実現できるだけでなく、採用する初期光源はいずれもレーザ発生器から出射された光であるため、コストが非常に安く、しかも光源の回折限界に制限されず、リソグラフィ分野で幅広い利用が見込まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１領域と、第２領域と、第３領域とを形成でき、且つ、第１領域における光強度が前記第２領域及び前記第３領域における光強度のそれぞれより高い第１光を生成することと、
第１領域及び第２領域を同時に照射できる第２光を生成することと、
第１領域及び第３領域を同時に照射できる第３光を生成することと、
前記第２光及び前記第３光の光強度をそれぞれ制御することとを含むことを特徴とする光生成方法。
【請求項２】
前記第１光は第１タイプの光変換モジュールによって離散型の第１領域を形成することを特徴とする請求項１に記載の光生成方法。
【請求項３】
前記第１光は第２タイプの光変換モジュールによって連続型の第１領域を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の光生成方法。
【請求項４】
前記第１光は第３タイプの光変換モジュールによって、離散型の第１領域と連続型の第１領域とを含む混合型の第１領域を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光生成方法。
【請求項５】
前記第２光又は／及び前記第３光のオンオフを制御することによって前記第２光又は／及び前記第３光の光強度に対する制御を実現することと、又は／及び、
前記第２光の光源の光放射パワーを制御することによって前記第２光の光強度に対する制御を実現し、又は／且つ、前記第３光の光源の光放射パワーを制御することによって前記第３光の光強度に対する制御を実現し、又は／且つ、前記第１光の光源の光放射パワーを制御することによって前記第１光の光強度に対する制御を実現することとをさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光生成方法。
【請求項６】
第１領域と、第２領域と、第３領域とを形成でき、且つ、第１領域における光強度が前記第２領域及び前記第３領域における光強度のそれぞれより高い第１光を生成する第１光源と、
第１領域及び第２領域を同時に照射できる第２光を生成する第２光源と、
第１領域及び第３領域を同時に照射できる第３光を生成する第３光源と、
前記第２光及び前記第３光の光強度をそれぞれ制御する光制御装置とを含むことを特徴とする光生成システム。
【請求項７】
前記光生成システムは第１タイプの光変換モジュールをさらに含み、前記第１光は前記第１タイプの光変換モジュールによって離散型の第１領域を形成し、
前記第１タイプの光変換モジュールは第１レンズ群、ビーム整形装置、マイクロレンズアレイ群、又は／及び２ビーム位相変換アレイ群を含むことを特徴とする請求項６に記載の光生成システム。
【請求項８】
前記光生成システムは第２タイプの光変換モジュールをさらに含み、前記第１光は前記第２タイプの光変換モジュールによって連続型の第１領域を形成し、
前記第２タイプの光変換モジュールは第２レンズ群、偏光装置、第３レンズ群、ガウシアンビーム整形器、環状ビーム整形器、ビームスプリッター、又は／及び位相型回折格子アレイを含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の光生成システム。
【請求項９】
前記光生成システムは第３タイプの光変換モジュールをさらに含み、前記第１光は前記第３タイプの光変換モジュールによって、離散型の第１領域と連続型の第１領域とを含む混合型の第１領域を形成し、
前記第３タイプの光変換モジュールは第４レンズ群、偏光装置、第５レンズ群、ガウシアンビーム整形器、環状ビーム整形器、ビームスプリッター、又は／及び位相型回折格子アレイを含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の光生成システム。
【請求項１０】
前記光制御装置は、前記第２光又は／及び前記第３光のオンオフを制御することによって前記第２光又は／及び前記第３光の光強度に対する制御を実現する空間光変調器、又は／及び、
光パワー制御器であって、前記第２光源の光放射パワーを制御することによって前記第２光の光強度に対する制御を実現し、又は／且つ、前記第３光源の光放射パワーを制御することによって前記第３光の光強度に対する制御を実現し、又は／且つ、前記第１光源の光放射パワーを制御することによって前記第１光の光強度に対する制御を実現する光パワー制御器を含むことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の光生成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学技術の分野に関し、リソグラフィに用いる光に関し、特に、光生成方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、リソグラフィ技術は産業向けの精密加工で重要なプロセスである。とりわけミクロン・ナノ加工分野で、例えば、集積回路チップ、ＭＥＭＳ部品、光集積技術、精密光学等の分野で幅広く利用されている。従来の高精密リソグラフィ製造プロセスには、主に光学的縮小投影リソグラフィ、電子線直接描画、イオンビーム加工、レーザ干渉リソグラフィ等がある。
【０００３】
レイリー（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）解像度計算式、Ｒ＝ｋ１λ／ＮＡによれば、解像度を高めることは、リソグラフィにおける対物レンズの開口数ＮＡを増加させ露光波長λを短縮させることで実現できる。従来のリソグラフィ装置で開口数を増加させる方法として、液浸リソグラフィ技術を採用している。短波長露光として現在、最も重要で成熟している技術として、波長１９３ｎｍのＡｒＦ光源を採用している。しかし、液浸法を採用してＮＡを高めようとしても、最小解像度は４５ｎｍにとどまっている。
【０００４】
従来の露光型のリソグラフィ技術は、通常の光学的原理を採用して、レイリー計算式に基づいて解像度を改善している。主として、液浸法を用いて開口数を高めより短い波長の光源を採用するものである。特により短い波長の光源は解像度を高める上で決定的な役割を果たしている。一方、エキシマ光源、電子線、さらには極端紫外線光源の製造が複雑で、関連のプロセスが難しく、しかもコストが非常に高いため、直接超解像露光型リソグラフィ装置はコストが高騰しており、解像度は依然として光源の回折限界に制限されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した従来技術の欠点に鑑みてなされるものであり、従来の光源のレイリー解像度は光源の回折限界の影響により、限界があるという課題を解決するために、光生成方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的及びその他の関連の目的を達成するために、本発明は、第１領域と、第２領域と、第３領域とを形成でき、且つ、第１領域における光強度が前記第２領域及び前記第３領域における光強度のそれぞれより高い第１光を生成することと、第１領域及び第２領域を同時に照射できる第２光を生成することと、第１領域及び第３領域を同時に照射できる第３光を生成することと、前記第２光及び前記第３光の光強度をそれぞれ制御することとを含む光生成方法を提供する。
【０００７】
本発明の一つの実施例において、前記第１光は第１タイプの光変換モジュールによって離散型の第１領域を形成する。
【０００８】
本発明の一つの実施例において、前記第１光は第２タイプの光変換モジュールによって連続型の第１領域を形成する。
【０００９】
本発明の一つの実施例において、前記第１光は、第３タイプの光変換モジュールによって、離散型の第１領域と連続型の第１領域とを含む混合型の第１領域を形成する。
【００１０】
本発明の一つの実施例において、前記第２領域及び前記第３領域の面積はナノオーダーである。
【００１１】
本発明の一つの実施例において、前記第２領域で前記第２光によって照射された領域は第１超解像領域であり、前記第１超解像領域の内径範囲は０〜１００ｎｍである。
【００１２】
本発明の一つの実施例において、前記第１超解像領域の内径範囲は０〜１０ｎｍである。
【００１３】
本発明の一つの実施例において、前記第３領域で前記第３光によって照射された領域は第２超解像領域であり、前記第２超解像領域の内径範囲は０〜１００ｎｍである。
【００１４】
本発明の一つの実施例において、前記第２超解像領域の内径範囲は０〜１０ｎｍである。
【００１５】
本発明の一つの実施例において、当該方法は、前記第２光又は／及び前記第３光のオンオフを制御することによって前記第２光又は／及び前記第３光の光強度に対する制御を実現することと、又は／及び、前記第２光の光源の光放射パワーを制御することによって前記第２光の光強度に対する制御を実現することと、又は／及び、前記第３光の光源の光放射パワーを制御することによって前記第３光の光強度に対する制御を実現することと、又は／及び、前記第１光の光源の光放射パワーを制御することによって前記第１光の光強度に対する制御を実現することとをさらに含む。
【００１６】
本発明の一つの実施例において、前記第２光及び前記第３光は同一の光源に由来するか、又は、前記第２光及び前記第３光は異なる光源に由来する。
【００１７】
さらに、本発明は、第１領域と、第２領域と、第３領域とを形成でき、且つ、第１領域における光強度が前記第２領域及び前記第３領域における光強度のそれぞれより高い第１光を生成する第１光源と、第１領域及び第２領域を同時に照射できる第２光を生成する第２光源と、第１領域及び第３領域を同時に照射できる第３光を生成する第３光源と、前記第２光及び前記第３光の光強度をそれぞれ制御する光制御装置とを含む光生成システムを提供する。
【００１８】
本発明の一つの実施例において、前記光生成システムは第１タイプの光変換モジュールをさらに含み、前記第１光は前記第１タイプの光変換モジュールによって離散型の第１領域を形成し、前記第１タイプの光変換モジュールは第１レンズ群、ビーム整形装置、マイクロレンズアレイ群、又は／及び２ビーム位相変換アレイ群を含む。
【００１９】
本発明の一つの実施例において、前記光生成システムは第２タイプの光変換モジュールをさらに含み、前記第１光は前記第２タイプの光変換モジュールによって連続型の第１領域を形成し、前記第２タイプの光変換モジュールは第２レンズ群、偏光装置、第３レンズ群、ガウシアンビーム整形器、環状ビーム整形器、ビームスプリッター、又は／及び位相型回折格子アレイを含む。
【００２０】
本発明の一つの実施例において、前記光生成システムは第３タイプの光変換モジュールをさらに含み、前記第１光は前記第３タイプの光変換モジュールによって、離散型の第１領域と連続型の第１領域とを含む混合型の第１領域を形成し、前記第３タイプの光変換モジュールは第４レンズ群、偏光装置、第５レンズ群、ガウシアンビーム整形器、環状ビーム整形器、ビームスプリッター、又は／及び位相型回折格子アレイを含む。
【００２１】
本発明の一つの実施例において、前記第２領域及び前記第３領域の面積はナノオーダーである。
【００２２】
本発明の一つの実施例において、前記光生成システムは第１光路モジュールをさらに含み、前記第２光は前記第１光路モジュールによって前記第１領域及び前記第２領域を同時に照射し、前記第１光路モジュールはレンズ群、整形装置、偏光装置、回折格子、分光器のいずれか１種又は２種以上の組み合わせを含む。
【００２３】
本発明の一つの実施例において、前記第３光源は前記第２光源と、第２光路モジュールとを含み、前記第２光路モジュールは前記第２光源から出射された前記第２光の一部を前記第３光として取り分け、前記第２光路モジュールはレンズ群、整形装置、偏光装置、回折格子、分光器のいずれか１種又は２種以上の組み合わせを含む。
【００２４】
本発明の一つの実施例において、前記光生成システムは第３光路モジュールをさらに含み、前記第３光は前記第３光路モジュールによって前記第１領域及び前記第３領域を同時に照射し、前記第３光路モジュールはレンズ群、整形装置、偏光装置、回折格子、分光器のいずれか１種又は２種以上の組み合わせを含む。
【００２５】
本発明の一つの実施例において、前記第１光源は、第１ガウシアンビームを生成する第１ガウシアン光源を含む。
【００２６】
本発明の一つの実施例において、前記第１光源は、前記第１ガウシアンビームを第１フラットトップビームに整形する第１フラットトップユニット、又は、第１フラットトップビームを生成する第１フラットトップ光源をさらに含む。
【００２７】
本発明の一つの実施例において、前記第１光源は、前記第１ガウシアンビーム又は第１フラットトップビームを第１アレイ光に整形する第１アレイユニット、又は、第１アレイ光を生成する第１アレイ光源をさらに含む。
【００２８】
本発明の一つの実施例において、前記第２光源は、第２ガウシアンビームを生成する第２ガウシアン光源を含む。
【００２９】
本発明の一つの実施例において、前記第２光源は、前記第２ガウシアンビームを第２フラットトップビームに整形する第２フラットトップユニット、又は、第２フラットトップビームを生成する第２フラットトップ光源をさらに含む。
【００３０】
本発明の一つの実施例において、前記第２光源は、前記第２ガウシアンビーム又は第２フラットトップビームを第２アレイ光に整形する第２アレイユニット、又は、第２アレイ光を生成する第２アレイ光源をさらに含む。
【００３１】
本発明の一つの実施例において、前記第３光源は、第３ガウシアンビームを生成する第３ガウシアン光源を含む。
【００３２】
本発明の一つの実施例において、前記第３光源は、前記第３ガウシアンビームを第３フラットトップビームに整形する第３フラットトップユニット、又は、第３フラットトップビームを生成する第３フラットトップ光源をさらに含む。
【００３３】
本発明の一つの実施例において、前記第３光源は、前記第３ガウシアンビーム又は第３フラットトップビームを第３アレイ光に整形する第３アレイユニット、又は、第３アレイ光を生成する第３アレイ光源をさらに含む。
【００３４】
本発明の一つの実施例において、前記光制御装置は、前記第２光又は／及び前記第３光のオンオフを制御することによって前記第２光又は／及び前記第３光の光強度に対する制御を実現する空間光変調器、又は／及び、光パワー制御器であって、前記第２光源の光放射パワーを制御することによって前記第２光の光強度に対する制御を実現し、又は／且つ、前記第３光源の光放射パワーを制御することによって前記第３光の光強度に対する制御を実現し、又は／且つ、前記第１光源の光放射パワーを制御することによって前記第１光の光強度に対する制御を実現する光パワー制御器を含む。
【発明の効果】
【００３５】
上記の内容から分かるように、本発明に係る光生成方法及びシステムは、以下の有益な効果を有する。
本発明に係る光生成方法及びシステムによって生成された光は、理論上解像度が無限小に近づける超解像を実現できるだけでなく、採用する初期光源はいずれもレーザ発生器から出射された光であるため、コストが非常に安く、しかも光源の回折限界に制限されず、リソグラフィ分野で幅広い利用が見込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の実施例に係る光生成方法を実現する一つのプロセスの概略図を示す。
【図２Ａ−１】図２Ａ−１は、本発明の実施例に係る第１領域を実現する第１の形態の概略図を示す。
【図２Ａ−２】図２Ａ−２は、本発明の実施例に係る第１タイプの光変換モジュールを実現する一つの構成の概略図を示す。
【図２Ｂ−１】図２Ｂ−１は、本発明の実施例に係る第１領域を実現する第２の形態の概略図を示す。
【図２Ｂ−２】図２Ｂ−２は、本発明の実施例に係る第２タイプの光変換モジュールを実現する一つの構成の概略図を示す。
【図２Ｃ−１】図２Ｃ−１は、本発明の実施例に係る第１領域を実現する第３の形態の概略図を示す。
【図２Ｃ−２】図２Ｃ−２は、本発明の実施例に係る第３タイプの光変換モジュールを実現する一つの構成の概略図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施例に係る光生成システムを実現する第１の構成の概略図を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施例に係る光生成システムを実現する第２の構成の概略図を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の実施例に係る光生成システムを実現する第３の構成の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
次に、具体的な実施例で本発明の実施形態を説明する。当業者は本明細書に記載の内容から容易に本発明のその他の利点、有益な効果を把握することができる。また、本発明は以下に示すものと異なる具体的な実施形態で実施又は利用することもでき、本明細書に記載の各詳細な内容は、利用上の状況に応じて、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な修飾又は変更をすることができる。なお、矛盾が生じない限り、以下の実施例及び実施例に係る特徴は互いに組み合わせることができる。
【００３８】
なお、以下の実施例に記載の図面が、本発明の発想を概略的に説明するものに過ぎないため、図面には本発明に関係のあるモジュールを示しているが、実際の実施におけるモジュールの数、形状及びサイズに基づいて描画されたわけではない。実際に実施するにあたり、各モジュールの形態、数と割合は任意に変更することができ、これらのモジュールはより複雑な形で配置されてもよい。
【００３９】
従来の露光型のリソグラフィ技術は、通常の光学的原理を採用して、レイリー計算式に基づいて解像度を改善している。主として、液浸法を用いて開口数を高めより短い波長の光源を採用するものである。特により短い波長の光源は解像度を高める上で決定的な役割を果たしている。一方、エキシマ光源、電子線、さらには極端紫外線光源の製造が複雑で、関連のプロセスが難しく、しかもコストが非常に高いため、直接超解像露光型リソグラフィ装置はコストが高騰しており、解像度は依然として光源の回折限界に制限されている。
【００４０】
本発明は、光生成方法及びシステムを提供する。それによって生成された光は、理論上解像度が無限小に近づける超解像を実現できるだけでなく、採用する初期光源はいずれもレーザ発生器から出射された光であるため、コストが非常に安く、しかも光源の回折限界に制限されず、リソグラフィ分野で幅広い利用が見込まれる。
【００４１】
図１が参照されるとおり、本発明は光生成方法を提供し、当該方法はＳ１０１〜Ｓ１０４を含む。
Ｓ１０１において、第１領域と、第２領域と、第３領域とを形成でき、且つ、第１領域における光強度が前記第２領域及び前記第３領域における光強度のそれぞれより高い第１光を生成する。
Ｓ１０２において、第１領域及び第２領域を同時に照射できる第２光を生成する。
Ｓ１０３において、第１領域及び第３領域を同時に照射できる第３光を生成する。
Ｓ１０４において、前記第２光及び前記第３光の光強度をそれぞれ制御する。
【００４２】
本発明の一つの実施例において、前記第１光は第１タイプの光変換モジュールによって離散型の第１領域を形成する。第１領域は前記第１光が照射して明領域を形成した領域であり、前記離散型の第１領域は即ち２つ以上の非連続の明領域が形成した領域である。図２Ａ−１が参照されるとおり、前記第１光は前記第１タイプの光変換モジュールによって環状アレイ光に変換され、前記環状アレイ光は離散型の第１領域（明領域）と、第２領域（暗領域１）、第３領域（暗領域２）、第４領域（暗領域３）、第５領域（暗領域４）等複数の暗領域とを形成できる。
【００４３】
図２Ａ−２が参照されるとおり、前記第１タイプの光変換モジュールは、第１レンズ群２０１と、ビーム整形装置２０２と、ビーム拡大装置２０３と、マイクロレンズアレイ群２０４と、２ビーム位相変換アレイ群２０５とを含み、且つ、前記第１光は環状光である初期入射ビームｈｖ１と、中実ガウシアンビームである初期入射ビームｈｖ２とを含む。ｈｖ１とｈｖ２はビームスプリッターを経て集束されてから第１レンズ群２０１を経て集光されてビーム整形装置２０２に入射することによってｈｖ１とｈｖ２の同心化を実現して、同心ビームを形成し、ビーム拡大装置２０３は一般的に、偏波保持光ファイバーを用いて実現できる。ビーム拡大装置２０３は同心ビームにおける中実ガウシアンビームをエネルギーが均一に分布するフラットトップビームに変換し、フラットトップ化された同心ビームはマイクロレンズアレイ群２０４を経てアレイ型の同心ビームに変換される。２ビーム位相変換アレイ群２０５はマイクロレンズアレイ群２０４に対応し、マイクロレンズアレイ群２０４から出射された各同心ビームは対応する位相変換セルに入射して初期ビームから環状ビームへのｈｖ１の変換を実現し、ｈｖ２は依然として中実ビームに保持され、これによってアレイ型の２ビーム、即ち環状アレイ光が実現される。環状光である初期入射ビームもガウシアンビームである。アレイ２ビームは画素ユニットに対応する空間光変調器２０６に入射し、当該装置はコンピュータプログラムによって各画素の２ビームのオンオフを高速で制御することによって、各２ビームを変調しパターンの書き込みを制御できる。空間光変調器２０６から出射された２ビームアレイはレンズ群２０７を経て集光され、次に画像縮小レンズ群２０８によって画像の縮小を実現して、最終的にリソグラフィ材料２０９の表面に高速並列化２ビームリソグラフィを実現する。精密変位プラットフォーム２０１０の制御によりリソグラフィ材料の変位のステッピング制御を実現する。
【００４４】
本発明の一つの実施例において、前記第１光は第２タイプの光変換モジュールによって連続型の第１領域を形成する。第１領域は前記第１光が照射して明領域を形成した領域であり、前記連続型の第１領域は即ち連続する明領域が形成した領域である。図２Ｂ−１が参照されるとおり、前記第１光は前記第２タイプの光変換モジュールによって回折格子光に変換され、前記回折格子光は連続型の第１領域（明領域）と、第２領域（暗領域１）、第３領域（暗領域２）、第４領域（暗領域３）、第５領域（暗領域４）、第６領域（暗領域５）、第７領域（暗領域６）、第８領域（暗領域７）、第９領域（暗領域８）、第１０領域（暗領域９）等複数の暗領域とを形成できる。
【００４５】
図２Ｂ−２が参照されるとおり、前記第２タイプの光変換モジュールは、第２レンズ群２１１と、偏光装置２１２と、第３レンズ群２１３と、ガウシアンビーム整形器２１４と、環状ビーム整形器２１５と、ビームスプリッター２１６と、位相型回折格子アレイ２１７とを含み、且つ、前記第１光は環状光である初期入射ビームｈｖ１と、中実ガウシアンビームである初期入射ビームｈｖ２とを含む。ｈｖ１は最初に第２レンズ群２１１を経て偏光装置２１２に入射して、所定の偏光ビームを生成する。中実ガウシアンビームｈｖ２は第３レンズ群２１３を経て、さらにガウシアンビーム整形器２１４を経てフラットトップビームに変換される。ｈｖ１から変換された偏光ビームも、環状ビーム整形器２１５を経て中空フラットトップビームの形態に変換される。整形された２つのビームはビームスプリッター２１６を経て集束されてから、次に位相型回折格子アレイ２１７を経て、偏光されたｈｖ１がアレイ型スクロール光に変換されて、環状アレイ光を形成する。環状アレイ光は画素ユニットに対応する空間光変調器２１８に入射し、当該装置はコンピュータプログラムによって各画素の２ビームのオンオフを高速で制御することによって、各２ビームを変調しパターンの書き込みを制御できる。空間光変調器２１８から出射された２ビームアレイはレンズ群２１９を経て集光され、次に画像縮小レンズ群２１１０を経て画像の縮小を実現して、最終的にリソグラフィ材料２１１１の表面に高速並列化２ビームリソグラフィを実現する。精密変位プラットフォーム２１１２の制御よりリソグラフィ材料の変位のステッピング制御を実現する。
【００４６】
本発明の一つの実施例において、前記第１光は第３タイプの光変換モジュールによって生成され、且つ、離散型の第１領域と連続型の第１領域とを含む混合型の第１領域を形成できる。図２Ｃ−１が参照されるとおり、前記第１光は回折格子アレイ光であり、前記回折格子アレイ光は混合型の第１領域（明領域）と、第２領域（暗領域１）、第３領域（暗領域２）、第４領域（暗領域３）、第５領域（暗領域４）、第６領域（暗領域５）、第７領域（暗領域６）、第８領域（暗領域７）、第９領域（暗領域８）、第１０領域（暗領域９）等複数の暗領域とを形成できる。ただし、前記混合型の第１領域は離散型の第１領域と連続型の第１領域とが任意の方式で配列して組み合わせたものである。
【００４７】
図２Ｃ−２が参照されるとおり、前記第３タイプの光変換モジュールは、第４レンズ群２２１と、偏光装置２２２と、第５レンズ群２２３と、ガウシアンビーム整形器２２４と、環状ビーム整形器２２５と、ビームスプリッター２２６と、位相型回折格子アレイ２２７とを含み、且つ、前記第１光は環状光である初期入射ビームｈｖ１と、中実ガウシアンビームである初期入射ビームｈｖ２とを含む。ｈｖ１は最初に第４レンズ群２２１を経て偏光装置２２２に入射して、所定の偏光ビームを生成する。中実ガウシアンビームｈｖ２は第５レンズ群２２３を経て、次にガウシアンビーム整形器２２４を経てフラットトップビームに変換される。ｈｖ１から変換された偏光ビームも、環状ビーム整形器２２５を経て中空フラットトップビームの形態に変換される。整形された２つのビームはビームスプリッター２２６によって集束されてから、次に位相型回折格子アレイ２２７を経て、偏光されたｈｖ１がアレイ型スクロール光に変換されて、環状アレイ光を形成する。環状アレイ光は画素ユニットに対応する空間光変調器２２８に入射し、当該装置はコンピュータプログラムによって各画素の２ビームのオンオフを高速で制御することによって、各２ビームを変調しパターンの書き込みを制御できる。空間光変調器２２８から出射された２ビームアレイはレンズ群２２９を経て集光され、次に画像縮小レンズ群２２１０を経て画像の縮小を実現して、最終的にリソグラフィ材料２２１１の表面に高速並列化２ビームリソグラフィを実現する。精密変位プラットフォーム２２１２の制御によりリソグラフィ材料の変位のステッピング制御を実現する。
【００４８】
本発明の一つの実施例において、前記第２領域又は／及び前記第３領域の面積はナノオーダーである。
【００４９】
本発明の一つの実施例において、前記第２領域で前記第２光によって照射された領域は第１超解像領域であり、前記第１超解像領域の内径範囲は０〜１００ｎｍである。即ち前記第２領域と前記第２光の照射した領域が重畳する領域は第１超解像領域である。第２領域自体がすでにナノオーダーであるため、第１超解像領域のサイズを小さくするには、第２光の照射した領域と第２領域が重畳する領域を小さくすればよく、無限小に近づくことが可能である。よって、前記第１超解像領域の内径範囲は０〜１０ｎｍであることが好ましく、０〜２．４ｎｍ又はさらに小さい範囲であることがより好ましい。
【００５０】
本発明の一つの実施例において、前記第３領域で前記第３光によって照射された領域は第２超解像領域であり、前記第２超解像領域の内径範囲は０〜１００ｎｍである。即ち前記第３領域と前記第３光の照射した領域が重畳する領域は第２超解像領域である。第３領域自体がすでにナノオーダーであるため、第２超解像領域のサイズを小さくするには、第３光の照射した領域と第３領域が重畳する領域を小さくすればよく、無限小に近づくことが可能である。よって、前記第２超解像領域の内径範囲は０〜１０ｎｍであることが好ましく、０〜２．４ｎｍであることがより好ましい。
【００５１】
本発明の一つの実施例において、前記第２光又は／及び前記第３光のオンオフを制御することによって前記第２光又は／及び前記第３光の光強度に対する制御を実現でき、又は／且つ、前記第２光の光源の光放射パワーを制御することによって前記第２光の光強度に対する制御を実現でき、又は／且つ、前記第３光の光源の光放射パワーを制御することによって前記第３光の光強度に対する制御を実現でき、又は／且つ、前記第１光の光源の光放射パワーを制御することによって前記第１光の光強度に対する制御を実現できる。
【００５２】
本発明の一つの実施例において、前記第２光及び前記第３光は同一の光源に由来する場合、前記第２光の光源の光放射パワーを制御するか、又は前記第２光のオンオフを制御することによって前記第２光の光強度及び第３光の光強度に対する制御を実現できる。又は、前記第２光及び前記第３光は異なる光源に由来する場合、第２光及び第３光に対する制御を実現するために、第２光源及び第３光源をそれぞれ制御する必要がある。
【００５３】
本発明に記載の光生成方法に係る保護範囲は本実施例に挙げたステップの実行された順番に限定されず、本発明の原理に基づいてなされた従来技術のステップの増減、ステップの入れ替えによって実現される形態はそのいずれも本発明の保護範囲に含まれる。
【００５４】
さらに、本発明は光生成システムを提供し、当該光生成システムは本発明に係る光生成方法を実現できるが、本発明に係る光生成方法を実現する装置は、本実施例に挙げた光生成システムの構成を含むがこれに限定されず、本発明の原理に基づいてなされた従来技術の構成上の変形と入れ替えは、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。
【００５５】
図３Ａが参照されるとおり、前記光生成システム３００は、第１光源３０１と、第２光源３０２と、第３光源３０３と、光制御装置３０４とを含む。
【００５６】
前記第１光源３０１は、第１領域と、第２領域と、第３領域とを形成でき、且つ、第１領域における光強度が前記第２領域及び前記第３領域における光強度のそれぞれより高い第１光を生成する。
前記第２光源３０２は、第１領域及び第２領域を同時に照射できる第２光を生成する。
前記第３光源３０３は、第１領域及び第３領域を同時に照射できる第３光を生成する。
前記光制御装置３０４は、前記第２光及び前記第３光の光強度をそれぞれ制御する。
【００５７】
本発明の一つの実施例において、図３Ｂが参照されるとおり、前記光生成システム３００は第１タイプの光変換モジュール３０５をさらに含み、前記第１光は前記第１タイプの光変換モジュール３０５によって離散型の第１領域を形成し、第１領域は前記第１光が照射して明領域を形成した領域であり、前記離散型の第１領域は即ち２つ以上の非連続の明領域が形成した領域である。図２Ａ−１が参照されるとおり、前記第１光は前記第１タイプの光変換モジュールによって環状アレイ光に変換され、前記環状アレイ光は離散型の第１領域（明領域）と、第２領域（暗領域１）、第３領域（暗領域２）、第４領域（暗領域３）、第５領域（暗領域４）等複数の暗領域とを形成できる。
【００５８】
図２Ａ−２が参照されるとおり、前記第１タイプの光変換モジュールは、第１レンズ群２０１と、ビーム整形装置２０２と、ビーム拡大装置２０３と、マイクロレンズアレイ群２０４と、２ビーム位相変換アレイ群２０５とを含み、且つ、前記第１光は環状光である初期入射ビームｈｖ１と、中実ガウシアンビームである初期入射ビームｈｖ２とを含む。ｈｖ１とｈｖ２はビームスプリッターを経て集束されてから第１レンズ群２０１を経て集光されてビーム整形装置２０２に入射することによってｈｖ１とｈｖ２の同心化を実現して、同心ビームを形成し、ビーム拡大装置２０３は一般的に、偏波保持光ファイバーを用いて実現できる。ビーム拡大装置２０３は同心ビームにおける中実ガウシアンビームをエネルギーが均一に分布するフラットトップビームに変換し、フラットトップ化された同心ビームはマイクロレンズアレイ群２０４を経てアレイ型の同心ビームに変換される。２ビーム位相変換アレイ群２０５はマイクロレンズアレイ群２０４に対応し、マイクロレンズアレイ群２０４から出射された各同心ビームは対応する位相変換セルに入射して初期ビームから環状ビームへのｈｖ１の変換を実現し、ｈｖ２は依然として中実ビームに保持され、これによってアレイ型の２ビーム、即ち環状アレイ光が実現される。環状光である初期入射ビームもガウシアンビームである。アレイ２ビームは画素ユニットに対応する空間光変調器２０６に入射し、当該装置はコンピュータプログラムによって各画素の２ビームのオンオフを高速で制御することによって、各２ビームを変調しパターンの書き込みを制御できる。空間光変調器２０６から出射された２ビームアレイはレンズ群２０７を経て集光され、次に画像縮小レンズ群２０８によって画像の縮小を実現して、最終的にリソグラフィ材料２０９の表面に高速並列化２ビームリソグラフィを実現する。精密変位プラットフォーム２０１０の制御によりリソグラフィ材料の変位のステッピング制御を実現する。
【００５９】
本発明の一つの実施例において、図３Ｂが参照されるとおり、前記光生成システム３００は第２タイプの光変換モジュール３０６をさらに含み、前記第１光は前記第２タイプの光変換モジュール３０６によって連続型の第１領域を形成し、第１領域は前記第１光が照射して明領域を形成した領域であり、前記連続型の第１領域は即ち連続する明領域が形成した領域である。図２Ｂ−１が参照されるとおり、前記第１光は前記第２タイプの光変換モジュールによって回折格子光に変換され、前記回折格子光は連続型の第１領域（明領域）と、第２領域（暗領域１）、第３領域（暗領域２）、第４領域（暗領域３）、第５領域（暗領域４）、第６領域（暗領域５）、第７領域（暗領域６）、第８領域（暗領域７）、第９領域（暗領域８）、第１０領域（暗領域９）等複数の暗領域とを形成できる。
【００６０】
図２Ｂ−２が参照されるとおり、前記第２タイプの光変換モジュールは、第２レンズ群２１１と、偏光装置２１２と、第３レンズ群２１３と、ガウシアンビーム整形器２１４と、環状ビーム整形器２１５と、ビームスプリッター２１６と、位相型回折格子アレイ２１７と、空間光変調器２１８と、レンズ群２１９と、レンズ群２１１０と、リソグラフィ材料２１１１と、精密変位装置２１１２とを含み、且つ、前記第１光は環状光である初期入射ビームｈｖ１と、中実ガウシアンビームである初期入射ビームｈｖ２とを含む。ｈｖ１は最初に第２レンズ群２１１を経て偏光装置２１２に入射して、所定の偏光ビームを生成する。中実ガウシアンビームｈｖ２は第３レンズ群２１３を経て、さらにガウシアンビーム整形器２１４を経てフラットトップビームに変換される。ｈｖ１から変換された偏光ビームも、環状ビーム整形器２１５を経て中空フラットトップビームの形態に変換される。整形された２つのビームはビームスプリッター２１６を経て集束されてから、次に位相型回折格子アレイ２１７を経て、偏光されたｈｖ１がアレイ型スクロール光に変換されて、環状アレイ光を形成する。環状アレイ光は画素ユニットに対応する空間光変調器２１８に入射し、当該装置はコンピュータプログラムによって各画素の２ビームのオンオフを高速で制御することによって、各２ビームを変調しパターンの書き込みを制御できる。空間光変調器２１８から出射された２ビームアレイはレンズ群２１９を経て集光され、次に画像縮小レンズ群２１１０を経て画像の縮小を実現して、最終的にリソグラフィ材料２１１１の表面に高速並列化２ビームリソグラフィを実現する。精密変位プラットフォーム２１１２の制御よりリソグラフィ材料の変位のステッピング制御を実現する。
【００６１】
本発明の一つの実施例において、図３Ｂが参照されるとおり、前記光生成システム３００は第３タイプの光変換モジュール３０７をさらに含み、前記第１光は前記第３タイプの光変換モジュール３０７によって、離散型の第１領域と連続型の第１領域とを含む混合型の第１領域を形成し、第１領域は前記第１光が照射して明領域を形成した領域であり、前記連続型の第１領域は即ち連続する明領域が形成した領域であり、離散型の第１領域は即ち２つ以上の非連続の明領域が形成した領域であり、混合型の第１領域は即ち連続する明領域と２つ以上の非連続の明領域が同時に存在するように形成された領域である。図２Ｃ−１が参照されるとおり、前記第１光は回折格子アレイ光であり、前記回折格子アレイ光は混合型の第１領域（明領域）と、第２領域（暗領域１）、第３領域（暗領域２）、第４領域（暗領域３）、第５領域（暗領域４）、第６領域（暗領域５）、第７領域（暗領域６）、第８領域（暗領域７）、第９領域（暗領域８）、第１０領域（暗領域９）等複数の暗領域とを形成できる。ただし、前記混合型の第１領域は離散型の第１領域と連続型の第１領域とが任意の方式で配列して組み合わせたものである。
【００６２】
図２Ｃ−２が参照されるとおり、前記第３タイプの光変換モジュールは、第４レンズ群２２１と、偏光装置２２２と、第５レンズ群２２３と、ガウシアンビーム整形器２２４と、環状ビーム整形器２２５と、ビームスプリッター２２６と、位相型回折格子アレイ２２７と、空間光変調器２２８と、レンズ群２２９と、レンズ群２２１０と、リソグラフィ材料２２１１と、精密変位装置２２１２とを含み、且つ、前記第１光は環状光である初期入射ビームｈｖ１と、中実ガウシアンビームである初期入射ビームｈｖ２とを含む。ｈｖ１は最初に第４レンズ群２２１を経て偏光装置２２２に入射して、所定の偏光ビームを生成する。中実ガウシアンビームｈｖ２は第５レンズ群２２３を経て、次にガウシアンビーム整形器２２４を経てフラットトップビームに変換される。ｈｖ１から変換された偏光ビームも、環状ビーム整形器２２５を経て中空フラットトップビームの形態に変換される。整形された２つのビームはビームスプリッター２２６によって集束されてから、次に位相型回折格子アレイ２２７を経て、偏光されたｈｖ１がアレイ型スクロール光に変換されて、環状アレイ光を形成する。環状アレイ光は画素ユニットに対応する空間光変調器２２８に入射し、当該装置はコンピュータプログラムによって各画素の２ビームのオンオフを高速で制御することによって、各２ビームを変調しパターンの書き込みを制御できる。空間光変調器２２８から出射された２ビームアレイはレンズ群２２９を経て集光され、次に画像縮小レンズ群２２１０を経て画像の縮小を実現して、最終的にリソグラフィ材料２２１１の表面に高速並列化２ビームリソグラフィを実現する。精密変位プラットフォーム２２１２の制御によりリソグラフィ材料の変位のステッピング制御を実現する。
【００６３】
本発明の一つの実施例において、前記第２領域又は／及び前記第３領域の面積はナノオーダーである。
【００６４】
本発明の一つの実施例において、前記第２領域で前記第２光によって照射された領域は第１超解像領域であり、前記第１超解像領域の内径範囲は０〜１００ｎｍである。即ち前記第２領域と前記第２光の照射した領域が重畳する領域は第１超解像領域である。第２領域自体がすでにナノオーダーであるため、第１超解像領域のサイズを小さくするには、第２光の照射した領域と第２領域が重畳する領域を小さくすればよく、無限小に近づくことが可能である。よって、前記第１超解像領域の内径範囲は０〜１０ｎｍであることが好ましく、０〜２．４ｎｍ又はさらに小さい範囲であることがより好ましい。
【００６５】
本発明の一つの実施例において、前記第３領域で前記第３光によって照射された領域は第２超解像領域であり、前記第２超解像領域の内径範囲は０〜１００ｎｍである。即ち前記第３領域と前記第３光の照射した領域が重畳する領域は第２超解像領域である。第３領域自体がすでにナノオーダーであるため、第２超解像領域のサイズを小さくするには、第３光の照射した領域と第３領域が重畳する領域を小さくすればよく、無限小に近づくことが可能である。よって、前記第２超解像領域の内径範囲は０〜１０ｎｍであることが好ましく、０〜２．４ｎｍであることがより好ましい。
【００６６】
本発明の一つの実施例において、図３Ｃが参照されるとおり、前記光生成システム３００は第１光路モジュール３０８をさらに含み、前記第２光は前記第１光路モジュール３０８によって前記第１領域及び前記第２領域を同時に照射し、前記第１光路モジュールはレンズ群、整形装置、偏光装置、回折格子、分光器等の光学部品のいずれか１種又は２種以上の組み合わせを含む。
【００６７】
本発明の一つの実施例において、図３Ｃが参照されるとおり、前記第３光源３０３は前記第２光源３０２と、第２光路モジュール３０９とを含み、前記第２光路モジュール３０９は前記第２光源３０２から出射された前記第２光の一部を前記第３光として取り分け、前記第２光路モジュールはレンズ群、整形装置、偏光装置、回折格子、分光器等の光学部品のいずれか１種又は２種以上の組み合わせを含む。
【００６８】
本発明の一つの実施例において、図３Ｃが参照されるとおり、前記光生成システム３００は第３光路モジュール３１０をさらに含み、前記第３光は前記第３光路モジュール３１０によって前記第１領域及び前記第３領域を同時に照射し、前記第３光路モジュールはレンズ群、整形装置、偏光装置、回折格子、分光器等の光学部品のいずれか１種又は２種以上の組み合わせを含む。
【００６９】
本発明の一つの実施例において、前記第１光源３０１は、第１ガウシアンビームを生成する第１ガウシアン光源３０１１を含む。
【００７０】
本発明の一つの実施例において、前記第１光源３０１は、第１ガウシアンビームを生成する第１ガウシアン光源３０１１と、前記第１ガウシアンビームを第１フラットトップビームに整形する第１フラットトップユニット３０１２とを含む。
【００７１】
本発明の一つの実施例において、前記第１光源３０１は、第１フラットトップビームを生成する第１フラットトップ光源３０１３を含む。
【００７２】
本発明の一つの実施例において、前記第１光源３０１は、第１ガウシアンビームを生成する第１ガウシアン光源３０１１と、前記第１ガウシアンビーム又は第１フラットトップビームを第１アレイ光に整形する第１アレイユニット３０１４とを含む。
【００７３】
本発明の一つの実施例において、前記第１光源３０１は、第１ガウシアンビームを生成する第１ガウシアン光源３０１１と、前記第１ガウシアンビームを第１フラットトップビームに整形する第１フラットトップユニット３０１２と、前記第１フラットトップビームを第１アレイ光に整形する第１アレイユニット３０１４とを含む。
【００７４】
本発明の一つの実施例において、前記第１光源３０１は、第１アレイ光を生成する第１アレイ光源３０１５を含む。
【００７５】
本発明の一つの実施例において、前記第２光源３０２は、第２ガウシアンビームを生成する第２ガウシアン光源３０２１を含む。
【００７６】
本発明の一つの実施例において、前記第２光源３０２は、第２ガウシアンビームを生成する第２ガウシアン光源３０２１と、前記第２ガウシアンビームを第２フラットトップビームに整形する第２フラットトップユニット３０２２とを含む。
【００７７】
本発明の一つの実施例において、前記第２光源３０２は、第２フラットトップビームを生成する第２フラットトップ光源３０２３を含む。
【００７８】
本発明の一つの実施例において、前記第２光源３０２は、第２ガウシアンビームを生成する第２ガウシアン光源３０２１と、前記第２ガウシアンビームを第２アレイ光に整形する第２アレイユニット３０２４とを含む。
【００７９】
本発明の一つの実施例において、前記第２光源３０２は、第２ガウシアンビームを生成する第２ガウシアン光源３０２１と、前記第２ガウシアンビームを第２フラットトップビームに整形する第２フラットトップユニット３０２２と、前記第２フラットトップビームを第２アレイ光に整形する第２アレイユニット３０２４とを含む。
【００８０】
本発明の一つの実施例において、前記第２光源３０２は、第２アレイ光を生成する第２アレイ光源３０２５を含む。
【００８１】
本発明の一つの実施例において、前記第３光源３０３は、第３ガウシアンビームを生成する第３ガウシアン光源３０３１を含む。
【００８２】
本発明の一つの実施例において、前記第３光源３０３は、第３ガウシアンビームを生成する第３ガウシアン光源３０３１と、前記第３ガウシアンビームを第３フラットトップビームに整形する第３フラットトップユニット３０３２とを含む。
【００８３】
本発明の一つの実施例において、前記第３光源３０３は、第３フラットトップビームを生成する第３フラットトップ光源３０３３を含む。
【００８４】
本発明の一つの実施例において、前記第３光源３０３は、第３ガウシアンビームを生成する第３ガウシアン光源３０３１と、前記第３ガウシアンビーム又は第３フラットトップビームを第３アレイ光に整形する第３アレイユニット３０3３４とを含む。
【００８５】
本発明の一つの実施例において、前記第３光源３０３は、第３ガウシアンビームを生成する第３ガウシアン光源３０３１と、前記第３ガウシアンビームを第３アレイ光に整形する第３アレイユニット３０3３４とを含む。
【００８６】
本発明の一つの実施例において、前記第３光源３０３は、第３ガウシアンビームを生成する第３ガウシアン光源３０３１と、前記第３ガウシアンビームを第３フラットトップビームに整形する第３フラットトップユニット３０３２と、前記第３フラットトップビームを第３アレイ光に整形する第３アレイユニット３０3３４とを含む。
【００８７】
本発明の一つの実施例において、前記第３光源３０３は、第３アレイ光を生成する第３アレイ光源３０３５を含む。
【００８８】
本発明の一つの実施例において、前記光制御装置３０４は、前記第２光又は／及び前記第３光のオンオフを制御することによって前記第２光又は／及び前記第３光の光強度に対する制御を実現する空間光変調器３０４１、又は／及び、光パワー制御器３０４２であって、前記第２光源の光放射パワーを制御することによって前記第２光の光強度に対する制御を実現し、又は／且つ、前記第３光源の光放射パワーを制御することによって前記第３光の光強度に対する制御を実現し、又は／且つ、前記第１光源の光放射パワーを制御することによって前記第１光の光強度に対する制御を実現する光パワー制御器３０４２とを含む。
【００８９】
上記の内容から分かるように、本発明は従来技術における様々な欠点を克服しているため、産業上大きな利用価値を有する。
【００９０】
上述した実施例は、本発明を限定するものではなく、本発明の原理及びその有益な効果を例示的に説明するものに過ぎない。当業者が本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、上述した実施例に修飾又は変更を加えることができる。よって、当業者が本発明の趣旨、発想から逸脱しない範囲内で行う同等な修飾又は変更などは、いずれも本発明の特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９１】
Ｓ１０１〜Ｓ１０４…ステップ；２０１…第１レンズ群、２０２…ビーム整形装置、２０３…ビーム拡大装置、２０４…マイクロレンズアレイ群、２０５…２ビーム位相変換アレイ群、２０６…空間光変調器、２０７…レンズ群、２０８…レンズ群、２０９…リソグラフィ材料、２０１０…精密変位プラットフォーム、２１１…第２レンズ群、２１２…偏光装置、２１３…第３レンズ群、２１４…ガウシアンビーム整形器、２１５…環状ビーム整形器、２１６…ビームスプリッター、２１７…位相型回折格子アレイ、２１８…空間光変調器、２１９…レンズ群、２１１０…レンズ群、２１１１…リソグラフィ材料、２１１２…精密変位プラットフォーム、２２１…第４レンズ群、２２２…偏光装置、２２３…第５レンズ群、２２４…ガウシアンビーム整形器、２２５…環状ビーム整形器、２２６…ビームスプリッター、２２７…位相型回折格子アレイ、２２８…空間光変調器、２２９…レンズ群、２２１０…レンズ群、２２１１…リソグラフィ材料、２２１２…精密変位プラットフォーム；３００…光生成システム、３０１…第１光源、３０１１…第１ガウシアン光源、３０１２…第１フラットトップユニット、３０１３…第１フラットトップ光源、３０１４…第１アレイユニット、３０１５…第１アレイ光源、３０２…第２光源、３０２１…第２ガウシアン光源、３０２２…第２フラットトップユニット、３０２３…第２フラットトップ光源、３０２４…第２アレイユニット、３０２５…第２アレイ光源、３０３…第３光源、３０３１…第３ガウシアン光源、３０３２…第３フラットトップユニット、３０３３…第３フラットトップ光源、３０３４…第３アレイユニット、３０３５…第３アレイ光源、３０４…光制御装置、３０４１…空間光変調器、３０４２…光パワー制御器、３０５…第１タイプの光変換モジュール、３０６…第２タイプの光変換モジュール、３０７…第３タイプの光変換モジュール、３０８…第１光路モジュール、３０９…第２光路モジュール、３１０…第３光路モジュール。
【図１】
2021500599.tif 000003
【図２Ａ−１】
2021500599.tif 000004
【図２Ａ−２】
2021500599.tif 000005
【図２Ｂ−１】
2021500599.tif 000006
【図２Ｂ−２】
2021500599.tif 000007
【図２Ｃ−１】
2021500599.tif 000008
【図２Ｃ−２】
2021500599.tif 000009
【図３Ａ】
2021500599.tif 000010
【図３Ｂ】
2021500599.tif 000011
【図３Ｃ】
2021500599.tif 000012
【国際調査報告】
2021500599.tif 000013
2021500599.tif 000014
2021500599.tif 000015
2021500599.tif 000016