(57)【要約】DMD装置のための紫外線透過性窓アセンブリは、フレームに備えられる紫外線透過性ガラス窓を含む。窓とフレームは、好ましくは、その間を密閉するために共に接着される。光の透過のための意図する波長に特有の光学コーティングが、反射の減少と光の透過を増進するために、ガラス窓の内表面と外表面に塗布される。窓アセンブリ、及び同一のものを備えるDMDは、スペクトラムの遠紫外線部分においてさえ、紫外線光の優れた透過のために適合される。DMDの窓アセンブリは、医療分野の手術と装置の製造の両方における、その他の分野の中で、集積回路（IC）の製造において、及びその他の光学リソグラフの適用において、実用性を有する。
2006521580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整然と並んだ個々にアドレスが可能なミラーを有するデジタルマイクロミラー装置（DMD）のための窓アセンブリであって、
a) 前記DMDに接続されるための大きさに合わせたフレームであって、少なくともミラー配列に合う大きさの開口部を有し、前記開口部の周囲に面取りされた第一端部を有する前記フレームと、
b) 前記開口部に接続される紫外線光の透過性窓であって、面取りされた第二端部を備えた周囲を含んでおり、前記面取りされた第一及び第二端部が共に溝を画定する前記窓と、
c) 前記窓と前記フレームとの間のシールを備える前記溝に提供されるロウ付け材料と、
を具備する窓アセンブリ。
【請求項２】
前記シールが、密閉である、請求項1に記載の窓アセンブリ。
【請求項３】
前記窓が、130nm以上で光波の少なくとも50％の透過率を与えるために選択される、請求項1に記載の窓アセンブリ。
【請求項４】
前記窓が、120nm以上で光波の少なくとも65％の透過率を与えるために選択される、請求項1に記載の窓アセンブリ。
【請求項５】
前記窓が、185nm以上で光波の少なくとも80％の透過率を与えるために選択される、請求項1に記載の窓アセンブリ。
【請求項６】
前記窓が、溶融シリカガラス窓である、請求項1に記載の窓アセンブリ。
【請求項７】
前記窓が、フッ化アルゴン（ArF）グレードのシリカガラス窓である、請求項1に記載の窓アセンブリ。
【請求項８】
前記窓が、コーニングコード7980に従う、請求項1に記載の窓アセンブリ。
【請求項９】
前記窓が、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム及びフッ化ナトリウムを含むグループから選択された材料で製作される、請求項1に記載の窓アセンブリ。
【請求項１０】
前記窓に誘電性のコーティングをさらに具備する、請求項1に記載の窓アセンブリ。
【請求項１１】
前記フレームが、金属合金からなる、請求項1に記載の窓アセンブリ。
【請求項１２】
前記金属合金が、ニッケル-コバルト-鉄合金である、請求項11に記載の窓アセンブリ。
【請求項１３】
前記金属合金がコバールである、請求項12に記載の窓アセンブリ。
【請求項１４】
前記金属合金が、約29％ニッケル、17％コバルト、0.30％マグネシウム、0.20％シリコン、0.02％炭素、及び残りの成分が鉄から構成される、請求項12に記載の窓アセンブリ。
【請求項１５】
前記ロウ付け材料が、鉛／銀合金ロウ付け材料である、請求項1に記載の窓アセンブリ。
【請求項１６】
前記鉛／銀合金が、約97.5％鉛及び2.5％銀からなる、請求項15に記載の窓アセンブリ。
【請求項１７】
前記窓が、内面と外面を含んでいて、前記内面と前記外面の少なくとも一つが、一つ又はそれ以上の光学コーティングを備える、請求項1に記載の窓アセンブリ。
【請求項１８】
前記光学コーティングの少なくとも一つが、狭帯域反射防止（AR）コーティングである、請求項17に記載の窓アセンブリ。
【請求項１９】
前記光学コーティングの少なくとも一つが、多重層積層コーティングである、請求項17に記載の窓アセンブリ。
【請求項２０】
前記積層コーティングが、0°と12°の間の入射角に対して最適化される、請求項19に記載の窓アセンブリ。
【請求項２１】
前記光学コーティングの少なくとも一つが、二方向の入射角に最適化される、請求項17に記載の窓アセンブリ。
【請求項２２】
a) 二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーを備える基盤要素と、
b) 前記基盤要素に接続されたフレームであって、少なくともミラー配列に合う大きさの開口部を有する前記フレームと、
c) 前記開口部で接続され、前記フレームに接着される窓であって、窓を通過する紫外線波長の光の高透過率を許容するようになっている材料からなる前記窓と、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項２３】
前記フレームが、前記開口部の周囲に面取りをされた第一端部を有し、前記窓が、面取りをされた第二端部を備える周囲を有し、前記面取りをされた第一及び第二端部が、溝を画定して、前記窓が、前記溝に提供されるロウ付け材料で前記フレームに接着される、請求項22に記載のDMD。
【請求項２４】
前記窓と前記フレームとの間の接着が密閉を形成する、請求項22に記載のDMD。
【請求項２５】
前記窓が、溶融シリカガラス窓である、請求項22に記載のDMD。
【請求項２６】
前記窓が、フッ化アルゴン（ArF）グレードのシリカガラスである、請求項22に記載のDMD。
【請求項２７】
前記窓の材料が、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム及びフッ化ナトリウムを含むグループから選択される、請求項22に記載のDMD。
【請求項２８】
前記窓に誘電性のコーティングをさらに具備する、請求項27記載のDMD。
【請求項２９】
前記フレームが、ニッケル-コバルト-鉄合金からなる、請求項22に記載のDMD。
【請求項３０】
前記窓が、内面と外面を含んでいて、前記内面と前記外面の少なくとも一つは、一つ又はそれ以上の光学コーティングを備える、請求項22に記載のDMD。
【請求項３１】
前記光学コーティングの少なくとも一つが、狭帯域反射防止（AR）コーティングである、請求項30に記載のDMD。
【請求項３２】
前記光学コーティングの少なくとも一つが、多重層積層コーティングである、請求項30に記載のDMD。
【請求項３３】
前記積層コーティングが、0°と12°の間の入射角に対して最適化される、請求項32に記載のDMD。
【請求項３４】
前記ミラーが、反射率を増加するためのコーティングを備える、請求項22に記載のDMD。
【請求項３５】
前記コーティングが、10°から36°の間の入射角に対して最適化される、請求項34に記載のDMD。
【請求項３６】
前記ミラーがアルミニウムから製造され、前記コーティングが誘電性の材料である、請求項34に記載のDMD。
【請求項３７】
a) 個々にアドレスが可能なミラーの二次元配列を備える基盤要素と、
b) 前記基盤要素に接続されたフレームであって、少なくともミラー配列に合う大きさの開口部を有し、第一熱膨張率を有する材料から構成される前記フレームと、
c) 前記フレームの前記開口部に接続される窓であって、窓を通過する紫外線波長の光の高透過率を許容するようになっている材料からなり、前記第一熱膨張率と比べて著しく異なる第二熱膨張率を有する前記窓と、
d) 前記窓と前記フレームとの間のシールと、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項３８】
前記第一と第二の熱膨張率が、ほぼオーダの大きさで相違する、請求項37に記載のDMD。
【請求項３９】
前記シールが、密閉である、請求項37に記載のDMD。
【請求項４０】
a) 基盤要素が第一側面と第二側面を有していて、前記第一側面が二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーを備える基盤要素と、
b) 少なくとも前記ミラー配列に合う大きさの開口部を有するコバール合金フレームと、
c) 前記フレームと前記基盤要素との間のフッ化アルゴングレードの溶融シリカ窓と、
d) 前記窓と前記基盤要素との間の密閉と、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項４１】
a) 基盤要素が第一側面と第二側面を有していて、前記第一側面が二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーを備える基盤要素と、
b) 少なくとも前記ミラー配列に合う大きさの開口部を有するフレームと、
c) 前記フレームと前記基盤要素との間の窓であって、前記窓が、185nm以上で紫外線波長の少なくとも90％の透過率を許容するようになっている材料からなり、前記窓と前記基盤要素が、前記整然と並んだミラーの周囲に密閉を確定する方法で接続される前記窓と、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項４２】
a) 開口部を有するフレームを備える段階と、
b) 溶融シリカガラス窓を備える段階と、
c) 窓ユニットを形成するために、前記フレームの前記開口部に前記窓を接着する接着段階と、
d) 一つ又はそれ以上の特定な波長で、光の透過のために前記窓を最適化する段階と、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）のための窓ユニットを組立てる方法。
【請求項４３】
前記窓と前記フレームが、それらの間の接合部で溝を画定し、前記接着段階が、前記溝にロウ付け合金を提供する段階と、前記窓と前記フレームとの間の密閉をするために、前記窓、前記フレーム、及び前記ロウ付け合金を過熱する段階と、を含む請求項42に記載の方法。
【請求項４４】
前記窓が、内面と外面を含んでいて、前記最適化する段階が、前記窓を通過する紫外線光の透過を増加するようになっている少なくとも一つのコーティングを、前記窓の前記内面と前記外面との少なくとも一つに塗布する段階を含む、請求項42に記載の方法。
【請求項４５】
前記コーティングを塗布する段階の前に、前記窓ユニットの部分をマスキングする段階である、請求項44に記載の方法。
【請求項４６】
前記塗布する段階が、低温工程を利用する、請求項44に記載の方法。
【請求項４７】
前記塗布する段階が、スパッタリングを包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項４８】
前記最適化する段階が、特定の入射角に対して前記窓を最適化する段階を含む、請求項42に記載の方法。
【請求項４９】
前記最適化する段階が、入射角の範囲に対して前記窓を最適化する段階を含む、請求項42に記載の方法。
【請求項５０】
DMDが複数の個々にアドレスが可能なミラーを有していて、前記DMDの基盤要素に前記窓ユニットを装着する段階をさらに具備する、請求項42に記載の方法。
【請求項５１】
比較的により高い反射率のコーティングを用いて、前記ミラーをコーティングする段階をさらに具備する、請求項50に記載の方法。
【請求項５２】
a) 基盤要素と、
b) 前記基盤要素に配置された、光を光学的に反射するための設定可能な手段と、
c) 光を光学的に反射するための前記手段に関して配置され、185nm以上で紫外線波長の少なくとも80％の透過率を有する窓と、
を具備する、光学パッケージ。
【請求項５３】
前記窓が、130nm以上で紫外線波長の少なくとも65％の透過率を有する、請求項52に記載の光学パッケージ。
【請求項５４】
前記窓が、120nm以上で紫外線波長の少なくとも50％の透過率を有する、請求項52に記載の光学パッケージ。
【請求項５５】
前記窓が、溶融シリカからなる、請求項53に記載の光学パッケージ。
【請求項５６】
前記溶融シリカが、フッ化アルゴングレード溶融シリカである、請求項55に記載の光学パッケージ。
【請求項５７】
前記窓が、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム及びフッ化ナトリウムのレンズ品質の一つから組立てられる、請求項52に記載の光学パッケージ。
【請求項５８】
光を光学的に反射するための前記手段が、二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーからなる、請求項52に記載の光学パッケージ。
【請求項５９】
前記窓の表面が、少なくとも一つの紫外線波長で、光の反射を減少するために選択される反射防止コーティングを含む、請求項52に記載の光学パッケージ。
【請求項６０】
光を光学的に反射するための前記手段が、紫外線波長で光の反射を増加するために選択される反射コーティングを備える、請求項52に記載の光学パッケージ。
【請求項６１】
前記窓の周囲に備えられるフレームをさらに具備する、請求項52に記載の光学パッケージ。
【請求項６２】
前記フレーム要素が、コバール合金から組立てられる、請求項61に記載の光学パッケージ。
【請求項６３】
前記フレーム要素が、コバール合金以外の材料から組立てられる、請求項61に記載の光学パッケージ。
【請求項６４】
前記窓と前記基盤要素は、光学的に反射するための前記手段に関するシールを備える方法で、5×10-8atm-cc/secヘリウムより大きいことを許容しないように共に接続される、請求項52に記載の光学パッケージ。
【請求項６５】
前記シールが、密閉である、請求項64に記載の光学パッケージ。
【請求項６６】
a) 基盤要素と、
b) 前記基盤要素に配置された、光を光学的に反射するための設定可能な手段と、
c) 光を光学的に反射するための前記手段に関して配置される窓であって、紫外線スペクトラムの真空-紫外線、遠-紫外線、及び近-紫外線の各々の部分で、紫外線波長の少なくとも85％の透過率を有する前記窓と、
を具備する、光学パッケージ。
【請求項６７】
前記窓が、紫外線スペクトラムの遠-紫外線及び近-紫外線の各々の部分で、紫外線波長の少なくとも85％の透過率を有する、請求項66に記載の光学パッケージ。
【請求項６８】
前記窓が、紫外線スペクトラムの遠-紫外線及び近-紫外線の各々の部分で、紫外線波長の少なくとも90％の透過率を有する、請求項66に記載の光学パッケージ。
【請求項６９】
光を光学的に反射するための前記手段が、二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーからなる、請求項66に記載の光学パッケージ。
【請求項７０】
前記窓の表面が、少なくとも一つの紫外線波長で、光の反射を減少するために選択される反射防止コーティングを備える、請求項66に記載の光学パッケージ。
【請求項７１】
光を光学的に反射するための前記手段が、紫外線波長で光の反射を増加するために選択される反射コーティングを備える、請求項66に記載の光学パッケージ。
【請求項７２】
a) 基盤要素と、
b) 前記基盤要素上の二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーと、
c) 光を光学的に反射するための前記手段に関して配置される窓であって、185nm以上で紫外線の少なくとも80％の透過率を有し、狭帯域紫外線の光学コーティングを含む前記窓と、
を具備する、光学パッケージ。
【請求項７３】
a) 基盤要素と、
b) 前記基盤要素上の二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーと、
c) 光を光学的に反射するための前記手段に関して配置される窓であって、185nm以上で紫外線の少なくとも80％の透過率を有し、広帯域紫外線の光学コーティングを含む前記窓と、
を具備する、光学パッケージ。
【請求項７４】
a) 基盤要素と、
b) 前記基盤要素上の二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーと、
c) 光を光学的に反射するための前記手段に関して配置される窓であって、185nm以上で紫外線の少なくとも80％の透過率を有し、二重の紫外線波長の光学コーティングを含む前記窓と、
を具備する、光学パッケージ。
【請求項７５】
a) 基盤要素と、
b) 前記基盤要素上の二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーであって、その上に反射コーティングを含む前記ミラーと、
c) 光を光学的に反射するための前記手段に関して配置される窓と、
を具備する、光学パッケージ。
【請求項７６】
前記反射コーティングが、紫外線帯域で光の波長に対して最適化される、請求項75に記載の光学パッケージ。
【請求項７８】
a) 基盤要素が第一側面と第二側面を有していて、前記第一側面が二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーを備える基盤要素と、
b) 前記整然と並んだミラーの周囲に、前記基盤要素と接続される基盤リングと、
c) 185nm以上で紫外線波長の少なくとも80％の透過率を許容するようになっている材料からなる窓と、
d) 部分的に前記窓を超えるフレーム要素と、
e) 前記窓と前記基盤要素との間のエラストマ要素であって、前記窓が、前記整然と並んだミラーの周囲にシールを、少なくとも部分的に画定するために、前記エラストマ要素に力を加えているエラストマ要素と、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項７９】
前記基盤要素が、セラミックのDMD基盤と、前記整然と並んだミラーの周囲にDMD基盤に直立する金属シールリングと、を含む請求項78に記載のＤＭＤ。
【請求項８０】
前記シールが、2×10-8atm-cc/secヘリウムより大きいことを許容しない、請求項78に記載のDMD。
【請求項８１】
前記エラストマ要素が、O-リングである、請求項78に記載のDMD。
【請求項８２】
前記フレームが、前記基盤リングにネジで止められる、請求項78に記載のDMD。
【請求項８３】
a) 基盤要素が第一側面と第二側面を有していて、前記第一側面が二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーを備える基盤要素と、
b) 前記基盤要素の前記第二側面を接続される放熱板と、
c) 少なくとも、前記ミラー配列に合う大きさの開口部を有するフレームと、
d) 前記フレームと前記基盤要素との間の窓であって、185nm以上で紫外線波長の少なくとも90％の透過率を許容するようになっている材料からなる前記窓と、
e) 前記窓が、締付け力によって前記フレームと前記基盤要素との間で締付けられるように、前記フレームと前記放熱板の周囲に延伸する複数のクランプアームと、
f) 前記窓と前記基盤要素との間に位置する、エラストマシール要素であって、前記締付け力と前記シール要素が、前記窓と前記基盤要素との間の密閉するエラストマシール要素と、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項８４】
前記基盤要素の前記第一側面が、直立するリング構造を備えていて、前記シール要素が、前記リング構造の中に備えられる、請求項83に記載のDMD。
【請求項８５】
前記リング構造が、コバール合金から組立てられる、請求項84に記載のDMD。
【請求項８６】
前記基盤に前記窓を接着するエポキシをさらに具備する、請求項83に記載のDMD。
【請求項８７】
前記エポキシが、低蒸発エポキシである、請求項86に記載のDMD。
【請求項８８】
前記基盤要素の前記第一側面が、直立するリング構造を備えていて、前記エポキシが、前記窓を前記リング構造に接着するエポキシを、さらに具備する請求項83に記載のDMD。
【請求項８９】
前記締付け力が、前記フレームを介して延伸するネジを用いて実施される、請求項83に記載のDMD。
【請求項９０】
前記シール要素が、O-リングである、請求項83に記載のDMD。
【請求項９１】
前記シール要素が、真空グレードゴムから作られる、請求項83に記載のDMD。
【請求項９２】
厳密に二つのアームが備えられている、請求項83に記載のDMD。
【請求項９３】
前記フレームが、コバール合金から作られる、請求項83に記載のDMD。
【請求項９４】
前記窓が、溶融シリカからなる、請求項83に記載のDMD。
【請求項９５】
前記窓が、フッ化アルゴングレード溶融シリカからなる、請求項83に記載のDMD。
【請求項９６】
a) 基盤要素が第一側面と第二側面を有していて、前記第一側面が二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーを備える基盤要素と、
b) 少なくともミラー配列に合う大きさの開口部を有するフレームと、
c) 前記フレームと前記基盤要素との間の窓であって、前記窓が、185nm以上で紫外線波長の少なくとも90％の透過率を許容するようになっている材料からなる前記窓と、
d) 前記窓が、締付け力によって前記フレームと前記基盤要素との間で締付けられるように、前記フレームと前記基盤要素の前記第二側面の周囲に延伸する複数のクランプアームと、
e) 前記窓と前記基盤要素との間に位置する、エラストマ要素であって、前記締付け力と前記エラストマ要素が、前記整然と並んだミラーの周囲を密閉するエラストマ要素と、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項９７】
前記シール要素が、ゴム、ブチル、エチレンポリマー、及びフッ化炭化水素から組立てられる、請求項96に記載のDMD。
【請求項９８】
前記基盤要素と前記窓との間に位置する、前記基盤要素の前記第一側面上に直立するリング構造であって、前記リング構造にほぼフラットな要素が接着されるリング構造をさらに具備する、請求項96に記載のDMD。
【請求項９９】
前記フラット要素が、低蒸発エポキシを用いて前記リング構造に接着される、請求項98に記載のDMD。
【請求項１００】
前記基盤要素と前記窓との間に位置し、前記基盤要素の前記第一側面上に直立するリング構造であって、第一表面領域を備える最上部分を有する前記直立するリングと、
外部基盤リングであって、前記第一表面領域より大きい第二表面領域を備えるほぼフラットな上部表面を有し、前記基盤リングが、少なくとも以下の、
（ｉ）前記直立するリング構造と
（ii）前記直立するリング構造の周囲の前記基盤要素と
の一つに接着され、前記窓が、前記基盤リングの前記第二表面に接着される前記基盤リングと、
をさらに具備する、請求項96に記載のDMD。
【請求項１０１】
前記第二表面が、水平である、請求項100に記載のDMD。
【請求項１０２】
前記第二表面が、ほぼフラットである、請求項100に記載のDMD。
【請求項１０３】
前記フレームが、合金及びセラミックスの一つから作られる、請求項96に記載のDMD。
【請求項１０４】
a) 基盤要素が第一側面と第二側面を有していて、前記第一側面が二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーを備える基盤要素と、
b) 前記基盤要素の上の窓であって、185nm以上で紫外線波長の少なくとも80％の透過率を許容するようになっている材料からなる前記窓と、
c) 前記窓と前記基盤要素との間を接着するエポキシと、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項１０５】
前記窓と前記基盤要素の前記第一側面との間に位置するエラストマ要素を、さらに具備する請求項104に記載のDMD。
【請求項１０６】
前記窓と前記基盤要素が共に接続され、前記接続と前記エラストマ要素が、前記整然と並んだミラーの周囲に密閉を備える、請求項105に記載のDMD。
【請求項１０７】
前記窓が、ネジで前記基盤に接続される、請求項105に記載のDMD。
【請求項１０８】
前記窓が、130nm以上で光波の少なくとも50％の透過率を備えるために選択される、請求項105に記載のDMD。
【請求項１０９】
前記窓が、120nm以上で光波の少なくとも50％の透過率を備えるために選択される、請求項105に記載のDMD。
【請求項１１０】
a) 基盤が第一側面と第二側面を有していて、前記第一側面が、二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーと、前記整然と並んだミラーの周囲に金属合金シールリングを備える基盤と、
b) 前記シールリングの上の窓であって、185nm以上で紫外線波長の少なくとも80％の透過率を許容するようになっている材料からなる前記窓と、
c) 前記窓と、前記シールリング及び前記基盤の少なくとも一つとの間を接着するエポキシと、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項１１１】
前記窓と、前記シールリング及び前記基盤の少なくとも一つとの間に位置するエラストマ要素をさらに具備する、請求項110に記載のDMD。
【請求項１１２】
a) 基盤が第一側面と第二側面を有していて、前記第一側面が、二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーを備える前記基盤と、
b) 前記基盤にネジで接続される窓であって、185nm以上で紫外線波長の少なくとも80％の透過率を許容するようになっている材料からなる前記窓と、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項１１３】
前記窓と前記基盤の前記第一側面との間に位置するエラストマ要素を、さらに具備する請求項112に記載のDMD。
【請求項１１４】
a) 基盤が第一側面と第二側面を有していて、前記第一側面が、二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーを備える前記基盤と、
b) 前記基盤の上の窓であって、185nm以上で紫外線波長の少なくとも80％の透過率を許容するようになっている材料からなる前記窓と、
c) 前記基盤と前記窓との間の中間要素と、
d) 前記基盤と前記中間要素との間を接着する第一エポキシと、
e) 前記中間要素と前記窓との間を接着する第二エポキシと、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項１１５】
a) 基盤要素が第一側面と第二側面を有していて、前記第一側面が二次元配列の個々にアドレスが可能なミラーを備える基盤要素と、
b) 185nm以上で紫外線波長の少なくとも80％の透過率を許容するようになっている材料からなる窓と、
c) 前記整然と並んだミラーの周囲の前記基盤要素に接続される基盤リングと、
d) 前記窓と前記基盤要素との間のエラストマ要素と、
e) 前記窓と前記基盤リングとの間に延伸する複数のネジと、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項１１６】
前記シールが、2×10-8atm-cc/secヘリウムより大きいことを許容しない、請求項115に記載のDMD。
【請求項１１７】
前記基盤リングが、基盤要素の前記第一側面に接着される、請求項115に記載のDMD。
【請求項１１８】
前記窓が、130nm以上で光波の少なくとも50％の透過率を備えるために選択される、請求項115に記載のDMD。
【請求項１１９】
前記窓が、120nm以上で光波の少なくとも65％の透過率を備えるために選択される、請求項115に記載のDMD。
【請求項１２０】
a) 基盤要素が第一側面と第二側面を有していて、前記第一側面が個々にアドレスが可能なミラーの二次元配列を備える基盤要素と、
b) 185nm以上で紫外線波長の少なくとも80％の透過率を許容するようになっている材料からなる窓と、
c) 前記窓と前記基盤要素の両方に接着されるフレームであって、前記フレームが、5.2×10-6/℃より窓材料に近い熱膨張率を有する材料で組立られるフレームと、
を具備する、デジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項１２１】
a) 基盤要素が第一側面と第二側面を有していて、前記第一側面が個々にアドレスが可能なミラーの二次元配列を備える基盤要素と、
b) 前記基盤要素上で、かつ前記整然と並んだミラーの周囲の基盤リングと、
c) 185nm以上で紫外線波長の少なくとも80％の透過率を許容するようになっている材料からなる窓と、
d) 前記窓の周囲のフレームと、
e) 前記基盤リングと前記フレームとの間のガスケットと、
を具備するデジタルマイクロミラー装置（DMD）。
【請求項１２２】
前記基盤リング、前記フレーム、及び前記ガスケットが共に、ナイフエッジシールを画定する、請求項121に記載のDMD。
【請求項１２３】
前記ガスケットが、銅及び鉛から作られる、請求項122に記載のDMD。
【請求項１２４】
前記ガスケットが、Ｃ形状の断面を有する、請求項123に記載のDMD。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ね光学システムに関する。詳細には、本発明は、光学的な反射と透過の要素を有するマイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS）、さらに詳細には、光学的に透過の要素が、紫外線光波長に透過であるようなシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人の異常な視力の矯正は、過去数年にわたって急速に進歩している。めがねとコンタクトレンズは、なお視野矯正のための主要なアプローチではあるが、角膜の形状を変えるより新しい技術及び内的な人のレンズの置換又は補充は、さらに正確な矯正を備えている。人の角膜の形状を変えることによって視野を矯正するために、精密矯正用の外科用メス又はレーザが使用される。いまだに使用されている、矯正用の外科用メスを使用する放射状角膜切除術(RK）は、急速にレーザを使用するレーザ屈折矯正角膜切除術(PRK）とレーザ光線による近視手術(LASIK）によって置き換えられている。レーザ屈折外科分野は、過去数年間にわたって、人の視野を矯正する多数の新しいレーザとアルゴリズムによって急激に様相を変えた。システムは現在、計算されたパターンで角膜の形状を変化させるために遠紫外から赤外までのレーザ波長を使用していて、それは目が適正な焦点を合わせることを可能にする。
【０００３】
通常、白内障の形成又はレンズの損傷によって、人のレンズと置換する人工水晶体（IOLs）は、また非常に良好な視野矯正を提供するが、「広い」球面及び乱視の矯正を提供することが出来るコンタクトレンズに比べて、人工水晶体は矯正力の正確さにおいて限界がある。目の前方の虹彩と角膜との隙間のチャンバに挿入され、一方で元のレンズに手をつけない屈折を補う人工水晶体もある。移植の後に目の外側で又は目の中で変えることが出来て、より顧客に適合し、より正確な矯正力を可能にする軽い調整可能な人工水晶体は、現在研究中である。このような人工水晶体は、完全に参照により組込まれる特許文献1に述べられている。中紫外から遠紫外のレーザは、様々な屈折パワーを提供するためにこれらの人工水晶体を変更するために使用される。
【０００４】
人の目の異常さの、より精密でより正確な測定方法がまた、過去数年間にわたって向上してきた。これらの測定法が向上してきたゆえに、産業界は目に又は人工水晶体に、より顧客の矯正をもたらすための方法を調査してきた。数百、数千のマイクロミラーから成る、デジタルマイクロミラー装置(DMD）、マイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)の半導体装置は、より正確にレーザビームパターンを与える理想的な装置である。レーザの目の外科治療に関して、DMDの用途は、共有の特許文献2、特許文献3及び特許文献4で詳細に述べられていて、全ては完全に参照によって組込まれる。現状、商品として使用できるDMD装置は、可視波長（400nmから750nm）を与えるようになっているが、環境的にマイクロミラーを保護する保護窓によって、大きな領域の紫外線エネルギーを使用することは出来ない。紫外線エネルギーは、物理的な定義に従って波長により分類することが出来る。すなわち、超紫外線(EUV）（10nmから100nm）、真空紫外線(VUV）（10nmから200nm、VUVとEUVは部分的に重なることを認識）、遠紫外線(DUV）（200nmから300nm）及び近紫外線(NUV）（300nmから400nm）である。加えて、紫外線のエネルギーは、光生物学的な定義に従って波長により分類することが出来る。すなわち、遠紫外線と部分的に重なるUV-C（100nmから280nm）、遠紫外線及び近紫外線と部分的に重なりまた中波紫外線（mid-UV）と呼ばれるUV-B（280nmから315nm）、遠紫外線及び近紫外線と部分的に重なりまた光生物学的な目的のために近-紫外線（near-UV）と呼ばれるUV-A（315nmから400nm）である。
【０００５】
屈折矯正手術：レーザによって角膜を再形成することDMDの用途
角膜の再形成のために、米国食品医薬品局(FAD)によって提案された当初のシステムは、単一球形表面から屈折の一次近似に基づくビーム状のレーザエネルギーを与えることによって屈折矯正に手段を与える。これらのシステムは、「広域ビーム（broadbeam）」アプローチに手段を与えて、故にレーザビームは、非特許文献１で議論されたようなマナーリン（Munnerlyn）の導出を介して導かれた輪郭に基づく、電動の虹彩（近視と遠視）と電動のスリット（乱視）とによって形成される。市場においてこのアプローチを使用する一般的なシステムは、ＶＩＳＸとサミット(Summit）である。百万以上の目が、この方法で治療された。しかし、このシステムは、一度に角膜の広い領域を治療する場合に限界がある。目の解剖図が作成され、さらに近年、波面解析が出現し、目は、角膜全体にわたって多数の微細な変異を持っている。非特許文献2を参照。図1(a)と1(b)を参照して、広域ビームレーザアプローチは、これらの微細な変異を矯正することは出来ない。
【０００６】
市場に導入されている最新のシステムは、屈折の矯正を達成するために設定されたパターンで角膜全体にわたって、小型レーザスポット（一般的には直径0.5mmから1.0mm）を、又は異なるスポットの組合せを走査することに基づいていて、「走査スポットシステム(scannig spot system)」と呼ばれている。これらの走査スポットシステムが、広域ビームアプローチよりも融通が利くことにおいて異なっている。図2に関して、小さなスポット１０の制御を用いて、広域ビームアプローチは、他の領域と無関係に角膜１２の別の領域を形成することが出来る。これらの技術は、角膜に適用されるべき、より一般的なパターンを見込んでいる。走査スポットアプローチを使用する一般的なシステムは、VISX（登録商標）である。
【０００７】
しかし、広域ビームアプローチと比較した場合に、走査スポットアプローチには、いくつかの問題点があるが、供給された屈折率は、これらに勝ることは明白である。問題のいくつかは、より長い屈折矯正手術時間(速度）、安全性、トラッキング及び表面の粗さを含み、これらは次に、より詳細に論じられる。
【０００８】
より長い屈折矯正手術時間に関して、小さなスポット（一般的には直径1mm）は、広い表面（遠視に対して10mmまで）にわたって移動しなければならないから、走査スポットはより遅いアプローチである。広域ビームアプローチは、各々のレーザパルスに対して角膜の全体を、又は治療片を処置する。走査スポットシステムは、治療片当たりに数百のスポットを与えなければならなくて、治療時間の増加がありえる。
【０００９】
安全性に関して、広域ビームレーザは、角膜が、各々のパルスに対して対称的に治療される（角膜上の全ての点が、各々のレーザパルスに対して同一に治療されるため、虹彩は円環を表し、スリットは矩形を表す。）から、治療の中断の観点から、本質的に安全である。もしも処置が中断された場合に、ある対称な球形状又は円筒形状の矯正を有することを保証され、それは容易に継続させることが出来る。小さなスポットサイズを用いる走査スポットは、中断が発生する場合に、その時点で対称的なエッチングの保証がないために、一つのレーザパルスで角膜表面全体をカバーすることは出来ない。
【００１０】
トラッキングに関して、走査スポットシステムにおいて、目が動く場合に角膜の矯正点にスポットを与えるために、目は追跡される必要がある。これは、より広い領域が各々のパルスで治療される広域ビームシステムにおいてはたいした問題ではない。
【００１１】
表面の粗さに関して、レーザスポットの重なりが、エッチングの結果として粗さを生じがちである。与えられた切除域に対して、完全なカバーをするためにスポットの重なりは必要であり、一方重なった領域は、パルスに対してエッチングの深さを２倍で除去される。除去される塊の滑らかさは、スポットの重なりとレーザの広がり、すなわちスポットの直径と除去される領域の直径との割合に依存する。この問題は、広域ビームアプローチでは見られない。
【００１２】
さらに近年、目の外形解剖図が、屈折の測定をより正確に提供するために使用されている。現在のFDAの提案された屈折レーザシステムは、患者の目のための正確な治療プロフィールを作成するために、目のモデリングシステム、例えば角膜の地図製作者又は波面センサを直接使用しない。解剖図は、治療計画（ジオプトリの矯正及び乱視の光軸）を最適化するために、外科医によって直接使用される。レーザ治療アルゴリズムを直接導くために、角膜の解剖図の表面データを使用するFDAの試みを介して、現在行われているシステムがある。これは、現在の広域ビームレーザ屈折矯正手術システムは、解剖図データを使用するために必要とされるレーザビームの詳細を提供できないから、ある型の走査レーザスポットを使用することがなされている。各々の目は、切除を行う前に目の輪郭に関して、個々に分析される。ここでの考え方は、現在広域ビームシステムでなされているような、球形表面を仮定することとは対照的に、角膜の表面全体に、曲率の変化している程度及び高さの変化を考慮することである。これらの曲率、又は能力が目の解剖図によって、例えばケラトロン、オーブテック、又はツアイツハンフレイによって販売されるシステムを使用して測定されるならば、それらは、各々の個々の目に応じて作り変えた切除パターンを作るために、（マナーリンによって述べられたような）屈折矯正から派生することの範囲以内で考慮することが出来る。これらの切除は、走査スポットシステム、いっそのことDMDアプローチによって実行されるに違いなく、そのことは、個々の領域がその他の領域とは異なる治療をなされるに違いないからである。先に取込こまれた参考文献2及び参考文献4は、DMDアプローチを論じている。このアプローチでさえ、角膜表面で測定される収差のみが、屈折矯正から派生することに含まれることとして限定される。
【００１３】
これまでの最適なアプローチは、近年導入の目の波面センシング解析の使用である。この新しい技術を用いて、目の角膜表面を矯正するための一組の非常に強力な道具が提供される。波面センシングは、目全体の視覚的なシステム、例えば角膜、レンズ、硝子液及び網膜を考慮して、総合的な屈折の解析結果を提供する。波面センシング解析の結果は、ほぼ完全な屈折の測定をもたらす波形モデルを与える。これは、唯角膜のみを解析する現在の技術システムに対して、目の優れた解析結果を提供する。波面データは、走査スポットシステムを操作するために使用されてもよいが、それは依然として、前に議論した問題を包含している。しかしそれは、波面センサ解析のデジタルの特性により、DMDアプローチと直接互換できる。この波面センサ-DMDアプローチは、特許文献3を先に組込んで詳細に論じられている。
【００１４】
屈折矯正手術：僅かに活性化した眼内レンズ及びDMDの用途
最近の十年で、正常な視力に戻すために、手術の時に安全で実用的な方法となる人工水晶体のための構造、材料及び移植技術の急速な進展がなされた。
【００１５】
さらに近年、構造は、人工水晶体によって、遠近調整を提供する手段を与えた。このような試みは、屈折の多焦点レンズ、可撓性の（液体で満たされた）レンズ、多要素構造及び蝶番式光学器械(hinged optics）を包含する。これらの人工水晶体は、なおただ「広い」固定した能力の（球面及び乱視の両方の）矯正を提供するだけであるが、それらはある必要に応じた能力を提供する。
【００１６】
さらにより最近、光によって活性化された人工水晶体が提供された。これらの視覚要素は、ポリマーマトリックスに分散させた屈折を調整する混合物を有する。屈折を調整する混合物は、例えば紫外線光刺激のような（より長い波長の紫外線：325nmから340nmまでの範囲）刺激を誘発する重合を生じる可能性がある。この方法で、目の視覚測定（例えば形状的な諸特性、波面等）は、屈折を調節する混合物の重合を誘発することによって追跡させることが可能になり、重合の量は、視覚測定によって決定される。このように、角膜表面全体にわたって、曲率の変化している程度及び高さの変化が、単純な球形表面を仮定することに対抗するように、量として取込むことが出来る。現状、キセノン−水銀アークランプからの平行な光（1mmのホトマスクを介して340nm）、又はヘリウム−カドミウムレーザからの平行な光（325nm、1mmビーム直径）が、屈折を調整する混合物を活性化及び安定化する（又は「固定する」）ために使用される。全体の人工水晶体を重合させるために、1nmのフォトマスク、又は1mmのレーザビームが、参照によって全体的に組込まれた特許文献1で述べられたように、人工水晶体全体にわたって移動し又は走査されなければならない。人工水晶体全体にわたって小型マスク又は小さな直径のレーザビームを走査することは、上記に議論した角膜の組織の形状を変える走査スポットアプローチで述べたような同様な問題をもたらす。その結果、正確に平行になった広域ビームアークランプ、又は広域ビームレーザに接続される場合、この技術は、形状的な諸特性の又は、波面のセンサ解析のデジタル特性によって、DMDアプローチと直接互換性があり、それ故より大きく、特別仕様のレーザビームパターンをより正確に提供することが出来る。
【００１７】
紫外線波長のためのDMDの課題
上記の議論から、DMDが、角膜の形状を変える適用と人工水晶体の活性化の適用の両方において、より進歩した測定技術によって必要とされるより繊細な分解能と特別仕様のレーザビームパターンを獲得するための必要なレーザ放射制御を提供するために、理想的に適合していることが明らかとなる。しかし今までに、レーザ屈折矯正手術で使用されるエキシマー波長（193nm）の、又は光に活性化される人口水晶体アプローチで使用される波長（325nmから340nmまで）の放射する商品化されたDMDはなかった。最短に最適化された波長は、製作することによって与えることが出来るが、なお実験的なDMDが、レーザ屈折矯正手術領域で角膜をエッチングするために必要な193nmよりかなり上の365nmである。
【００１８】
図3を参照して、人工水晶体の適用で使用される325nmの波長において、たった約83％の光が、一回経路でUVコーティングされたDMD窓を介して透過されることが留意される。さらに、DMD装置において、ミラーに当たる光は、窓を介して二回経路を通らなければならず、すなわち光は、一度窓を介して伝わり、ミラーから反射して装置を出るために再び窓を介して伝わらなければならない。これは、DMDミラーからの100％反射、又は窓単独による31％の損失を仮定して、元の325nmの光のたった約69％（0.83×0.83）が、DMD装置から戻ることを意味している。340nmで、たった約91％の光が、一回経路で透過される。このように、DMDミラーの100％反射、又は窓単独による17％の損失を仮定して、340nmに対して、元の340nmの光のたった約83％（0.91×0.91）が、DMDから戻る。この損失の結果は、レーザ源がより高いエネルギー出力レベルで運転されなければならないことであり、それはまた、ビームの形状と放出光学機器の損傷を増加する。さらに、レーザビームを形成し、均質化し放出するために必要な光学機器に関係するそのほかの損失（一般的に45％から60％の損出）がある。付加的な損失は、使用の結果として光学コーティングの損傷からもたらされる。
【００１９】
さらに窓の損失を説明するために、エネルギー密度257mJ/cm2で直径1mm、325nmのヘリウム−カドニウムレーザビームが、屈折率を調整する混合物の重合を誘引するために必要である、特許文献1からの例を考慮する。屈折率を調整する混合物を活性化するためにDMDを必然的に使用する場合、一度にレーザビームで6.35mmの人工水晶体の全体を覆うために、これは、人口水晶体で81mJのエネルギーが必要である。上述の325nmで31％の窓の損失と共に、ビームの形成と放射する光学機器に対して、50％の一般的な損失を合せて、これは、2分から10分の運転の間にレーザから500mJを超えるエネルギーが必要である。このように、レーザエネルギーの必要量を下に維持するために、出来るだけ損失がない遠紫外線窓を有することが、有利である。
【００２０】
別の例として、角膜組織をエッチングするために必要とされるエネルギー密度を考慮する。エネルギー密度は、システム毎に変わるけれど、一般的な値は160mJ/cm2である。現在の商業的に生産される、しかし試験的な、DMDは、190nmと250nmとの間（一般的には193nm）のレーザ屈折矯正手術の波長に対して働いていない。なぜなら、図3から分かるように、DMDのミラーを覆っている紫外線コーティング窓は、250nmより下の波長に対し光学的な透過率は0％である。このように、この適用に対してDMDを実施するための唯一の方法は、これらの遠紫外線波長用になっている窓を使用することである。レーザ屈折矯正手術で使用される一般的な6mmスッポトに対して、エネルギー密度160mJ/cm2では、45mJ必要である。遠視の矯正に使用される10mmスッポトに対して、125mJ必要である。広帯域レーザのための一般的な取扱時間は、数秒から1分までの範囲である。このように、遠紫外線窓は、レーザエネルギーの要求値を下に維持するために、出来るだけ損失が無いことが必要である。
【００２１】
現在のDMD窓構造を用いて存在する別の重大な課題は、窓表面からの反射、詳細には窓のDMDミラー側の反射である。もしも、窓とそのコーティングが、使用される波長に対し最適でなければ、反射は窓の内側からミラーへと前後に跳ね返り、正しくないパターンが放射される結果は、干渉問題を引き起こしうる「ゴースト像」を生じさせる。
【００２２】
現在のDMD窓アセンブリは、コバール（Kovar（登録商標））（ASTM-F-15）合金のフレームとホウ珪酸塩のガラス窓とから組み立てられている。この組合せは、局所的環境から半導体を保護するための一般的なガラス-セラミック密閉システム（例えば、EPROMS）である。コバール（登録商標）は、低熱膨張合金で、化学的組成は、正確で一様な低熱膨特性を保証するために狭い制限値の範囲で制御されている。
【００２３】
現在のDMDの適用で使用される最も一般的なホウ珪酸塩のガラスは、コーニング（Corning）7056である。コーニング7056ガラスは、可視光線スペクトラムDMDの適用に対してよい働きをする。なぜならそれは、可視光線を良く透過し、熱膨張率（CTE)が、コバール（登録商標）に非常に近い（コーニング7056：5.15×10-6/℃対コバール（商標登録）：5.2×10-6/℃）からである。これは、両方がほぼ1,000℃で熱せられた場合に、ガラスと金属の密閉を可能にする。従来の密閉性の定義は、ヘリウム精密リーク試験（mil-std803又はJEDIC-JESD22-A109-A)に基づいており、数値は、5×10-8atm-cc/sヘリウム又はそれ以下である。密閉はガラスと金属の両方を、ガラスによって金属に濡れが生じるまで加熱することによって形成し、化学接着剤又はある機械的なかみ合わせの開発によって後を継がれていて、このように封印が維持されている。コーニング7056の基本透過スペクトラムは、図4に示される。ガラスに適切な反射防止（AR）コーティングを適用することによって、図3の伝播スペクトラムが達成される。光学的透過は、近紫外線波長を取扱うためにより低い方に移ることが可能であるが、これは可視スペクトラム部分の質が低下することに留意が必要である。最後にこのガラスは、遠紫外線から中波紫外線の波長まで大して効果的に透過しないことを、再度留意が必要である。代わりに、異なる材料、例えば溶融シリカが要求される。
【００２４】
溶融シリカは、遠紫外線から中紫外線までに使用される最も一般的な材料の一つである。溶融シリカは、結晶方位を持たない多結晶質、等方性材料である。その物理的な、熱的な、誘電性の及び光学的な特性は、計測の全ての方向で一様である。上記の適用のために特に製作された、エキシマー級溶融シリカと呼ばれる特別な品質の溶融シリカがある。不幸にも、溶融シリカの熱膨張率（0.55×10-6/℃）は、コバールの熱膨張率（5.2×10-6/℃）と決して近くなく（ほぼ桁のオーダで異なっている）、温度が変化をする時に製造工程中及び製造後の環境において、二つの間の密閉は維持されない。これは、密閉されたDMDの半導体空間の中に外部の環境を許すことであり、マイクロミラーが適切に機能しなくなるので、窓の後ろのマイクロミラーに有害となる。最も一般的な問題の一つは、ミラーが止まって動かなくなり、命令に応答しないことである。
【００２５】
現在のDMDミラー構造に関して、三つの付加的な問題がある。第一に、現在の商業的に運用可能なDMD装置は、入射光を反射するためにむき出しのアルミニウムミラーを使用する。コーティングされない、又はむき出しのアルミニウムは、200nmから2000nmまでの波長で、ほぼ85％の絶対反射率を有する。この反射率は、波長が、現在製造されるDMD装置の主な適応領域内の可視領域に移る場合に増加し（400nmを超えて750nmで平均約90％）、波長が200nmより下（例えば、193nmに対して約84-86％及び157nmに対して約65-70％）に移る場合に減少する。その結果、コーティングなしアルミニウムミラーは、ある紫外線の適用に対して、85％以下の反射率、又は15％以上の損失を与える。
【００２６】
第二に、ミラーに当たる紫外線エネルギーもまた、徐々にミラーを侵食して、それらを損傷し変形する。これは、目標に加えられるレーザエネルギーパターンに悪影響を及ぼす。
【００２７】
三番目に、入射する紫外線のエネルギーは、ミラーの間を移動して、ミラーの陰にある基調をなす半導体制御構造物に影響を与える。これは、DVD装置を劣化に導く。
【００２８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／００１６６２９号明細書
【特許文献２】米国特許第５６２４４３７号明細書
【特許文献３】米国特許第６３９４９９９号明細書
【特許文献４】米国特許第６４１３２５１号明細書
【特許文献５】米国特許第６２４２１３６号明細書
【非特許文献１】C.R.Munnerlyn他著「Photorefractive keratectomy : a technique for laser refractive surgery」J.Cataract Refract. Surg. 14、1988年、p. 46-52
【非特許文献２】J.Liang他著「Qbjective measurement of wave aberrations of the human eye with the use of a Hartmann-Shack wave-front sensor」J.Opt.Soc.Am、Vol.11、No.7、1994年、p. 1949-1957
【非特許文献３】Hornbeck著「Digital Light ProcessingTM for High Brightness, High resolution Applications」、Electronic Imaging EI '97, Projection Displays III ,San Jose, CA、1997年2月10-12日
【非特許文献４】Zweben, Carl著「Advanced Materials for Optoelectronic Packaging」、Electronic Packaging & Production Journal、2002年9月1日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
紫外線光にほぼ透明なDMDのための窓アセンブリを提供することが、本発明の目的である。
【００３０】
スペクトルの近、遠及び真空紫外線区域の光の波長にほぼ透明なDMDのための窓アセンブリを提供することが、本発明の別の目的である。
【００３１】
最小限の反射率を有するDMDのための窓アセンブリを提供することが、本発明のさらなる目的である。
【００３２】
窓枠で密閉される窓を包含するDMDのための窓アセンブリを提供することもまた、本発明の目的である。
【００３３】
紫外線波長、詳細にはスペクトルの近、遠及び真空紫外線波長区域の光を使用する用途に適合する窓を有するDMDを提供することが、本発明の追加の目的である。
【００３４】
DMD窓のシールが、ガス放出の問題に直面せず、DMDのミラー又は制御電子機器に悪影響を与えない、紫外線波長と共に使用するためのDMDを提供することが、本発明のさらに別の目的である。
【００３５】
紫外線光と共に使用するのに適合し、一般的な光学の手入れ液剤、例えばアセトン及びメタノールによって安全に手入れがなされるDMD窓の構造を提供することが、本発明のさらにさらなる目的である。
【００３６】
DMDシステム全体を介して、紫外線光の透過と反射を増加することが、本発明のさらに追加の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
以下に詳細に議論されるこれらの目的に関して、DMD装置のための近、遠及び真空紫外線波長の窓アセンブリと、同様のものが組込まれているDMD装置とが提供される。窓アセンブリは、高温金属合金フレームに備えられた溶融シリカガラスを包含する。好ましい実施形態において、溶融シリカガラス窓は、フッ化アルゴングレード溶融シリカであって、フレームはコバール（登録商標）のようなニッケル-コバルト-鉄合金から作られる。鉛／銀合金接合部材界面が、フレームの窓の接合点に備えられ、合金とガラスの間の密閉を用意する。光透過を意図した波長のために光学コーティングの仕様が、反射を減少し、光の透過を増加するガラス窓の内部及び外部の表面に適用される。
【００３８】
結果として得られる窓アセンブリ、及び同様のものを備えたDMDは、真空紫外線、遠紫外線及び近紫外線の波長にわたって、紫外光の優れた透過性のために適用される。このような紫外光のために適用される窓を備えたDMDは、手術及び、眼内レンズ、コンタクトレンズ又は眼鏡、叉は表面の生体反応を選択的に変えるような医療装置の製造の両方面での医療技術において、集積回路（IC)の製作及びその他の光学リソグラフィの応用（ポリマー配列のような）、工業用レンズの注文生産、ミクロ機械加工（例えば、微細孔の穿孔処理、選択的な薄膜剥離、及びフライス加工）、及び材料の精密表面処理等のその他の分野においても、適用性を有する。
【００３９】
本発明の追加の目的と有利性は、提供された図面に関連してなされた詳細な記述と照合して、技術において熟達したものであることが明白になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の好ましい実施形態に従う、図5(a)-5(c)を参照しながら、DMD装置５０のための紫外線透過DMD窓アセンブリ２０は、高温金属合金フレーム２４に備えられた溶融シリカガラス窓２２を包含する。接合部材２６は、窓２２とフレーム２４の接合箇所に供給される。
【００４１】
所望される実施形態において、溶融シリカグラス窓２２は、好ましくはコーニング社（HPFS（登録商標）ArFグレード溶融シリカ、コーニング社コード7980）から入手可能なフッ化アルゴングレードである。最小の表面品質は、好ましくは、633nmでλ/10の形状、10/5S/D（スクラッチ/ディグ（scratch/dig））の表面品質、及び3arc-minutesより小さい平行角を備えることを指定される。フッ化アルゴングレード溶融シリカの基礎（非コーティング又はむき出し）の外部透過スペクトラムは、図6に示される。図6から、フッ化アルゴングレード溶融シリカは、185nm又はそれ以上の紫外線波長で少なくとも90％の透過率を有することが、留意される。代わりに、その他のタイプのエキシマーグレード溶融シリカは、CVIレーザ社、コーヘーレントオーバーングループ社及びアクトンリサーチ／ローパーサイエンティフィック社から容易に入手出来て、代用が可能である。
【００４２】
フレーム２４のための高温合金は、好ましくはコバール（登録商標）（ASTM F15）のようなニッケル-コバルト-鉄合金であり、29％ニッケル、17％コバルト、0.30％マグネシウム、0.02％カーボン及び残りが鉄の成分を有する。
【００４３】
所望される接合材料２６は、鉛／銀合金（約97.5％鉛及び2.5％銀）である。所望される窓フレーム２４の矩形形状（すなわち、鋭角な角）が、熱膨張差による応力を発生するが、比較的延性な鉛／銀合金は熱膨張差に適応するから、鉛／銀合金が所望されて、ガラスを物理的に固定し続ける助けとなる。その他の鉛ベース合金、例えば鉛／銅、鉛／ニッケル、鉛／チタン及び鉛／錫もまた使用される。加えて、錫／銀、錫／アンチモン、錫／銀／銅、錫／銅、錫／銀／銅／アンチモン、錫／銅／アンチモン／銀、錫／銀／ビスマル、及び錫／ビスマルを含む錫合金もまた使用されるが、概ね高い融点（融点は、含まれる材料の熱膨張差を増幅し始める）を有しており、鉛ベースの合金より延性が少なく、溶融シリカ窓について乏しい濡れ性を示す。インジュウムを含む半田は、鉛を含む半田と比較して、延性、融点温度及び強度、並びにその他の物理的特性に関して優れているが、比較的に高価である。
【００４４】
以下に詳細に議論する光学コーティングは、ガラス窓２２の内部と外部との表面４４と４２に、それぞれ適用される。このような光学コーティングは、好ましくは光学コーティングの専門会社、例えば数ある中で、マサチューセッツ州アクトンのアクトンリサーチ／ローパーサイエンティフィック社、オハイヨ州ハイランドハイツのクリーブランドクリスタル社、又はニューメキシコ州のアルバカークのCVIレーザ社、によって塗布される。
【００４５】
窓アセンブリ２０は、次のように組立てられる。第一に高温金属合金窓フレーム２４が、DMDに対応する形状と大きさで組立てられる。コバール（登録商標）が所望される材料である一つの理由は、要求された正確な寸法に容易に適合させることが出来て、またこのような適応のための典型的な材料だからである。このような寸法は、DMD製造業者、例えばテキサスインストルメント社から入手できる。別のアプローチにおいて、コバール（登録商標）フレームは直接製造業者から入手できる。いずれの場合でも、基本フレームは、底部ミラー端部（３２で示す）を廻って面取りをすることによって変更される。
【００４６】
フッ化アルゴングレードの溶融シリカ窓２２は、フレーム２４に適合するようになっている大きさで組み立てられると共に、例えば窓部材が、端部３４に沿って面取りをされて、中間物の鉛／銀合金ロウ付け材料のために溝状隙間を割り当てる。窓２２がフレーム２４の開口部３６に設置され、フレーム２４と窓２２の面取りされた端部３２，３４は、好ましくは対称の溝３８を画定して、鉛／銀合金接合材料２６に割り当てる。所望される実施形態において、溶融シリカ材料２２は、（好ましくは、応力緩和のために丸い角を有する）矩形形状で配置されるが、もしも、フレーム２４が、形状を機械加工され、結果として窓の開口部３６が、DMD５０（図5(e)）のミラー配置のDMDミラー全てを光が通過することを可能にするならば、（好ましくは、丸い角を有する）四角形又は円形配置が可能である。
【００４７】
次に窓２２は、フレーム２４に接合される。その結果として、窓２２の面取りされた端部３４は、好ましくはざらざらとなって、チタン成分を含む塗料で塗装される。そして、鉛／銀ロウ付け合金２６は溝３８に供給され、窓２２、フレーム２４及びロウ付け合金２６は、ロウ付け合金２６の共融温度（所望される鉛／銀合金で約305℃）に共に加熱される。加熱する間、接合は、(1)塗料とガラス、(2)塗料と鉛／銀合金、(3) 鉛／銀合金とフレームの各々の間で形成されて、結果としてフレームと窓は密閉になる。加熱は、合金２６が溝３８に提供される間に又は後に行ってもよい。そして好ましくは、定めた基準圧力の差圧及び0℃で、2×10-10atm-cc/secの低下値を確認するヘリウムリーク試験を用いて、シールのリーク試験が行なわれる。
【００４８】
窓２２の光の透過は、窓２２の外面４２と内面４４とへの、以下に議論する、（DMDが使用される適用例に依存する、）コーティングの塗布に要求される、特定の波長又は波長束に対して最適化される。コーティングを塗布する前に、好ましくは、コーティング材料が、フレーム又は合金接合部の窓以外に拡散しないことを確保するために、物理的なマスクが、シールされた窓アセンブリの前に設置される。コーティングを塗布するために、幾つかの既存の方法がある。所望される実施形態において、一つの波長が選択されて、反射防止コーティングがデザインされ、窓の両表面に塗布される。例えば、193nmの適用において、コーティングしないフッ化アルゴン（ArF)グレード溶融シリカ窓は、表面（各々の窓に対し前と後の表面において）に対し、たったの約4.7％反射損出、又は二重経路適用（DMD適用例のように）において、約17.5％の損失を有する。窓の透過を増加するために、反射防止コーティングが、接合工程の後の付着工程を介して行われる。例えば、窓の外面４２と内面４４とに塗布される単層フッ化マグネシウム（MgF2）コーティングは、193nm及び正しい入射角に対して最適化されて、193nmで一回の表面反射を約1.7％に減少し（又は、二回通過の適用に対して全体で6.63％の透過損失）、それにもかかわらず、一般的なクリーニングの方法と薬品に対して非常に耐久性がある。
【００４９】
コーティングの厚さは、表面に正規に衝突するビームに対して、四分の一波長（193×10-9/4＝48.25×10-9m）の厚さから一般的に開始することによって選択される。非正規な入射ビームの適用に対しては、非正規な入射ビームに対するコーティング厚さの範囲内で光学経路長において効果的な差異が、考慮されなければならない。現在の適用において、コーティングは、入口角（16マイクロDMDミラー（図7(a)）に対して20°、又は13.7マイクロDMDミラー（図7(b)）に対して24°）とは対照的に、出口角（0°、又は窓に垂直）に対して、最適化される。これは、ミラーと内側窓表面との間の跳ね返る反射を有するために、有害となり得るDMD窓の出口でビームの反射を最小にする。しかし理想的には、反射防止コーティングが、0°から10°（16マイクロミラー）又は0°から12°（13.7マイクロミラー）の範囲の出射角にわたって、運転可能であるべきであり、この範囲で、入射ビームの反射防止率を改善する一方、十分に内側反射率を低減すべきである。
【００５０】
「冷間」付着工程、例えばスパッタリングは、反射防止コーティングの適用に対して所望される。スパッタリング技術において、プラズマから形成された正のエネルギー粒子が、対象のコーティング材料に衝撃を与え、運動量を介して、蒸気として対象物をスパッタ原子に変えて、そして基板に接合される。スパッタリングは、広い領域にわたって一様なコーティングを製作することが出来て、蒸着技術よりもさらに効率的に付着材料を使用する。付着工程温度が、ロウ付け合金共融温度に達しない限り、その他の付着技術が利用できる。すなわち、高温を使用する付着技術、例えば、ロウ付け合金の融点を超える温度になって、密閉に欠陥を生じさせるかもしれない技術は、好ましさを阻害する。
【００５１】
さらに大きな透過性を得るために、所望する実施形態は、0°から12°の入射角で最適化された多層積層コーティングを使用するが、入射角の別の度数、例えば図7(a)に示される0°から10°に関する最適化が使用できる。このような積層コーティングは、マサチューセッツ州アクトンのアクトンリサーチ/ローパーサイエンティフィック社から入手可能であり、図8に示すように、193nm、入射角0°で、窓の表面に対して0.5％より良い反射率（99.5％又はそれより良い透過率）（又は二重経路適用において1.98％の全体損失）を提供する。しばしば「V」コーティングと呼ばれる、これらの狭帯域反射防止コーティングは、コーティング製造業者に工業所有権、例えば、使用する材料、層の数、層厚さのデザイン、コーティング材の付着技術、コンピュータ最適化アルゴリズム等がある。しかし一般的に、Vコーティングは、多層反射防止コーティングであって、一つの特定の波長に対してほぼゼロに構成要素の反射率を低減する。Vコーティングは波長と入射角の両方に極端に敏感である。単波長に対して最適化された基本の多層反射防止コーティングは、QQ（quarter/quarter）コーティングと呼ばれる。最も単純な形状において、QQコーティングは、二つの層から成っていて、いずれも重要な波長において、四分の一波長の光学厚さを有する。外部層は、低屈折率材料から作られて、内部層は高屈折率（基板、例えばフッ化アルゴングレード溶融シリカと比べて）の材料から作られる。図9(a)に示したように、波面Bと波面C（それぞれ第二と第三の反射）は、波面A（第一反射）の位相から両方とも正確に180°ずれる。コーティングの性能は、相対的な大きさと位相について計算されて、反射されたビームの正味の大きさの全体値を得るために合計される。完全な構造においてこの結果は、図9(b)で「合成された波」によって示すようなゼロ反射率となるだろう。図9(a)と9(b)の一般的な例は、1.52の屈折率n3のクラウンガラス、1.38の屈折率n1のっフッ化マグネシウム第一層、及び1.70の屈折率n2の（ベリリウム酸化物又はマグネシウム酸化物のような）第二層を述べている。垂直入射でこのような二層コーティング対する正確なゼロ反射率の式は、
【数１】
2006521580.tif 000003
であり、n0は、空気（約1.0）の屈折率である。所望される実施形態において、フッ化アルゴン（ArF）グレード溶融シリカは、193nmの適用に対して使用される。その屈折率n3は、1.56である。耐久性保護層を備えるための第一フッ化マグネシウムを使用しているので、1.72の屈折率を持つ第二コーティング層がゼロ反射を達成するために要求される。しかし、このアプローチはコーティング材料の選択にいくらかの自由度を許容し、非常に低い反射率を与えることが出来るが、QQコーティングは、時にはデザイン、例えば、もしも、適切なコーティングが、当を得た屈折率を見つけることが出来ない、又は入ってくる光の入射角がガラスの表面に対して垂直でない場合において、制約がきつくなりすぎる。これらの場合について、代替の方法が使用できる。
【００５２】
多層反射防止コーティングを生成することの代替の方法において、層は異なった厚さを有する。これは、（上記のような）層の厚さが一定である代わりに、使用できる材料の屈折率を適合するために層を調整することが出来る。与えられた材料の組合せに対して、デザイン波長でほぼゼロ反射率与える、通常、二組の層の厚さがある。これらの二つの組合せは、全体の厚さが異なっている。この方法はまた、入ってくる光の入射角が、表面に関して通常でない場合に、コーティングの構造で助成する。しかし、二つの主要な結果は、反射率そして透過率の複雑な入射角の依存を導く。第一に、どの層からでも前と後との表面反射の経路の差は、角度の関数である。入射角が、表面に関して正常に0°から増加する場合に、光の経路の差は減少する。経路差の変化は、二つの干渉する反射の間の位相差の変化を生ずる。第二に、どのような光学的界面の反射率も、入射角に従って変化するから、組合された時に、二つの直接関係のある反射の間の位相差は、相関的な大きさで共に変化する。このように、任意の入射角での多層コーティング構造は複雑である。適切なコンピュータモデリングと最適化アルゴリズムは、光学コーティング会社、例えば、コーヘーレントアーバングループ、メレス-グリオット、及びアクトンリサーチ／ローパーサイエンティフィックによって実施することが出来て、彼らは、適切な物性値、粘着性、応力、耐久性等を有するコーティング材料を提供する。加えて、コーティングは、二方向の入射角、例えば、(1) 20°又は24°の入射角及び(2)0°の出射角の両方に対して最適化できる。
【００５３】
別の実施形態において、反射防止コーティングが、同一の窓基板材料を使用する二重波長を通過するようになっているものであってもよい。例えば、フッ化アルゴングレード溶融シリカ窓の一面に付けられた単波長193nmに最適化されたフッ化マグネシウムコーティングは、単表面反射率を193nmで約1.7％及び365nmで約2.75％に減少することが出来て、複数の波長の反射においては、その波長の間でほぼ同様に減少することが出来る。多層、二波長VVコーティングは、デザインされた波長でさらに低い反射率（より多くの透過）を達成するために適用させることが出来る。これは一般的に、追加のコーティング（積層）が必要であって、例えば上に述べたようなコーティングにおいては、企業の専門家によってコンピュータアルゴリズムを用いて最適化されなければならない。
【００５４】
最終的に、光学コーティングをされ、密閉のシールをされた窓ユニットは、DMD半導体パッケージの通常の製造工程にあるDMD基盤に設置される。例えば、DMDチップは、ウェファーから分離され、プラズマ洗浄され、再注油され、現発明を用いて密閉される。好ましくは、これは並列抵抗シーム溶接工程を使用して行われるが、しかしその他のタイプの半導体溶接工程が使用されてもよい。非特許文献3を参照。基盤５０は、望ましいパターンに配列するミラーの配置を実施するミラー配列５２へ、処理装置からデータの伝達をするためのケーブル５４が接続されるポート（示されていない）を含む。
【００５５】
本発明の別の実施形態に従って、窓フレームは、コバール（登録商標）とはかなり異なる材料で組立てられる。フレーム材料は、シリカ繊維でも銅／長炭素繊維合金であってもよくて、紫外線透過性窓材料に比較的に近い熱膨張率を有していて、DMDパッケージに必要な形状に機械加工が可能である。窓材料は先に述べたように溶融シリカであり、又は以下に述べるような別の適切な紫外線透過性材料であることが可能である。湿式接着貼り合わせ窓とフレームアセンブリは、好ましくは、活性のある半田合金工程（例えば、ペンシルベニア州ランズデイルのマテリアルリソーシーズインターナショナルから入手可能なS-BOND（登録商標））のような技術を使用して、又は基本的なDMD本体に低蒸発エポキシを用いて接続される。
【００５６】
図10を参照して、さらに別の実施形態に従って、直接DMD基盤１５０にでも又、矩形のコバール（登録商標）製シールリング１５２（DMD基盤上にあってDMD基盤とコバール（登録商標）製窓フレームとの間の、隙間として及び溶融するユニオンとして、先行技術で用いられるショルダー）にでも接合される、適切な大きさと形状の窓１２２を用いることで、窓フレームを完全に削除することが出来る。例えば、低蒸気圧エポキシ１５４は、DMDの窓とセラミック基盤との間のシールをするために使用することが出来る。適切なエポキシ１５４のようなものは、マサチューセッツ州ベッドフォードのトラ−コン社から入手できるトラーボンド2116である。その他の適切なエポキシは、ニュージャージー州ハッケンサックのマスターボンド社から入手できる。ヘリウムリーク試験で稀に2×10-8atm-cc/secを超えるように、エポキシ接着は、真の密閉としてみなされないかもしれないのと同時に、接着が5×10-8atm-cc/sec未満のミルスタンダード803に合致していて、比較的容易に達成される非常によいシールでもある。シールを達成するために、好ましくは、エポキシ１５４を混合して塗布し、窓１２２を配置して、エポキシが硬化するまで窓１２２をDMD基盤１５０又はシールリング１５２に対して一様に押し付けることである。
【００５７】
図11(a)と11(b)を参照して、もしも、選択された材料に基づいて、単一エポキシが、窓２２２と、DMD基盤２５０又はシールリング２５２との両方に接着されないならば、中間材料２６０、例えばプラスチックが、窓２２２と、基盤２５０又はシールリング２５２との間に準備されて、第一エポキシ２５４を用いて、窓２２２と中間材料２６０との間の接着を提供し、第二のエポキシで中間材料２６０と、基盤２５０又はシールリング２５２との間の接着を提供してもよい。随意に、さらに以下に論議するように、エラストマのO-リング２６２は、真の密閉（11(b)）を成すために、窓２２２と、基盤２５０又はシールリング２５２との間に準備されることが出来る。
【００５８】
図12(a)と12(b)を参照して、さらなる実施形態にさらに従って、窓３２２とＤＭＤ基盤３５０(及びシールリング３５２）は、エラストマシール、例えば、密閉となる真空ゲージO-リング３６２の周囲に固定される。適切なエラストマは、ゴム、ブチル、エチレンプロピレン、及び過フッ化炭化水素材料、例えばデュポンダウエラストマ社から入手可能なバイトン（登録商標）を含む。O-リング３６２は、様々な場所、例えばコバール（登録商標）製シールリング３５２の内側、又は外側に設置できる。（さらに以下で議論される）O-リング３６２上の、起こりえる大きな締付け力の不足により、及び／又は、O-リング３６２のその上にあるコバール（登録商標）製シールリング３５２が、完全にフラットでないかもしれないから、O-リングシールは、シールを促進するために改良が必要かもしれない。
【００５９】
図12(c)を参照して、これを受けて、極端にフラットな中間材料３６４が、セラミック本体３５０と窓３２２との間の現在のコバール（登録商標）製シールリング３５２上で使用されてもよく、中間材料３６４が、低蒸発エポキシ３５４を用いてコバール（登録商標）製シールリング３５２に接着されてもよい。このアプローチは、真の密閉を提供する。窓とDMD基盤をO-リングに押し付けるための締付け力は、いくつかの方法で成し遂げられて、その内の三方法は次に論議される。
【００６０】
初めに、さらに図12(a)と12(b)を参照して、クランプ３７０は窓３２２上にあって、光が窓３２２の中へ及び外へ通過できる、クランプの中央にポート３７２を含む。ＤＭＤ基盤３５０は、放熱板３７４に接続される。クランプ３７０は、好ましくは、クランプの前部からＤＭＤ基盤の後部周囲へ、及び好ましくは放熱板３７４へ、Ｃ-形状で延伸する二つのアーム３７６，３７８を含む。代替として、アーム３７６、３７８は、ＤＭＤの基盤３５０の唯一後部に延伸することが出来る。ネジ３８０は、O-リング３６２に接触している窓３２２全体に一様に圧力を掛けるために使用される。これを実施するための複数の異なった方法がある。
【００６１】
さらに、図12(a)と12(b)を参照して、第一アセンブリに従って、O-リング３６２が最初に塗布されて、窓３２２が適切にO-リングに配置される。そして、クランプ３７０が塗布されて、窓３２２をO-リング３６２に保持する。最後にネジ３８０が、密閉を形成するために、窓３２２をO-リング３６２に一様に引き寄せるクランプアーム３７６，３７８に対して捩じ込まれる。
【００６２】
図13(a)と13(b)を参照して、第二アセンブリに従って、O-リング４６２は、セラミックDMD基盤４５０の上に又はシールリング４５２の上に配置される。次に、好ましい低蒸発エポキシ４５４が、窓４２２の及び、DMD基盤４５０又はコバール（登録商標）製シールリング４５２のいずれかの、少なくとも一つに供給される。そして、窓４２２が、適切にO-リング４６２の上に配置される。最後に窓４２２が、O-リング４６２及びエポキシ４５４に一様に押し付けられて、エポキシが固まるまで保持される。
【００６３】
図14を参照して、第三アセンブリに従って、金属矩形基盤リング５８２は、シールリング（示されていない）の周囲で、DMD本体５５０に接着される。基盤リング５８２は、シールリングの一番上の表面積より大きい表面積を備えた、ほぼフラットで水平な上面を有する。基盤リング５８２はまた、ネジを受容するための数本のネジ立てした穴を有する。基盤リング５８２は、エポキシ５５４を用いて、シールリングに直接、セラミック本体５５０に直接、又はそれ以上のシール性能のために両方とも、のいずれかで接着される。Ｏ-リング５６２が、接着してシールする非常に良好な表面を有するために、金属基盤リング５８２は、平坦で水平な表面を保証する。窓５２２を基盤リング５８２に取り付ける三つのアプローチがある。
【００６４】
第一のアプローチにおいて、上部金属フレーム５８４は、窓５２２の周囲にしようすることが出来る。フレーム５８４は、好ましくは、接着されないで、単に切欠きされた開口部（示されていない）に包含される。シールが、基盤リング５８２に設置される窓５２２とO-リング５６２との間になされた時に、窓５２２の周囲のこの上部フレーム５８４はシールする必要がない。上部の金属フレーム５８４は、基盤金属リング５８２にネジ立てして一直線状に配置する複数の貫通穴を有する。ネジ５８０は、上部金属フレーム５８４の穴を介して延伸して、基盤金属リング５８２のネジ立てした穴に係合して、窓５２２全体に一様な圧力を十分に適用するために締付けることが出来る。
【００６５】
図15を参照して、第二のアプローチにおいて、窓フレーム５８４ａは、窓材料により近い熱膨張率有する、適切な合金（コバール（登録商標）以外の）又は非合金材料（例えば、セラミックス）で用意される。半導体応用のために開発された幾つかの材料は、特に適切であり、シリカ繊維、及び銅／長炭素繊維合金を含む。非特許文献4を参照。窓５２２は、フレーム５８４ａに接着される。フレーム５８４ａは、複数の穴を備えていて、穴を介してネジ５８０が、ＤＭＤ基盤５５０又はシールリングに接着される矩形基盤リング５８２と接合出来る。組立において、窓５２２は、フレーム５８４ａに接着され、基盤リング５８２は低蒸発エポキシ５５４を用いてDMD本体５５０又はシールリングに接着される。エポキシ５５４が固化してしまえば、O-リング５６２は基盤リング５８２に配置され、溶融窓／フレームアセンブリは、O-リング５６２に配置される。最後に、ネジ５８０が、フレーム５８４ａの穴を介して挿入され、一様な窓圧力をO-リング５６２に適用するために締付けられる。
【００６６】
図16を参照して、第三のアプローチに従って、窓５２２は、ドリル穴を備えていて、窓それ自体は、基盤リング５８２にネジ込まれる。穴はダイヤモンドドリルビットを用いて又はレーザで開けられる。組立において、一番目に穴が窓部材を介して開けられる。二番めに基盤リング５８２が切り欠きされた穴に備えられて、DMD本体５５０又は低蒸発エポキシ５５４を用いてシールリングに接着される。三番目にエポキシ５５４が固化したら、O-リング５６２が基盤リング５８２に配置される。四番目に窓５２２がO-リング５６２に適切に配置される。最後にネジ５８０が窓の穴を介して挿入されて、O-リング５６２に一様な圧力を掛けるために締付けられる。
【００６７】
エポキシ接着を使用するとして述べている実施形態のいずれにおいても、接着剤、好ましくは高分子基材の接着材が、エポキシに代わって使用できる。接着剤の使用は、もし必要ならば、接着された構成部材から比較的容易に除去することが可能である。
【００６８】
追加の方法と部材もまたあって、優れた密閉性を与えるために使用されるエラストマのシールに類似し、エラストマのシールよりも良好な部材である。図17を参照して、一つのこのような方法はナイフエッジシールであって、概ね銅又は鉛ガスケット600を使用し、一般的には真空適合性のグレードである。この方法で、上部構成部材（例えば、貫通穴６０４を備えたフレーム６０２）と底部構成部材（例えば、ネジ切りされた穴６０８を備えた基盤リング６０６）の両方が、上部の構成部材がネジ（示されていない）で底部構成部材に固定される時にガスケットに突き立てる、ナイフエッジ６１０、６１２を包含する。ナイフエッジ６１０，６１２の小さな欠陥は、ガスケット６００が変形した時に部材で埋められて、非常に良好な密閉が形成される。
【００６９】
図18を参照して、別の方法が、C-シールとして一般的に知られていて、C-形状部材６５０が、二つの相対する構成部材（例えば、貫通穴６５４を備えた上部フレーム６５２及びネジ切りされた穴を備えた底部基盤リング６５６）の間をシールするのに使用される。典型的な「C」シールにおいて、「C」６５０の開部６６０は、シール環境６６２から向きがそれている。接合箇所が組立てられている場合、例えば、上部構成部材が、ネジ（示されていない）で底部構成部材に固定されている場合に、シールは僅かに圧縮である。シール部材の弾性特性は、シールするキャビティの表面に圧力を維持する。シール材料は、キャビティ表面より柔軟である。より柔軟なシール材料は、密閉接合をするためにキャビティ表面の欠陥を補充する。この方法にはさらに変形があって、さらに大きいシールするキャビティ、例えば「励起された（energized）」C-シールを提供する。しばしばヘリオフレクスシール（Helioflex seals）と称するこのようなシールは、サウスカロライナ州コロンビアのガーロックヘリコフレクス社から入手できる。
【００７０】
本発明のさらに別の側面を参照して、DMD基盤上のミラーは、好ましくは、非コーティングの一般的なアルミニュウムミラーに関して、紫外線光の反射を高めるために適用される高反射率コーティングでコーティングされる。高反射率コーティングは、好ましくは10°から30°又は12°から36°の入射角（ミラーの大きさに依存）に対して適合される。「ON」位置において、ミラーは10°又は12°で差込む照明に向かって傾けられる。このように照明は10°又は12°のいずれにおいてもミラーに当たる。ほぼ最大の高反射率の反射コーティングは、誘電性材料から成っていて、特定の波長で狭い帯域の高い反射率をもたらす。高反射率誘電性層は、誘電性の反射防止コーティングと同様の原理で作用する。代替として高及び低屈折率材料の四分の一波長厚さは、誘電体多重層を形成するためにアルミニュウムミラー基板に適用される。適切な屈折率の材料を選択することによって、様々な反射された波面が、高効率反射鏡を製作するために前向きに干渉させられる。ピーク反射率の値は、層一組の数と同様に、二つの材料の屈折率の割合に依存する。どちらを増加しても反射率は増加する。10°又は12°の入射角で最適化されたコーティングの反射は、193nmで97％から99％（又はたった1から3％の損失）及び157nmで90％から95％（又はたった5から10％の損失）である。入射角が10°又は12°から増加する場合は、反射率は減少する。しかし、このような損失は、ミラーの運動のフルレンジに対してはごく僅かである。加えて、むき出しのアルミニュウムミラーに付着された単一フッ化マグネシウムコーティングは、157nmから193nmの範囲の広帯域で、86％から88％の反射を提供していて、このように、より多数の汎用目的のアプローチを提供しているが、全体の反射は減少する。これはある適用において、条件に合うかも知れない。
【００７１】
高反射率コーティングは、DMDの製作中に、又はDMDが製作された後に塗布されるが、前には、窓に塗布されない。DMDの製作中に高反射率コーティングを塗布するために、DMDの上部構造の完成されたCMOSメモリー回路（SRAMセル）は得られていて、中間の誘電体は、CMOSの金属-二層全体に備えられる。そこで誘電体は、DMDの上部構造のために完全に平坦な基板を用意する化学機械研磨（CMP）を使用して平坦化される。幾つかのフォトマスク層の使用を介して、アドレス電極（金属-3）、ヒンジ、ヨーク及びミラー層ためのアルミニュウムと登録商標の金属合金の層と、空隙を形成する犠牲層（スペーサ-1とスペーサ-2）のための硬化したフォトレジスタとを用いて、上部構造物は形成される。アルミニュウムと金属との合金は、エッチングマスクとしてプラズマ付着された二酸化珪素を用いて、スパッタ付着及びプラズマエッチングをされる。実装フローの後で、犠牲層は空隙形成するためにプラズマエッチングされる。高反射率コーティングは、好ましくは、アルミニュウムミラー層が付着された後で、犠牲層がエッチングされる前に、付着される。
【００７２】
第二の方法において、HRコーティングは、DMDが製作されてしまった後で、しかし紫外線窓が塗布される前に、塗布される。図19を参照して、コーティング工程の間、マイクロミラーは、好ましくは「フラットな」状態にあって、DMDユニットは、入射するレーザビームの角度（例えば、16-マイクロミラーユニットで20°、及び13.7-マイクロミラーユニットで24°）に係合するために回転される。これは、ミラーの陰にある基礎を成す構造体のコーティングを可能にして、紫外線エネルギーからこれらの構造体を保護している。HRコーティングは、好ましくは、冷間付着技術、例えばスパッタリングを用いて塗布される。多数の可能性のある実施形態の一つとして、紫外線窓は、DMDユニットに装着される。
【００７３】
その他の応用例
本発明の遠紫外線DMD窓アセンブリが使用できるその他の応用例がある。DMDは、半導体材料に、又は集積回路（IC）の製造においてのその他の材料に、又はその他の光学リソグラフィ応用（例えばポリマー配列）に、パターンを供給するための理想的な装置である。現在、高価で、変えられないフォトマスクがエッチング工程のための脱保護パターンを供給するために使用される。洗練された製造技術と、デザインをするための複雑な数理アルゴリズムとを必要とするフォトマスクは、半導体素子の超小型化の最前線にあって、より小さな領域に組込むために、さらなる機能性を与えている。フォトマスクは、半導体製造のリソグラフ工程において不可欠な要素である。フォトマスクは、集積回路の正確なパターンを載せた、高純度石英ガラス又はガラス感光板から成っていて、チップ製造業者、及びその他の製造業者によって、半導体ウェーハにパターンイメージを光学的に転写するための原版として使用される。現在の進歩したリソグラフの機械、例えば遠紫外線ステッパーは、フォトマスク及び高口径レンズを介して光線を投射する。主光線の波長は、248nmと193nmであるが、以下に議論するように、157nm波長が現れ始めている。光線の強度は、フォトレジストと呼ばれる光に敏感な材料でコーティングされたシリコンウェーハに、デバイスのためのデザインイメージ（すなわち、フォトマスクのパターン）を成型する。負極フォトレジストを使用しているならば、溝を形成するためにエッチングさせることが可能であり、又はその他の材料を付着させることが可能であるために、この材料の露光されない、又はマスクされた部分は除去される。陽極フォトレジストを使用しているならば、工程は逆のことを行う。集積回路は、一層ごとに製造されるので、回路が組みあがるまでに、選択的な付着／除去の段階が繰り返される。現世代の半導体は、しばしば25又はそれ以上の層を有していて、各々の層は特有のフォトマスクを必要とする。
【００７４】
もしもDMDが必要な分解能を有しているとすれば、所望するパターンがDMDミラー配列上で容易に実行することが出来るから、DMDの使用で、フォトマスクは排除される。適切な光線を使用すれば、DMDミラーは、光に敏感なフォトレジストでコーティングされた、シリコンウェーハ基板又はその他の材料にイメージを成型又は指示することができる。ホストコンピュータがDMDミラーを制御するから、パターンは、適切なミラーをON又はOFFに切り替えることによって、迅速に変化させることが出来る。そこで、溝を形成するためにエッチングさせることが可能であり、又はその他の材料を付着させることが可能であるために、この材料のマスクされた部分は除去される。現在、DMDは概ね、現行の商業的に入手可能な紫外線限定のDMD窓構造によって、真空紫外線及び遠紫外線の適用において使用されてはいない。この特許の本発明の紫外線透過性DMD窓は、これらの適用においてDMDの使用を可能にすることが出来る。
【００７５】
加えて、157nmフッ素レーザを用いた光学リソグラフが、ポスト193nm時代の実現性のある技術として急速に出現している。事実それは、100nmに代わって70nmノード（すなわち小さな物理的な細部）への、技術の選択となるかもしれない。それは幾つかの理由で魅力的であって、最も重要なことは、基本的により長い波長の248と193nmの光学リソグラフの延長線上にあることである。その結果、それは、機械の製造とウェーハ加工処理のインフラを比較的容易に適合させることが出来て、光学分解能を高める技術を同様に適合させることが出来ることの可能性を秘めている。しかし、このアプローチは、上述したように248nmと193nm波長に対して、なおフォトマスクを使用する。このように、157nmの透過を許容するDMDの窓は、半導体加工処理がこの方向に進む場合に、有利になるであろう。
【００７６】
主要な窓の実施形態と遠紫外線波長の窓（例えば、157nmに下げて、さらに下に）との間の主たる相違は、より短い波長に対して使用される窓材料、及びコーティングである。目下、真空紫外線（概ね、100nmから200nmで画定されるVUV）の適用で、窓のために所望される光学材料は、レンズ級品質のフッ化カルシウム（CaF2）（130nmより下の波長に対して少なくとも50％の透過率を有する）であり、詳細は特許文献5で開示され、その全体をここに参照することによって開示に含まれる。その他の候補材料は、フッ化ベリウム（BaF2）（150nmより下の波長に対して少なくとも50％の透過率を有する）、フッ化ストロンチウム（SrF2）（140nmより下の波長に対して少なくとも50％の透過率を有する）、フッ化リチウム（LiF2）（120nmより下の波長に対して少なくとも70％の透過率を有する）、フッ化マグネシウム（MgF2）（120nmより下の波長に対して少なくとも65％の透過率を有する）、及びフッ化ナトリウム（NaF）（135nmより下の波長に対して少なくとも50％の透過率を有する）を含む。フレームへの窓の接着は、上記の実施形態で述べたのと同様であるが、接着合金は、異なる特性を有してもよい。
【００７７】
157nm波長に対する透過を最適化するために、大部分の酸化化合物（例えば、二酸化シリコン又は酸化ハフニウム）が、157nmで吸収し過ぎるから、フッ化物が所望されるコーティングである。例えば、低屈折率材料は、フッ化マグネシウム及びフッ化アルミニウムを含んでもよく、一方高屈折率材料は、フッ化ランタニウム及びフッ化ガドリニウムを含んでもよい。コーティングのデザインと応用技術は、上記に論議したことに非常に類似する。
【００７８】
(ｉ)DMD、(ii)その紫外線透過窓アセンブリ、及び(iii)同一のものを組立てるための方法の実施形態が、ここに記述されて説明された。本発明の詳細な実施形態が記述されると共に、本発明は、技術が可能な範囲と同様な広さの範囲であって、明細書が同様に読まれることを意図しているから、発明が実施形態に限定されることは、意図されていない。このように、その他の紫外線波長のためのDMD窓は、特定の波長のための適切な材料を使用することによって、上記の方法で組立てること出来ることが、理解される。さらに、DMDに関して、本発明が詳細に述べられると共に、紫外線透過性窓アセンブリが、光学MEMS装置、例えば変形が可能で能動のミラー装置として実用性を有してもよいことが理解される。さらにその他の改良が、精神と請求項の範囲から逸脱することなく、提供された発明に合せてすることが出来ることが、当業者によっても正しく認識される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１（ａ）】先行技術図1(a)は、角膜表面の微細な変化を例示する。
【図１（ｂ）】先行技術図1(b)は、図1(a)の角膜表面の広域ビームレーザ切除を例示していて、表面の微細な変化が広域ビームレーザ切除後に持続される次第を示している。
【図２】先行技術図2は、多数の小さな点に照射する柔軟性を示している走査スポットアプローチを例示する。
【図３】先行技術図3は、現在の商用ベースのDMD窓の透過スペクトラムのグラフを示す。
【図４】先行技術図4は、現在のDMD適用で使用されるホウ珪酸塩ガラスの透過スペクトラムを示す。
【図５（ａ）】図5(a)は、本発明に従う窓アセンブリの底面斜視図である。
【図５（ｂ）】図5(b)は、図5(a)のアセンブリの窓とフレームの組立分解図である。
【図５（ｃ）】図5(c)は、図5(a)のアセンブリの窓とフレームの最上面の底面斜視図である。
【図５（ｄ）】図5(d)は、図5(a)のアセンブリの窓とフレームの底部の平面斜視図である。
【図５（ｅ）】図5(e)は、図5(a)の窓アセンブリを備えるDMD装置の平面図である。
【図６】図6は、HPFS（登録商標）、コーニング7980、フッ化アルゴン-グレード溶融シリカ窓材料の外部透過特性を示す。
【図７（ａ）】図7(a)は、本発明に従う紫外線透過窓を備えたDMD装置に入射及び出射する光の投射角度を例示していて、16μmミラー配置に関している。
【図７（ｂ）】図7(b)は、本発明に従う紫外線透過窓を備えたDMD装置に入射及び出射する光の投射角度を例示していて、13.7μmミラー配置に関している。
【図８】図8は、0°又は通常の投射角に対して最適化された、多重層誘電体積層Vコーティングに関する反射率曲線であって、波長193nmで窓表面に対し0.5％以下の反射率示す。
【図９（ａ）】図9(a)は、単一波長に対して最適化された基本的な多重層反射防止,すなわちVコーティングを示す。
【図９（ｂ）】図9(b)は、図9(a)のVコーティングの層による有害な干渉を示す。
【図１０】図10は、本発明に従う一番目の代替DMDアセンブリの略側面図である。
【図１１（ａ）】図11(a)は、本発明に従う二番目の代替DMDアセンブリの略側面図である。
【図１１（ｂ）】図11(b)は、図11(a)の二番目の代替DMDアセンブリの略組立分解図である。
【図１２（ａ）】図12(a)は、本発明に従う三番目の代替DMDアセンブリの略側面図である。
【図１２（ｂ）】図12(b)は、図12(a)の三番目の代替DMDアセンブリの略平面図である。
【図１２（ｃ）】図12(c)は、図12(a)のDMDアセンブリの変形体の略側面図である。
【図１３（ａ）】図13(a)は、本発明に従う四番目の代替DMDアセンブリの略側面図である。
【図１３（ｂ）】図13(b)は、図13(a)の四番目の代替DMDアセンブリの略組立分解図である。
【図１４】図14は、本発明に従う五番目の代替DMDアセンブリの略側面図である。
【図１５】図15は、本発明に従う六番目の代替DMDアセンブリの略側面図である。
【図１６】図16は、本発明に従う七番目の代替DMDアセンブリの略側面図である。
【図１７】図17は、本発明に従う八番目の代替DMDアセンブリの略側面図である。
【図１８】図18は、本発明に従う九番目の代替DMDアセンブリの略側面図である。
【図１９】図19は、DMDミラーの高反射率（HR）コーティングと基調をなす構造を説明する。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図８】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図１０】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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