JP2755400B2 - 描画装置 - Google Patents
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- JP2755400B2 JP2755400B2 JP63286783A JP28678388A JP2755400B2 JP 2755400 B2 JP2755400 B2 JP 2755400B2 JP 63286783 A JP63286783 A JP 63286783A JP 28678388 A JP28678388 A JP 28678388A JP 2755400 B2 JP2755400 B2 JP 2755400B2
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
- B23K26/0613—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams having a common axis
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
- B23K26/0821—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head using multifaceted mirrors, e.g. polygonal mirror
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ光などの光を走査して、物体表面に陰
画または陽画を描画する装置に関するものである。
画または陽画を描画する装置に関するものである。
従来光走査による描画装置において、その描画時間を
短縮する手段として走査機構そのものの改良の他に、描
画する光束数を複数化することが行われている。これら
の光束は被加工物体上の像面に於て互いに微少距離離れ
た位置に焦点を結ぶ必要がある。微少距離離れた位置に
焦点を結ぶためには、例えば結像レンズへの入射光束が
平行光束とした場合には各々の光軸が微少角度だけ互い
に交差していなければならない。
短縮する手段として走査機構そのものの改良の他に、描
画する光束数を複数化することが行われている。これら
の光束は被加工物体上の像面に於て互いに微少距離離れ
た位置に焦点を結ぶ必要がある。微少距離離れた位置に
焦点を結ぶためには、例えば結像レンズへの入射光束が
平行光束とした場合には各々の光軸が微少角度だけ互い
に交差していなければならない。
第７図は従来の多光束を用いた描画装置の一例を示す
側面図であって、レーザ光源43により発した光はビーム
・スプリッタ44、45、46、47によって４分割される。各
光束は変調器48にて透過量を制御されたのち結合レンズ
49によって絞り込まれてピンホール50を抜けコリメータ
・レンズ51によって平行光束となり、回転プリズム52に
よって軸53を中心に偏向され対物レンズ58に入射する。
４つの入射光束の光軸54、55、56、57は互いに角度θで
交差しているので各光束の焦点は対物レンズ58の焦点距
離をｆとしたとき焦点面上にてｆθだけ離れる。53は回
転プリズム52の回転軸であり、該プリズム52の回転によ
り光束の焦点は紙面と垂直方向に焦点面上を移動する。
59は対物レンズ58の焦点面に置かれた被加工物体で例え
ばシリコン・ウエーハ等である。60は移動載物台で描画
時は等速度で矢印61方向に移動し、回転プリズム52によ
る焦点移動と合成されて被加工物体59上にラスター型の
軌跡を描く。各光束の光量は描画データとラスターの座
標にもとづいて変調器48によって制御される結果、被加
工物体59上に図形が生成される。
側面図であって、レーザ光源43により発した光はビーム
・スプリッタ44、45、46、47によって４分割される。各
光束は変調器48にて透過量を制御されたのち結合レンズ
49によって絞り込まれてピンホール50を抜けコリメータ
・レンズ51によって平行光束となり、回転プリズム52に
よって軸53を中心に偏向され対物レンズ58に入射する。
４つの入射光束の光軸54、55、56、57は互いに角度θで
交差しているので各光束の焦点は対物レンズ58の焦点距
離をｆとしたとき焦点面上にてｆθだけ離れる。53は回
転プリズム52の回転軸であり、該プリズム52の回転によ
り光束の焦点は紙面と垂直方向に焦点面上を移動する。
59は対物レンズ58の焦点面に置かれた被加工物体で例え
ばシリコン・ウエーハ等である。60は移動載物台で描画
時は等速度で矢印61方向に移動し、回転プリズム52によ
る焦点移動と合成されて被加工物体59上にラスター型の
軌跡を描く。各光束の光量は描画データとラスターの座
標にもとづいて変調器48によって制御される結果、被加
工物体59上に図形が生成される。
第８図は従来用いられている別の描画装置を示し、光
束の重ね合わせにビーム・スプリッタを用いるものであ
る。62はレーザ光源、63は光束を分割するためのビーム
・スプリッタ及びプリズム、64は変調器、65は結合レン
ズ、66はピンホール、67はコリメータ・レンズ、68は光
束を再び合成するためのプリズム及びビーム・スプリッ
タである。69は光路を折り曲げるための鏡、70は回転多
面鏡であって対物レンズへの入射角を連続的かつ等角速
度で変化させるためのものである。回転多面鏡70の光束
を反射する面73が図示した位置にある時、対物レンズ72
の焦点は74の位置にあるが矢印71に示す方向の回転によ
って面73が回転すると該焦点は破線で示した76の位置に
移動する。77は被加工物体、78は被加工文物体77を紙面
と垂直に等速で移動させるための移動載物台であって、
回転多面鏡70の回転による焦点の移動と合わせて光束は
被加工物体77上にラスター走査を行う。４つの光束の軸
は光学的に紙面に垂直な平面内において、一定の角度差
を有し、その対物レンズ72による焦点は紙面に垂直な直
線上に等間隔で並んでいる。第８図に示す装置における
光束合成は、ビーム・スプリッタによる像の多重合成で
あるため、第７図に示す装置に比してコリメータ・レン
ズの配置における自由度は大きく、光軸間の角度差は自
由に設定出来る利点がある。
束の重ね合わせにビーム・スプリッタを用いるものであ
る。62はレーザ光源、63は光束を分割するためのビーム
・スプリッタ及びプリズム、64は変調器、65は結合レン
ズ、66はピンホール、67はコリメータ・レンズ、68は光
束を再び合成するためのプリズム及びビーム・スプリッ
タである。69は光路を折り曲げるための鏡、70は回転多
面鏡であって対物レンズへの入射角を連続的かつ等角速
度で変化させるためのものである。回転多面鏡70の光束
を反射する面73が図示した位置にある時、対物レンズ72
の焦点は74の位置にあるが矢印71に示す方向の回転によ
って面73が回転すると該焦点は破線で示した76の位置に
移動する。77は被加工物体、78は被加工文物体77を紙面
と垂直に等速で移動させるための移動載物台であって、
回転多面鏡70の回転による焦点の移動と合わせて光束は
被加工物体77上にラスター走査を行う。４つの光束の軸
は光学的に紙面に垂直な平面内において、一定の角度差
を有し、その対物レンズ72による焦点は紙面に垂直な直
線上に等間隔で並んでいる。第８図に示す装置における
光束合成は、ビーム・スプリッタによる像の多重合成で
あるため、第７図に示す装置に比してコリメータ・レン
ズの配置における自由度は大きく、光軸間の角度差は自
由に設定出来る利点がある。
しかるに、第７図に示した光学系には次に述べる問題
点がある。
点がある。
（１）対物レンズ58への入射光束は有限の直径を有する
ため光束の焦点位置間を狭めるには対物レンズ58からコ
リメータ・レンズ51の見込み角を小さくする必要があ
り、入射光束の径を同じとするならば両者の間隔をひろ
げる結果となり、光路長が長く装置の大型を伴う。
ため光束の焦点位置間を狭めるには対物レンズ58からコ
リメータ・レンズ51の見込み角を小さくする必要があ
り、入射光束の径を同じとするならば両者の間隔をひろ
げる結果となり、光路長が長く装置の大型を伴う。
（２）対物レンズの解像力を向上するため、対物レンズ
への入射光束の径を大きくすると対物レンズよりコリメ
ータ・レンズを見込む角を同一に保つには、両者の距離
を大きくする必要がある。
への入射光束の径を大きくすると対物レンズよりコリメ
ータ・レンズを見込む角を同一に保つには、両者の距離
を大きくする必要がある。
又、第９図に示す光学系には以下に述べる欠点があ
る。
る。
（３）光束の合成にビーム・スプリッタを用いるため描
画に利用できる光エネルギーは少ない。第９図に示した
例においてはビーム・スプリッタの反射及び透過率を各
50％としたとき対物レンズ72に達する光量はレーザ光源
62の出力の25％である。一般に光源をｎ個の光束に分割
し各々変調後にビーム・スプリッタにて光束を合成した
とき描画に利用できるエネルギーは1/nとなって分割数
が多くなった時著しく不利である。
画に利用できる光エネルギーは少ない。第９図に示した
例においてはビーム・スプリッタの反射及び透過率を各
50％としたとき対物レンズ72に達する光量はレーザ光源
62の出力の25％である。一般に光源をｎ個の光束に分割
し各々変調後にビーム・スプリッタにて光束を合成した
とき描画に利用できるエネルギーは1/nとなって分割数
が多くなった時著しく不利である。
（４）光束の合成に用いるプリズム及びビーム・スプリ
ッタは複数の光束の光路となっているものがあり、この
ため光束の光軸調整において、調整機構は互いに干渉し
作業性が悪い。
ッタは複数の光束の光路となっているものがあり、この
ため光束の光軸調整において、調整機構は互いに干渉し
作業性が悪い。
（５）光学系の全ての要素は、互いの位置関係が変化し
てはならない剛体上に構成する必要がある。このために
光学系の匡体は大型化する。
てはならない剛体上に構成する必要がある。このために
光学系の匡体は大型化する。
そこで本発明の目的は、従来の装置におけるこれらの
欠点を排除し、構造が簡単で光軸の調整が容易であり、
さらに小型の描画装置を提供することである。
欠点を排除し、構造が簡単で光軸の調整が容易であり、
さらに小型の描画装置を提供することである。
以上のような欠点を補うためには、空間フィルターで
あるピンホールの代わりに光ファイバーを用いる描画装
置も知られている。
あるピンホールの代わりに光ファイバーを用いる描画装
置も知られている。
すなわち、単数または複数個の光源と該光源の光を複
数の光束に分割するためのビーム・スプリッタと前記複
数の光束を各光束毎に変調光を独立して伝送するための
複数の結合レンズ及び光ファイバーとよりなる第１の光
学系並びに前記光ファイバーの複数の射出端を配列し該
光ファイバー配列を物体上に結像するための対物レンズ
と前記物体上で像の位置を移動するための走査機構とよ
りなる第２の光学系を有するものである。このような描
画装置において前記走査機構は固定された前記光ファイ
バー配列と走査方向に固定された前記物体とに対し、音
叉等の振動体上に設置された対物レンズが該振動体の振
動によってその像面と平行に変位することによって、前
記光ファイバー配列の前記物体上の像位置を変位させる
ようにした。
数の光束に分割するためのビーム・スプリッタと前記複
数の光束を各光束毎に変調光を独立して伝送するための
複数の結合レンズ及び光ファイバーとよりなる第１の光
学系並びに前記光ファイバーの複数の射出端を配列し該
光ファイバー配列を物体上に結像するための対物レンズ
と前記物体上で像の位置を移動するための走査機構とよ
りなる第２の光学系を有するものである。このような描
画装置において前記走査機構は固定された前記光ファイ
バー配列と走査方向に固定された前記物体とに対し、音
叉等の振動体上に設置された対物レンズが該振動体の振
動によってその像面と平行に変位することによって、前
記光ファイバー配列の前記物体上の像位置を変位させる
ようにした。
又、前記光源の他に少なくとも１つの前記光源と異な
った波長の光源を有し、該光源により物体上の焦点位置
検出及び描画の位置合わせを行うものとした。
った波長の光源を有し、該光源により物体上の焦点位置
検出及び描画の位置合わせを行うものとした。
光ファイバーはその直径が極めて小さく、その端面は
光学的にピンホールと等価に取り扱うことが出来る。光
ファイバーの射出端配列とコリメータ・レンズによって
微少角度間隔の隔たりを持つ平行光束を作ることが出来
る。また光ファイバーは可とう性であるため光ファイバ
ーを光路とした部分は引き回しが自由である。このため
光ファイバーを多光束の合成に用いることによって以下
に述べる利点がある。
光学的にピンホールと等価に取り扱うことが出来る。光
ファイバーの射出端配列とコリメータ・レンズによって
微少角度間隔の隔たりを持つ平行光束を作ることが出来
る。また光ファイバーは可とう性であるため光ファイバ
ーを光路とした部分は引き回しが自由である。このため
光ファイバーを多光束の合成に用いることによって以下
に述べる利点がある。
（１）レーザ光源からビーム・スプリッタ、変調器、結
合レンズ、ファイバーの入射端までの第１の光学系とフ
ァイバーの射出端、コリメータ・レンズ、プリズム、対
物レンズを含む第２の光学系が各々その配置に影響せず
独立して構成できる。
合レンズ、ファイバーの入射端までの第１の光学系とフ
ァイバーの射出端、コリメータ・レンズ、プリズム、対
物レンズを含む第２の光学系が各々その配置に影響せず
独立して構成できる。
（２）したがって同一の剛体上に配置する必要のある要
素数が少い。
素数が少い。
（３）また、同一の剛体上における光路長が短いため
に、光学系の安定度がよい。
に、光学系の安定度がよい。
（４）さらに、光学系が可とう性の光ファイバーで結ば
れているため、第１第２の光学系内における光軸合わせ
が各々独立である。
れているため、第１第２の光学系内における光軸合わせ
が各々独立である。
（５）複数の光束を１つの光学系に導く場合において、
ビーム・スプリッタを使用しないため光エネルギーの利
用効率が高い。
ビーム・スプリッタを使用しないため光エネルギーの利
用効率が高い。
（６）ビームの焦点面における各々の位置間隔が固定で
あって、変動する要素がない。
あって、変動する要素がない。
（７）光学系を小型化できる。
（８）振動等の冗乱に対して安定である。
さらに、振動体を用いた走査機構にすることによっ
て、往復運動に軸受等の摩耗部を必要とせず、走査機構
を小型化することができ、安定した作動が得られるとい
う利点が加わる。
て、往復運動に軸受等の摩耗部を必要とせず、走査機構
を小型化することができ、安定した作動が得られるとい
う利点が加わる。
第１図は本発明の実施例における装置の概念図であっ
て、光源であるレーザ装置１より発した光は複数のビー
ム・スプリッタ２およびプリズム３によって４分割され
た後、各々変調器４、結合レンズ５を介して光ファイバ
ーの入射端６に入射する。各光束は光ファイバーの射出
端７を発しコリメータ・レンズ９によって平行光束10と
なってプリズム11にて下方に折曲がり対物レンズ12によ
って被加工物である物体13の表面に各々集光する。対物
レンズ12はプリズム11とともに音叉16の先端である音叉
枝14上に固定されており矢印17で示す紙面と平行方向に
振動する結果、光束の焦点は物体13上を走査する。15は
音叉の他の先端であって矢印17に示すごとく音叉枝14と
対称の動きをする。物体13は走査機構である移動載物台
18上に有り、紙面に垂直方向に等速度で移動する結果、
物体13上にはラスター式の走査が行われる。光束の物体
13上に集光する様子は、ファイバーの射出端７のコリメ
ータ・レンズ９と対物レンズ12による結像である。像倍
率はコリメータ・レンズ９と対物レンズ12の焦点距離の
比である。ファイバーの射出端は支持治具８中に等間隔
で一列に配列されたまま固定されている。第１図におい
ては配列は紙面に垂直である。
て、光源であるレーザ装置１より発した光は複数のビー
ム・スプリッタ２およびプリズム３によって４分割され
た後、各々変調器４、結合レンズ５を介して光ファイバ
ーの入射端６に入射する。各光束は光ファイバーの射出
端７を発しコリメータ・レンズ９によって平行光束10と
なってプリズム11にて下方に折曲がり対物レンズ12によ
って被加工物である物体13の表面に各々集光する。対物
レンズ12はプリズム11とともに音叉16の先端である音叉
枝14上に固定されており矢印17で示す紙面と平行方向に
振動する結果、光束の焦点は物体13上を走査する。15は
音叉の他の先端であって矢印17に示すごとく音叉枝14と
対称の動きをする。物体13は走査機構である移動載物台
18上に有り、紙面に垂直方向に等速度で移動する結果、
物体13上にはラスター式の走査が行われる。光束の物体
13上に集光する様子は、ファイバーの射出端７のコリメ
ータ・レンズ９と対物レンズ12による結像である。像倍
率はコリメータ・レンズ９と対物レンズ12の焦点距離の
比である。ファイバーの射出端は支持治具８中に等間隔
で一列に配列されたまま固定されている。第１図におい
ては配列は紙面に垂直である。
第２図は第１図におけるファイバーの射出端７の配列
をコリメータ・レンズ９側から見た図であって、ファイ
バーの中心間の間隔は120μｍ程度、ファイバーのコア
ー径を３μｍとし、像倍率を５倍とする物体上では24μ
ｍ間隔で0.6μｍ径のスポットが４個並ぶ。19、20、2
1、22はファイバーのクラッド、23、24、25、26はコア
ーである。
をコリメータ・レンズ９側から見た図であって、ファイ
バーの中心間の間隔は120μｍ程度、ファイバーのコア
ー径を３μｍとし、像倍率を５倍とする物体上では24μ
ｍ間隔で0.6μｍ径のスポットが４個並ぶ。19、20、2
1、22はファイバーのクラッド、23、24、25、26はコア
ーである。
第３図は物体上のラスター軌跡を示したものである。
４本のラスター27、28、29、30は音叉の半周期の振動に
よって描かれる走査線であって、それぞれ第２図に示す
光ファイバーのコアー23、24、25、26の像の軌跡であ
る。移動載物台18と音叉の振動により４本組ずつのラス
ターが35、36の様に順次描かれる。31、32、33、34は2
7、28、29、30の次にコアー23〜26の像が描くラスター
軌跡である。各光束の光量は描画する図形の形状とラス
ターの位置座標にもとづいて第１図における変調器４に
よって制御される。
４本のラスター27、28、29、30は音叉の半周期の振動に
よって描かれる走査線であって、それぞれ第２図に示す
光ファイバーのコアー23、24、25、26の像の軌跡であ
る。移動載物台18と音叉の振動により４本組ずつのラス
ターが35、36の様に順次描かれる。31、32、33、34は2
7、28、29、30の次にコアー23〜26の像が描くラスター
軌跡である。各光束の光量は描画する図形の形状とラス
ターの位置座標にもとづいて第１図における変調器４に
よって制御される。
第４図は音叉の先端振幅を時間の関数として図示した
ものである。音叉の振幅は純粋な正弦波関数とみてよ
く、走査には直線性の良い角度範囲を使用する。37は振
幅時間線図、38は走査に用いる範囲を示したものであ
る。
ものである。音叉の振幅は純粋な正弦波関数とみてよ
く、走査には直線性の良い角度範囲を使用する。37は振
幅時間線図、38は走査に用いる範囲を示したものであ
る。
第５図は音叉式走査機構を有する本発明の実施例にお
ける要部斜視図であって、自動焦点機能と音叉の軌跡補
正機構、光学系の経時変化に伴う光量変化の自動補正機
能などを具備し、半導体のウエーハ上に潜像を生成する
ための描画装置を示すものである。第５図において露光
用光源である第１のレーザ装置100の出力101である露光
光はビーム・スプリッタ102によって８等分割され変調
器103によって透過光量を制御されたのち結合レンズ104
を介して各々光ファイバー束の光ファイバー入射端106
の端子105に入射する。光ファイバー束の光ファイバー
射出端107は支持治具108によって直線上に等間隔で配列
されている。光ファイバー射出端107より発する光はコ
リメータ・レンズ1081によって平行光線となってビーム
・スプリッタ109、Ｙ位置補正鏡110、折曲げ鏡111、走
査機構を構成する音叉の音叉枝114に固定されたプリズ
ム112を介して音叉枝114上の対物レンズ113に入射しウ
エーハである物体115上に結像する。第１のレーザ装置1
00、ビーム・スプリッタ102、変調器103、結合レンズ10
4、光ファイバー束の端子105は第１の匡体上（図示せ
ず）に剛体支持されている。光ファイバーの射出端10
7、焦点検出器120、コリメータ・レンズ駆動装置122、
ビーム・スプリッタ109、光検出器123、ガルバー124、
折曲げ鏡111よりなる光学系は第２の匡体上（図示せ
ず）に剛体支持されている。第１及び第２の匡体は一体
となっていても機能は変わらない。
ける要部斜視図であって、自動焦点機能と音叉の軌跡補
正機構、光学系の経時変化に伴う光量変化の自動補正機
能などを具備し、半導体のウエーハ上に潜像を生成する
ための描画装置を示すものである。第５図において露光
用光源である第１のレーザ装置100の出力101である露光
光はビーム・スプリッタ102によって８等分割され変調
器103によって透過光量を制御されたのち結合レンズ104
を介して各々光ファイバー束の光ファイバー入射端106
の端子105に入射する。光ファイバー束の光ファイバー
射出端107は支持治具108によって直線上に等間隔で配列
されている。光ファイバー射出端107より発する光はコ
リメータ・レンズ1081によって平行光線となってビーム
・スプリッタ109、Ｙ位置補正鏡110、折曲げ鏡111、走
査機構を構成する音叉の音叉枝114に固定されたプリズ
ム112を介して音叉枝114上の対物レンズ113に入射しウ
エーハである物体115上に結像する。第１のレーザ装置1
00、ビーム・スプリッタ102、変調器103、結合レンズ10
4、光ファイバー束の端子105は第１の匡体上（図示せ
ず）に剛体支持されている。光ファイバーの射出端10
7、焦点検出器120、コリメータ・レンズ駆動装置122、
ビーム・スプリッタ109、光検出器123、ガルバー124、
折曲げ鏡111よりなる光学系は第２の匡体上（図示せ
ず）に剛体支持されている。第１及び第２の匡体は一体
となっていても機能は変わらない。
焦点位置及びウエーハの位置検出は露光用と異なった
波長を有する第２のレーザ装置116の光によって行われ
る。第２のレーザ装置116の出力である検出光はビーム
・スプリッタ117、第２の結合レンズ118を介して、光フ
ァイバーの端子119に入射し、射出端107以後は露光用レ
ーザ光と同一の経路によって物体115上に焦点を結ぶ。
物体115より反射した検出光は、往路と逆に対物レンズ1
13、プリズム112、折曲げ鏡111、Ｙ位置補正鏡110を通
り、一部がビーム・スプリッタ109により反射されて焦
点位置検出器120に入射する。またビーム・スプリッタ1
09を透過したウエーハ115からの反射光は光ファイバー
射出端107より逆入射し、光ファイバーの端子119より射
出し、結合レンズ118、ビーム・スプリッタ117を経て位
置検出器121に導かれる。122はコリメータ・レンズ駆動
装置であって、焦点検出器120よりの信号にもとづき、
コリメータ・レンズ1081の位置を制御する。第２のレー
ザ装置116、ビーム・スプリッタ117、結合レンズ118、
光ファイバーの端子119、位置検出装置121は第３の匡体
上（図示せず）に剛体支持されている。第３の匡体は第
１または第２の匡体と共通であってもその機能は変わら
ない。
波長を有する第２のレーザ装置116の光によって行われ
る。第２のレーザ装置116の出力である検出光はビーム
・スプリッタ117、第２の結合レンズ118を介して、光フ
ァイバーの端子119に入射し、射出端107以後は露光用レ
ーザ光と同一の経路によって物体115上に焦点を結ぶ。
物体115より反射した検出光は、往路と逆に対物レンズ1
13、プリズム112、折曲げ鏡111、Ｙ位置補正鏡110を通
り、一部がビーム・スプリッタ109により反射されて焦
点位置検出器120に入射する。またビーム・スプリッタ1
09を透過したウエーハ115からの反射光は光ファイバー
射出端107より逆入射し、光ファイバーの端子119より射
出し、結合レンズ118、ビーム・スプリッタ117を経て位
置検出器121に導かれる。122はコリメータ・レンズ駆動
装置であって、焦点検出器120よりの信号にもとづき、
コリメータ・レンズ1081の位置を制御する。第２のレー
ザ装置116、ビーム・スプリッタ117、結合レンズ118、
光ファイバーの端子119、位置検出装置121は第３の匡体
上（図示せず）に剛体支持されている。第３の匡体は第
１または第２の匡体と共通であってもその機能は変わら
ない。
露光光は光ファイバー射出端107より発してビーム・
スプリッタ109によって一部が反射し、光検出器123に導
かれ、各光束毎に光量は測定され変調器103によって光
量を一定に保つように制御される。
スプリッタ109によって一部が反射し、光検出器123に導
かれ、各光束毎に光量は測定され変調器103によって光
量を一定に保つように制御される。
便宜上音叉枝114の軌跡における振動変位の中点での
接線方向をＸ軸、Ｘ軸と直行し音叉中心線方向をＹ軸と
定義する。124はガルバーであって、先端に付したＹ位
置補正鏡110の角度を変えることによって、物体115上の
像位置をＹ軸方向に変位させる作用を有し、載物台125
のＹ軸方向の位置誤差の精密補正、音叉枝114の軌跡に
於ける直線性補正、載物台125のＹ軸と音叉枝114の軌跡
との直交性の補正を行う。126は他方の音叉枝であっ
て、コイル127によって励振される。128はXYθステージ
の移動載物台であって描画露光時にウエーハ115をＹ軸
方向に等速で移動する等の機能を有する。129は定盤、1
30は位置合わせ及び観察用の顕微鏡、131と132、133は
それぞれ第１のレーザ測長器と後方反射プリズムおよび
平面鏡であって光路138、139によって音叉枝114と載物
台125のＸ軸上の瞬時位置偏差を測定する手段である。1
35、136、137はそれぞれ第２のレーザ測長器、プリズ
ム、平面鏡であって光路140によって載物台125のＹ軸座
標を測定するものである。第２の匡体と音叉の基部13
4、レーザ測長器131は定盤129に固定される。
接線方向をＸ軸、Ｘ軸と直行し音叉中心線方向をＹ軸と
定義する。124はガルバーであって、先端に付したＹ位
置補正鏡110の角度を変えることによって、物体115上の
像位置をＹ軸方向に変位させる作用を有し、載物台125
のＹ軸方向の位置誤差の精密補正、音叉枝114の軌跡に
於ける直線性補正、載物台125のＹ軸と音叉枝114の軌跡
との直交性の補正を行う。126は他方の音叉枝であっ
て、コイル127によって励振される。128はXYθステージ
の移動載物台であって描画露光時にウエーハ115をＹ軸
方向に等速で移動する等の機能を有する。129は定盤、1
30は位置合わせ及び観察用の顕微鏡、131と132、133は
それぞれ第１のレーザ測長器と後方反射プリズムおよび
平面鏡であって光路138、139によって音叉枝114と載物
台125のＸ軸上の瞬時位置偏差を測定する手段である。1
35、136、137はそれぞれ第２のレーザ測長器、プリズ
ム、平面鏡であって光路140によって載物台125のＹ軸座
標を測定するものである。第２の匡体と音叉の基部13
4、レーザ測長器131は定盤129に固定される。
露光用レーザ装置は１台であっても、複数台であって
も良い。複数台の場合各レーザ装置から光ファイバー入
射端迄の光路を各単独の匡体に分割配置することが可能
である。またレーザ装置は半導体レーザ等電源変調が可
能なものである場合には、変調器は不要である。半導体
レーザと高調波発生素子とを露光光源装置として用いる
場合も同様である。
も良い。複数台の場合各レーザ装置から光ファイバー入
射端迄の光路を各単独の匡体に分割配置することが可能
である。またレーザ装置は半導体レーザ等電源変調が可
能なものである場合には、変調器は不要である。半導体
レーザと高調波発生素子とを露光光源装置として用いる
場合も同様である。
第６図は第５図記載の本発明実施例の制御回路のブロ
ック図である。描画時の制御を説明すると、音叉制御回
路142はレーザ測長器145の信号にもとづいて音叉の駆動
電力を変えることにより音叉振幅を一定に保つ働きをす
る。141は規準信号発信器、143は音叉駆動回路、144は
音叉駆動コイルである。ステージ制御回路146は音叉制
御回路142の発する信号に同期してステージを一定速度
でＹ軸方向に移動させる機能を有する。147はステージ
駆動回路、148はステージである。ガルバー制御回路149
は音叉制御回路142の発する音叉の振動の位相角データ
とレーザ測長器145よりのステージＹ座標データによっ
て、ウエーハ上の焦点位置をＹ軸方向に変化させ、ステ
ージのＹ軸座標の送り量誤差と位相角から予想される音
叉先端軌跡の直線からの誤差を補正する。150はガルバ
ー駆動回路、151はガルバーである。描画制御回路152は
レーザ測長器145より走査位置座標を入力し、該座標デ
ータにもとづき記憶回路157より描画データを読出してR
F発生回路153に送り各座標点における露光の有無を制御
する。RF発生回路153は光検出器158によって露光光量を
測定し、RF出力の振幅を制御して変調器の透過光量を変
えて露光光量を一定値に保つ。154はRF増幅器、155は音
響光学素子を用いた変調器である。焦点制御回路160は
焦点検出器159の信号にもとづいてコリメータ・レンズ
駆動装置162を動かし、露光光の焦点をウエーハ表面に
保持する。161はコリメータ・レンズ駆動回路である。
位置検出器156は音叉の振動によるＸ軸走査、ステージ
によるＹ軸走査によってウエーハ上の位置合わせマーク
を検出するためのもので、該検出信号にもとづき描画制
御回路152は描画の規準点を設定する。CPU163は音叉制
御回路142、ステージ制御回路146、ガルバー制御回路14
9、描画制御回路152、焦点制御回路160を司る他、記憶
回路157とデータの授受を行い描画図形の更新と変更等
を行う。CPUは描画データの発生、外部とのデータおよ
び信号の授受をも行う。164はCPUのターミナルであって
走査員が用いる。
ック図である。描画時の制御を説明すると、音叉制御回
路142はレーザ測長器145の信号にもとづいて音叉の駆動
電力を変えることにより音叉振幅を一定に保つ働きをす
る。141は規準信号発信器、143は音叉駆動回路、144は
音叉駆動コイルである。ステージ制御回路146は音叉制
御回路142の発する信号に同期してステージを一定速度
でＹ軸方向に移動させる機能を有する。147はステージ
駆動回路、148はステージである。ガルバー制御回路149
は音叉制御回路142の発する音叉の振動の位相角データ
とレーザ測長器145よりのステージＹ座標データによっ
て、ウエーハ上の焦点位置をＹ軸方向に変化させ、ステ
ージのＹ軸座標の送り量誤差と位相角から予想される音
叉先端軌跡の直線からの誤差を補正する。150はガルバ
ー駆動回路、151はガルバーである。描画制御回路152は
レーザ測長器145より走査位置座標を入力し、該座標デ
ータにもとづき記憶回路157より描画データを読出してR
F発生回路153に送り各座標点における露光の有無を制御
する。RF発生回路153は光検出器158によって露光光量を
測定し、RF出力の振幅を制御して変調器の透過光量を変
えて露光光量を一定値に保つ。154はRF増幅器、155は音
響光学素子を用いた変調器である。焦点制御回路160は
焦点検出器159の信号にもとづいてコリメータ・レンズ
駆動装置162を動かし、露光光の焦点をウエーハ表面に
保持する。161はコリメータ・レンズ駆動回路である。
位置検出器156は音叉の振動によるＸ軸走査、ステージ
によるＹ軸走査によってウエーハ上の位置合わせマーク
を検出するためのもので、該検出信号にもとづき描画制
御回路152は描画の規準点を設定する。CPU163は音叉制
御回路142、ステージ制御回路146、ガルバー制御回路14
9、描画制御回路152、焦点制御回路160を司る他、記憶
回路157とデータの授受を行い描画図形の更新と変更等
を行う。CPUは描画データの発生、外部とのデータおよ
び信号の授受をも行う。164はCPUのターミナルであって
走査員が用いる。
本発明によれば、構造簡単で光軸の調整が容易であ
り、かつ小型の描画装置が実現できる。
り、かつ小型の描画装置が実現できる。
第１図〜第６図は本発明の実施例に係わる図であり、第
１図は多光束による描画装置の実施例を示す概念図、第
２図は光ファイバーの射出端を示す正面図、第３図は被
加工物体上の焦点のラスター軌跡を示す説明図、第４図
は音叉の振幅−時間線図、第５図は音叉式走査機構を用
いて半導体ウエーハ上に潜像を生成する描画装置の要部
斜視図、第６図は第５図記載の本発明実施例の制御回路
ブロック図であり、第７図、第８図は従来技術に係わる
図で、第７図は光束合成技術を示す概念図、第８図はビ
ーム・スプリッタを用いる従来の光束合成技術を示す概
念図である。 １、100、116……レーザ装置、２、102、117……ビーム
・スプリッタ、４、103……変調器、５、104……結合レ
ンズ、６、106……光ファイバー入射端、７、107……光
ファイバー射出端、12、113……対物レンズ、13、115…
…物体、14、114……音叉枝、18、128……移動載物台。
１図は多光束による描画装置の実施例を示す概念図、第
２図は光ファイバーの射出端を示す正面図、第３図は被
加工物体上の焦点のラスター軌跡を示す説明図、第４図
は音叉の振幅−時間線図、第５図は音叉式走査機構を用
いて半導体ウエーハ上に潜像を生成する描画装置の要部
斜視図、第６図は第５図記載の本発明実施例の制御回路
ブロック図であり、第７図、第８図は従来技術に係わる
図で、第７図は光束合成技術を示す概念図、第８図はビ
ーム・スプリッタを用いる従来の光束合成技術を示す概
念図である。 １、100、116……レーザ装置、２、102、117……ビーム
・スプリッタ、４、103……変調器、５、104……結合レ
ンズ、６、106……光ファイバー入射端、７、107……光
ファイバー射出端、12、113……対物レンズ、13、115…
…物体、14、114……音叉枝、18、128……移動載物台。
Claims (2)
- 【請求項１】単数または複数個の光源と該光源の光を複
数の光束に分割するためのビーム・スプリッタと前記複
数の光束を各光束毎に変調光を独立して伝送するための
複数の結合レンズ及び光ファイバーとよりなる第１の光
学系並びに前記光ファイバーの複数の射出端を配列し該
光ファイバー配列を物体上に結像するための対物レンズ
と前記物体上で像の位置を移動するための走査機構とよ
りなる第２の光学系を有する描画装置において、前記走
査機構は固定された前記光ファイバー配列と走査方向に
固定された前記物体とに対し、音叉等の振動体上に設置
された対物レンズが該振動体の振動によってその像面と
平行に変位することによって、前記光ファイバー配列の
前記物体上の像位置を変位させることを特徴とする描画
装置。 - 【請求項２】前記光源の他に少なくとも１つの前記光源
と異なった波長の光源を有し、該光源により物体上の焦
点位置検出及び描画の位置合わせを行うことを特徴とす
る請求項１記載の描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286783A JP2755400B2 (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | 描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286783A JP2755400B2 (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | 描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02134259A JPH02134259A (ja) | 1990-05-23 |
| JP2755400B2 true JP2755400B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=17708992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63286783A Expired - Lifetime JP2755400B2 (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | 描画装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2755400B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05177369A (ja) * | 1992-01-06 | 1993-07-20 | Kawasaki Steel Corp | 圧延用金属ロール表面への模様付与方法 |
| JP4590782B2 (ja) * | 2001-06-01 | 2010-12-01 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP4828735B2 (ja) * | 2001-07-27 | 2011-11-30 | 株式会社リコー | マルチビーム生成装置および光走査型画像表示装置 |
| KR100817825B1 (ko) * | 2007-05-02 | 2008-03-31 | 주식회사 이오테크닉스 | 레이저 가공장치 |
| KR100864863B1 (ko) | 2007-05-09 | 2008-10-23 | 주식회사 이오테크닉스 | 멀티 레이저 시스템 |
| JP2010151878A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 光ビーム分岐装置および露光装置 |
| US8854406B1 (en) * | 2013-04-01 | 2014-10-07 | Telesis Technologies, Inc. | Collective marking of a surface by steering multiple laser beams generated by a laser controller |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60203071A (ja) * | 1984-08-31 | 1985-10-14 | Canon Inc | 記録装置 |
| JPH0347574Y2 (ja) * | 1984-11-05 | 1991-10-09 | ||
| JPH01301255A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-05 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 描画露光装置の露光ヘッド |
| JPH07111508B2 (ja) * | 1988-06-20 | 1995-11-29 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 画像走査記録装置のレーザ露光方法 |
-
1988
- 1988-11-15 JP JP63286783A patent/JP2755400B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02134259A (ja) | 1990-05-23 |
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