JP4427779B2

JP4427779B2 - ビームスポットのサイズを測定可能なパターン描画装置

Info

Publication number: JP4427779B2
Application number: JP2003171648A
Authority: JP
Inventors: 隆志奥山; 俊徳猪俣
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2023-06-17
Also published as: JP2005011861A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原版となるフォトマスク（レクチル）やプリント基板などの被描画体に対して、回路パターンなどのパターンを形成するパターン描画装置に関し、特に、結像面となる露光面上におけるビームのピント合わせに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンウェハ、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＷＢ（Printed Wiring Board）などフォトマスクの表面にフォトリソグラフィによって回路パターンを形成する描画装置が知られており、あらかじめ作成されたパターンデータに基づき、電子ビームやレーザビームによって露光面が走査される。フォトマスクの表面には感光材料が付着されており、感光剤が光に反応することで回路パターンが形成される。また、フォトマスクを介さずにプリント基板などの被描画体へ直接回路パターンを形成する描画装置（露光装置）も知られている。
【０００３】
レーザ描画装置ではマイクロオーダのレベルで回路パターンを形成することから、被描画体表面上にレーザビームを正確に結像させなければならない。ピントの合ったレーザビームが照射されているか検査するためには露光面上のビームスポットのサイズを測定すればよく、例えば、テーブルの位置ずれ測定用専用カメラを備えたパターン描画装置を使用すれば、レーザビームをカメラに向けて照射させることによってビームサイズを測定することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２２７９８８号公報（図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
測定用専用カメラを設置する場合、露光面上に生じるビームスポットを測定できるようにテーブル駆動機構等を構成しなければならず、描画装置の構造が複雑化するとともに、正確なカメラの位置決めが要求される。
【０００６】
そこで本発明では、簡易な構成でビームサイズを正確かつ効率よく測定することができるパターン描画装置およびサイズ測定方法を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系とを備えた装置であり、例えば、露光用光学系のポリゴンミラー、ｆ−θによって偏向されるレーザビームをＡＯＭなどの光変調素子で変調させ、使用する。そして、スポットサイズを測定するため、計測部材が被描画体の代わりに描画用テーブルに設置されるか、あるいは描画テーブルそのものが計測部材として設置される。計測部材は、結像面である表面上に、主走査方向および副走査方向いずれかに沿って配置されたラインセンサを有する。
【０００８】
計測部材の表面上に照射するドットサイズのビームスポットは、ラインセンサ内に収まらないサイズであり、本発明では、スポットをラインセンサに対して相対移動させながらスポットサイズ（ビームサイズ）を測定する。すなわちパターン描画装置は、測定用ビーム照射手段とサイズ測定手段とを備え、測定用ビーム照射手段は、ラインセンサと垂直な相対移動方向に沿ってラインセンサ上を通過させる。そして、サイズ測定手段は、ビーム照射によりラインセンサから読み出される画素信号に基づき、ビームスポットの主走査方向および副走査方向のうち少なくともいずれか一つの方向に沿ったスポットサイズを測定する。測定されたスポットサイズに基づき、結像した（ピントの合った）ビームが計測部材の表面上に照射しているか確認される。
【０００９】
プリント基板等の被描画体の代わりに計測部材をテーブルに設置する、あるいは計測機能を備えたテーブルを設置するだけでスポットのサイズを測定することができ、描画装置の構造を複雑にすることなくスポットサイズを正確に測定することができる。また、測定するためのタクトが短縮される。
【００１０】
例えば、サイズ測定手段は、所定時間間隔毎にラインセンサ内の複数の画素から画素信号を読み出して光量を検出し、複数の画素の中で得られた光量分布において、設定した閾値より高い光量の区間の中で最大の区間を検出することにより、ラインセンサと平行な交差方向に沿ったスポットの長さを測定する。あるいは、測定手段が、所定時間間隔毎にラインセンサ内の所定の画素から画素信号を読み出して光量を検出し、得られた光量分布において、設定した閾値より高い光量の区間の中で最大の区間の時間間隔を検出することにより、相対移動方向に沿ったスポットの長さを測定する。
【００１１】
ラインセンサが主走査方向に平行である場合、測定用ビーム照射手段は、描画用テーブルを副走査方向に沿って一定速度で移動させるのがよい。一方、ラインセンサが副走査方向に平行である場合、測定用ビーム照射手段は、ビームの照射開始位置をドットピッチ分だけ主走査方向に沿って段階的にずらしていくのがよい。
【００１２】
本発明のスポットサイズ測定方法は、結像面である表面上に主走査方向および副走査方向いずれかに沿って配置されたラインセンサを有する計測部材を、パターンが形成される被描画体の代わりに描画用テーブルに設置し、パターン形成のため光源から放射されて露光用光学系によって計測部材に導かれるビームにより計測部材の表面に生じるとともにラインセンサ内に収まらないドットサイズを有するビームスポットを、ラインセンサと垂直な相対移動方向に沿ってラインセンサ上を通過させ、ビーム照射によりラインセンサから読み出される画素信号に基づき、ビームスポットの主走査方向および副走査方向のうち少なくともいずれか一つの方向に沿ったスポットサイズを測定することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を用いて本発明の実施形態であるパターン描画装置について説明する。
【００１４】
図１は、第１の実施形態であるパターン描画装置の概略的斜視図である。本実施形態のパターン描画装置は、レーザビームによってプリント基板上に直接回路パターンを形成する。
【００１５】
レーザ描画装置は、基台１０、レーザ発振器２４、固定テーブル２８とを備える。基台１０上には描画テーブル１８が配置されており、固定テーブル２８には、レーザ発振器２４からのレーザビームを描画テーブル１８へ導く描画用（露光用）光学系が設置されている。固定テーブル２８は、支持部材（図示せず）を介して基台１０に取り付けられており、アルゴンレーザを備えたレーザ発振器２４は固定テーブル２８の傍に設置されている。
【００１６】
基台１０の上面には一対の平行なレール１２が設置されており、Ｘテーブル１４がレール１２上に搭載されている。Ｘテーブル１４は、サーボモータなどの駆動機構（ここでは図示せず）により、レール１２の方向に沿って移動可能である。Ｘテーブル１４上には回転テーブル１６が搭載されており、描画テーブル１８は微調整駆動機構２０を介して回転テーブル１６上に搭載されている。微調整駆動機構２０を調整することにより、描画テーブル１８はＸテーブル１４の移動方向に対して所定の角度まで回転可能である。Ｘテーブル１４が移動することにより、描画テーブル１８は回転テーブル１６とともに一対のレール１２の方向に沿って移動する。
【００１７】
描画テーブル１８上には、フォトレジスト層を形成したプリント基板２２が必要に応じて設置され、クランプ部材（図示せず）によって描画テーブル１８上に保持される。なお、以下では、Ｘテーブル１４の移動方向と垂直な主走査方向をＹ方向、Ｘテーブル１４の移動方向と平行な副走査方向をＸ方向と規定する。
【００１８】
レーザ発振器２４から発振されたレーザビームＬＢは、ビームベンダ２６によって上方へ偏向させられる。そして、偏向されたレーザビームＬＢは、ビームベンダ３０を介してビームスプリッタ３２へ導かれる。ビームスプリッタ３２は、レーザビームＬＢを２つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２に分割する光学素子であり、レーザビームＬＢ１は、ビームベンダ３４、３６によってビームセパレータ３８へ導かれる一方、レーザビームＬＢ２は、ビームベンダ４０、４２、４４によってビームセパレータ４６へ導かれる。
【００１９】
ビームセパレータ３８は、レーザビームＬＢ１を８本の平行なレーザビームに分割する光学素子であり、分割されたレーザビームは、ビームベンダ４８、５０によって光変調ユニット５２へ導かれる。同様に、ビームセパレータ４６はレーザビームＬＢ２を８本の平行ビームに分割し、分割されたレーザビームは、ビームベンダ５４、５６によって光変調ユニット５８へ導かれる。
【００２０】
光変調ユニット５２、５８には、それぞれ８つの音響光学変調器（ＡＯＭ、ここでは図示せず）が設けられており、各音響光学変調器には８本のレーザビームのうち対応するビームが割り当てられる。光変調ユニット５２を経由した８本のレーザビームは光合成器６０に入射するとともに、光変調ユニット５８を経由した８本のレーザビームもビームベンダ６２によって光合成器６０へ導かれる。光合成器６０は偏向ビームスプリッタとして構成されており、光変調ユニット５２、５８を経由したそれぞれ８本のレーザビームは、１６本のレーザビームに纏められる。１６本のレーザビームは、ビームベンダ６４、６６、６８によってポリゴンミラー７０へ導かれる。
【００２１】
１６本のレーザビームは、多面体鏡を形成するとともに一定速度で軸回転するポリゴンミラー７０の反射面によって順次偏向され、ｆ−θレンズ７２へ導かれる。このとき、ポリゴンミラー７０は、１６本のレーザビームを主走査方向（Ｙ方向）に沿うように偏向する。走査速度を一定にするｆ−θレンズ７２を経由した１６本のレーザビームは、ターニングミラー７４、コンデンサレンズ７６を介して描画テーブル１８へ導かれる。その結果、１６本のレーザビームがプリント基板上を照射する。なお、固定テーブル２８に設置されている露光用光学系は、１６本のレーザビームがプリント基板２２の露光面２２Ｓで結像するように形成、設置されており、露光面２２Ｓが結像面に相当する。
【００２２】
光変調ユニット５２、５８内の各音響光学変調器は、所定のラスタデータに従ってＯＮ／ＯＦＦ状態に切り替えられる。その結果、ポリゴンミラー７０に従って１６本のレーザビームが主走査方向（Ｙ方向）に沿って走査する間に各音響光学変調器が所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ切換される。これにより、プリント基板２２上に所定の回路パターンが主走査方向（Ｙ方向）に沿って形成される。
【００２３】
Ｘテーブル１４は一定速度で副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動可能であり、１６本のレーザビームは、Ｘテーブル１４の移動に合わせて主走査方向（Ｙ方向）を順次走査する。このような露光動作を繰り返すことにより、回路パターンがプリント基板２２全体に形成される。
【００２４】
図２は、ビームスポットのサイズ測定用の計測板を示した図である。
【００２５】
計測板２１は、プリント基板２２と同等のサイズを有するプレート状のセンサであり、それぞれラインセンサ２３Ａ、２３Ｂから構成される複数のラインセンサ一式２３が計測板２１の表面２１Ｓに設置されている。ラインセンサ２３Ａ，２３Ｂは、それぞれ１次元ＣＣＤ（あるいはＭＯＳ）ラインセンサとして構成されており、副走査方向（Ｘ方向）に沿って平行なラインセンサ２３Ａ（以下では、第１ラインセンサという）と、主走査方向（Ｙ方向）に沿って平行なラインセンサ２３Ｂ（以下では、第２ラインセンサという）は、互いに直交するように配置されている。ここでは、ラインセンサ一式は、主走査方向（Ｙ方向）に沿ってｍ個、副走査方向（Ｘ方向）に沿ってｎ個配置されている。
【００２６】
後述するビームスポットのサイズ測定を行う場合、プリント基板２２の代わりに計測板２１が描画テーブル１８上に設置され、ポリゴンミラー７０の回転を停止させた状態でレーザビームを計測板２１上の所定位置に照射させる。ラインセンサ２３一式各々は、第１のラインセンサ２３Ａ，第２のラインセンサ２３Ｂの受光面が計測板２１の表面２１Ｓと一致するように、計測板２１の表面２１Ｓに埋設されている。計測板２１内部には、ラインセンサ一式２３それぞれから読み出される画素信号を外部へ出力するための回路（図示せず）が設けられており、接続ケーブル（図示せず）を介して画素信号が出力される。
【００２７】
図３は、パターン描画装置の概略的なブロック図である。
【００２８】
本体制御部８０はレーザ描画装置全体を制御する装置であり、基台１０の傍に設置されている。基台１０内には描画制御部８３が設けられており、ＡＯＭ制御部８５、ポリゴンミラー駆動部８７、テーブル駆動機構８９へ制御信号を送る。ポリゴンミラー駆動部８７はポリゴンミラー７０を一定速度で回転させ、テーブル駆動機構８９はＸテーブル１４を一定速度で副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動させる。ポリゴンミラー７０が一回転するごとに回転基準となる位置に応じた回転基準信号がポリゴンミラー駆動部８７において検出され、本体制御部８０へ送られる。本体制御部８０では、送られてきた信号に基づいてタイミング信号が生成される。そして、Ｘテーブル１４の移動とポリゴンミラー７０の回転とを同期させるように、タイミング信号に従って制御信号がテーブル駆動機構８９へ送られる。
【００２９】
回路パターンに応じたラスタデータが本体制御部８０から描画制御部８３へ送られると、描画制御部８３は、送られてきたラスタデータに基づき、タイミング信号に同期させながらＡＯＭ制御部８５へ制御信号を送る。上述したように、光変調ユニット５２、５８にはそれぞれ音響光学変調器５２Ａ〜５２Ｈ、５８Ａ〜５８Ｈが設けられており、それぞれ独立してＯＮ／ＯＦＦ制御される。ＡＯＭ駆動部８５は、制御信号に基づいて音響光学変調器５２Ａ〜５２Ｈ、５８Ａ〜５８Ｈ各々に対して駆動信号を送信する。
【００３０】
レーザビームのサイズを測定するために計測板２１が設置されると、所定のラインセンサ一式２３に向けてレーザビームが照射され、画素信号が画素信号処理部８４へ送られる。画素信号処理部８４では、送られてくる画素信号に基づいてレーザビームのスポットサイズが測定され、測定されたデータが本体制御部８０へ送られる。そして、本体制御部８０では測定されたビームのスポットサイズがモニタ８８に表示され、オペレータは、表示されたスポットサイズが適正か否か判断し、サイズが適正でない場合、すなわち、ピントの合ったレーザビームが露光面上に照射されていない場合、オペレータによって露光用光学系が調整される。
【００３１】
図４は、ビームスポットの副走査方向に沿った移動を時系列的に示した図であり、図５は、ビームスポットＳＢを示した図である。また、図６は、主走査方向に沿って並ぶ複数の画素から得られる光量分布を時系列的に示した図であり、図７は、所定の画素から得られる副走査方向（Ｘ方向）に沿った光量変化を時系列的に示した図である。図４〜図７を用いて、本実施形態におけるスポットサイズの測定について説明する。
【００３２】
第１の実施形態では、第２ラインセンサ２３Ｂを利用してビームのスポットサイズが測定される。計測板２１が描画テーブル１８に設置されると、計測板２１上にある１つの第２ラインセンサ２３Ｂ（ここでは左上隅のラインセンサ）の傍に向けて１本のビームが照射される。このとき計測板２１の表面２１Ｓに生じるビームスポットＳＢは、プリント基板２２上に形成される回路パターンの１ドットに対応し、第１ラインセンサ２３Ａあるいは第２ラインセンサ２３Ｂ内に完全には収まらないサイズを有する。そして、レーザビームを連続的に照射させるとともにポリゴンミラー７０の回転を停止させた状態で、または、ポリゴンミラー７０を回転させ、通常の描画状態で、ラインセンサがある位置に１ドット（あるいは数ドット）のパターンを描画させ、Ｘテーブル１４が固定テーブル２８、すなわち露光用光学系に対し一定速度で相対移動させられる。その結果、図４に示すように、ビームスポットＳＢは副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動し、第２ラインセンサ２３Ｂ上を交差するように通過していく。図４では、第２ラインセンサ２３Ｂの一方の側にビームスポットＳＢが生じている状態から、第２ラインセンサ２３Ｂを超えて反対側までビームスポットＳＢが移動した状態までの６つの照射状態（１）〜（６）が示されている。
【００３３】
図６では、図４に示した照射状態（１）〜（６）に対応した光量分布図がそれぞれ示されている。ラインセンサ２３Ｂには、複数の画素が主走査方向（Ｙ方向）に沿って配列されており、一定の時間間隔で複数の画素から画素信号が読み出され、画素信号処理部８４へ送られる。ラインセンサ２３Ｂの中でスポットＳＢ内に収まる画素によって光量が検出され、各画素の位置に応じて光量分布が図６に示すように時系列的に計測される。照射状態（１）〜（６）は、画素信号の読み出しタイミングに対応する。
【００３４】
照射状態（１）で明らかなように、ラインセンサ２３上にスポットＳＢが存在しない場合、ビーム照射に応じた画素信号は発生せず、ラインセンサ２３Ｂのすべての画素において光量が測定されない。そして、照射状態（２）、（３）のようにスポットＳＢがラインセンサ２３Ｂ上にある場合、スポットＳＢ内にある所定数の画素からビーム照射に応じた画素信号が出力される。
【００３５】
例えば照射状態（３）では、計測板２１の左端側から数えてｉ番目の画素ｙ_iからｍ番目の画素ｙ_mまでスポットＳＢ内に収まり、画素ｙ_iと画素ｙ_mとの間にある所定数の画素から光量が検出される。ここで、画素ｙ_iと画素ｙ_mとの間隔、すなわち光量が検出される画素範囲の中で、図において破線で示す設定閾値より高い光量の区間を計測幅“ＲＩ”として規定すると、照射状態（１）〜（６）の光量分布から明らかなように、計測幅ＲＩはスポットＳＢの移動に伴って時系列的に変化する。そして、計測幅ＲＩが最大になるとき、その幅ＲＩはスポットＳＢの幅Ｗ（図５参照）と一致する。ただし、スポットＳＢの幅Ｗは、主走査方向（Ｙ方向）に沿ったスポットＳＢの長さを表す。また、（１）〜（６）の画素毎の光量を積算し、そこから得られた光量分布において、設定した閾値より高い光量の区間を計測幅ＲＩ₀とし、スポットＳＢの幅Ｗとしても良い（図８参照）。
【００３６】
したがって、画素信号処理部８４では、所定時間間隔毎に読み出される画素信号から、スポットＳＢの移動に従って変化する計測幅ＲＩの中で、最大の計測幅ＲＩ、または、ＲＩ₀が検出される。第２ラインセンサ２３Ｂ上の各画素の距離間隔はあらかじめ規定されていることから、検出された画素間隔からスポットＳＢの幅Ｗが測定される。
【００３７】
一方、ビームスポットＳＢの副走査方向（Ｘ方向）に沿った長さ（高さ）Ｈは、以下のように測定される。
【００３８】
図７に示す光量分布は、スポットＳＢの移動に従って第２ラインセンサ２３Ｂ内の全ての画素によって検出される光量の合計を時系列的に表している。照射状態（１）では、スポットＳＢの枠外に第２ラインセンサ２３Ｂがあるため、光量は検出されない。計測板２１が副走査方向（Ｘ方向）に沿って相対移動していくと、スポットＳＢの一部がラインセンサにかかっていく。照射状態（２）では、スポットＳＢの一部がラインセンサにかかっているため、光量（以下では、“Ｑ１”で表す）が検出される。
【００３９】
さらに計測板２１が相対移動すると、スポットＳＢ内にかかる画素領域の面積が大きくなる。照射状態（３）では、スポットＳＢ内にかかる画素領域が最大となるため、最大となる光量（以下では、“Ｑ２”で表す）が検出される。照射状態（４）においてもスポットＳＢにかかる画素領域が最大となるため、最大光量Ｑ２が検出される。
【００４０】
一方、スポットＳＢがさらに移動した照射状態（５）では、ラインセンサに一部のスポットＳＢがかかることから、最大光量Ｑ２より少ない光量（ここでは、照射状態（１）と同じＱ１とする）が検出される。そして、照射状態（６）では光量は検出されない。
【００４１】
ここで、得られた光量分布において、設定した閾値より高い光量の区間Ｔ（図７参照）は、スポットＳＢの端部Ｓ１（図４参照）が第２ラインセンサ２３Ｂの一方の側Ｅ１に到達してからスポットＳＢの反対側の端部Ｓ２が第２ラインセンサ２３Ｂの反対側Ｅ２を超えるまでの時間に対応する。
【００４２】
計測板２１が一定速度Ｖで移動し、第２ラインセンサ２３Ｂの各画素の副走査方向（Ｘ方向）に沿った長さがＭである場合、スポットＳＢの高さＨは、速度Ｖ、長さＭ、最大光量計測期間Ｔとに基づき、以下に示す式によって算出される。
Ｈ＝Ｖ×Ｔ＋Ｍ・・・（１）
よって、画素信号処理部８４では、（１）式に基づいてビームスポットＳＢの副走査方向（Ｘ方向）に沿った幅Ｈが測定される。
【００４３】
以上のように本実施形態によれば、ビームスポットのサイズを測定するため、計測板２１が描画テーブル１８に設置され、所定の第２ラインセンサ２３Ｂに向けてビームが照射される。このとき、ビームスポットＳＢが第２ラインセンサ２３Ｂを通過していくように、Ｘテーブル１４が移動する。Ｘテーブル１４が移動している間、第２ラインセンサ２３Ｂ内の複数の画素から画素信号が所定時間間隔で読み出され、読み出した画素信号から得られる光量分布に基づいてビームスポットＳＢの幅Ｗ，Ｈが測定される。
【００４４】
プリント基板２２の代わりに計測板２１を描画テーブル１８に設置するだけでスポットサイズを測定できるので、描画装置の構成を複雑にすることなく、スポットサイズを正確に測定することができ、また、タクト時間が短縮される。
【００４５】
次に図９を用いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、主走査方向（Ｙ方向）に沿ってビームスポットを一定速度で相対移動させることによってスポットサイズを測定する。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。
【００４６】
図９は、ビームスポットの主走査方向に沿った移動を時系列的に示した図である。
【００４７】
第２の実施形態では、計測板２１の左端にあるラインセンサ一式２３の第１ラインセンサ２３Ａがサイズ測定のため使用され、第１ラインセンサ２３Ａを対象にしてビームスポットＳＢを徐々に主走査方向（Ｙ方向）に沿って相対移動させる。そして、第１の実施形態と同様、第１ラインセンサ２３Ｂに配列された複数の画素から所定の時間間隔で画素信号が読み出される。図９では、照射状態（Ａ）〜（Ｆ）が示されており、読み出し時間間隔に対応する。
【００４８】
ビームスポットＳＢを主走査方向（Ｙ方向）に沿って相対移動させるため、第１ラインセンサ２３Ａを通る１走査ラインの描画開始位置を１ドットピッチずつ段階的に移動させる。すなわち、ポリゴンミラー７０を回転させながら描画開始タイミングを１ドットピッチずつ段階的に遅らせる。画素信号の読み出し時間間隔は、スポットＳＢの１ドットピッチ分の移動時間に従う。
【００４９】
第１の実施形態同様、各画素位置に応じて光量分布が求められ、ラインセンサに対するスポットＳＢの位置における光量変化が時系列的に求められる。そして、光量が検出される画素範囲の中で、設定した閾値より高い光量の区間ＲＫの最大値、または、（Ａ）〜（Ｆ）の画素毎の光量を積算し、そこから得られた光量分布において、設定した閾値より高い光量の区間に基づき、スポットＳＢの副走査方向（Ｘ方向）に沿った幅Ｈが測定される。また、（Ａ）〜（Ｆ）のそれぞれの位置で得られた全画素の光量の合計により得られた光量分布において、設定した閾値より高い光量の時間間隔およびスポットＳＢの移動速度に基づき、スポットＳＢの主走査方向（Ｙ方向）に沿った幅Ｗが測定される。
【００５０】
描画テーブル１８を主走査方向（Ｙ方向）に沿って移動可能な描画装置であれば、計測板２１を主走査方向（Ｙ方向）に一定速度で移動させることによってスポットサイズを測定してもよい。
【００５１】
本実施例では、計測板２１は、プリント基板２２の代わりに描画テーブル１８に設置される構成としたが、例えば、計測板が予め描画テーブル内に埋設される構成であっても良い。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、簡易な構成でビームサイズを正確かつ効率的に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態であるパターン描画装置の概略的斜視図である。
【図２】ビームスポットのサイズ測定用の計測板を示した図である。
【図３】パターン描画装置の概略的なブロック図である。
【図４】ビームスポットの副走査方向に沿った移動を時系列的に示した図である。
【図５】ビームスポットを示した図である。
【図６】主走査方向に沿って並ぶ複数の画素から得られる光量分布を時系列的に示した図である。
【図７】所定の画素から得られる副走査方向（Ｘ方向）に沿った光量変化を時系列的に示した図である。
【図８】画素位置に沿って得られる光量分布を示した図である。
【図９】第２の実施形態におけるビームスポットの主走査方向に沿った移動を時系列的に示した図である。
【符号の説明】
２１計測板（計測部材）
２２プリント基板（被描画体）
２４レーザ発振器
２３Ａ第１ラインセンサ（ラインセンサ）
２３Ｂ第２ラインセンサ（ラインセンサ）
ＳＢビームスポット
Ｗ、Ｈスポット幅（スポットの長さ）

Claims

パターン形成のためビームを放射する光源と、
ポリゴンミラーとｆ−θレンズとを有し、前記ビームを偏向させることによって前記ビームを被描画体へ導き、主走査方向に沿って順次走査させる露光用光学系と、
結像面である表面上に主走査方向に沿って配置されたラインセンサを有する計測部材と、
副走査方向に沿って前記ラインセンサ内に収まらないドットサイズを有するビームスポットを、前記計測部材を副走査方向に沿って相対移動させることにより、前記ラインセンサ上を交差するように副走査方向に沿って通過させる測定用ビーム照射手段と、
ビーム照射により前記ラインセンサから読み出される画素信号に基づき、前記ビームスポットの主走査方向に沿ったスポットサイズを測定するサイズ測定手段と
を備えたことを特徴とするパターン描画装置。
前記サイズ測定手段が、所定時間間隔毎に前記ラインセンサ内の複数の画素から画素信号を読み出して光量を検出し、前記複数の画素の中で得られた光量分布において、予め設定した所定の閾値より高い光量の区間の中で、最大の区間を検出することにより、主走査方向に沿ったスポットサイズを測定することを特徴とする請求項１に記載のパターン描画装置。
前記測定用ビーム照射手段が、前記計測部材を副走査方向に沿って一定速度で移動させることを特徴とする請求項１に記載のパターン描画装置。
前記計測部材が、さらに副走査方向に沿ったラインセンサを有し、
前記測定用ビーム照射手段が、前記副走査方向に沿ったラインセンサ上にビームを照射するとき、前記ビームの照射開始位置をドットピッチ分だけ主走査方向に沿ってずらしていくことを特徴とする請求項１に記載のパターン描画装置。
前記サイズ測定手段が、所定時間間隔毎に前記ラインセンサ内の所定の画素から画素信号を読み出して光量を検出し、得られた光量分布において、予め設定した所定の閾値より高い光量の区間の中で、最大の区間を検出することにより、主走査方向に沿ったスポットサイズを測定することを特徴とする請求項４に記載のパターン描画装置。
結像面である表面上に主走査方向に沿って配置されたラインセンサを有する計測部材を、パターンが形成される被描画体の代わりに描画用テーブルに設置し、
パターン形成のため光源から放射され、ポリゴンミラーとｆ−θレンズとを有し、前記ビームを偏向させる露光用光学系によって前記計測部材に導かれ、主走査方向に沿って順次走査されるビームにより前記計測部材の表面に生じるとともに副走査方向に沿って前記ラインセンサ内に収まらないドットサイズを有するビームスポットを、前記計測部材を副走査方向に沿って相対移動させることにより、前記ラインセンサ上を交差するように副走査方向に沿って通過させ、
ビーム照射により前記ラインセンサから読み出される画素信号に基づき、前記ビームスポットの主走査方向に沿ったスポットサイズを測定することを特徴とするパターン描画装置のスポットサイズ測定方法。
前記測定用ビーム照射手段が、ラインセンサ上に１ドットあるいは数ドットのビームスポットを照射することを特徴とする請求項１に記載のパターン描画装置。
前記測定用ビーム照射手段が、前記計測部材を副走査方向に沿って一定速度で移動させ、
前記サイズ測定手段が、前記計測部材の速度、主走査方向に沿って配置されるラインセンサの各画素の副走査方向に沿った長さ、最大光量計測期間に基づき、副走査方向に沿ったスポットサイズを測定することを特徴とする請求項２に記載のパターン描画装置。