JPH02149816A - 走査式描画装置のポリゴンミラー分割面倒れに基づく走査ビーム補正装置 - Google Patents

走査式描画装置のポリゴンミラー分割面倒れに基づく走査ビーム補正装置

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JPH02149816A
JPH02149816A JP63304782A JP30478288A JPH02149816A JP H02149816 A JPH02149816 A JP H02149816A JP 63304782 A JP63304782 A JP 63304782A JP 30478288 A JP30478288 A JP 30478288A JP H02149816 A JPH02149816 A JP H02149816A
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Toshitaka Yoshimura
吉村　利隆
Hidetaka Yamaguchi
山口　秀孝
Yasushi Ikeda
池田　安
Jun Nonaka
純 野中
Tamihiro Miyoshi
民博 三好
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柿本　光雄
Masatoshi Iwama
正俊 岩間
Hideyuki Morita
森田　英行
Satoru Tachihara
立原　悟
Rei Morimoto
玲 森本
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザー光源から出射されたレーザービーム
を回転するポリゴンミラーに導き、このポリゴンミラー
の各分割面での反射方向を偏向させることにより、被露
光面を走査して描画を行うレーザーフォトプロッタ等の
走査式描画装置に関し、さらに詳しくはこの種の走査式
描画装置のポリゴンミラー分割面倒れに基づく走査ビー
ム補正装置の改良に関する。
（従来の技術） 従来から、走査式描画装置としては、たとえば、レーザ
ー光源から出射されたレーザービームを回転するポリゴ
ンミラーに導き、このポリゴンミラーの各分割面でのレ
ーザービームの反射方向を偏向させることにより、被露
光面を走査して描画を行うレーザーフォトプロッタが知
られている。この種のレーザーフォトプロッタでは、微
細パターンの描画を行うことが要求されているが、第４
図、第５図に示すようにポリゴンミラー１の各分割面２
が基準面３に対して直角でないと（以下、基準面に対す
る直角からの傾き角を倒れ角θという）、第６図に示す
ように倒れ角θがない場合（倒れ角θ＝Ｏａ）のレーザ
ービームＰ＋、Ｐ２の反射方向が２倍の倒れ角２θだけ
正規の反射方向からずれて、被露光面４において走査ビ
ームとしての反射レーザービームＰ＋″　Ｐ２−のスポ
ットが正規のスポット位置から主走査方向Ａにずれると
共に副走査方向Ｂにずれ、ポリゴンミラー１の各分割面
２毎の倒れ角θのばらつきに起因して、微細パターンを
精密に描画することができないという不都合を生じる。
そこで、従来は、ポリゴンミラー１の各分割面３の倒れ
角θが極力０６に近くなるように機械的加工しており、
機械的加工をもってしても対処できない各分割面２毎の
倒れ角θに基づく反射方向の変動を、電気的に光変調器
としてのＡＯ変調器を制御してそのＡＯ変調器から出射
されるレーザービームの出射方向を偏向することにより
補正して、ポリゴンミラー１の各分割面２毎の倒れ角θ
に基づき走査レーザービームＰ１、Ｐ２が走査方向に変
動しないようにしている。
（発明が解決しようとする課Ｍ） しかしながら、ポリゴンミラー１の各分割面２の倒れ角
θは各分割面２内においてもばらついており、分割面２
毎の補正のみをもってしては、微細なパターンの描画を
行うのに支障がある。
そこで、本発明は、ポリゴンミラーの各分割面の面内で
の倒れ角にばらつきがある場合であっても、電気的に各
分割面内におけるビームの反射方向を制御することので
きる走査式描画装置のポリゴンミラーの分割面倒れに基
づく走査ビーム補正装置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） 本発明に係わる走査式描画装置のポリゴンミラーの分割
面倒れに基づく走査ビーム補正ＨＲの特徴は、 光源とポリゴンミラーとの間のビーム光路に光偏向器を
設け、そのポリゴンミラーの各分割面を小分割してこの
小分割面毎の倒れ角に応じてビームの反射方向を補正す
る方向にその光偏向器から出射されるビームの出射方向
が偏向されるようにその光偏向器を制御する制御回路を
設けたところにある。
（Ｒ’！ａ　？ｖ３．＝係ゎう走査、描、装置。ボ・、
ゴツェう一分割面倒れに基づく走査ビーム補正装置によ
れば、制御回路により各分割面毎にその各小分割面毎の
倒れ角に応じてビームの出射方向が光偏向器により偏向
されるので、ポリゴンミラーの各小分割面毎にビーム反
射方向が正規の反射方向に補正される。
（実施例） 以下に、本発明に係わる走査式描画装置のポリゴンミラ
ー分割面倒れに基づく走査ビーム補正装置をレーザーフ
ォトプロッタに適用した実施例を図面を参照しつつ説明
する。
第２図はそのレーザーフォトプロッタの概略構成を示す
図であって、ｌＯは本体部、１１．１２はその脚部、１
３はＸテーブル、１４はＹテーブルである。
Ｘテーブル１３は矢印Ｘ方向にスライドされ、Ｙテーブ
ル１４は矢印Ｙ方向にスライドされ、Ｙテーブル１４に
は描画板部１５が設けられている。Ｘテーブル１３、Ｙ
テーブル１４はレーザー測長器によって位置出しされる
もので、本体部１０の光学ヘッド部１６には測長用レー
ザー光源１７が設けられ、Ｙテーブル１４にはＸ軸用反
射ミラー１８とＹ軸周反射ミラー１９とが設けられ、測
長用レーザー光源１７から出射された測長用レーザービ
ームは２分割されて各反射ミラー１８．１９に導かれ、
その各反射ミラー１８．１９により反射された測長用レ
ーザービームを受光することによりＸテーブル１３、Ｙ
テーブル１４の位置出しが行われるものとなっている。
光学ヘッド部１６は、レーザー光源２０を有する。
このレーザー光源２０から出射されたレーザービーム光
はシャッタ２１を通過してハーフミラ−２２に導かれる
。このハーフミラ−２２は反射光量が略５％に設定され
ている。レーザービーム光はこのハーフミラ−２２によ
って分割され、一部はビームベンダー２３に向けて反射
されてモニター光Ｌ１として用いられ、大部分はそのハ
ーフミラ−２２を透過して二分の一波長板２４に導かれ
て後述する走査ビームとなる。
二倍の一波長板２４は後述する光変調器としてのＡＯ変
ｔＩＩ器（音響光学素子を用いた超音波光学変調器）に
対してレーザー光がＳ偏光として入射しかつ後述する偏
光合成器に対してＰ偏光として入射するように偏光方向
を９０’回転させる機能を有する。その二倍の一波長板
２４を通過したレーザー光はビームスプリッタ２５に導
かれ、そのレーザー光の半分はそのビームスプリッタ２
５により反射されて描画用光Ｌ１としてビームベンダー
２６を介してレンズ２７に導かれ、そのレーザー光の残
りの半分はそのビームスプリッタ２５を透過して描画用
光Ｌｔとしてレンズ２８に導がれる。ここで２本の描画
用光Ｌ１．Ｌ２を用いることにしたのは描画スピードの
向上を図るためである。
描画用光ＬＩ、　　Ｌｅはそのレンズｎ、２８によりＡ
Ｏ変調器加、３ｏが設けられている箇所に集光される。
ＡＯ変調Ｗ＃墓、３ｏは図示を略すトランスジューサー
により制御される。このＡＯ変調器四、３゜は被露光面
４上でのドツト形成の際のスポットのオン・オフに用い
られ、描画用光Ｌｌ、　　ＬｅはそのＡＯ変調器四、３
０により透過光と回折光とに分割されて、そのＡＯ変調
器四、３０から出射され、次の回折光が描画に用いられ
る。そのトランスジューサはドツト単位の露光情報に基
づき駆動されるが、露光情報は走査線の１ライン毎に対
応して図示を略す描画用メモリーに記憶されているので
、各トランスジューサーは１ライン毎にずれた露光情報
に基づき駆動される。
各回折光はそれぞれレンズ３１．３２に導かれて、平行
光束とされる。レンズ３１により平行光束とされた一次
の回折光はプリズムからなる光軸微調部＆、３４により
所定の微小角度偏向されて、レンズ系３５に導かれる。
レンズ３２により平行光束とされた一次の回折光は光軸
微調部３６、ビームベンダー３７、光軸微調部品、ビー
ムベンダー３９を介してレンズ系３５に入射される。こ
こで、光軸微調部品、あ、３６．３８は被露光面上での
走査ビームのスポットを微小量分離すると共に、各スポ
ットの収束性能を高く保つ作用を果たす。
レンズ系３５を通過した描画用光Ｌ１．　　Ｌｅはポリ
ゴンミラー１の分割面倒れに基づき反射方向が正規の反
射方向からずれるのを補正するための補正用ＡＯ変調器
４０に導かれるが、その補正用ＡＯ変調器４０の制御の
詳細については後述することにし、先にその補正用ＡＯ
変調器４０から出射された描画用光Ｌ１、Ｌｅのビーム
光路について説明する。
補正用ＡＯ変調器４０から出射された描画用光Ｌ１、Ｌ
ｅは、リレーレンズ系４１、レンズ系４２を介して光量
調整用のバリアプルフィルター４３に導かれ、このバリ
アプルフィルター４３を透過してビームベンダー４４に
より光路を偏向されて偏光合成器４５に導かれる。この
偏光合成器４５はモニター光Ｌｅの光路と描画用光Ｌｌ
、　　Ｌｅの光路とを合成する機能を有するもので、モ
ニター光Ｌｌは光軸微調部４６．４７、ビームベンダー
槌、４９を経由して偏光合成器４５に導かれるものであ
る。モニター光Ｌｉは偏光合成器４５に対してＳ偏光と
して入射するのでその偏光合成器４５により二倍の一波
長板５０に向けて反射され、描画用光Ｌ１．Ｌ２は偏光
合成器４５に対してＰ偏光として入射するためその偏光
合成器４５を透過して二倍の一波長板５０に導かれる。
なお、レンズ系部、４２はビームエキスパンダーを構成
するもので、そのレンズ系３５に入射前の描画用光Ｌ１
、Ｌｅの直径をレンズ系４２から出射されるときに１゜
６７倍に拡大する機能を有する。
描画用光Ｌ１、Ｌｅとモニター光Ｌ−とは、二倍の−ａ
長板５０によりそれぞれ偏光方向が９０＠回転され、レ
ンズ系５１、ビームベンダー５２を介してレンズ系５３
に導かれる。そして、このレンズ系５３を通過した描画
用光Ｌ１．　　Ｌｅとモニター光Ｌ＠とは、ビームヘン
Ｉ／−５４，５，５６を介してポリゴンミラー１に向け
て偏向され、このポリゴンミラー１の分割面２によって
描画板部１５の被露光面４に向けて反射される。なお、
レンズ系５】とレンズ系５３とは、そのレンズ系５１に
入射する描画用光Ｌ１、ＬｅとしてのレーザービームＰ
＋、Ｐ２の光束径とモニター光Ｌ＠の光束径とを略２１
倍に拡大するビームエキスパンダーとして機能する。こ
れは、被露光面４上でのビームウェストを小さく絞るこ
とによりスボット径を極力収束させるためである。また
、リレーレンズ系４１は、補正用ＡＯ変調器４０とポリ
ゴンミラー１の分割面２とを共役とする役割を果たす。
これは、ポリゴンミラー１の各分割面２の倒れ角θに基
づく反射方向のずれを補正するために補正用ＡＯ変調器
４０により回折光の出射方向を偏向することにすると、
ポリゴンミラー１の分割面２における反射箇所が出射方
向変更前の反射箇所からずれるので、これを防止するた
めである。
補正用ＡＯ変ｔａｎ４ｏは第１図に示す制御回路５７に
よって制御されるもので、その第１図において、５８は
ポリゴンミラー１の一回転を検出するための回転位置検
出センサー　５９はポリゴンミラー１の各分割面２の分
割面位置検出を行うための分割面位置検出センサーで、
回転位置検出センサー５８は回転スリット板６０と発光
・受光部６１とからなり、回転スリット板６０には１個
のスリット６２が形成されている１分割面位置検出セン
サー５９は回転スリヅト板６３と発光・受光部６４とか
らなり、回転スリット板６３には各分割面２に対応する
スリット６５が形成されている。ここでは、このスリッ
ト６５の個数はポリゴンミラー１の分割面２の個数が８
個であるので８個である。
回転スリット板田、６３はポリゴンミラー１と一体に回
転するもので、発光・受光部６１はポリゴンミラー１の
一回転毎に１個のパルスを出力し、発光・受光部６４は
ポリゴンミラー１の８分の１回転毎に１個のパルスを出
力する。その発光・受光部６１のパルスはカウンタ６５
のクリア端子ＣＬに入力され、その発光・受光部６４の
パルスはカウンタ６５のアップ端子ＵＰとカウンタ６６
のクリア端子ＣＬとに入力される。
カウンタ部、６６は後述するメモリー６７のアドレスを
指定する機能を有するもので、カウンタ６５は発光・受
光部６１のパルスが入力されることによりそのカウント
内容がクリアされ、発光・受光部６４のパルスが入力さ
れるたびにカウントアツプして、ポリゴンミラー１の回
転位置情報をメモリー６７に向かって出力する。カウン
タ６６のアップ端子ＵＰにはパラレルシリアル変換器６
８を介してモニター部６９からの走査アドレス情報が入
力される。この走査アドレス情報は、モニター光Ｌ―に
基づき生成されるもので、モニター光Ｌ＠はポリゴンミ
ラー１の分割面２により反射された後、ｆθレンズ７０
を介してビームスプリッタ７１に導かれ、このビームス
プリッタ７１により反射され゛〔、モニタ一部６９に導
かれる。このモニタ一部６９は走査方向に長く延びるス
ケール７２と受光ファイバー系７３とから大略構成され
、スケール７２には縞状のパターンが形成されている。
この受光ファイバー系７３は、そのモニター光Ｌ・の透
過光量の変化に基づき走査速度に比例する周波数のパル
スを出力し、この受光ファイバー系７３により得られる
パルスが走査アドレス情報として用いられる。なお、モ
ニタ一部６９により得られた走査アドレス情報は、描画
用メモリーの読み出しにも用いられる。
カウンタ６６は発光・受光部６４のパルスが入力される
たびにそのカウント内容がクリアされ、モニタ一部６９
の走査アドレス情報がパルスとして入力されるたびにカ
ウントアツプする。そのカウンタ６５とカウンタ６６と
のカウント内容により、メモリ６７の１ドレスが指定さ
れる。すなわち、各分割面２のいずれを用いて走査して
いるかが指定されると共にその各分割面２のいずれの面
内での反射であるかが指定される。ここでは、メモリー
６７には、各分割面２のうちその反射に用いられる範囲
（第５図の符号Ｆで示す範囲）をそのポリゴンミラー１
の回転方向に１０等分に小分割して、各小分割面毎の倒
れ角θに基づく補正データが記憶されている。この補正
データはこのレーザーフォトプロッタの製作時に測定に
より倒れ角θに基づく反射方向のずれを求めて得るもの
である。
メモリー６７はそのポリゴンミラー１の各分割面２と、
各分割面２内での小分割面とが指定されると、その指定
された小分割面における補正データがスィーパ−７４に
より出力され、スィーパ−７４はその補正データに基づ
き正規の出射方向（Ｌ＋、Ｌ２）に対して出射方向を変
更する。したがって、第３図に示すように各分割面２の
面倒れによる補正を考慮しなかった場合のスポットの正
規の位置から副走査方向へのずれを破線で示し、各分割
面２毎の分割面倒れに基づく補正を考慮した場合のスポ
ットの正規の位置から副走査方向へのずれが実線で示す
ようなずれであるとき、各分割面２の小分割面毎の補正
を行なうことによって、符号Ｇで示すようにほとんど正
規の位置からのずれがない状態になる。
なお、ポリゴンミラー１による走査ビームは、ｆθレン
ズ７０によって収束され、偏光ビームスプリッタ−７１
を透過し、被露光面４に直径５μｍの２つのスポットを
形成し、その二つのスポットは、主走査方向に対して２
０μｍ、副走査方向に対して２，５μｍだけ離間して形
成され、被露光面４は２本の走査ビームにより同時に走
査される。
また、第１図において、７５は透過光を遮光する遮光板
であり、第２図において、７６はＬＥＤとＰＳＤとから
なる焦点検出機構で、被露光面がｆθレンズ７０による
焦点深度内にあるか否かを検出するのに用いる。
（効果） 本発明に係わる走査式描画装置のポリゴンミラーの分割
面倒れに基づく走査ビーム補正装置は、以上説明したよ
うに構成したので、ポリゴンミラーの各分割面の面内で
の倒れ角にばらつきがある場合であっても、電気的に各
小分割面毎のビームの反射方向を制御することができ、
精密に倒れ角に基づく反射方向のずれを補正することが
できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係わる走査式描画装置のポリゴンミラ
ーの分割面倒れに基づく走査ビーム補正装置の要部構成
を示す制御回路図、 第２図は本発明に係わる走査式描画装置としてのレーザ
ーフォトプロッタの概略構成を示す斜視図、 第３図は本発明に係わる走査式描画装置のポリゴンミラ
ーの分割面倒れに基づく走査ビーム補正装置の作用を説
明するためのグラフ、 第４図〜第６図は分割面の面倒れに基づく不具合を説明
するための説明図、 である。 ｌ・・・ポリゴンミラー　２・・・分割面４・・・被露
光面、２ｏ・・・レーザー光源４０・・・補正用ＡＯ変
調器（光変調器）５７・・・制御回路、６７・・・メモ
リーθ・・・倒れ角 第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）光源から出射されたビームを回転するポリゴンミ
    ラーに導き、該ポリゴンミラーの各分割面でのビームの
    反射方向を偏向させることにより、被露光面を走査して
    描画を行う走査式描画装置において、 前記光源と前記ポリゴンミラーとの間のビーム光路に光
    偏向器を設け、前記ポリゴンミラーの各分割面を小分割
    して該小分割面毎の倒れ角に応じてビームの反射方向を
    補正する方向に前記光偏向器から出射されるビームの出
    射方向が偏向されるように前記光偏向器を制御する制御
    回路を設けたことを特徴とする走査式描画装置のポリゴ
    ンミラー分割面倒れに基づく走査ビーム補正装置。
JP63304782A 1988-12-01 1988-12-01 走査式描画装置のポリゴンミラー分割面倒れに基づく走査ビーム補正装置 Expired - Fee Related JP2761744B2 (ja)

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