JPH03265816A - レーザビームによる描画装置 - Google Patents

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、レーザビームにより精密な印刷パターン等を
被描画材上に描くための装置に関し、特に、ＩＣパター
ンの描画、計算機ホログラム（ホログラフィック素子）
パターンの描画、ロータリエンコーダのツー１〜板の製
作等に用いて好適の装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、この種のレーザビー１１による描画装置におい
ては、レーザビームを発生するレーザ光源と、このレー
ザ光源からのレーザビームの強度を変調する超音波光変
調器と、この光変調器により変調されたレーザビームを
被描画材に対し走査させる走査手段と、この走査手段に
よる走査位置を検出する走査位置検出手段とがそなえら
れている。

そして、走査位置検出手段の検出結果に基づき、レーザ
ビームを走査手段により走査制御するとともに光変調器
によりオン／オフ制御することで、所定の被描画材に対
する描画が行なわれる。

このようなレーザビームによる描画装置では、従来、走
査位置を検出するために、超音波光変調器が発する０次
光がモニタ用として使用され、そのモニタ光の位置から
レーザビームの走査位置を検出している。なお、超音波
光変調器が発する１次光は、描画のために使用される。

しかしながら、このような走査位置検出手段では、モニ
タ光の信号レベルが超音波光変調器のオン／オフ動作に
よって大きく変動してしまい、モニタ光による走査位置
検出精度が低くなる。このため、モニタ光の信号レベル
をそろえるべく、補正を行なわなければならず、装置構
成が複雑になる。

そこで、従来、特開昭６０−１２４．９３８号公報に開
示されるような描画装置も提案されている。

この描画装置では、レーザ光源から超音波光変調器へ入
射するレーザビームの一部をビー１１スプリンタにより
取り出し、走査位置検出用のモニタ光として使用してい
る。そして、モニタ光を、超音波光変調器を迂回させた
後に再び走査手段、結像レンズ等を含む光学系へ入射さ
せるためのモニタ光バイパス光路が設けられるとともに
、結像レンズを通過したモニタ光を位置検出スケールへ
導く光学系が設けられ、モニタ光の位置からレーザビー
ムの走査位置が検出されるようになっている。

このような構成により、描画用のレーザビームをオン／
オンする超音波光変調器を通過しないモニタ光によって
、レーザビームの走査位置が検出されるので、信号レベ
ルの変化しない安定した出力のモニタ光が１４号られる
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した後者の描画装置では、描画用の
レーザビームと走査位置検出用のモニタ光との光軸が一
致していないために、光学系のアライメント調整が極め
て難しいほか、装置も複雑である。特に、アライメント
調整が正確に行なわれた場合には、第２図（ａ）〜（ｃ
）に示すように、走査手段であるビーム偏向器Ａに対す
る、描画用のレーザビーム（実線）の入射点と走査位置
検出用のモニタ光（点線）の入射点とは、ビーム偏向器
Ａが回転してもその回転軸Ｓに一致するために問題は生
じないが、アライメント調整が不十分な場合には、第３
図（ａ）〜（ｃ）に示すように、ビーム偏向器Ａに対す
る描画用のレーザビーム（実線）の入射点と走査位置検
出用のモニタ光（点線）の入射点とは、ビーム偏向器Ａ
が回転するとその回転軸Ｓに一致しなくなり、描画用の
レーザビームと走査位置検出用のモニタ光との光路が大
きく変わってしまい、検出誤差が大きくてモニタ光の位
置からレーザビームの走査位置を間接的に検出すること
ができなくなる。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、
簡素な構成により、走査位置検出用モニタ光の信号レベ
ルを変動させることなく、且つ、描画用レーザビームと
モニタ光との光軸を一致させることをできるようにして
、走査位置検出精度の向上、光学系のアライメント調整
の簡易化、装置の簡素化を実現した、レーザビームによ
る描画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］ 上記目的を達成するために、本発明のレーザビームによ
る描画装置は、レーザ光源、光変調器。

走査手段、走査位置検出手段をそなえたものにおいて、
描画用レーザビームとは波長の異なるレーザビームを走
査位置検出用モニタ光として発生するモニタ光源と、同
モニタ光源からのモニタ光を前記光変調器からのレーザ
ビームの光軸と一致させて前記走査手段へ入射させるモ
ニタ光入射光学系とをそなえ、前記走査位置検出手段を
、前記走査手段から前記描画用レーザビームとともに射
出された前記モニタ光を前記描画用レーザビームから分
離するモニタ光分離光学系と、同モニタ光分離光学系に
より分離されたモニタ光の位置を前記描画用レーザビー
ムの走査位置として検出する七二タ光位置検出手段とか
ら構成したことを特徴としている。

［作　　　用コ 」二連した本発明のレーザビームによる描画装置では、
描画用レーザビームとは波長の異なるレーザビームが、
走査位置検出用モニタ光としてモニタ光源から発生され
、モニタ光入射光学系により光変調器からのレーザビー
１１の光軸と一致させて走査手段へ入射される。そして
、走査手段から描画用レーザビームとともに射出された
モニタ光が、モニタ光分離光学系により描画用レーザビ
ームから分離された後、その位置が、モニタ光位置検出
手段により描画用レーザビームの走査位置として検出さ
れる。つまり、波長の異なるモニタ光が、描画用レーザ
ビームと同一の光軸に沿って走査手段に入射され、描画
用レーザビームと同一の走査制御を受けるので、このモ
ニタ光の位置を、モニタ光分離光学系およびモニタ光位
置検出手段により検出することで、描画用レーザビーム
の位置が間接的に検出される。

［発明の実施例コ 以下、図面により本発明の一実施例としてのし一ザビー
ムによる描画装置について説明すると、第１図はそのブ
ロック図であり、この第工図において、１は波長λ１の
描画用レーザビームを発生ずるレーザ光源、２はレーザ
光ｒＸ１からのレーザビームの強度を変調する光変調器
、３は光変調器２により変調されたレーザビームを被描
画材５に対し走査させるための操作ミラー（走査手段）
、４は走査ミラー３からのレーザビームを被描画材５面
上に集束照射する結像レンズ、６は結像レンズ４、被描
画材５を有する結像光学系であり、これらの構成要素１
〜６は従来からそなえられているものと同様である。

そして、７は描画用レーザビームとは異なる波長λ２の
レーザビームを走査位置検出用モニタ光として発生する
モニタ光源、８はモニタ光源７からのモニタ光を光変調
器２からの描画用レーザビームの光軸と一致させて走査
ミラー３へ入射させるビームスプリッタ（モニタ光入射
光学系）、９は走査ミラー３から描画用レーザビームと
ともに射出されたモニタ光を描画用レーザビームから分
離７ するビームスプリッタ（モニタ光分離光学系）、１０は
集光レンズ、１１は集光レンズ１０を介してビームスプ
リンタ９により分離されたモニタ光の位置を描画用レー
ザビームの走査位置として検出する光位置検出器（モニ
タ光位置検出手段）であり、これらのビームスプリンタ
９．集光レンズ１０　、光位置検出器１］−により、走
査ミラー３による描画用レーザビームの走査位置を検出
する位置検出光学系（走査位置検出手段）が構成されて
いる。

なお、１３は被描画材５にモニタ光が入射するのを防止
するために設けられ波長λ□の描画用レーザビームのみ
を透過させる干渉フィルタ、１４は光位置検出器１］に
描画用レーザビームが入射するのを防止するために設け
られ波長λ２のモニタ光のみを透過させる干渉フィルタ
である。ただし、被描画材５に対する感度の低い波長の
光をモニタ光として用いた場合には、モニタ光が被描画
材５」−に照射されても描画性能（露光）に悪影響を及
ぼさないので、干渉フィルタ１３を設けなくてもよい。

同様に、光位置検出器］−王が、描画用レーザビームに
対して感度が低い場合には、干渉フィルタエ４を設けな
くてもよい。

また、レーザ光源１としては、例えばＨｅ−Ｃｄレーザ
（波長３２５ｍｍまたは４４−２ｍｍ）やＡｒレーザ（
波長３６４．ｍｍ）などを利用でき、モニタ光ｇ７とし
ては、例えばＨｅ−Ｎｅレーザ（波長６３３ｍｍ）や半
導体レーザ（波長７８０ｍｍ）などを利用できる。

本発明の一実施例としてのレーザビームによる描画装置
は上述のごとく構成されているので、レーザ光１１から
の描画用レーザビームは、光変調器２．走査ミラー３お
よび結像レンズ４により被描画材５上に集光照射され、
光変調器２のオン／オフ制御および走査ミラー３の走査
動作によって従来と同様にして描画が行なわれる。

一方、描画用レーザビームとは波長の異なるレーザビー
ムが、走査位置検出用モニタ光としてモニタ光源７から
発生され、このモニタ光は、ビームスプリッタ８により
光変調器２からのレーザビームの光軸と一致させて走査
ミラー３へ入射される。走査ミラー３から描画用レーザ
ビームとともに射出されたモニタ光は、ビームスプリッ
タ９により描画用レーザビームから分離され、集光レン
ズ１１を介して光位置検出器１工へ入射される。

そして、光位置検出器上１により、モニタ光の入射位置
が、描画用レーザビームの走査位置として検出される。

このように、本実施例の装置によれば、波長の異なるモ
ニタ光が、掃両用レーザビームと同一の光軸に沿って走
査ミラー３に入射され、描画用レーザビームと同一の走
査制御を受けるので、このモニタ光の位置を、ビームス
プリッタ９および光位置検出器１１により検出すること
で、描画用レーザビームの位置が間接的に検出される。

特に。

このとき、モニタ光は光変調器２によるオン／オフ制御
を受けないために信号レベルが変動しないほか、描画用
レーザビームとモニタ光との光軸を−ｍするので、走査
位置検出精度が大幅に向上して描画精度も向上するほか
、光学系のアライメント調整が簡易化されるとともに、
装置構成を簡素化できるといった種々の利点が得られる
。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のレーザビームによる描画
装置によれば、波長の異なるモニタ光を、描画用レーザ
ビームと同一の光軸に沿って走査手段に入射し、描画用
レーザビームと同一の走査制御を受けたモニタ光の位置
を、モニタ光分離光学系およびモニタ光位置検出手段に
より検出することで、描画用レーザビームの走査位置を
間接的に検出できるように構成したので、走査位置検出
用モニタ光の信号レベルを変動させることなく、且つ、
描画用レーザビームとモニタ光との光軸を一致させるこ
とができ、走査位置検出精度の向上。

光学系のアライメント調整の簡易化、装置構成の簡素化
を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのレーザビームによる
描画装置を示すブロック図、第２［１Ｊ（ａ）〜（ｃ）
はアライメント調整が正確に行なわれた場合の走査手段
付近における描画用レーザビームと１− ２ モニタ光との光路を示すもので、第２図（ａ）、（ｂ）
はその側面図、第２図（ｃ）はその正面図であり、第３
１ｉＪ（ａ　）〜（ｃ）はアライメント調整が不十分な
場合の走査手段付近における描画用レーザビームとモニ
タ光との光路を示すもので、第３図（ａ）。 （ｂ）はその側面図、第３図（ｃ）はその正面図である
。 図において、１−　レーザ光源、２−光変調器、３−走
査ミラー（走査手段）、４−結像レンズ、５被描画材、
６−結像光学系、７−モニタ光源、８−ビームスプリッ
タ（モニタ光入射光学系）、９ビームスプリツタ（モニ
タ光分離光学系）、］〇−集光レンズ、１１．−光位置
検出器（モニタ光位置検出手段）、１２−位置検出光学
系（走査位置検出手段）、１．３，１４．−　干渉フィ
ルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 描画用レーザビームを発生するレーザ光源と、同レーザ
   光源からのレーザビームの強度を変調する光変調器と、
   同光変調器により変調されたレーザビームを被描画材に
   対し走査させる走査手段と、同走査手段による前記描画
   用レーザビームの走査位置を検出する走査位置検出手段
   とをそなえてなるレーザビームによる描画装置において
   、前記描画用レーザビームとは波長の異なるレーザビー
   ムを走査位置検出用モニタ光として発生するモニタ光源
   と、同モニタ光源からのモニタ光を前記光変調器からの
   レーザビームの光軸と一致させて前記走査手段へ入射さ
   せるモニタ光入射光学系とがそなえられ、前記走査位置
   検出手段が、前記走査手段から前記描画用レーザビーム
   とともに射出された前記モニタ光を前記描画用レーザビ
   ームから分離するモニタ光分離光学系と、同モニタ光分
   離光学系により分離されたモニタ光の位置を前記描画用
   レーザビームの走査位置として検出するモニタ光位置検
   出手段とから構成されていることを特徴とするレーザビ
   ームによる描画装置。