JPH0782985B2 - エネルギ−ビ−ムを偏向させる装置 - Google Patents

エネルギ−ビ−ムを偏向させる装置

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JPH0782985B2
JPH0782985B2 JP62018764A JP1876487A JPH0782985B2 JP H0782985 B2 JPH0782985 B2 JP H0782985B2 JP 62018764 A JP62018764 A JP 62018764A JP 1876487 A JP1876487 A JP 1876487A JP H0782985 B2 JPH0782985 B2 JP H0782985B2
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energy beam
reflecting
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deflecting
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エリツク・クリステンセン
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アテツク・コ−ポレ−シヨン
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/1821Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔利用分野〕 本発明は、とくにパターン発生装置においてエネルギー
ビームを偏向させるための機構の分野に関するものであ
る。
〔先行技術〕
集積回路をフオトリソグラフを用いて製造する場合に
は、放射エネルギーまたは粒子エネルギーに感じる薄膜
が所定のパターンで露出されて回路を形成する。ある場
合には、パターンを含むマスクにエネルギーが通され、
それにより、半導体基体上のフオトレジスト膜を選択的
に露出させる。
他の場合には、フォトレジスト膜がマスク基体上に置か
れ、マスク製作中の一工程としてそのフオトレジスト膜
を露出させる。また別の場合には、フオトレジスト膜に
パターンを形成するために、放射エネルギー自体の向き
が制御される。これは、マスク製作の一工程として行う
ことができ、または半導体ウエハを覆つているフオトレ
ジストの上に直接書込むために行ことができる。紫外
線、可視光、コヒーレントな光、X線および電子ビーム
(Eビーム)を含めて各種の放射エネルギー源が用いら
れている。現在の技術はマスクの製作にレーザビームを
用いている。この場合には、照射するレーザビームと加
工物を相対的に動かすことによりマスクパターンを形成
する。レーザを用いてそれらのマスクを製作する技術
が、本願出願人に譲渡された「レーザ・パターン・ゼネ
レーション・アパレイタス(Laser Pattern Generation
Apparatus)」という名称の、1985年7月24日付の米国
特許出願第758,344号明細書に記載されている。
その装置においては、加工物にパターンを描くためにレ
ーザが用いられる。加工物は静止しているレーザの下側
を動く。しかし、複雑な回路パターンを描くために要求
される確度のために、加工物が上にのせられる台の動き
に対してレーザを調整することを必要とする。
そのような調整を行う1つの方法は操向反射鏡を用いる
ことである。レーザ光はその操向反射鏡から反射され、
レンズとビーム分割器を含む光路を通つて加工物の表面
に入射する。レーザが操向反射鏡に入射する角度を変え
ることにより、レーザ光ビームが加工物の表面に入射す
る点を制御できる。これによりビームと加工物の間の相
対的な動きを修正できる。
〔問題点〕
従来の技術においては、操向反射鏡は検流計に取付けら
れていた。検流計は発生トルクが小さく、応答が遅いこ
とがで欠点である。また、検流計を用いた時に検出でき
る動きの最小角が、そのような従来の装置の確度を制限
する。
したがつて、本発明の目的は、高い周波数応答で動作さ
せることができる操向反射鏡を得ることである。
本発明の別の目的は、慣性が非常に小さい(そのため
に、支持構造体へ伝えられる力が非常に小さくなる)操
向反射鏡を得ることである。
本発明の別の目的は与えるエネルギーを非常に少くする
(そのために発熱量が非常に少くなり、支持構造体およ
び機構の熱歪みが小さくなる)ことである。
本発明の別の目的は、小さい角度で調整できる一層正確
な操向反射鏡を得ることである。
本発明の更に別の目的は、反射ビームの位置ぎめを一層
正確に行うための位置検出機構を有する操向反射鏡を得
ることである。
〔発明の概要〕
本発明においては、枢着されている延長部材の端部に操
向反射鏡が装着される。その延長部材に圧電トランスデ
ューサが接触させられる。その圧電トランスデューサに
電圧が印加されると圧電結晶が変形させられて延長部材
を動かし、そのためにその延長部材に装着されている操
向反射鏡が偏向させられる。圧電結晶の変形の増分、し
たがつて操向反射鏡の偏向の増分は、従来の検流計型装
置における操向反射鏡の偏向の増分よりも一層正確に制
御できる。操向反射鏡の位置を決定するために本発明は
差動インピーダンス・トランスデューサを用いる。延長
部の各側に取付けられているエネルギー吸収発泡材によ
り、機械的共振が一層大きく吸収される。そうすると機
構的共振の利得が低下して、帰還ループの利得を高くで
きる。差動インピーダンス・トランスデューサと圧電結
晶偏向の高い確度が組合わさつて、位置と動きを精密に
制御できる操向反射鏡が得られる。
本発明を完全に理解できるようにするために、以下の説
明においては、数多くの特定事項の詳細について数多く
述べてある。しかし、そのような特定の詳細事項なしに
本発明を実施できることが当業者には明らかであろう。
その他の場合には、不必要に詳しく説明して本発明をあ
いまいにしないようにするために、周知の装置は詳しく
は説明しなかつた。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明するに当り、
先ず従来の操向反射鏡を説明する。
従来の操向反射鏡が第1図に示されている。その操向反
射鏡は反射面11を有し、軸12の一端に軸線方向に取付け
られる。その軸の他端は検流計兼ピボツト支持機構13に
軸線方向に取付けられる。検流計を使用することにより
従来の装置の欠点が生ずる。検流計の発生するトルク
は、アマチユアの慣性当りで比較すると、圧電結晶を用
いて構成されている同等な装置のそれより小さい。その
ために検流計装置の周波数応答が、ある種のパターン発
生用途で必要とする周波数応答より遅くなるという制限
を受ける。それらの力により望ましくない振動が発生さ
れることになる。
反射鏡の位置を検出するために、従来の装置は1個の容
量型センサを用いる。1個のセンサを用いることにより
いくつかの欠点が生ずる。容量型センサは周囲の空気の
温度変化、湿度変化および気圧の変化に敏感であるのに
反し、インピーダンス・トランスデューサはそうではな
い。また、インピーダンス・トランスデューサの差動構
成のために、装置の機械的部分と電子的部品における同
相分誤差が打消されることになる。したがつて、1個の
容量型センサを用いる装置は、以下に述べる本発明の装
置より再現性が悪く、確度が低い。
本発明の好適な実施例が第2図に示されている。本発明
の操向反射鏡は反射面17を有し、その反射面17はピボツ
トアーム14に取付けられる。そのピボツトアーム14は、
反射面17に対してほぼ垂直な方向で、反射面17から離れ
る向きに延びるアーム15と、反射面17に平行な方向で、
反射面17の上方へ延びるアーム16とを含む。ピボツトア
ーム14はたわみピボツトに装着される。この目的に適当
なたわみピボツトは、ベンデイツクス(Bendix)社によ
り製造されているフリー・フレツクス(FREE−FLEX)ピ
ボツトである。アーム15の端部に平らなパドル状の延長
部22が含まれる。その延長部22は差動インピーダンス・
トランスデューサの端子21と23の間に配置される。支持
構造体と延長部22の間にエネルギー吸収発泡パッド26か
置かれる。圧電結晶19が装着部材20を介してアーム16に
結合される。圧電結晶19は電圧源24へ結合される。第4
図からわかるように、ピボツトアーム14はたわみピボツ
ト18によりハウジングに連結される。
ここで説明している実施例においては、操向反射鏡は、
半導体チップの処理用のマスクを製作するために用いら
れるレーザパターン発生装置の一部として用いられる。
その装置が前記米国特許出願第758,344号明細書に記載
されている。操向反射鏡は、レーザビームを加工物に向
けるために用いられる。加工物は台の上にのせられ、台
全体がレーザの下を動いてパターンを形成させる。パタ
ーンを加工物の上に描く確度を高くするためには、台の
動きに対するレーザビームの位置を常に調整せねばなら
ない。それは操向反射鏡の機能である。
ここで説明している実施例においては、操向反射鏡は、
それのピボツトアーム14に結合されている圧電結晶19に
より調整される。第3図に示すように、圧電結晶19は結
合部材20を介してピボツトアームのアーム16に結合され
るとともに、電圧源24へ接続される。その電圧源24は非
常に細かに調整できる。圧電結晶は変形させられると電
圧を発生し、電圧が印加されると変形する。この性質を
用いると、本発明の操向反射鏡のために高感度のサーボ
機構を得ることができる。圧電結晶19の別の利点は、そ
れが極めて丈夫なことである。その結果、本発明におい
ては、駆動トルクと機構の慣性との比が非常に高くて、
操向反射鏡を急に動かすこと、および急に停止させるこ
とができる。これにより、本発明によつて広い運動帯域
幅を利用できる。
操向反射鏡の位置を制御するために、本発明は一対の差
動インピーダンス・トランスデューサ21,23を用いる。
操向反射鏡のアーム15の延長部22がそれらの差動インピ
ーダンス・トランスデューサ21と23の間を延長する。圧
電結晶19が操向反射鏡を偏向させると、アーム15の延長
部22が差動インピーダンス・トランスデューサ22と23の
一方に近づき、他方から離れるように動かされる。そう
すると各差動インピーダンス・トランスデューサが出力
信号を生ずる。その出力信号アーム15の延長部22の位置
に依存する。したがつて、延長部22がそれらの差動イン
ピーダンス・トランスデューサの一方へ、他方より近づ
くと、ある差信号が発生される。その差信号は位置信号
を発生するために用いられる。その位置信号は希望の位
置信号と比較され、その結果が圧電結晶19の電圧源24を
制御するために用いられる。希望の位置に達したら、圧
電結晶に印加されている電圧の上昇または降下を止め、
圧電結晶をそれの現在の位置に保つ。このようにして、
操向反射鏡の位置を非常に正確に制御する。ここで説明
している実施例は一対の差動インピーダンス・トランス
デューサを用いるが、他の適当な検出手段を用いること
もできる。たとえば、従来の装置に用いられている容量
型センサを本発明に用いることもできる。
本発明の操向反射鏡はパターン発生装置において特別な
用途を有する。そのようなパターン発生装置の一部とし
て、加工物を保持する台と、レーザビーム装置の書込み
レンズに、反射鏡が取付けられる。ビームの位置に対す
る台の位置に追従するために差動干渉計が用いられる。
その差動干渉計の出力が本発明の操向反射鏡に結合され
る。加工物が上に保持されている台と書込みビームの間
で修正を行う必要が生ずると、差動干渉計は信号を操向
反射鏡へ送つて操向反射鏡を偏向させる。先に述べたよ
うに、操向反射鏡の偏向の大きさの決定および制御を差
動インピーダンス・トランスデューサを用いて行うこと
ができる。
本発明の別の実施例においては、圧電結晶19はアーム15
に接触して配置される。この構成ではアーム16は用いな
い。このように構成することにより質量が小さくなるか
ら、ピボツトアームの慣性が一層小さくなる。その構成
においては、圧電結晶は軸受18と差動インピーダンス・
トランスデューサ21,23の間に配置される。本発明の更
に別の実施例においては、アーム15のパドル状の延長部
22が差動インピーダンス・トランスデューサ21,23をこ
えて更に延び、圧電結晶19をその延長された部分に結合
させる。
以上、少いエネルギーを用いて高い帯域幅で動作し、精
密に決定できる角度で動かすことができる新規な操向反
射鏡について説明した。
【図面の簡単な説明】
第1図は検流計を用いる従来の操向反射鏡の概略斜視
図、第2図は本発明の装置の好適な実施例の斜視図、第
3図は第2図に示されている本発明の装置の側面図、第
4図は第2図に示されている本発明の装置の平面図であ
る。 14……ピボツトアーム、15,16……アーム、17……反射
面、19……圧電結晶、21,23……差動インピーダンス・
トランスデューサ、24……電圧源。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の端部と第2の端部を有し、支持構造
    体に枢着された部材と、 前記第1の端部に装着された反射手段と、 電圧源に接続された圧電結晶を含み、前記枢着された部
    材に結合されている変位発生手段と、 差動インピーダンス・トランスデューサを含み、前記第
    2の端部の周囲に配置されてその動きを検出する変位検
    出手段と を備えることを特徴とするエネルギービームを偏向させ
    る装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の装置であっ
    て、前記反射手段は反射鏡を備えることを特徴とする装
    置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載の装置であっ
    て、前記第2の端部には減衰手段が設けられていること
    を特徴とする装置。
  4. 【請求項4】第1の端部と第2の端部を有し、枢着され
    た部材と、 この枢着された部材に結合された延長アーム部と、 前記第1の端部に結合された反射手段と、 圧電結晶を含み、前記延長アーム部に結合されている変
    位発生手段にして、前記延長アームを変位させることに
    より前記枢着されて部材を回動させる変位発生手段と、 差動インピーダンス・トランスデューサを含み、前記第
    2の端部の周囲に配置されてその動きを検出する変位検
    出手段と を備えることを特徴とするエネルギービームを偏向させ
    る装置。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第4項記載の装置であっ
    て、前記反射手段は反射鏡を備えることを特徴とする装
    置。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第4項記載の装置であっ
    て、前記延長アーム部は前記枢着された手段にほぼ垂直
    であることを特徴とする装置。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第4項記載の装置であっ
    て、前記第2の端部には減衰手段が設けられていること
    を特徴とする装置。
  8. 【請求項8】パターン発生装置においてエネルギービー
    ムを偏向させる装置において、 第1の端部と第2の端部を有し、支持構造体に枢着され
    た部材と、 前記第1の端部に装着された、エネルギービームを反射
    させる反射鏡と、 圧電結晶を含み、前記枢着された部材に結合されている
    変位発生手段にして、エネルギービームに対する反射境
    の角度を変える変位発生手段と、 前記第2の端部の周囲に配置されてその動きを検出する
    変位検出手段と を備えることを特徴とするエネルギービームを偏向させ
    る装置。
  9. 【請求項9】特許請求の範囲第8項記載の装置であっ
    て、前記変位検出手段は差動インピーダンス・トランス
    デューサを含むことを特徴とする装置。
  10. 【請求項10】特許請求の範囲第8項記載の装置であっ
    て、前記第2の端部には減衰手段が設けられていること
    を特徴とするエネルギービームを偏向させる装置。
  11. 【請求項11】特許請求の範囲第8項記載の装置であっ
    て、前記第2の端部はパドル状の延長部を備えることを
    特徴とする装置。
JP62018764A 1986-09-19 1987-01-30 エネルギ−ビ−ムを偏向させる装置 Expired - Lifetime JPH0782985B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US909701 1986-09-19
US06/909,701 US4778233A (en) 1986-09-19 1986-09-19 Steering mirror

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Publication Number Publication Date
JPS6381922A JPS6381922A (ja) 1988-04-12
JPH0782985B2 true JPH0782985B2 (ja) 1995-09-06

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ID=25427684

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62018764A Expired - Lifetime JPH0782985B2 (ja) 1986-09-19 1987-01-30 エネルギ−ビ−ムを偏向させる装置

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JP (1) JPH0782985B2 (ja)

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