JPS5936820B2 - 走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放射線放出源からのビームによつて試料の表
面（該表面は好ましくは平坦である）を迅速・正確に機
械的にライン走査するための走査装置であつて、この走
査とホト技法の助けにより上記表面上に所定の像を得よ
うとするものアある。

よυ具体的には、本発明の走査装置は超小型（マイクロ
）回路を作成するのに用いられるマスクのパターンを非
常に正確に形成するために意図されている。本発明の走
査装置は、放射線源と、放射線感応媒体と、さらに、第
１の方向において比較的遅い運動を行なうように配置さ
れた第１のスライド、放射線源からのビームによつて放
射線感応媒体の表面を走査するために第２の方向におい
て比較的速い往復運動を行なうように配置された第２の
スライド、第１のスライドを駆動するための第１の駆動
装置、および第２のスライドを駆動するための第２の駆
動装置を備えた、放射線源と放射線感応媒体の間に相対
的運動を行なわせるための手段とを含んでいて、放射線
によつて表面（該表面は好ましくは平坦である）を迅速
・正確に機械的にライン走査することにより超小型回路
作成のためのマスクパターンを形成するのに使用される
種類のものである。

スウエーデン国特許出願第１１７２７／７２号（特許第
３７５２１６号として登録）から、超小型回路を作成す
るためのマスクパターンを形成する目的のこのような種
類の装置は既に知られているｇ本発明の目的は、既知の
同種の上記装置に比較して少なくとも同等の精度を有し
ており、従来の装置よりも軽快で迅速に駆動でき、また
摩耗を受けるのが少なくて精度の良さが長く持続できる
ような走査装置を提供することである。

この目的は、第２のスライド（あるいは対応する振動部
分）を機械的振動系における振動質量を構成するように
配置することによつて達成することができる。

速い運動を行なうスライドが振動系における主たる質量
を構成するようにすれば、振動系の固有振動数または自
己振動数を高く選ぶことにより、対応する走査運動を迅
速に起させるようにすることができる。

従来の既知の装置で行なわれていたような直接的なスラ
イドの機械的駆動は、振動振幅がかなりのものであるか
ら速い走査運動では質量力が大きくなるため適当ではな
い。小さい振動振幅の駆動装置とかなり大きい振動振幅
のスライドとの間に機械的インピーダンス調整を導入す
ることによつて、駆動装置を簡単なものにすることがで
きる。好ましい実施例においては、本発明の走査装置は
、音声スピーカのダイヤフラムを駆動するために用いら
れるのと同じ型の電気機械的駆動装置である脈動手段を
備えている。そのような駆動装置はここで採用される比
較的高い振動数において用いることができ、それゆえ速
い走査を提供することができる。以下、本発明の好まし
い実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。

第１図、第２図および第３図は本発明による走査装置の
実施例の上面図、前面図および側面図をそれぞれ示して
いる。

第１のスライド１１は伝達装置２２を介してステツプモ
ータ２３により駆動される。スデツプモータ２３にはパ
ルス列３８が送られる。このようにして第１のスライド
１１は比較的遅いステツプ運動を行なう。第１のスライ
ド１１は４つの梁１７，１８，１９，２０を含む枠構体
内に正確に装架されている。第１のスライド１１は放射
線感応媒体または試料１４を載置するように配置されて
おり、試料１４はレーザ３１から放出されて変調器３１
ａを通つてきた集束ビームが当たるように配置されてい
る。本走査装置は、さらに、上記ビームを伝送し集束さ
ぜる手段１３を載置する第２のスライド１２を有してい
る。第２のスライド１２は、梁１７，１８，１９，２０
の枠構体内に正確に（好ましくは空気ベアリングによつ
て）装架されており、第１のスライド１１の運動方向に
対して直角の方向に運動できる。第２のスライド１２は
速い往復運動を行なうように配置されているので、第１
のスライド１１も運動を行なうとき、レーザビームは試
料１４上をライン状にラスタ走査する。レーザビームの
強度は変調器３１ａによつて変調されるので、このライ
ン状ラスタ走査の際に鐵またはパターンが試料１４上に
描かれる。第１図に示した実施例においては、速い運動
を行なう第２のスライド１２は摩擦を最小にするために
空気ベアリングを用いて装架されている。

これによつて、固有振動数原理に従つてスライドを動作
させるのが容易になる。第２のスライド１２は第１図に
示したように２つのらせん状バネ２と３の間に張られて
いる。

各バネの一端は第２のスライド１２に固定接続され、他
端はピン（第２図に点線で示されている）のような適当
な係留手段につながれている。もの第２のスライド１２
が平衡位置から外れると、第２のスライド１２はスライ
ドの質量とバネ復帰力（バネ係数）によつて決まる固有
振動数で平衡位置のまわりで振動する。損失が少ないの
で、少しのエネルギー消費でもつて振動を引き起すこと
ができる。このことは第１図においては電気力学的ある
いは電磁気的１駆動装置９（音声スピーカダイヤフラム
駆動系）によつて行なわれ、駆動装置９は例えはパルス
信号発生器４（正弦波信号発生器でもよい）を含む発生
器によつて駆動される。駆動装置９は、第１図に点線で
示したフツクによつて、バネ２の係留手段に近接した位
置でバネ２に接続ないし係合されている。パルス信号発
生器４は、機械的振動系の固有振動数に対応する周波数
に調整Δれる。

パルス信号発生器４の電力は振動の振幅が良好なマージ
ンで得られるように調整される。振動するスライドの振
幅の正確な制御は、例えは、速度測定装置や端位置測定
装置の助けによつて行なうことができる。速度測定装置
を設計する場合には、測定用パルス列を与える光学的あ
るいは磁気的な技法が都合よく用いられる。光学的な方
法の例としてはレーザ干渉法があり、光のビームを固定
光学格子と可動光学格子に通すことにより光パルスが発
生される。磁気的な方法の例では、テープレコーダ原理
に従つて、例えば可動磁気スケールと固定磁気ヘツドの
助けによつて、電気パルスが発生される。好ましい実施
例によれは、第２のスライド１２の速度は、第４図に示
したようなそれ自体は既知であるレーザ干渉法によつて
測定される。測定用レーザ４３（６３２８Ｘの波長を有
するＨｅ一Ｎｅ−レーザ）からのビームはビーム分割器
４２によつて２つの成分に分割され、一方の成分は第２
のスライド１２に取付けられた可動鏡４０へ送られ、曲
方の成分は固定基準鏡４１へ送られる。戻つてきた２つ
のビームは再びビーム分割器４２中で混合されて光検出
器４４へ送られる。光検出器４４からの検出信号は増幅
器４５により増幅され、パルス整形器４６で測定用パル
ス列として整形される。測定用パルス列の周期Ｔは第２
のスライド１２の速度とともに変化する。ＲＣ回路を通
ると、パルス信号発生器４へ送られる制御信号Ｖｒｅｇ
は上記測定用パルス列の平均電圧となり、周期Ｔが短か
いほど制御信号Ｖｒｅｇは高くなる。この帰還制御信号
Ｒｅｇはパルス信号発生器４の電力を調整して第２のス
ライド１２の速度（従つてその振幅）を所望の値で安定
化させる。１駆動装置９は第２のスライド１２に直接接
続することができるが、必要なストロークを少なくする
ために［音声スピーカコイル」かバネ２によつてその接
続位置１０に接近して接続されている。

このようにすれば、スライドの振幅を５〜１０ｃＴｎと
するには音声スピーカコイルが数Ｍｕ動くだけでよい。
１駆動はモータの助けによつて行なつてもよい本発明の
概念を逸脱することなく、さらに別の実施例が考えられ
ることは明らかである。

例えは、らせん状バネを平坦なバネで置換え、駆動装置
を平坦なバネの固定端からある距離離して接続してもよ
い。図示の実施例では駆動装置は音声スピーカダイヤフ
ラム用の適当な電気力学的，駆動系で構成されているが
、同じ目的のために電磁気的あるいは圧電的系を用いる
こともできる。さらに、空気力学的１駆動装置を用いる
ことができる。この場合には、振幅測定装置として流量
計を用い、制御信号の増幅器としても流量計を用いる。
また、電気時計の振子を動かす１駆動装置等も用いるこ
とができる。既に述べたように、正確な振幅制御は端位
置測定装置によつて行なうこともできる。

そのような装置としては、誘導性、容量性、空気力学的
あるいは光学的変換素子が含まれる。さらに、帰還制御
信号は、パルス信号発生器４の周波数を制御する電圧で
もよく、この場合、発生器の周波数を、振動系の振動数
付近の正常値から振幅を増加さぜるべきときには振動系
の振動数に近づけ、また振幅を減少さぜるべきときには
その値から遠ざける。

そのような帰還電圧は種々の方法によつて得られ、それ
らは当業者には明らかである。帰還制御信号はまた、パ
ルス信号発生器の位相を振動系に対して相対的に制御す
る電圧でもよく、この場合、その振幅が減少すると発生
器の位相はますます外れる方向へ向かい、振幅が増大す
るとその逆になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による走査装置の実施例の上面図、第２
図は同前面図、第３図は同側面図、第４図は好ましい振
幅制御装置を示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 超小型回路を作成するためのマスクパターンが上に
   形成されるようになつている試料１４の表面を放射線に
   よつて機械的に走査するための走査装置であつて、放射
   線源３１と、前記試料表面上の放射線感応媒体と、前記
   試料を載置している第１のスライド１１と、該第１のス
   ライドを第１の方向において運動させる第１の駆動手段
   ２３と、第２のスライド１２と、前記放射線源からの放
   射線を前記試料表面上の前記放射線感応媒体に伝送する
   ために前記第２のスライドに取付けられている伝送手段
   １３と、前記第２のスライドを前記第１の方向とは別の
   第２の方向において往復運動させる第２の駆動手段とを
   備えており、該第２の駆動手段が、前記第２のスライド
   をその固有振動数での機械的振動をさせるために前記第
   ２のスライドに接続されていてそこにバネ復帰力を連続
   的に与えるバネ手段２、３、前記固有振動数で動作する
   ものであつて調整された振幅で前記第２のスライドの前
   記往復運動を維持するために前記第２のスライドに対し
   て前記バネ手段を介して絶えず弾性的に結合されている
   脈動手段９、該脈動手段にこれを前記第２のスライドの
   前記固有振動数で駆動させるため接続された信号発生器
   手段４、前記第２のスライドの往復運動の振幅あるいは
   速度を測定するための測定手段、および前記第２のスラ
   イドの前記調整された振幅での前記往復運動を維持する
   ため前記測定手段からの信号を前記信号発生器手段に送
   る帰還制御手段から構成されていることを特徴とする走
   査装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載において、前記第２の駆
   動手段が前記第２のスライドのための走行路を設定する
   ためのベアリング手段１７、１８を含んでいることを特
   徴とする走査装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載において、前記バネ手段
   が前記第２のスライドに固定接続された一対の対向バネ
   ２、３とこれらバネを前記走行路に沿つて前記第２のス
   ライドに対し離隔関係で係留する係留手段とから成つて
   おり、前記脈動手段が前記一対のバネの１つにそのバネ
   の係留手段に近接した位置で係合できるようになつてい
   ることを特徴とする走査装置。