JPS60121423A - レ−ザビ−ム偏向装置 - Google Patents
レ−ザビ−ム偏向装置Info
- Publication number
- JPS60121423A JPS60121423A JP59227733A JP22773384A JPS60121423A JP S60121423 A JPS60121423 A JP S60121423A JP 59227733 A JP59227733 A JP 59227733A JP 22773384 A JP22773384 A JP 22773384A JP S60121423 A JPS60121423 A JP S60121423A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- axis
- lens
- precision
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/33—Acousto-optical deflection devices
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、レーザビーム偏向装置の改良に関するもので
ある。
ある。
（１）
〔発明の背景〕
従来、レーザビーム偏向装置はポリゴンミラを使用した
もの（参照： Ｂｅ１ｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ、Ｉｏｕｒｎａｌ、 ｖｏｆｌ 、４９ ＋ １
９７０＋ ｐ、２０３３） 、あるいは、機械的往復運
動によるものがある（参照： Ｂｅ１ｌＬａｂｏｒａｔ
ｏｒｙ Ｒｅｃｏｒｄ、 ｖｏ Ｑ 、 ５７ 、１９
７９． ｐ、 １９２−１９８ ）。前者において、ポ
リゴンミラを使用した偏向装置は大きなＦ−ｆＪレンズ
を用い、大角偏向で広範囲を偏向し、直角方向は移動台
により、連続あるいは断続的に移動を行って２軸偏向が
行われた。この場合、偏向速度は速いが絞られたレーザ
スポット径が大きく、精密偏向や分解能に問題がある。
もの（参照： Ｂｅ１ｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ、Ｉｏｕｒｎａｌ、 ｖｏｆｌ 、４９ ＋ １
９７０＋ ｐ、２０３３） 、あるいは、機械的往復運
動によるものがある（参照： Ｂｅ１ｌＬａｂｏｒａｔ
ｏｒｙ Ｒｅｃｏｒｄ、 ｖｏ Ｑ 、 ５７ 、１９
７９． ｐ、 １９２−１９８ ）。前者において、ポ
リゴンミラを使用した偏向装置は大きなＦ−ｆＪレンズ
を用い、大角偏向で広範囲を偏向し、直角方向は移動台
により、連続あるいは断続的に移動を行って２軸偏向が
行われた。この場合、偏向速度は速いが絞られたレーザ
スポット径が大きく、精密偏向や分解能に問題がある。
一方、後者は対物レンズを試料台に平行な機械的往復運
動を行うことにより大面積偏向が行われた。この場合、
レーザプローブ径は小さいが、偏向速度や精密偏向に問
題がある。
動を行うことにより大面積偏向が行われた。この場合、
レーザプローブ径は小さいが、偏向速度や精密偏向に問
題がある。
本発明は、上記の点に着目してなされたものであり、レ
ーザビームを用いた高速高精度偏向装置を得ることを目
的とするものである。
ーザビームを用いた高速高精度偏向装置を得ることを目
的とするものである。
（２）
〔発明の概要〕
」−記の１］的を達成するため、本発明では、主に以下
に述べる３点を有機的に使用した。第１に、従来使用し
ていたポリゴンミラや機械的往復偏向の代りに音響光学
素子を用いた。Ｉノーザビームのスポット径Ｄｇはレー
ザビームがガウシアン分布しているものとすると、（１
）式のように表わされる。ただし、λはレーザビームの
波長、ｆは対物レンズの焦点距離、ω。はレーザビーム
がレンズに入射するさいのビーム径を表わしている。
に述べる３点を有機的に使用した。第１に、従来使用し
ていたポリゴンミラや機械的往復偏向の代りに音響光学
素子を用いた。Ｉノーザビームのスポット径Ｄｇはレー
ザビームがガウシアン分布しているものとすると、（１
）式のように表わされる。ただし、λはレーザビームの
波長、ｆは対物レンズの焦点距離、ω。はレーザビーム
がレンズに入射するさいのビーム径を表わしている。
π ω０
また、偏向角Ｏに対する偏向量Ｌｄは（２）式のように
表わされる。
表わされる。
Ｌ ｄ ＝ ｆ −ｔａｎ Ｏ−（２）（１，）、（２
）式より、レーザビームスポット径をレーザ波長距離に
絞り、偏向量を大きくするには、焦点距離を長くし、さ
らに、レンズへの入射ビーム径を大きくすることが必要
である。しかし、このような仕様を満足するレンズは不
可能であり、限度がある。すなわち、レーザビームスボ
ッ１〜径をレーザ波長前後に保つためには、偏向量を微
小の長さに設定しなければならない。したがって、ポリ
ゴンミラより偏向周波数が高く、制御性が高い音響光学
素子を使用した方が有利である。
）式より、レーザビームスポット径をレーザ波長距離に
絞り、偏向量を大きくするには、焦点距離を長くし、さ
らに、レンズへの入射ビーム径を大きくすることが必要
である。しかし、このような仕様を満足するレンズは不
可能であり、限度がある。すなわち、レーザビームスボ
ッ１〜径をレーザ波長前後に保つためには、偏向量を微
小の長さに設定しなければならない。したがって、ポリ
ゴンミラより偏向周波数が高く、制御性が高い音響光学
素子を使用した方が有利である。
第２に、（１）式に示したようにスポット径をレーザ波
長程度に絞るにはレンズに入射するレーザビーム径を大
きく設定しレンズの有効径をいっばいに使用する必要が
ある。したがって、本発明には偏向器と対物レンズの間
に偏向器の偏向点を対物レンズ中心に投影し、レーザビ
ーム径を広げることが可能なりレーレンスを設置した。
長程度に絞るにはレンズに入射するレーザビーム径を大
きく設定しレンズの有効径をいっばいに使用する必要が
ある。したがって、本発明には偏向器と対物レンズの間
に偏向器の偏向点を対物レンズ中心に投影し、レーザビ
ーム径を広げることが可能なりレーレンスを設置した。
第３は、上述のごとく微小偏向であるため、広範囲偏向
を可能にする２軸高速高精度移動台を本発明に設置する
ことにより、本発明の目的を達成している。
を可能にする２軸高速高精度移動台を本発明に設置する
ことにより、本発明の目的を達成している。
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
図は本発明をパターンジェネレータに応用した場合の概
略図を示す。潜像形成用あるいばレーザ加工用レーザ源
１から出力されたレーザ光２１は集光レンズ２により、
光変調器３の変調中心に結像される。変調後、再びレー
ザ光２１はコンデンサレンズ４により平行光に直され、
アパチャ５を介してＸ軸音響光学偏向器６およびｙ軸音
響光学偏向器７でｘ’ｙ軸方向に偏向される。音響光学
偏向器としては、例えば、酸化テレル、ニオブ酸リチウ
ム、モリブデン酸鉛製等が適用される。偏向器６，７を
通過後、リレーレンズ８とレーザ光２］の光路とビーム
形状が成形され、さらに対物レンズ９で試料１８面にビ
ームスポットを結像し、微小範囲を高速高１！ｉ１度の
偏向を行う。図では連続送りのラスク偏向の場合を示し
ている。すなわぢ、レーザビームはＸ方向に微小偏向さ
れ、Ｙ軸移動用モータ１３で直角方向に連続送りし、狭
い縞状部分を偏向し、さらに、Ｘ軸径動用モータ］４に
より連続あるいは断続的送りにより綿状部分を徐徐に偏
向し、広範囲の面積を完全にレーザビーム２１が偏向す
る。
略図を示す。潜像形成用あるいばレーザ加工用レーザ源
１から出力されたレーザ光２１は集光レンズ２により、
光変調器３の変調中心に結像される。変調後、再びレー
ザ光２１はコンデンサレンズ４により平行光に直され、
アパチャ５を介してＸ軸音響光学偏向器６およびｙ軸音
響光学偏向器７でｘ’ｙ軸方向に偏向される。音響光学
偏向器としては、例えば、酸化テレル、ニオブ酸リチウ
ム、モリブデン酸鉛製等が適用される。偏向器６，７を
通過後、リレーレンズ８とレーザ光２］の光路とビーム
形状が成形され、さらに対物レンズ９で試料１８面にビ
ームスポットを結像し、微小範囲を高速高１！ｉ１度の
偏向を行う。図では連続送りのラスク偏向の場合を示し
ている。すなわぢ、レーザビームはＸ方向に微小偏向さ
れ、Ｙ軸移動用モータ１３で直角方向に連続送りし、狭
い縞状部分を偏向し、さらに、Ｘ軸径動用モータ］４に
より連続あるいは断続的送りにより綿状部分を徐徐に偏
向し、広範囲の面積を完全にレーザビーム２１が偏向す
る。
この時、レーザ狽り長器１５はＹ軸移動用テーブル１−
１に装着された副長用ミラー１０に測定用しく５） −ザ光２２．２３を照射し、移動時の移動台の位置を精
密に測定し、目標値との誤差および送り速度ムラ量をコ
ントローラ１９に送り、音響光学偏向器６，７で誤差量
を補正し、高速高精度偏向を達成している。また、所望
のパターンデータは計算機２０に格納され、コントロー
ラ１９を通して。
１に装着された副長用ミラー１０に測定用しく５） −ザ光２２．２３を照射し、移動時の移動台の位置を精
密に測定し、目標値との誤差および送り速度ムラ量をコ
ントローラ１９に送り、音響光学偏向器６，７で誤差量
を補正し、高速高精度偏向を達成している。また、所望
のパターンデータは計算機２０に格納され、コントロー
ラ１９を通して。
偏向位置に同期し、光変調器３を動作し、所望のレンズ
１〜潜像、静電潜像および加工度を得るものである。な
お、図中１２はＸ軸移動テーブル、１６．１７はレーザ
用ベンダを示す。
１〜潜像、静電潜像および加工度を得るものである。な
お、図中１２はＸ軸移動テーブル、１６．１７はレーザ
用ベンダを示す。
上記例ではパターンジェネレータへ適用した場合を示し
たが、その他、マスク検査装置およびマスク修正装置等
への適用が可能である。また、本具体例は移動台連続送
りのラスク走査方式の場合を示したが、本発明は移動台
ステップ・アンド・リピート送りのラスク走査方式およ
びランダム・アクセス走査方式に対しても実現可能であ
る。
たが、その他、マスク検査装置およびマスク修正装置等
への適用が可能である。また、本具体例は移動台連続送
りのラスク走査方式の場合を示したが、本発明は移動台
ステップ・アンド・リピート送りのラスク走査方式およ
びランダム・アクセス走査方式に対しても実現可能であ
る。
以」二の説明のごとく、本発明は、高速高精度偏向が必
要とされる半導体リソグラフィ技術へのしく６） −ザビーム応用を容易ならしめるものである。また、本
発明によれば偏向速度は従来のものと比較し、約］−桁
程度性能アツブおよびパターン形成時間の短縮化が高精
度を保ったまま計れるなど、種種なる利点を有するもの
である。
要とされる半導体リソグラフィ技術へのしく６） −ザビーム応用を容易ならしめるものである。また、本
発明によれば偏向速度は従来のものと比較し、約］−桁
程度性能アツブおよびパターン形成時間の短縮化が高精
度を保ったまま計れるなど、種種なる利点を有するもの
である。
図は、本発明をパターンジェネレータへ適用した例を示
す概略図である。 図において、１・・レーザ加工用レーザ源、３・・・光
変調器、６・・Ｘ軸音響光学偏向器、７・・・ｙ軸音響
光学偏向器、８・・・リレーレンズ、９・・・対物レン
ズ、］８・・試料、］−９・・・コントローラ、２０・
・・計算機。 （７）
す概略図である。 図において、１・・レーザ加工用レーザ源、３・・・光
変調器、６・・Ｘ軸音響光学偏向器、７・・・ｙ軸音響
光学偏向器、８・・・リレーレンズ、９・・・対物レン
ズ、］８・・試料、］−９・・・コントローラ、２０・
・・計算機。 （７）
Claims (1)
- レーザビームを微小スポットに絞り、精密に大面積偏向
するレーザビーム偏向装置において、レーザビームを微
小スポット径に保持し微小範囲を偏向する１軸もしくは
２軸方向に偏向可能な音響光学偏向器と、対物レンズ中
心に上記偏向器を投影し、レーザビーム径を広げるリレ
ーレンズと、微小スポットに結像可能な対物レンズと、
２軸移動可能な高速高精度移動台と、該移動台の位置検
出可能な精密位置検出器と、上記各機能を有機的制御し
、レーザビームを広範囲に精密偏向可能なコントローラ
とを具備せしめて大面積高速高精度レーザビーム偏向を
行うようにしたことを特徴とするレーザビーム偏向装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59227733A JPS60121423A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | レ−ザビ−ム偏向装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59227733A JPS60121423A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | レ−ザビ−ム偏向装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60121423A true JPS60121423A (ja) | 1985-06-28 |
Family
ID=16865506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59227733A Pending JPS60121423A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | レ−ザビ−ム偏向装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60121423A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4313111A1 (de) * | 1993-04-22 | 1994-10-27 | Roland Man Druckmasch | Verfahren zur Herstellung einer druckenden Vorlage, insbesondere einer Druckform einer Druckmaschine |
| WO2004012309A3 (en) * | 2002-07-30 | 2004-04-08 | Massachusetts Inst Technology | Using optical solitons to increase figure-of-merit of laser beam deflection devices |
| JP2004535596A (ja) * | 2001-05-03 | 2004-11-25 | ケーエルエー・テンコール・テクノロジーズ・コーポレーション | 光ビームに試料全体を走査させるためのシステムおよび方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52128067A (en) * | 1976-04-20 | 1977-10-27 | Nec Corp | Pattern formation system |
| JPS55117237A (en) * | 1979-03-02 | 1980-09-09 | Hitachi Ltd | Device for drawing image by electron beam |
-
1984
- 1984-10-31 JP JP59227733A patent/JPS60121423A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52128067A (en) * | 1976-04-20 | 1977-10-27 | Nec Corp | Pattern formation system |
| JPS55117237A (en) * | 1979-03-02 | 1980-09-09 | Hitachi Ltd | Device for drawing image by electron beam |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4313111A1 (de) * | 1993-04-22 | 1994-10-27 | Roland Man Druckmasch | Verfahren zur Herstellung einer druckenden Vorlage, insbesondere einer Druckform einer Druckmaschine |
| DE4313111C2 (de) * | 1993-04-22 | 1999-05-06 | Roland Man Druckmasch | Verfahren zur Herstellung einer druckenden Vorlage, insbesondere einer Druckform einer Druckmaschine |
| JP2004535596A (ja) * | 2001-05-03 | 2004-11-25 | ケーエルエー・テンコール・テクノロジーズ・コーポレーション | 光ビームに試料全体を走査させるためのシステムおよび方法 |
| WO2004012309A3 (en) * | 2002-07-30 | 2004-04-08 | Massachusetts Inst Technology | Using optical solitons to increase figure-of-merit of laser beam deflection devices |
| US7027681B2 (en) | 2002-07-30 | 2006-04-11 | Massachusetts Institute Of Technology | Using optical solitons to increase figure-of-merit of laser beam deflection devices |
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