JPS60124939A - レ−ザ露光装置 - Google Patents

レ−ザ露光装置

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Publication number
JPS60124939A
JPS60124939A JP58234745A JP23474583A JPS60124939A JP S60124939 A JPS60124939 A JP S60124939A JP 58234745 A JP58234745 A JP 58234745A JP 23474583 A JP23474583 A JP 23474583A JP S60124939 A JPS60124939 A JP S60124939A
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JP
Japan
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lens
laser
light
laser beam
expander
Prior art date
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Pending
Application number
JP58234745A
Other languages
English (en)
Inventor
Norihisa Ito
徳久 伊藤
Tomoaki Inage
稲毛 智哲
Hideaki Ono
英明 大野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Priority to DE19843445342 priority patent/DE3445342A1/de
Publication of JPS60124939A publication Critical patent/JPS60124939A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70383Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
    • G03F7/704Scanned exposure beam, e.g. raster-, rotary- and vector scanning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K15/00Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
    • G06K15/02Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers
    • G06K15/12Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers
    • G06K15/1204Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers involving the fast moving of an optical beam in the main scanning direction
    • G06K15/1219Detection, control or error compensation of scanning velocity or position, e.g. synchronisation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザ光により精密な印刷パターン等を感光
相l−に描くレーザ露光装置に係り、特に描画線幅を自
由に設定できるようにした装置に関する。
この種のレーリ゛露光装置は、レーザビームプリンタや
ICC基環等プリント基板パターンの描画装置として用
いられている。第1図は、モニタ光による描画レーザ光
の位置検出光学装置をfolλたレーザ露光装置を示す
もので、まずこの装置の構成、およびこの装置では描画
線幅を自由に設定することができない理由を説明する。
レーザ光Xi tlを出たレーザ光は、超音波光変調器
12およびビームエキスパンダL3を介して回転ポリ」
ン鏡14に照射され、ここで反射した後、f 01/ン
ズ15、ターニングミラー16を介してフィルムシート
(被露光材料)17に照射される。フィルムシート17
に至る描画レーデ光Bは、回転ポリゴン鏡14の回転に
伴ないX方向に走査されることとなり、他力フィルムシ
ート17は図示しない送り機構によってy方向に駆動さ
れるため、゛1次元方向の描画ができる。第2図は超音
波光変調器12の原理図であって、光変調素子の結晶1
2aに特定の方向から超音波を当てると、レーザ光が入
射方向0の2倍の角度(20)にプラグ(Bragg)
回折する。この回折角20は、超ff波の1“?速Vと
超音波周波数fおよびレーザ光の波長入によって定まる
(2θ=入d / v )。したがって超音波をオンオ
フしてやると、超音波光変調器12から出ていくレーザ
光の一部分が0次方向と1次方向に切り換わる。」―記
フィルムシー)17に達する描画レーザ光はこの1次光
を用いるもので、0次光は、遮光板19によりカッ)さ
れ、回転ポリゴン鏡14には至らない。なおfOレンズ
15は、通常の′り゛真しンズやフーリエ変換レンズと
異なり、焦点距#f、入射角0に対し、その像高yかy
=fθとなる特性があるもので、回転ポリゴン鏡14で
反射yれるレーザ光をリニアにフィルムシート17上1
こ再現することができるので、この種露光装置の結像レ
ンズとして広く用いられている。
1−記構両し−ブ光のX方向の位置を検出するモニタ光
学系は、1tfl音波光変調器12のi(Iに置いたビ
ームスプリンタ(ハーフミラ−)20によって分離され
たモニタ光Mを用いるもので、このモニタ光Mは、モニ
タ光バイパス光路21を通って、(「fび回転ポリ」ン
鏡14に入射する。モニタ光バイパス光路21は、三個
のミラー22からなっており、中間にビームエキスパン
ダ23が配設されている。モニタ光Mは、回転ポリゴン
鏡14に対する平面的な入射方向は描画レーザ光Bと同
一で、高さ方向の入射位置は、描画レーザJBより若干
低くなるようにしである。そしてこのモニタ光Mは、回
転ポリゴン鏡14で反射され、f01/ンズ15を通っ
た後、ターニングミラー16を介してフィルムシート1
7方向に曲折される。そしてフィルムシート17に到達
する前にビームペンタ25により曲折されて位置検出ス
ケール26に至り1位置検出スケール26を通過したレ
ーザ光が集光ミラー27を介して光電変換器28に入用
する。集光ミラー27は位置検出スケール26を通過し
たモニタ光をすべて光電変換器28に入射させるように
形状を定めたもので、集光ミラー27以外にも光ファイ
バを用いて光電変換器28に集光するようにしたタイプ
も知られている。
位置検出スケール26は、第3図に示すようにX方向に
連続する、スリット状の透光部30と遮九部31を3E
−17−に有する格子体からなるもので、これをモニタ
光が走査すると、光重変換器28によって第4図に模式
的に示すようなスケール(透光部)検出信号(パルス)
が検出される。透光部30のピンチpは、描画レーザ光
の最小分解能に合わせて定められるが、同時に隣り合う
描画レーリ゛光のスボントが適当帛、オーバランプする
ようにλ7I!定される。几体的にはスボント径をD3
とすると、D3ン2p程度にするのがtj′通である。
そしてこのパルスは、〔ニジ光が透光部30を通過する
度に発廿られるから、最初からのパルス数をカウントす
ることによってモニタ光のX方向の位置、つまりクィル
トシート171−に走査される描画レーザ光のX方向の
位置を検出することができる。よってこの位置検出6吐
に応じ、超音波光変調器12に′jえるJp j’f波
をオンオフすることにより、フィルL、シ・−1−1,
7、l−に精密な描画を行なうことかでyる。このよう
なフィードバック系によれば、回転ポリ:fン鏡14の
回転速1■精度、反射+/+i ty−1i函を古1f
t k、 ス1.% I−) f n lz vプIR
mM−ずa= M 1分でなくとも、実際にフィルムシ
ートl 7−にに走査されている描画レーザ光の位置を
知って超j′f波光変調器12をオンオフすることがで
きるので。
より精密で正確な描画を行なうことができる。
第5図は、以にのようにして描画レーザ光Bによって描
かれる直線を拡大して示すものである。
いま描画レーザ光Bのビーム系をD3とし、X方向への
センタラインを固定して考えた場合、1−記構画ビッチ
Pを用いて描画n(能な#i幅はWnはWl =D3 W2=2p+03 W3=4p+D3 Wn =2(n−1) +D3 (1)よって線幅のt
l(変幅ΔWは、 ΔW=Wn −Wn−1= 2 p (2)であり、2
p以下でMA幅を変更することはできなかった。
しかし実際には、例えばプリント基板等の表面に感光膜
を塗布して描画し、これを現像した後エツチングしてパ
ターンを作成する場合には、エンチングに程における線
幅の太り、細り、サイドエッヂ等の影響を考慮して原パ
ターンの線幅を決定する必要がある。レーザを用いない
従来のフォト自動製図機では、この線幅の調整がo(能
であったが、レーザプロッタ(n光装置)ではこの線幅
調整はできなかった。
本発明は、描画線幅を自由に設定することができるレー
ザ露光装置を提案して、レーザプロッタにおいてもより
細密な種々の形状を描画することができるようにするこ
とを目的としてなされたもので、描画レーデ光の光学系
中に設置されるビームエキスパンクをズームレンズを含
む変倍光学系から構成し、これの焦点距離を変化させる
ことによって描画レーデ光のビーム径をII)変とした
ことを特徴としている。
第6図についてビームエキスパンダをズームレンズとす
ることにより、描画ビームの径D3を変化させることが
でき、したがって描画線幅を変化さゼることかできる理
由を説明する。第6図はレーザ光源11、固定レンズ4
1とズームレンズ42な有するビームエキスパンダ43
、fOレンズ15およびフィルムシー)17以外の要素
を省いて描いた本発明のレーザ露光装置の実施例で、レ
ーザ光源11からのレーザ光径Dl、ビームエキスパン
ダ43を出たレーザ光径D2.およびフィルムシート1
7に達する最終的な描画ビーム径D3を、それぞれガウ
スビームのl / e 2のfイと仮定すると、光の回
折理論から D3=1.27人f3/D、2 となる。ここで入はレーザ光の波長、f3はfOレンズ
15の焦点距離である。
またビームエキスパンダ43の固定レンズ41の焦点距
離をfl、同ズームレンズ42の焦点距離をf2とする
と、上記D2は D2 = (f2 /fl ) DI で学えられるから、 D3=1.2?入−f3 ・fl /f2 −Diとな
る。よってf2.つまりビームエキスパンダ43のズー
1、レンズ42の焦点距離を変化させることにより、描
画スポット径を変えることができる。
そしてD3を変化させることができれば、上記(1)式
から明らかなように描画線幅Wnを変えることができる
。またこのD3の可変幅ΔD3は、2pより小さくする
必要はない。つまりΔD3≧2 p (3) とすれば、2p以1−のすべての線幅を描画することが
できる。
具体例を次表に示す。
p 入 旧 fl f2 D2 f3 D’3gm n
m mm mm IIIIl mm mm gm!10
 4.2 101 25.4 488 0.718.4〜 〜687 〜2
80 10.640 Δ034101−40(μm)=BLILm≧2Pであ
るから、に記(3)式の条件を満たしており、すべての
線幅が描画it)能である。
第7図は、−1−表に示した焦点距離110−280 
mmのズームレンズの具体例である。このズームレンズ
は前後2群の可動レンズL1.L2からなるもので、同
図(A)が最短焦点圧+11&(110mm) 、回(
B)が中間の焦点距@(+55m11) 、同(C)が
最長焦点距離(280ma+)の状態をそれぞれ示して
いる。
勿論図示ズームレンズは−・例を示すもので、本発明は
他の構成のズームレンズも使用し得る。また図示例では
ビームエキスパンダ43が固定レンズ41とズームレン
ズ42とからなっているが、ズームレンズのみからビー
ムエキスパンダを構成してもよい。
なお第1図に示したレーザ露光装置のモニタ光による走
査位置検出装置は、モニタ光の位lから描画レーザ光の
位置を正確に検出することができるという利点があるが
、本発明は、このようなモニタ光による走査位置検出装
置の有無およびその構成を間うものではない。描画ピッ
チPは、このような走査位置検出装置によることなく、
電気的に発生させるクロフクパルスその他によっても、
設定することかできる。
以1−のように本発明のレーザ露光装置は、ズーL、l
/ンスを右゛する光学系によって、描画レーザ光の1ギ
を拡大するビームエキスパンダを構成したものであるか
ら、その焦点距汚を変化させることにより描画レーリ゛
光の径を変化さゼることができる。したかっC描画線幅
を自由に設定してより精冨な描画を行なうことができる
。特にプリント基板のエンj−ング用パターンを作成す
る局舎には、経験的に知られるエンチング「程における
線幅の太り、細り等を考慮した細密な線幅を実現でき、
より111現(’l高く精密にパターンを描画すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はレーザ露光装置の従来例を示す刺視図、第2図
はl1rt fY波光変調器の作用を示す模式図、第3
図は位置検出スケールの例を示す拡大図、第4図は(1
′(置検出スケールによる位置検出信号を模式的に示す
グラフ、第5図は描画レーザ光の描画ピッチpとレーザ
ビーム径および描画線幅の関係を示すj1面図、第6図
はレーザ光源、ズームレンズを有するビームエキスパン
ダ、fθレンズ、およびフィルムシート(被露光材才゛
1)のみを取り出して描いた、本発明のレーザ露光装置
の実施例を示す光学配置図、第7図は本発明装置に用い
るズームレンズの具体例を示すレンズ構成図で、(A)
、(B)、(C)はそれぞれ異なる焦点圧熱の状態を示
している。 11・・・レーザ光源、12・・・超音波光変調器、1
4・・・回転ポリゴン鏡、15・・・foレンズ、17
・・・フィルムシート(被露光材木’l)、26・・・
位置検出スケール、27・・・集光ミラー、28・・・
光電変換器、30・・・透光部、31・・・遮光部、4
2・・・ズームレンズ、43・・・ビームエキスパンダ
、B・・・描画レーザ光、M・・・モニタ光。 4、′r許出出願人 旭光学]二業株式会社同代理人 
玉 浦 邦 大 第3図 3130 第6図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)l/−リ゛光を超音波光変調器、ビームエキスパ
    ンダ、回転ポリゴン鏡および結像レンズを介して被露光
    材料1.に走査さぜ、に記、1flffr波光変調器に
    よるレーデ光のオンオフにより被露光材料にに描画する
    レーザ露光装置において、1−記ビートエキスパンダを
    ズームレンズを含む変倍光学系から構成し、被露光材料
    に至るレーデビーム径をIIf変としたことを特徴とす
    るレーザ露光装置。
JP58234745A 1983-12-12 1983-12-12 レ−ザ露光装置 Pending JPS60124939A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58234745A JPS60124939A (ja) 1983-12-12 1983-12-12 レ−ザ露光装置
DE19843445342 DE3445342A1 (de) 1983-12-12 1984-12-12 Laserstrahlbelichtungssystem

Applications Claiming Priority (1)

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JP58234745A JPS60124939A (ja) 1983-12-12 1983-12-12 レ−ザ露光装置

Publications (1)

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JPS60124939A true JPS60124939A (ja) 1985-07-04

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ID=16975689

Family Applications (1)

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JP58234745A Pending JPS60124939A (ja) 1983-12-12 1983-12-12 レ−ザ露光装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0902945A4 (en) * 1996-05-31 1999-09-22 Cinram Inc POINT SIZE SETTING SYSTEM IN AN OPTICAL RECORDING SYSTEM
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CN112304868A (zh) * 2019-07-24 2021-02-02 上海科技大学 便携式光声成像装置、变焦扩束装置、及光声成像试验系统

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