JPS62254427A

JPS62254427A - レ−ザ描画装置

Info

Publication number: JPS62254427A
Application number: JP61098743A
Authority: JP
Inventors: Mitsunobu Katayama; 片山　光庸
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1986-04-28
Publication date: 1987-11-06

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、試料上にブランキングされたレーザ光線を照
射して所定のパターンを描画するレーザ描画装置に係り
、特に試料の速度ムラによる誤差を除去できるようした
レーザ描画装置の改良に関する。

〔背景技術とその問題点〕

近年、Ｐ　ＣＢ　（Ｐｒｉｎｔ　Ｃ１ｒｃｕｉｔ　Ｂｏ
ａｒｄ）等の試料に直接的にパターンを描画するものと
して、レーザビームを利用したレーザ描画装置が開発さ
れている。この装置は、試料を一方向（Ｙ走査方向）に
連続移動しながら、この移動方向と直交する方向（Ｘ走
査方向）にレーザビームを走査し、ビームの０Ｎ−ＯＦ
Ｆを制御するいわゆるブランキングすることにより、ラ
スクスキャン方式でパターンを描画するものである。そ
して、大面積の試料であっても比較的短時間で描画でき
るという特徴を有している。

ここに、従来のレーザ描画装置を第４図、第５図を参照
して説明する。レーザ描画装置は描画装置本体８０と制
御部１００とがら構成されている。

すなわち、描画装置本体８０は、Ａｒレーザ等のレーザ
ビームを放射するレーザ発振器８１、ビームの光路を変
える反射鏡１２ａ〜１２ｄ、ビームをブランキングする
音響光学変調器（以下ＡＯＭと略記する）８３、ビーム
を反射して試料９０上でＸ方向に走査するポリゴンミラ
ー８４、Ｆθレンズ８５、シリンドリカルレンズ８６、
対物ミラー８７および試料９０を載置する試料ステージ
９１等から構成されている。

ポリゴンミラー８４は、第１のモータ９６により回転駆
動されるが、ポリゴンミラー８４の回転軸には該ミラー
８４の回転量を検出するロータリーエンコーダ９９が設
けられている。試料９０上にレザービームを集束させる
ための対物ミラー８７には、該ミラー８７の傾斜を調整
するための第２のモータ９７が設けられている。試料ス
テージ９１は、第３のモータ９８によりＹ走査方向に連
続移動されるものであり、試料ステージ９１の下面側に
は、該ステージ９１のＹ走査方向位置を検出する磁気ス
ケール８８およびこのスケール８８と協働するセンサ８
９が設けられている。また、・Ｙ走査方向に移動可能な
試料ステージ９１上には、ＰＣＢ等の試料９０が設置さ
れている。試料ステージ９１は、第５図の側断面図に示
す如く、矩形状の板体から形成され、その上面にガラス
板９２ａ、９２ｂで試料９０を挟み込んで試料９０を固
定保持するものとなっている。上側のガラス板９２ａは
クランプ９３に固定され、クランプ９３とともに二点鎖
線で示すように回転するものとなっている。試料ステー
ジ９１は、ナツト９４およびこのナツト９４に螺合する
ボールネジ９５を介してモータ９８に連結されている。

そして、モータ９８の回転により、試料ステージ９１は
Ｙ方向に連続移動されるものとなっている。なお、第５
図の構成は第４図と一部異なり、試料９０の表裏両面に
描画できるよう下側の光学系（８５′、８７°）をも示
している。

一方、制御部１００は、基本的にはＣＰＵｌ０１、磁気
テープ装置１０２、磁気ディスク装置１０３、描画パタ
ーン処理回路１０４、走査制御回路１０８、駆動制御回
路１０９および各種ドライバ（以下ＤＲＶと略記する）
ｌｌｌａ、１ｌｌｂから構成されている。描画パターン
処理回路１０４は、ダイレクトメモリアクセス回路（Ｄ
ＭＡ）１０５、ビット変換器１０６およびブランキング
信号発生器１０７からなるもので、ＣＰＵｌ０Ｉから与
えられる描画データおよび走査制御回路１０８から与え
られるシフトクロック等に基づいてブランキング信号を
発生する。そして、描画パターン処理回路１０４で作ら
れたブランキング信号に基づいてＤＲＶｌｌｌａにより
前記ＡＯＭ８３が駆動される。走査制御回路１０１１１
はエンコーダ９９からのパルス信号に基づいてシフトク
ロックを発生するとともに、描画パターン処理回路１０
４に所定の制御指令を送出する。

また、駆動制御回路１０９は各種モータを駆動制御する
ものであり、この回路１０９の信号を入力したＤＲＶｌ
ｌｌｂにより前記モータ９６，９７．９８が駆動される
ものとなっている。

このように構成された従来のレーザ描画装置では、レー
ザ発振器８１から放射されたレーザビームは、反射ミラ
ー１２ａで反射された後ビームブランキングのためのＡ
ＯＭ８３に照射される。八〇Ｍ８３を通過したレーザビ
ームは、反射ミラー８２ｂ、８２ｃ、８２ｄを介しポリ
ゴンミラー８４に照射される。ポリゴンミラー８４で反
射されたレーザビームは、Ｆθレンズ８５およびシリン
ドリカルレンズ８６を通り、さらに対物ミラー８７で反
射されて、前記試料９０の上面に照射結像されるものと
なっている。

ところで、描画パターン処理回路１０４には、磁気テー
プ装置１０２に記憶され磁気ディスク装置１０３に格納
されたＰＣＢのパターンデータがｃｐｕｔｏｔから与え
られ、かつポリゴンミラー８４に直結されたロータリー
エンコーダ９９の回転に基づいたシフトクロックが走査
制御回路１０８から与えられている。

従って、描画パターン処理回路１０４のブランキング信
号発生器１０７から発生されたブランキング信号によっ
てＡＯＭ８３はレーザ発振器８１からのレーザビームを
ブランキングすることができる。一方、試料９０を支持
するステージ９１はモーフ９８、駆動制御回路１０９を
介し走査制御回路１０８からの出力信号に基づいてポリ
ゴンミラー８４の回転と同調されつつＹ走査方向に移動
制御される。

このようにして、前記試料９０上に照射されるレーザビ
ームは、試料ステージ９１の移動方向（Ｙ走査方向）お
よび直交するＸ走査方向に走査されるものとなっている
。かくして、試料９０上には、いわゆるラスクスキャン
方式で前記パターンデータに基づく所定のパターンが描
かれる。ＣＡＤ等により作成された幾何学的な圧縮デー
タであるパターンデータを用意することによって準備す
べきデータ量を大幅に削減しつつ高精度な描画を短時間
で行い生産性を高めることができる。

しかしながら、上記従来のレーザ描画装置では次のよう
な問題を有していた。

すなわち、描画精度はＸ走査方向とＹ走査方向の走査精
度によって決せられるが、ビクセルピッチがＯ、ｌ　ａ
ｉｌ（０，０００１インチ）の細かいもので比較的大き
な面積を持つ１枚のＰＣＢを描画しようとする場合等に
あっては、とりわけ試料ステージ９１すなわち試料９０
の送すムラの精度におよぼす影響が大きく最早試料ステ
ージ９１の構造上の加工、組立、調整によ走行性能向上
策をもって、それを解決しようとすることは事実上不可
能となってきた。

ここに、試料ステージ９１の走行とポリゴンミラー（ス
キャナー）８４の回転との同期をとって、つまり試料ス
テージ９１の走行性能に応じてポリゴンミラー８４の回
転数を制御することが考えられるが、これによれば、た
とえポリゴンミラー８４をエアベアリングとする等の軸
支手段改良を行うとしても機械的誤差は避けられず、ま
たイナーシャ等による応答性も限界が生ずる。しかも電
源電圧ないし制御電圧の変動も間接的に関与するという
新たな固有問題が生じるので精度保障が困難であり、ま
たスキャン抜けを引き起こす欠点もあり抜本的解決策と
ならなかった。

〔発明の目的〕

本発明は、試料の速度ムラに起因する描画位置誤差を光
学的に補正する高精度かつ生産性の高いレーザ描画装置
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕（手段）本発明は、上述の従来問題点が試料を保持する試料ステ
ージの機械的要因に基づき生じていることおよびポリゴ
ンミラー等他の機械的手段によったとしても精度的問題
は限界にあることに着目し、光学的に補正するようした
ものである。

これがため、本発明はＹ走査方向に移動可能とされた試
料にブランキングされたレーザビームをＸ走査方向に照
射させて行うレーザ描画装置において、前記試料のＹ走査方向の現在位置を検出し所定期間内に
その検出値を記憶する現在位置記憶手段と、前記試料の次回に前記レーザビームを照射すべき位２を
特定するための目標走査位置特定手段と、前記現在位置
記憶手段と目標走査位置特定手段とからの再出力信号を
比較して位置差信号を発する差演算器と、入力された前記差演算器からの位置差信号から補正可能
範囲か否かを確認するための補正可能範囲確認手段と、前記補正可能範囲確認手段によって補正可能範囲内と１
ｉ１！認したときに前記位置差信号をアナログ信号に変
換するデジタル−アナログ変換器と、前記レーザビーム
を前記試料のＹ走査方向に偏向させるための偏向手段と
、入力された前記デジタル−アナログ変換器からのアナロ
グ信号に基づいて前記偏向手段を駆動するための偏向駆
動手段とを含み、前記試料のＹ走査方向速度ムラを補正
して描画位置誤差を除去できるよう構成した補正手段を
設け、前記目的を達成するものである。

（作用）本発明では、上記構成とされているから、予め補正可能
範囲判断データやアドレスユニット等を設定しておけば
、任意の走査（スキャン）毎に現在位置記憶手段で試料
の現在位置を記憶するとともに、この現在位置信号と前
回の走査（スキャン）時に更新した目標走査位置特定手
段における目標位置信号とを差演算することによって差
演算器で速度ムラの有無が判定される。その結果、速度
ムラに起因する差演算器から構成される装置差信号が過
大、正常、過小であるか否かすなわち、補正可能範囲確
認手段によって補正可能か否かが判断される。

そして、補正可能範囲と判断したときに、デジタル信号
である前記位置差信号をアナログ信号に変換し、変換さ
れたデジタルアナログ変換器からのアナログ信号にゲイ
ン調整等を施し偏向駆動手段から制御信号出力する。こ
れにより、レーザ発振器から発し試料上に照射されるレ
ーザビームを偏向手段によって前記速度ムラによる位ｒ
Ｉｌ誤差を打ち消すように偏向制御する。従って、試料
（試料ステージ）にＹ走査方向の速度ムラが生じたとし
ても、次の走査（スキャン）までには照射すべき位置が
補正されているから誤差を生じることなく高精度な描画
をすることができる。また、速度ムラが後の走査に残存
し累積誤差とされないので高精度でＰＣＢ等を能率よく
生産することができる。

〔実施例〕

本発明に係るレーザ描画装置の一実施例を図面を参照し
ながら説明する。

本発明は、前出第４図および第５図に示した、Ｙ走査方
向に移動可能とされた試料ステージすなわち試料にブラ
ンキングされたレーザビームをＸ走査方向に照射させて
行う従来レーザ描画装置と同様のレーザ描画装置におい
て、補正手段１０が設けられている。なお、従来レーザ
描画装置と同一部分については同一番号を付するととも
に図示および説明を簡略化または省略する。

補正手段ｌＯは、現在位置記憶手段１、目標走査位置特
定手段２、差演算器３、補正可能範囲確認手段４、デジ
タル−アナログ変換器５、偏向手段６および偏向駆動手
段７から構成されている。

現在位置記憶手段１は、８面とされたポリゴンミラー８
４の各面毎すなわち走査（スキャン）毎に試料９０のＹ
走査方向の現在位置を記憶しようとするものであり、セ
ンサ８９からのスケール８８に対する相対変位相当信号
をパルス信号化するパルス化回路１１、このパルス化回
路１１からのパルス信号を計数する可逆カウンタ１２　
（前記従来レーザ描画装置の場合には走査制御回路１０
８の一部として説明省略した。）、ラッチ回路１４およ
び同期回路１３とから形成されている。

従って、同期回路１３は位置ホールド指令信号ＰＳＴ−
ＨＬＤで駆動されパルス化回路１１のパルス信号と同期
させてランチ回路１４を作動し、カウンタ１２の計数値
たる試料９０の現在位置を所定期間記憶することができ
る。

また、目標走査位置特定手段２は、描画パターン処理回
路１０４でパターンデータを所定処理して得た２値化パ
ターンデータとしてのアドレスユニット（本実施例では
試料９０面上に照射されたレーザビームの直径としての
アドレスサイズと絶対価が等しい。）を記憶するアドレ
スユニット記憶素子２１、目標位置に１アドレスユニツ
トを加算して次回の目標走査位置を決定するデジタル加
算器２２、このデジタル加算器２２からの出力信号ＰＳ
Ｔ−ＴＨＲまたは最初のＹ走査開始位置を記憶した走査
開始位置記憶素子２４からの出力信号ＰＳＴ−３ＴＴを
選択するデータセレクタ２３およびこのデータセレクタ
２３から次回に走査すべき位置を記憶し目標位置信号Ｐ
ＳＴ　−ＮＸＴを出力するラッチ回路２５から形成され
ている。従って、目標走査位置特定手段２では書込信号
である目標位置更新指令信号ＹＷＰ　−ＬＴＣＨに基づ
いてラッチ回路２５を駆動することによってスキャン毎
に１アドレスユニツトを加算し、データ更新を行いなが
ら次回の目標走査位置を特定することができる。

また、差演算器３は、ラッチ回路１４およびラッチ回路
２５でそれぞれ記憶された現在位置および目標位置であ
る両デジタル信号ＰＳＴ−ＡＣＴ。

ＰＳＴ−ＮＸＴを比較してその差分を求め、位置差信号
ＰＳＴ−ＤＦＴを出力するものである。

補正可能範囲確認手段４は、比較器４１と補正可能範囲
判断データ記憶素子４２とから形成され、補正可能範囲
判断データ記憶素子４２は予め設定された補正可能範囲
判断データをｃｐｕｔｏｔから呼び出して記憶するとと
もに比較器４１に出力する。従って、比較器４１で位置
差信号ＰＳＴ・ＤＦＴと該補正可能範囲判断データ信号
ＣＡＡ・ＤＡＴとを比較し次回のスキャンに当たり補正
可能か否かを判断し、補正可能と判断したときには補正
実行指令信号ＲＤＹを出力できる。この実施例の場合、
差演算器３からの位置差信号ＰＳＴ・ＤＦＴが零であれ
ば該信号ＲＤＹは出力されず、正または負のデビエーシ
ヨン（±Δ）があるときであって後記する偏向手段６で
補正可能なときに限り該信号ＲＤＹを出力するよう構成
されている。

なお、現在位置信号ＰＳＴ−ＡＣＴが目標位置信号ＰＳ
Ｔ−ＮＸＴを大きく上廻った場合すなわち位置差信号Ｐ
ＳＴ−ＤＦＴが過大の場合には、エラー信号ＥＲＲＯＲ
をＣＰＵＩ　Ｏ１に出力することができる。

デジタル−アナログ変換器５は、補正実行指令信号ＲＤ
Ｙに基づいて発生される補正データ変換信号ＤＡＣ−Ｌ
ＴＣＨによってデジタル信号たる位置差信号ＰＳＴ−Ｄ
ＦＴをアナログ信号に変換できるよう形成されている。

偏向駆動手段７は、ゲイン調整回路７１．バイアス回路
７２、加算器７３およびドライバ７４から形成され、後
記偏向手段６を駆動制御するものである。加算器７３は
、デジタル−アナログ変換器５からの位置差相当アナロ
グ信号にゲイン調整のための定数ｋを掛けた補正信号Ｅ
、と制御系全体から要求されるところの予め決定された
バイアス信号Ｅ、とを加算し、駆動信号Ｅ、を出力する
ことができる。また、ドライバー７４は制御信号ＥＣを
出力する。

偏向手段６は、レーザビームをＹ走査方向に微少だけ偏
向させるもので、音響光学偏向器（ＡＯＤ）から形成さ
れ、ドライバ７４の出力信号Ｅｃに対応してその偏向度
合が変えられる。第１図では、説明便宜のためのＡＯＤ
をレーザ発振器８１と反射ミラー８２ｄとの間に配設し
、ポリゴンミラー８４等を省略し、ＡＯＤからのレーザ
ビームが反射ミラー８２ｄから直接的に試料９０へ偏光
照射されるよう模式化しているが、実際にはＡＯＤはＡ
ＯＭ８３と反射ミラー１２ｄとの間に配設され、また偏
向されたレーザビームはポリゴンミラー８４、Ｆθレン
ズ８５等を介し試料９０上に照射されるよう構成されて
いる。

また、出力ホールド信号ＯＴＰ　−ＨＬＤ、位置ホール
ド指令信号ＰＳＴ−ＨＬＤ、補正実行指令信号ＲＤＹ、
補正データ変換指令信号ＤＡＣ−ＬＴＣＨおよび目標位
置更新指令信号ＹＷＰ　−ＬＴＣＨはＣＰＵＩ　０１か
らポリゴンミラー８４の回転（詳しくは各面毎（スキャ
ン毎）に出力されるスキャン信号ＰＬＧＮ−３ＣＮ）に
依存して第２図に見るような関係で適時出力されるもの
である。

すなわち、出力ホールド信号ＯＴＰ・ＨＬＤは、スキャ
ン信号ＰＬＧＮ−３ＣＮによって一定時間Ｔ経過後にハ
イレベル（以下ＨＬ）からローレベル（以下ＬＬ）とな
り、次のスキャン信号ＰＬＧＮ−３ＣＮで再びＨＬとな
るもので、ＨＬ中に描画が行われ、ＬＬ中に以下の各信
号が出力されるようホールドするものである０位置ホー
ルド指令信号ＰＳＴ−ＨＬＤは、一定時間Ｔ経過後すな
わち描画の完了後に信号ＯＴＰ　−ＨＬＤの立ち下がり
を条件としてＨＬから所定の短時間だけＬＬに保持され
るもので、この信号０ＴＰ−ＨＬＰのＬＬを条件として
カウンタ５の計数値をラッチ回路１４にラッチする。な
お、ランチ回路６がラッチ作動中であるにかかわらずカ
ウンタ５はセンサ８９の出力に追従し試料ステージ９１
のＹ走査方向の現在位置を常に計数している。また、こ
の信号ＰＳＴ−ＨＬＤがＬＬ中に、差演算器７は、ラン
チ回路１４でラッチされた試料９０の現在位置信号ＰＳ
Ｔ−ＡＣＴとラッチ回路２５にラッチされている目標位
置信号ＰＳＴ−ＮＸＴ　（この段階では、現在到達して
いるべき位置となる）との差を求め、端子Ａ−８より位
置差信号ＰＳＴ−ＤＦＴを出力するとともに、補正可能
範囲確認手段４によってその信号ＰＳＴ−ＤＦＴが補正
可能範囲か否かが判断される９次いで、補正可能と判断
されたときには、補正範囲確認手段４の比較ＦＩ４１か
らＣＰＵｌ０Ｉに補正実行指令信号ＲＤＹが出力される
よう形成されている。

なお、比較器１４の端子Ｂに入力される補正可能範囲判
断データは、ＣＰＵＩ　Ｏ１の作動能率を考慮して、一
旦補正可能範囲判断データ記憶素子４２に記憶されてい
るものである。従って、差演算器３から位置差信号ＰＳ
Ｔ−ＤＦＴが出力されたときには何時でも比較器４１が
比較作動することができる。

また、補正データ変換指令信号ＤＡＣ−ＬＴＣＨは、Ｃ
ＰＵ１０１を介し信号ＲＤＹを条件に出力され、ＬＬ中
に信号ＰＳＴ−ＤＦＴであるデジタル信号をアナログ信
号に変換すべきものである。

このためデジタル・アナログ変換器５は、この変換した
アナログ信号を次の信号ＤＡＣ−ＬＴＣＨがあるまで保
持することになる。また、目標位置更新指令信号ＹＷＰ
　−ＬＴＣＨは、以上の一連の判断、変換等が終了後に
次のスキャンが完了したときの判断をさせる準備として
、データセレクタ２３を介し、デジタル加算器２２で求
めた次回の目標位置データを記憶させるべくラッチ回路
２５を駆動する信号である。なお、第１回目のスキャン
のために、信号ＹＷＰ　−ＬＴＣＨは第２図の順序にか
かわらず、Ｙ走査開始位置ＰＳＴ、と１アドレスユニツ
トとの合計すなわち二回目のスキャンをすべき目標位置
データをラッチ回路２５にラッチすることができるよう
出力されるものである。

次に、このように構成された本実施例の作用を説明する
。

なお、前出の従来例として説明したレーザ描画装置の基
本的作用については説明を省略する。

（初期状Ｌｉ）描画開始前に、アドレスユ二ント記憶素子２１にはアド
レスユニット、走査開始位置記憶素子２４には第３図で
見るような走査開始位置ＰＳＴゆ相当Ｙ座標値、補正可
能範囲データ記憶素子４２には補正可能範囲判断データ
がそれぞれＣＰＵｌ０１からの出力により記憶されてい
る。また、偏向駆動手段７のゲイン調整回路７１には定
数ｋが設定され、バイアス回路７２にはバイアス信号Ｅ
、が設定されている。さらに、目標位置更新指令信号Ｙ
ＷＰ　−ＬＴＣＨが出力され、ラッチ回路２５には、上
記走査開始位置ＰＳＴ、相当Ｙ相当値座標値ドレスユニ
ツトとの加算値がラッチされている。

（第１回目スキャン）従来と同様に、制御部１００と描画装置本体８０が駆動
され、第１のモータ９６によってポリゴンミラー８４が
回転されると、ロータリーエンコーダ９９から回転量に
応じた回転出力信号が発生する。ここに、試料ステージ
９１が第３のモータ９８によって走査開始位置ＰＳＴ、
に到達しかつポリゴンミラー８４の回転に基づき所定の
スキャン信号ＰＬＧＮ−３ＣＮが第２図で時刻Ｔ０に出
力されると、ポリゴンミラー８４の当該−面の回転傾斜
に従ってレーザビームがＸ走査方向位置Ｐ。−Ｐ、に移
行し、ＡＯＭ８３でのプランキング制御が相俟って描画
が行われる。なお、この間にも試料ステージ９１は第３
のモータ９８によって移動おり、かつ対物ミラー８７は
予め所定角度θだけ傾斜設置されているので、Ｘ走査方
向でのスキャンが完了したとき（位置Ｐ、）には試料９
゜上の位置Ｐ、が位置Ｐ１　と等しくなる。したがって
、試料９０上には所定パターン（線分Ｐｏ　　Ｐｌｌ）
の描画がなされる。

ここに、時刻Ｔ、から所定時間Ｔ経過後において、出力
ホールド信号０ＴＰ−ＨＬＤがＨＬからＬＬとなると、
位置ホールド指令信号ＰＳＴ−ＨＬＤが発生される。現
在位置記憶手段１では、カウンタ１２での計数値を同期
回路１３で同期させつつラッチ回路１４を駆動して第１
回目の描画完了時点での計数値すなわち試料ステージ９
１上の試料９０の現在位置をラッチする。一方、目標走
査位置特定手段２のラッチ回路２５には前記のように走
査開始位置とＩＡＵとの合計が記憶されている。従って
、差演算器３では、ランチ回路１４の端子Ｑから出力さ
れ端子Ａに入力される現在位置信号ＰＳＴ−ＡＣＴとラ
ンチ回Ｂ２５の端子Ｑから出力され端子Ｂに入力される
目標位置信号ＰＳＴ　−ＴＨとの差を求め位置差信号Ｐ
ＳＴ−ＤＦＴを端子Ａ−Ｂから出力する。すなわち、試
料ステージ９１のＹ走査方向速度が一定ならば、位置差
信号ＰＳＴ−ＤＦＴは零となるが、その速度が速ければ
＋Δの誤差が生じ、遅ければ−Δの誤差が生じることに
なる。そこで、補正可能範囲確認手段４では、補正可能
範囲判断データ記憶索子４２に記憶されている補正可能
範囲判断データ±Δ。と位置差信号ＰＳＴ−ＤＦＴの±
Δとを比較する。±Δ−±Δ、ならば補正の必要はない
から信号ＲＤＹ、信号ＤＡＣ−ＬＴＣＨは出力されない
。

一方、信号ＰＳＴ−ＤＦＴの誤差±Δが−Δ・く±Δ°
く＋Δ。ならば補正可能範囲だから比較器４１からは補
正実行指令信号ＲＤＹがＣＰＵＩ　Ｏ１へ出力される。

なお、試料ステージ９１の速度が早すぎる速度ムラがあ
る（＋へ。）＋Δ）場合にはエラー信号ＥＲＲＯＲがＣ
ＰＵＩ　Ｏ１に出力される。但し、試料ステージ９１の
速度が遅すぎる速度ムラがある（−八）−Δ。）場合に
はエラー信号ＥＲＲＯＲは出力されず、次の走査位置と
なるまでＸ走査は一時的に遅延させるよう制？１部１０
０側が形成されている。

さて、信号ＲＤＹに基づき、補正データ変換指令信号Ｄ
ＡＣ−ＬＴＣＨが出力されると、デジタル−アナログ変
換器５において、位置差信号ＰＳＴ−ＤＦＴはデジタル
信号からアナログ信号に変換される。なお、この変換さ
れたアナログ信号は、再び発生される信号ＤＡＣ−ＬＴ
ＣＨによって新たに変換されるまでその値が保持される
ものである。従って、偏向駆動手段７では、そのアナロ
グ信号にゲイン調整回路７１で定数ｋを掛算して得た補
正信号Ｅ、とバイアス回路７２によるバイアス信号Ｅ、
とを加゛算器７３で加算するとともに、駆動信号Ｅ４に
基づきドライバー７４で対応調整した制御信号ＥＣを出
力する。これにより、偏向手段６であるＡＯＤは、その
制御信号Ｅ０に相応する角度だけレーザ発振器８１から
のレーザビームをＹ走査方向に偏向させる。つまり、先
の描画中における試料９０のＹ走査方向の移動量がＩＡ
Ｕよりも大きな誤差がある場合には第１図における試料
９０上へのレーザビーム照射位置を基準Ｍから進みＵ側
へ、反対にＩＡＵより小さい誤差がある場合には遅れＬ
側に補正するのである。こうすることによって、次のス
キャンをするときに上記第１回目に生じた試料ステージ
９１０速度ムラによる位置誤差が解消され第３目以降に
誤差を累積してしまわないようできるのである。

また、この偏向手段６の補正動作が終了することにより
、目標位置更新指令信号ＹＷＰ　−ＬＴＣＨがＣＰＵＩ
　Ｏ１より出力される。すると、目標走査位置特定手段
２では、第１回目における目標位置信号Ｐ　ＳＴ　−Ｎ
ＸＴとアドレスユニット記ｔ９素子２１の１アドレスユ
ニツト（ＩＡＵ）信号とをデジタル加算して求めたデジ
タル加算器２２からの出力（言号ＰＳＴ−ＴＨＲをデー
タセレクタ２３を介しラッチ回路２５にランチする。

このラッチした値は、理論的または設計的に予め決定さ
れた次のＹ走査のための位置ＰＳＴ、　　となる。

このように、第１回目スキャン中には、Ｙ走査方向の第
１番目の段において描画され、この間に生じた試料９０
（試料ステージ９１）の速度ムラによる誤差を第２回目
スキャンに残存させないよう偏向手段６によってレーザ
ビーム照射位置を制ｉｎ　ｋｌ正する。と同時に、目標
走査位置特定手段２では第２回目スキャンが完了したと
きに再び速度ムラがあったか否かを判断できるよう前回
の目標位置にＩＡＵだけ加算し、次回の目標位置に更新
するのである。

（第２回目スキャン）さらに、ポリゴンミラー８４が回動し時刻Ｔ＋において
次の面に対応するスキャン信号ＰＬＧＮ・ＳＣＮが発生
すると、第２図で図示省略したが、第１回目と同様に信
号ＯＴＰ　−ＨＬＤ、信号ｐｓＴ−ＨＬＤが出力される
。ここに、現在位置記憶手段１のカウンタ１２は、先の
第１回目スキャン開始位置Ｐ、からのＹ走査方向総移動
変位量を計数しているから、ランチ回路１４でラッチす
る計数値は上記位置Ｐ０から計数した現在位置である。

対し、目標走査位置特定手段２のラッチ回路１４には、
既に位置ｐｓ’ｒｏにＩＡｔＪを加算した第２回白描画
完了時に移動されているべき位置ＰＳＴ１に対応する値
がラッチされている。従うて、差演算器３では、入力さ
れる現在位Ｍ、信号ＰＳＴ・ＡＣＴと目標位置信号ＰＳ
Ｔ−ＮＸＴとを差演算し、第１回目スキャンと同様に、
補正可能範囲確認手段４、デジタル−アナログ変換器５
、偏向駆動手段７および偏向手段６を介し、第３回目ス
キャンに備えるよう作用する。

以下、同様に、第ｎ回目まで繰り返し、試料９０上への
全描画が完了する。

この実施例によれば、スキャン毎に試料９０の現在位置
と目標位置とを比較して試料９０の移動量変化すなわち
速度ムラを求め、この速度ムラに基づく位置誤差が次回
のスキャン時に残存させないよう偏向手段６でレーザビ
ームの試料９０に対する照射位置をコントロールできる
ようしたから試料ステージ９１の走行性能が狭範囲的に
変動する場合があったとしても誤差は補正されるから、
高精度な描画ができる。また偏向手段６による補正はス
キャン毎に行うことができるので位置誤差が累積されて
しまうことがなく広範囲にわたり高精度描画が保障され
、その精度は従来がＩＡＵ（ＩＡＳ）を限度とされてい
たのに対し、μｍオーダを達成できる。

また、試料９０の現在位置と次回の目標位置との左位置
信号に基づき、偏向手段６による補正コントロールの可
否を補正可能範囲確認手段４でスキャン毎に確認してい
る。このことは、適正描画ができるか否かを自動的に判
断するいわゆる自己診断機能をもつ描画装置を提供する
ことができるという効果もある。

また、デジタル−アナログ変換器５のアナログ信号はゲ
イン調整回路７１、バイアス回路７２によって信号調整
できるから当該描画装置の全体的特性に即応させた補正
機能を発揮することができるので実用的価値が高い。

さらに、偏向手段６たるＡＯＤをレーザビームの光軸上
に配設すればよいから、各種レンズ等光学部品を必要と
せずかつ、機械的位置出１１整やコントロールも必要と
しないので構造簡単にして確実動作ができる。

さらにまた、試料９０の速度を定める試料ステージ９１
の限界を超えた過度の加工組立等精度を要求されないの
で、時間的、経済的負担が軽減され描画装置の普及拡大
をすることができる。

また、補正手段１０は、現在位置記憶手段１、目標走査
位置特定手段２．・・・偏向駆動手段７から構成されて
いるから、描画装置本体の構造に与える構成的影響が少
ないので、その適用性が拡大される。しかも、描画装置
本体８０と関係するところは現在位置記憶手段１と偏向
手段６だけであるから、既存の装置にも採用することが
容易である。

以上の実施例によれば、描画装置本体８０は、反射ミラ
ー１２ａ・・・１２ｄを設けたが、これらは機器配設上
任意に選択できる。また、レーザ発振器３１はガスレー
ザとしたが、半導体レーザ等でもよい。このように構成
機器の台数、型式等は限定されない。スケール８８、セ
ンサ８９も同様である。

また、目標走査位置特定手段２の記憶手段２１は１、目
標位置更新のため１アドレスユニツト（ＩＡＵ＞を記憶
させか、直接１アドレスサイズ（ＩＡＳ）を記憶させる
ようしてもよい、さらに、現在位置記憶手段１、目標走
査位置特定手段２、差演算器３、補正可能範囲確認手段
４等々は、それら全部または一部を共通の１チツプマイ
コンとして形成し、あるいは制御部１００に有機的に組
み込んで形成する場合にも本発明の技術的範囲に属する
こと明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るレーザ描画装置の一実施例を示
す全体構成図、第２図は、同じく指令信号等のタイミン
グ説明図、第３図は、同じく試料上におけるＸ走査方向
、スキャン開始位置等の関連を示す動作説明図、第４図
は従来のレーザ描画装置の全体構成図および第５図は従
来のレーザ描画装置の試料ステージの側断面図である。１・・・現在位置記憶手段、２・・・目標走査位置特定
手段、３・・・差演算器、４・・・補正可能範囲確認手
段、５・・・デジタル−アナログ変換器、６・・・偏向
手段、７・・・偏向駆動手段、８０・・・描画装置本体
、９０・・・試料、９１・・・試料ステージ、１００・
・・制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｙ走査方向に移動可能とされた試料にブランキン
グされたレーザビームをＸ走査方向に照射させて行うレ
ーザ描画装置において、前記試料のＹ走査方向の現在位置を検出し所定期間内に
その検出値を記憶する現在位置記憶手段と、前記試料の次回に前記レーザビームを照射すべき目標位
置を特定するための目標走査位置特定手段と、前記現在位置記憶手段と目標走査位置特定手段とからの
両出力信号を比較して位置差信号を発する差演算器と、入力された前記差演算器からの位置差信号から補正可能
範囲か否かを確認するための補正可能範囲確認手段と、前記補正可能範囲確認手段によって補正可能範囲内と確
認したときに前記位置差信号をアナログ信号に変換する
デジタル−アナログ変換器と、前記レーザビームを前記
試料のＹ走査方向に偏向させるための偏向手段と、入力された前記デジタル−アナログ変換器からのアナロ
グ信号に基づいて前記偏向手段を騒動するための偏向駆
動手段と、を含み前記試料のＹ走査方向速度ムラを補正
して描画位置誤差を除去できるよう構成した補正手段を
備えたことを特徴としするレーザ描画装置。
（２）前記特許請求の範囲第１項において、前記現在位
置記憶手段が前記Ｘ走査方向に前記レーザビームを移動
させるための回転ミラーの各面毎に当該検出値を記憶で
きるよう構成されるとともに前記目標走査位置特定手段
は該回転ミラーの各面毎に１アドレスユニットデータを
加算して次回の目標走査位置を更新できるよう形成され
ていることを特徴としたレーザ描画装置。