JPS6226819A - 加工物上にパタ−ンを発生させる装置 - Google Patents

加工物上にパタ−ンを発生させる装置

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JPS6226819A
JPS6226819A JP61164877A JP16487786A JPS6226819A JP S6226819 A JPS6226819 A JP S6226819A JP 61164877 A JP61164877 A JP 61164877A JP 16487786 A JP16487786 A JP 16487786A JP S6226819 A JPS6226819 A JP S6226819A
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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〕 本発明はレーザおよび放射感知膜を用いるパターン発生
の分野に関するものであシ、とくに写真製版に関するも
のである。
〔従来の技術〕
集積回路のフォトリングラフィによる製造においては、
放射エネルギーまたは粒子エネルギーを感する膜が所定
のパターンに露出されて回路の諸特徴を定める。ある場
合には、パターンを含むマスクをエネルギーが通され、
それにより半導体上のフォトレジスト膜を選択的に露光
する。他の場合には、その膜はマスク基板上に付着でれ
、マスク製作における工程としてその膜は露光される。
別の時に、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。これはマスクを製作するこ
との一部として行うことができ、または半導体ウェハー
を覆うフォトレジスト膜に直接書込むことができる。
紫外線源、可視光源、コヒーレントな光源、Ｘ線源およ
び電子ビーム（Ｅビーム）源を含めていくりかの放射エ
ネルギー源が用いられている。
フォトリングラフ処理技術の非常に初期の段階において
は、最後に得られる回路と比較して非常に大きくパター
ンは手動で切断されておシ、それから最後のマスクを作
るためにフォトリソグラフを用いて縮小でれていた。今
日の技術においては、時には最後の尺度でパターンを形
成するためにＥビームが電気的に向けられる。
レーザビームを向けるか、加工物をレーザビームに対し
て動かすかの少くとも一方の操作によりマスクを製作す
ることが試みられている。しかし、それらの試みのいず
れも商業的には用いられていない。後でわかるように、
本発明はこの領域に向けられているのである。
一般的なパターン発生が米国特許第３．４６５，０９１
号、第４，０６０，８１６号および第４．４６４，０３
０号の各明細書に開示嘔れている。紫外線マスク製作技
術のめる面が米国特許第４　、２９３．６２４号、およ
び第４．３２９．４１０号の各明細書に記載でれている
。Ｅビーム技術が米国特許第３．６７９，４９７号、第
３，８５７．（３４１号および第４，４４５．０３９号
の各明細薔に開示されている。レーザパターン発生が米
国特許第３，５３７，８５４号、第３，６２２，７４２
号、第３．７９７　、９３５号、第３，９２５．７８５
号、第４，１１０，５９４号および第４，４２２，０８
３号の各明細書に記載式れている。
本発明はレーザビームを変調するために音響−光変調器
（ＡＯＭ、すなわちａｃｏｕｓｔｏ−ｏｐｔｉｃ　ｍｏ
ｄｕｌａｔｏｒ）を用いる。それらの変調器においては
、結晶中を伝わる音波が光を回折てせ、それにより光を
変調させることができるようにする。この現象はかなり
以前から知られておシ、たとえばアイ・イー・イー・７
４レジオン６コンフアレンス（ＩＥＥＥ７４Ｒｅｇｉｏ
ｎ　６　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）　７０ページ以降に記
載でれているワオルター・バロニアン（Ｗａｉｔｅｒ　
Ｂａｒｏｎｉａｎ）による論文［アコストーオブチツク
・ブラッグ・ディフラクション・デバイセズ・アンド・
ゼヤ・アプリケーションズ（Ａｃｏｕ＠ｔｏ−ｏｐｔｉ
ｃ　ＢｒａｇｇＤｉｆｆｒｍｅｔｉｏｕ　Ｄｅｖｉｃｅ
ｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ＡｐｐＨｅａｔｉｏｎ＠）Ｊ
において論じられている。電子印刷のために音響−光変
調器を用いることがプロシーディング・オブ・ザ・アイ
・イー・イー・イー（ＰｒｏＣｅ句ｄｉｎｇｏｆ　ｔｈ
ｅ　ＩＥＥＥ）　７０巻６号、１９８２年６月、５９７
ページ以降に記載てれている［レーザ・スキャンニング
・フォー・エレクトロニック−プリンティング（Ｌａｍ
ｅｒ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ
ｃ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）Ｊにおいて論じられている。
〔発明の概要〕
放射エネルギーに応答する膜を含む加工物上にパターン
を発生する装置について説明する。放射エネルギー源の
ためにレーザが用いられ、レーザからのビームが複数の
ビームに分割される。それらのビームは、パターンを定
める電気信号を受ける音響−光変調器を通される。加工
物が動かされるにつれて、変調器からのビームを走査パ
ターンで向けるために、複数のファセットを有する回転
鏡が用すられる。したがって、加工物にラスタ類似の走
査で書込まれる。
回転鏡の後にＦシータレンズにより拡大された中間映像
平面が定められる。装置を制御するためにその平面から
光が取出式れる。この平面中のビーム分割器がビームを
その平面から偏向ぢせ、かつ検出させて、回転鏡の回転
に同期したタイミング信号を与える。加工物から反射さ
れたビームを光電増倍管へ偏向させるために同じビーム
分割器が用いられる。このビームは加工物の場所を決定
する（たとえば較正のため）ために用いられる。
この明細書においては、集積回路の製造に用いられるフ
ォトレジスト層のような感光層を選択的に感光するのに
とくに適するレーザパターン発生装置について説明する
。以下の説明においては、本発明を完全に理解できるよ
うにするために、特定の波長、レンズなどのような具体
的な数値を詳しく述べるが、そのような具体例とは無関
係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。他の場合には、本発明を不必要にあいまいなものと
しないために、周知の構造、支持部材など、本発明にと
って必要ではないものは説明を省略した。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
発明概観 本発明のパターン発生装置は、放射感知膜を露光させる
ためにレーザビームを用いる。ブラシを作るためにレー
ザビームが８本のビームに分割される。そのブラシは回
転鏡を用いて加工物を走査する。ブラシの各ビームは音
響−光変調器を用いて変調される。それらの変調器に結
合された電気信号が、発生される特定のパターンを決定
する。
変調器へ電気信号を与えるために用いられる「ラスタ化
器」装置が、本願の出頗人に譲渡された１９８５年１０
月４日付の未決の米国時許出願第７８４．８５６号の１
３ＡＭ＊に記載てれている。
走査中に１本の軸（ストライブ軸）に沿って動く可動台
上に、感光膜を含む加工物が装着される。
その可動台は、書込みが行われない時は、走査軸に沿っ
ても動く。干渉計がそれらの軸に沿う加工物の動きを検
出する。ビームの位置に対する加工物の位置の決定は、
テレセン）　ＩＪツク拡大された映像平面の反射光から
行われる。鏡ファセット検出のためにその同じ映像平面
が用いられ、したがって音響−光変調器に対してのデー
タの同期化ができる。
本発明の装置の光路 まず第１図を参照して、本発明の好適な実施例において
は、３６３．８ｎｍの振動数の放射を１００〜２００ミ
リワツトの出力で与える持続波レーザ１０が用いられる
。レーザ１０からのビームが通常のビーム圧縮器１２に
より圧縮されて、分割のためのビームを用意する。
多重ビーム分割器１３がレーザ１０からのビームを８本
のビームに分割する。この分割を行う特殊な光学装置は
第３図および第４図を参照して説明される。
ビーム分割器１３からの８本のビーム（時にはまとめて
「ブラシ」と呼ばれる）がリレーレンズ１４を通る。実
際に、この３枚構成レンズ（第２図に示されている）が
ビーム分割器１３からのビームを集束し、はぼ２分の１
に縮める。
市販の音響−光変調器（ＡＯＭ）１Ｂを用いて光ビーム
を変調する。この実施例においては、１個の結晶の表面
に８個のトランスデユーサが形成される。１６０　ＭＨ
ｚの搬送波が用いられる。すなわち、その搬送波の存否
によりビームが結晶を通って加工物上に回折されるか否
かが決定され、搬送波の振幅によりピームの強嘔が決定
される。（零次のビームは使用でれない。） ８種類の搬送波周波数が用いられる場合には、１つのＡ
ＯＭを用いて１本のビームから８本の変調器れたビーム
を得ることができる。ＡＯＭからの偏向は周波数の関数
であシ、各搬送波周波数が別のビームを形成する。ある
いは、ＡＯＭの代りに電気−化学的変調器を用いること
ができる。この実施例においてはそれらのいずれも用い
られない。
ＡＯＭからの８本のビームがドーププリズム（ｄｏｖｓ
　ｐｒｉｓｍ　）　　１７を通じて送られる。このプリ
ズムはビームのブラシを回転嘔せるために用いられ、か
つ第１図では容易に示すことはできないが、実際にはビ
ームは図の紙面から傾けられる。
ビームにより形成される最終的なブラシは、ビームの間
の干渉なしに各ビームの重なシ合う投射となる。その理
由は、プリズム１Ｔからの回転に加えて、各ビームの作
動の間に時間遅れが用いられるからである。もしこれが
行われないとすると、フォトレジストの一様な露光が行
われない結果となることがある。
プリズム１７からのビームは１枚のリレーレンズを通っ
て、ステアリング鏡２０の上に光点を収束する。この実
施例においては、その光点の直径は約１．５１１１であ
る。ステアリング鏡２０は、反射鏡２４を構成している
ファセット上でビームの角度を動かせるようにする、電
気的に制御できる鏡である。ステアリング鏡２０から反
射されたビームはズームレンズ２２を通る。このズーム
レンズは第２図に示すように４枚のレンズで構成される
。
このズームレンズにより、加工物に入射するビームを拡
大および相互に引き離すこと、またはそれらのビームを
縮小および相互に接近式せることかできる。そのズーム
レンズは電気的に制御され、各加工物に対して設定され
る。
回転多角形鏡２４は、この実施例においては、２４個の
ファセットを有する。各ファセットはズームレンズ２２
からのビームをＦ−シータレンズ２６へ向って偏向させ
る。ビームを走査するのはそのＦ−シータレンズである
。ここで説明している実施例においては、回転多角形鏡
２４は１２０００〜２００００　ｒｐｍで回転するから
、走査は１秒間当シ４８〜８０ＫＨｚの速さで行われる
。しかし、この回転角形鏡２４は、与えられたパターン
に対して一定の速さで回転する。
回転多角形鏡２４からのビームは、第１図に示すように
、走査後の中間映像平面（１０ｘ映映像面）において拡
大される。この平面の一端においては、この平面を形成
するためにＦ−シータレンズ２６が用いられ、他端にお
いては最後のビームを与えるために縮小レンズ３２が用
いられる。Ｆ−シータレンズ装置のレンズと縮小レンズ
３２が第５図に示でれている。
１０Ｘ映像乎面内にビーム分割器２８が配ｔされる。後
で説明するように、各走査の前Ｋ１本のビームが作動式
せられて、鏡のファセットを検出するために用いられる
。そのビームはビーム分割器２８からファセット検出回
路へ反射される。そのファセット検出回路はファセット
の位置を示すパルスを与える。これにより、ＡＯＭｌ　
６へ与えられルハターンデータを鏡の回転に同期させる
ことができる。加工物３４（またはそれの部品保持器）
から反射されたビームは、ビーム分割器によっても反射
されて、光電子増倍管内に集束される。それらの反射は
、後で説明するように、較正およびその他の目的のため
に用いられる。
シャッタ３０が１０ｘ映像平面内で動作する。このシャ
ッタは、走査中、または較正時のような他の選択された
時間を除き、光が加工物に達することを阻止する。
第２図には現在実現されている実際の光路が示てれてい
る。レーザ、レンズ、回転鏡などが頑丈な金属フレーム
４５に装着される。このフレームは、動きを最少限に抑
える丸めに、１つの花こう岩製部材上に装着されている
金属支持体４６　、４７により支持嘔れる。板すなわち
加工物が部品保持器に限定でれ、後で説明するように縮
小レンズ３２の下側を動く。
第２図に示す光路においては、記号「Ｌ」がレンズを示
し、記号「Ｆ」が焦点を示し、記号［ＡＦＪが無限焦点
を示す。
レーザからのビームは、第１図に示すビーム圧縮器１２
であるレンズＬ１とＬｌを通シ、ビーム分割器１３上に
集束させられる。このビーム分割器１３については第３
図と第４図を参照して後で説明する。
第１図のリレーレンズ１４はレンズＬ３　、Ｌ４　、Ｌ
５により形成され、レンズＬ４とＬ５の間に無限焦点Ａ
ＰＩを含む。ＡＯＭｌ　６がレンズ１４からの８本のビ
ームを受ける。ＡＯＭからの変調された光がドーププリ
ズム１Ｔと、ビーム曲げプリズム３７と、リレーレンズ
１８　（Ｌ６　）と、ビーム曲げプリズム３８とを通っ
てステアリング＊２０に入射する。そのステアリング鏡
２０により反射されたビームは鏡３９に入射してそれに
より反射嘔れ、ビーム曲げプリズム４０により曲けられ
て、レンズＬ７　、Ｌ８゜Ｌ９　、Ｌｌ　０　　とプリ
ズム４１で構成されたズームレンズ組立体へ入射する。
焦点Ｆ３がプリズム４１内に存在する。ズームレンズ組
立体から出たビームはａ４Ｂによυ回転傭（多角形）２
４に入射する。
走査径光学装置が第２図に再び示てれている。
この光学装置はＦ−シータレンズ２６と、ビーム分割器
２８と、シャッタ３０と、縮小レンズ３２とを含む。
上記した全てのレンズは市販されている。
第１図と第２図のビーム分割器１３ 第４図はビーム分割器において用いられる３枚の類似し
た板のうちの１枚を示す。ボデー５５はビームを伝える
ガラスのような通常のボデーである。このボデーの上面
には反射防止ｇ（ＡＲＣ）５２が施嘔れる。その反射防
止膜の一部に５０％反射膜５３が被覆される。ボデー５
５の下面には１００チ反射膜５１が付精される。
図かられかるように、５０チ反射膜５３に入射したビー
ム５Ｂはビーム５９で示されるように反射される。その
ビーム５８の一部であるビーム６０がボデー５５の中に
入夛、反射膜５１により反射されてビーム６１になる。
ビーム６１が板５Ｇを出る時は５０％反射防止膜５３に
は当らないことに注意されたい。
第４図の板５０のような板が３枚第３図に示されており
（板５０ａ　、　５０ｂ　、　５０ｃ　）、それらの板
は。
ここで説明している実施例においては、８本のビームを
得るために用いられる。板５０ｂの浮式は板５０ａの厚
さの２倍であシ、板５０ｃの厚さは板５０ｂの浮式の２
倍である。ここで説明している実施例においては、それ
らの板は相互に平行に設けられる。
第３図かられかるように、ビーム６３はまず板５０＆に
入射して２本のビームになる。（これは第４図にも示さ
れている。）それら２本のビームは板５０ｂの５０％反
射膜５３に入射する。各ビームの半分が５０％反射膜５
３から反射式れる。５０％反射膜５３を透過したビーム
は１００％反射膜５１により反射式れて更に２本のビー
ムに分けられるから１．全部で４本のビームが板５０ｂ
を出る。同様にして、板５０ｂを出た全部で４本のビー
ムが板５０ｃの５０％反射膜５３から部分的に反射され
、５ｉ反射膜５３を透過したビーム部分が１００％反射
膜５１により反射嘔れるから、板５０ａからは全部で８
本のビームが出ることになる。
本発明の装置の１つの面は、走査光学装置に続いて拡大
映像平面を使用することに６る。ここで説明している実
地例においては、回転鏡と加工物の間にＩＯ！映像平面
が用いられる。この中間のテレセンドリンク映像平面は
ファセット検出、較正、加工物の位置の決定（とくに直
接書込み用）を助ける。
次に第５図を参照する。中間平面はＦ−シータレンズ２
６により形成嘔れる。会知のＦ−シータレンズ技術が、
回転鏡に続いて中間平面を形成するために用いられる。
Ｆ−シータレンズの後の光路にビーム分割器２８が設け
られる。このビーム分割器２８は、加工物に向けられた
光のわずかな部分をファセット検出器６Ｔへ分けるため
に用いられる。このファセット検出器６Ｔとしては通常
の光ダイオードなどが適当である。第５図のビーム６６
はビーム分割器２Ｂの表面２８ａから反射でれて、ファ
セット検出器６Ｔに入射する様子が示てれている。後で
詳しく説明するように、１つのビーム・チャネルが加工
物の各走査の前にＡＯＭを通じてターンオンされる。フ
ァセット検出器はこのビームを検出し、その情報はＡＯ
Ｍに結合嘔れているデータのタイミングを計るために用
いられる。この様子が第１０図に示てれている。加工物
から反射されたビームの一部を分割するために、ビーム
分割器２８の他の表面２８ｂが用いられる。光電子増倍
管（ＰＭＴ）７１に結合されたそのビームは較正および
位置検出のために用いられる。
第５図に示すように、中間映像平面内にシャッタ３０が
設けられる。ＡＯＭは、オフ状態にでれている間も、少
量の（たとえば１チ）光をいぜんとして加工物の方へ回
折嘔せることができる。
加工物を支持している台が停止石せられると、光ビーム
が７オトレジストを希望しないのに露光させることがあ
る。加工物上の走査が起らない時に、電気的に動作嘔せ
られるシャッタが閉じられる。前記したように、ファセ
ット検出のための実際の走査の前にターンオンされるチ
ャネル１のビームは加工物に入射しない。
台を移動させるためにファセット検出信号が用いられる
から、シャッタ３０はビーム分割器２８の後に設けられ
る。シャッタが光路の更に上流側に設けられるものとす
ると、シャッタが閉じられている時はファセット検出信
号が受けられないから、台を移動させるために用いられ
るタイミング信号の発生が阻止される。
縮小レンズ組立体３２は、１０ｘ平面からのビームを加
工物上に集束させる市販の縮小レンズである。
走査パターンと加工物の動きによりはとんど任意のパタ
ーンを書くことができる。どのような書込み形式（フォ
ーマット）を採用するかは光路にとっては重要なことで
はないが、書込み形式について説明することは本発明の
全体の動作を理解する助けとなる。
パターンは第８図に示されているブロック６８のような
ブロックで加工物上に発生される。各ブロックは、走査
軸に２５６にのアドレス・ユニットを用い、ストライブ
軸に２５６にのアドレス・ユニットを用いる。両方の軸
における１つのアドレスが０．５　ミクロン平方を定め
る。
ビームは回転鏡により走査軸方向に走査きせられる。８
本のビームが円６９内に示されている。
それらのビームによ多形成されたブラシが円７３内に示
嘔れている走査線７０を描く。この走査が行われると、
加工物はストライプ方向に動かされる。このようにして
走査はラスタのようにして行われる。ここで説明してい
る実施例においては、各走査線は４０９６アドレス・ユ
ニット幅であシ、各ビームを制御するために１ビツトが
各アドレス・二二ツ）において使用される。したがって
、走査線自体は８ビツト幅でるる。それのそれぞれのヒ
ームヲターンオンし、またはターンオフさせるために２
進コードが用いられる。オン状態とオフ状態の間で段階
的な変化が行われるように各ビームに複数のビットが組
合わされるように、グレイスケールを用いることもでき
る。
このパターン発生装置で用いられるラスタ化器において
は、ストライプ軸方向の長石が１０２４アドレス・ユニ
ットであるフレームが発生される。
しかし、この輪郭描写はビームまたは台の動き自体の中
では検出できず、むしろラスタ化器に限定される。長方
形Ｔ２により定められるようなバスを与えるために複数
のフレームが用いられる。バス中のフレームの数は任意
である。
説明のために、ブロック６８内に４個の同一のパターン
（パターン２）を描くものと仮定する。
ここで説明している実施例においては、バスＴ２が最初
にブ１．！ツクＴ４に書込まれ、それから、そのバスに
含まれている同じ情報をブロック７３゜７６．７５に曹
込むことができるように、台が動かされる。それから、
ブロック６Ｂ内に全体のパターンが４同書かれるまで、
各プａツク内に別のバスが作られる。ブロック６８の左
側のパターン１で示芒れているように、ブロック６Ｂに
隣接するブロックで加工物に別のパターンを書くことが
できる。第８図のパターン１または２は、たとえば５ｘ
のマスクまたは１０ｘのマスクを表すことができ、また
は半導体ウェハ上に直接発生される回路素子を表すこと
ができる。
ここで説明している実施例においては、ビームはストラ
イプ軸の動きとともに書くだけでおり、台が走査軸に沿
って動かされる時には書込みは行われない。たとえば各
バスに対して加工物を元へ戻すために、走査軸に沿う加
工物の動きが起る。
走査線ビーム 第８図の円６９内では、各走査でパターンを描く８本の
ビームが互いに重なシ合っていることが示とれている。
実際には、ビームの加工物上への射影が重なシ合うもの
としても、ビームは重なシ合わない。第１図のドーププ
リズム１Ｔは、ビームが前記のように空間的にｓｍｉせ
られるようにビームを向ける。この移動が第９図におい
てビームＴＩにより示されている。（ビームＴ７が線Ｔ
８に達する前にそれらのビームがターンオンされたとす
ると、ビームγγはビームの射影を表す。）線Ｔ８は走
査軸に垂直な線を表し、この線は第８図に走査線ＴＯを
通る様子が示されている。各ビームが線７Ｂに達すると
、そのビームは、走査軸およびストライプ軸に沿うその
位置におけるアドレス・ユニットに対してアクセスされ
た情報（２進の１′＝！たは０）の関数として活性化さ
れる。動作時には、ビームを制御するデータ信号が第１
図のＡＯＭｌ　６へ順次与えられる。パターンのために
必要があれば、線７８および等間隔の線に沿ってビーム
がターンオンされるように、各信号は適切な時間だけ遅
らされる。これにより、ビーム自体が重なり合うことな
しに、ビームの射影を重な９合わせることができる。ビ
ーム自体が重なり合うものとすると、制御されない干渉
が生じて「きれいな」走査線が書かれることを阻止する
。
合綴立体 次に、第７図を参照する。部品保持器により保持嘔れて
いる板３４を３本の軸に沿って動かすことができる。縮
小レンズ３２（ｚ軸）に対する接近および離脱の動きは
図示していない。この動きは集束のために動か嘔れる。
前記のように、パターン発生中には、ストライプ段８２
にとシフけられている板３４と部品保持器がモータ８３
によりストライプ軸に沿って動かされる。第７図におい
てはそのストライプ軸は紙面に垂直である。ストライプ
段８２は走査段８゜の上に載せられているから、走査段
８ｏが動くと板３４が動かされる。走査段８ｏはモータ
８１により走査軸に沿って動かされる。前記したように
、この動きは走査中には行われず、各バスごとに元の位
置へもどすために、たとえば走査と走査の間に行われる
。ビームに対して加工物が傾がないように部品保持器を
調整（傾斜）嘔せることもできる。
次に第６図も参照して、鏡８８がストライプ段８２に垂
直にとシっけられ、鏡４４．９２がストライプ軸に垂直
に縮小レンズ３２にと９つけられる。鏡４４が走査軸に
垂直に縮小レンズ３２にとシつけられる。ストライプ段
８２と縮小レンズ３２の間の走査方向における相対運動
は差動干渉計８９により検出される。この差動干渉計は
各鏡４４゜８８からの一対のビームを反射する。同様に
、鏡４３と９２から光が反射されるから、ストライプ方
向の相対運動が差動干渉計９４により検出式れる。板３
４の正確な相対運動を測定するために、板３４のレベル
において光が＠８２と９２から反射される。
差動干渉！ｔ８９．９４は市販のものである。それらの
干渉計は、加工物から反射された光を受ける第５図の光
電子増倍管とともに（第４図のビーム分割器２８の表面
２８ｂ　を参照）、装置の較正および加工物の位置決定
に重要な役割を演する。
部品保持器の上面に較正マーク９７．９８がつけられる
。それらの較正マークは板自体にも（たとえばクローム
配置工程（ｃｈｒｏｍ＠ｄｌａｐｏｓｉｔｌｏｎ）およ
びエツチング工程で）つけることができる。
それらのマークはパターンの原点から既知の距離だけ離
れている。パターンのデータはその原点に対して発生さ
れる。８本のビームのうちの１本がターンオン石れると
、マーク９γまたは９Ｂからの反射を光電子増倍管によ
り検出できる。これにより、パターンの原点およびビー
ムの相対的な位置についての正確なデータが得られる。
加工物が走査方向またはストライプ方向に動か嘔れると
、干渉計から正確な位置データを得ることができ、それ
により位置データの連続した流れが得られる。
干渉計および光電増倍管からのデータの組合わせの用途
は他に数多くおる。たとえば、前記のように、走査線の
長石は４０９６アドレス・ユニットでちる。アドレス・
ユニットに対するビーム１を最初に作動させることがで
き、それの座標を較正マークと光電子増倍管とともに決
定できる。そうすると、ビーム１を走査の４０９６アド
レス・工ニットに対して再びターンオンでき、この位置
が較正マークで決定される。このデータから走査線の長
さを決定できる。同様に、ビーム１と８を作動させるこ
とによりブラシの幅を決定できる。走査中に加工物の動
きによりひき起重れるストライプ軸のねじれも決定でき
、データがＡＯＭへ与えられる時刻を調整することによ
り、そのねじれを電気的に調整できる。他の用途には光
点の大きての測定、臨界寸法の測定、回転鏡の回転の安
定度試験、ステアリング鏡の位置ぎめ、ズームレンズの
較正、タイミングの較正、Ｆ−シータ伝達関数の測定。
光学装置全体にわたるレンズ直線性の決定、焦点の場の
平坦性の測定、カラム（ｃｏｌｗｍ）直交性の試験およ
び自動焦点の較正が含まれる。
ビーム分割器および光電子増倍管の組合わせ。
干渉計、および動く組立体上の較正マークとによる中間
フィールド平面のテレセンドリンク構成により、通常は
独立しているそれらのものを正確に統合できる。
データのタイミング 鏡の位置に対するデータのタイミングは重要である。回
転鏡上のファセットの位ｇＬＫ対して早すぎて、または
遅すぎてビームがターンオンされるものとすると、１本
の走査線を次の走査線からずらすことができる。前記し
たように、データのタイミング信号とＡＯＭのイネイブ
リングのためのタイミング信号がファセット検出器を通
じて発生される。ビームを加工物に対して向ける位置に
ファセットがくる前に、チャネル１がターンオン嘔れる
。ビームがビーム分割器２８から光検出器へ向って反射
でれて、タイミングパルスを発生する。
このビームのターンオンが第１０図にパルス１０５によ
り示されている。ファセット検出が第１０図にパルス１
０６により示されている。この検出により、一定の遅延
時間と走査修正およびねじれ修正よυ成る時間的な一連
の動作が開始される。全体の遅延時間が第１Ｏ図に遅延
時間１０８として示でれている。
その遅延時間の後でプリント・クロック・イネイブル信
号１０７が、ピクセル・クロック１０９がデータ（４０
９６アドレス・ユニツ）　）ｔ”　ＡＯＭ内へクロック
制御して入れるための信号を発生することを許可する。
波形１１０で示でれているように、そのデータはビーム
がパターンをプリントすることを選択的に許可する。
複数の走査で構成されるストライプ１１１が第１０図に
示されている。＃　１１２はストライプ１１１のための
時間軸を表す。線１１３は線１１２に対して加えられる
角度を表す。この角度は、走査中のストライブ方向の動
きによりひき起される、各走査線に導入されるねじれを
表す。これは遅延１０８における「ねじれ係数増分」で
ある。破線はストライプ軸に沿う真の動きからの走査方
向のずれを表す。
このずれは干渉計９４により測定される。破線と線１１
２の差は遅延１０８に対する「走査修正」を表す。「一
定」の遅延は平均予測遅延でおる。したがって、計算さ
れた遅延１０Ｂにより、ファセットのずれ、走査のラス
タの性質、ストライプ台の動きのずれなどが存在しても
、プリントをてせようとする場合にはプリントを行わせ
ることかで’ｌｃ走査中には、ストライプ軸の方向の台
の動く速さが一定でないこともある。それらの速さ変動
は干渉計８９により検出される。干渉計８９からの情報
がステアリング鏡２０を制御し、ストライプ方向におけ
るビームと加工物の閣の相対的な動きを修正する。
以上、光路および機械的な諸サブシステムの部分とにお
いて数多くの独特の特徴を含むレーザ・パターン発生装
置について説明した。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の装置における全体の光路を示す略図、
第２図は光路中におけるレンズの場所およびそれらのレ
ンズと部品保持器との関係を主として示す本発明の装置
の略図、第３図は本発明の装置の一実施例で用いられる
ビーム分割器の線図、第４図は第３図に示すビーム分割
器で用いられる分割器の１つの略図、第５図は走査後の
中間映像平面に用いられるレンズを示す線図、第６図は
部品保持器と、その部品保持器の位置すなわち加工物の
位置の決定罠用いられる干渉計に対する部品保持器の関
係とを示す平面図、第７図は第６図の構造および光路の
短縮に対するその構造の位置を示す略図、第８図は本発
明の装置の一実施例において用いられる走査パターン（
板書込みの場合）を示す線図、第９図は「ブラシ」を形
成するために用いられるレーザビームを示す図、第１０
図は本発明の詳細な説明するために用いられるタイミン
グ図である。 １０・・・・レーザ、１３．２８・・・・ビーム分割器
、１８Ｓ・・・音響−光変調器、１７・・・・ドーププ
リズム、１８・・・・リレーレンズ、２０・・・・ステ
アリングレンズ、２２・・・・ズームレンズ、２４・・
・・回転多角形境、２６・・・・Ｆ−シータレンズ、３
２・・・・縮小レンズ、３７．３８，４０．４１・・・
・ビーム曲げプリズム、６７・・・・ファセット検出器
、８９゜９４・・・・差動干渉計。 特許出願人　　　アテツク・コーポレーション代理人　
山川政樹＜ｆ！！；＋５１２名）１υ ４孕７ 斯れ静ｉ＾ 鮎

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）放射エネルギーに応答する膜を含む加工物上にパ
    ターンを発生する装置において、 放射エネルギー・ビームを与えるレーザと、このレーザ
    に光学的に結合され、ビームを複数のビームに分割する
    ビーム分割器と、 このビーム分割器に光学的に結合され、前記複数の各ビ
    ームを独立に変調する音響−光変調器手段と、 複数のファセットを有し、前記変調器手段からの前記ビ
    ームを受ける回転鏡と、 この回転鏡から前記ビームを受け、それらのビームを前
    記加工物上に集束する集束手段と を備え、それにより前記回転鏡は前記複数のビームに前
    記加工物を走査させることを特徴とする加工物上にパタ
    ーンを発生する装置。
  2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、前記
    回転鏡と前記加工物の間に拡大された映像平面を含むこ
    とを特徴とする装置。
  3. （３）特許請求の範囲第２項記載の装置であつて、前記
    回転鏡からのビームをファセット検出器へ反射して、前
    記回転鏡の前記ファセットに同期された同期信号を与え
    るために、前記拡大された映像平面内にビーム分割器を
    含むことを特徴とする装置。
  4. （４）特許請求の範囲第３項記載の装置であって、少く
    とも１本の前記複数のビームが前記加工物から反射され
    、かつ前記ビーム分割器から反射されて、前記加工物の
    位置の指示を与えることを特徴とする装置。
  5. （５）特許請求の範囲第２項記載の装置であつて、前記
    拡大された映像平面はＦ−シータレンズを含むことを特
    徴とする装置。
  6. （６）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、前記
    音響−光変調器と前記回転鏡の間に配置されるドーププ
    リズムを含み、このプリズムは前記複数のビームを分離
    してビーム間の干渉を阻止することを特徴とする装置。
  7. （７）特許請求の範囲第１項記載の装置であって、前記
    音響−光変調器と前記回転鏡の間に配置されるズームレ
    ンズを含むことを特徴とする装置。
  8. （８）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、前記
    音響−光変調器と前記回転鏡の間に配置されるステアリ
    ング鏡を含むことを特徴とする装置。
  9. （９）放射エネルギービームを与える少くとも１つのレ
    ーザと、 このレーザから前記ビームを受け、複数の変調ビームを
    与える変調器と、 この変調器のための前記ビームを受けるステアリング鏡
    と、 複数のファセットを有し、前記ステアリング鏡からの前
    記ビームを受ける回転鏡と、 この回転鏡からの前記ビームを受けて、それらのビーム
    を、放射エネルギーに応答する膜を含む加工物上に集束
    する集束器と を備え、前記回転鏡は前記複数のビームに前記加工物を
    走査させることを特徴とする放射エネルギーに応答する
    膜を含む加工物上にパターンを発生する装置。
  10. （１０）特許請求の範囲第９項記載の装置であつて、前
    記回転鏡と前記加工物の間に拡大された映像平面を含む
    ことを特徴とする装置。
  11. （１１）特許請求の範囲第１０項記載の装置であつて、
    前記回転鏡からのビームをファセット検出器へ反射して
    、前記回転鏡の前記ファセットに同期された同期信号を
    与えるために、前記拡大された映像平面内にビーム分割
    器を含むことを特徴とする装置。
  12. （１２）特許請求の範囲第１１項記載の装置であつて、
    少くとも１本の前記複数のビームが前記加工物から反射
    され、かつ前記ビーム分割器から反射されて、前記加工
    物の位置の指示を与えることを特徴とする装置。
  13. （１３）特許請求の範囲第１０項記載の装置であつて、
    前記拡大された映像平面はＦ−シータレンズを含むこと
    を特徴とする装置。
  14. （１４）特許請求の範囲第９項記載の装置であって、前
    記変調手段は音響−光変調手段を含むことを特徴とする
    装置。
  15. （１５）特許請求の範囲第１４項記載の装置であつて、
    前記音響−光変調器と前記回転機の間に配置されるドー
    ププリズムを含み、このプリズムは前記複数のビームを
    分離してビーム間の干渉を阻止することを特徴とする装
    置。
  16. （１６）特許請求の範囲第９項記載の装置であつて、前
    記変調器手段と前記回転鏡の間に配置されるズームレン
    ズを含むことを特徴とする装置。
  17. （１７）放射エネルギービームを与える少くとも１つの
    レーザと、 このレーザから前記ビームを受け、複数の変調されたレ
    ーザビームを与える変調器と、 複数のファセットを有し、前記変調器からの前記ビーム
    を受ける回転鏡と、 この回転鏡から前記ビームを受け、放射エネルギーに応
    答する膜を含む加工物を前記ビームが走査方向に走査す
    るように、前記ビームを前記加工物上に集束させる集束
    器と、 前記走査方向に動かすために装着されるテーブルと、 前記走査方向に垂直な方向に動くために装着され、前記
    加工物を受ける部品保持器と を備え、それにより前記回転鏡と前記部品保持器の動き
    は前記加工物をラスタ走査させることを特徴とする放射
    エネルギーに応答する膜を含む加工物上にパターンを発
    生する装置。
  18. （１８）特許請求の範囲第１７項記載の装置であつて、
    前記回転鏡からビームをファセット検出器へ反射して、
    前記回転鏡の前記ファセットに同期される同期信号を与
    えるビーム分割器を含むことを特徴とする装置。
  19. （１９）特許請求の範囲第１７項記載の装置であって、
    前記複数のビームのうちの少くとも１本が前記加工物か
    ら反射され、かつビーム分割器により反射されて、前記
    加工物の位置の指示を与えることを特徴とする装置。
  20. （２０）特許請求の範囲第１７項または第１９項記載の
    装置であつて、前記部品保持器とともに動くために装着
    される第１の反射鏡と、前記走査方向に垂直な前記方向
    における前記部品保持器の動きの検出を可能にする第１
    の干渉計とを含むことを特徴とする装置。
  21. （２１）特許請求の範囲第２０項記載の装置であつて、
    前記部品保持器とともに動くために装着される第２の反
    射鏡と、前記走査方向における前記部品保持器の動きの
    検出を可能にする第２の干渉計とを含むことを特徴とす
    る装置。
  22. （２２）放射エネルギービームを与えるレーザと、前記
    レーザに光学的に結合され、ビームを複数のビームに分
    割するビーム分割器と、 このビーム分割器に光学的に結合され、前記複数のビー
    ムの各ビームを独立に変調する音響−光変調器手段と、 複数のファセットを有し、前記変調器手段からの前記ビ
    ームを受ける回転鏡と、 この回転鏡からの前記ビームを受け、それらのビームを
    、放射エネルギーに応答する膜を含む加工物上に集束す
    る集束手段と、 前記走査方向に垂直な方向に動くために装着され、前記
    加工物を受ける部品保持器と を備え、それにより前記回転鏡の動きと前記部品保持器
    の動きが前記加工物をラスタ走査させることを特徴とす
    る放射エネルギーに応答する膜を含む加工物上にパター
    ンを発生する装置。
  23. （２３）特許請求の範囲第２２項記載の装置であって、
    前記部品保持器は前記走査方向に動くテーブルの上に装
    着されることを特徴とする装置。
  24. （２４）特許請求の範囲第２３項記載の装置であつて、
    前記回転鏡からのビームをファセット検出器へ反射し、
    前記回転鏡の前記ファセットと同期された同期信号を与
    えるビーム分割器を含むことを特徴とする装置。
  25. （２５）特許請求の範囲第２２項記載の装置であつて、
    前記複数のビームのうちの少くとも１本のビームが前記
    加工物から反射され、かつビーム分割器により反射され
    て、前記加工物の位置の指示を与えることを特徴とする
    装置。
  26. （２６）特許請求の範囲第２２項または第２５項記載の
    装置であって、前記部品保持器とともに動くために装着
    される第１の鏡と、前記走査方向に垂直な前記方向にお
    ける前記部品保持器の動きの検出を可能にする第１の干
    渉計とを含むことを特徴とする装置。
  27. （２７）特許請求の範囲第２６項記載の装置であつて、
    前記部品保持器とともに動くために装着される第２の鏡
    と、前記走査方向における前記部品保持器の動きの検出
    を可能にする第２の干渉計とを含むことを特徴とする装
    置。
  28. （２８）特許請求の範囲第２２項記載の装置であつて、
    前記回転鏡と前記加工物の間に拡大された映像平面を含
    むことを特徴とする装置。
  29. （２９）特許請求の範囲第２８項記載の装置であつて、
    前記回転鏡からビームをファセット検出器へ反射して、
    前記回転鏡の前記ファセットに同期された同期信号を与
    えるビーム分割器を含むことを特徴とする装置。
  30. （３０）特許請求の範囲第２９項記載の装置であつて、
    前記複数のビームのうちの少くとも１本のビームが前記
    加工物から反射され、かつ前記ビーム分割器により反射
    されて、前記加工物の位置の指示を与えることを特徴と
    する装置。
  31. （３１）特許請求の範囲第２８項記載の装置であつて、
    前記拡大された映像平面のためにＦ−シータレンズを含
    むことを特徴とする装置。
  32. （３２）特許請求の範囲第２２項記載の装置であつて、
    前記音響−光変調器と前記回転鏡の間に配置されるドー
    プ・プリズムを含み、そのプリズムは前記複数のプリズ
    ムを分離して、それらのビームの間の干渉を阻止するこ
    とを特徴とする装置。
  33. （３３）特許請求の範囲第３２項記載の装置であつて、
    前記音響−光変調器手段と前記回転鏡の間に配置される
    ズームレンズを含むことを特徴とする装置。
  34. （３４）特許請求の範囲第２２項記載の装置であって、
    前記音響−光変調器手段と前記回転鏡の間に配置される
    ステアリング鏡を含むことを特徴とする装置。
  35. （３５）放射エネルギービームを与える少くとも１つの
    レーザと、 このレーザから前記ビームを受け、複数の変調されたレ
    ーザビームを与える変調器と、 この変調器から前記ビームを受け、それらのビームを分
    離して、ビームの間の干渉を阻止するドーププリズムと
    、 複数のファセットを有し、前記ドーププリズムからの前
    記ビームを受ける回転鏡と、 この回転鏡から前記ビームを受け、それらのビームを放
    射エネルギーに応答する膜を有する加工物上に集束する
    集束器と を備え、それにより前記回転鏡は前記複数のビームに前
    記加工物を走査させることを特徴とする放射エネルギー
    に応答する膜を含む加工物上にパターンを発生する装置
    。
  36. （３６）特許請求の範囲第３５項記載の装置であつて、
    前記回転鏡と前記加工物の間に拡大された映像平面を含
    むことを特徴とする装置。
  37. （３７）特許請求の範囲第３６項記載の装置であつて、
    前記回転鏡からのビームをファセット検出器へ反射して
    、前記回転鏡のファセットに同期された同期信号を与え
    るために、ビーム分割器を前記拡大された映像平面に含
    むことを特徴とする装置。
  38. （３８）特許請求の範囲第３７項記載の装置であつて、
    前記複数のビームのうちの少くとも１本のビームが前記
    加工物から反射され、かつ前記ビーム分割器により反射
    されて、前記加工物の位置の指示を与えることを特徴と
    する装置。
  39. （３９）特許請求の範囲第３８項記載の装置であつて、
    前記拡大された映像平面はＦ−シータレンズを含むこと
    を特徴とする装置。
  40. （４０）特許請求の範囲第３９項記載の装置であつて、
    前記変調器は音響−光変調器を備えることを特徴とする
    装置。
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