JPH10142538A - マルチヘッド走査光学系を持つレーザ描画装置 - Google Patents
マルチヘッド走査光学系を持つレーザ描画装置Info
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- JPH10142538A JPH10142538A JP31550396A JP31550396A JPH10142538A JP H10142538 A JPH10142538 A JP H10142538A JP 31550396 A JP31550396 A JP 31550396A JP 31550396 A JP31550396 A JP 31550396A JP H10142538 A JPH10142538 A JP H10142538A
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Abstract
に偏向させつつ該レーザビームを画像データに基づいて
変調させて該被描画体に描画を行うレーザ描画装置にお
いて、描画作動有効時間を実質的に100%とする。 【解決手段】 単一のレーザビーム光源からのレーザビ
ームが2つの光路に振り分けられ、それらレーザビーム
がそれぞれ被描画体に対して主走査方向に偏向させるた
めに2つのポリゴンミラーが使用される。各ポリゴンミ
ラーの反射面にはレーザビームの主走査方向に沿う偏向
を行って描画を行わせる描画有効反射面領域が設定さ
れ、双方の描画有効反射面領域での描画作動が連続的に
交互に行い得るように双方のポリゴンミラーの回転周期
をずらす。
Description
ーザビームを主走査方向に偏向させつつ該レーザビーム
を画像データに基づいて変調させて該被描画体に描画を
行うレーザ描画装置に関し、一層詳しくは被描画体に対
してレーザ描画を主走査方向に偏向させるために複数の
ポリゴンミラーを含むマルチヘッド走査光学系を具備す
るレーザ描画装置に関する。
ムを主走査方向に偏向させる走査光学系としてポリゴン
ミラーが使用される。ポリゴンミラーは一定の速度で回
転し、その回転中の反射面に一方向からレーザビームを
入射させることにより、該レーザビームは被描画体に対
して主走査方向に偏向させられる。一方、レーザビーム
の主走査方向への偏向中、該レーザビームは画像データ
に基づいて変調させられ、これにより被描画体に対する
描画が行われる。
ぞれの反射面にはレーザビームの主走査方向に沿う偏向
を行って描画を行わせる描画有効反射面領域が設定さ
れ、任意の描画有効反射面領域での描画作動終了からそ
の描画有効反射面領域に隣接した次の反射面の描画有効
反射面領域での描画作動開始に移行する間の時間は描画
作動の行われない空き時間即ち無駄な時間となる。
リゴンミラーの反射面数を増やすことが考えられるが、
同時にそれぞれの反射面の描画有効反射面領域が小さく
なり、描画範囲が狭まるという問題がある。そこで、描
画範囲を広げるためにポリゴンミラーのそれぞれの反射
面の描画有効反射面領域を可及的に大きく設定すると、
ポリゴンミラーが大型化するといった弊害が生じる。
る従来の走査光学系にあっては、その任意の反射面での
描画作動からそこに隣接する反射面での描画作動に移行
する間に描画作動の行われない空き時間が不可避である
ため、この空き時間のために描画作動有効時間を100%得
ることはできず、レーザビームを100%描画に利用するこ
とは事実上不可能であった。
主走査方向に偏向させつつ該レーザビームを画像データ
に基づいて変調させて該被描画体に描画を行うレーザ描
画装置であって、描画作動有効時間が実質的に100%得ら
れるように構成されたレーザ描画装置を提供することで
ある。
装置は、被描画体に対してレーザビームを主走査方向に
偏向させつつ該レーザビームを画像データに基づいて変
調させて該被描画体に描画を行うものであって、単一の
レーザビーム光源と、レーザビーム光源からのレーザビ
ームを2つの光路に振り分けるレーザビーム振分け手段
と、レーザビーム振分け手段によって2つの光路に振り
分けられたレーザビームをそれぞれ被描画体に対して主
走査方向に偏向させるための2つのポリゴンミラーとを
具備して成る。本発明によれば、かかるレーザ描画装置
において、各ポリゴンミラーのそれぞれの反射面にはレ
ーザビームの主走査方向に沿う偏向を行って描画を行わ
せる描画有効反射面領域が設定され、一方のポリゴンミ
ラーの描画有効反射面領域での描画作動終了からその描
画有効反射面領域に隣接した描画有効反射面領域での描
画作動開始に移行する間に他方のポリゴンミラーの描画
有効反射面領域での描画作動が行われるように双方のポ
リゴンミラーの回転周期をずらしていることが特徴とさ
れる。
は例えば電気光学素子と偏光ビームスプリッタとの組合
せから成り、電気光学素子によってレーザビームの偏光
特性を変えることにより、該レーザビームが偏光ビーム
スプリッタによって2つの光路に振り分けられる。
素子と反射鏡との組合せから成るものであってもよく、
この場合音響光学素子によってレーザビームを回折させ
ることにより、該レーザビームが反射鏡によって2つの
光路に振り分けられる。
光源から射出されたレーザビームを画像データに基づい
て変調するための変調手段が、レーザビーム光源とレー
ザビーム振分け手段との間に設けられる。
はレーザビームを2つに分割して2つの光路に振り分け
るハーフミラーから成るものであってもよい。さらに、
レーザビーム振分け手段によって2つの光路に振り分け
られたレーザビームを、画像データに基づいて変調する
ための変調手段が、レーザビーム振分け手段と2つのポ
リゴンミラーとの間にそれぞれ設けられてもよい。
データに基づいて変調駆動するためのレーザビーム光源
駆動手段が設けられてもよい。
置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
走査光学系を具備したレーザ描画装置の斜視図が概略的
に示されている。レーザ描画装置は床面上に据えつけら
れた基台10を備え、この基台10の上面には一対のレ
ール12が平行に設けられている。一対のレール12上
にはテーブル台14が搭載され、このテーブル台14は
図示されない駆動源によって、一対のレール12の長手
方向即ちX方向に沿って移動し得るようになっている。
テーブル台14にはθテーブル16を介して描画テーブ
ル17が設置され、この描画テーブル17上には被描画
体例えばフォトマスク用感光フィルムあるいはフォトレ
ジスト層を持つ基板等が設置される。描画テーブル17
の対向する側辺にはそれぞれ2つずつ微調整駆動器18
が設けられており、これにより描画テーブル17の水平
面内での回転位置が微調整されるようになっている。な
お、図1では、一方の側辺に設けられた2つの微調整駆
動器18だけが示されている。
ゴンレーザ発生器20が設置されている。一方、描画テ
ーブル17の上方側には図示されない支持構造体によっ
て支持固定された固定板30が配置され、この固定板3
0にはビームベンダ22によって反射されたレーザービ
ームを処理するための種々の光学要素、つまりマルチヘ
ッド走査光学系24が設置される。
36が設けられており、ビームベンダ22から送られて
きたレーザビームは、ビームベンダ32、34、36に
おいて反射しビームセパレータ40に導かれる。
えば8本の平行レーザビームに分割する。ビームセパレ
ータ40からの8本の平行レーザビームはビームベンダ
42を介して集光レンズ44によって集光され、さらに
ビームベンダ46を介して電子シャッタ48に導かれ
る。
向に対して垂直線上に並んだ8つの音響光学素子から形
成され、各音響光学素子には8本のレーザビームのうち
の該当レーザビームが割り当てられる。電子シャッタ4
8に含まれる各音響光学素子はその該当レーザビームを
二値画像データに基づいて変調させるレーザビーム変調
器として機能する。電子シャッタ48を経て二値画像デ
ータに基づいて変調された8本のレーザビームLBはレ
ーザビーム振分け手段50に向けられる。
段50が拡大して図示されている。同図に示すように、
レーザビーム振分け手段50は電気光学素子102、偏
光ビームスプリッタ104及びビームベンダ106とか
ら構成される。電子光学素子102自体は周知のものも
のであって、レーザビームの偏光特性を変更するもので
ある。即ち、電子光学素子102を経たレーザビームの
偏光方向は水平方向あるいは垂直方向に変化させられ、
一方偏光ビームスプリッタ104は例えば偏光方向が紙
面と水平になっているレーザビームを透過させるが、し
かし偏光方向が紙面と垂直になっているレーザビームを
反射させるようになっている。従って、レーザビームの
偏光特性を電子光学素子102でもって適宜変化するこ
とにより、そのレーザビームは偏光ビームスプリッタ1
04によって反射させられる光路とそこを透過させられ
る光路とのいずれかの光路に振り分けられる。
ッタ104を透過させられたレーザビームLB11は破
線で示され、そのレーザビームLB11はビームベンダ
106で反射させられる。一方、偏光ビームスプリッタ
104によって反射させられたレーザビームLB12は
実線で示される。
段50によって振り分けられたレーザビームLB11は
ビームベンダ106で反射させられた後に更にビームベ
ンダ52を介して第1のレーザビーム走査光学系58に
向けられる。一方、レーザビーム振分け手段50によっ
て振り分けられたレーザビームLB12はビームベンダ
72を介して第2のレーザビーム走査光学系78に向け
られる。
のビームベンダ54、第1のポリゴンミラー56(本実
施形態では、底面が正八角形)、第1のfθレンズ6
0、第1のターニングミラー62、第1のコンデンサレ
ンズ64から構成される。8本のレーザビームLB11
は第1のレーザビーム走査光学系58によって描画テー
ブル17の第1の描画領域17aで主走査方向に沿って
偏向させられる。即ち、第1のポリゴンミラー56によ
って偏向されたレーザビームLB11は第1のfθレン
ズ60を経た後に第1のターニングミラー62によって
第1のコンデンサレンズ64に向けられ、これにより第
1の描画領域17aはその偏向レーザビームLB11で
もって主走査方向に走査される。要するに、 第1のレー
ザビーム走査光学系58による描画作動は第1の描画領
域17aだけで行われる。
光学系78は第1のレーザビーム走査光学系58と実質
的に同一とされ、第2のビームベンダ74、第2のポリ
ゴンミラー76(本実施形態では、底面が正八角形)、
第2のfθレンズ80、第2のターニングミラー82、
第2のコンデンサレンズ84から構成される。8本のレ
ーザビームLB12は第2のレーザビーム走査光学系7
8によって描画テーブル17の第1の描画領域17bで
主走査方向に沿って偏向させられる。即ち、第2のポリ
ゴンミラー76によって偏向されたレーザビームLB1
2は第2のfθレンズ80を経た後に第2のターニング
ミラー82によって第1のコンデンサレンズ84に向け
られ、これにより第2の描画領域17bはその偏向レー
ザビームLB12でもって主走査方向に走査される。要
するに、 第2のレーザビーム走査光学系78による描画
作動は第1の描画領域17bだけで行われる。
1のポリゴンミラー56及び第2のポリゴンミラー76
が示され、双方のポリゴンミラー56及び76は同図に
矢印に示すように同方向に回転させられるが、しかしな
がら各ポリゴンミラー56、76が正八角形の場合には
第1のポリゴンミラー56及び第2のポリゴンミラー7
6の回転については互いにπ/8だけ位相がずらされ、こ
れにより第1のポリゴンミラー56による描画作動と第
2のポリゴンミラー76による描画作動とが交互に繰り
返され、これにより描画作動間での空き時間が排除され
る。
ゴンミラー56は描画作動状態にあるが、第2のポリゴ
ンミラー76は次の描画作動に移行する際の空き時間の
状態にあり、双方のポリゴンミラー56及び76が図3
に示す回転位置から更にπ/8だけ回転させられたときに
は、かかる状態は逆転する。従って、 第1のポリゴンミ
ラー56及び第2のポリゴンミラー76のいずれか一方
により、描画作動は常に行われるので、 その間の空き時
間は実質的に無くなることになる。
ると、各ポリゴンミラー56、76のそれぞれの反射面
にはレーザビームの主走査方向に沿う偏向を行って描画
を行わせる描画有効反射面領域ERが設定され、この描
画有効反射面領域ERはポリゴンミラー56、76の回
転中心に対する角度αによって規定され、この角度αは
π/8とされる。また、描画有効反射面領域ERの両側境
界の各々とそこに隣接するポリゴンミラーの角部と間の
領域はポリゴンミラー56、76の回転中心に対する角
度βによって規定され、この角度はπ/16 とされる。従
って、 例えば第1のポリゴンミラー56の描画有効反射
面領域ERでの描画作動終了からその描画有効反射面領
域ERに隣接した描画有効反射面領域ERでの描画作動
開始に移行する間に第2のポリゴンミラー76の描画有
効反射面領域ERでの描画作動が行われ、このような描
画作動が交互に繰り返される。
56による描画作動周期と第2のポリゴンミラー76に
よる描画作動周期とがタイミングチャートとして示され
る。同図のタイミングチャートから明らかように、第1
のポリゴンミラー56による描画作動はその回転角度α
に相当する時間で行われ、次の描画作動の開始までの区
間(2β=α) が空き時間となる。一方、第2のポリゴン
ミラー76による描画作動はその回転角度αに相当する
時間で行われ、次の描画作動の開始までの区間(2β=
α) が空き時間となる。しかしながら、上述したよう
に、ポリゴンミラー56及び第2のポリゴンミラー76
の回転については互いにπ/8だけ位相がずらされている
ので、描画作動は第1のポリゴンミラー56及び第2の
ポリゴンミラー76の双方によって連続的に行われる。
ンデンサレンズ84の各々の両端部での光学歪みは比較
的大きいので、これら双方のコンデンサレンズ64及び
84はそれらの内側端部が互いにオーバーラップするよ
うに配置される。このため第1のポリゴンミラー56に
よる偏向レーザビームLB11の主走査方向(Y軸方
向)に沿う描画ラインと第2のポリゴンミラー76によ
る偏向レーザ描画LB12の主走査方向に沿う描画ライ
ンとは副走査方向(X軸方向)にコンデンサレンズ6
4、84の幅分だけずれることになるが、しかし実際に
は描画テーブル17の副走査方向(X軸方向)に沿う移
動が適宜制御されて、第1のポリゴンミラー56による
描画ラインと第2のポリゴンミラー76による描画ライ
ンとは互いに一直線上に整列するようにされる。
の実施形態が示される。この実施形態では、レーザビー
ム振分け手段50は音響光学素子112と反射鏡114
との組合せからなり、音響光学素子112は電子シャッ
タ48で変調された8本のレーザビームLBを回折させ
て2つの光路に振り分けるようになっている。即ち、図
示するように、レーザビームLBは音響光学素子112
によって破線で示す方向あるいは実線で示す方向に回折
させられる。
え、破線で示す方向に回折されたレーザビームは反射鏡
114の一方の反射面によってレーザビームLB21と
して第1のレーザビーム走査光学系58に向けられ、実
線で示す方向に回折されたレーザビームは反射鏡114
の他方の反射面によってレーザビームLB22として第
2のレーザビーム走査光学系78に向けられる。なお、
レーザビームLB21及びLB22がそれぞれ上述した
レーザビームLB11及びLB12の場合と同様な態様
で処理されることは明らかであろう。
に他の実施形態が示される。この実施形態では、レーザ
ビーム振分け手段50は反射光量と透過光量との割合が
1:1となるハーフミラー122と反射鏡124との組
合せから成り、レーザビームLBはハーフミラー122
によって2つのレーザビームLB31及びLB32に分
割されてそれぞれの光路に振り分けられる。このような
構成のレーザビーム振分け手段50の場合には、電子シ
ャッタ48は2つ用意され、一方の電子シャッタはレー
ザビームLB31の光路側に設けられ、他方の電子シャ
ッタはレーザビームLB32の光路側に設けられる。
作動が行われる場合には、レーザビームLB31はその
光路側に設けられた電子シャッタによって画像データに
基づいて変調され、このときレーザビームLB32側に
設けられた電子シャッタは閉じられて該レーザビームL
B32は第2のレーザビーム走査光学系78には導かれ
ない。一方、第2のレーザビーム走査光学系78で描画
作動が行われる場合には、レーザビームLB32はその
光路側に設けられた電子シャッタによって画像データに
基づいて変調され、このときレーザビームLB31側に
設けられた電子シャッタは閉じられて該レーザビームL
B31は第1のレーザビーム走査光学系58には導かれ
ない。かくして、レーザビームLB31及びLB32は
それぞれ上述したレーザビームLB11及びLB12の
場合と同様な態様で処理され得る。
第1のポリゴンミラー56及び第2のポリゴンミラー7
6は同じサイズの同一構成とされ、それぞれのポリゴン
ミラーには描画作動時間が50% ずつ振り分けられている
が、必要に応じて、第1のポリゴンミラー56及び第2
のポリゴンミラー76を異なったサイズとして、例え
ば、小さいサイズの方のポリゴンミラーには描画作動時
間の30% を振り分け、大きいサイズの方のポリゴンミラ
ーには描画作動時間の70% を振り分けて双方の描画作動
時間を合計で100 % となるようにしてもよい。
態として半導体レーザ発生器があげられる。この場合、
半導体レーザ発生器は変調駆動回路などにより画像デー
タに基づいて変調駆動され、変調されたレーザビームを
出射する。そして変調させられたレーザビームは、例え
ば前述した音響光学素子と偏光ビームスプリッタとによ
り2方向に振り分けられる。したがって前述した実施形
態のように、電子シャッタといった変調手段を外部に設
けずともよく、レーザ描画装置の更なるコンパクト化が
可能になる。
によるレーザ描画装置にあっては、描画作動が実質的に
途切れることなく行われるので、描画時間が大巾に短縮
され得ると共に、光源の利用効率を高めることができ
る。
す概略斜視図である。
示す部分拡大図である。
ーザビーム走査光学系のそれぞぞれのポリゴンミラーを
示す平面図であって、本発明による描画作動原理を説明
するための説明図である。
ーザビーム走査光学系のポリゴンミラーの平面図であっ
て、そこに設定される描画有効反射面領域について説明
するための説明図である。
ーザビーム走査光学系のそれぞれのポリゴンミラーによ
る描画作動周期を示すタイミングチャートである。
たレーザビーム振分け手段の別の実施形態を示す概略図
である。
たレーザビーム振分け手段の更に別の実施形態を示す概
略図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 被描画体に対してレーザビームを主走査
方向に偏向させつつ該レーザビームを画像データに基づ
いて変調させて該被描画体に描画を行うレーザ描画装置
であって、 単一のレーザビーム光源と、 前記レーザビーム光源からのレーザビームを2つの光路
に振り分けるレーザビーム振分け手段と、 前記レーザビーム振分け手段によって2つの光路に振り
分けられたレーザビームをそれぞれ前記被描画体に対し
て主走査方向に偏向させるための2つのポリゴンミラー
とを具備して成るレーザ描画装置において、 前記各ポリゴンミラーのそれぞれの反射面にはレーザビ
ームの主走査方向に沿う偏向を行って描画を行わせる描
画有効反射面領域が設定され、一方のポリゴンミラーの
描画有効反射面領域での描画作動終了からその描画有効
反射面領域に隣接した描画有効反射面領域での描画作動
開始に移行する間に他方のポリゴンミラーの描画有効反
射面領域での描画作動が行われるように前記双方のポリ
ゴンミラーの回転周期をずらしていることを特徴とする
レーザ描画装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のレーザ描画装置におい
て、前記レーザビーム振分け装置が電気光学素子と偏光
ビームスプリッタとの組合せから成り、前記電気光学素
子によってレーザビームの偏光特性を変えることによ
り、該レーザビームが前記偏光ビームスプリッタによっ
て2つの光路に振り分けられることを特徴とするレーザ
描画装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載のレーザ描画装置におい
て、前記レーザビーム振分け手段が音響光学素子と反射
鏡との組合せから成り、前記音響光学素子によってレー
ザビームを回折させることにより、該レーザビームが前
記反射鏡によって2つの光路に振り分けられることを特
徴とするレーザ描画装置。 - 【請求項4】 請求項2または請求項3に記載のレーザ
描画装置において、前記レーザビーム光源から射出され
たレーザビームを画像データに基づいて変調するための
変調手段が、前記レーザビーム光源と前記レーザビーム
振分け手段との間に設けられることを特徴とするレーザ
描画装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載のレーザ描画装置におい
て、前記レーザビーム振分け手段がレーザビームを2つ
に分割して2つの光路に振り分けるハーフミラーから成
ることを特徴とするレーザ描画装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載のレーザ描画装置におい
て、前記レーザビーム振分け手段によって2つの光路に
振り分けられたレーザビームを、画像データに基づいて
変調するための変調手段が、前記レーザビーム振分け手
段と2つの前記ポリゴンミラーとの間にそれぞれ設けら
れることを特徴とするレーザ描画装置。 - 【請求項7】 請求項1に記載のレーザ描画装置におい
て、前記レーザビーム光源を画像データに基づいて変調
駆動するためのレーザビーム光源駆動手段が設けられる
ことを特徴とするレーザ描画装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31550396A JPH10142538A (ja) | 1996-11-12 | 1996-11-12 | マルチヘッド走査光学系を持つレーザ描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31550396A JPH10142538A (ja) | 1996-11-12 | 1996-11-12 | マルチヘッド走査光学系を持つレーザ描画装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10142538A true JPH10142538A (ja) | 1998-05-29 |
Family
ID=18066146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31550396A Pending JPH10142538A (ja) | 1996-11-12 | 1996-11-12 | マルチヘッド走査光学系を持つレーザ描画装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10142538A (ja) |
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