JPH0225829A - ホログラフィックスキャナスピナ - Google Patents

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】 ａ）仕里二皇呈±１ 本発明はたとえば光の定常ビーム内に含まれる情報を感
光材料上にライン状に書込むために使用されるホログラ
フィックスキャナ内で使用可能なホログラフィックスキ
ャナスピナ（回転ディスク）に関する。

ｂ）良土韮ｌ ホログラフィックスキャナスピナは、たとえばレーザダ
イオードからの光のような定常ビームを遮断するように
配置されかつ回転されたときにビームを走査させるとこ
ろの装置である。ディスクの中心の軸線のまわりに回転
するように装着可能なディスクの形状のキャリヤ基板を
含むホログラフィックスキャナスピナは既知である。デ
ィスクはホログラフィックスキャナスピナが透過型かま
たは反射型かに応じて透明かまたは不透明である。

ディスクは複数の扇形状小面すなわちディスクの軸線か
ら半径方向に伸長する２つの半径方向線とおよびディス
クと同心の円弧とにより境界が形成されその円弧が通常
はディスクの円周の一部であるところの領域に分割され
たものとみなされるものである。小面の各々の境界を形
成する半径方向線により内包される角度は同一であって
これらの和は３６０°となる。各小面は通常キャリヤ基
板ディスクにより支持されるホトレジスト層内に形成さ
れた回折格子パターンを含む、各小面の回析格子パター
ンの線は、「半径方向」すなわち小面を三等分する半径
に平行であってもまたは「接線方向」すなわち小面を三
等分する半径に直角であってもよい０通常複数率面ホロ
グラフィックスキャナスピナにおいては、小面の回折格
子パターンはディスクの中心までは伸長していない。

これは、ホログラフィックスキャナスピナが遮断しよう
とするビームの断面は有限寸法を有し、したがってホロ
グラフィックスキャナスピナ上におけるその径路はディ
スクの中心から離さなければならず、もしそうでないと
ビームが常に多くの目的のために有効でない状態にある
複数小面上に入射することになるからである０回折格子
パターンは通常ディスクの周縁までまたはディスクの半
径よりわずかに小さい半径を有するディスクと同心の円
まで伸長する。このように各回折格子パターンは通常、
２つの半径の部分と内側および外側の同心円弧とにより
境界が形成された形状を有する。

最近、小面が隣接する場合のみ隣接小面の格子パターン
部分が相互にわずかにオーバーラツプするように各格子
パターンが小面の弓形範囲よりわずかに大きい弓形範囲
を有するようにすべきであるという提案がなされている
。

回折格子の製作方法として多くの方法が既知である。ア
カデミックス（＾ｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ）社出版
（１９８２年）のエム・シー・ハトシー（Ｍ、　Ｃ。

Ｈｕｔｌｅｙ）著「回折格子」の１０１ページに１０の
方法が示されている。これらのすべての方法において、
回折格子パターンが大きければ大きいほど分割されてそ
れ自身が干渉する光のビーム断面が大きくなければなら
ないことが本質的である。前記著書に開示の回折格子の
製作方法の１つを添付図面の第１図に示す、レーザから
のコヒーレント放射のビーム２０はプリズム２２の方向
に向けられていることがわかるであろう、プリズム２２
の小面２４に入射するビーム２０の部分は下方に屈折さ
れおよび小面２６に入射するビームの部分は上方に屈折
される。ビームの２つの部分はそれらがプリズムのベー
ス２８から出た後にベース２８に隣接する空間内で干渉
してその空間内に直線状干渉パターンを形成する。３０
によりブリズ２２のベースに平行な平面が指示され、そ
の平面内に最大面積を有する干渉パターンが存在する。

平面３０上に形成可能な回折格子の最大寸法ｄはレーザ
ビームの寸法りに直接関係することがわかるであろう。

もし干渉パターンを小さくすることが可能ならば、干渉
パターンを形成するために使用される光学系もまた小さ
くすることが可能であり、したがってコストも安くかつ
おそらくはより正確にすることが可能であることは明ら
かであろう。

第２図および第２ａ図はその上にホトレジスト材料のコ
ーティング２９を有する期な材料の基板キャリヤディス
ク３１を含む既知のホログラフィックスキャナスピナ３
２を示す、ディスク３１は軸線３３上の装着兼駆動軸（
図示なし）と協働するための中心開口２７を有する。ホ
ログラフィックスキャナスピナは半径方向線３５により
境界が形成された６つの小面３４を有し、各々６０゜の
内包角を有する。各小面３４はホログラフィックスキャ
ナスピナ３２と同心の内周円および外周円３８および４
０のそれぞれの円弧により境界が形成された回折格子パ
ターン３６を含む、第２図にはもちろんきわめて拡大さ
れた尺度で１つのパターンの回折線４２が示されしかも
ただ１つの小面内のみで示されている。１１４２はそれ
らが所属する小面を三等分する半径４３に平行て゛ある
ことがわかるであろう。したがって図示のホログラフィ
ックスキャナスピナは「ラジアルホログラフィックスキ
ャナスピナ」であるや 第３図はホログラフィ・ツクスキャナスピナ３２の各小
面３４内に形成されるべき回折格子パターンの範囲を規
定するための既知のマスク４４を示す。マスクは各小面
内に形成されるべき回折格子パターンの形状およびサイ
ズと同一の開口４６を有する。マスク４４はまた開口の
２つの辺４７の線の交点である中心点４８をも有する。

ホログラフィックスキャナスピナを製作するなめにマス
ク４４は、ホトｌ／シストを塗布された基板キャリヤデ
ィスクに対し７てマスク４４の中心４８がディスクの軸
線３３と一致するように置かれる。プリズム２２はディ
スクが第１図に示した平面３０の位置をとりかつ干渉パ
ターンが関口４６を満たすように配置される。プリズム
の工・γジ２３はそれが小面を三等分する半径４３に平
行になるように配置される。プリズムとおよび光ビーム
２０の寸法りとは両方とも、開口全体４６が証明されか
つ干渉パターンがマスク４４内の開口により被覆されな
かった全領域上に形成されるのに十分な大きさを有する
。露出後ディスクが正確に６０°だけ回転されて他の露
出が行われる。このステ・ツブおよび露出工程は６つの
すべての小面の露出が完了するまで繰返される７、その
後ホトレジストがエツチングされてホログラフィックス
キャナスピナが得られるや 第４図はホログラフィックスキャナスピナの１つの小面
３４を示し１、スピナは矢印５０で示すように反時計方
向に回転するものと仮定する。第４図にはまた１／−ザ
光線のコリメートされたビームにより形成されたスポッ
ト５２も示され、ビームは回転するホログラフィックス
キャナにより定常ビームから走査ビームに変換されるこ
とになる。

この実施例においてスポットは円形であるが周知のよう
にスポットは他の形状であってもよい。

Ｃ）五尺豆座■濃 ホロゲラフィックスへヤナスビナが従来よりも経済的に
製作されまたはより良い品質で経済的に製作されること
を可能にすることが本発明の目的である。

ｄ）　几咀−’＞ＪＬ或 この目的は各小面が有効寸法は同じであるが周縁がより
小さい最大寸法を有し、これにより光学系をより小さく
することが可能か、または、同一サイズの光字系であっ
てしたがって光学系のコストが同じであってもより高い
品質を得ることを可能にするように同一サイズの光学系
を操作できるようにした本発明に係るホログラフィック
スキャナスピナによって達成される。

本発明によれば、軸線とおよび軸線から半径方向に伸長
する半径方向線により境界が形成された複数の扇形状小
面どを有するディスクを含むホログラフィックスキャナ
スピナにおいて、各小面が回折格子パターンを有し、各
パターンが軸線から第１の半径方向距離とおよび第２の
より大きい半径方向距離との間の領域内でそれの小面の
境界を形成する２つの半径方向線まで伸長しかつ第２の
半径方向距離から半径方向外方の領域内で２つの半径方
向線から間隔をなし、ている。一般的に前記第２の半径
方向距離はビームの最も幅の広い部分によりホログラフ
ィックスキャナスピナ上に措かれる円形径＃Ｉ（ここで
は「ビーム径路」という）の半径と関連がある。「最も
幅の広い」という用語はホログラフィックスキャナスピ
ナの円周方向における最大の寸法を意味することを意図
している。ビームによりホログラフィックスキャナスピ
ナ上に形成されたスポットが１つの小面上にあるときに
、ホログラフィックスキャナスピナがビーム内で回転し
て最初１．：隣接小面１八伸長するのはビーム径路と隣
接小面間の境界である半径方向線との交点においてであ
る。スポットが第２の小面上に伸長する限り、ホログラ
フィックスキャナスピナを含む系はこのような系が使用
される多くの目的に対して有効ではない。これが有効で
ないのは、２つの小面上に入射するビームは２つの異な
る方向を向く走査ビームに分割されるからである、系が
再び有効となるのは、ホログラフィックスキャナスピナ
が十分に回転してスポットが再び１つの小面上だけに存
在するときのみである。

したがってスポットが２つの小面上に存在するときだけ
はスポットにより通過される各小面の領域内に回折格子
が存在することは必要ではない、このような２つの領域
は前記ビーム径路から半径方向外方に存在し、かつ小面
境界半径方向線と隣接して存在する。小面が最大の幅寸
法を有するのはこれらの領域においてであり、幅は扇を
三等分する半径に対し直角方向に測定された寸法として
定義される。したがって本発明の実施例において格子パ
ターンの幅は、前記第２の半径方向距離より大きい半径
方向距離においては第２の半径距離における幅と同じで
ある。このように本発明によるホログラフィックスキャ
ナスピナは従来技術によるホログラフィックスキャナス
ピナと同一性能を有しながらその最大幅がより小さい格
子パターンを有する。したがって格子パターンはより小
さい光学系で形成可能でありまたは同一光学系で製作さ
れた場合もよりすぐれた品質を有することが可能である
。

ｅ）　　ＬＪＬＪ 本発明の実施例とおよび本発明によるホログラフィック
スキャナスピナを形成するのに使用されるマスクとの以
下の説明において、部分、部品および他の特徴には従来
技術に関する上記の説明における部分、部品および他の
特徴に対応する参照番号と同じ参照番号を使用するが１
００だけ多い参照番号を使用することとする。したがっ
てたとえば、従来技術のマスク内の開口は参照番号４６
を有するが本発明によるホログラフィックスキャナスピ
ナを製作するためのマスク内の開口は１４６である。

添付図面の第５図には本発明によるホログラフィックス
キャナスピナ１３２が示されている。

ホログラフィックスキャナスピナ１３２はたとえばガラ
スのような剛な材料で形成されかつ第２ａ図に示すディ
スク３１に類似の基板キャリヤディスクを含む、ディス
ク上にはホトレジス材料のコーティング１２９が存在す
る。ディスクは同様に軸線１３３上の装着兼駆動軸と協
働するための中心開口１２７を有する。ホログラフィッ
クスキャナスピナ１３２は半径方向線１３５により境界
が形成された６つの小面１３４を有し、各々６０゜の内
包角を有する。各小面１３４は回折格子パターン１３６
を含む０本発明によれば小面１３４は、回折格子パター
ン１３６が軸線１３３と同心の内周円および外周円１３
８および１４０のそれぞれの円弧とおよび隣接小面の境
界を形成する半径方向線１３うとにより境界が形成され
る領域全体を占有しないという点で小面３４とは異なる
０本発明によれば回折格子パターン１３６の各々は、ａ
）円１３８および１４０と；ｂ）円１３８と他の円１７
０との間で伸長する半径方向線１３５の部分と；および
Ｃ）円１７０と円１４０との間で伸長しかつ小面１３４
を三等分する半径１４３に平行な線１７２と；により境
界が形成された領域を占有する０円１３８は第１の半径
ｒ１を有しおよび円１７０はより大きい半径ｒ２を有す
る。

したがって回折格子パターンは、第１の半径方向距離ｒ
１とおよび第２のより大きい半径方向距離ｒ２どの間の
領域内でそれの小面の境界を形成する２つの半径方向線
まで伸長するが第２の半径方向距離ｒ２から半径方向外
方の領域内で２つの半径方向線１３５からは間隔をなし
ている。したがってパターンの幅を小面を三等分する半
径に対し直角な方向たとえば第５図における線１７４に
平行な方向の寸法とみなしたときに、パターンの幅はほ
ぼビーム径路（前記の定義による）付近における小面の
幅と少なくとも同じ大きさであり、ビーム径路から半径
方向外方の小面の幅よりは小さい、隣接する回折格子パ
ターンが隣接小面の間の境界を形成する半径方向線にお
いてその各々の側でわずかにオーバーラツプするように
する提案が最近なされこの場合にはパターンはこのよう
なオーバーラツプが存□在して小面の幅よりやや大きい
「幅」を有するので、パターンは小面の幅と「少なくと
も同じ大きさ」の幅を有するという表現を用いたのであ
る。したがって本明細書において格子パターンが半径方
向線まで伸長すると表現されたときは、用語ｒ・・・ま
で伸長する・・・」は格子パターンが半径方向線で停止
することを意味していないと理解すべきである。このよ
うに「・・・まで伸長する・・・」はそれを超えて伸長
することを含む。

第６図は本発明によるホログラフィックスキャナスピナ
の回折格子パターン１３４（同図の下部の「本発明の実
施例」と付記されたもの）とおよび従来技術によるパタ
ーン３４（同図の上部の［従来技術ｊと付記されたもの
）とを示す、同図の上部はもちろん第４図に類似する。

第６図は同じ効果をなす２つの小面がいかに興なる最大
幅（上記のように定義された幅）を有するかをよく示し
ている。従来技術のホログラフィックスキャナスピナの
パターンの最大幅はＷでありおよび本発明によるホログ
ラフィックスキャナスピナの最大幅はより小さい寸法の
Ｗである。

かって構成された本発明の一実施例において、その寸法
は次のとおりである： 各格子パターンの半径方向外方の境界である円１４０の
半径・・・・・・２．１８８”各格子パターンの半径方
向内方の境界である円１３８の半径ｒ　１・・・−０，
７００００”円１７０（ビーム光路）の半径ｒ２・・・
１．４６５”小面のメンバー数・・・・・・６ 幅Ｗ（すなわち格子パターンの最大幅：第６図参照）・
・・・・・１．４６５” もしホログラフィックスキャナスピナが本発明を態様化
ｊ〜なかったとしたら、それは次の値をとったであろう
： 幅Ｗ（すなわち格子パターンの最大幅：第６図参照）・
・・・・・２．１８８　　。

したがって特定の寸法が与えられた上記の例において、
本発明は各小面の最大幅を２．１８８　　から１．４６
５　　へ３３％の減少を可能にＬ２なことがわかるであ
ろう、各格子パターンがより小さくなるので、パターン
の形成に使用される光学系はより小さくなってしたがっ
てより安くなるであろう。

また格子パターンを製作するのにもし第１図に示す光学
系が使用された場合、ラジアル型格子パターンが製作さ
れるならば露出ビームの浪費を減少することが可能であ
る。ビームサイズの減少は露出時間を減少し、これは生
産率の向上とクロススキャンエラーの減少とを可能にす
る。小面ごとの格子定数の変動が小さくなるのでクロス
スキャンエラーの減少が可能となる。格子定数の変動の
主要原因は１つのホログラフィックスキャナスピナのい
くつかの小面が露出されつつある間の露出系におけるド
リフトであることがわかった。１つのホログラフィック
スキャナスピナのすべての小面の露出を完了する時間が
短かければ短かいほどドリフトが少なくかつ１つのホロ
グラフィックスキャナスピナにおけるパターンの格子定
数の変動が少なくなることがわかった。またある実施例
において、各格子パターンに対する回折効率の均一性に
おいてわずか・に改良があることもわかった。この改良
は、格子パターンが他の格子パターンと隣接していない
ところすなわち円１７０から半径方向外方における格子
パターンのエツジに隣接する現像剤動特性の改良による
ものと思われる。

格子パターンを形成するための光学系のコストの減少と
いう本発明の有利性のほかに、従来技術では小さい格子
パターンしか製作できなかった光学系を用いてより大き
い格子パターンを有するラジアルホログラフィックスキ
ャナスピナを形成可能なこと、およびこれらのより大き
い格子パターンにおいてもより小さい格子パターンにお
いて得られたのと同じ品質を達成可能なこと、という点
でも有利である。ホログラフィックスキャナスピナに精
通しているものは、多くの適用において光の走査スポッ
トサイズを減少することにより利点が得られることを知
っている。彼らはまた、走査スポットサイズが減少され
るならばホログラフィックスキャナスピナ上のスポット
サイズを増大しなければならないことも知っているであ
ろう、もしホログラフィックスキャナスピナ上のスポッ
トサイズが増大されるならば、小面および格子パターン
サイズを増大することが多分必要となる。したがって合
理的なコストでかつ良好な品質を有しながら格子パター
ンサイズを増大したいという大きな希望がある。

ｅ）魚ｊしと肱愚 本発明は、ホログラフィックスキャナスピナの格子パタ
ーンがより小さい光学系で形成可能なことまたは同じ光
学系を用いて製作した場合でも同じ操作特性を有する従
来技術のスピナに比較して格子パターンがよりすぐれた
品質を有することなどの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はホログラフィックスキャナスピナを製作すると
きに使用に適した多数の干渉パターン形成方法のうちの
１つを示す概略図； 第２図は６つの小面を有する既知のホログラフィックス
キャナスピナを示す概略図； 第２ａ図は第２図の線２ａ−２ａに゛よる断面図；第３
図は第２図に示す既知のホログラフィックスキャナスピ
ナを製作するときに使用される既知のマスクを示す概略
図； 第４図はビームが既知のホログラフィックスキャナの小
面上に入射する場合にビームにより形成されるだ円形ス
ポットの説明図； 第５図は本発明によるホログラフィックスキャナスピナ
の説明図： 第６図は既知のホログラフィックスキャナスピナ小面と
本発明によるホログラフィックスキャナスピナ小面との
比較図；および 第７図は本発明によるホログラフィックスキャナスピナ
を形成するために使用される第３図に示したマスクに類
似のマスクの説明図である。 ３１・・・ディスク　　　　１３３・・・軸　線１３４
・・・小面　　　　　１３５・・・半径方向線１３６・
・・格子パターン　　ｒｌ・・・半径方向距離ｒ２・・
・半径方向距離。 （外４名） ＦＩＧ、　７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸線（１３３）とおよび前記軸線（１３３）から半
   径方向に伸長する半径方向線（１３５）により境界が形
   成された複数の扇形状小面（１３４）とを有するディス
   クを含むホログラフィックスキャナスピナにおいて、各
   小面（１３４）が回折格子パターン（１３６）を有し、
   各パターン（１３６）が前記軸線（１３３）から第１の
   半径方向距離とおよび第２のより大きい半径方向距離（
   ｒ＿１、ｒ＿２）との間の領域内でそれの小面（１３４
   ）の境界を形成する２つの半径方向線（１３５）まで伸
   長しかつ前記第２の半径方向距離（ｒ＿２）から半径方
   向外方の領域内で前記２つの半径方向線（１３５）から
   間隔をなしているところのホログラフィックスキャナス
   ピナ。 ２、前記第２の半径方向距離（ｒ＿２）がホログラフィ
   ックスキャナスピナ上で使用されるビームの最も幅の広
   い部分の径路の半径にほぼ等しいところの、スピナが回
   転されるときに定常ビームにより走査させるための請求
   項１記載のホログラフィックスキャナスピナ。 ３、前記第２の半径方向距離（ｒ＿２）から外方のパタ
   ーン（１３６）の幅が前記第２の半径方向距離（ｒ＿２
   ）におけるパターンの幅と等しいところの請求項１記載
   のホログラフィックスキャナスピナ。