JPH08203810A - 描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子ビーム描画装置の欠点を除去し、大面積
に高精度の線画パターンを形成し得る描画装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 移動量は大きいが位置決め精度の悪い粗動移
動手段１１４ｂと移動量は小さいが高精度に位置決めし
得る微動移動手段１１４ａとを有する移動手段１１４の
前記微動移動手段１１４ａに加工物１１３を載置すると
ともに微小スポットビーム１０の位置を固定し、移動手
段１１４を移動することにより加工物１１３の表面に線
画パターンを加工する描画装置において、粗動移動手段
１１４ａに対する微動移動手段１１４ｂの相対的な変位
を測定するとともに、この変位を利用して移動手段の高
精度の位置決めを行なう一方、オートフォーカス手段で
対物レンズ１１１をＺ方向に移動させることにより、前
記微小スポットビーム１０の焦点位置を常に加工物１１
３の表面位置に維持し、さらに移動手段１１４の移動速
度に応じてビーム径可変制御手段１２５によりビーム径
可変装置１０７を制御して加工ビーム７ｂの径を調整す
るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームや電子ビ
ーム等の加工ビームを加工物表面上に照射し、任意の線
画パターンを加工する描画装置、特に、広い範囲にわた
って直線・曲線の組み合わせ線画パターンを高精度にし
かも滑らかに描画する為の加工装置に関わる。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体デバイス、電子デバイス、
光デバイスといった各種デバイスを製造する際、マスク
あるいはレチクルに加工された線画パターン形状を、例
えばステッパの如き露光装置により加工物表面上に投影
露光するという加工プロセスを採っており、前記線画パ
ターン形状は電子ビーム描画装置によって加工されるの
が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体デバイ
ス、電子デバイスの製造において、線画パターンの高密
度・高精度化が進む一方で、生産性の向上を目的として
ウェハ基板の大面積化が進みつつあり、大面積かつ高精
度な線画パターンを加工する為の加工装置に対するニー
ズが高まってきている。また、光デバイスの製造におい
ても、信号伝送媒体である光が、急激な曲率で伝送でき
ない、線画パターン接続部のわずかな不整合や線画パタ
ーンエッジのわずかな凹凸で散乱を起こすといった性質
を有している為、半導体デバイスや電子デバイスの製造
と同様に大面積かつ高精度に線画パターンを加工する装
置に対するニーズが高い。

【０００４】したがって、今後高機能デバイスの開発が
進むにつれ、前記半導体デバイス、電子デバイスの製造
に必要不可欠なマスクあるいはレチクルの製造におい
て、また今後実用化が加速すると思われる光デバイスの
製造において、大面積かつ高精度な加工装置に対するニ
ーズが益々増加するものと思われる。

【０００５】従来、線画パターンの描画には電子ビーム
描画装置が用いられてきたが、前記電子ビーム描画装置
では、電子ビームを偏向する事により線画パターンを描
画する方法が採られている。この電子ビームの偏向を利
用した描画法では、描画フィールドが高々数ｍｍ角程度
である為、数ｍｍ角を越えるような広い範囲を描画する
際には、前記描画フィールド毎に加工物を搭載した移動
手段を移動させ、前記描画フィールド間のつなぎ合わせ
を行っている。この為、前記描画フィールド間のつなぎ
合わせにおいて接続不良が発生しやすいという問題があ
った。

【０００６】また、電子ビーム描画装置では、描画フィ
ールドが広くなり、電子ビームの偏向角が大きくなって
くると加工物表面に照射される電子ビームのビーム径が
無視できない程度に変形する為、広い範囲の描画になる
程、線画パターンの線幅が所望の幅に対して太くなると
いう問題がある。

【０００７】さらに、電子ビーム描画装置では電子ビー
ムを扱う為、線画パターン加工時の雰囲気を真空としな
ければならず、真空装置等の付帯設備が必要となる。こ
れにより装置が大型化するといった問題が発生すると共
に、メンテナンス費用が高価になる、装置本体の価格が
高価になるといった不都合があった。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電子
ビーム描画装置の欠点を除去し、大面積に高精度の線画
パターンを形成し得る描画装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、移動量は大きいが位置決め精度の悪い粗動
移動手段と移動量は小さいが高精度に位置決めし得る微
動移動手段とを有する移動手段のうち微動移動手段に加
工物を搭載し、加工ビームを前記加工物の表面上方より
照射しながら、前記加工ビームの位置は固定し、前記移
動手段を前記加工ビームの光軸と法線を成す面内で移動
させる事によって、前記加工物の表面上に線画パターン
を加工する描画装置において、前記加工物の固定位置に
対する絶対位置を測定する為の絶対位置測定手段と、前
記粗動移動手段に対する前記微動移動手段の相対的な変
位を測定する為の相対位置測定手段と、前記絶対位置測
定手段によって測定された前記加工物の絶対位置と所望
の位置との誤差を測定し、前記誤差と前記相対位置測定
手段によって測定した相対位置信号を加え合わせ、該信
号を前記粗動移動手段に入力し、さらに前記誤差を前記
微動移動手段に入力する事によって、前記移動手段を制
御する為の制御手段と、前記加工ビームの焦点位置を常
に前記加工物の表面位置に維持する為のオートフォーカ
ス手段と、前記移動手段の移動速度に応じて前記加工ビ
ームの強度を調整し、さらに加工開始点および加工終了
点に応じて前記加工ビームのon/off制御を行う強度変調
手段とを備えた事を特徴とする。

【００１０】さらに、前記加工ビームを所定のビーム径
に変化させる事によって、前記加工物表面上に線画パタ
ーンを所望の線幅で加工するビーム径可変装置を備えた
こと、及び加工用光源としてレーザを使用したことを特
徴とする。

【００１１】

【作用】

（１） 本発明における描画装置では、加工ビームの位
置を固定し加工物を搭載した移動手段を移動させる事に
よって前記加工物の表面上に線画パターンを加工する。

【００１２】（２） 本発明における描画装置では、絶
対位置測定手段によって測定された加工物の絶対位置と
所望の位置との誤差を測定し、前記誤差と相対位置測定
手段によって測定した相対位置信号を加え合わせ、該信
号を粗動移動手段に入力し、さらに前記誤差を微動移動
手段に入力する事によって、移動手段を大移動量かつ高
精度に制御する。

【００１３】（３） 本発明における描画装置は、前記
加工物に照射される加工ビームの焦点位置を前記加工物
の表面位置に維持する為のオートフォーカス手段を備え
ており、加工物表面のうねりや移動手段の真直度などに
起因した焦点ずれを補正する。

【００１４】（４） 本発明による描画装置は、強度変
調手段を備え前記移動手段の移動速度に応じて加工ビー
ムの強度を調節する。

【００１５】（５） 本発明における描画装置では、ビ
ーム径可変装置を備え前記加工物表面に描画される線画
パターンの線幅を所定の太さに制御できる。

【００１６】（６） 本発明における描画装置では、加
工用光源としてレーザを使用する。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。

【００１８】図１は、本発明の実施例に係る描画装置を
示すブロック線図である。同図に示すように、加工用光
源１０１（Ｈｅ−Ｃｄレーザ［λ＝４４１．６ｎｍ］）
から出射した加工ビーム１は例えば音響光学素子のよう
な強度変調器１０２を通過して加工ビーム２となるよう
に構成してある。加工ビーム２は、ビームサンプラ１０
３で透過ビーム３と反射ビーム４の２本のビームに分岐
され、前記透過ビーム３は１／２波長板１０６でその偏
光軸方向が偏光ビームスプリッタ１０９の透過偏光軸方
向と合致するように調整され、加工ビーム７となるよう
に構成してある。加工ビーム７はミラー１０８で図中Ｚ
軸下方へ曲げられ加工ビーム８となり、その後偏光ビー
ムスプリッタ１０９、１／４波長板１１０を透過し、１
／４波長板１１０でその作用により直線偏光から円偏光
ビーム９に変換するように構成してある。円偏光ビーム
９は、対物レンズ１１１（焦点距離：３．６１ｍｍ、開
口：０．８、倍率：５０倍）で加工物１１３の表面上に
合焦され、微小スポットビーム１０を形成するように構
成してある。

【００１９】加工物１１３は、例えばアクチュエータに
圧電素子を、また案内要素にヒンジばねを用いた微動移
動手段１１４ａと、例えばアクチュエータにＤＣモータ
を、また案内要素に転がりを用いた粗動移動手段１１４
ｂとから成り、図中Ｘ−Ｙ方向に移動可能な移動手段１
１４上に搭載されている。この移動手段１１４がＸ−Ｙ
面内を移動する事によって、加工物１１３と微小スポッ
トビーム１０との間に相対的な変位を生じ、加工物１１
３の表面上に線画パターンを描画するように構成してあ
る。

【００２０】加工物１１３の絶対位置は、加工物１１３
と共に移動手段１１４の上に搭載されている基準ミラー
１１５を基準として、例えばレーザ測長器のような絶対
位置測定手段１１７によって、測定ビーム１１を通しＸ
軸及びＹ軸の各軸方向について高精度に測定するように
構成してある。また同時に微動移動手段１１４ａの粗動
移動手段１１４ｂに対する相対変位を、例えば静電容量
型変位計の如き相対位置測定手段１１６によって測定す
るように構成してある。

【００２１】前記絶対位置測定手段１１７によって測定
された絶対位置信号１２及び前記相対位置測定手段１１
６によって測定された相対位置信号１３は制御手段１１
８に入力するように構成してある。

【００２２】図２は図１に示す描画装置のうちの制御手
段１１８及びその関連部分を抽出して示すブロック線図
である。

【００２３】同図に示すように、制御手段１１８では、
まず指令信号出力手段１１８ａからの指令信号２５と前
記絶対位置信号１２とを比較し誤差信号２６を生成す
る。一方、前記相対位置信号１３は例えば積分器のよう
な制御演算部１１８ｄに入力され、ここで制御演算出力
信号２７が生成される。前記誤差信号２６と前記制御演
算出力信号２７は加算器において加算され、粗動指令信
号２８となり該粗動指令信号２８は例えば比例・積分・
微分要素から成る粗動制御手段１１８ｃに入力された
後、粗動制御信号１５として前記粗動移動手段１１４ｂ
に出力される。また、前記誤差信号２６は、例えば比例
・積分・微分要素から成る微動制御手段１１８ｂに入力
された後、微動制御信号１４として微動移動手段１１４
ａに出力される。

【００２４】上述した構成によって前記微動移動手段１
１４ａと前記粗動移動手段１１４ｂの位置を制御する事
で、前記微動移動手段１１４ａと前記粗動移動手段１１
４ｂの協調的な位置制御が可能となり、移動手段１１４
を大移動量でなおかつ高精度に移動する事ができる。

【００２５】かくして、微小スポットビーム１０と加工
物１１３との相対的な移動が広い範囲でなおかつ高精度
に実現できる為、描画フィールド間のつなぎ合わせを行
う事無く加工物１１３の表面に高精度な線画パターンを
描画する。

【００２６】＜オートフォーカス手段＞図３は図１に示
す描画装置のうちのオートフォーカス手段及びその関連
部分を抽出して示すブロック線図である。

【００２７】同図に示すように、微小スポットビーム１
０は加工物１１３の表面に照射された後、その一部が加
工物１１３の表面で反射され、表面反射ビーム１６を生
成し、表面反射ビーム１６は図中Ｚ軸上方に向かい、対
物レンズ１１１、１／４波長板１１０を透過し、１／４
波長板１１０の作用によって円偏光の状態から、加工ビ
ーム８とは偏光軸方向が直交した直線偏光ビーム１７と
なるように構成してある。直線偏光ビーム１７は偏光ビ
ームスプリッタ１０９に入射し、直線偏光ビーム１７の
偏光軸方向は偏光ビームスプリッタ１０９の反射偏光軸
方向と一致するように構成してある。この結果直線偏光
ビーム１７は偏光ビームスプリッタ１０９で全て反射さ
れ反射ビーム１８となる。

【００２８】反射ビーム１８は、例えば非点収差光学系
を構成する凸レンズ１１９ａ、円筒レンズ１１９ｂを透
過する事によってビーム１９を生成し、ビーム１９はそ
の後４分割フォトディテクタ１２０に入射するように構
成してある。この結果前記４分割フォトディテクタ１２
０の各光電面から光電流信号２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，
２０ｄが出力される。

【００２９】図４は、図３の前記４分割フォトディテク
タ１２０のＡ−Ａ断面におけるビーム１９の断面形状を
概念的に示す説明図である。

【００３０】図３に示すように、ビーム１９は、前記４
分割フォトディテクタ１２０の光電面上において、対物
レンズ１１１と加工物１１３表面との相対変位Ｌによっ
て断面形状が変化する。つまり、図４に示すように、前
記相対変位Ｌが対物レンズ１１１の焦点距離１と等しい
時には円形断面となり、前記相対変位Ｌが前記焦点距離
ｌよりも大きい時にはＹ軸方向に長軸を有する横楕円断
面形状となり、さらに前記相対変位Ｌが前記焦点距離１
よりも小さい時にはＺ軸方向に長軸を有する縦楕円断面
形状となる。

【００３１】この特性を利用する為、前記光電流信号２
０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを電流−電圧変換する事
によって強度信号Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄを得、該強度
信号に対して次式（１）の演算を施すと、その演算結果
であるオートフォーカス信号Ｆは前記相対変位Ｌに対し
図５に示すようなＳ字形状の曲線となる。

【００３２】

【数１】

【００３３】図５から、該オートフォーカス信号Ｆは前
記相対変位Ｌと前記焦点距離ｌとが等しくなる時に０と
なるような特性を有している事がわかる。

【００３４】そこで、焦点ずれ演算回路１２１において
前記オートフォーカス信号Ｆを演算すると共に、前記オ
ートフォーカス信号Ｆを基準信号発生器１２３からの基
準信号２１と比較する事で焦点ずれ量２９を求め、前記
焦点ずれ量２９を増幅器１２２を介して対物レンズ駆動
手段１１２に入力する事で対物レンズ１１１を図３中Ｚ
軸方向に移動させる事によって前記相対変位Ｌが常に前
記焦点距離ｌに等しくなるように制御する。

【００３５】図６は前記焦点ずれ演算回路１２１の詳細
を示す回路図である。同図に示すように、焦点ずれ演算
回路１２１は、電流−電圧変換回路１２１ａ〜１２１
ｄ、反転加算回路１２１ｅ，１２１ｆ、コンパレーター
１２１ｇ，１２１ｈから構成されている。

【００３６】前記オートフォーカス信号Ｆは、前記電流
−電圧変換回路１２１ａ〜１２１ｄにおいて前記光電流
信号２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを前記強度信号−
Ｉａ，−Ｉｂ，−Ｉｃ，−Ｉｄに変換する。前記各強度
信号は前記反転加算回路１２１ｅ，１２１ｆに入力さ
れ、ここで加算信号Ｉａ＋Ｉｂ及びＩｃ＋Ｉｄが演算さ
れる。さらに前記加算信号Ｉａ＋Ｉｂ及びＩｃ＋Ｉｄは
前記コンパレーター１２１ｇに入力され、ここで前記オ
ートフォーカス信号Ｆが演算される。その後、前記オー
トフォーカス信号Ｆは前記コンパレーター１２１ｈに入
力され、ここで基準指令出力手段１２３からの基準信号
２１と比較される事によって焦点ずれ量２９が出力され
る。

【００３７】上述したオートフォーカス手段の構成か
ら、加工物１１３からの表面のうねり、移動手段１１４
の真直度誤差等に起因する前記相対変位Ｌの変動は除去
され、微小スポットビーム１０の焦点位置が常に加工物
１１３の表面位置に維持される事になる為、線画パター
ンの線幅が常に一定に保たれる。

【００３８】＜強度変調手段＞図７は図１に示す描画装
置のうちの強度変調手段及びその関連部分を抽出して示
すブロック線図である。

【００３９】同図に示すように、加工用光源１０１から
出射した加工ビーム１は、例えば音響光学素子のような
強度変調器１０２に入力され、加工ビーム２を得るよう
に構成してある。該加工ビーム２は、ビームサンプラー
１０３において、透過ビーム３と反射ビーム４に分岐さ
れるが、反射ビーム４はフォトディテクタ１０４に入射
され、反射ビーム４の強度に応じた光電流信号５を生成
するとともに、該光電流信号５はコンパレーター１０５
ａに取り込まれ、ここで、強度指令出力手段１２４から
の指令信号２４と比較するように構成してある。その結
果得られた信号は増幅器１０５ｂで増幅信号６に増幅さ
れた後、強度変調器１０２に入力される。

【００４０】これにより、強度変調器１０２では前記光
電流信号５と前記指令信号２４とが常に等しくなるよう
に加工ビーム１の強度をフィードバック制御し、強度の
安定した加工ビーム２を出力する。

【００４１】なお、指令信号２４は、強度指令出力手段
１２４において絶対位置信号１２から演算によって求め
た速度信号に基づいて計算される。

【００４２】この為、移動手段１１４に速度変動が生じ
た場合でも、前記指令信号２４が速度変動に応じて変化
する為、加工物１１３の表面に投入されるエネルギーは
常に一定に維持される事になり、一定線幅の線画パター
ンを加工する事が可能になる。

【００４３】また、上述した強度変調手段では、線画パ
ターンの開始点あるいは終了点における加工ビームのON
/OFFも制御できるようになっている。

【００４４】図８は本発明の他の実施例に係る描画装置
を示すブロック図である。本実施例は図１に示す実施例
にビーム径可変手段を組込んだものである。そこで、図
１と同一部分には同一番号を付し重複する説明は省略す
る。

【００４５】本実施例は、図１に示した描画装置にビー
ム径可変装置１０７及びビーム径可変制御手段１２５を
追加したものであり、加工ビーム７ａが該ビーム径可変
装置１０７を通過する事で、ビーム径をＷに制御して該
ビーム径可変装置１０７から出力するとともに、その後
加工ビーム７ｂをミラー１０８によって図中Ｚ軸下方に
曲げて加工ビーム８とし、さらに偏光ビームスプリッタ
１０９及び１／４波長板１１０を通過して円偏光ビーム
９とするように構成してある。円偏光ビーム９は対物レ
ンズ１１１に入射する事で微小スポットビーム１０を生
成し加工物１１３の表面に照射されるが、該微小スポッ
トビーム１０の該加工物１１３の表面上におけるビーム
径をｗ₀ とすると、該ビーム径ｗ₀ と前記加工ビーム７
ｂのビーム径Ｗとの間に次式（２）に示す関係が成立す
る。

【００４６】

【数２】

【００４７】したがって、前記ビーム径可変装置１０７
によって加工ビーム７ｂのビーム径Ｗを変化させる事に
よって前記微小スポットビーム１０のビーム径ｗ₀ を変
化させる事が可能となる。

【００４８】ここで、図９に基づいて前記ビーム径可変
装置１０７の詳細を説明する。同図に示すように、該ビ
ーム径可変装置１０７は、例えば、直流サーボモータ、
ステッピングモータ等の駆動手段１０７ｄと、例えばエ
ンコーダのような回転量検出手段１０７ｉと、例えば歯
付きベルト伝達要素のような駆動伝達手段１０７ｃとレ
ンズ１０７ｆ，１０７ｇが組み込まれた回転軸１０７ｂ
と、レンズ１０７ｅが組み込まれた固定軸１０７ａとで
構成されている。

【００４９】このような構成のビーム径可変装置１０７
では、駆動手段１０７ｄで発生した回転運動を、駆動伝
達手段１０７ｃを介して回転軸１０７ｂに伝達する。該
回転軸１０７ｂに伝達された回転力は該レンズ１０７
ｆ，１０７ｇに取付けた、例えば、カム要素のような回
転−直線変換手段１０７ｈで直線運動に変換され、これ
によって、該レンズ１０７ｆ，１０７ｇが各々独立に直
線運動するようになっている。この結果該レンズ１０７
ｅ，１０７ｆ，１０７ｇの相対的な位置関係を変化させ
ることができる。

【００５０】更に、ビーム径可変装置１０７では出射す
る加工ビーム７ｂのビーム径Ｗが、駆動手段１０７ｄの
回転角θに対して反比例して変化するように、該回転−
直線運動変換手段１０７ｈが設計されている。したがっ
て、式（２）に示す関係からｗ₀ はＷに反比例している
為、該回転角θと該ビーム径ｗ₀ は比例関係となり該回
転角θを用いて容易に該ビーム径ｗ₀ を制御する事が可
能となる。

【００５１】回転量検出手段１０７ｉでは、該回転角θ
を検出し、ビーム径可変制御手段１２５に回転角信号３
１を出力する。該ビーム径可変制御手段１２５では、該
回転角信号３１に基づき、上述した該回転角θと該ビー
ム径ｗ₀ の比例関係から、ビーム径ｗ₀ を推定する。ま
た、該ビーム径可変制御手段１２５は前記微小スポット
ビーム１０の断面強度分布がガウス分布を成していると
いう仮定の基に、推定したビーム径ｗ₀ から該微小スポ
ットビーム１０の中心強度Ｉ₀ を次式（３）から演算す
る。

【００５２】

【数３】

【００５３】更に、ビーム径可変制御手段１２５では、
ビーム径ｗ₀ が変化してもビームの中心強度Ｉ₀ が変化
せず一定となるような強度補正信号３２を強度指令出力
手段１２４に出力する。

【００５４】強度指令出力手段１２４では、この入力さ
れた強度補正信号３２に基づき、微小スポットビーム１
０の全強度を調整する。このため、該ビーム径ｗ₀ が変
化しても、該中心強度Ｉ₀ が一定値になるように維持す
る事ができる。

【００５５】かくして、ビーム径可変装置１０７におけ
る駆動手段１０７ｄの回転角θを変化させれば、該加工
物１１３の表面におけるビーム径ｗ₀ が該回転角θに比
例して変化する為、該加工物１１３の表面に加工される
線画パターンの加工幅を変化させる事が可能になる。

【００５６】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて説明してきたよう
に本発明による描画装置を用いる事で、以下に示す効果
を得る事ができる。

【００５７】（１） 本発明における描画装置では、加
工ビームの位置を固定し加工物を搭載した移動手段を移
動させる事によって前記加工物の表面上に線画パターン
を加工する構成となっている為、電子ビーム描画装置に
おいて問題となる偏向角の増大に伴う線幅の変化の影響
がない。

【００５８】（２） 本発明における描画装置では、絶
対位置測定手段によって測定された加工物の絶対位置と
所望の位置との誤差を測定し、前記誤差と相対位置測定
手段によって測定した相対位置信号を加え合わせ、該信
号を粗動移動手段に入力し、さらに前記誤差を微動移動
手段に入力する事によって、移動手段を大移動量かつ高
精度に制御する為の制御手段を備えている為、電子ビー
ム描画装置のように描画フィールド間のつなぎ合わせの
必要も無く大面積かつ高精度な線画パターンの描画が可
能となる。

【００５９】（３） 本発明における描画装置は、前記
加工物に照射される加工ビームの焦点位置を前記加工物
の表面位置に維持する為のオートフォーカス手段を備え
ており、加工物表面のうねりや移動手段の真直度などに
起因した焦点ずれを補正でき、一定の幅を有する線画パ
ターンを描画する事が可能になる。

【００６０】（４） 本発明による描画装置は、強度変
調手段を備えた前記移動手段の移動速度に応じて加工ビ
ームの強度を調節している為、線幅変化の無い高精度な
線画パターンを加工する事ができる。

【００６１】（５） 本発明における描画装置では、ビ
ーム径可変装置を備え前記加工物表面に描画される線画
パターンの線幅を所定の太さに制御できる為、線幅が徐
々に変化する直線状線画パターンの加工を容易に行う事
ができる上、大面積の塗りつぶしパターンに対しても太
い加工ビームを用いて描画を行う事によって描画時間の
短縮を図る事も可能であり効率の良い描画を実現でき
る。

【００６２】（６） 本発明における描画装置では、加
工用光源としてレーザを使用する事によって、電子ビー
ム描画装置で不都合が生じていた真空中での加工も回避
できる上、真空装置が不用となる為、安価な描画装置の
提供も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る描画装置を示すブロック
線図である。

【図２】図１に示す描画装置のうちの制御手段及びその
関連部分を抽出して示すブロック線図である。

【図３】図１に示す描画装置のうちのオートフォーカス
手段及びその関連部分を抽出して示すブロック線図であ
る。

【図４】図３に示すオートフォーカス手段の４分割フォ
トディテクタの光電面（Ａ−Ａ断面）上における加工ビ
ームの断面形状を概念的に示す説明図である。

【図５】図３に示すオートフォーカス手段におけるオー
トフォーカス信号の特性を示す特性図である。

【図６】図３に示すオートフォーカス手段における焦点
ずれ量を演算する為の焦点ずれ演算回路を詳細に示す回
路図である。

【図７】図１に示す描画装置のうちの強度変調手段及び
その関連部分を抽出して示すブロック線図である。

【図８】本発明の他の実施例に係る描画装置を示すブロ
ック図である。

【図９】図８におけるビーム径可変装置の詳細な構成図
である。

【符号の説明】 １０１ 加工用光源 １０２ 強度変調器 １０３ ビームサンプラー １０４ フォトディテクタ １０５ コンパレーター １０６ １／２波長板 １０７ ビーム径可変装置 １０７ａ 固定軸 １０７ｂ 回転軸 １０７ｃ 駆動伝達手段 １０７ｄ 駆動手段 １０７ｅ レンズ １０７ｆ レンズ １０７ｇ レンズ １０７ｈ 回転−直線変換手段 １０７ｉ 回転量検出手段 １０８ ミラー １０９ 偏光ビームスプリッター １１０ １／４波長板 １１１ 対物レンズ １１２ 対物レンズ駆動装置 １１３ 加工物 １１４ａ 微動移動手段 １１４ｂ 粗動移動手段 １１５ 基準ミラー １１６ 相対位置測定手段 １１７ 絶対位置測定手段 １１８ 制御手段 １１９ａ 凸レンズ １１９ｂ 円筒レンズ １２０ ４分割フォトディテクタ １２１ 焦点ずれ演算回路 １２２ 増幅器 １２３ 基準信号発生器 １２４ 強度指令出力手段 １２５ ビーム径可変制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 9/02 Ｈ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１ Ｑ (72)発明者 津野 武志 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１ 三菱重工業株式会社基盤技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動量は大きいが位置決め精度の悪い粗
   動移動手段と移動量は小さいが高精度に位置決めし得る
   微動移動手段とを有する移動手段のうちの微動移動手段
   に加工物を搭載し、加工ビームを前記加工物の表面上方
   より照射しながら、前記加工ビームの位置は固定し、前
   記移動手段を前記加工ビームの光軸と法線を成す面内で
   移動させる事によって、前記加工物の表面上に線画パタ
   ーンを加工する描画装置において、 前記加工物の固定位置に対する絶対位置を測定する為の
   絶対位置測定手段と、 前記粗動移動手段に対する前記微動移動手段の相対的な
   変位を測定する為の相対位置測定手段と、 前記絶対位置測定手段によって測定された前記加工物の
   絶対位置と所望の位置との誤差を測定し、前記誤差と前
   記相対位置測定手段によって測定した相対位置信号を加
   え合わせ、該信号を前記粗動移動手段に入力し、さらに
   前記誤差を前記微動移動手段に入力する事によって、前
   記移動手段を制御する為の制御手段と、 前記加工ビームの焦点位置を常に前記加工物の表面位置
   に維持する為のオートフォーカス手段と、 前記移動手段の移動速度に応じて前記加工ビームの強度
   を調整し、さらに加工開始点および加工終了点に応じて
   前記加工ビームのon/off制御を行う強度変調手段とを備
   えた事を特徴とする描画装置。
2. 【請求項２】 前記加工ビームを所定のビーム径に変化
   させる事によって、前記加工物表面上に線画パターンを
   所望の線幅で加工する為のビーム径可変装置を備えた事
   を特徴とする［請求項１］に記載の描画装置。
3. 【請求項３】 加工用光源としてレーザを使用したこと
   を特徴とする［請求項１］又は［請求項２］に記載の描
   画装置。