露光装置
【課題】被露光体上を走査する光ビームの走査距離を短くして露光工程のタクトを短縮する。
【解決手段】一定方向に一定速度で搬送される被露光体４の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に平行に並んだ複数のレーザビームに強度変調を与えて射出するパターンジェネレータ６と、パターンジェネレータ６から射出した複数のレーザビームを被露光体４上に一定間隔に並べて集光するｆθレンズ７と、ｆθレンズ７を射出した複数のレーザビームを被露光体４の搬送方向と交差する方向に回折させて、互いに隣接するレーザビームの間の領域を同時に往復走査する音響光学素子８と、を備え、音響光学素子８は、レーザビームの回折方向の軸が光軸を中心に被露光体４の搬送方向と直交する方向に対して一定角度だけ回転した状態に配設され、音響光学素子４の光射出側には、複数のレーザビームの０次回折光を遮断する遮光マスク２２が設けられている。
【解決手段】一定方向に一定速度で搬送される被露光体４の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に平行に並んだ複数のレーザビームに強度変調を与えて射出するパターンジェネレータ６と、パターンジェネレータ６から射出した複数のレーザビームを被露光体４上に一定間隔に並べて集光するｆθレンズ７と、ｆθレンズ７を射出した複数のレーザビームを被露光体４の搬送方向と交差する方向に回折させて、互いに隣接するレーザビームの間の領域を同時に往復走査する音響光学素子８と、を備え、音響光学素子８は、レーザビームの回折方向の軸が光軸を中心に被露光体４の搬送方向と直交する方向に対して一定角度だけ回転した状態に配設され、音響光学素子４の光射出側には、複数のレーザビームの０次回折光を遮断する遮光マスク２２が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被露光体を一定方向に搬送しながら該被露光体の搬送方向と交差する方向に光ビームを走査して露光する露光装置に関し、特に被露光体上を走査する光ビームの走査距離を短くして露光工程のタクトを短縮しようとする露光装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の露光装置は、被露光体を一定方向に搬送しながら、光スイッチによりオン・オフ変調されて射出する一本のレーザビームを、ポリゴンミラーにより被露光体の搬送方向と交差する方向に往復走査し、ｆθレンズにより被露光体上に集光して露光するものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１７８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような従来の露光装置においては、一本の光ビームが被露光体上の露光領域の全幅を往復走査するものであるので、光ビームの走査距離が長くなっていた。したがって、被露光体の搬送方向において未露光部が生じないようにするためには、被露光体の搬送速度を遅くしなければならず、露光工程のタクトが長くなるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、被露光体上を走査する光ビームの走査距離を短くして露光工程のタクトを短縮しようとする露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明による露光装置は、一定方向に一定速度で搬送される被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に平行に並んだ複数のレーザビームに強度変調を与えて射出するパターンジェネレータと、前記パターンジェネレータから射出した前記複数のレーザビームを前記被露光体上に一定間隔に並べて集光するｆθレンズと、前記ｆθレンズを射出した前記複数のレーザビームを前記被露光体の搬送方向と交差する方向に回折させて、互いに隣接する前記レーザビームの間の領域を同時に往復走査する音響光学素子と、を備え、前記音響光学素子は、前記レーザビームの回折方向の軸が光軸を中心に前記被露光体の搬送方向と直交する方向に対して一定角度だけ回転した状態に配設され、前記音響光学素子の光射出側には、前記複数のレーザビームの０次回折光を遮断する遮光マスクが設けられたものである。
【０００７】
このような構成により、被露光体を一定方向に一定速度で搬送しながら、パターンジェネレータで被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に平行に並んだ複数のレーザビームに強度変調を与えて射出し、ｆθレンズでパターンジェネレータから射出した複数のレーザビームを被露光体上に一定間隔に並べて集光する。その際、レーザビームの回折方向の軸が光軸を中心に被露光体の搬送方向と直交する方向に対して一定角度だけ回転した状態に配設された音響光学素子で、ｆθレンズを射出した複数のレーザビームを被露光体の搬送方向と交差する方向に回折させて、互いに隣接するレーザビームの間の領域を同時に往復走査する。このとき、音響光学素子の光射出側に設けられた遮光マスクにより、複数のレーザビームの０次回折光を遮断して１次回折光のみを走査する。
【０００８】
また、前記パターンジェネレータは、前記被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に並べて複数の光スイッチを設けたものである。これにより、被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に並べて設けた複数の光スイッチにより複数のレーザビームに強度変調を与えて射出する。
【０００９】
さらに、前記各光スイッチは、電気光学結晶材料からなる角柱状のスイッチング素子の長軸に平行な対向面に夫々電極を設けると共に、前記スイッチング素子の長軸方向の両端面側に一対の偏光素子をクロスニコルに配置して構成したものである。これにより、電気光学結晶材料からなる角柱状のスイッチング素子の長軸に平行な対向面に夫々電極を設けると共に、スイッチング素子の長軸方向の両端面側に一対の偏光素子をクロスニコルに配置して構成した各光スイッチで各レーザビームの射出をオン・オフする。
【００１０】
さらにまた、前記一対の偏光素子は、偏光ビームスプリッタである。これにより、一対の偏光ビームスプリッタで被露光体に照射するレーザビームを制限する。
【００１１】
そして、前記ｆθレンズは、前記被露光体と対向配置された第１のｆθレンズと、前記パターンジェネレータの光射出側に前記第１のｆθレンズとミラー対称に設けられた第２のｆθレンズとを備えて構成したものである。これにより、被露光体と対向配置された第１のｆθレンズと、パターンジェネレータの光射出側に第１のｆθレンズとミラー対称に設けられた第２のｆθレンズとを備えて構成したｆθレンズにより、複数のレーザビームを被露光体上に一定間隔に並べて集光する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、一列に並んだ複数のレーザビームを音響光学素子で同時に往復走査し、被露光体の露光領域の全幅を露光するようにしているので、１本当たりのレーザビームの走査距離を短くすることができる。したがって、レーザビームの走査周期を短縮することができ、被露光体の搬送速度を速くして、露光工程のタクトを短縮することができる。この場合、音響光学素子によるレーザビームの回折光のうち０次回折光を遮光マスクにより遮断しているので、走査されない０次回折光によって被露光体が露光されるのを防止することができる。これにより、露光パターンを適切に形成することができる。また、レーザビームの走査を音響光学素子によって行っているので、経時的変化が少なくレーザビームを長時間安定して走査することができる。したがって、露光装置の信頼性を向上することができる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明によれば、複数の光スイッチで被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に平行に並んだ複数のレーザビームに分割すると同時に、各レーザビームに強度変調を与えることができる。
【００１４】
さらに、請求項３に係る発明によれば、各光スイッチを電気光学結晶材料で形成しているので、エネルギーの高いレーザ光を使用することができる。したがって、レーザビームの走査速度をより速くして露光工程のタクトをより短縮することができる。
【００１５】
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、偏光膜を無機材料で形成することができ、レーザビームに対する耐性を向上することができる。
【００１６】
そして、請求項５に係る発明によれば、パターンジェネレータから一定の配列ピッチで一列に平行に並んで射出する複数のレーザビームを被露光体上に一定間隔に並べて集光することができる。したがって、露光パターンを精度よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による露光装置の実施形態を示す概要図である。
【図２】本発明の露光装置に使用する光スイッチの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の露光装置に使用する音響光学素子の配置を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】上記音響光学素子の駆動信号を示す説明図である。
【図５】上記音響光学素子によるレーザビームの走査を示す説明図である。
【図６】上記音響光学素子と一緒に使用する遮光マスクを示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図７】本発明の露光装置の制御手段の概略構成を示すブロック図である。
【図８】上記光スイッチのオン・オフ駆動を説明する図であり、（ａ）はオン状態を示し、（ｂ）はオフ状態を示す。
【図９】本発明の露光装置における１つのレーザビームの往復走査による露光を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による露光装置の実施形態を示す概要図である。この露光装置は、被露光体を一定方向に搬送しながら該被露光体の搬送方向と交差する方向に光ビームを走査して露光するもので、搬送手段１と、露光光学系２と、制御手段３と、を備えてなる。
【００１９】
上記搬送手段１は、被露光体４を一定方向に一定速度で搬送するものであり、ステージ５の上面５ａにエアの噴出口及び吸引口を備え、エアの噴出力及び吸引力を調整して被露光体４をステージ５の上面５ａに一定量だけ浮上させた状態で図示省略の搬送機構により被露光体４の両端縁部を保持して搬送するようになっている。なお、図１において被露光体４の搬送方向は、同図に正対して手前から奥に向かう方向（Ｘ方向）である。
【００２０】
上記搬送手段１の上方には、露光光学系２が配設されている。この露光光学系２は、レーザビームＬbを被露光体４の搬送方向と交差する方向（Ｙ方向）に走査してＸ方向に移動中の被露光体４の表面に照射し、被露光体４面に塗布された感光材を露光するもので、レーザビームＬbの進行方向上流から下流に向かってパターンジェネレータ６と、ｆθレンズ７と、音響光学素子８と、遮光マスク２２とをこの順に配置して備えたものである。
【００２１】
ここで、パターンジェネレータ６は、被露光体４の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に並べられた複数の光スイッチ９（図２参照）により、一方向に拡幅されたレーザ光Ｌを一定の配列ピッチで一列に平行に並んだ複数のレーザビームＬbに分割して射出するものであり、図２に示すように、各光スイッチ９は、電気光学結晶材料からなる角柱状の複数のスイッチング素子１０の長軸に平行な対向面に夫々電極１１ａ，１１ｂを設けると共に、複数のスイッチング素子１０の長軸方向の両端面側に一対の偏光素子をクロスニコルに配置して構成されている。そして、上記複数のスイッチング素子１０は、図１に示すように、それらの長軸方向を光の通路とし、透明な配線基板１２上に上記一対の電極１１ａ，１１ｂが配線基板１２の各配線に接続された状態で一列に並べて形成されて、スイッチング素子組立体１３を構成している。
【００２２】
なお、本実施形態においては、上記一対の偏光素子は、図２に示すように、一例として電気光学結晶材料の光入射端面１０ａ側に配置された第１の偏光ビームスプリッタ１４と、光射出端面１０ｂ側に配置された第２の偏光ビームスプリッタ１５とを、互いに光軸を中心に９０°回転した関係に設けたもので示しているが、一対の偏光素子は一対の偏光板であってもよい。また、第１及び第２の偏光ビームスプリッタ１４，１５は、スイッチング素子組立体１３の全体に亘って共通したものであってもよい。さらに、本実施形態においては、第１の偏光ビームスプリッタ１４とスイッチング素子組立体１３との間に、複数のマイクロレンズを上記複数のスイッチング素子１０の配列ピッチと同じピッチで一列に並べて設けたレンズアレイ１６を配置し、拡幅されたレーザ光Ｌを複数のマイクロレンズにより複数のレーザビームＬbに分割し、上記各スイッチング素子１０上に集光させている。これにより、光利用効率を向上させることができる。図１においては、レンズアレイ１６がパターンジェネレータ６に組み込まれた状態で示されているが、レンズアレイ１６はパターンジェネレータ６の光入射側前方に設けてもよく、又はレンズアレイ１６はなくてもよい。
【００２３】
上記パターンジェネレータ６に入射するレーザ光Ｌは、レーザ光源１７から放射され、光ファイバ１８によって板状のロッドレンズ１９まで導かれ、このロッドレンズ１９により光強度分布が均一化された後、ビームエキスパンダ２０によりロッドレンズ１９の端面の長軸方向に拡幅されるようになっている。したがって、上記レンズアレイ１６の各マイクロレンズの配列方向及び複数の光スイッチ９の配列方向がレーザ光Ｌの拡幅方向に一致するようにパターンジェネレータ６は、配置されることになる。
【００２４】
上記ｆθレンズ７は、パターンジェネレータ６から射出した複数のレーザビームＬbを被露光体４上に一定間隔に並べて集光するものであり、像面側焦点位置を被露光体４の表面に略合致させて被露光体４と対向配置された第１のｆθレンズ７Ａと、物体面側焦点位置を第１のｆθレンズ７Ａの物体面側焦点位置と略合致させた状態でパターンジェネレータ６の光射出側に第１のｆθレンズ７Ａとミラー対称に設けられた第２のｆθレンズ７Ｂとを備えて構成されている。なお、図１において符号２１は、光路を折り曲げる全反射ミラーである。
【００２５】
上記音響光学素子８は、ｆθレンズ７を射出した複数のレーザビームＬbを被露光体４の搬送方向と交差する方向に回折させて互いに隣接するレーザビームＬbの間の領域を往復走査するもので、被露光体４の搬送方向と交差する方向に長軸を有する角柱状の部材からなり、図３（ａ）に拡大して示すようにブラッグの回折条件に適合するように長軸が被露光体４の面に対して角度θだけ傾いた状態で設けられ、且つ同図（ｂ）に示すように長軸（レーザビームＬbの回折方向の軸に相当）が光軸を中心に被露光体４の搬送方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に対して一定角度φだけ回転した状態で設けられている。これにより、レーザビームＬbは、音響光学素子８で回折され、同図（ａ）に示すように、音響光学素子８からレーザビームＬbの０次回折光Ｄr0と１次回折光Ｄr1とが射出する。
【００２６】
上記音響光学素子８は、次のように動作する。即ち、例えばｆ0＝４０ＭＨｚの周波数を基準周波数として音響光学素子８に与えて振動させると、素子内には、音波の進行方向（長軸方向）に光弾性効果により周期的な屈折率変化が生じて回折格子と同等の働きをし、入射するレーザビームＬbを回折して射出する。このとき、音響光学素子８に与える周波数を、図４に示すように周波数ｆ0を基準とする一定の周波数範囲（Δｆ）内で鋸歯状に変化させると、１次回折光Ｄr1の回折角度が変化して図５に示すようにレーザビームＬb（１次回折光Ｄr1）が一定の範囲Ｗ内を矢印Ａ，Ｂ方向に往復走査することになる。なお、１次回折光Ｄr1以外の高次の回折光は、光強度が小さいために無視してもよい。
【００２７】
上記音響光学素子８の光射出側に、図６（ａ）に示すように、レーザビームＬbの回折光のうち０次回折光Ｄr0を遮断する遮光マスク２２が設けられている。これにより、１次回折光Ｄr1のみを被露光体４に照射させることができ、露光を適切に行なうことができる。この遮光マスク２２は、例えば透明な基板２３の一面２３ａに、同図（ｂ）に示すように、上記０次回折光Ｄr0の通過位置に対応させて所定形状のクロム（Ｃｒ）等の遮光膜２４を設けて形成されている。
【００２８】
上記搬送手段１と、パターンジェネレータ６と、音響光学素子８と、レーザ光源１７と、に電気的に接続して制御手段３が設けられている。この制御手段３は、パターンジェネレータ６の複数の光スイッチ９のオン・オフ駆動を制御すると共に、音響光学素子８を駆動してレーザビームＬbを往復走査させるものであり、図７に示すように、搬送手段駆動部２５と、パターンジェネレータ駆動部２６と、音響光学素子駆動部２７と、レーザ光源駆動部２８と、演算部２９と、メモリ３０と、制御部３１と、を備えている。
【００２９】
ここで、上記搬送手段駆動部２５は、搬送手段１の駆動を制御して図示省略の搬送機構を一定速度で移動させるものである。また、パターンジェネレータ駆動部２６は、後述のメモリ３０に予め記憶されたＣＡＤデータに基づいてパターンジェネレータ６の各光スイッチ９のオン・オフ駆動を制御するものであり、往復走査するレーザビームＬbの往路において各光スイッチ９をオン・オフ駆動し、復路においては常にオフ駆動するように制御する。さらに、音響光学素子駆動部２７は、基準周波数ｆ0を基準として一定の周波数範囲（Δｆ）内を一定周期で鋸歯状に繰り返し変化する音響信号を音響光学素子８に与えて振動させるものであり、例えば図４に示すようにレーザビームＬbの往路走査時間に相当する時間Ｔ内に周波数を周波数ｆ0から周波数（ｆ0＋Δｆ）まで変化させるようになっている。また、レーザ光源駆動部２８は、レーザ光源１７を予め設定された出力で駆動させるものである。さらに、演算部２９は、予め設定された初期設定値に基づいて例えば被露光体４の搬送速度Ｖや、光スイッチ９の切換周波数Ｆs等を演算するものである。また、メモリ３０は、各要素の初期設定値を記憶すると共に露光パターンのＣＡＤデータを記憶するものである。そして、制御部３１は、各要素が適切に駆動するように装置全体を統合して制御するものである。
【００３０】
次に、このように構成された露光装置の動作について説明する。
先ず、被露光体４の搬送方向（Ｘ方向）の露光ピッチＰ1、レーザビームＬbの走査方向の露光ピッチＰ2、音響光学素子８に与える音響信号の繰り返し周期（レーザビームＬbの走査周期に相当）Ｔ、レーザビームＬbの走査幅Ｗ、レーザ光源１７のパワー等の初期設定値、及び露光パターンのＣＡＤデータをメモリ３０に記憶する。
【００３１】
この場合、被露光体４の搬送速度Ｖは、演算部２９において次のようにして算出することができる。即ち、被露光体４の搬送方向（Ｘ方向）の露光ピッチがＰ1であるので、レーザビームＬbの往復走査終了時の照射位置は、先の照射位置からＸ方向後方に距離Ｐ1だけずれた位置となる必要がある（図９参照）。なお、本実施形態においては、復路の走査時間が図４に示すように瞬時であり無視できるため、レーザビームＬbの往復走査時間は、往路の走査時間に相当し走査周期Ｔに等しい。したがって、レーザビームＬbが往復走査する時間Ｔ内に被露光体４は、距離Ｐ1だけ移動しなければならない。それ故、被露光体４の搬送速度は、Ｖ＝Ｐ1／Ｔとなる。
【００３２】
また、光スイッチ９の切換周波数をＦsとすると、レーザビームＬbの往路走査時間Ｔ内に光スイッチ９が切り替わる回数ｎは、ｎ＝（Ｆs・Ｔ）となる。一方、レーザビームＬbの走査方向（Ｙ方向）の露光ピッチは、Ｐ2であるから、光スイッチ９がｎ回切り替わる間にレーザビームＬbが移動する距離は、ｎ・Ｐ2＝Ｆs・Ｔ・Ｐ2となる。そして、これは、レーザビームＬbの走査幅Ｗに等しいから、Ｗ＝Ｆs・Ｔ・Ｐ2として表わすことができる。したがって、光スイッチ９の切換周波数Ｆsは、初期設定値であるレーザビームＬbの走査方向の露光ピッチＰ2、レーザビームＬbの往路走査時間（音響光学素子８に与える音響信号の繰り返し周期）Ｔ及びレーザビームＬbの走査幅Ｗに基づいて演算部２９においてＦs＝Ｗ／（Ｐ2・Ｔ）の関係式を演算することによって算出される。なお、被露光体４の搬送速度Ｖ及び光スイッチ９の切換周波数Ｆsを初期設定値として直接入力してもよい。
【００３３】
次に、搬送手段１上に被露光体４が載置される。そして、露光開始スイッチが投入されると、搬送手段１のステージ５の上面５ａと被露光体４との間に空気層が形成され、被露光体４が一定量だけ浮上された状態で図示省略の搬送機構によって両端縁部が保持されて速度ＶでＸ方向に搬送される。
【００３４】
また、レーザ光源１７からはレーザ光Ｌが放射され、光ファイバ１８によってパターンジェネレータ６側に導かれる。そして、ロッドレンズ１９によって光強度分布が均一化された後、ビームエキスパンダ２０によって一定方向（被露光体４の搬送方向と交差する方向）に拡幅されてパターンジェネレータ６に入射する。
【００３５】
パターンジェネレータ６においては、入射したレーザ光Ｌは、先ず第１の偏光ビームスプリッタ１４によって偏光面１４ａ（図２参照）を透過するＰ偏光と偏光面１４ａで反射されるＳ偏光に分離される。なお、以下の説明においては、Ｐ偏光を露光に使用する場合について述べるが、Ｓ偏光を使用してもよい。
【００３６】
第１の偏光ビームスプリッタ１４の偏光面１４ａを透過したＰ偏光のレーザ光Ｌは、レンズアレイ１６の複数のマイクロレンズによって複数のレーザビームＬbに分割されて、それぞれ後段のスイッチング素子組立体１３の対応するスイッチング素子１０に入射する。
【００３７】
各スイッチング素子１０は、パターンジェネレータ駆動部２６によりＣＡＤデータに基づいて切換周波数Ｆsでオン・オフ駆動される。そして、各スイッチング素子１０を通過したレーザビームＬbは、第２の偏光ビームスプリッタ１５によって偏光面１５ａ（図２参照）の透過が制限される。例えば、図８（ａ）に示すように、スイッチング素子１０がオン駆動されている場合には、スイッチング素子１０に入射したＰ偏光のレーザビームＬbは、スイッチング素子１０内を通過中に偏波面が９０°回転されてＳ偏光となる。このとき、第１の偏光ビームスプリッタ１４と第２の偏光ビームスプリッタ１５とは、光軸を中心に互いに９０°回転した状態に配置されているため、スイッチング素子１０を射出したＳ偏光は、第２の偏光ビームスプリッタ１５の偏光面１５ａに対してはＰ偏光の関係となり、この偏光面１５ａを透過して被露光体４上に到達することができる。
【００３８】
一方、図８（ｂ）に示すように、スイッチング素子１０がオフ駆動されている場合には、スイッチング素子１０に入射したＰ偏光のレーザビームＬbは、スイッチング素子１０内で偏波面が回転されずＰ偏光のままである。したがって、このＰ偏光は、第２の偏光ビームスプリッタ１５の偏光面１５ａに対してはＳ偏光の関係となり、この偏光面１５ａで反射されて被露光体４上に到達することができない。
【００３９】
パターンジェネレータ６を射出した複数のレーザビームＬbは、第２のｆθレンズ７Ｂにより光軸側に絞られた後、発散して第１のｆθレンズ７Ａに入射する。そして、複数のレーザビームＬbの被露光体４上の集光位置が一定間隔で一列に並ぶように第１のｆθレンズ７Ａから射出する。
【００４０】
第１のｆθレンズ７Ａを射出した複数のレーザビームＬbは、音響光学素子８に入射する。この音響光学素子８は、音響光学素子駆動部２７から供給される基準周波数ｆ0を基準として周波数範囲Δｆ内を鋸歯状に周期Ｔで変化する音響信号により振動している。したがって、音響光学素子８に入射する複数のレーザビームＬbは、音響光学素子８内で回折されて射出し、回折光のうち１次回折光Ｄr1が被露光体４上を走査幅Ｗで被露光体４の搬送方向（Ｘ方向）と交差するＹ方向に往復走査される。このとき、音響光学素子８を透過する０次回折光は、音響光学素子８の光射出側に設けられた遮光マスク２２によって遮断されて被露光体４に到達しない。これにより、０次回折光Ｄr0によって被露光体４が露光されるのが防止される。
【００４１】
こうして、図９に示すように、Ｘ方向に速度Ｖで搬送中の被露光体４上をレーザビームＬbの１次回折光Ｄr1が矢印Ａ方向に走査されている間にスイッチング素子１０が切換周波数Ｆsでオン・オフ駆動される。したがって、被露光体４の搬送方向と交差するＹ方向に露光ピッチＰ2で１ライン分の露光が実行される。また、レーザビームＬbの１次回折光Ｄr1が矢印Ｂ方向へ走査されている間は、スイッチング素子１０は全てオフ駆動されるため、この間の露光は停止される。そして、レーザビームＬbの１回目の往復走査が終了すると、レーザビームＬbの照射位置は、被露光体４がＸ方向に速度Ｖで搬送されているため、先の照射位置から露光ピッチＰ1だけ後方にずれた位置となる。これにより、レーザビームＬbの２回目の往復走査中に上記先の１ライン分の露光に続いて、次の１ライン分の露光が実行される。以下、同様にしてレーザビームＬbを往復走査しながら、未露光部を生じさせることなく、被露光体４上の露光領域内を均一に露光することができる。この場合、光スイッチ９をＣＡＤデータに基づいて適切に駆動すると、被露光体４上に緻密な露光パターンを形成することができる。なお、同図において、破線は、隣接するレーザビームＬbによる隣接露光領域の露光を示している。
【００４２】
以上の説明においては、光スイッチ９が電気光学結晶材料を用いたものである場合について述べたが、本発明はこれに限られず、光スイッチ９は、オン・オフ駆動するマイクロミラーであってもよい。したがって、パターンジェネレータ６は、複数のマイクロミラーを一定の配列ピッチで一列に並べたマイクロミラーアレイであってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
４…被露光体
６…パターンジェネレータ
７…ｆθレンズ
７Ａ…第１のｆθレンズ
７Ｂ…第２のｆθレンズ
８…音響光学素子
９…光スイッチ
１０…スイッチング素子
１１ａ，１１ｂ…電極
１４…第１の偏光ビームスプリッタ（偏光素子）
１５…第２の偏光ビームスプリッタ（偏光素子）
２２…遮光マスク
Ｌb…レーザビーム
Ｄr0…０次回折光
Ｄr1…1次回折光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被露光体を一定方向に搬送しながら該被露光体の搬送方向と交差する方向に光ビームを走査して露光する露光装置に関し、特に被露光体上を走査する光ビームの走査距離を短くして露光工程のタクトを短縮しようとする露光装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の露光装置は、被露光体を一定方向に搬送しながら、光スイッチによりオン・オフ変調されて射出する一本のレーザビームを、ポリゴンミラーにより被露光体の搬送方向と交差する方向に往復走査し、ｆθレンズにより被露光体上に集光して露光するものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１７８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような従来の露光装置においては、一本の光ビームが被露光体上の露光領域の全幅を往復走査するものであるので、光ビームの走査距離が長くなっていた。したがって、被露光体の搬送方向において未露光部が生じないようにするためには、被露光体の搬送速度を遅くしなければならず、露光工程のタクトが長くなるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、被露光体上を走査する光ビームの走査距離を短くして露光工程のタクトを短縮しようとする露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明による露光装置は、一定方向に一定速度で搬送される被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に平行に並んだ複数のレーザビームに強度変調を与えて射出するパターンジェネレータと、前記パターンジェネレータから射出した前記複数のレーザビームを前記被露光体上に一定間隔に並べて集光するｆθレンズと、前記ｆθレンズを射出した前記複数のレーザビームを前記被露光体の搬送方向と交差する方向に回折させて、互いに隣接する前記レーザビームの間の領域を同時に往復走査する音響光学素子と、を備え、前記音響光学素子は、前記レーザビームの回折方向の軸が光軸を中心に前記被露光体の搬送方向と直交する方向に対して一定角度だけ回転した状態に配設され、前記音響光学素子の光射出側には、前記複数のレーザビームの０次回折光を遮断する遮光マスクが設けられたものである。
【０００７】
このような構成により、被露光体を一定方向に一定速度で搬送しながら、パターンジェネレータで被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に平行に並んだ複数のレーザビームに強度変調を与えて射出し、ｆθレンズでパターンジェネレータから射出した複数のレーザビームを被露光体上に一定間隔に並べて集光する。その際、レーザビームの回折方向の軸が光軸を中心に被露光体の搬送方向と直交する方向に対して一定角度だけ回転した状態に配設された音響光学素子で、ｆθレンズを射出した複数のレーザビームを被露光体の搬送方向と交差する方向に回折させて、互いに隣接するレーザビームの間の領域を同時に往復走査する。このとき、音響光学素子の光射出側に設けられた遮光マスクにより、複数のレーザビームの０次回折光を遮断して１次回折光のみを走査する。
【０００８】
また、前記パターンジェネレータは、前記被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に並べて複数の光スイッチを設けたものである。これにより、被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に並べて設けた複数の光スイッチにより複数のレーザビームに強度変調を与えて射出する。
【０００９】
さらに、前記各光スイッチは、電気光学結晶材料からなる角柱状のスイッチング素子の長軸に平行な対向面に夫々電極を設けると共に、前記スイッチング素子の長軸方向の両端面側に一対の偏光素子をクロスニコルに配置して構成したものである。これにより、電気光学結晶材料からなる角柱状のスイッチング素子の長軸に平行な対向面に夫々電極を設けると共に、スイッチング素子の長軸方向の両端面側に一対の偏光素子をクロスニコルに配置して構成した各光スイッチで各レーザビームの射出をオン・オフする。
【００１０】
さらにまた、前記一対の偏光素子は、偏光ビームスプリッタである。これにより、一対の偏光ビームスプリッタで被露光体に照射するレーザビームを制限する。
【００１１】
そして、前記ｆθレンズは、前記被露光体と対向配置された第１のｆθレンズと、前記パターンジェネレータの光射出側に前記第１のｆθレンズとミラー対称に設けられた第２のｆθレンズとを備えて構成したものである。これにより、被露光体と対向配置された第１のｆθレンズと、パターンジェネレータの光射出側に第１のｆθレンズとミラー対称に設けられた第２のｆθレンズとを備えて構成したｆθレンズにより、複数のレーザビームを被露光体上に一定間隔に並べて集光する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、一列に並んだ複数のレーザビームを音響光学素子で同時に往復走査し、被露光体の露光領域の全幅を露光するようにしているので、１本当たりのレーザビームの走査距離を短くすることができる。したがって、レーザビームの走査周期を短縮することができ、被露光体の搬送速度を速くして、露光工程のタクトを短縮することができる。この場合、音響光学素子によるレーザビームの回折光のうち０次回折光を遮光マスクにより遮断しているので、走査されない０次回折光によって被露光体が露光されるのを防止することができる。これにより、露光パターンを適切に形成することができる。また、レーザビームの走査を音響光学素子によって行っているので、経時的変化が少なくレーザビームを長時間安定して走査することができる。したがって、露光装置の信頼性を向上することができる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明によれば、複数の光スイッチで被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に平行に並んだ複数のレーザビームに分割すると同時に、各レーザビームに強度変調を与えることができる。
【００１４】
さらに、請求項３に係る発明によれば、各光スイッチを電気光学結晶材料で形成しているので、エネルギーの高いレーザ光を使用することができる。したがって、レーザビームの走査速度をより速くして露光工程のタクトをより短縮することができる。
【００１５】
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、偏光膜を無機材料で形成することができ、レーザビームに対する耐性を向上することができる。
【００１６】
そして、請求項５に係る発明によれば、パターンジェネレータから一定の配列ピッチで一列に平行に並んで射出する複数のレーザビームを被露光体上に一定間隔に並べて集光することができる。したがって、露光パターンを精度よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による露光装置の実施形態を示す概要図である。
【図２】本発明の露光装置に使用する光スイッチの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の露光装置に使用する音響光学素子の配置を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】上記音響光学素子の駆動信号を示す説明図である。
【図５】上記音響光学素子によるレーザビームの走査を示す説明図である。
【図６】上記音響光学素子と一緒に使用する遮光マスクを示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図７】本発明の露光装置の制御手段の概略構成を示すブロック図である。
【図８】上記光スイッチのオン・オフ駆動を説明する図であり、（ａ）はオン状態を示し、（ｂ）はオフ状態を示す。
【図９】本発明の露光装置における１つのレーザビームの往復走査による露光を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による露光装置の実施形態を示す概要図である。この露光装置は、被露光体を一定方向に搬送しながら該被露光体の搬送方向と交差する方向に光ビームを走査して露光するもので、搬送手段１と、露光光学系２と、制御手段３と、を備えてなる。
【００１９】
上記搬送手段１は、被露光体４を一定方向に一定速度で搬送するものであり、ステージ５の上面５ａにエアの噴出口及び吸引口を備え、エアの噴出力及び吸引力を調整して被露光体４をステージ５の上面５ａに一定量だけ浮上させた状態で図示省略の搬送機構により被露光体４の両端縁部を保持して搬送するようになっている。なお、図１において被露光体４の搬送方向は、同図に正対して手前から奥に向かう方向（Ｘ方向）である。
【００２０】
上記搬送手段１の上方には、露光光学系２が配設されている。この露光光学系２は、レーザビームＬbを被露光体４の搬送方向と交差する方向（Ｙ方向）に走査してＸ方向に移動中の被露光体４の表面に照射し、被露光体４面に塗布された感光材を露光するもので、レーザビームＬbの進行方向上流から下流に向かってパターンジェネレータ６と、ｆθレンズ７と、音響光学素子８と、遮光マスク２２とをこの順に配置して備えたものである。
【００２１】
ここで、パターンジェネレータ６は、被露光体４の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に並べられた複数の光スイッチ９（図２参照）により、一方向に拡幅されたレーザ光Ｌを一定の配列ピッチで一列に平行に並んだ複数のレーザビームＬbに分割して射出するものであり、図２に示すように、各光スイッチ９は、電気光学結晶材料からなる角柱状の複数のスイッチング素子１０の長軸に平行な対向面に夫々電極１１ａ，１１ｂを設けると共に、複数のスイッチング素子１０の長軸方向の両端面側に一対の偏光素子をクロスニコルに配置して構成されている。そして、上記複数のスイッチング素子１０は、図１に示すように、それらの長軸方向を光の通路とし、透明な配線基板１２上に上記一対の電極１１ａ，１１ｂが配線基板１２の各配線に接続された状態で一列に並べて形成されて、スイッチング素子組立体１３を構成している。
【００２２】
なお、本実施形態においては、上記一対の偏光素子は、図２に示すように、一例として電気光学結晶材料の光入射端面１０ａ側に配置された第１の偏光ビームスプリッタ１４と、光射出端面１０ｂ側に配置された第２の偏光ビームスプリッタ１５とを、互いに光軸を中心に９０°回転した関係に設けたもので示しているが、一対の偏光素子は一対の偏光板であってもよい。また、第１及び第２の偏光ビームスプリッタ１４，１５は、スイッチング素子組立体１３の全体に亘って共通したものであってもよい。さらに、本実施形態においては、第１の偏光ビームスプリッタ１４とスイッチング素子組立体１３との間に、複数のマイクロレンズを上記複数のスイッチング素子１０の配列ピッチと同じピッチで一列に並べて設けたレンズアレイ１６を配置し、拡幅されたレーザ光Ｌを複数のマイクロレンズにより複数のレーザビームＬbに分割し、上記各スイッチング素子１０上に集光させている。これにより、光利用効率を向上させることができる。図１においては、レンズアレイ１６がパターンジェネレータ６に組み込まれた状態で示されているが、レンズアレイ１６はパターンジェネレータ６の光入射側前方に設けてもよく、又はレンズアレイ１６はなくてもよい。
【００２３】
上記パターンジェネレータ６に入射するレーザ光Ｌは、レーザ光源１７から放射され、光ファイバ１８によって板状のロッドレンズ１９まで導かれ、このロッドレンズ１９により光強度分布が均一化された後、ビームエキスパンダ２０によりロッドレンズ１９の端面の長軸方向に拡幅されるようになっている。したがって、上記レンズアレイ１６の各マイクロレンズの配列方向及び複数の光スイッチ９の配列方向がレーザ光Ｌの拡幅方向に一致するようにパターンジェネレータ６は、配置されることになる。
【００２４】
上記ｆθレンズ７は、パターンジェネレータ６から射出した複数のレーザビームＬbを被露光体４上に一定間隔に並べて集光するものであり、像面側焦点位置を被露光体４の表面に略合致させて被露光体４と対向配置された第１のｆθレンズ７Ａと、物体面側焦点位置を第１のｆθレンズ７Ａの物体面側焦点位置と略合致させた状態でパターンジェネレータ６の光射出側に第１のｆθレンズ７Ａとミラー対称に設けられた第２のｆθレンズ７Ｂとを備えて構成されている。なお、図１において符号２１は、光路を折り曲げる全反射ミラーである。
【００２５】
上記音響光学素子８は、ｆθレンズ７を射出した複数のレーザビームＬbを被露光体４の搬送方向と交差する方向に回折させて互いに隣接するレーザビームＬbの間の領域を往復走査するもので、被露光体４の搬送方向と交差する方向に長軸を有する角柱状の部材からなり、図３（ａ）に拡大して示すようにブラッグの回折条件に適合するように長軸が被露光体４の面に対して角度θだけ傾いた状態で設けられ、且つ同図（ｂ）に示すように長軸（レーザビームＬbの回折方向の軸に相当）が光軸を中心に被露光体４の搬送方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に対して一定角度φだけ回転した状態で設けられている。これにより、レーザビームＬbは、音響光学素子８で回折され、同図（ａ）に示すように、音響光学素子８からレーザビームＬbの０次回折光Ｄr0と１次回折光Ｄr1とが射出する。
【００２６】
上記音響光学素子８は、次のように動作する。即ち、例えばｆ0＝４０ＭＨｚの周波数を基準周波数として音響光学素子８に与えて振動させると、素子内には、音波の進行方向（長軸方向）に光弾性効果により周期的な屈折率変化が生じて回折格子と同等の働きをし、入射するレーザビームＬbを回折して射出する。このとき、音響光学素子８に与える周波数を、図４に示すように周波数ｆ0を基準とする一定の周波数範囲（Δｆ）内で鋸歯状に変化させると、１次回折光Ｄr1の回折角度が変化して図５に示すようにレーザビームＬb（１次回折光Ｄr1）が一定の範囲Ｗ内を矢印Ａ，Ｂ方向に往復走査することになる。なお、１次回折光Ｄr1以外の高次の回折光は、光強度が小さいために無視してもよい。
【００２７】
上記音響光学素子８の光射出側に、図６（ａ）に示すように、レーザビームＬbの回折光のうち０次回折光Ｄr0を遮断する遮光マスク２２が設けられている。これにより、１次回折光Ｄr1のみを被露光体４に照射させることができ、露光を適切に行なうことができる。この遮光マスク２２は、例えば透明な基板２３の一面２３ａに、同図（ｂ）に示すように、上記０次回折光Ｄr0の通過位置に対応させて所定形状のクロム（Ｃｒ）等の遮光膜２４を設けて形成されている。
【００２８】
上記搬送手段１と、パターンジェネレータ６と、音響光学素子８と、レーザ光源１７と、に電気的に接続して制御手段３が設けられている。この制御手段３は、パターンジェネレータ６の複数の光スイッチ９のオン・オフ駆動を制御すると共に、音響光学素子８を駆動してレーザビームＬbを往復走査させるものであり、図７に示すように、搬送手段駆動部２５と、パターンジェネレータ駆動部２６と、音響光学素子駆動部２７と、レーザ光源駆動部２８と、演算部２９と、メモリ３０と、制御部３１と、を備えている。
【００２９】
ここで、上記搬送手段駆動部２５は、搬送手段１の駆動を制御して図示省略の搬送機構を一定速度で移動させるものである。また、パターンジェネレータ駆動部２６は、後述のメモリ３０に予め記憶されたＣＡＤデータに基づいてパターンジェネレータ６の各光スイッチ９のオン・オフ駆動を制御するものであり、往復走査するレーザビームＬbの往路において各光スイッチ９をオン・オフ駆動し、復路においては常にオフ駆動するように制御する。さらに、音響光学素子駆動部２７は、基準周波数ｆ0を基準として一定の周波数範囲（Δｆ）内を一定周期で鋸歯状に繰り返し変化する音響信号を音響光学素子８に与えて振動させるものであり、例えば図４に示すようにレーザビームＬbの往路走査時間に相当する時間Ｔ内に周波数を周波数ｆ0から周波数（ｆ0＋Δｆ）まで変化させるようになっている。また、レーザ光源駆動部２８は、レーザ光源１７を予め設定された出力で駆動させるものである。さらに、演算部２９は、予め設定された初期設定値に基づいて例えば被露光体４の搬送速度Ｖや、光スイッチ９の切換周波数Ｆs等を演算するものである。また、メモリ３０は、各要素の初期設定値を記憶すると共に露光パターンのＣＡＤデータを記憶するものである。そして、制御部３１は、各要素が適切に駆動するように装置全体を統合して制御するものである。
【００３０】
次に、このように構成された露光装置の動作について説明する。
先ず、被露光体４の搬送方向（Ｘ方向）の露光ピッチＰ1、レーザビームＬbの走査方向の露光ピッチＰ2、音響光学素子８に与える音響信号の繰り返し周期（レーザビームＬbの走査周期に相当）Ｔ、レーザビームＬbの走査幅Ｗ、レーザ光源１７のパワー等の初期設定値、及び露光パターンのＣＡＤデータをメモリ３０に記憶する。
【００３１】
この場合、被露光体４の搬送速度Ｖは、演算部２９において次のようにして算出することができる。即ち、被露光体４の搬送方向（Ｘ方向）の露光ピッチがＰ1であるので、レーザビームＬbの往復走査終了時の照射位置は、先の照射位置からＸ方向後方に距離Ｐ1だけずれた位置となる必要がある（図９参照）。なお、本実施形態においては、復路の走査時間が図４に示すように瞬時であり無視できるため、レーザビームＬbの往復走査時間は、往路の走査時間に相当し走査周期Ｔに等しい。したがって、レーザビームＬbが往復走査する時間Ｔ内に被露光体４は、距離Ｐ1だけ移動しなければならない。それ故、被露光体４の搬送速度は、Ｖ＝Ｐ1／Ｔとなる。
【００３２】
また、光スイッチ９の切換周波数をＦsとすると、レーザビームＬbの往路走査時間Ｔ内に光スイッチ９が切り替わる回数ｎは、ｎ＝（Ｆs・Ｔ）となる。一方、レーザビームＬbの走査方向（Ｙ方向）の露光ピッチは、Ｐ2であるから、光スイッチ９がｎ回切り替わる間にレーザビームＬbが移動する距離は、ｎ・Ｐ2＝Ｆs・Ｔ・Ｐ2となる。そして、これは、レーザビームＬbの走査幅Ｗに等しいから、Ｗ＝Ｆs・Ｔ・Ｐ2として表わすことができる。したがって、光スイッチ９の切換周波数Ｆsは、初期設定値であるレーザビームＬbの走査方向の露光ピッチＰ2、レーザビームＬbの往路走査時間（音響光学素子８に与える音響信号の繰り返し周期）Ｔ及びレーザビームＬbの走査幅Ｗに基づいて演算部２９においてＦs＝Ｗ／（Ｐ2・Ｔ）の関係式を演算することによって算出される。なお、被露光体４の搬送速度Ｖ及び光スイッチ９の切換周波数Ｆsを初期設定値として直接入力してもよい。
【００３３】
次に、搬送手段１上に被露光体４が載置される。そして、露光開始スイッチが投入されると、搬送手段１のステージ５の上面５ａと被露光体４との間に空気層が形成され、被露光体４が一定量だけ浮上された状態で図示省略の搬送機構によって両端縁部が保持されて速度ＶでＸ方向に搬送される。
【００３４】
また、レーザ光源１７からはレーザ光Ｌが放射され、光ファイバ１８によってパターンジェネレータ６側に導かれる。そして、ロッドレンズ１９によって光強度分布が均一化された後、ビームエキスパンダ２０によって一定方向（被露光体４の搬送方向と交差する方向）に拡幅されてパターンジェネレータ６に入射する。
【００３５】
パターンジェネレータ６においては、入射したレーザ光Ｌは、先ず第１の偏光ビームスプリッタ１４によって偏光面１４ａ（図２参照）を透過するＰ偏光と偏光面１４ａで反射されるＳ偏光に分離される。なお、以下の説明においては、Ｐ偏光を露光に使用する場合について述べるが、Ｓ偏光を使用してもよい。
【００３６】
第１の偏光ビームスプリッタ１４の偏光面１４ａを透過したＰ偏光のレーザ光Ｌは、レンズアレイ１６の複数のマイクロレンズによって複数のレーザビームＬbに分割されて、それぞれ後段のスイッチング素子組立体１３の対応するスイッチング素子１０に入射する。
【００３７】
各スイッチング素子１０は、パターンジェネレータ駆動部２６によりＣＡＤデータに基づいて切換周波数Ｆsでオン・オフ駆動される。そして、各スイッチング素子１０を通過したレーザビームＬbは、第２の偏光ビームスプリッタ１５によって偏光面１５ａ（図２参照）の透過が制限される。例えば、図８（ａ）に示すように、スイッチング素子１０がオン駆動されている場合には、スイッチング素子１０に入射したＰ偏光のレーザビームＬbは、スイッチング素子１０内を通過中に偏波面が９０°回転されてＳ偏光となる。このとき、第１の偏光ビームスプリッタ１４と第２の偏光ビームスプリッタ１５とは、光軸を中心に互いに９０°回転した状態に配置されているため、スイッチング素子１０を射出したＳ偏光は、第２の偏光ビームスプリッタ１５の偏光面１５ａに対してはＰ偏光の関係となり、この偏光面１５ａを透過して被露光体４上に到達することができる。
【００３８】
一方、図８（ｂ）に示すように、スイッチング素子１０がオフ駆動されている場合には、スイッチング素子１０に入射したＰ偏光のレーザビームＬbは、スイッチング素子１０内で偏波面が回転されずＰ偏光のままである。したがって、このＰ偏光は、第２の偏光ビームスプリッタ１５の偏光面１５ａに対してはＳ偏光の関係となり、この偏光面１５ａで反射されて被露光体４上に到達することができない。
【００３９】
パターンジェネレータ６を射出した複数のレーザビームＬbは、第２のｆθレンズ７Ｂにより光軸側に絞られた後、発散して第１のｆθレンズ７Ａに入射する。そして、複数のレーザビームＬbの被露光体４上の集光位置が一定間隔で一列に並ぶように第１のｆθレンズ７Ａから射出する。
【００４０】
第１のｆθレンズ７Ａを射出した複数のレーザビームＬbは、音響光学素子８に入射する。この音響光学素子８は、音響光学素子駆動部２７から供給される基準周波数ｆ0を基準として周波数範囲Δｆ内を鋸歯状に周期Ｔで変化する音響信号により振動している。したがって、音響光学素子８に入射する複数のレーザビームＬbは、音響光学素子８内で回折されて射出し、回折光のうち１次回折光Ｄr1が被露光体４上を走査幅Ｗで被露光体４の搬送方向（Ｘ方向）と交差するＹ方向に往復走査される。このとき、音響光学素子８を透過する０次回折光は、音響光学素子８の光射出側に設けられた遮光マスク２２によって遮断されて被露光体４に到達しない。これにより、０次回折光Ｄr0によって被露光体４が露光されるのが防止される。
【００４１】
こうして、図９に示すように、Ｘ方向に速度Ｖで搬送中の被露光体４上をレーザビームＬbの１次回折光Ｄr1が矢印Ａ方向に走査されている間にスイッチング素子１０が切換周波数Ｆsでオン・オフ駆動される。したがって、被露光体４の搬送方向と交差するＹ方向に露光ピッチＰ2で１ライン分の露光が実行される。また、レーザビームＬbの１次回折光Ｄr1が矢印Ｂ方向へ走査されている間は、スイッチング素子１０は全てオフ駆動されるため、この間の露光は停止される。そして、レーザビームＬbの１回目の往復走査が終了すると、レーザビームＬbの照射位置は、被露光体４がＸ方向に速度Ｖで搬送されているため、先の照射位置から露光ピッチＰ1だけ後方にずれた位置となる。これにより、レーザビームＬbの２回目の往復走査中に上記先の１ライン分の露光に続いて、次の１ライン分の露光が実行される。以下、同様にしてレーザビームＬbを往復走査しながら、未露光部を生じさせることなく、被露光体４上の露光領域内を均一に露光することができる。この場合、光スイッチ９をＣＡＤデータに基づいて適切に駆動すると、被露光体４上に緻密な露光パターンを形成することができる。なお、同図において、破線は、隣接するレーザビームＬbによる隣接露光領域の露光を示している。
【００４２】
以上の説明においては、光スイッチ９が電気光学結晶材料を用いたものである場合について述べたが、本発明はこれに限られず、光スイッチ９は、オン・オフ駆動するマイクロミラーであってもよい。したがって、パターンジェネレータ６は、複数のマイクロミラーを一定の配列ピッチで一列に並べたマイクロミラーアレイであってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
４…被露光体
６…パターンジェネレータ
７…ｆθレンズ
７Ａ…第１のｆθレンズ
７Ｂ…第２のｆθレンズ
８…音響光学素子
９…光スイッチ
１０…スイッチング素子
１１ａ，１１ｂ…電極
１４…第１の偏光ビームスプリッタ（偏光素子）
１５…第２の偏光ビームスプリッタ（偏光素子）
２２…遮光マスク
Ｌb…レーザビーム
Ｄr0…０次回折光
Ｄr1…1次回折光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定方向に一定速度で搬送される被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に平行に並んだ複数のレーザビームに強度変調を与えて射出するパターンジェネレータと、
前記パターンジェネレータから射出した前記複数のレーザビームを前記被露光体上に一定間隔に並べて集光するｆθレンズと、
前記ｆθレンズを射出した前記複数のレーザビームを前記被露光体の搬送方向と交差する方向に回折させて、互いに隣接する前記レーザビームの間の領域を同時に往復走査する音響光学素子と、を備え、
前記音響光学素子は、前記レーザビームの回折方向の軸が光軸を中心に前記被露光体の搬送方向と直交する方向に対して一定角度だけ回転した状態に配設され、
前記音響光学素子の光射出側には、前記複数のレーザビームの０次回折光を遮断する遮光マスクが設けられたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記パターンジェネレータは、前記被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に並べて複数の光スイッチを設けたものであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記各光スイッチは、電気光学結晶材料からなる角柱状のスイッチング素子の長軸に平行な対向面に夫々電極を設けると共に、前記スイッチング素子の長軸方向の両端面側に一対の偏光素子をクロスニコルに配置して構成したものであることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記一対の偏光素子は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記ｆθレンズは、前記被露光体と対向配置された第１のｆθレンズと、前記パターンジェネレータの光射出側に前記第１のｆθレンズとミラー対称に設けられた第２のｆθレンズとを備えて構成したものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１】
一定方向に一定速度で搬送される被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に平行に並んだ複数のレーザビームに強度変調を与えて射出するパターンジェネレータと、
前記パターンジェネレータから射出した前記複数のレーザビームを前記被露光体上に一定間隔に並べて集光するｆθレンズと、
前記ｆθレンズを射出した前記複数のレーザビームを前記被露光体の搬送方向と交差する方向に回折させて、互いに隣接する前記レーザビームの間の領域を同時に往復走査する音響光学素子と、を備え、
前記音響光学素子は、前記レーザビームの回折方向の軸が光軸を中心に前記被露光体の搬送方向と直交する方向に対して一定角度だけ回転した状態に配設され、
前記音響光学素子の光射出側には、前記複数のレーザビームの０次回折光を遮断する遮光マスクが設けられたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記パターンジェネレータは、前記被露光体の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで一列に並べて複数の光スイッチを設けたものであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記各光スイッチは、電気光学結晶材料からなる角柱状のスイッチング素子の長軸に平行な対向面に夫々電極を設けると共に、前記スイッチング素子の長軸方向の両端面側に一対の偏光素子をクロスニコルに配置して構成したものであることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記一対の偏光素子は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記ｆθレンズは、前記被露光体と対向配置された第１のｆθレンズと、前記パターンジェネレータの光射出側に前記第１のｆθレンズとミラー対称に設けられた第２のｆθレンズとを備えて構成したものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１４５６１３（Ｐ２０１２−１４５６１３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１２（Ｐ２０１１−１６１２）
【出願日】平成２３年１月７日（２０１１．１．７）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月７日（２０１１．１．７）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
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