(57)【要約】      （修正有）【課題】  ビーム位置検出手段を走査方向に対して校正する手段を備えたマルチビーム露光装置を提供する。【解決手段】  同一の行（ヘッド１上）上の画素１−ａ、１−ｂ、１−ｃのヘッド１上における画素位置（座標）を求めることで、ヘッド１に対するスリット板１１９の角度θscaleが算出できる。同様にして複数の露光ヘッド１６６（ヘッド１〜ヘッドｎ）にてヘッド角度θhead_hnと、スリット板１１９の角度θscale_hnとを求め、それぞれの平均値が等しくなるようにスリット板１１９の角度を角度調整装置９５で調整する。上記の調整により走査方向（Ｙ方向）に対してスリット板１１９を正しく垂直方向に角度合わせできるので、ヘッド１と走査方向の角度、ヘッド１とスリット板１１９の角度は検出可能であるため、この２つから走査方向とスリット板１１９の角度を検出、校正することができる。【選択図】  図１６
2006163196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス状に配列され選択的にｏｎ／ｏｆｆされ画素を形成する複数のビーム射出口と、前記ビーム射出口からの光ビームを露光面上に結像させる光学系とを備え、画像データに応じて変調された光ビームにより露光面上に画像を露光する複数の露光ヘッドと、
前記露光面を走査方向へ移動させる移動手段と、
前記移動手段に設けられ、前記露光ヘッドの被測定画素をオン状態として各画素毎の光ビームが露光面上に照射されているときに、各被測定画素から露光面上に照射された光ビームの露光点位置情報を検出するビーム位置検出手段と、
を有する露光装置であって、
前記ビーム位置検出手段は前記露光ヘッドひとつに対して走査方向に並んでいない２点以上の測定箇所でビームの露光点位置を測定し、
複数の前記露光ヘッドについて前記２点以上の測定箇所で測定したビームの露光点位置情報から、前記ビーム位置検出手段の走査方向に対する角度についての情報を算出する角度情報算出手段と、を備えたことを特徴とするマルチビーム露光装置。
【請求項２】
前記角度情報算出手段により算出された前記ビーム位置検出手段の走査方向に対する角度についての情報に基づき、露光面上にて露光される画像データを補正する画像データ補正手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム露光装置。
【請求項３】
前記測定箇所は複数設けられた前記露光手段のオーバーラップ位置であることを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れか１項に記載のマルチビーム露光装置。
【請求項４】
前記ビーム位置検出手段はスリット板と光検知手段からなり、前記スリット板はガラス板上面にマスクをパターニングしたガラスマスクであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のマルチビーム露光装置。
【請求項５】
前記角度情報算出手段により算出された前記ビーム位置検出手段の走査方向に対する角度についての情報に基づき、前記ビーム位置検出手段の走査方向に対する角度を調整する角度調整手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のマルチビーム露光装置。
【請求項６】
前記ビーム位置検出手段はスリット板と光検知手段からなり、前記角度調整手段は前記スリット板を走査方向に対して回動させるアクチュエータであることを特徴とする請求項５に記載のマルチビーム露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の露光ヘッドに設置された空間光変調素子等の複数の画素を画像データ（パターンデータ）に基づいて選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から出射された各ビームを、レンズアレイ等の光学素子により１画素毎に集光させて照射することにより、所定のパターンで露光する、マルチビーム露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）といった空間光変調素子等をパターンジェネレータとして利用して、画像データに応じて変調された光ビームにより、被露光部材上に画像露光を行うマルチビーム露光装置の開発が進められている。
【０００３】
このＤＭＤは、例えば制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーをシリコン等の半導体基板上に２次元的に配列したミラーデバイスであり、各メモリセルに蓄えた電荷による静電気力でマイクロミラーの反射面の角度を変化させるよう構成されている。
【０００４】
従来のＤＭＤを用いたマルチビーム露光装置では、例えば、レーザビームを出射する光源から出射されたレーザビームをレンズ系でコリメートし、このレンズ系の略焦点位置に配置されたＤＭＤの複数のマイクロミラーでそれぞれレーザビームを反射して複数のビーム出射口から各ビームを出射する露光ヘッドを用い、さらに露光ヘッドのビーム出射口から出射された各ビームを１画素毎に１つのレンズで集光させるマイクロレンズアレイ等の光学素子を持つレンズ系により感光材料（被露光部材）の露光面上にスポット径を小さくして結像し、解像度の高い画像露光を行う。
【０００５】
このような露光装置では、画像データ等に応じて生成した制御信号に基づいてＤＭＤのマイクロミラーの各々を図示しない制御装置でオンオフ（ｏｎ／ｏｆｆ）制御してレーザビームを変調（偏向）し、変調されたレーザビームを露光面（記録面）上に照射して露光する。
【０００６】
この露光装置は、記録面に感光材料（フォトレジスト等）を配置し、露光装置の複数の露光ヘッドからそれぞれ感光材料上にレーザビームが照射されて結像されたビームスポットの位置を感光材料に対して相対的に移動させながら、各々のＤＭＤを画像データに応じて変調することにより、感光材料上にパターン露光する処理を実行可能に構成されている。
【０００７】
しかしながら、近年、基板の集積度が高くなるにつれて、さらに高い解像度が要求されるようになってきたので、各露光ヘッドに対応する画像の相対位置のずれの許容値が小さくなってきた。
【０００８】
さらに、前記露光ヘッドにおいては、光源から結像面にいたるまでに数多くの光学部材や機構部材などが使用されているので、温度変化による熱膨張や熱収縮、および長期間使用による経時変化の蓄積により、各露光ヘッドにより形成される画像が、つなぎ目において無視できない程度のずれを起こし、画像品質が低下するという問題もあった。
【０００９】
前記マルチヘッド露光装置と同様の目的に使用されるマルチビーム露光装置においては、ＰＳＤ（position-sensing device、位置検出装置）や4分割ディテクタなどの位置検出素子によって各ビームの位置を検出し、各ビームによって形成される画像間のずれを補正する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
しかしながら、複数の露光ヘッドを備えたマルチヘッド露光装置においては、露光ヘッドの間隔は、隣接ビームの間隔に比べて圧倒的に大きいので、前記特許文献１に記載の方法をマルチヘッド露光装置に適用することは困難である。
【００１１】
そこで上記の点を考慮し、露光ヘッドの複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段側から出射されたビームにより露光処理する際に温度や振動といった要因で経時変化する画像間のずれを生じるような場合には、ビーム位置検出手段で検出した位置情報から、ずれ量演算手段により描画のずれ量を求め、この検出した描画のずれ量に対応して適切に補正し、より高精度な描画を行って高品質の露光画像を得られるようにできるマルチビーム露光装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
しかし、上記の露光装置においては、ビーム位置検出手段が走査方向に対し傾いていた場合、描画される画像が走査方向に剪断されたように歪んでしまうという新たな問題が発生する。これを解決するにはビーム位置検出手段の走査方向に対する傾きを正確に検出・校正する必要がある。
【特許文献１】特開平１０−３１１７０号公報
【特許文献２】特願２００３−１６４７０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述した問題に鑑み、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段側から出射された各ビームによって描画したときの描画のずれを補正するため、ビーム位置検出手段を走査方向に対して校正する手段を備えたマルチビーム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】
【００１４】
本発明の請求項１に記載のマルチビーム露光装置は、マトリックス状に配列され選択的にｏｎ／ｏｆｆされ画素を形成する複数のビーム射出口と、前記ビーム射出口からの光ビームを露光面上に結像させる光学系とを備え、画像データに応じて変調された光ビームにより露光面上に画像を露光する複数の露光ヘッドと、前記露光面を走査方向へ移動させる移動手段と、前記移動手段に設けられ、前記露光ヘッドの被測定画素をオン状態として各画素毎の光ビームが露光面上に照射されているときに、各被測定画素から露光面上に照射された光ビームの露光点位置情報を検出するビーム位置検出手段と、を有する露光装置であって、前記ビーム位置検出手段は前記露光ヘッドひとつに対して走査方向に並んでいない２点以上の測定箇所でビームの露光点位置を測定し、複数の前記露光ヘッドについて前記２点以上の測定箇所で測定したビームの露光点位置情報から、前記ビーム位置検出手段の走査方向に対する角度についての情報を算出する角度情報算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
上述のように構成することにより、露光ヘッドによる画像露光の位置基準となるビーム位置検出手段の、走査方向に対する角度を検出・調整し、温度や振動といった要因で経時変化する描画のずれ量を適宜検出できるので、検出した描画のずれ量に対応して適切に補正し、より高精度な描画を行って高品質の露光画像を得られるようにできる。
【００１６】
請求項２に記載のマルチビーム露光装置は、前記角度情報算出手段により算出された前記ビーム位置検出手段の走査方向に対する角度についての情報に基づき、露光面上にて露光される画像データを補正する画像データ補正手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
上述のように構成することにより、露光ヘッドによる画像露光の位置基準となるビーム位置検出手段の、走査方向に対する角度を検出・調整し、温度や振動といった要因で経時変化する描画のずれ量を適宜検出、補正できるので、より高精度な描画を行って高品質の露光画像を得られるようにできる。
【００１８】
請求項３に記載のマルチビーム露光装置は、前記測定箇所は複数設けられた前記露光手段のオーバーラップ位置であることを特徴とする。
【００１９】
上述のように構成することにより、ビーム位置検出手段の走査方向に対する角度を、２点の測定箇所におけるビームの露光点位置測定で検出する際に一個のヘッド内で最も長い距離をおいた２点とできるのでビームの露光点位置測定精度を高めることができる。
【００２０】
請求項４に記載のマルチビーム露光装置は、前記ビーム位置検出手段はスリット板と光検知手段からなり、前記スリット板はガラス板上面にマスクをパターニングしたガラスマスクであることを特徴とする。
【００２１】
上述のように構成することにより、スリット板がガラス製のため、温度変化によりる誤差を生じにくくでき、また遮光用の薄い膜をパターニングしてマスクに利用することにより、ビーム位置を高精度で検出できる。
【００２２】
請求項５に記載のマルチビーム露光装置は、前記角度情報算出手段により算出された前記ビーム位置検出手段の走査方向に対する角度についての情報に基づき、前記ビーム位置検出手段の走査方向に対する角度を調整する角度調整手段を備えたことを特徴とする。
【００２３】
上述のように構成することにより、露光ヘッドによる画像露光の位置基準となるビーム位置検出手段の、走査方向に対する角度を検出・調整し、温度や振動といった要因で経時変化する描画のずれ量を適宜検出、補正できるので、より高精度な描画を行って高品質の露光画像を得られるようにできる。
【００２４】
請求項６に記載のマルチビーム露光装置は、前記ビーム位置検出手段はスリット板と光検知手段からなり、前記角度調整手段は前記スリット板を走査方向に対して回動させるアクチュエータであることを特徴とする。
【００２５】
上述のように構成することにより、角度調整手段を、スリット板を走査方向に対して回動させるアクチュエータとしたことにより、手動ネジ式などの調整方法に比較して正確で簡単な調整方法とすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係るマルチビーム露光装置によれば、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段側から出射されたビームにより露光する際に、温度や振動といった要因で経時変化するビーム位置検出手段の角度を適宜検出できるので、検出した描画のずれ量に対応して適切に補正し、より高精度な描画を行って高品質の露光画像を得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明のマルチビーム露光装置に関する実施の形態について、図１乃至図１６を参照しながら説明する。
［画像形成装置の構成］
本発明の露光装置の一例である実施形態１について以下に説明する。
【００２８】
実施形態１に係る露光装置１０は、いわゆるフラッドベッドタイプであり、図１に示すように、シート状の感光材料１５０を表面に吸着して保持する平板状の露光ステージ１５２を備えている。
【００２９】
前記露光装置１０は、４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６と、設置台１５６の上面に、図１において矢印で示すステージ移動方向に沿って設けられた２本のガイド１５８を備えている。露光ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されるとともに、ガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。露光ステージ１５２は、駆動装置（図示せず）により、ガイド１５８に沿って移動する。
【００３０】
設置台１５６の中央部には、露光ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。コ字状のゲート１６０の各端部は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０を挟んで一方の側にはスキャナ１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０の先端及び後端を検知する複数（例えば、２個）の検知センサ１６４が設けられている。スキャナ１６２及び検知センサ１６４はゲート１６０に各々取り付けられて、露光ステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２及び検知センサ１６４は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されており、後述するように、露光ヘッド１６６によって露光する際に所定のタイミングで露光するように制御される。
【００３１】
露光ステージ１５２における搬送方向（走査方向）に沿って上流側（以下、単に「上流側」ということがある。）の端縁部には、Ｘ軸方向に向かって開く「く」の字型に形成されたスリット１２０が設けられたスリット板１１９が、露光ステージ１５２と一体に設けられている。
【００３２】
スリット板１１９のスリット１２０は、上流側に位置するスリット１２０ａと下流側に位置するスリット１２０ｂとからなっている。スリット１２０ａとスリット１２０ｂとは互いに直交するとともに、Ｙ軸に対してスリット１２０ａは１３５度、スリット１２０ｂは４５度の角度を有している。
【００３３】
スリット１２０の下方には、露光ヘッド１６６からの光を検出するディテクタ（図示せず）が形成されている。
【００３４】
スリット１２０と前記ディテクターとは、露光ステージ１５２とともにＹ軸方向に沿って移動する。スリット１２０と前記ディテクターとは、本発明におけるビーム位置検出手段に相当する。
【００３５】
なお、スリット１２０ａおよびスリット１２０ｂは、実施形態１においては、走査方向に対して４５度の角度を成すように形成されているが、スリット１２０ａおよびスリット１２０ｂは、露光ヘッド１６６の画素配列に対して傾斜していると同時に、走査方向、即ちステージ移動方向に対して傾斜していれば、走査方向に対する角度は前記角度には限定されない。また、スリット１２０に代えて回折格子を使用してもよい。
【００３６】
ただし後述するように、このスリット板１１９が露光ステージ１５２の走査方向と正しい角度で固定され、また温度や径時変化等で角度に狂いが発生しないことが、露光ヘッド間の相対位置が変化してもつなぎ目の目立たない高品質の画像が形成できるための必要条件であり、本発明においてはスリット板１１９の走査方向に対する角度の校正を行うことで、この問題を解決している。
【００３７】
スキャナ１６２は、図２及び図３の（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば、２行５列）の略マトリックス状に配列された複数の露光ヘッド１６６を備えている。
【００３８】
露光ヘッド１６６で露光される領域である画像領域Ｐは、図２に示すように、短辺が走査方向に沿った矩形状であり、走査方向に対し、所定の傾斜角θで傾斜している。そして、露光ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、図１および図２に示すように、走査方向は、ステージ移動方向とは向きが反対である。
【００３９】
また、図３において（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０びそれぞれが、隣接する露光済み領域１７０と部分的に重なるように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（画像領域の長辺の自然数倍、本実施の形態では１倍）ずらして配置されている。このため、たとえば、１行目の最も左側に位置する画像領域１６８Ａと、画像領域１６８Ａの右隣に位置する画像領域１６８Ｃとの間の露光できない部分は、２行目の最も左側に位置する画像領域１６８Ｂにより露光される。同様に、画像領域１６８Ｂと、画像領域１６８Ｂの右隣に位置する画像領域１６８Ｄとの間の露光できない部分は、画像領域１６８Ｃにより露光される。
【００４０】
露光ヘッド１６６Ａ〜１６６Ｊの各々は、図４、および図５の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。このＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えたコントローラ（図示せず）に接続されている。前記コントローラのデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。
【００４１】
また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御に付いては後述する。
【００４２】
ＤＭＤ５０の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が画像領域Ｐの長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源６６、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系６７、レンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射する反射鏡６９がこの順に配置されている。
【００４３】
レンズ系６７は、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を平行光化する１対の組合せレンズ７１、平行光化されたレーザ光の光量分布が均一になるように補正する１対の組合せレンズ７３、及び光量分布が補正されたレーザ光をＤＭＤ上に集光する集光レンズ７５で構成されている。組合せレンズ７３は、レーザ出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ且つ光軸から離れた部分は光束を縮め、且つこの配列方向と直交する方向に対しては光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザ光を補正する。
【００４４】
また、ＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光を感光材料１５０の走査面（被露光面）５６上に結像するレンズ系５４、５８が配置されている。レンズ系５４及び５８は、ＤＭＤ５０と被露光面５６とが共役な関係となるように配置されている。
【００４５】
本実施形態では、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光は、均一化され、ＤＭＤ５０に入射された後、各画素がこれらのレンズ系５４、５８によって約５倍に拡大され、集光されるように設定されている。
【００４６】
ＤＭＤ５０は、図６に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、微小ミラー（マイクロミラー）６２が支柱により支持されて配置されたものであり、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、ピッチ１３．６８μｍ、１０２４個×７６８個）の微小ミラーを格子状に配列して構成されたミラーデバイスである。各ピクセルには、最上部に支柱に支えられたマイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上である。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシック（一体型）に構成されている。
【００４７】
ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０に、マイクロミラー６０の傾斜状態（変調状態）を示すデジタル信号が書き込まれ、さらにＳＲＡＭセル６０からマイクロミラー６２にデジタル信号が出力されると、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。図７において（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図７において（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。従って、画像信号に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを、図６に示すように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射された光はそれぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。
【００４８】
なお、図６には、ＤＭＤ５０の一部を拡大し、マイクロミラー６２が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続された図示しないコントローラによって行われる。なお、オフ状態のマイクロミラー６２により光ビームが反射される方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。
【００４９】
前述のように、スキャナ１６２においては、１行目の最も左側に位置する画像領域１６８Ａと、画像領域１６８Ａの右隣に位置する画像領域１６８Ｃとの間の露光できない部分は、２行目の最も左側に位置する画像領域１６８Ｂにより露光されるから、画像領域１６８Ａに繋がれる画像領域は画像領域１６８Ｂである。図８に、画像領域１６８Ａおよび画像領域１６８Ｂの位置関係を示す。図８以下においては、走査方向をＸ軸にとり、露光ヘッド１６６の配列方向をＹ軸にとる。
【００５０】
図８に示すように、画像領域１６８Ａと画像領域１６８Ｂとは、露光ヘッド１６６Ａの画素である繋ぎ画素Ｐ１と、露光ヘッド１６６Ｂの画素である繋ぎ画素Ｐ２とにおいて繋げられる。繋ぎ画素Ｐ１および繋ぎ画素Ｐ２は、それぞれ本発明における第１特定画素および第２特定画素の例である。
【００５１】
以下、繋ぎ画素Ｐ１と繋ぎ画素Ｐ２とを選択して実際の位置を特定する手順について説明する。
【００５２】
先ず、露光ステージ１５２を移動させてスリット１２０をスキャナ１６２の下方に位置させ、露光ヘッド１６６Ａの画素のうち、露光ヘッド１６６Ｂの画素に重ねるべき画素を繋ぎ画素Ｐ１として選択し、点灯させる。
【００５３】
そして、図９および図１０に示すように、露光ステージ１５２をゆっくり移動させてスリット１２０をＹ軸方向に沿って移動させ、画像領域１６８Ａに位置させる。このときのスリット１２０ａとスリット１２０ｂとの交点を（Ｘ０，Ｙ０）とする。ここで、前述のように、スリット１２０ａはＹ軸に対して１３５度の角度を成し、スリット１２０ｂはＹ軸に対して４５度の角度を成している。なお、図１０以下においてＹ軸から反時計方向に回転する方向を正の角とする。
【００５４】
次に、図１０に示すように、露光ステージ１５２を移動させ、スリット１２０をＹ軸に沿って図１０における右方に移動させる。そして、図１０において二点鎖線で示すように、繋ぎ画素Ｐ１からの光が左側のスリット１２０ａを通過してディテクターで検出されたところで露光ステージ１５２を停止させる。このときのスリット１２０ａとスリット１２０ｂとの交点を（Ｘ０，Ｙ１１）とする。
【００５５】
今度は露光ステージ１５２を移動させ、スリット１２０をＹ軸に沿って図１１における左方に移動させる。そして、図１１において二点鎖線で示すように、繋ぎ画素ｐ２からの光が右側のスリット１２０ｂを通過してディテクタで検出されたところで露光ステージ１５２を停止させる。このときのスリット１２０ａとスリット１２０ｂとの交点を（Ｘ０，Ｙ１２）とする。
【００５６】
ここで、繋ぎ画素Ｐ１の座標を（Ｘ１，Ｙ１）とすると、Ｘ１＝Ｘ０＋（Ｙ１１−Ｙ１２）／２で表され、Ｙ１＝（Ｙ１１＋Ｙ１２）／２で表される。
【００５７】
繋ぎ画素Ｐ１の座標が求められたら、繋ぎ画素Ｐ１を消燈し、露光ヘッド１６６Ｂの画素のうち、画像領域１６８Ａに繋ぐべき画素であって繋ぎ画素Ｐ１に位置の近いものを繋ぎ画素ｐ２として選択して点灯する。
【００５８】
そして、露光ステージ１５２をＹだけ移動させてスリット１２０を画像領域１６８Ｂに位置させる。このときのスリット１２０ａとスリット１２０ｂとの交点の座標は（Ｘ０，Ｙ０＋Ｙ）である。
【００５９】
そして、図１１に示すように、露光ステージ１５２を移動させ、スリット１２０をＹ軸に沿って図１１における右方に移動させる。図１１において二点鎖線で示すように、繋ぎ画素ｐ２からの光が左側のスリット１２０ａを通過してディテクターで検出されたところで露光ステージ１５２を停止させる。このときのスリット１２０ａとスリット１２０ｂとの交点を（Ｘ０，Ｙ２１）とする。
【００６０】
今度は露光ステージ１５２を移動させ、スリット１２０をＹ軸に沿って図１１における左方に移動させる。そして、図１１において二点鎖線で示すように、繋ぎ画素Ｐ１からの光が右側のスリット１２０ｂを通過してディテクタで検出されたところで露光ステージ１５２を停止させる。このときのスリット１２０ａとスリット１２０ｂとの交点を（Ｘ０，Ｙ２２）とする。
【００６１】
ここで、繋ぎ画素ｐ２の座標を（ｘ２，ｙ２）とすると、ｘ２＝Ｘ０＋（Ｙ２１−Ｙ２２）／２で表され、ｙ２＝（Ｙ２１＋Ｙ２２）／２で表される。
【００６２】
このようにして求められた繋ぎ画素ｐ２（ｘ２，ｙ２）について、図１２に示すように、繋ぎ画素Ｐ１とのＸ座標の差ΔＸ＝ｘ２−Ｘ１を求める。そして、前記画素ｐ２のうち、Ｘ座標の差ΔＸが最も小さなものを繋ぎ画素Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２）として選択する。
【００６３】
繋ぎ画素Ｐ１と繋ぎ画素Ｐ２とは、Ｘ方向のずれは極めて小さいから、露光タイミングを補正してＹ軸方向のずれを除去し、Ｘ方向については画像が重なるように露光ヘッド１６６Ａと露光ヘッド１６６Ｂに入力される画像データを制御することにより、図１３に示すように繋ぎ画素Ｐ１と繋ぎ画素Ｐ２との間の画像のずれや重なりを除去できる。
【００６４】
なお、露光ヘッド１６６Ａにおいて繋ぎ画素Ｐ１を複数指定し、前記複数の繋ぎ画素Ｐ１のそれぞれについて前記手順に従って実際のＸＹ座標（Ｘ１，Ｙ１）を特定するとともに、前記繋ぎ画素Ｐ１のそれぞれについて露光ヘッド１６６Ｂの画素から繋ぎ画素Ｐ２を指定して実際のＸＹ座標（Ｘ２、Ｙ２）を特定すれば、露光ヘッド１６６Ａと露光ヘッド１６６Ｂとの間の画像のずれや重なりをさらに小さくすることができる。
【００６５】
実施形態１に係る露光装置においては、露光ステージを移動させてスリット１２０ａおよびスリット１２０ｂを透過する露光ビームの光量をディテクターで検出することにより、露光ヘッド１６６Ａおよび露光ヘッド１６６Ｂの画素から繋ぎ画素Ｐ１および繋ぎ画素Ｐ２を選択すると共に、実際の位置を特定できる。
【００６６】
したがって、繋ぎ画素Ｐ１および繋ぎ画素Ｐ２を選択し、位置を特定するのに、高価で大型な付加設備は不要である。
【００６７】
さらに、露光ヘッド１６６Ａと露光ヘッド１６６Ｂとの間の相対的な位置関係が何らかの理由でずれた場合においても、繋ぎ画素Ｐ１および繋ぎ画素Ｐ２の実際の位置に関する位置情報に基いて露光ヘッド１６６Ａと露光ヘッド１６６Ｂとに入力する画像データを制御することにより、露光ヘッド１６６Ａと露光ヘッド１６６Ｂとの間の画像との間のずれや重なりを精度よく補正できる。
【００６８】
以上、スリット１２０ａおよびスリット１２０ｂを用いることによって露光ヘッド１６６Ａおよび露光ヘッド１６６Ｂの繋ぎ画素を特定し、擦れや重なりのない画像を形成する方法について述べたが、同様の手順を順次繰り返すことにより、露光装置１００の全ての露光ヘッド１６６間の繋ぎ画素を特定し、前記繋ぎ画素で画像が重なるように、前記露光ヘッド１６６に入力される画像データに対して画像データシフト、画像回転、倍率変換などの補正を行うことができ、露光領域全体に亘って繋ぎ目におけるずれの少ない画像を形成できる。
［ビーム位置検出手段の校正］
続いて本発明に係るビーム位置検出手段の校正について説明する。
【００６９】
図１４、１５には、本実施形態に係るスリット板と走査方向、露光ヘッドの角度変動とずれ補正の影響を示す。
【００７０】
図３に示すように、本実施形態に係る露光装置１０においては帯状の露光済み領域１７０びそれぞれが、隣接する露光済み領域１７０と部分的に重なるように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔ずらして配置されている。
【００７１】
すなわち、図１４に示すように、帯状の露光済み領域１７０びそれぞれが隣接する露光済み領域１７０と部分的に重なり全体として一つの画像を形成しているが、この露光済み領域１７０が正しく重なって繋ぎ合わされるためには、スリット板１１９が走査方向（図中矢印）に対して正しい角度（図中では直角）で設けられ、温度や径時変化によって変動しないことが前提となる。
【００７２】
しかし実際には露光装置１０内の温度（発熱）や径時変化などによってスリット板１１９の角度が変動することが考えられる。
【００７３】
図１５に示すように、スリット板１１９の角度が走査方向（図中矢印）に対して、角度θscaleで傾いている場合、露光済み領域１７０もまた同様に角度を持って重ね合わされ、全体として走査方向に剪断されたように画像が歪んでしまう。
【００７４】
本発明は以下に説明するように、この画像歪みを解消する目的でスリット板１１９の走査方向に対する角度を検出・校正し、温度や径時変化に影響されず常に正しい角度でビーム位置を検出し、露光画像の繋ぎ合わせを正確に行う露光装置１０を提供することを目的とする。
【００７５】
図１６には、本実施形態に係るスリット板と露光ヘッドの角度測定方法を示す。
【００７６】
図１６に示すように、各露光ヘッド１６６は画素ごとに露光のオンオフが可能となっている。
【００７７】
すなわち、それぞれ入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。
【００７８】
前述のようにファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光がDMD５０に照射されると、DMD５０のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、レンズ系５４、５８により感光材料１５０の露光面上に結像される。レーザ光が画素毎にオンオフされて、感光材料１５０がDMD５０の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア）で露光される。
【００７９】
露光ビーム位置の検出手段として、レーザビームによる露光位置を検出する検出用スリット１２０を備えるスリット板１１９が設けられ、且つ一個の露光ヘッド１６６に対して少なくとも２個の検出用スリット１２０が設けられている。
【００８０】
まず図１６のヘッド１において画素１−ａ、１−ｂ、１−ｃを順次点灯し、前述のように各ビーム位置を測定する。このうち走査方向（Ｙ方向）にて一直線上に並んだ１−ａ、１−ｂのヘッド１上における画素位置（座標）を求めることで、走査方向に対するヘッド１の角度であるθhead（θhead_h1）が算出できる。
【００８１】
また同一の行（ヘッド１上）上の画素１−ｂ、１−ｃのヘッド１上における画素位置（座標）を求めることで、ヘッド１に対するスリット板１１９の角度であるθscale（θscale_h1）が算出できる。
【００８２】
同様にして複数の露光ヘッド１６６（ヘッド１〜ヘッドｎ）にてヘッド角度θhead_hn と、スリット板１１９の角度θscale_hn とを求める。求められた角度θscale_hnの値に基づいて例えばそれぞれの平均値が等しくなるようにスリット板１１９の角度を角度調整装置９５で調整する。
【００８３】
上記の調整により走査方向（Ｙ方向）に対してスリット板１１９を正しく垂直方向に角度合わせできるので、複数の露光ヘッド１６６内の画素の位置を正確な座標系で測定できるようになり、正確に露光位置のアライメント補正をした露光を実現できるようになる。
【００８４】
すなわち、ヘッド１と走査方向の角度、ヘッド１とスリット板１１９の角度は検出可能であるため、この２つから走査方向とスリット板１１９の角度を検出、校正することができる。
【００８５】
上記の構成とすることにより、露光装置１０内にある座標基準となるスリット板１１９を自身で高精度に位置補正することができる。これにより露光装置１０内で径時変化があった時、たとえばステージ１５２の走査方向が変化したり、あるいはスリット板１１９の取付角度が走査方向に対して変化した場合などに走査方向を測定するための高精度な測定装置を必要とせず、装置内の機能だけで校正可能なので、露光装置１０全体の径時信頼性が向上する。
【００８６】
上記の構成とすることにより、画像形成装置装置１０内にある座標基準となるスリット板１１９を自身で高精度に位置補正することができる。これにより画像形成装置１０内で径時変化があった時、たとえば移動ステージ１５２の走査方向が変化したり、あるいはスリット板１１９の取付角度が走査方向に対して変化した場合などに走査方向を測定するための高精度な測定装置を必要とせず、装置内の機能だけで校正可能なので、画像形成装置１０全体の径時信頼性が向上する。
【００８７】
また、上記の手法で求めたスリット板１１９と露光ヘッド１６６との角度θhead_hn の値に基づいて画像データ補正手段により画像データを演算補正して露光させることもできる。
【００８８】
図１７には、第２実施形態に係るスリット板と露光ヘッド、露光領域の関係を示す。
【００８９】
図１７に示すようにある一つの露光ヘッド、例えば複数のヘッド１６６のうち端部の露光ヘッド１６６（図３（ｂ）の１６６Ａ）による露光領域１７０ａの走査方向と直交する方向の長さをｘ１とし、隣接するヘッド１６６Ｂによる露光領域１７０ｂの露光領域１７０ａ端部からの長さをｘ２とし、同様に露光領域１７０ｃの端部からの長さをｘ３とする。
【００９０】
このとき、ビーム位置検出に用いられるスリット板１１９が走査方向と直交する方向に対して角度θscale だけ傾いていると、露光領域１７０ｂは角度θscale＝０の場合に比較して、走査方向に対してｘ１×cosθscale だけずれた位置から露光されてしまう。これは露光ヘッド１６６B上のビーム位置が検出器でずれて検出されるためである。
【００９１】
上記の露光位置ずれに対して、上記の傾きθscale と各ヘッド１６６ｎの露光領域の長さｘｎから、各ヘッド１６６ｎにより露光される画像データを、画像データ補正手段により走査方向に対して開始位置を ｘn-1× cosθscale だけずらして露光を行うことで、位置ずれの補正を行うことができる。
【００９２】
すなわち上記構成とすることによりビーム位置検出器のスリット板１１９が傾いた場合でも、露光画像が剪断された形状に歪むことなく画像データの画像を高精度に露光画像として露光することができる。
【００９３】
また上記構成において、前述の角度調整装置９５によるスリット板１１９の角度調整を併用してもよい。
【００９４】
なお、本発明のマルチビーム露光装置は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、その他種々の構成をとり得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施形態１に係る露光装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る露光装置の備えるスキャナの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図および各露光ヘッドによる画像領域の配列を示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る露光装置の備える露光ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る露光ヘッドの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る露光ヘッドの備えるＤＭＤの構成を示す部分拡大図である。
【図７】本発明の実施形態１に係るＤＭＤの動作を示す説明図である。
【図８】実施形態１に係る露光装置において、一の露光ヘッドによって照射される一の画像領域と、他の露光ヘッドによって照射されるとともに、前記一の画像領域に繋げようとする他の画像領域との位置関係を示す平面図である。
【図９】前記一の画像領域および他の画像領域と、前記露光装置の露光ステージに設けられたスリットとの位置関係を示す平面図である。
【図１０】前記一の露光ヘッドの繋ぎ画素である一の繋ぎ画素の位置を前記スリットによって特定する手順を示す説明図である。
【図１１】前記他の露光ヘッドの画素のうち、前記一の画像領域に繋げようとするものの位置を前記スリットによって特定する手順を示す説明図である。
【図１２】前記他の露光ヘッドの画素のうち、図１１の手順によって位置が特定されたものから、他の繋ぎ画素を選択する手順を示す説明図である。
【図１３】前記一の繋ぎ画素と前記他の繋ぎ画素とによって前記一の画像領域と他の画像領域とが繋げられた状態を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施形態１に係るスリット板の角度と画像の関係を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態１に係るスリット板の角度と画像の関係を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態１に係るスリット板とヘッドの角度を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態２に係るスリット板の角度と画像の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０    露光装置
５０    ＤＭＤ
５３    反射光像（露光ビーム）
５４、５８    レンズ系
５６    走査面（被露光面）
６４    レーザモジュール
６６    ファイバアレイ光源
６８    レーザ出射部
７３    組合せレンズ
９５    角度調整装置
１１９    スリット板
１２０    スリット
１５０    感光材料
１５２    ステージ（移動手段）
１６２    スキャナ
１６６    露光ヘッド
１７０    露光済み領域
【図１】
2006163196.tif 000003
【図２】
2006163196.tif 000004
【図３】
2006163196.tif 000005
【図４】
2006163196.tif 000006
【図５】
2006163196.tif 000007
【図６】
2006163196.tif 000008
【図７】
2006163196.tif 000009
【図８】
2006163196.tif 000010
【図９】
2006163196.tif 000011
【図１０】
2006163196.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2006163196.tif 000017
【図１６】
2006163196.tif 000018
【図１７】
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