(57)【要約】【課題】  露光装置において、感光材料上に２次元パターンの像を形成するときの各光束の結像位置の補正をより容易に行う。【解決手段】  光源６６から発せられた光Ｌｅを、画素部８２が多数配列された空間光変調手段８０により空間光変調し、上記空間光変調させた各画素部８２に対応する各光束Ｌ１，Ｌ２・・・のそれぞれを第１の結像光学系５１Ａによって結像させた後、第２の結像光学系５１Ｂによって結像させるようにして２次元パターンの像を感光材料３０Ｋ上に形成する際に、各光束の第１の結像光学系５１Ａによる結像位置を第１の結像位置補正部４０Ａによって各光束毎に個別に補正するとともに、各光束の第２の結像光学系５１Ｂによる結像位置を第２の結像位置補正部４０Ｂによって各光束毎に個別に補正して、上記感光材料３０Ｋ上に形成される２次元パターンの像を目的とする２次元パターンに一致させる。【選択図】          図１
2006208432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された光を所定の制御信号に応じて変調する画素部を２次元状に多数配列してなる空間光変調手段により、光源から発せられた光を空間光変調させ、
前記空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそれぞれを第１の結像光学系に通して結像させるとともに、前記第１の結像光学系を通して結像させた各光束の結像位置の近傍において、該各光束を、２次元状に多数配列されたマイクロレンズのそれぞれに個別に通し、
前記マイクロレンズのそれぞれに個別に通した各光束を第２の結像光学系によって感光材料上に結像させるようにして２次元パターンの像を該感光材料上に形成し、前記感光材料に目的とする２次元パターンを露光する露光方法において、
前記感光材料上に形成される前記２次元パターンの像を前記目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の前記第１の結像光学系および／または前記第２の結像光学系による結像位置を各光束毎に個別に制御することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
入射された光を所定の制御信号に応じて変調する画素部を２次元状に多数配列してなる空間光変調手段により、光源から発せられた光を空間光変調させ、
前記空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそれぞれを第１の結像光学系に通して結像させるとともに、前記第１の結像光学系を通して結像させた各光束の結像位置の近傍において、該各光束を、２次元状に多数配列されたマイクロレンズのそれぞれに個別に通して直接、感光材料上に結像させるようにして２次元パターンの像を該感光材料上に形成し、前記感光材料に目的とする２次元パターンを露光する露光方法において、
前記感光材料上に形成される前記２次元パターンの像を前記目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の前記第１の結像光学系による結像位置を各光束毎に個別に制御することを特徴とする露光方法。
【請求項３】
光源と、
前記光源から発せられた光を所定の制御信号に応じて変調する画素部を２次元状に多数配列してなり、前記光を空間光変調させる空間光変調手段と、
前記空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそれぞれを結像させる第１の結像光学系と、
前記第１の結像光学系を通して結像させた各光束の結像位置の近傍に配設された、該各光束を個別に通すマイクロレンズを２次元状に多数配列してなるマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズのそれぞれに個別に通した各光束を感光材料上に結像させるようにして２次元パターンの像を該感光材料上に形成する第２の結像光学系とを備え、前記感光材料に目的とする２次元パターンを露光する投影露光装置において、
前記感光材料上に形成される前記２次元パターンの像を前記目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の前記第１の結像光学系および／または前記第２の結像光学系による結像位置を各光束毎に個別に制御する結像位置制御手段を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項４】
光源と、
前記光源から発せられた光を所定の制御信号に応じて変調する画素部を２次元状に多数配列してなり、前記光を空間光変調させる空間光変調手段と、
前記空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそれぞれを結像させる第１の結像光学系と、
前記第１の結像光学系を通して結像させた各光束の結像位置の近傍に配設された、該各光束を個別に通すマイクロレンズを２次元状に多数配列してなるマイクロレンズアレイとを備え、前記マイクロレンズのそれぞれに個別に通した各光束を直接、感光材料上に結像させるようにして２次元パターンの像を該感光材料上に形成し、前記感光材料に目的とする２次元パターンを露光する投影露光装置において、
前記感光材料上に形成される前記２次元パターンの像を前記目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の前記第１の結像光学系による結像位置を各光束毎に個別に制御する結像位置制御手段を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項５】
前記結像位置制御手段が、各光束それぞれの結像位置を、前記２次元パターンの像を形成するための光路の光軸方向へ移動させるものであることを特徴とする請求項３または４記載の露光装置。
【請求項６】
前記結像位置制御手段が、各光束それぞれの結像位置を、前記２次元パターンの像を形成するための光路の光軸方向と直交する方向へ移動させるものであることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項記載の露光装置。
【請求項７】
前記結像位置制御手段が、電気的な制御により屈折率分布が生じる液晶素子であることを特徴とする請求項３から６のいずれか１項記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光方法および装置に関し、詳しくは、光源から発せられた光を多数の画素部で反射させて空間光変調した各画素部に対応する各光束のそれぞれを結像させて感光材料上に２次元パターンの像を形成しこの感光材料を露光する露光方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空間光変調されたレーザ光を基板の表面に積層された感光材料上に結像させてこの感光材料を露光し、プリント配線基板を作成する露光装置が知られている。上記露光装置は、光源と、この光源から発せられたレーザ光を空間光変調する空間光変調手段であるＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・ディバイス）と、上記ＤＭＤにより空間光変調されたレーザ光を結像させる結像光学系とを備えている。なお、上記ＤＭＤは、半導体製造プロセスを用いることにより、シリコン等の半導体基板上に多数の微小ミラーを２次元状に配列させるように形成し、外部から入力される制御信号に応じて各微小ミラーの反射面の角度を変化させるようにしたものである。このＤＭＤは、入射された光を上記多数の微小ミラーで反射させることにより上記光を空間光変調する。
【０００３】
上記露光装置は、レーザ光をＤＭＤで空間光変調して得られた配線パターンの像を感光材料上に直接形成（投影）することができるので、遮光マスク等を用意することなくプリント基板を作成することができる（非特許文献１、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ＤＭＤに入射され上記多数の微小ミラーにより空間光変調せしめられた各微小ミラーに対応する各光束のそれぞれを結像光学系に通して結像させ感光材料上に配線パターンの像を形成するときに、ＤＭＤや結像光学系等の光学部品の位置のずれにより各光束の結像位置が、上記配線パターンの像を形成するための光路の光軸方向あるいは上記光軸方向と直交する方向にずれることがある。このような位置ずれを補正する手法として、ＤＭＤにより、予め上記位置ずれを見込んだ空間光変調を行って感光材料上に上記配線パターンの像を形成する手法が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−００１２４４号公報
【特許文献２】特開２００３−０５７８３４号公報
【非特許文献１】石川明人"マスクレス露光による開発短縮と量産適用化"、「エレクロトニクス実装技術」、株式会社技術調査会、Vol.18、No.6、2002年、p.74-79
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記各光束の結像位置の位置ずれを見込んで空間光変調を行う方式は、ＤＭＤを制御する制御信号を作成し直す必要があるため必ずしも効率の良い方式とは言えず、制御信号を作成し直すことなくより容易に上記各光束の結像位置を補正したいという要請がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、感光材料上に２次元パターンの像を形成するときの各光束の結像位置の補正をより容易に行うことができる露光方法および装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の露光方法は、入射された光を所定の制御信号に応じて変調する画素部を２次元状に多数配列してなる空間光変調手段により、光源から発せられた光を空間光変調させ、空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそれぞれを第１の結像光学系に通して結像させるとともに、第１の結像光学系を通して結像させた各光束の結像位置の近傍において、該各光束を、２次元状に多数配列されたマイクロレンズのそれぞれに個別に通し、マイクロレンズのそれぞれに個別に通した各光束を第２の結像光学系によって感光材料上に結像させるようにして２次元パターンの像を感光材料上に形成し、この感光材料に目的とする２次元パターンを露光する露光方法において、前記感光材料上に形成される２次元パターンの像を前記目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の第１の結像光学系および／または第２の結像光学系による結像位置を各光束毎に個別に制御することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の第２の露光方法は、入射された光を所定の制御信号に応じて変調する画素部を２次元状に多数配列してなる空間光変調手段により、光源から発せられた光を空間光変調させ、空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそれぞれを第１の結像光学系に通して結像させるとともに、第１の結像光学系を通して結像させた各光束の結像位置の近傍において、該各光束を、２次元状に多数配列されたマイクロレンズのそれぞれに個別に通して直接、感光材料上に結像させるようにして２次元パターンの像を感光材料上に形成し、この感光材料に目的とする２次元パターンを露光する露光方法において、前記感光材料上に形成される２次元パターンの像を前記目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の第１の結像光学系による結像位置を各光束毎に個別に制御することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第１の露光装置は、光源と、光源から発せられた光を所定の制御信号に応じて変調する画素部を２次元状に多数配列してなり、前記光を空間光変調させる空間光変調手段と、前記空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそれぞれを結像させる第１の結像光学系と、第１の結像光学系を通して結像させた各光束の結像位置の近傍に配設された、該各光束を個別に通すマイクロレンズを２次元状に多数配列してなるマイクロレンズアレイと、マイクロレンズのそれぞれに個別に通した各光束を感光材料上に結像させるようにして２次元パターンの像を感光材料上に形成する第２の結像光学系とを備え、感光材料に目的とする２次元パターンを露光する投影露光装置において、前記感光材料上に形成される２次元パターンの像を前記目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の第１の結像光学系および／または第２の結像光学系による結像位置を各光束毎に個別に制御する結像位置制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
前記結像位置制御手段は、各光束それぞれの結像位置を、前記感光材料上に前記２次元パターンの像を形成するための光路の光軸方向へ移動させたり、この光軸方向と直交する方向へ移動させたりするものとすることができる。
【００１１】
本発明の第２の露光装置は、光源と、光源から発せられた光を所定の制御信号に応じて変調する画素部を２次元状に多数配列してなり、前記光を空間光変調させる空間光変調手段と、前記空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそれぞれを結像させる第１の結像光学系と、第１の結像光学系を通して結像させた各光束の結像位置の近傍に配設された、該各光束を個別に通すマイクロレンズを２次元状に多数配列してなるマイクロレンズアレイとを備え、マイクロレンズのそれぞれに個別に通した各光束を直接、感光材料上に結像させるようにして２次元パターンの像を感光材料上に形成し、感光材料に目的とする２次元パターンを露光する投影露光装置において、前記感光材料上に形成される２次元パターンの像を前記目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の第１の結像光学系による結像位置を各光束毎に個別に制御する結像位置制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
前記結像位置制御手段は、各光束それぞれの結像位置を、前記感光材料上に前記２次元パターンの像を形成するための光路の光軸方向へ移動させたり、この光軸方向と直交する方向へ移動させたりするものとすることができる。
【００１３】
前記結像位置制御手段は、電気的な制御により屈折率分布が生じる液晶素子とすることができる。
【００１４】
前記感光材料上に形成される２次元パターンの像を目的とする２次元パターンに一致させるとは、前記２次元パターンの像を構成する各画素の位置、大きさ、濃度のうちの少なくともいずれか１つを、これらの画素に対応する前記目的とする２次元パターンを構成する各画素のそれぞれに一致させることを意味するものである。なお、前記感光材料上に形成される２次元パターンの像は、この２次元パターンの像を構成する各画素の位置、大きさ、濃度の全てを、これらの画素に対応する前記目的とする２次元パターンを構成する各画素のそれぞれに一致させることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の露光方法および装置によれば、感光材料上に形成される２次元パターンの像を目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の第１の結像光学系および／または第２の結像光学系による結像位置を、各光束毎に個別に制御するようにしたので、例えば、空間光変調手段を制御するための制御信号を作成し直す等のことなく、より容易に各光束の結像位置の補正を行うことができる。さらに、上記光束の結像位置を各光束毎に個別に制御することにより、例えば、感光材料上に形成する２次元パターンの輪郭を構成するエッジ部における露光光量の変化を滑らかにするように、逆に、光束の位置をずらして各光束を感光材料上に結像させるようにすることもできる。
【００１６】
本発明の第２の露光方法および装置によれば、感光材料上に形成される２次元パターンの像を目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の第１の結像光学系による結像位置を、各光束毎に個別に制御するようにしたので、例えば、空間光変調手段を制御するための制御信号を作成し直す等のことなく、より容易に各光束の結像位置の補正を行うことができる。さらに、上記光束の結像位置を各光束毎に個別に制御することにより、例えば、感光材料上に形成する２次元パターンの輪郭を構成するエッジ部における露光光量の変化を滑らかにするように、逆に、光束の位置をずらして各光束を感光材料上に結像させるようにすることもできる。
【００１７】
また、結像位置制御手段を、各光束それぞれの結像位置を、感光材料上に２次元パターンの像を形成するための光路の光軸方向へ移動させたり、各光束それぞれの結像位置を上記光軸方向と直交する方向へ移動させたりするものとすれば、上記各光束の結像位置をより正確に移動させることができ、上記各光束の結像位置の位置制御をより正確に行うことができる。
【００１８】
また、結像位置制御手段を、電気的な制御により屈折率分布が生じる液晶素子とすれば、光学部品を機械的に移動させることなく各光束それぞれの結像位置を移動させることができるので、さらに容易に各光束の結像位置の制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は露光装置が備える露光ヘッドの光学系の光路を示す図、図２は上記光学系の概略構成を示す斜視図、図３は光源から発せられたレーザ光の偏光方向が偏光部により１方向に揃えられる様子を示す図、図４は２次元状に多数配列された微小ミラーの一部分を拡大して示す図、図５（Ａ）および図５（Ｂ）は微小ミラーが光を反射する動作を示す図、図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、ＤＭＤ中の微小ミラーの使用領域の例を示す図である。
【００２０】
本発明の露光方法を実施する露光装置は、プリント配線基板の作成に用いられるものであり、基板上に感光材料を積層してなるプリント配線基板用素材に２次元パターンである配線パターンを露光するものである。
【００２１】
上記露光装置の露光ヘッド１６６は、光源６６と、光源６６から発せられたレーザ光Ｌｅを所定の制御信号に応じて変調する画素部である微小ミラー８２を２次元状に多数配列してなり、レーザ光Ｌｅを空間光変調させるＤＭＤ８０と、ＤＭＤ８０により空間光変調させた各微小ミラー８２に対応する各光束Ｌ１，Ｌ２・・・のそれぞれを結像させる第１の結像光学系５１Ａと、第１の結像光学系５１Ａにより結像させた各光束Ｌ１，Ｌ２・・・の結像位置の近傍に配設された、各光束Ｌ１，Ｌ２・・・を個別に通すマイクロレンズ５５ａを２次元状に配列してなるマイクロレンズアレイ５５と、マイクロレンズ５５ａのそれぞれに個別に通した各光束を、再び感光材料３０Ｋ上に結像させるようにして２次元パターンの像Ｊ２を感光材料３０Ｋ上に形成する第２の結像光学系５１Ｂと、上記感光材料３０Ｋ上に形成される２次元パターンの像Ｊ２を目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束Ｌ１，Ｌ２・・・の第１の結像光学系５１Ａによる結像位置Ｋ１１、Ｋ１２・・・を各光束Ｌ１，Ｌ２・・・毎に個別に補正したり、上記感光材料上に形成される２次元パターンの像Ｊ２を目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束Ｌ１，Ｌ２・・・の第２の結像光学系５１Ｂによる結像位置Ｋ２１、Ｋ２２・・・を各光束Ｌ１，Ｌ２・・・毎に個別に補正したりする結像位置制御手段である結像位置補正手段４０とを備えている。
【００２２】
なお、第１の結像光学系５１および第２の結像光学系５１Ｂは像側にテレセントリックな光学系であることが望ましい。
【００２３】
この露光ヘッド１６６は、さらに、光源６６から発せられたレーザ光Ｌｅを入射させ概略均一な光強度分布を持つレーザ光Ｌｅに補正して射出する光強度分布補正光学系６７、光強度分布補正光学系６７から射出されたレーザ光Ｌｅを通してその偏光方向を１方向にそろえる偏光部６８、偏光部６８から射出されたレーザ光を反射して光路の向きを折り曲げるミラー６９、およびミラー６９で反射させたレーザ光を全反射させてＤＭＤ８０に入射させるとともに、ＤＭＤ８０により空間光変調され射出された各光束を透過させるＴＩＲ（全反射）プリズム７０を備えている。
【００２４】
＜＜露光装置を構成する各構成要素の説明＞＞
＜光源６６＞
光源６６は、波長４０５ｎｍの光を発する複数のＧａＮ系半導体レーザから射出された各レーザ光を１本の合波用光ファイバ中に合波させる合波ユニット（図示は省略）を複数備えており、各合波ユニットの合波用光ファイバを複数本束ねてなる光ファイバ束６６Ａから上記波長４０５ｎｍのレーザ光を射出させるものである。なお、光源６６から射出する光は波長４０５ｎｍのレーザ光に限らず、感光材料３０Ｋを露光可能であればどのような波長の光、あるいは、どのような方式で発生させた光であってもよい。
【００２５】
＜光強度分布補正光学系６７＞
光強度分布補正光学系６７は、図１に示すように、光源６６の光ファイバ束６６Ａから射出されたレーザ光Ｌｅを集光する集光レンズ７１、この集光レンズ７１を通過したレーザ光Ｌｅの光路に挿入された後述するロッドインテグレータ７２、およびこのロッドインテグレータ７２の下流側つまりミラー６９の側に配置されたコリメートレンズ７４から構成されている。ロッドインテグレータ７２は、一端に入射されたレーザ光Ｌｅを、光束の断面における光強度分布がより一定となるようにして他端から射出させる。これにより、光ファイバ束６６Ａから射出され光強度分布補正光学系６７を通ったレーザ光Ｌｅは、その光束の断面の光強度分布が概略一定な平行光束となる。
【００２６】
＜偏光部６８＞
図３に示すように、偏光部６８は、直角プリズムを２枚張り合わせてなるＰ偏光を透過しＳ偏光を反射させるプリズム型の偏光ビームスプリッタＢｓ１、Ｂｓ２と、１／２波長板Ｈｃ２を備えている。偏光ビームスプリッタＢｓ１と偏光ビームスプリッタＢｓ２とは２段に重ねられて配置したものである。光強度分布補正光学系６７から射出されたレーザ光Ｌｅは、偏光ビームスプリッタＢｓ１に入射され、上記レーザ光ＬｅのＰ偏光成分（図中記号Ｐで示す）がこの偏光ビームスプリッタＢｓ１を透過し、上記レーザ光ＬｅのＳ偏光成分（図中記号Ｓで示す）がビームスプリット面Ｍｂ１で反射せしめられる。ビームスプリット面Ｍｂ１で反射せしめられたＳ偏光成分を持つレーザ光Ｌｅは偏光ビームスプリッタＢｓ２へ入射しこの偏光ビームスプリッタＢｓ２のビームスプリット面Ｍｂ２で反射せしめられる。このビームスプリット面Ｍｂ２で反射せしめられたレーザ光Ｌｅは、偏光ビームスプリッタＢｓ２の射出面に配置された１／２波長板Ｈｃ２を通って偏光方向が９０度回転させられてＰ偏光となって射出される。そして、偏光ビームスプリッタＢｓ１および光ビームスプリッタＢｓ２のそれぞれを通って射出された偏光方向の揃ったレーザ光Ｌｅはミラー６９に向けて射出される。
【００２７】
＜ＤＭＤ８０＞
ＤＭＤ８０は、１画素を構成するための微小ミラー８２を多数格子状に（例えば１０２４個×７６８個等）配列して構成したものである。この装置では、各微小ミラー８２がプリント配線基板用素材３０に露光する２次元パターンの各画素に対応し、各微小ミラー８２は各画素毎に作成したデータの値に基づいて個別に制御される。この制御により、各微小ミラー８２に入射したレーザ光Ｌｅが、プリント配線基板用素材３０を露光する光路に向かう露光方向、またはこの露光方向から外れた非露光方向のいずれかの方向に反射せしめられ、露光方向に向かうレーザ光のみが、所定の光路を通ってプリント配線基板用素材３０の感光材料３０Ｋの露光に用いられる。すなわち、レーザ光Ｌｅを露光方向に反射させたり（オン）、あるいはレーザ光を非露光方向に反射させたり（オフ）するように多数の微小ミラー８２のそれぞれを制御することにより感光材料３０Ｋ上に所望の２次元パターンを露光する。
【００２８】
図４に示すように、上記多数の微小ミラー８２は、ＳＲＡＭセル（メモリセル）８３上に、各微小ミラー（マイクロミラー）８２が支柱により支持されて配置されたものであり、２次元パターンの画像の各画素（ピクセル）を構成するための多数（例えば１０２４個×７６８個）の微小ミラーを格子状に配列してなるものである。微小ミラー８２の表面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、微小ミラー８２の反射率は９０％以上である。また、微小ミラー８２の直下には、ヒンジおよ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８３が配されており、全体はモノリシックに構成されている。
【００２９】
ＤＭＤ８０のＳＲＡＭセル８３にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられた微小ミラー８２が、この微小ミラー８２の対角線の回りに±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。図５（Ａ）は、微小ミラー８２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図５（Ｂ）は、微小ミラー８２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。したがって、画像信号に応じて、ＤＭＤ８０の各ピクセルにおける微小ミラー８２の傾きを、図５に示すように制御することによって、ＤＭＤ８０に入射したレーザ光Ｌｅはそれぞれの微小ミラー８２の傾きに応じた方向、すなわち上記露光方向、非露光方向へ反射させられる。
【００３０】
上記微小ミラー８２のオン／オフ制御は、ＤＭＤ８０に接続された後述するコントローラ３０２によって行われる。また、プリント配線基板用素材３０の感光材料３０Ｋへのレーザ光の照射光量は、単位時間当たりにおける微小ミラーをオンにしておく時間とオフにしておく時間との比率を変えることにより制御することができる。
【００３１】
次に、微小ミラー８２の部分使用について説明する。図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ８０は、露光する際の主走査方向、すなわち列方向に１０２４個（画素）配置された微小ミラーが、露光する際の副走査方向、すなわち行方向に７５６個（画素列）配列されているが、本例では、コントローラにより一部の微小ミラーの列（例えば、１０２４列×３００行）だけを駆動するように制御がなされる。
【００３２】
例えば、図６（Ａ）に示すように、微小ミラー８２中の７５６行の行方向の中央部に配置された行列領域８０Ｃのみを制御してもよく、図６（Ｂ）に示すように、微小ミラー８２中の行方向の端部に配置された行列領域８０Ｔのみを制御してもよい。ＤＭＤ８０を制御する際のデータ処理速度には限界があり、制御する微小ミラーの数（画素数）が多くなるにしたがって各微小ミラー８２の変調速度が低下するので、微小ミラー８２中の一部分だけを使用することで、この部分が含むそれぞれの微小ミラー８２の変調速度を速くすることができる。
【００３３】
＜結像光学系＞
結像光学系５１は、図１に示すように、レンズ系５２，５４からなる上記第１結像光学系５１Ａ、マイクロレンズアレイ５５、アパーチャアレイ５９、レンズ系５７，５８からなる上記第２結像光学系５１Ｂがこの順に光路の上流側から下流側に並べられて構成されている。上記マイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ８０の各微小ミラー８２で反射され上記第１結像光学系５１Ａを通った、上記各微小ミラー８２に対応する各光束のそれぞれを通す各マイクロレンズ５５ａが配置されてなるものである。このマイクロレンズ５５ａは、例えば、焦点距離が０．１９ｍｍ、ＮＡ（開口数）が０．１１のものを用いることができる。また、アパーチャアレイ５９は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応させて形成した多数のアパーチャ５９ａからなるものである。
【００３４】
第１の結像光学系は、空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそれぞれを、感光材料３０Ｋ上に２次元パターンの像を形成するための光路の光軸方向と直交する同一平面上に結像させるものであり、第２の結像光学系は、第１の結像光学系により結像させた各光束を、再度、上記光軸方向と直交する同一平面上に結像させるものとすることが望ましい。
【００３５】
上記第１結像光学系５１Ａは、ＤＭＤ８０による像を３倍に拡大してマイクロレンズアレイ５５中に結像する。そして第２結像光学系５１Ｂは、マイクロレンズアレイ５５中に結像させた像を１．６７倍に拡大してプリント配線基板用素材３０の感光材料３０Ｋ上に結像させる。したがって、結像光学系５１全体としては、ＤＭＤ８０によって空間光変調された２次元パターンを５倍に拡大してプリント配線基板用素材３０の感光材料３０Ｋ上に結像させる。
【００３６】
なお、上記プリント配線基板用素材３０は、後述するステージ駆動装置により副走査方向（図１の紙面に垂直な方向、図中Ｙ方向）に搬送される。
【００３７】
＜結像位置補正手段４０＞
結像位置補正手段４０は、第１の結像光学系５１Ａにより結像させる各光束の結像位置を補正する液晶素子である第１の結像位置補正部４０Ａと、第２の結像光学系５１Ｂにより結像させる各光束の結像位置を補正する液晶素子である第２の結像位置補正部４０Ｂとからなる。なお、結像位置補正手段４０は、第１の結像位置補正部４０Ａ、あるいは第２の結像位置補正部４０Ｂのいずれか一方のみで構成されたものであってもよい。
【００３８】
図７は、第１の結像位置補正部４０Ａの概略構成を拡大して示す斜視図である。
【００３９】
第１の結像位置補正部４０Ａは、第１の結像光学系５１Ａとマイクロレンズアレイ５５との間に配置されており、２つの液晶層４１Ｃ、４１Ｇを積層して構成されるシフト方向補正素子４１、および１つの液晶層４２Ｂで構成されるフォーカス方向補正素子４２と、上記シフト方向補正素子４１およびフォーカス方向補正素子４２の各液晶層中に電界を形成するための電圧を印加する電圧印加部４３とを備えている。なお、上記シフト方向補正素子４１およびフォーカス方向補正素子４２は、図７に示すように間隔を開けて配置するようにしてもよいし、互いに密接させて配置させてもよい。さらに、これらの素子は、互いに接着剤等により接合して一体化させてもよい。
【００４０】
図８（ａ）はシフト方向補正素子４１の一部分を上記光束が伝播する光路の上流側から見た図、図８（ｂ）は図８（ａ）の８ｂ−８ｂ断面を示す図、図８（ｃ）は図８（ａ）の８ｃ−８ｃ断面を示す図である。
【００４１】
図示のように、シフト方向補正素子４１は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応させた各開口４１ｍを有するアパーチャアレイ板４１Ａ、ガラス板４１Ｂ、液晶からなる液晶層４１Ｃ、ガラス板４１Ｄ、９０°旋光板４１Ｅ、ガラス板４１Ｆ、液晶からなる液晶層４１Ｇ、ガラス板４１Ｈがこの順に光路の上流側から積層されたものである。
【００４２】
ガラス板４１Ｂの液晶層４１Ｃの側の表面には、各開口４１ｍに対応させた各電極Ｄ１１が配置されており、ガラス板４１Ｄの液晶層４１Ｃの側の表面には、上記各電極Ｄ１１（各開口４１ｍ）に対応させた各電極Ｄ１２が配置されている。電圧印加部４３が、電極Ｄ１１、Ｄ１２間に電圧を印加し液晶層４１Ｃ中に電界を形成することによって、互いに対応する電極間に存在する液晶の配向方向を変化させ上記各電極間の液晶領域に屈折率の勾配を生じさせる。
【００４３】
また、上記と同様に、ガラス板４１Ｆの液晶層４１Ｇの側の表面には、上記各開口４１ｍに対応させた各電極Ｄ１３が配置され、ガラス板４１Ｈの液晶層４１Ｇの側の表面には、上記電極Ｄ１３（各開口４１ｍ）に対応させた各電極Ｄ１４が配置されている。電圧印加部４３が、各電極Ｄ１３、Ｄ１４間に電圧を印加し液晶層４１Ｇ中に電界を形成することによって、互いに対応する各電極間に存在する液晶の配向方向を変化させ上記各電極間の液晶領域に屈折率の勾配を生じさせる。すなわち、上記液晶領域中に屈折率分布を生じさせる。
【００４４】
これにより、たとえば、開口４１ｍの中心Ｏに、かつ、ガラス板４１Ｂの表面に対して垂直（図中矢印Ｚ方向）に入射させた光束Ｌｎを、上記ガラス板４１Ｂの表面と平行な方向（図中矢印Ｘ―Ｙ平面方向）、すなわち、感光材料３０Ｋ上に２次元パターンの像を形成するための光路の光軸方向と直交する方向にシフトさせてガラス板４１Ｈから射出させることができる。なお、これに使われる液晶としては、垂直配向されたものが知られている。
【００４５】
図９（ａ）はフォーカス方向補正素子４２の一部分を上記光束の光路の上流側から見た図、図９（ｂ）は図９（ａ）の９ｂ−９ｂ断面を示す図である。
【００４６】
シフト方向補正素子４１の下流側に配置されているフォーカス方向補正素子４２は、図示のように、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応させた各開口４２ｍを有するアパーチャアレイ板４２Ａ、ガラス板４２Ｂ、液晶からなる液晶層４２Ｃ、ガラス板４２Ｄがこの順に光路の上流側から積層されたものである。なお、上記シフト方向補正素子４１がアパーチャアレイ板４１Ａを備えているので、フォーカス方向補正素子４２にはアパーチャアレイ板４２Ａを備えなくてもよい。
【００４７】
ガラス板４２Ｂの液晶層４２Ｃの側の表面には、上記各開口４２ｍに対応する各位置に各電極Ｄ２１が配置されている。ガラス板４２Ｄの液晶層４１Ｃの側の表面には、各電極Ｄ２１（各開口４２ｍ）に対応する各位置に各電極Ｄ２２が配置されている。各電極Ｄ２１、Ｄ２２のぞれぞれは、輪帯状に区分された複数の電極部分を有しており、電圧印加部４３が、互いに対応する電極Ｄ２１、Ｄ２２間の各電極部分に電圧を印加してこれらの電極部分の間に互いに異なる電界を形成し、各電極間に存在する液晶の配向方向を変化させて上記電極間の液晶領域に凸レンズあるいは凹レンズ機能を持たせるように屈折率分布を生じさせることができる。
【００４８】
これにより、開口４２ｍに入射する光束の結像位置を、ガラス板４２Ｂの表面と垂直な方向（図中矢印Ｚ方向）、すなわち、感光材料３０Ｋ上に２次元パターンの像を形成するための光路の光軸方向に移動させることができる。これにより、例えば、開口４２ｍに集束しながら入射する光束Ｌｎの結像位置を位置Ｐ１から位置Ｐ２へ光軸方向（図中矢印Ｚ方向）に沿って移動させることができる。なお、これに使われる液晶としては、垂直配向されたものが知られている。
【００４９】
なお、上記シフト方向補正素子４１およびフォーカス方向補正素子４２は、Ｅ  Ｅｘｐｒｅｓｓ  ２００４年４月１５日号、２４〜２７頁（ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＦＯＣＵＳ）や、Ｒｉｃｈｏ  ＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔ  Ｎｏ．２８  ＤＥＣＥＭＢＥＲ  ２００２（垂直配向強誘電性液晶を用いた光路シフト素子）に記載されている構成および作用を有するもの等を採用することができる。
【００５０】
上記のように、ＤＭＤ８０で空間光変調されて第１の結像光学系５１Ａを通った各光束Ｌ１、Ｌ２・・・の結像位置を、第１の結像位置補正部４０Ａにより、上記光軸方向あるいは光軸方向と直交する方向へ移動させることにより、各光束Ｌ１、Ｌ２・・・を各マイクロレンズ５５ａへ正確に入射させることができる。
【００５１】
なお、各光束Ｌ１、Ｌ２・・・を各マイクロレンズ５５ａへ正確に入射させるように、シフト方向補正素子４１、およびフォーカス方向補正素子４２の各電極間に印加する電圧を電圧印加部４３によって定めた後、電圧印加部４３により上記各電圧が固定され上記各光束の結像位置が固定される。
【００５２】
図１０は、第２の結像位置補正部４０Ｂの概略構成を拡大して示す斜視図である。
【００５３】
第２の結像位置補正部４０Ｂは、第２の結像光学系５１Ｂと感光材料３０Ｋとの間に配置された１つの液晶層４４Ｃからなるフォーカス方向補正素子４４と、第２の結像光学系５１Ｂにより各光束Ｌ１、Ｌ２・・・を結像させる予め設定された結像面、すなわち、プリント配線基板素材３０の感光材料３０Ｋを位置させる予め定められた配置面（図中記号Ｍｅで示す）からの、感光材料３０Ｋの上記光軸方向への位置の変動（図中記号δで示す）を測定する位置変動測定部４５、上記位置変動測定部４５による上記位置変動の測定結果に基づいて、感光材料３０Ｋ上に形成する２次元パターンの像を目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の第２の結像光学系による結像位置を各光束毎に個別に補正するフォーカス制御部４６とを備えている。
【００５４】
なお、位置変動測定部４５による感光材料３０Ｋの位置の変動δの測定は、レーザ光Ｌｘを感光材料３０Ｋに照射してこの感光材料３０Ｋで反射せしめられた上記レーザ光Ｌｘの反射成分を分析することによって上記位置の変動δを測定する公知のレーザ側長手法等を採用することができる。
【００５５】
なお、上記フォーカス方向補正素子４４は、既に説明した上記フォーカス方向補正素子４２と概略同様の構成、および機能を有するものである。すなわち、このフォーカス方向補正素子４４は、第２の結像光学系５１Ｂから射出された各光束Ｌ１、Ｌ２・・・が通る位置に対応させて配置した各開口４４ｍを有するアパーチャアレイ板４４Ａ、ガラス板４４Ｂ、液晶からなる液晶層４４Ｃ、ガラス板４４Ｄがこの順に光路の上流側から積層されたものであり、ガラス板４４Ｂ、およびガラス板４４Ｄの液晶層４４Ｃの側の表面には、上記各開口４４ｍに対応する各電極が配置されている。フォーカス制御部４６が、上記各電極間に電圧を印加して電界を形成することにより、上記と同様に各電極間に存在する液晶の配向方向を変化させこの液晶領域に凸レンズあるいは凹レンズ機能を持たせるような屈折率分布を生じさせる。
【００５６】
上記位置変動測定部４５による上記位置変動の測定結果に基づいて、フォーカス制御部４６がフォーカス方向補正素子４４を制御して開口４４ｍに入射される各光束Ｌ１、Ｌ２の結像位置を個別に光軸方向に移動させ、感光材料３０Ｋ上に形成する２次元パターンの像Ｊ２を目的とする２次元パターンに一致させる。
【００５７】
なお、感光材料３０Ｋの光軸方向への位置の変動量が感光材料３０Ｋ上の部位によって異なる場合、すなわち感光材料３０Ｋに皺が寄るような場合であっても、位置変動測定部４５を感光材料３０Ｋの互いに異なる複数の位置の変動を測定するものとすることにより、上記と同様に感光材料３０Ｋ上に形成する２次元パターンの像Ｊ２を目的とする２次元パターンに一致させることができる。すなわち、上記位置変動測定部４５による感光材料３０Ｋ上の互いに異なる複数の位置の変動の測定結果に基づいて、フォーカス制御部４６がフォーカス方向補正素子４４を制御して開口４４ｍに入射される各光束Ｌ１、Ｌ２の結像位置を個別に光軸方向に移動させ、感光材料３０Ｋ上に形成する２次元パターンの像Ｊ２を目的とする２次元パターンに一致させることができる。上記位置変動測定部４５は、上記感光材料３０Ｋの位置の変動を、上記各光束Ｌ１、Ｌ２・・の感光材料３０Ｋへの入射位置毎に測定するものとしてもよいし、感光材料３０Ｋ上を区分した各ブロック毎に測定するものとしてもよい。
【００５８】
また、感光材料３０Ｋの位置の変動がわずかである場合には、フォーカス方向補正素子４４を動的に制御することなく、既に説明した上記フォーカス方向補正素子４２と同様に、感光材料の露光前にフォーカス方向補正素子４４により各光束Ｌ１、Ｌ２・・・のフォーカス位置を調節しその位置を固定するようにしてもよい。すなわち、第２の結像光学系５１Ｂによって結像される各光束Ｌ１、Ｌ２・・・によって感光材料上に形成される２次元パターンの像の像面湾曲収差等を、フォーカス方向補正素子４４により補正するようにしてもよい。このような場合には、位置変動測定部４５およびフォーカス制御部４６の代わりに、フォーカス方向補正素子４４の各開口４４ｍに対応する各電極間に電圧を印加する電圧印加部を備えるようにすればよい。
【００５９】
＜＜露光装置の全体についての説明＞＞
以下、露光装置の全体について説明する。図１１は露光装置の外観を示す斜視図、図１２は露光ヘッドを用いて感光材料を露光する様子を示す斜視図、図１３（Ａ）は感光材料上に形成される露光領域を示す平面図、図１３（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの位置関係を示す図である。
【００６０】
上記露光装置２００は、プリント配線基板用素材３０の裏面（感光材料３０Ｋの側とは反対側の面）を吸着して保持する平板状の移動ステージ１５２を備えている。４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８が設置されている。ステージ１５２は、その長手方向が上記ステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。なお、この露光装置には、副走査手段としてのステージ１５２をガイド１５８に沿ってステージ移動方向に駆動するステージ駆動装置（図示せず）が設けられている。
【００６１】
設置台１５６の中央部には、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の端部の各々は、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、他方の側にはプリント配線基板用素材３０の先端および後端を検知する複数（例えば２個）のセンサ１６４が設けられている。スキャナ１６２およびセンサ１６４はゲート１６０に各々取り付けられて、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およびセンサ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いる。
【００６２】
スキャナ１６２は、図１２および図１３（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、プリント配線基板用素材３０の幅との関係で、１行目および２行目には５個、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置してある。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６mnと表記する。
【００６３】
露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ１５２の移動に伴い、プリント配線基板用素材３０には露光ヘッド１６６ごとに帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８mnと表記する。
【００６４】
また、図１３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、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（露光エリアの長辺の自然数倍、本例では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８11と露光エリア１６８12との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８21と３行目の露光エリア１６８31とにより露光することができる。
【００６５】
露光ヘッド１６６11〜１６６mn各々は、上述のように入射されたレーザ光を画像データに応じて画素ごとに変調するＤＭＤ８０を備えている。各露光ヘッド１６６は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた後述するコントローラ３０２に接続されている。このデータ処理部では、入力された配線パターンを示すデータに基づいて、ＤＭＤ８０の各微小ミラーを制御するための制御信号を生成する。また、ミラー駆動制御部では、データ処理部で生成した制御信号に基づいて、ＤＭＤ８０の各微小ミラーをオン／オフさせる。
【００６６】
＜＜露光装置の電気的な構成に関する説明＞＞
次に、露光装置２００の電気的な構成について説明する。図１４は露光装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００６７】
図に示すように全体制御部３００には変調回路３０１が接続されている。変調回路３０１は、配線パターンを示す画像データを取得する。また、その変調回路３０１にはＤＭＤ８０を制御するコントローラ３０２が接続されている。さらに、全体制御部３００には、光源６６に配されたレーザモジュールを駆動するＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）駆動回路３０３が接続されている。また、全体制御部３００には、ステージ１５２を駆動するステージ駆動装置３０４が接続されている。
【００６８】
＜＜露光装置の動作についての説明＞＞
次に、上記露光装置２００の動作について説明する。
【００６９】
露光装置２００を用いてプリント配線基板用素材３０中に積層されている感光材料３０Ｋを露光するときには、予め、第１の結像位置補正部４０Ａの電圧印加部４３により、各光束Ｌ１、Ｌ２・・・を各マイクロレンズ５５ａへ正確に入射させるように、シフト方向補正素子４１、およびフォーカス方向補正素子４２の各電極間に印加する電圧を定めた後、各電極間に印加する電圧を固定する。
【００７０】
その後、スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６の光源６６が有するＧａＮ系半導体レーザの各々から発せられた合波された各レーザ光の光束を光ファイバ束６６Ａの端面から射出させる。
【００７１】
配線パターンの露光に際しては、上記画像データが変調回路３０１からＤＭＤ８０のコントローラ３０２に入力され、コントローラ３０２のフレームメモリに一旦記憶される。
【００７２】
プリント配線基板用素材３０を表面に吸着したステージ１５２は、ステージ駆動装置３０４の駆動により、ガイド１５８に沿ってこのガイド１５８の上流側から下流側に一定速度で移動する。ステージ１５２がゲート１６０の下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられたセンサ１６４によりプリント配線基板用素材３０の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された上記配線パターンを作成するための画像データがコントローラ３０２のデータ処理部によって読み出され、データ処理部がその画像データに基づいて露光ヘッド１６６ごとの制御信号を生成する。そして、ミラー駆動制御部が、上記生成された制御信号に基づいて露光ヘッド１６６ごとにＤＭＤ８０の微小ミラーの各々をオン／オフ制御する。なお、本例の場合、上記微小ミラーのサイズは１４μｍ×１４μｍである。
【００７３】
光源６６から発せられたレーザ光をＤＭＤ８０に入射させると、ＤＭＤ８０の微小ミラー８２がオン状態のときにこの微小ミラー８２で反射した光束は、結像光学系５１を通って結像され、プリント配線基板用素材３０の感光材料３０Ｋ上に配線パターンの像が形成され、感光材料３０Ｋ上の各露光エリア１６８を露光する。また、プリント配線基板用素材３０をステージ１５２と共に一定速度でステージ移動方向に移動させることにより、このプリント配線基板用素材３０は上記ステージ移動方向とは反対の副走査方向に順次露光され、感光材料３０Ｋ上に露光ヘッド１６６ごとの帯状の露光済み領域１７０が形成される。
【００７４】
なお、上記プリント配線基板用素材３０に積層されている感光材料３０Ｋを露光する際に、第２の結像位置補正部４０Ｂの位置変動測定部４５が、上記予め設定されている感光材料３０Ｋの配置面Ｍｅからの、感光材料３０Ｋの位置の変動を測定し、その測定結果に基づいて、フォーカス制御部４６が、感光材料３０Ｋ上に形成する配線パターンの像を目的とする配線パターンに一致させるように、各光束の第２の結像光学系５１Ｂによる結像位置を各光束毎に個別に補正する。
【００７５】
スキャナ１６２によるプリント配線基板用素材３０への露光が終了し、センサ１６４がプリント配線基板用素材３０の後端を検出すると、ステージ１５２は、ステージ駆動装置３０４の駆動により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の最上流側にある原点に復帰し、次の露光への使用が可能となる。
【００７６】
上記第１の結像位置補正部４０Ａ、および第２の結像位置補正部４０Ｂにより、上記空間光変調された各光束の結像位置を各光束毎に個別に補正する作用により、感光材料上に形成される配線パターンの像を構成する各画素の位置、大きさ、濃度を、目的とする配線パターンを構成する各画素の位置、大きさ、濃度に一致させることができる。  上記のように本発明は、感光材料上に配線パターンの像を形成するときの各光束の結像位置をより容易に補正することができる。
【００７７】
なお、上記第１の結像位置補正部４０Ａ、および第２の結像位置補正部４０Ｂによる上記空間光変調された各光束の結像位置の補正は、各光束毎に個別に行う場合に限らず、複数の光束からなるブロック毎に行うようにしてもよい。すなわち、各光束の結像位置の補正を上記ブロック毎に行うことにより、第１の結像位置補正部４０Ａ、および第２の結像位置補正部４０Ｂによる上記光束の結像位置の補正をより容易に行うことができる。このような場合には、特定のブロックに属する各光束それぞれの結像位置の、第１の結像位置補正部４０Ａによる移動方向および移動量、および第２の結像位置補正部４０Ｂによる移動方向および移動量が互いに等しくなる。
【００７８】
また、上記のような補正動作を、２次元パターン、すなわち露光パターンを修正して行う、エッジラフネス（露光パターンの輪郭の凹凸）を滑らかにするための各光束の位置制御の実施を目的として使用してもよい。
【００７９】
以下、本発明の露光方法を実施する第２の実施の形態の露光装置について、図面を用いて説明する。図１５は第２の実施の形態の露光装置が備える露光ヘッドの光学系の光路を示す図である。
【００８０】
第２の実施の形態の露光装置は、上記第１の実施の形態における構成から第２の結像光学系、および第２の結像位置補正部を除いたものである。すなわち、第２の実施の形態の露光装置は、第１の結像光学系を通った後、マイクロレンズのそれぞれに個別に通した各光束を、直接、感光材料上に結像させるようにして、上記第２の結像光学系を通すことなく２次元パターンの像を感光材料上に形成し、感光材料に目的とする２次元パターンを露光するものであって、感光材料上に形成される２次元パターンの像を目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の第１の結像光学系による結像位置を各光束毎に個別に補正する結像位置補正手段を備えたものである。
【００８１】
上記第２の実施の形態の露光装置は、露光ヘッドの光学系以外は上記第１の実施の形態と同様の構成を有するので、上記光学系以外の図示は省略する。また、上記図１５に示した光学系において、上記第１の実施の形態と同様の機能を有するものについては同じ符号を使用し説明を省略する。
【００８２】
図１５に示すように、第２の実施の形態の露光装置における結像位置補正手段４０´は、第１の結像光学系５１Ａにより結像させる各光束の結像位置を補正する液晶素子である第１の結像位置補正部４０Ａのみからなる。上記第１の結像位置補正部４０Ａは、既に説明したように、シフト方向補正素子４１、およびフォーカス方向補正素子４２と、上記シフト方向補正素子４１およびフォーカス方向補正素子４２の各液晶層中に電界を形成するための電圧を印加する電圧印加部４３とを備えている。なお、ＤＭＤ８０で空間光変調された各光束を、プリント配線基板用素材３０の感光材料３０Ｋ上に結像させる結像光学系５１´は、既に説明済みの第１結像光学系５１Ａのみから構成されている。
【００８３】
第１の結像位置補正部４０Ａは、既に説明した上記第１の実施の形態と同様に、ＤＭＤ８０で空間光変調されて第１の結像光学系５１Ａを通った各光束Ｌ１、Ｌ２・・・の結像位置を、光軸方向あるいは光軸方向と直交する方向へ移動させることにより、各光束Ｌ１、Ｌ２・・・を各マイクロレンズ５５ａへ正確に入射させ、マイクロレンズのそれぞれに個別に通した各光束を、直接、プリント配線基板用素材３０の感光材料３０Ｋ上に結像させる。これにより、感光材料３０Ｋ上に形成される２次元パターンＪ２の像を目的とする２次元パターンに一致させる。
【００８４】
また、上記のような補正動作を、２次元パターン、すなわち露光パターンを修正して行う、エッジラフネス（露光パターンの輪郭の凹凸）を滑らかにするための各光束の位置制御の実施を目的として使用してもよい。
【００８５】
上記のようにして、感光材料３０Ｋ上に形成される２次元パターンＪ２の像を目的とする２次元パターンに一致させるように、シフト方向補正素子４１、およびフォーカス方向補正素子４２の各電極間に印加する電圧を電圧印加部４３によって定めた後、電圧印加部４３により上記各電圧が固定され上記各光束の結像位置が固定される。その後、上記プリント配線基板用素材３０は、上記第１の実施の形態のステージ駆動装置により副走査方向に搬送され、感光材料３０Ｋ上に所望の２次元パターンが露光される。
【００８６】
なお、上記実施の形態では、露光装置２００で使用する光源は、ＧａＮ系半導体レーザとしたが、例えば、固体レーザ、ガスレーザなども採用できる。具体的には、波長約３５５ｎｍのＹＡＧレーザとＳＨＧを組み合わせたレーザ、波長約３５５ｎｍのＹＬＦレーザとＳＨＧを組み合わせたレーザ、波長約２６６ｎｍのＹＡＧレーザとＳＨＧを組み合わせたレーザ、波長約２４８ｎｍのエキシマレーザ、波長約１９３ｎｍのエキシマレーザなどを採用することもできる。さらに、上記光源として、レーザ光源ではなく水銀ランプ等を採用することもできる。
【００８７】
また、上記露光方式は、配線パターンを露光する場合に限らず、どのようなパターンあるいは画像を露光する場合にも適用することができる。
【００８８】
また、上記実施の形態においては、結像位置制御手段である結像位置補正手段を、電気的な制御により屈折率分布が生じる液晶素子としたが、このような場合に限らない。感光材料上に形成される２次元パターンの像を目的とする２次元パターンに一致させるように、各光束の結像位置を各光束毎に個別に制御するものであれば、上記結像位置制御手段にはどのような方式を採用してもよい。
【００８９】
なお、上記実施の形態においては、光束、すなわち光ビームの位置に関する制御について記述しているが、液晶ディスプレイに使用される液晶素子と偏光板を組み合わせることにより、個々の光ビームのパワーを変更することも可能となる。これを利用すれば、比較的低速な個々の光ビームの露光光量制御が可能になり、露光ヘッドのパワーシェーディング（出力変動）の補正なども可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第２の実施の形態の露光装置が備える露光ヘッドの光学系の光路を示す図
【図２】上記露光ヘッドの光学系の概略構成を示す斜視図
【図３】光源から発せられた光の偏光方向をそろえる偏光部の拡大図
【図４】２次元状に多数配列された微小ミラーの一部分を拡大して示す図
【図５】微小ミラーの光を反射する動作を示す図
【図６】多数配列された微小ミラー中の使用領域の例を示す図
【図７】第１の結像位置補正部の概略構成を拡大して示す斜視図
【図８】シフト方向補正素子の構造を示す図
【図９】フォーカス方向補正素子の構造を示す図
【図１０】第２の結像位置補正部の概略構成を拡大して示す斜視図である。
【図１１】露光装置の外観を示す斜視図
【図１２】露光ヘッドを用いて感光材料を露光する様子を示す斜視図
【図１３】図１３（Ａ）は感光材料上に形成される露光領域を示す平面図、図１３（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの位置関係を示す図
【図１４】露光装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の露光装置が備える露光ヘッドの光学系の光路を示す図
【符号の説明】
【００９１】
３０Ｋ    感光材料
４０    結像位置補正部
４０Ａ    第１の結像位置補正部
４０Ｂ    第２の結像位置補正部
５１    結像光学系
５１Ｂ    第２の結像光学系
５１Ａ    第１の結像光学系
５１Ｂ    第２の結像光学系
６６    光源
８０    空間光変調手段
８２    画素部
Ｌｅ    レーザ光
Ｌ１，Ｌ２・・・    光束
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【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】
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