(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出力する光源を有し画像記録媒体に沿って配列される複数の露光ヘッドを画像データに応じて制御し、前記画像記録媒体に画像を記録する画像記録方法において、
前記各露光ヘッドから前記画像記録媒体に導かれる前記各光ビームのビーム径を前記各露光ヘッド毎に取得するステップと、
前記光ビームのビーム径に対する前記画像記録媒体に記録される画像の記録状態の関係に基づき、前記各露光ヘッドにより前記画像記録媒体に記録される画像の記録状態を調整するべく、前記各光ビームの光量を補正するステップと、
前記各露光ヘッドを前記画像データに従って制御し、光量の補正された前記各光ビームを用いて前記画像記録媒体に画像を記録するステップと、
からなることを特徴とする画像記録方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記関係は、前記画像記録媒体の感度特性に対応して設定されることを特徴とする画像記録方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、
前記画像記録媒体は、前記光ビームの波長に応じて感度が異なる分光感度特性を有することを特徴とする画像記録方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、
前記各露光ヘッドが有する前記各光源を調整することで、前記光ビームの光量を補正することを特徴とする画像記録方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、
前記各露光ヘッドは、前記光ビームを前記画像データに従って変調して前記画像記録媒体に導く複数の空間光変調要素を有する空間光変調素子を備え、
前記各露光ヘッドが有する前記各空間光変調素子を構成する特定の前記空間光変調要素をオフ状態に制御することで、前記光ビームの光量を補正することを特徴とする画像記録方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、
前記関係に基づき、前記露光ヘッドによる画像の記録状態を、前記露光ヘッド内の位置によらず一定にするべく、前記光ビームの光量を補正するステップを含むことを特徴とする画像記録方法。
【請求項７】
光ビームを出力する光源を有し画像記録媒体に沿って配列される複数の露光ヘッドを画像データに応じて制御し、前記画像記録媒体に画像を記録する際、
前記各露光ヘッドから前記画像記録媒体に導かれる前記各光ビームのビーム径を前記各露光ヘッド毎に取得するステップと、
前記光ビームのビーム径に対する前記画像記録媒体に記録される画像の記録状態の関係に基づき、前記各露光ヘッドにより前記画像記録媒体に記録される画像の記録状態を調整するべく、前記各光ビームの光量を調整することを特徴とする光量調整方法。
【請求項８】
光ビームを出力する光源を有し画像記録媒体に沿って配列される複数の露光ヘッドを画像データに応じて制御し、前記画像記録媒体に画像を記録する画像記録装置において、
前記光ビームのビーム径に対する前記画像記録媒体に記録される画像の記録状態の関係を記憶する関係記憶手段と、
前記各露光ヘッドから前記画像記録媒体に導かれる前記各光ビームのビーム径を前記各露光ヘッド毎に取得し、前記関係に基づき、前記各露光ヘッドにより前記画像記録媒体に記録される画像の前記記録状態を調整するべく、前記各光ビームの光量を補正する光量補正手段と、
前記画像データに従って前記各露光ヘッドを制御し、光量の補正された前記各光ビームを用いて前記画像記録媒体に画像を記録する露光ヘッド制御手段と、
を備えることを特徴とする画像記録装置。
【請求項９】
請求項８記載の装置において、
前記関係記憶手段は、前記画像記録媒体の感度特性に対応した前記関係を記憶することを特徴とする画像記録装置。
【請求項１０】
請求項８記載の装置において、
前記光量補正手段は、前記各露光ヘッドが有する前記各光源を調整することで、前記光ビームの光量を補正することを特徴とする画像記録装置。
【請求項１１】
請求項８記載の装置において、
前記各露光ヘッドは、前記光ビームを前記画像データに従って変調して前記画像記録媒体に導く複数の空間光変調要素を有する空間光変調素子を備え、
前記光量補正手段は、前記各露光ヘッドが有する前記各空間光変調素子を構成する特定の前記空間光変調要素をオフ状態に制御することで、前記光ビームの前記光量を補正することを特徴とする画像記録装置。
【請求項１２】
請求項８記載の装置において、
前記関係に基づき、前記露光ヘッドによる画像の記録状態を、前記露光ヘッド内の位置によらず一定にするべく、前記光ビームの光量を補正する第２光量補正手段を備えることを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを出力する独立な光源を有し画像記録媒体に沿って配列される複数の露光ヘッドを画像データに応じて制御し、前記画像記録媒体に画像を記録する際の光量調整方法、画像記録方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２７は、プリント配線基板の製造工程の説明図である。蒸着等により銅箔１が被着された基板２が準備され、この銅箔１上に感光材料からなるフォトレジスト３が加熱圧着（ラミネート）される。次いで、露光装置によりフォトレジスト３が配線パターンに応じて露光された後、現像液により現像処理され、露光されていないフォトレジスト３が除去される。フォトレジスト３が除去されることで露出した銅箔１は、エッチング液によってエッチング処理され、その後、残存するフォトレジスト３が剥離液によって剥離される。この結果、基板２上に所望の配線パターンからなる銅箔１が残存形成されたプリント配線基板が製造される。
【０００３】
ここで、フォトレジスト３に配線パターンを露光記録することのできる装置として、複数の光源から出力される光ビームを画像データに従い変調して感光材料に導くようにした画像記録装置が知られている。このような画像記録装置では、各光源から出力される光ビームの光量が異なると、感光材料に記録される画像にむらが生じてしまうため、受光素子を用いて各光源毎に光ビームの光量を検出して調整を行う。
【０００４】
しかしながら、受光素子は、一般に受光する光の波長に対する感度が異なるため、各光源から出力される光ビームの波長が異なると、光量の検出値も異なってしまい、正しい調整を行うことができなくなってしまう。そこで、光源から出力される光ビームの光量を波長に応じて補正して検出するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特公平７−１１７４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般に、画像が記録される感光材料自体も、照射される光ビームの波長に対する感度が異なっているため、受光素子の波長依存性を考慮して各光ビームの光量を調整したとしても、必ずしもむらのない画像を記録できる保証が得られる訳ではない。また、ビーム径や光学系によるピント状態等が各光ビーム毎に異なっていると、同一の光量で画像を露光した場合であっても、記録される画像にむらが生じてしまう。
【０００７】
本発明は、複数の光源を用いて画像記録媒体にむらのない所望の画像を高精度に記録することのできる光量調整方法、画像記録方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、各光源から出力される光ビームの光量のローカリティを補正して所望の画像を高精度に記録することのできる光量調整方法、画像記録方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
さらに、本発明は、画像記録媒体の処理に起因するむらを補正して所望の画像を高精度に記録することのできる光量調整方法、画像記録方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１０】
さらにまた、本発明は、画像記録媒体の感度特性に起因するむらを補正して所望の画像を高精度に記録することのできる光量調整方法、画像記録方法及び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】
【００１７】
本発明の画像記録方法は、光ビームを出力する光源を有し画像記録媒体に沿って配列される複数の露光ヘッドを画像データに応じて制御し、前記画像記録媒体に画像を記録する画像記録方法において、
前記各露光ヘッドから前記画像記録媒体に導かれる前記各光ビームのビーム径を前記各露光ヘッド毎に取得するステップと、
前記光ビームのビーム径に対する前記画像記録媒体に記録される画像の記録状態の関係に基づき、前記各露光ヘッドにより前記画像記録媒体に記録される画像の記録状態を調整するべく、前記各光ビームの光量を補正するステップと、
前記各露光ヘッドを前記画像データに従って制御し、光量の補正された前記各光ビームを用いて前記画像記録媒体に画像を記録するステップと、
からなることを特徴とする。
【００１８】
本発明の光量調整方法は、光ビームを出力する光源を有し画像記録媒体に沿って配列される複数の露光ヘッドを画像データに応じて制御し、前記画像記録媒体に画像を記録する際、
前記各露光ヘッドから前記画像記録媒体に導かれる前記各光ビームのビーム径を前記各露光ヘッド毎に取得するステップと、
前記光ビームのビーム径に対する前記画像記録媒体に記録される画像の記録状態の関係に基づき、前記各露光ヘッドにより前記画像記録媒体に記録される画像の記録状態を調整するべく、前記各光ビームの光量を調整することを特徴とする。
【００１９】
本発明の画像記録装置は、光ビームを出力する光源を有し画像記録媒体に沿って配列される複数の露光ヘッドを画像データに応じて制御し、前記画像記録媒体に画像を記録する画像記録装置において、
前記光ビームのビーム径に対する前記画像記録媒体に記録される画像の記録状態の関係を記憶する関係記憶手段と、
前記各露光ヘッドから前記画像記録媒体に導かれる前記各光ビームのビーム径を前記各露光ヘッド毎に取得し、前記関係に基づき、前記各露光ヘッドにより前記画像記録媒体に記録される画像の前記記録状態を調整するべく、前記各光ビームの光量を補正する光量補正手段と、
前記画像データに従って前記各露光ヘッドを制御し、光量の補正された前記各光ビームを用いて前記画像記録媒体に画像を記録する露光ヘッド制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光量調整方法、画像記録方法及び装置では、複数の光源から出力された光ビームをテストデータに従い制御することで画像記録媒体にテストパターンを記録し、そのテストパターンの画像特性が一定となるように、各光源から出力される光ビームの光量を補正することにより、光ビームの波長等に影響されることなく、画像むらのない所望の画像を高精度に記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明の光量調整方法、画像記録方法及び装置が適用される実施形態であるプリント配線基板等の露光処理を行う露光装置１０を示す。露光装置１０は、複数の脚部１２によって支持された変形の極めて小さい定盤１４を備え、この定盤１４上には、２本のガイドレール１６を介して露光ステージ１８が矢印方向に往復移動可能に設置される。露光ステージ１８には、感光材料が塗布された矩形状の基板Ｆ（画像記録媒体）が吸着保持される。
【００２２】
定盤１４の中央部には、ガイドレール１６を跨ぐようにして門型のコラム２０が設置される。このコラム２０の一方の側部には、露光ステージ１８に対する基板Ｆの装着位置を検出するＣＣＤカメラ２２ａ及び２２ｂが固定され、コラム２０の他方の側部には、基板Ｆに対して画像を露光記録する複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｊが位置決め保持されたスキャナ２６が固定される。露光ヘッド２４ａ〜２４ｊは、基板Ｆの走査方向（露光ステージ１８の移動方向）と直交する方向に２列で千鳥状に配列される。ＣＣＤカメラ２２ａ、２２ｂには、ロッドレンズ６２ａ、６２ｂを介してストロボ６４ａ、６４ｂが装着される。ストロボ６４ａ、６４ｂは、基板Ｆを感光することのない赤外光からなる照明光をＣＣＤカメラ２２ａ、２２ｂの撮像域に照射する。
【００２３】
また、定盤１４の端部には、露光ステージ１８の移動方向と直交する方向に延在するガイドテーブル６６が装着されており、このガイドテーブル６６には、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから出力されたレーザビームＬの光量を検出するフォトセンサ６８が矢印ｘ方向に移動可能に配設される。
【００２４】
図２は、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの構成を示す。露光ヘッド２４ａ〜２４ｊには、例えば、各光源ユニット２８ａ〜２８ｊを構成する独立な半導体レーザ（光源）から出力されたレーザビームＬが合波され光ファイバ３０を介して導入される。レーザビームＬが導入された光ファイバ３０の出射端には、ロッドレンズ３２、反射ミラー３４及びデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）３６が順に配列される。
【００２５】
ＤＭＤ３６（空間光変調素子）は、図３に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）３８の上に格子状に配列された多数のマイクロミラー４０（空間光変調要素）を揺動可能な状態で配置したものであり、各マイクロミラー４０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。ＳＲＡＭセルにＤＭＤコントローラ４２から描画データに従ったデジタル信号が書き込まれると、その信号に応じて各マイクロミラー４０が所定方向に傾斜し、その傾斜状態に従ってレーザビームＬのオンオフ状態が実現される。
【００２６】
オンオフ状態が制御されたＤＭＤ３６によって反射されたレーザビームＬの射出方向には、拡大光学系である第１結像光学レンズ４４、４６、ＤＭＤ３６の各マイクロミラー４０に対応して多数のレンズを配設したマイクロレンズアレー４８、ズーム光学系である第２結像光学レンズ５０、５２が順に配列される。なお、マイクロレンズアレー４８の前後には、迷光を除去するとともに、レーザビームＬを所定の径に調整するためのマイクロアパーチャアレー５４、５６が配設される。
【００２７】
露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを構成するＤＭＤ３６は、図４及び図５に示すように、高い解像度を実現すべく、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの移動方向に対して所定角度傾斜した状態に設定される。すなわち、ＤＭＤ３６を基板Ｆの走査方向（矢印ｙ方向）に対して傾斜させることで、ＤＭＤ３６を構成するマイクロミラー４０の配列方向に対する間隔ｍよりも基板Ｆの走査方向と直交する方向（矢印ｘ方向）の間隔Δｘを狭くし、解像度を高く設定することができる。
【００２８】
なお、図５では、走査方向（矢印ｙ方向）の同一の走査線５７上に複数のマイクロミラー４０が配置されており、基板Ｆには、これらの複数のマイクロミラー４０によって略同一位置に導かれたレーザビームＬにより画像が多重露光される。これにより、マイクロミラー４０間の光量のむらが平均化される。また、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊによる露光エリア５８ａ〜５８ｊは、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ間の継ぎ目が生じることのないよう、矢印ｘ方向に重畳するように設定される。
【００２９】
ここで、各光源ユニット２８ａ〜２８ｊより出力され、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから基板Ｆに導かれるレーザビームＬの光量Ｅａ（ｘ）〜Ｅｊ（ｘ）は、例えば、図６に示すように、調整前の状態では、光源ユニット２８ａ〜２８ｊ毎に異なっている。また、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊのＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０を介して基板Ｆに導かれるレーザビームＬの光量も、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの配列方向である矢印ｘ方向に各ＤＭＤ３６の反射率、光学系等に起因するローカリティを有している。このような光量むらがある状態において、図７に示すように、複数のマイクロミラー４０により反射された合成光量の少ないレーザビームＬを用いて基板Ｆに画像を露光記録した場合と、合成光量の多いレーザビームＬを用いて基板Ｆに画像を露光記録した場合とでは、基板Ｆに塗布された感光材料が所定の状態に感光する閾値をｔｈとして、記録される画像の矢印ｘ方向の幅Ｗ１、Ｗ２が異なる不具合が生じてしまう。また、図２７に示すように、露光された基板Ｆに対して、さらに、現像処理、エッチング処理、剥離処理の各処理を行う場合、レーザビームＬの光量むらの影響に加えて、レジストのラミネートむら、現像処理むら、エッチング処理むら、剥離処理むら等に起因する画像の幅の変動が発生する。
【００３０】
そこで、本実施形態では、上記の各変動要因を考慮して、各光源ユニット２８ａ〜２８ｊから出力されるレーザビームＬの光量を補正するとともに、基板Ｆに１画素を形成するために用いるマイクロミラー４０の枚数をマスクデータを用いて設定することにより、図８に示すように、基板Ｆの最終的な剥離処理まで考慮して形成される画像の矢印ｘ方向の幅Ｗ１を位置によらず一定となるように制御する。
【００３１】
図９は、このような制御を行うための機能を有した露光装置１０の制御回路ブロック図である。
【００３２】
露光装置１０は、基板Ｆに露光記録される画像データを入力する画像データ入力部７０と、入力された二次元の画像データを記憶するフレームメモリ７２と、フレームメモリ７２に記憶された画像データを露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを構成するＤＭＤ３６のマイクロミラー４０のサイズ及び配置に応じた高解像度に変換する解像度変換部７４と、解像度の変換された画像データを各マイクロミラー４０に割り当てて出力データとする出力データ演算部７６と、出力データをマスクデータに従って補正する出力データ補正部７８（第２光量補正手段）と、補正された出力データに従ってＤＭＤ３６を制御するＤＭＤコントローラ４２（露光ヘッド制御手段）と、ＤＭＤコントローラ４２によって制御されたＤＭＤ３６を用いて、基板Ｆに所望の画像を露光記録する露光ヘッド２４ａ〜２４ｊとを備える。
【００３３】
解像度変換部７４には、テストデータを記憶するテストデータメモリ８０（テストデータ記憶手段）が接続される。テストデータは、基板Ｆに一定の線幅及びスペース幅を繰り返すテストパターンを露光記録し、そのテストパターンに基づいてマスクデータを作成するためのデータである。
【００３４】
出力データ補正部７８には、マスクデータを記憶するマスクデータメモリ８２が接続される。マスクデータは、常時オフ状態とするマイクロミラー４０を指定することで各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊによる画像のローカリティを補正するデータであり、マスクデータ設定部８６において設定される。露光装置１０は、フォトセンサ６８によって検出したレーザビームＬの光量に基づき、光量ローカリティデータを算出する光量ローカリティデータ算出部８８を有する。光量ローカリティデータ算出部８８によって算出された光量ローカリティデータは、マスクデータ設定部８６に供給される。
【００３５】
マスクデータ設定部８６は、光量／線幅テーブルメモリ８７（記録状態／光量記憶手段）に記憶された、テストパターンの線幅変化量（記録状態）と線幅変化量に対するレーザビームＬの光量変化量との関係を示すテーブルを用いて、マスクデータを設定する。また、光源制御部８９（光量補正手段）は、光量／線幅テーブルメモリ８７に記憶された関係を用いて、各光源ユニット２８ａ〜２８ｊから出力されるレーザビームＬの光量を補正する。
【００３６】
本実施形態の露光装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、図１０に示すフローチャートに基づき、レーザビームＬの光量を補正して基板Ｆに所望の画像を露光記録する手順を説明する。
【００３７】
先ず、露光ステージ１８を移動させて露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの下部にフォトセンサ６８を配置した後、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを駆動する（ステップＳ１）。この場合、ＤＭＤコントローラ４２は、ＤＭＤ３６を構成する全てのマイクロミラー４０がレーザビームＬをフォトセンサ６８に導くオン状態に設定する。
【００３８】
フォトセンサ６８は、図１に示す矢印ｘ方向に移動しながら露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから出力されたレーザビームＬの光量を測定し、光量ローカリティデータ算出部８８に供給する（ステップＳ２）。光量ローカリティデータ算出部８８は、フォトセンサ６８によって測定された光量に基づき、矢印ｘ方向の各位置ｘでのレーザビームＬの光量ローカリティデータを算出し、マスクデータ設定部８６に供給する（ステップＳ３）。
【００３９】
マスクデータ設定部８６は、供給された光量ローカリティデータに基づき、基板Ｆの各位置ｘでのレーザビームＬの光量Ｅａ（ｘ）〜Ｅｊ（ｘ）を一定にするための初期マスクデータを作成し、マスクデータメモリ８２に記憶させる（ステップＳ４）。なお、初期マスクデータは、例えば、図６に示す光量Ｅａ（ｘ）〜Ｅｊ（ｘ）のローカリティがなくなるよう、基板Ｆの各位置ｘに画像の１画素を形成する複数のマイクロミラー４０の中の何枚かを、光量ローカリティデータに従ってオフ状態に制御するデータとして設定される。図５では、初期マスクデータによってオフ状態に設定したマイクロミラー４０を黒丸で例示している。
【００４０】
初期マスクデータを設定した後、露光ステージ１８を移動させて露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの下部に基板Ｆを配置し、テストデータに基づいて露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを駆動する（ステップＳ５）。
【００４１】
解像度変換部７４は、テストデータメモリ８０からテストデータを読み込み、ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０に対応する解像度に変換した後、そのテストデータを出力データ演算部７６に供給する。出力データ演算部７６は、テストデータを各マイクロミラー４０のオンオフ信号であるテスト出力データとして出力データ補正部７８に供給する。出力データ補正部７８は、マスクデータメモリ８２から供給される初期マスクデータの位置に対応するマイクロミラー４０のテスト出力データを強制的にオフ状態とした後、ＤＭＤコントローラ４２に出力する。
【００４２】
ＤＭＤコントローラ４２は、ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０を、初期マスクデータによって補正されたテスト出力データに従ってオンオフ制御することにより、光源ユニット２８ａ〜２８ｊからのレーザビームＬを基板Ｆに照射し、テストパターンを露光記録する（ステップＳ６）。なお、このテストパターンは、初期マスクデータによって補正されたテスト出力データに従って形成されているため、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから基板Ｆに照射されるレーザビームＬの光量ローカリティの影響が排除されたパターンとなる。  テストパターンが露光記録された基板Ｆは、現像処理、エッチング処理及びレジストの剥離処理が行われ、テストパターンが残存した基板Ｆが生成される（ステップＳ７）。このテストパターンは、例えば、図１１に示すように、矢印ｘ方向の各位置ｘに線幅Ｗａ（ｘ）〜Ｗｊ（ｘ）で形成される多数の矩形状のテストパターン９０であり、ローカリティのない理想状態では、線幅Ｗａ（ｘ）〜Ｗｊ（ｘ）及びスペース幅が位置ｘによらず一定となるテスト出力データに基づいて描画されている。
【００４３】
この場合、各光源ユニット２８ａ〜２８ｊから出力されて基板Ｆに照射さるレーザビームＬは、通常、波長、ビーム径、ピント状態等が異なっているため、初期マスクデータによって光量ローカリティが調整されていても、基板Ｆに塗布された感光材料の波長に依存した感光特性の相違や、現像処理等の位置ｘによるむらに起因して、テストパターン９０の線幅Ｗａ（ｘ）〜Ｗｊ（ｘ）又はスペース幅が一定とならない場合がある。
【００４４】
そこで、基板Ｆに形成されたテストパターン９０の線幅Ｗａ（ｘ）〜Ｗｊ（ｘ）を露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ毎に測定する（ステップＳ８）。その測定結果に基づき、光源制御部８９は、図１２に示すように、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊにより形成される線幅Ｗａ（ｘ）〜Ｗｊ（ｘ）の最小値Ｗｍｉｎ（ａ）〜Ｗｍｉｎ（ｊ）を、最小値Ｗｍｉｎ（ａ）〜Ｗｍｉｎ（ｊ）の中の最小となる線幅Ｗｍｉｎに修正する光量補正量ΔＥａ〜ΔＥｊを光源ユニット２８ａ〜２８ｊ毎に算出する（ステップＳ９）。
【００４５】
図１３は、基板Ｆに照射されるレーザビームＬの光量変化量ΔＥと、それに伴う線幅変化量ΔＷとの関係Ｍ１、Ｍ２を例示する。関係Ｍ１、Ｍ２は、例えば、基板Ｆに塗布された感光材料の種類に対応しており、予め実験等によって求め、光量／線幅テーブルメモリ８７に記憶されている。光源制御部８９は、感光材料の種類に応じた関係Ｍ１又はＭ２を光量／線幅テーブルメモリ８７から選択し、各線幅Ｗａ（ｘ）〜Ｗｊ（ｘ）の各最小値Ｗｍｉｎ（ａ）〜Ｗｍｉｎ（ｊ）を線幅Ｗｍｉｎに修正する各線幅変化量ΔＷを得ることのできる光量変化量ΔＥを、光量補正量ΔＥａ〜ΔＥｊとして算出する。光源制御部８９は、算出した光量補正量ΔＥａ〜ΔＥｊに従って各光源ユニット２８ａ〜２８ｊから出力されるレーザビームＬの光量を調整する（ステップＳ１０）。
【００４６】
一方、マスクデータ設定部８６は、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを構成する各ＤＭＤ３６の光量のローカリティに起因して異なっている線幅Ｗａ（ｘ）〜Ｗｊ（ｘ）を各最小値Ｗｍｉｎ（ａ）〜Ｗｍｉｎ（ｊ）に補正する光量補正量ΔＭａ（ｘ）〜ΔＭｊ（ｘ）（図１２参照）を光量／線幅テーブルメモリ８７を用いて算出し、光量補正量ΔＭａ（ｘ）〜ΔＭｊ（ｘ）に基づき、ステップＳ４で設定された初期マスクデータを調整してマスクデータを設定する（ステップＳ１１）。マスクデータは、基板Ｆの各位置ｘに画像の１画素を形成する複数のマイクロミラー４０の中でオフ状態に制御するマイクロミラー４０を、光量補正量ΔＭａ（ｘ）〜ΔＭｊ（ｘ）に従って決定するデータとして設定される。設定されたマスクデータは、初期マスクデータに代えてマスクデータメモリ８２に記憶される。
【００４７】
なお、マスクデータは、例えば、初期マスクデータを用いて出力データを補正したときの光量Ｅａ（ｘ）〜Ｅｊ（ｘ）（図６参照）に対する光量補正量ΔＭａ（ｘ）〜ΔＭｊ（ｘ）の割合と、１画素を形成する複数のマイクロミラー４０の枚数Ｎとを用いて、オフ状態に制御するマイクロミラー４０の枚数ｎを、
ｎ＝Ｎ・ΔＭｋ（ｘ）／Ｅｋ（ｘ）          （ｋ：ａ〜ｊ）
とし、Ｎ枚中のｎ枚のマイクロミラー４０をオフ状態とするように設定すればよい。
【００４８】
以上のようにしてマスクデータを設定した後、基板Ｆに対する所望の配線パターンの露光記録処理を行う（ステップＳ１２）。
【００４９】
そこで、画像データ入力部７０から所望の配線パターンに係る画像データが入力される。入力された画像データは、フレームメモリ７２に記憶された後、解像度変換部７４に供給され、ＤＭＤ３６の解像度に応じた解像度に変換され、出力データ演算部７６に供給される。出力データ演算部７６は、解像度の変換された画像データからＤＭＤ３６を構成するマイクロミラー４０のオンオフ信号である出力データを演算し、この出力データを出力データ補正部７８に供給する。
【００５０】
出力データ補正部７８は、マスクデータメモリ８２からステップＳ１１で設定されたマスクデータを読み出し、出力データとして設定されている各マイクロミラー４０のオンオフ状態を前記マスクデータによって補正し、補正された出力データをＤＭＤコントローラ４２に供給する。ＤＭＤコントローラ４２は、補正された出力データに基づいてＤＭＤ３６を駆動し、各マイクロミラー４０をオンオフ制御する。
【００５１】
一方、光源ユニット２８ａ〜２８ｊは、光源制御部８９によって調整された光量からなるレーザビームＬを光ファイバ３０を介して各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊに導入する。レーザビームＬは、ロッドレンズ３２から反射ミラー３４を介してＤＭＤ３６に入射する。ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０により所望の方向に選択的に反射されたレーザビームＬは、第１結像光学レンズ４４、４６によって拡大された後、マイクロアパーチャアレー５４、マイクロレンズアレー４８及びマイクロアパーチャアレー５６を介して所定の径に調整され、次いで、第２結像光学レンズ５０、５２により所定の倍率に調整されて基板Ｆに導かれる。露光ステージ１８は、定盤１４に沿って移動し、基板Ｆには、露光ステージ１８の移動方向と直交する方向に配列される複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｊにより所望の配線パターンが露光記録される。
【００５２】
配線パターンが露光記録された基板Ｆは、露光装置１０から取り外された後、現像処理、エッチング処理、剥離処理が施される。この場合、基板Ｆに照射されるレーザビームＬの光量は、剥離処理までの最終処理工程を考慮して調整されているため、所望の線幅を有する高精度な配線パターンを得ることができる。
【００５３】
なお、上述した実施形態では、図１１に示すテストパターン９０を基板Ｆに露光記録し、その線幅Ｗａ（ｘ）〜Ｗｊ（ｘ）を測定してレーザビームＬの光量補正量及びマスクデータを求めているが、テストパターン９０のスペース幅を測定して光量補正量及びマスクデータを求めてもよい。また、各線幅Ｗａ（ｘ）〜Ｗｊ（ｘ）又は各スペース幅を高精度に測定することが困難な場合には、テストパターン９０の各位置ｘを中心とした小領域の濃度を測定し、その濃度分布に基づいてマスクデータを求めるようにしてもよい。
【００５４】
また、テストパターン９０を基板Ｆに露光記録する代わりに、図１４に示すように、所定の網％からなる網点パターン９１を基板Ｆに露光記録し、その網％又は濃度を測定してマスクデータを求めるようにしてもよい。
【００５５】
さらに、テストデータとして、図１５に示すｎ（ｎ＝１、２、…）ステップのグレースケールデータ９２をテストデータメモリ８０に設定し、このグレースケールデータ９２を用いて、基板Ｆの矢印ｙ方向に段階的に光量が増加するグレースケールパターンを露光記録した後、現像処理、エッチング処理及び剥離処理を行い、次いで、図１６に示すように、基板Ｆに残存する銅箔パターン９４の範囲を測定し、銅箔パターン９４の各位置ｘにおけるグレースケールデータ９２の対応するステップの段数ｎ（ｘ）を求め、その段数ｎ（ｘ）に基づいてマスクデータを求めるようにしてもよい。
【００５６】
なお、上述した実施形態では、露光処理、現像処理、エッチング処理及び剥離処理を行い、最終的に得られたテストパターンを測定することによりマスクデータを求めるようにしているが、露光処理後のレジストパターンとしてテストデータを測定してマスクデータを求めるようにしてもよい。
【００５７】
また、テストパターン９０に代えて、異なる２方向に配列される各テストパターンの線幅又はスペース幅を測定してマスクデータを求めるようにしてもよい。例えば、図１７に示すように、基板Ｆの各位置ｘに、走査方向（矢印ｙ方向）に並行するテストパターン９６ａと、走査方向と直交する方向（矢印ｘ方向）に並行するテストパターン９６ｂとを一組として描画し、これらのテストパターン９６ａ、９６ｂの線幅の平均値等に基づいて光量補正量を算出し、マスクデータを求めてもよい。このように、異なる２方向に配列されるテストパターンを用いることにより、テストパターンの方向に依存する線幅変動要因の影響を排除することができる。
【００５８】
なお、線幅変動要因の１つとして、走査方向とそれに直交する方向とでテストパターンのエッジ部分の描画のされ方が異なることが考えられる。すなわち、図１８に示すように、基板Ｆの走査方向（矢印ｙ方向）のエッジ部分９８ａは、レーザビームＬの１つ又は複数のビームスポットが基板Ｆの移動方向である矢印ｙ方向に移動して描画されるのに対して、図１９に示すように、矢印ｘ方向のエッジ部分９８ｂは、基板Ｆに対して移動しないレーザビームＬの複数のビームスポットによって描画される。従って、このようなエッジ部分９８ａ、９８ｂの描画のされ方の違いにより、線幅に差異が生じる可能性がある。また、ビームスポット形状が真円でない場合においても同様に、線幅に変動が生じる可能性がある。
【００５９】
テストパターンの配列方向としては、上記の２方向だけではなく、３方向以上の方向としてもよく、また、矢印ｘ、ｙ方向に対して傾斜させたテストパターンを用いることもできる。さらには、テストパターンとして、予め規定された回路パターンを形成し、その回路パターンを測定することで、光量の補正を行うようにしてもよい。
【００６０】
また、基板Ｆに塗布される感光材料の種類に応じた複数のマスクデータを作成してマスクデータメモリ８２に記憶させておき、感光材料の種類に従って対応するマスクデータを選択して光量調整及び出力データの補正を行うようにしてもよい。
【００６１】
すなわち、図２０に示すように、基板Ｆに照射されるレーザビームＬの光量変化量ΔＥと線幅変化量ΔＷとの関係、あるいは、レーザビームＬのビーム径変化量と線幅変化量ΔＷとの関係は、感光材料Ａ、Ｂの種類によって異なる場合がある。これらの相違は、感光材料Ａ、Ｂの階調特性の違いによって生じるものであり、例えば、図２１に示すように、同じ条件下でテストパターンを描画した場合であっても、異なる線幅Ｗとなることがある。なお、図２０では、光量変化量ΔＥと線幅変化量ΔＷとの関係を直線近似で示している。
【００６２】
このような感光材料Ａ、Ｂの特性の違いによらず同じ線幅のパターンを描画するためには、感光材料Ａ、Ｂ毎の光量変化量ΔＥ−線幅変化量ΔＷ特性（図２０）と、感光材料Ａ、Ｂ毎の各位置ｘでの基準線幅Ｗ０（この場合、例えば、線幅Ｗの最小値とする。）に対する線幅変化量ΔＷＡ、ΔＷＢ（図２１）とから、各感光材料Ａ、Ｂに応じた光量補正量を設定する必要がある。図２２は、感光材料Ａ、Ｂ毎に設定された光量補正量の一例を示す。
【００６３】
この実施形態では、マスクデータ設定部８６において、感光材料Ａ、Ｂ毎に求めた光量補正量に基づいて各マスクデータを設定し、マスクデータメモリ８２に記憶させる。そして、基板Ｆに対して所望の配線パターンの露光処理を行う場合には、例えば、オペレータが入力した感光材料の種類に対応するマスクデータをマスクデータメモリ８２から読み出し、出力データ演算部７６から供給される出力データを当該マスクデータによって補正することにより、感光材料の種類によらず、線幅のばらつきがない高精度な配線パターンを基板Ｆに露光記録することができる。
【００６４】
なお、基板Ｆに照射されるレーザビームＬの光量変化量ΔＥと線幅変化量ΔＷとの関係は、感光材料の分光感度特性により波長依存性のある場合があり、同一の感光材料であっても、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから基板Ｆに照射されるレーザビームＬの波長によって前記関係が異なることがある。図２３は、波長λによって分光感度特性Ｓが異なる２種類の感光材料Ａ、Ｂの特性を例示したものである。
【００６５】
そこで、例えば、基板Ｆに照射されるレーザビームＬの波長を各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ毎に測定し、各波長に対する感光材料毎の前記関係を露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ毎に求めて光量／線幅テーブルメモリ８７に記憶させておく。そして、感光材料に対応する前記関係を露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ毎に選択してマスクデータを設定し、設定されたマスクデータを用いて所望の配線パターンの露光処理を行う。このようにして露光記録を行うことにより、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから基板Ｆに照射されるレーザビームＬの波長のばらつきの影響がない高精度な配線パターンを形成することができる。なお、感光材料に応じて、光源制御部８９により各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから出力されるレーザビームＬの光量を調整してもよい。
【００６６】
また、図２４に示すように、レーザビームＬの波長λと、その波長λに対する感光材料毎の分光感度特性Ｓとの関係を予め求め、感度特性データメモリ１００（感度特性記憶手段）に記憶させておき、この分光感度特性を用いて各光源ユニット２８ａ〜２８ｊから出力されるレーザビームＬの光量を調整するようにしてもよい。
【００６７】
すなわち、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから出力されるレーザビームＬの波長λが予め分かっているものとして、基板Ｆに塗布される感光材料に応じた各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊにおける分光感度特性Ｓを感度特性データメモリ１００から読み出す。次いで、例えば、図２３に示すように、基準波長λ０に対する感光材料Ａの分光感度特性Ｓを１．０として、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊにおける分光感度特性Ｓの逆数１／Ｓを光量補正データとして算出する。なお、基準波長λ０は、この波長λ０からなる基準光量Ｅ０のレーザビームＬでテストパターン９０を記録した場合に所望の線幅が得られる波長とする。そして、光源制御部８９は、感光材料に応じた露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ毎の光量補正データ１／Ｓに従い、各光源ユニット２８ａ〜２８ｊから出力されるレーザビームＬの光量を調整する。
【００６８】
例えば、図２３に示す分光感度特性からなる感光材料Ａが選択されている場合、波長λ１のレーザビームＬを出力する光源ユニット２８ａ〜２８ｊに対しては、分光感度特性Ｓ１の逆数である光量補正データ１／Ｓ１に基づいて、設定されている基準波長λ０の基準光量Ｅ０をＥ０／Ｓ１に補正する。また、波長λ２のレーザビームＬを出力する光源ユニット２８ａ〜２８ｊに対しては、光量補正データ１／Ｓ２に基づいて、設定されている基準光量Ｅ０をＥ０／Ｓ２に補正する。
【００６９】
以上のようにして光量が調整された光源ユニット２８ａ〜２８ｊを用いて、選択された感光材料に所望の線幅からなる配線パターンを露光記録することができる。なお、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから出力されるレーザビームＬの光量は、マスクデータを設定して調整することもできる。
【００７０】
一方、基板Ｆに露光記録される配線パターンの線幅は、図２５に示すように、レーザビームＬのビーム径の影響を受ける。この関係は、感光材料の感度特性の一つである階調特性によって異なる。例えば、階調特性が変わると、基板Ｆに記録された配線パターンの濃度や、図２７に示すレジスト３の膜厚が変化し、その結果として線幅が変化する。
【００７１】
そこで、図２６に示すように、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから出力されるレーザビームＬのビーム径を予め測定し、ビーム径データメモリ１０２に記憶させておく。また、図２５に示すレーザビームＬのビーム径と、そのビーム径に対する感光材料毎の線幅との関係を予め求め、ビーム径／線幅テーブルメモリ１０４（関係記憶手段）に記憶させておき、この関係を用いて各光源ユニット２８ａ〜２８ｊから出力されるレーザビームＬの光量を調整する。
【００７２】
すなわち、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから出力されるレーザビームＬのビーム径をビーム径データメモリ１０２から読み出し、次いで、基板Ｆに塗布される感光材料に応じた各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ毎のビーム径に対する線幅をビーム径／線幅テーブルメモリ１０４から読み出す。そして、線幅を所望の線幅とすべく、各光源ユニット２８ａ〜２８ｊから出力されるレーザビームＬの光量を調整する。この結果、選択された感光材料に所望の線幅からなる配線パターンを露光記録することができる。なお、ビーム径データメモリ１０２に記憶されたビーム径を用いる代わりに、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ毎にビーム径を測定するようにしてもよい。また、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから出力されるレーザビームＬの光量は、マスクデータを設定して調整することもできる。
【００７３】
上述した露光装置１０は、例えば、多層プリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｗｉｒｉｎｇ  Ｂｏａｒｄ）の製造工程におけるドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ：Ｄｒｙ  Ｆｉｌｍ  Ｒｅｓｉｓｔ）又は液状レジストの露光、液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程におけるカラーフィルタや、ブラックマトリクスの形成、ＴＦＴの製造工程におけるＤＦＲの露光、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の製造工程におけるＤＦＲの露光等の用途に好適に用いることができる。また、印刷分野、写真分野での露光装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本実施形態の露光装置の外観斜視図である。
【図２】本実施形態の露光装置における露光ヘッドの概略構成図である。
【図３】図２に示す露光ヘッドを構成するＤＭＤの説明図である。
【図４】図２に示す露光ヘッドによる露光記録状態の説明図である。
【図５】図２に示す露光ヘッドを構成するＤＭＤ及びそれに設定されるマスクデータの説明図である。
【図６】本実施形態の露光装置における記録位置と光量ローカリティとの関係説明図である。
【図７】図６に示す光量ローカリティを補正しない場合において記録された線幅の説明図である。
【図８】図６に示す光量ローカリティを補正した場合において記録された線幅の説明図である。
【図９】本実施形態の露光装置における制御回路ブロック図である。
【図１０】本実施形態の露光装置における光量補正処理及び画像露光処理のフローチャートである。
【図１１】本実施形態の露光装置により基板に露光記録されたテストパターンの説明図である。
【図１２】図１１に示すテストパターンの位置と測定した各露光ヘッド毎の線幅との関係説明図である。
【図１３】基板に照射されるレーザビームの光量変化量と、それに伴う線幅変化量との関係説明図である。
【図１４】本実施形態の露光装置により基板に露光記録された網点パターンの説明図である。
【図１５】テストデータであるグレースケールデータの説明図である。
【図１６】図１５に示すグレースケールデータを用いて基板に形成された銅箔パターンの説明図である。
【図１７】本実施形態の露光装置により基板に露光記録されたテストパターンの他の構成の説明図である。
【図１８】基板の走査方向に形成されるエッジ部分の説明図である。
【図１９】基板の走査方向と直交する方向に形成されるエッジ部分の説明図である。
【図２０】種類の異なる感光材料における光量変化量と線幅変化量との関係説明図である。
【図２１】種類の異なる感光材料における基板の位置と線幅との関係説明図である。
【図２２】種類の異なる感光材料における基板の位置と光量補正量との関係説明図である。
【図２３】感光材料の分光感度特性の説明図である。
【図２４】他の実施形態の制御回路ブロック図である。
【図２５】ビーム径と線幅との関係説明図である。
【図２６】さらに他の実施形態の制御回路ブロック図である。
【図２７】プリント配線基板の製造工程の説明図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…露光装置                      １４…定盤
１８…露光ステージ                  ２２ａ、２２ｂ…ＣＣＤカメラ
２４ａ〜２４ｊ…露光ヘッド          ２６…スキャナ
２８ａ〜２８ｊ…光源ユニット        ３６…ＤＭＤ
４２…ＤＭＤコントローラ            ６８…フォトセンサ
７８…出力データ補正部              ８０…テストデータメモリ
８２…マスクデータメモリ            ８６…マスクデータ設定部
８７…光量／線幅テーブルメモリ      ８８…光量ローカリティデータ算出部
８９…光源制御部                    ９０、９６ａ、９６ｂ…テストパターン
９２…グレースケールデータ          ９４…銅箔パターン
Ｆ…基板                            Ｌ…レーザビーム
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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