(57)【要約】【課題】記録媒体に対してアライメントマークの読取や記録媒体の搬送のみを行う時間を短縮し、記録媒体をステージ部材に装着してから露光が完了するまでの処理時間を短縮する。【解決手段】レーザー露光装置１００では、ステージ部材１１４における一方の装着面１３０，１３２に対向するように支持されたＣＣＤカメラ１３６，１３８が、ステージ部材１１４の走査方向への移動時に、ステージ部材１１４の一方の装着面１３０，１３２に装着された基板材料からアライメントマーク１９８を読み取ると共に、ステージ部材１１４の他方の装着面１３０，１３２に対向するように支持されたレーザースキャナ１４４が、ステージ部材の走査方向への移動時に、ステージ部材１１４の他方の装着面１３０，１３２に装着された基板材料における描画領域を画像情報に基づき変調されたレーザビームにより露光して画像を形成する。【選択図】    図１
2005010336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の領域に描画領域が設けられると共に、該描画領域に対応するアライメントマークが形成された記録媒体を所定の搬送経路に沿って移動させつつ、該記録媒体における描画領域を画像情報に基づいて変調された光ビームにより露光し、該描画領域に画像を形成する露光装置であって、
表裏両面がそれぞれ記録媒体が装着可能とされた装着面とされ、該装着面に装着された記録媒体を吸着保持する略プレート状のステージ部材と、
前記ステージ部材を前記搬送経路に沿って移動させる搬送手段と、
前記ステージ部材における一方の装着面に対向するように支持され、前記搬送手段による前記ステージ部材の移動時に、前記一方の装着面に装着された記録媒体からアライメントマークを読み取る読取手段と、
前記ステージ部材における他方の装着面に対向するように支持され、前記搬送手段による前記ステージ部材の移動時に、前記他方の装着面に装着された記録媒体における描画領域を画像情報に基づき変調された光ビームにより露光して該描画領域に画像を形成する露光手段と、
前記ステージ部材をその表裏面に対する反転方向へ回転可能に支持し、前記ステージ部材が前記搬送経路の始端位置及び終端位置の何れかに達すると、その一方及び他方の装着面が前記読取手段及び前記露光手段に対して反転するように、前記ステージ部材を回転させる反転手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記反転手段は、前記読取手段により前記一方の装着面に装着された記録媒体からのアライメントマークの読取が完了した後、前記ステージ部材が前記搬送経路の始端位置及び終端位置の何れかに達すると、前記ステージ部材を前記一方の装着面が前記露光手段に対向し、かつ他方の装着面が前記露光手段に対向するように反転させることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記読取手段からのアライメントマークの読取情報に基づいて、アライメントマークの読取を完了した記録媒体の装着面が前記露光手段に対向するように反転された状態での装着面における描画領域に画像を形成するための画像情報に対する変換処理を行う情報処理手段を有し、
前記露光手段は、前記情報処理部により変換処理された画像情報に基づき変調された光ビームにより露光して該描画領域に画像を形成することを特徴とする
請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
所定の領域に描画領域が設けられると共に、該描画領域に対応するアライメントマークが形成された記録媒体を所定の搬送経路に沿って移動させつつ、該記録媒体における描画領域を画像情報に基づいて変調された光ビームにより露光し、該描画領域に画像を形成する露光方法であって、
ステージ部材における表裏両面にそれぞれ設けられた一方及び他方の装着面に記録媒体を装着して、該記録媒体を一方及び他方の装着面によりそれぞれ吸着保持した後、
前記ステージ部材を前記搬送方向に沿って移動させつつ、前記一方の装着面に対向するように支持された読取手段により該一方の装着面に装着された記録媒体からアライメントマークを読み取ることと併行し、前記他方の装着面に対向するように支持された露光手段により該他方の装着面に装着された記録媒体の描画領域を画像情報に基づき変調された光ビームにより露光して該描画領域に画像を形成することを特徴とする露光方法。
【請求項５】
前記読取手段により前記一方の装着面に装着された記録媒体からのアライメントマークの読取が完了すると共に、前記露光手段により前記他方の装着面に装着された記録媒体に対する露光が完了した後、
前記ステージ部材が前記搬送経路の始端位置及び終端位置の何れかに達すると、前記他方の装着面に装着された記録媒体を未露光のものに交換すると共に、前記ステージ部材を、回転可能に支持した反転手段により前記ステージ部材を前記一方の装着面が前記露光手段に対向し、かつ他方の装着面が前記読取手段に対向するように反転させ、
前記他方の装着面への記録媒体の装着及び前記ステージ部材の反転完了後、前記他方の装着面に装着された記録媒体からのアライメントマークの読取及び前記一方の装着面に装着された記録媒体に対する露光を開始することを特徴とする請求項４記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報に基づいて変調された光ビームによりプリント配線基板等の記録媒体における描画領域を露光して画像を形成する露光装置及び露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線基板等の配線パターンを形成するためのレーザー露光装置としては、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載された走査式描画装置では、基板搬送用テーブル上に載置されたプリント配線基板の四隅付近にそれぞれ設けられた位置合せ穴等のアライメントマークを、テーブルと共に副走査方向に沿って待機位置からＣＣＤカメラによる測定位置へ移動させ、このＣＣＤカメラによりプリント配線基板における各位置合せ穴を撮像し、この撮像に得られたプリント配線基板の位置に合わせて描画座標系中の描画対象領域をシフト（座標変換）することにより、描画情報に対するアライメント処理を実行すると共に、テーブルを待機位置に復帰させた後、このテーブルを副走査へ所定の画像形成速度で移動させつつ、レーザービームによる露光位置にて、描画情報に基づいて変調されつつ、ポリゴンミラーにより主走査方向へ偏向されるレーザービームによりプリント配線基板上に形成された感光性塗膜を走査、露光することにより、プリント配線基板における所定の領域（描画領域）に配線パターンに対応する潜像を形成する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２７５８６３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載されているようなレーザー露光装置では、プリント配線基板における１個の描画領域に対する画像形成を行う際には、プリント配線基板を待機位置からアライメントマークの測定位置へ移動させ、プリント配線基板のアライメントマークの位置を測定した後、このプリント配線基板を待機位置に復帰させてからでなければ、プリント配線基板の描画領域に対する露光を開始できない。
【０００５】
またプリント配線基板には、描画精度の向上のためそれぞれ独立して配線パターンが形成される複数の描画領域及び、これら複数の描画領域にそれぞれ対応する複数組のアライメントマークが設けられたものがある。このようなプリント配線基板における複数の描画領域に、上記特許文献１に記載されているようなレーザー露光装置により、それぞれ配線パターンを形成する場合には、１個の描画領域に対する露光が完了する毎に、プリント配線基板を露光位置から待機位置へ一旦復帰させ、１組のアライメントマークに対する位置測定を完了した後でなければ、プリント配線基板における次の描画領域に対する露光を開始できない。このため、このようなレーザー露光装置では、記録媒体におけるアライメントマークに対する読取開始から描画領域に対する露光終了までの時間（画像形成時間）が長くなり、またプリント配線基板に設けられた描画領域の個数が増加するに伴って、アライメントマークの位置測定に要する時間が増加し、１枚のプリント配線基板全体に対する画像形成時間も著しく増加してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、上記事実を考慮して、記録媒体に対してアライメントマークの読取や記録媒体の搬送のみを行う時間を短縮し、記録媒体をステージ部材に装着してから露光が完了するまでの処理時間を短縮できる露光装置及び露光方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る露光装置は、所定の領域に描画領域が設けられると共に、該描画領域に対応するアライメントマークが形成された記録媒体を所定の搬送経路に沿って移動させつつ、該記録媒体における描画領域を画像情報に基づいて変調された光ビームにより露光し、該描画領域に画像を形成する露光装置であって、表裏両面がそれぞれ記録媒体が装着可能とされた装着面とされ、該装着面に装着された記録媒体を吸着保持する略プレート状のステージ部材と、前記ステージ部材を前記搬送方向に沿って移動させる搬送手段と、前記ステージ部材における一方の装着面に対向するように支持され、前記搬送手段による前記ステージ部材の移動時に、前記一方の装着面に装着された記録媒体からアライメントマークを読み取る読取手段と、前記ステージ部材における他方の装着面に対向するように支持され、前記搬送手段による前記ステージ部材の移動時に、前記他方の装着面に装着された記録媒体における描画領域を画像情報に基づき変調された光ビームにより露光して該描画領域に画像を形成する露光手段と、前記ステージ部材をその表裏面に対する反転方向へ回転可能に支持し、前記ステージ部材が前記搬送経路の始端位置及び終端位置の何れかに達すると、その一方及び他方の装着面が前記読取手段及び前記露光手段に対して反転するように、前記ステージ部材を回転させる反転手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記本発明に係る露光装置では、ステージ部材における一方の装着面に対向するように支持された読取手段が、搬送手段によるステージ部材の移動時に、ステージ部材の一方の装着面に装着された記録媒体からアライメントマークを読み取ると共に、ステージ部材の他方の装着面に対向するように支持された露光手段が、搬送手段によるステージ部材の移動時に、ステージ部材の他方の装着面に装着された記録媒体における描画領域を画像情報に基づき変調された光ビームにより露光して描画領域に画像を形成することにより、一方の装着面にアライメントマークが読み取られていない記録媒体を装着すると共に、他方の装着面にアライメントマークの読取が完了した記録媒体を装着しておけば、搬送手段によりステージ部材を移動させつつ、読取手段により一方の装着面に装着された記録媒体からアライメントマークを読み取り、これと併行して露光手段により他方の装着面に装着された記録媒体の描画領域を画像情報に基づいて変調された光ビームにより露光して描画領域に画像を形成できるので、一方の記録媒体からアライメントマークを読み取る読取処理の一部又は全部を、他方の記録媒体の描画領域を露光して画像を形成する露光処理の実行中に実行できる。
【０００９】
この結果、本発明に係る露光装置によれば、複数枚の記録媒体に対して連続的に読取処理及び露光処理を行う場合には、１枚の記録媒体に対する読取処理の完了後に、続けて、この記録媒体の描画領域に対する露光処理を実行する場合と比較し、記録媒体をステージ部材に装着してから、その記録媒体に対する露光が完了するまでの全体の処理時間を、読取処理が露光処理と同時に行われている時間長に対応する時間だけ短縮できる。
【００１０】
さらに本発明の露光装置では、反転手段が、ステージ部材をその表裏面に対する反転方向へ回転可能に支持し、ステージ部材が搬送経路の始端位置及び終端位置に達すると、その一方及び他方の装着面が読取手段及び露光手段に対して反転するように、ステージ部材を回転させることにより、搬送経路に沿って移動するステージ部材における一方の装着面に装着されてアライメントマークの読取が完了した記録媒体を、ステージ部材が搬送経路の始端位置及び終端位置の何れかに達した後に、ステージ部材と共に露光手段により露光可能な位置へ反転できるので、アライメントマークの読取が完了した記録媒体を読取時とは別のステージ部材に載せ替えたり、アライメントマークの読取が完了した位置とは別の位置（露光開始位置）へ搬送する必要がある場合と比較し、記録媒体に対するアライメントマークの読取完了から、この記録媒体に対する露光開始までの時間を短縮できる。
【００１１】
また、上記のようにアライメントマークの読取が完了した記録媒体を、ステージ部材と共に露光手段により露光可能な位置へ反転するようにすれば、露光手段は、読取手段からのアライメントマークの読取情報に基づいて情報処理部により変換処理された画像情報に基づき変調された光ビームにより露光して描画領域に画像を形成できるので、記録媒体における描画領域に、露光により画像が形成される画像領域を精度良く一致させることができる。
【００１２】
また本発明に係る露光方法は、所定の領域に描画領域が設けられると共に、該描画領域に対応するアライメントマークが形成された記録媒体を所定の搬送経路に沿って移動させつつ、該記録媒体における描画領域を画像情報に基づいて変調された光ビームにより露光し、該描画領域に画像を形成する露光方法であって、ステージ部材における表裏両面にそれぞれ設けられた一方及び他方の装着面に記録媒体を装着して、該記録媒体を一方及び他方の装着面によりそれぞれ吸着保持した後、前記ステージ部材を前記搬送方向に沿って移動させつつ、前記一方の装着面に対向するように支持された読取手段により該一方の装着面に装着された記録媒体からアライメントマークを読み取ることと併行し、前記他方の装着面に対向するように支持された露光手段により該他方の装着面に装着された記録媒体の描画領域を画像情報に基づき変調された光ビームにより露光して該描画領域に画像を形成することを特徴とする。
【００１３】
本発明の露光方法によれば、一方及び他方の装着面にそれぞれ記録媒体が装着されたステージ部材を搬送方向に沿って移動させつつ、一方の装着面に対向するように支持された読取手段により一方の装着面に装着された記録媒体からアライメントマークを読み取ることと併行し、他方の装着面に対向するように支持された露光手段により他方の装着面に装着された記録媒体の描画領域を画像情報に基づき変調された光ビームにより露光して該描画領域に画像を形成することにより、一方の記録媒体からアライメントマークを読み取る読取処理の一部又は全部を、他方の記録媒体の描画領域を露光して画像を形成する露光処理の実行中に実行できるので、複数枚の記録媒体に対して連続的に読取処理及び露光処理を行う場合には、１枚の記録媒体に対する読取処理の完了後に、この記録媒体の描画領域に対する露光処理を実行する場合と比較し、記録媒体をステージ部材に装着してから、その記録媒体に対する露光が完了するまでの全体の処理時間を、読取処理が露光処理と同時に行われている時間に対応する時間だけ短縮できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るレーザー露光装置及び、このレーザー露光装置により実施される露光方法を詳細に説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
【００１６】
［レーザー露光装置の構成］
【００１７】
図１には、本発明の第１の実施形態に係るレーザー露光装置が示されている。このレーザー露光装置１００は、プリント配線基板の材料となる薄肉プレート状の基板材料１０２（図４参照）を画像情報により変調されたレーザービームＢにより露光し、この基板材料１０２にプリント配線基板の配線パターンに対応する画像（潜像）を形成するものである。
【００１８】
図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、レーザー露光装置１００には、肉厚プレート状に形成された支持基台１０４が設けられている。支持基台１０４は、その面形状が基板材料１０２（図４参照）に対する走査方向（矢印Ｓ方向）を長手方向とする略長方形とされており、フロア（図示省略）上に水平に保たれ、かつ振動が遮断されるように防振ゴム等を介してフロア上に設置されている。支持基台１０４の上面部には、細長いプレート状に形成された一対のレールベッド１０６が固定されている。これら一対のレールベッド１０６はそれぞれ長手方向が走査方向と平行となるように配置されている。
【００１９】
図１（Ｂ）に示されるように、一対のレールベッド１０６の上面部には、それぞれ走査方向に沿って直線的に延在する一対のガイドレール１０８が固定されており、これら一対のガイドレール１０８上には、ステージフレーム１１０がコロ部材１１２を介して走査方向に沿って移動可能に載置されている。ステージフレーム１１０には、図１（Ａ）に示されるように略ロ字状の面形状を有しており、その内周側には、高さ方向（図１（Ｂ）の矢印Ｈ方向）へ貫通した矩形状の開口部が設けられている。
【００２０】
ステージフレーム１１０の開口部内には、走査方向に沿って若干細長い長方形の面形状を有するプレート状のステージ部材１１４が配置されている。このステージ部材１１４には、図２に示されるように、走査方向に沿った先後端面からそれぞれ突出するロッド状の支軸部１１６，１１８が同軸的に設けられている。これら一対の支軸部１１６，１１８は、その軸心Ｒがステージ部材１１４の端面における幅方向及び厚さ方向に沿った中心と一致するように配置されており、この軸心Ｒはステージ部材１１４の移動方向である走査方向と平行に延在している。ステージ部材１１４は、一対の支軸部１１６，１１８及び、これら一対の支軸部１１６，１１８をそれぞれ軸支する一対の軸受１２０を介してステージフレーム１１０に連結され、ステージフレーム１１０により支軸部１１６，１１８の軸心Ｒを中心として回転可能に支持されている。
【００２１】
ステージフレーム１１０は、一対のガイドレール１０８により走査方向に沿って図１（Ａ）で実線により示される第１ロード・アンロード位置と２点鎖線（想像線）により示される第２ロード・アンロード位置との範囲内で移動可能とされている。また一対のレールベッド１０６とステージ部材１１４との間には、ステージ部材１１４を走査方向へ駆動するための一対のリニアモータ１２４が配置されている。リニアモータ１２４は、図１（Ｂ）に示されるように、走査方向に沿って細長いマグネット部１２５が設けられると共に、このマグネット部１２５により走査方向へスライド可能に支持されたキャリッジ部１２６が設けられている。ここで、マグネット部１２５はレールベッド１０６の上端部にそれぞれ固定され、キャリッジ部１２６は、ステーを介してステージフレーム１１０の下端部に連結固定されている。
【００２２】
リニアモータ１２４は、後述する搬送制御部２１４（図５参照）により駆動電流及び駆動パルスが供給されると、マグネット部１２５及びキャリッジ部１２６に内蔵されたコイル（図示省略）がキャリッジ部１２６に電磁気的な駆動力を作用させ、キャリッジ部１２６をステージフレーム１１０と共に走査方向に沿って移動（前進又は後進）させる。またリニアモータ１２４には、リニアエンコーダ１２８（図５参照）が付設されており、このリニアエンコーダ１２８は、キャリッジ部１２６の移動方向に対応する極性のパルス信号を移動量に比例するパルス数だけ搬送制御部２１４へ出力する。
【００２３】
図１（Ｂ）に示されるように、ステージ部材１１４の表面及び裏面は、それぞれ平面状の装着面１３０，１３２とされており、これらの装着面１３０，１３２にはそれぞれ１枚の基板材料１０２（図４参照）が装着可能とされている。装着面１３０，１３２には、基板材料１０２を負圧により吸着するための吸着溝（図示省略）が開口しており、この吸着溝には、装着面１３０，１３２上へ基板材料１０２が載置されると、真空ポンプ等の真空発生装置から負圧が供給される。これにより、装着面１３０，１３２上に載置された基板材料１０２が吸着溝内の負圧の作用により装着面１３０，１３２上に密着状態で固定される。ここで、基板材料１０２の表面部は、感光材料により薄膜状の感光性塗膜が成膜された露光面１０３とされている。この露光面１０３（図４参照）には、レーザー露光装置１００による潜像形成後に、例えば、現像、エッチング等の所定の処理を受けることにより潜像に対応する配線パターンが形成される。
【００２４】
図１（Ａ）に示されるように、支持基台１０４の上面部には、一対のレールベッド１０６間にカメラ台１３４が固定され、カメラ台１３４は走査方向に沿って支持基台１０４の中央付近に配置されている。カメラ台１３４には、第２ロード・アンロード位置側の側面部に複数台（本実施形態では２台）のＣＣＤカメラ１３６，１３８が配置されている。これら２台のＣＣＤカメラ１３６，１３８は、それぞれカメラ台１３４によりステージ部材１１４の下側を向いた一方の装着面１３０，１３２（図１では装着面１３２）に正対するように支持されると共に、カメラ台１３４により幅方向に沿って位置調整可能に支持されている。
【００２５】
ここで、ＣＣＤカメラ１３６，１３８としては、例えば、受光素子が基板材料１０２の幅方向に沿って直線的に配列されているものが用いられる。またＣＣＤカメラ１３６，１３８は、撮像時の光源として１回の発光時間が極めて短いストロボ１４０（図５参照）を内蔵しており、このストロボ１４０の発光時のみ撮像が可能となるように、各ＣＣＤの受光感度が調整されている。
【００２６】
ＣＣＤカメラ１３６，１３８は、その真上の撮像位置をステージ部材１１４が通過する際に、所定のタイミングでストロボ１４０を発光させ、このストロボ１４０からの光の反射光を受光することにより、下方を向いた一方の装着面１３０，１３２に装着された基板材料１０２におけるアライメントマーク１９８を含む撮像範囲をそれぞれ撮像する。ここで、ＣＣＤカメラ１３６，１３８は、基板材料１０２の幅方向に沿ってそれぞれ異なる領域を撮像範囲としており、撮像対象となる基板材料１０２に形成されたアライメントマーク１９８の位置に応じて幅方向に沿って予め位置調整される。
【００２７】
図１（Ｃ）に示されるように、支持基台１０４の上面部には、カメラ台１３４に対して第１ロード・アンロード位置側にガイドレール１０８上に載置されたステージ部材１１４を跨ぐように、下方へ向って開いた略コ字状に形成された支持ゲート１４２が設置されている。この支持ゲート１４２の内側には、ステージ部材１１４が通過可能な開口部が形成されている。この支持ゲート１４２には、第１ロード・アンロード位置側の側面部にレーザースキャナ１４４が連結固定されている。このレーザースキャナ１４４は、外殻部として後述する露光ヘッド２０４等を収容するケーシング１４６を備えており、その真下の露光位置を基板材料１０２が通過する時に、画像情報に基づいて変調された複数本のレーザービームを基板材料１０２（図４参照）の露光面１０３へ照射し、この露光面１０３にプリント配線基板の配線パターンに対応する画像（潜像）を形成する。
【００２８】
図２に示されるように、ステージ部材１１４の一方の支軸部１１６は、その先端部をステージフレーム１１０の外側へ突出しており、この支軸部１１６の先端部にはロータリジョイント１５０が同軸的に連結されている。このロータリジョイント１５０は、支軸部１１６に対して相対的に回転可能に連結されており、その外周面にはホース、パイプ等が連結可能とされた一対のニップル部１５２が設けられている。これら一対のニップル部１５２は、ロータリジョイント１５０内部に設けられた２系統のガス配管にそれぞれ接続されている。
【００２９】
ここで、支軸部１１６は中空パイプ状に形成されており、ロータリジョイント１５０内における２系統のガス配管は、支軸部１１６内を通ってステージ部材１１４内へ延長され、装着面１３０，１３２にそれぞれ設けられた吸着溝に接続され連通している。またロータリジョイント１５０の一対のニップル部１５２には、ホース、パイプ等を介して真空ポンプ等の真空発生装置（図示省略）がそれぞれ接続されている。これにより、装着面１３０，１３２にそれぞれ設けられた吸着溝内には、真空発生装置により負圧が選択的に供給可能とされている。
【００３０】
図２に示されるように、ステージ部材１１４の他方の支軸部１１８も、その先端部をステージフレーム１１０の外側へ突出させており、この支軸部１１８の先端部には、ステージ部材１１４の回転を制御するための回転制御ユニット１５４が同軸的に連結されている。この回転制御ユニット１５４には軸方向外側にカップリング１５６が設けられており、このカップリング１５６には、ステージ部材１１４を回転させるためのトルクを発生するモータユニット１５８が同軸的に連結されている。これにより、ステージ部材１１４には、回転制御ユニット１５４を介してモータユニット１５８が同軸的に連結され、このモータユニット１５８からのトルクがステージ部材１１４へ伝達及び遮断可能とされている。
【００３１】
図２に示されるように、回転制御ユニット１５４には、その軸方向に沿ってステージ部材１１４側から順に、電磁ブレーキ１６０、減速位置センサ１６２、停止位置センサ１６４及び電磁クラッチ１６６が同軸的に設けられ互いに連結されている。電磁ブレーキ１６０は、駆動電圧の印加により作動して支軸部１１８の回転を拘束し、駆動電圧の非印加時には支軸部１１８を解放する。
【００３２】
減速位置センサ１６２及び停止位置センサ１６４には、それぞれ支軸部１１８と一体となって回転する回転板１６８，１６９及び、回転板１６８，１６９の外周部に対向するように支持されたフォトインタラプタ等からなるスリット検出部１７０，１７１が設けられている。ここで、回転板１６８，１６９には、それぞれステージ部材１１４の減速位置及び反転位置に対応する一対のスリット部が形成されており、スリット検出部１７０，１７１は、それぞれ回転板１６８，１６９のスリットを検出して検出信号を出力する。また電磁クラッチ１６６は、駆動電圧の印加によりオン状態となってモータユニット１５８と回転制御ユニット１５４をトルク伝達可能に連結し、また駆動電圧の非印加時にはオフ状態となって回転制御ユニット１５４をモータユニット１５８から切り離す。
【００３３】
図２に示されるように、モータユニット１５８は、駆動モータ１７４及び、この駆動モータ１７４の出力軸に連結された減速器１７６を備えている。駆動モータ１７４は回転速度が低速及び高速に切換可能とされており、この駆動モータ１７４からの回転は、減速器１７６により所定の減速比で減速されて回転制御ユニット１５４の電磁クラッチ１６６へ伝達される。
【００３４】
図２に示されるように、レーザー露光装置１００には、ステージフレーム１１０における幅方向（矢印Ｗ方向）外側の梁状部分にステージ部材１１４の位置決め機構１７８が設けられている。位置決め機構１７８は、ステージ部材１１４の側面における走査方向中央部に対向するように配置されている。一方、ステージ部材１１４には、幅方向に沿って両側の側面部にそれぞれプレート状に形成された一対の受け部材１８０が固定されている。受け部材１８０は、ステージ部材１１４の幅方向両端部にそれぞれ複数のねじにより締結固定されている。一対の受け部材１８０は、支軸部１１６，１１８の軸心Ｒを挟んで互いに対称的な位置関係となると共に、それぞれが走査方向に沿って反転位置決め機構１７８の軸心Ｐ（図３参照）の位置と一致するように配置されている。
【００３５】
図３（Ａ）に示されるように、位置決め機構１７８には、丸棒状のロッド部１８３を伸縮可能に支持したエアシリンダ１８２が設けられており、このエアシリンダ１８２のロッド部１８３には、その先端部に位置決めピン１８４が同軸的に連結されている。またロッド部１８３は、ステージフレーム１１０に複数のねじにより締結固定された肉厚円筒状のガイドブッシュ１８６内に挿入されており、このガイドブッシュ１８６により幅方向に沿って摺動可能に支持されている。ここで、ガイドブッシュ１８６としては、その内周面とロッド部１８３の外周面との間のクリアランスがゼロとなるようなものが選択されている。
【００３６】
図３（Ｂ）に示されるように、位置決めピン１８４は、その先端部に先端へ向って外径が縮小する略円錐台状に形成された嵌合部１８５が設けられている。一方、受け部材１８０には、その面央部に嵌合部１８５に対応する形状を有する嵌合穴１８１が形成されており、この嵌合穴１８１は、入口部から奥部へ向って内径が縮小するテーパ状に形成されており、その内周面の形状が嵌合部１８５の外周面の形状と略一致するものになっている。これにより、嵌合部１８５と嵌合穴１８１が互いに同軸的な位置にある状態で、嵌合部１８５が嵌合穴１８１内に挿入され加圧されると、嵌合部１８５の外周面と嵌合穴１８１の内周面との間には隙間が生じず、また嵌合部１８５と嵌合穴１８１が非同軸的な位置にある状態で、嵌合部１８５が嵌合穴１８１内に挿入され加圧されると、嵌合部１８５の外周面からの加圧力が嵌合穴１８１側には同軸的な位置へ駆動するように調心力として作用し、この調心力により受け部材１８０が嵌合部１８５と同軸的になるように、ステージ部材１１４と共に回転方向へ位置調整される。
【００３７】
図３（Ａ）に示されるように、エアシリンダ１８２の軸方向外側には、ロッド部１８３の位置を検出するための位置決め完了センサ１８８が配置されており、この位置決め完了センサ１８８は、嵌合部１８５を嵌合穴１８１内へ完全に挿入する嵌合位置までロッド部１８３が伸長すると、これを検出して位置決め完了信号を出力する。
【００３８】
エアシリンダ１８２には、エアー配管１９０の一端部が接続されており、このエアー配管１９０の他端部は、高圧エアーを貯えたタンク等のエアー供給源（図示省略）に接続されている。エアー配管１９０のエアシリンダ１８２とエアー供給源との間には電磁バルブ１９２が配置されており、この電磁バルブ１９２は駆動電圧の印加時に開放し、エアー供給源をエアシリンダ１８２に連通させる。これにより、エアシリンダ１８２は、エアー配管を通して高圧エアーが供給されると、ロッド部１８３を伸長させて嵌合部１８５を嵌合位置まで移動させる。またエアシリンダ１８２は、エアー配管からの高圧エアーの供給が停止すると、ロッド部１８３を縮長させて嵌合位置にある嵌合部１８５をステージ部材１１４から離間させる待機位置へ移動させる。
【００３９】
レーザー露光装置１００には、第１ロード・アンロード位置に移動したステージ部材１１４及び第２ロード・アンロード位置に移動したステージ部材１１４に対して基板材料１０２を着脱するための２台の搬入・搬出リフタ１９４，１９６（図５参照）が設けられている。搬入・搬出リフタ１９４，１９６は、搬入テーブル（図示省略）上から１枚の基板材料１０２を持ち上げ、この基板材料１０２を第１及び第２ロード・アンロード位置に移動してきたステージ部材１１４の上側を向いた装着面１３０，１３２上に載置し、あるいは上側を向いた装着面１３０，１３２上から１枚の基板材料１０２を持ち上げ、この基板材料１０２を搬出テーブル（図示省略）上へ載置する。この搬入・搬出リフタ１９４，１９６は、基板材料１０２をその面中心が装着面１３０の面中心と一致するように、装着面１３０上における装着位置に載置する。
【００４０】
図４に示されるように、基板材料１０２には、その露光面１０３に予め配線パターンに対応する潜像が形成される複数の描画領域２００が設定されると共に、これら複数の描画領域２００にそれぞれ対応する複数組のアライメントマーク１９８が形成されている。この基板材料１０２には、１枚の基板材料１０２から、２枚の比較的大面積のプリント配線基板を製造する場合の描画領域２００及びアライメントマーク１９８の配置が示されている。基板材料１０２では、１枚のプリント配線基板にそれぞれ１対１で対応する描画領域２００が幅方向に沿って１行、走査方向に沿って２列設定されており、描画領域２００の各コーナ部の外側に所定の間隔を空けてアライメントマーク１９８が形成されると共に、描画領域２００の走査方向に沿った辺部中心点の外側に所定の間隔を空けてアライメントマーク１９８が形成されている。
【００４１】
ここで、基板材料１０２の描画領域２００は、描画領域２００の辺部の外側に形成されたアライメントマーク１９８の位置を基準とし、走査方向に沿って２個の小領域２００Ａ，２００Ｂに区画されている。なお、本実施形態のアライメントマーク１９８は、基板材料１０２の露光面１０３に円形の貫通穴又は凹部を設けることにより形成されているが、露光面１０３に予め形成された金属製のランド等をアライメントマークとしても良い。
【００４２】
次に、本実施形態に係るレーザー露光装置１００に用いられるレーザースキャナ１４４について詳細に説明する。レーザースキャナ１４４は、図８及び図９（Ｂ）に示されるように、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２０４を備えている。この例では、基板材料１０２の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド２０４を配置した。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２０４ｍｎと表記する。
【００４３】
露光ヘッド２０４による露光エリア２０６は、走査方向（矢印Ｓ方向）を短辺とする矩形状とされている。これにより、ステージ部材１１４がステージ移動方向に沿って前進（矢印Ｍ１方向へ移動）し、基板材料１０２が相対的に走査方向へ移動するに従って、基板材料１０２には露光ヘッド２０４毎に帯状の露光済み領域２０８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２０６ｍｎと表記する。
【００４４】
また、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、帯状の露光済み領域２０８が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、本実施形態では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２０６１１と露光エリア２０６１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア２０６２１と３行目の露光エリア２０６３１とにより露光することができる。
露光ヘッド２０４１１〜２０４ｍｎ各々は、図１０、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、入射された光ビームを画像情報に応じて各画素毎に変調する空間変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。
【００４５】
レーザースキャナ１４４を駆動制御するスキャナ制御部２１２（図５参照）には、画像情報処理部とミラー駆動制御部とが組み込まれており、画像情報処理部では、コントローラ２１０から入力された画像情報に基づいて、各露光ヘッド２０４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。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、画像情報処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド２０４毎にＤＭＤ５０の各マイクロミラーの角度を制御する。なお、反射面の角度の制御に付いては後述する。
【００４６】
図１０及び図１１示されるように、ＤＭＤ５０の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア２０６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ー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ー光を補正してＤＭＤ５０上に集光させるレンズ系６７、レンズ系６７を透過したレーザー光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９が順に配置されている。
【００４７】
レンズ系６７は、例えば、図１１に示されるように、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザー光を平行光化する１対の組合せレンズ７１、平行光化されたレーザー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ー光をＤＭＤ５０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、レーザー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ー光を補正する。
【００４８】
また、ＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザー光を基板材料１０２の露光面１０３上に結像する結像レンズ系５４、５８が配置されている。結像レンズ系５４及び５８は、ＤＭＤ５０と露光面１０３とが共役な関係となるように配置されている。
【００４９】
ＤＭＤ５０は、図１２に示されるように、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、６００個×８００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。
【００５０】
ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号が書き込まれると、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１３（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１３（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１３に示される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。
【００５１】
なお、図１２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、コントローラ２１０からの指令を受けてスキャナ制御部２１２により行われる。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。
【００５２】
また、ＤＭＤ５０は、短辺が走査方向と所定角度θ（例えば、１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図１４（Ａ）はＤＭＤ５０を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）５３の走査軌跡を示し、図１４（Ｂ）はＤＭＤ５０を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。
【００５３】
ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば、８００個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば、６００組）配列されているが、図１４（Ｂ）に示されるように、ＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ２が、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ１より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ５０の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ５０を傾斜させた場合の走査幅Ｗ２と、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査幅Ｗ１とは略同一とみなせる。
【００５４】
また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上に略が重ねて露光されることになる。このように、重ねて露光されることで、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、主走査方向に配列された複数の露光ヘッド間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。
【００５５】
なお、ＤＭＤ５０を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。
【００５６】
ファイバアレイ光源６６は、図１５（Ａ）に示されるように、複数（例えば、６個）のレーザーモジュール６４を備えており、各レーザーモジュール６４には、マルチモード光ファイバ３０の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ３０の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ３０と同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバ３０より小さい光ファイバ３１が結合され、図１５（Ｃ）に示されるように、光ファイバ３１の出射端部（発光点）が走査方向と直交する主走査方向に沿って１列に配列されてレーザー出射部６８が構成されている。なお、図１５（Ｄ）に示されるように、発光点を主走査方向に沿って２列に配列することもできる。
【００５７】
光ファイバ３１の出射端部は、図１０に示されるように、表面が平坦な２枚の支持板６５に挟み込まれて固定されている。また、図１５（Ｂ）に示されるように、光ファイバ３１の光出射側には、光ファイバ３１の端面を保護するために、ガラス等の透明な保護板６３が配置されている。保護板６３は、光ファイバ３１の端面と密着させて配置してもよく、光ファイバ３１の端面が密封されるように配置してもよい。光ファイバ３１の出射端部は、光密度が高く集塵し易く劣化し易いが、保護板６３を配置することにより端面への塵埃の付着を防止することができると共に劣化を遅らせることができる。
【００５８】
本実施形態では、クラッド径が小さい光ファイバ３１の出射端を隙間無く１列に配列するために、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ３０の間にマルチモード光ファイバ３０を積み重ね、積み重ねられたマルチモード光ファイバ３０に結合された光ファイバ３１の出射端が、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ３０に結合された２本の光ファイバ３１の出射端間に挟まれるように配列されている。
【００５９】
このような光ファイバは、例えば、図１６に示されるように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ３０のレーザー光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍのクラッド径が小さい光ファイバ３１を同軸的に結合することにより得ることができる。２本の光ファイバは、光ファイバ３１の入射端面が、マルチモード光ファイバ３０の出射端面に、両光ファイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。上述した通り、光ファイバ３１のコア３１ａの径は、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの径と同じ大きさである。
【００６０】
また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径が小さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールや光コネクタ等を介してマルチモード光ファイバ３０の出射端に結合してもよい。コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径が小さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイバ３１を、マルチモード光ファイバ３０の出射端部と称する場合がある。
【００６１】
マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本実施形態では、マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ３０は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝２５μｍ、ＮＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ３１は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝２５μｍ、ＮＡ＝０．２である。
【００６２】
レーザーモジュール６４は、図１７に示される合波レーザー光源（ファイバ光源）によって構成されている。この合波レーザー光源は、ヒートブロック１０上に配列固定された複数（例えば、７個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのＵＶ系半導体レーザーＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，及びＬＤ７と、ＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズ１１，１２，１３，１４，１５，１６，及び１７と、１つの集光レンズ２０と、１本のマルチモード光ファイバ３０とから構成されている。ＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長及び最大出力が総て同じである。なお、半導体レーザーの個数は７個には限定されない。
【００６３】
上記の合波レーザー光源は、図１８及び図１９に示されるように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ４０内に収納されている。パッケージ４０は、開口を閉じるよう作製されたパッケージ蓋４１を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ４０の開口をパッケージ蓋４１で閉じることにより、パッケージ４０とパッケージ蓋４１とにより形成される密閉空間内に上記合波レーザー光源が気密封止されている。
【００６４】
パッケージ４０の底面にはベース板４２が固定されており、このベース板４２の上面には、前記ヒートブロック１０と、集光レンズ２０を保持する集光レンズホルダー４５と、マルチモード光ファイバ３０の入射端部を保持するファイバホルダー４６とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ３０の出射端部は、パッケージ４０の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。
【００６５】
また、ヒートブロック１０の側面にはコリメータレンズホルダー４４が取り付けられており、コリメータレンズ１１〜１７が保持されている。パッケージ４０の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線４７がパッケージ外に引き出されている。
【００６６】
なお、図１９においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＵＶ系半導体レーザーのうちＵＶ系半導体レーザーＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ１７にのみ番号を付している。
【００６７】
図２０は、上記コリメータレンズ１１〜１７の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ１１〜１７の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ１１〜１７は、長さ方向がＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図２０の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。
【００６８】
一方、ＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば１０°、３０°の状態で各々レーザービームＢ１〜Ｂ７を発するレーザーが用いられている。これらＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。
【００６９】
従って、各発光点から発せられたレーザービームＢ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ１１〜１７に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ１１〜１７の幅が１．１ｍｍ、長さが４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザービームＢ１〜Ｂ７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメータレンズ１１〜１７の各々は、焦点距離ｆ１＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。
【００７０】
集光レンズ２０は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ１１〜１７の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ２０は、焦点距離ｆ２＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２である。この集光レンズ２０も、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。
【００７１】
次に、レーザー露光装置１００における制御系の構成について説明する。図５に示されるように、レーザー露光装置１００は、装置全体を制御するためのコントローラ２１０を備えており、このコントローラ２１０には、搬送制御部２１４、画像処理部２１６、スキャナ制御部２１２及び反転制御部２１８がそれぞれ接続されている。
【００７２】
ここで、搬送制御部２１４は、レールベッド１０６上に配設されたリニアモータ１２４及びリニアエンコーダ１２８に接続され、ステージ部材１１４の移動時にリニアモータ１２４へ駆動電流及び駆動パルス信号を出力する。このとき、搬送制御部２１４は、リニアエンコーダ１２８からのパルス信号に基づいてリニアモータ１２４をフィードバック制御する。画像処理部２１６は、ＣＣＤカメラ１３６，１３８からの画像信号を処理し、各ＣＣＤカメラ１３６，１３８により撮像されたアライメントマーク１９８の位置に対応する位置情報をコントローラ２１０へ出力する。またスキャナ制御部２１２は、コントローラ２１０からのスキャナ駆動信号及び、配線パターンに対応する画像信号に基づいてレーザースキャナ１４４を制御する。
【００７３】
反転制御部２１８には、モータユニット１５８における駆動モータ１７４が接続されると共に、回転制御ユニット１５４における電磁ブレーキ１６０、減速位置センサ１６２、停止位置センサ１６４及び電磁クラッチ１６６がそれぞれ接続されている。更に、反転制御部２１８には、位置決め機構１７８における位置決め完了センサ１８８及びエアー配管１９０に配置された電磁バルブ１９２が接続されている。反転制御部２１８は、ステージ部材１１４の反転時にコントローラ２１０からの制御信号を受け、この制御信号及びセンサ１６２，１６４，１８８からの検出信号に従って電磁ブレーキ１６０、電磁クラッチ１６６及び電磁バルブ１９２の作動をそれぞれ制御する。
【００７４】
［レーザー露光装置の動作］
次に、上記のように構成された本実施形態に係るレーザー露光装置１００の動作について説明する。
【００７５】
先ず、レーザースキャナ１４４によるレーザ発光について説明する。レーザースキャナ１４４の各露光ヘッド２０４において、図１７及び図１８に示されるように、ファイバアレイ光源６６の合波レーザー光源を構成するＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の各々から発散光状態で出射したレーザービームＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，及びＢ７の各々は、対応するコリメータレンズ１１〜１７によって平行光化される。平行光化されたレーザービームＢ１〜Ｂ７は、集光レンズ２０によって集光され、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの入射端面に収束する。
【００７６】
本実施形態のレーザー露光装置１００では、コリメータレンズ１１〜１７及び集光レンズ２０によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバ３０とによって合波光学系が構成されている。即ち、集光レンズ２０によって上述のように集光されたレーザービームＢ１〜Ｂ７が、このマルチモード光ファイバ３０のコア３０ａに入射して光ファイバ内を伝搬し、１本のレーザービームＢに合波されてマルチモード光ファイバ３０の出射端部に結合された光ファイバ３１から出射する。
【００７７】
各レーザーモジュールにおいて、レーザービームＢ１〜Ｂ７のマルチモード光ファイバ３０への結合効率が０．８５で、ＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が３０ｍＷの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ３１の各々について、出力１８０ｍＷ（＝３０ｍＷ×０．８５×７）の合波レーザービームＢを得ることができる。従って、６本の光ファイバ３１がアレイ状に配列されたレーザー出射部６８での出力は約１Ｗ（＝１８０ｍＷ×６）である。
【００７８】
ファイバアレイ光源６６のレーザー出射部６８には、高輝度の発光点が主走査方向に沿って一列に配列されている。単一の半導体レーザーからのレーザー光を１本の光ファイバに結合させる従来のファイバ光源は低出力であるため、多数列配列しなければ所望の出力を得ることができなかったが、本実施形態で使用する合波レーザー光源は高出力であるため、少数列、例えば１列でも所望の出力を得ることができる。
【００７９】
配線パターンに応じた画像情報がコントローラ２１０に入力されると、コントローラ２１０内のフレームメモリに一旦記憶される。この画像情報は、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。スキャナ制御部２１２は、フレームメモリに記憶された画像情報を読み出し、この画像情報に基づいてレーザースキャナ１４４を制御する。
【００８０】
次に、レーザー露光装置１００におけるステージ部材１１４の反転動作について説明する。レーザー露光装置１００は、その構造上、ステージ部材１１４が走査方向における第１ロード・アンロード位置及び第２ロード・アンロード位置（以下、第１ロード・アンロード位置と第２ロード・アンロード位置とを区別する必要がない場合には、単に「ロード・アンロード位置」という。）の何れかに停止している時にのみ支軸部１１６，１１８を中心として回転可能になる。レーザー露光装置１００では、ロード・アンロード位置にあるステージ部材１１４が一方の装着面１３０を上方へ向ける第１反転位置及び他方の装着面１３２を上方へ向ける第２反転位置の何れかに位置決めされる。
【００８１】
レーザー露光装置１００では、ステージ部材１１４が第１反転位置にあるときには、ステージ部材１１４の移動時に第１ロード・アンロード位置と第２ロード・アンロード位置との中央位置付近で、レーザースキャナ１４４が装着面１３０に装着された基板材料１０２へ正対し、かつＣＣＤカメラ１３６，１３８が装着面１３２に装着された基板材料１０２に正対する。またレーザー露光装置１００では、ステージ部材１１４が第２反転位置にあるときには、ステージ部材１１４の移動時に第１ロード・アンロード位置と第２ロード・アンロード位置との中央位置付近で、レーザースキャナ１４４が装着面１３２に装着された基板材料１０２へ正対し、かつＣＣＤカメラ１３６，１３８が装着面１３０に装着された基板材料１０２に正対する。
【００８２】
反転制御部２１８は、ステージ部材１１４が第１反転位置又は第２反転位置に停止しているときに、回転制御ユニット１５４を停止状態に制御すると共に、位置決め機構１７８をロック状態に制御し、この停止状態及びロック状態を維持する。回転制御ユニット１５４は、停止状態に制御されると電磁ブレーキ１６０を作動させてステージ部材１１４の回転を拘束すると共に、電磁クラッチ１６６をオフ状態としてステージ部材１１４を駆動モータ１７４から切り離す。また位置決め機構１７８は、ロック状態に制御されると電磁バルブ１９２が開放され、エアシリンダ１８２により位置決めピン１８４が嵌合位置に保持される。このとき、位置決め完了センサ１８８は、ロッド部１８３が嵌合位置にあることを検出して検出信号を反転制御部２１８へ継続的に出力する。
【００８３】
次に、反転制御部２１８によるステージ部材１１４を反転させる際の制御動作について説明する。コントローラ２１０は、ステージ部材１１４が一方のロード・アンロード位置から他方のロード・アンロード位置に達して停止すると、反転制御部２１８に対して反転開始信号を出力する。この反転開始信号を受けた、反転制御部２１８は、回転制御ユニット１５４の電磁ブレーキ１６０をオフしてステージ部材１１４を回転可能とすると同時に、位置決め機構１７８の電磁バルブ１９２を閉鎖し、エアシリンダ１８２により位置決めピン１８４を嵌合位置から離間位置へ復帰させる。これに同期して、位置決め完了センサ１８８はオフして反転制御部２１８への検出信号の出力を停止する。
【００８４】
反転制御部２１８は、位置決め完了センサ１８８からの検出信号の停止に同期し、電磁クラッチ１６６をオンして駆動モータ１７４をステージ部材１１４に接続する。これにより、駆動モータ１７４からステージ部材１１４へのトルク伝達が可能になる。電磁クラッチ１６６のオン完了後、反転制御部２１８は、駆動モータ１７４に駆動電流を供給すると共に、その回転を高速に制御するために速度制御信号として高速信号を駆動モータ１７４へ出力する。これにより、駆動モータ１７４は、電磁クラッチ１６６を介してステージ部材１１４にトルクを伝達し、支軸部１１６，１１８を中心としてステージ部材１１４を高速で回転開始させる。
【００８５】
反転制御部２１８は、減速位置センサ１６２がオンするまで高速信号の出力を継続し、ステージ部材１１４が所定の減速位置に達して減速位置センサ１６２がオンすると、これに同期して速度制御信号を高速信号から低速信号に切り換える。これにより、駆動モータ１７４はステージ部材１１４の回転速度を減速しステージ部材１１４を低速で回転させる。ステージ部材１１４が減速位置から所定角度だけ回転し、ステージ部材１１４が第１反転位置又は第２反転位置に達すると、停止位置センサ１６４がオンして検出信号を反転制御部２１８へ出力する。これに同期して、反転制御部２１８は、駆動モータ１７４への駆動電流の供給を停止すると同時に、電磁ブレーキ１６０を作動させてステージ部材１１４の回転を強制的に停止させる。これにより、ステージ部材１１４が第１反転位置又は第２反転位置に精度良く停止する。
【００８６】
ステージ部材１１４の回転停止後、反転制御部２１８は、電磁クラッチ１６６をオフしてステージ部材１１４を駆動モータ１７４から切り離すと同時に、電磁ブレーキ１６０をオフしてステージ部材１１４を自由にすると共に、位置決め機構１７８の電磁バルブ１９２を開放し、エアシリンダ１８２によりロッド部１８３を伸長させる。これにより、位置決めピン１８４の嵌合部１８５がステージ部材１１４に固定された受け部材１８０の嵌合穴１８１内へ挿入され、エアシリンダ１８２からの駆動力により嵌合部１８５が嵌合穴１８１内の嵌合位置へ押し込まれ、ステージ部材１１４が第１反転位置又は第２反転位置の何れかに位置決めされ、その反転位置に拘束される。また、このステージ部材１１４の位置決めの完了と同時に、位置決め完了センサ１８８がオンして検出信号を反転制御部２１８へ出力する。この検出信号を受けた反転制御部２１８は、ステージ部材１１４が反転開始前とは異なる反転位置に反転されたことを判断し、これにより、電磁ブレーキ１６０をオンしてステージ部材１１４を固定し、反転完了信号をコントローラ２１０へ出力する。
【００８７】
次に、レーザー露光装置１００における基板材料１０２に対する読取動作及び露光動作について説明する。基板材料１０２の読取動作及び露光動作については、図６に示される装置の露光開始時における動作と、図７に示される装置の定常露光時の動作と、装置の露光終了時の動作とに分けることができる。
【００８８】
先ず、図６を参照して装置の露光開始時における基板材料１０２に対する読取動作及び露光動作について説明する。
【００８９】
装置の露光開始時には、図６（Ａ）に示されるように、ステージ部材１１４が走査方向では第１ロード・アンロード位置にあり、かつ回転方向では装着面１３０が上方を向いた第１反転位置にあるとする。この状態で、コントローラ２１０は、搬入・搬出リフタ１９６により装着面１３０へ１枚の基板材料１０２を装着した後、ステージ部材１１４を第１反転位置から第２反転位置へ回転させ、搬入・搬出リフタ１９６により装着面１３２にも１枚の基板材料１０２を装着する。これらの基板材料１０２は、それぞれ装着面１３０，１３２に負圧の作用により吸着保持される。
【００９０】
コントローラ２１０は、図６（Ｂ）に示されるように、リニアモータ１２４によりステージ部材１１４を第２ロード・アンロード位置から第１ロード・アンロード位置へ移動開始させ、リニアエンコーダ１２８からのパルス信号に基づいてリニアモータ１２４の駆動速度をフィードバック制御してステージ部材１１４を所定の走査速度で移動させる。
【００９１】
コントローラ２１０は、走査方向に沿ったステージ部材１１４の移動時に、リニアエンコーダ１２８からのパルス信号によりステージ部材１１４の位置を判断すると共に、予め入力された画像情報に基づいて基板材料１０２における各アライメントマーク１９８の位置を判断する。このとき、コントローラ２１０は、基板材料１０２が装着面１３０，１３２上に装着位置に位置誤差なく装着されていると仮定し、装着面１３０，１３２上における基板材料１０２の位置を判断する。
【００９２】
コントローラ２１０は、装着面１３０に装着された基板材料１０２のアライメントマーク１９８がＣＣＤカメラ１３６，１３８の撮像位置に達すると、ストロボ１４０を発光させると共に、ＣＣＤカメラ１３６，１３８によりアライメントマーク１９８を含む撮像領域を撮像させる。このとき、ＣＣＤカメラ１３６，１３８により得られた撮像情報は画像処理部２１６へ出力される。画像処理部２１６は、撮像情報をアライメントマーク１９８の走査方向及び幅方向に沿った位置に対応する位置情報に変換し、この位置情報をコントローラ２１０へ出力する。
【００９３】
コントローラ２１０は、画像処理部２１６からのアライメントマーク１９８の位置情報に基づき、１個の描画領域２００に対応して設けられた複数個のアライメントマーク１９８の位置をそれぞれ判断し、これらのアライメントマーク１９８の位置から描画領域２００の走査方向及び幅方向に沿った位置及び描画領域２００の走査方向に対する傾き量をそれぞれ判断する。
【００９４】
この後、コントローラ２１０は、図６（Ｃ）に示されるように、ステージ部材１１４が第１ロード・アンロード位置に達すると、直ちに、ステージ部材１１４を第２反転位置から第１反転位置へ回転させる。これにより、アライメントマーク１９８の読取が完了した基板材料１０２が装着面１３０と共に上方を向き、かつアライメントマーク１９８の読取が完了していない基板材料１０２が装着面１３２と共に下方を向いた状態となる。これにより、露光開始時における基板材料１０２に対する読取動作及び露光動作が完了する。
【００９５】
上記のステージ部材１１４の反転動作と併行して、コントローラ２１０は、基板材料１０２における描画領域２００の幅方向に沿った位置及び走査方向に対する傾き量に基づいて配線パターンに対応する画像情報に対する変換処理を実行し、変換処理した画像情報をフレームメモリ内に格納する。
【００９６】
ここで、変換処理の内容としては、座標原点を中心として画像情報を回転させる座標変換処理、幅方向に対応する座標軸に沿って画像情報を平行移動させる座標変換処理が含まれる。更に必要に応じて、コントローラ２１０は、描画領域２００の幅方向及び走査方向に沿った伸長量及び縮長量に対応させて画像情報を伸長又は縮長させる歪み補正処理を実行する。
【００９７】
また、図４に示されるように、基板材料１０２における描画領域２００がアライメントマーク１９８により走査方向に沿って複数の小領域２００Ａ，２００Ｂに更に分割されている場合には、コントローラ２１０は、各小領域２００Ａ，２００Ｂ毎に位置及び傾きを判断し、それぞれの小領域２００Ａ，２００Ｂに対応する画像情報毎に上記の変換処理を実行するようにしても良い。
【００９８】
次に、図７を参照して装置の定常露光時の動作について説明する。コントローラ２１０は、図７（Ａ）に示されるように、ステージ部材１１４を第１反転位置に回転させた後、リニアモータ１２４によりステージ部材１１４を第１ロード・アンロード位置から第２ロード・アンロード位置側へ移動開始させる。このとき、コントローラ２１０は、リニアエンコーダ１２８からのパルス信号によりステージ部材１１４の位置及び速度を判断すると共に、ステージ部材１１４の移動速度が所定の走査速度となるようにリニアモータ１２４をフィードバック制御する。
【００９９】
ステージ部材１１４の第１ロード・アンロード位置側への移動開始後、コントローラ２１０は、装着面１３０に装着された基板材料１０２における描画領域２００先端がレーザースキャナ１４４の露光位置に達するタイミングに同期し、露光開始信号をスキャナ制御部２１２へ出力する。これにより、スキャナ制御部２１２は、フレームメモリに記憶された画像情報を複数ライン分ずつ順次読み出し、データ処理部により読み出した画像情報に基づいて各露光ヘッド２０４毎に制御信号を生成すると共に、ミラー駆動制御部により生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド２０４毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御する。
【０１００】
ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザー光が照射されると、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ー光は、レンズ系５４、５８により基板材料１０２の被露光面５６上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザー光が画素毎にオンオフされて、基板材料１０２の描画領域２００がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア２０６）で露光される。また、基板材料１０２がステージ部材１１４と共に一定の走査速度で移動されることにより、基板材料１０２がレーザースキャナ１４４によりステージ移動方向と反対の方向に走査され、各露光ヘッド２０４毎に帯状の露光済み領域２０８（図８及び図９参照）が形成される。
【０１０１】
図２１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、本実施形態では、ＤＭＤ５０には、主走査方向にマイクロミラーが８００個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に６００組配列されているが、本実施形態では、コントローラにより一部のマイクロミラー列（例えば、８００個×１００列）だけが駆動されるように制御する。
【０１０２】
図２１（Ａ）に示されるように、ＤＭＤ５０の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図２１（Ｂ）に示されるように、ＤＭＤ５０の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。
【０１０３】
ＤＭＤ５０のデータ処理速度には限界があり、使用する画素数に比例して１ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで１ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の画素を全部使用する必要はない。
【０１０４】
例えば、６００組のマイクロミラー列の内、３００組だけ使用する場合には、６００組全部使用する場合と比較すると１ライン当り２倍速く変調することができる。また、６００組のマイクロミラー列の内、２００組だけ使用する場合には、６００組全部使用する場合と比較すると１ライン当り３倍速く変調することができる。即ち、副走査方向に５００ｍｍの領域を１７秒で露光できる。更に、１００組だけ使用する場合には、１ライン当り６倍速く変調することができる。即ち、副走査方向に５００ｍｍの領域を９秒で露光できる。
【０１０５】
使用するマイクロミラー列の数、即ち、副走査方向に配列されたマイクロミラーの個数は、１０以上で且つ２００以下が好ましく、１０以上で且つ１００以下がより好ましい。１画素に相当するマイクロミラー１個当りの面積は１５μｍ×１５μｍであるから、ＤＭＤ５０の使用領域に換算すると、１２ｍｍ×１５０μｍ以上で且つ１２ｍｍ×３ｍｍ以下の領域が好ましく、１２ｍｍ×１５０μｍ以上で且つ１２ｍｍ×１．５ｍｍ以下の領域がより好ましい。
【０１０６】
上記の露光動作に併行して、コントローラ２１０は、下方を向いた装着面１３２に装着された基板材料１０２のアライメントマーク１９８がＣＣＤカメラ１３６，１３８の撮像位置に達すると、ストロボ１４０を発光させると共にＣＣＤカメラ１３６，１３８によりアライメントマーク１９８を含む撮像領域を撮像させる。このときも、ＣＣＤカメラ１３６，１３８により得られた撮像情報は画像処理部２１６へ出力される。画像処理部２１６は、撮像情報をアライメントマーク１９８の走査方向及び幅方向に沿った位置に対応する位置情報に変換し、この位置情報をコントローラ２１０へ出力する。これにより、コントローラ２１０は、装着面１３２に装着された描画領域２００の位置、傾き量等をそれぞれ判断する。
【０１０７】
この後、コントローラ２１０は、図７（Ｂ）に示されるように、ステージ部材１１４が第２ロード・アンロード位置に達すると、搬入・搬出リフタ１９６により装着面１３０に装着された露光済みの基板材料１０２を搬出テーブル上へ搬出した後、搬入テーブル上に用意された新しい基板材料１０２を装着面１３０に装着する。このとき、装着面１３０の吸着溝に対しては、搬入・搬出リフタ１９４の搬出動作に連動して負圧の供給が停止し、搬入・搬出リフタの基板材料１０２の装着動作に連動して負圧が供給される。
【０１０８】
装着面１３０へ基板材料１０２が装着されると、図７（Ｃ）に示されるように、コントローラ２１０は、ステージ部材１１４を第１反転位置から第２反転位置へ回転させた後、ステージ部材１１４を第２ロード・アンロード位置から第１ロード・アンロード位置へ移動させる。この第２ロード・アンロード位置から第１ロード・アンロード位置への移動途中に、ＣＣＤカメラ１３６，１３８により装着面１３０に装着された基板材料１０２のアライメントマーク１９８が読み取られ、これに併行しレーザースキャナ１４４により装着面１３２に装着された基板材料１０２の描画領域２００に対する露光が行われる。
【０１０９】
ステージ部材１１４が第１ロード・アンロード位置に達すると、図７（Ｄ）に示されるように、コントローラ２１０は、搬入・搬出リフタ１９４により装着面１３２に装着された基板材料１０２を搬出テーブル上へ搬出した後、搬入テーブル上に用意された新しい基板材料１０２を装着面１３２へ装着する。この装着面１３０への基板材料１０２の装着が完了すると、コントローラ２１０は、ステージ部材１１４を第２反転位置から第１反転位置へ回転させた後、ステージ部材１１４を第１ロード・アンロード位置から第２ロード・アンロード位置側へ移動させる。このときも、レーザースキャナ１４４により装着面１３０に装着された基板材料１０２の描画領域２００に対する露光が行われ、これに併行して、ＣＣＤカメラ１３６，１３８により装着面１３２に装着された基板材料１０２のアライメントマーク１９８の読み取りが行われる。
【０１１０】
この後、コントローラ２１０は、画像を形成すべき全ての基板材料１０２の露光が完了するまで、上記した一連の動作が繰り返されるように装置を制御する。但し、最後の１枚の基板材料１０２に対するレーザースキャナ１４４による露光時には、この基板材料１０２が装着された装着面１３０，１３２とは反対側の装着面１３０，１３２には基板材料１０２が装着されておらず、露光動作と併行して、ＣＣＤカメラ１３６，１３８による基板材料１０２のアライメントマーク１９８の読み取りは行われない。この最後の１枚の基板材料１０２は、ステージ部材１１４が第１及び第２ロード・アンロード位置に達した後、搬入・搬出リフタ１９４，１９６によりステージ部材１１４上から搬出テーブル上へ搬出され、これにより、レーザー露光装置１００による基板材料１０２に対する露光動作が完了することになる。
【０１１１】
以上説明した本実施形態のレーザー露光装置１００では、ステージ部材１１４における一方の装着面１３０，１３２に対向するように支持されたＣＣＤカメラ１３６，１３８が、ステージ部材１１４の走査方向への移動時に、ステージ部材１１４の一方の装着面１３０，１３２に装着された基板材料１０２からアライメントマーク１９８を読み取ると共に、ステージ部材１１４の他方の装着面１３０，１３２に対向するように支持されたレーザースキャナ１４４が、ステージ部材の走査方向への移動時に、ステージ部材１１４の他方の装着面１３０，１３２に装着された基板材料における描画領域２００を画像情報に基づき変調されたレーザビームにより露光して描画領域２００に画像を形成することにより、一方の装着面１３０，１３２にアライメントマーク１９８が読み取られていない基板材料１０２を装着すると共に、他方の装着面１３０，１３２にアライメントマーク１９８の読取が完了した基板材料１０２を装着しておけば、ステージ部材１１４を走査方向へ移動させつつ、ＣＣＤカメラ１３６，１３８により一方の装着面１３０，１３２に装着された基板材料１０２からアライメントマーク１９８を読み取り、これと併行して、レーザースキャナ１４４により他方の装着面１３０，１３２に装着された基板材料１０２の描画領域２００を画像情報に基づいて変調されたレーザビームにより露光して描画領域２００に画像を形成できるので、一方の基板材料１０２からアライメントマーク１９８を読み取る読取処理の一部又は全部を、他方の基板材料１０２の描画領域２００を露光して画像を形成する露光処理の実行中に実行できる。
【０１１２】
この結果、本実施形態に係るレーザー露光装置１００によれば、複数枚の基板材料１０２に対して連続的に読取処理及び露光処理を行う場合には、１枚の基板材料１０２のに対するアライメントマーク１９８の読取処理の完了後に、続けて、この基板材料１０２の描画領域２００に対する露光処理を実行する場合と比較し、基板材料１０２をステージ部材１１４に装着してから、その基板材料１０２に対する露光が完了するまでの全体の処理時間を、読取処理が露光処理と同時に行われている時間長に対応する時間だけ短縮できる。
【０１１３】
さらに、本実施形態に係るレーザー露光装置１００では、ステージ部材１１４が支軸部１１６，１１８を中心として回転可能に支持され、ステージ部材１１４が第１及び第２ロード・アンロード位置に何れかに達すると、その一方及び他方の装着面１３０，１３２がＣＣＤカメラ１３６，１３８及びレーザースキャナ１４４に対して反転するように、ステージ部材１１４を回転させることにより、走査方向に沿って移動するステージ部材における一方の装着面１３０，１３２に装着されてアライメントマーク１９８の読取が完了した基板材料１０２を、ステージ部材１１４が第１及び第２ロード・アンロード位置の何れかに達した後に、ステージ部材１１４と共にレーザースキャナ１４４により露光可能な位置へ反転できるので、アライメントマーク１９８の読取が完了した基板材料１０２をアライメントマーク１９８の読取時とは別のステージ部材に載せ替えたり、アライメントマーク１９８の読取が完了した位置とは別の位置（露光開始位置）へ搬送する必要がある場合と比較し、基板材料１０２に対するアライメントマーク１９８の読取完了から、この基板材料１０２に対する露光開始までの時間を短縮できる。
【０１１４】
また、上記のようにアライメントマーク１９８の読取が完了した基板材料１０２を、ステージ部材１１４と共にレーザースキャナにより露光可能な位置へ反転するようにすれば、レーザースキャナ１４４は、ＣＣＤカメラ１３６，１３８からのアライメントマーク１９８の読取情報に基づいて画像処理部２１６により変換処理された画像情報に基づき変調されたレーザビームにより露光して描画領域２００に画像を形成できるので、基板材料１０２における描画領域２００に、露光により画像が形成される画像領域を精度良く一致させることができる。
【０１１５】
（第２の実施形態）
【０１１６】
図２２には、本発明の第２の実施形態に係るレーザー露光装置が示されている。このレーザー露光装置２２０は、第１の実施形態に係るレーザー露光装置１００と同様に、基板材料１０２を画像情報により変調されたレーザービームにより露光し、この基板材料１０２にプリント配線基板の配線パターンに対応する画像（潜像）を形成するものである。なお、この第２の実施形態に係るレーザー露光装置２２０では、第１の実施形態に係るレーザー露光装置１００と共通の部分には同一符合を付して説明を省略する。
【０１１７】
本実施形態に係るレーザー露光装置２２０が第１の実施形態のレーザー露光装置１００と異なる点は、一対の支軸部２２２，２２４がステージ部材１１４の幅方向（矢印Ｗ方向）両側面部に設けられている点である。支軸部２２２，２２４は、ステージ部材１１４の側面部における走査方向（矢印Ｓ方向）及び高さ方向（矢印Ｈ方向）に沿った中心に互いに同軸的に配置されている。
【０１１８】
図２２（Ａ）に示されるように、一方の支軸部２２２には、ロータリジョイント１５０が連結され、このロータリジョイント１５０を通して装着面１３０，１３２に負圧が供給可能とされている。また他方の支軸部２２４には、回転制御ユニット１５４が連結されている。この回転制御ユニット１５４には、一対のプーリ２２６，２２７及びベルト２２８を介してモータユニット１５８がトルク伝達可能に連結されている。この点も、回転制御ユニット１５４に直接的にモータユニット１５８が連結された第１の実施形態に係るレーザー露光装置１００とは異なっている。
【０１１９】
またステージフレーム１１０には、幅方向に沿って両側の梁状部分にそれぞれ位置決め機構１７８が配置されており、ステージ部材１１４には、両側の側面部にそれぞれ受け部材１８０が２個ずつ固定されている。これらの受け部材１８０は、一方及び他方の位置決め機構１７８にそれぞれ対応して配置されている。従って、本実施形態のレーザー露光装置２２０では、ステージ部材１１４第１反転位置又は第２反転位置に位置決めされる。このとき、ステージ部材１１４は、第１反転位置にあるときには装着面１３０を上方へ向け、第２反転位置にあるときには装着面１３２を上方ヘ向ける。
【０１２０】
またレーザー露光装置２２０では、ステージ部材１１４が幅方向を軸心方向とする支軸部２２２，２２４により回転可能に支持されている。これにより、一方の装着面１３０，１３２に装着されＣＣＤカメラ１３６，１３８によりアライメントマーク１９８が読み取られた基板材料１０２は、ステージ部材１１４が一方の装着面１３０，１３２が上方を向くように回転すると、走査方向に沿って先端及び後端も逆方向を向くように反転される。このため、本実施形態のレーザー露光装置２２０では、ＣＣＤカメラ１３６，１３８により読み取られた画像情報に対して第１の実施形態に係るレーザー露光装置１００の場合と同様の画像処理に加え、走査方向に沿った画像の反転処理が必要となる。
【０１２１】
上記のように構成された本実施形態に係るレーザー露光装置２２０でも、基本的に、第１の実施形態に係るレーザー露光装置１００と同様に、基板材料１０２に対して画像形成を行うことができるので、基板材料１０２をステージ部材１１４に装着してから、その基板材料１０２に対する露光が完了するまでの全体の処理時間を、読取処理が露光処理と同時に行われている時間長に対応する時間だけ短縮でき、基板材料１０２に対するアライメントマーク１９８の読取完了から、この基板材料１０２に対する露光開始までの時間を短縮でき、基板材料１０２における描画領域２００に露光により画像が形成される画像領域を精度良く一致させることができる、という第１の実施形態と共通の効果を得ることができる。
【０１２２】
更に、本実施形態に係るレーザー露光装置２２０では、第１の実施形態に係るレーザー露光装置１００と比較して、支軸部２２２に連結されたロータリジョイント１５０と、支軸部２２４に連結された回転制御ユニット１５４及びモータユニット１５８がステージフレーム１１０の走査方向外側へ突出しなくなるので、装置の走査方向に沿った寸法を減少できる。またステージ部材１１４が２個の位置決め機構１７８により幅方向に沿って挟持された状態で、第１反転位置又は第２反転位置に位置決めされるので、回転方向に加えて幅方向及び走査方向に沿ったステージ部材１１４の位置決め精度を向上できる。
【０１２３】
（第３の実施形態）
【０１２４】
図２３には、本発明の第３の実施形態に係るレーザー露光装置が示されている。このレーザー露光装置２３０は、第１の実施形態に係るレーザー露光装置１００と同様に、基板材料１０２を画像情報により変調されたレーザービームにより露光し、この基板材料１０２にプリント配線基板の配線パターンに対応する画像（潜像）を形成するものである。なお、この第３の実施形態に係るレーザー露光装置２３０では、第１の実施形態に係るレーザー露光装置１００と共通の部分には同一符合を付して説明を省略する。
【０１２５】
本実施形態に係るレーザー露光装置２３０が第１の実施形態のレーザー露光装置１００と異なる点は、ステージフレーム１１０が装置の高さ方向（矢印Ｈ方向）に沿って立設されている点である。すなわち、ステージフレーム１１０は、そのフレーム幅方向が装置の高さ方向と一致するように配置されている。またステージ部材１１４は、ステージフレーム１１０により軸心Ｒを中心として回転可能に支持されており、第１反転位置及び第２反転位置では装着面１３０，１３２がそれぞれ高さ方向及び走査方向と平行となるように位置決め機構１７８により位置決めされる。
【０１２６】
図２３（Ａ）及び（Ｃ）に示されるように、支持基台１０４上には、走査方向へ延在する一対のガイドレール２３２が固定されており、これら一対のガイドレール２３２を介して肉厚プレート状の走行台２３４が走査方向に沿って移動可能に配置されている。この走行台２３４の下面部と支持基台１０４の上面部との間には、リニアモータ１２４及びこのリニアモータ１２４に付設されたリニアエンコーダ１２８（図５参照）が配設されており、このリニアモータ１２４からの駆動力で走行台２３４は走査方向に沿って前進又は後進可能とされている。走行台２３４上にはステージフレーム１１０が連結固定されており、これにより、ステージフレーム１１０は走行台２３４と共に走査方向へ一体となって移動する。
【０１２７】
また、支持基台１０４上には、一対のガイドレール２３２を跨ぐように下方へ向って開いたコ字状の支持ゲート２３６が配置されており、走行台２３４及びステージフレーム１１０は、支持ゲート２３６の内側を通過可能とされている。この支持ゲート２３６には、幅方向（矢印Ｗ方向）に沿って一方（図２３（Ｃ）では右側）の柱状部分に２台のＣＣＤカメラ１３６，１３８が高さ方向に沿って位置調整可能に配置され、また幅方向に沿って他方（図２３（Ｃ）では左側）の柱状部分にレーザースキャナ１４４が配置されている。これにより、ステージ部材１１４が支持ゲート１４２内を通過する際には、ＣＣＤカメラ１３６，１３８は、一方の装着面１３０，１３２に装着された基板材料１０２からアライメントマーク１９８を読み取ることが可能となり、またレーザースキャナ１４４は、他方の装着面１３０，１３２に装着されアライメントマーク１９８の読取が完了した基板材料１０２の描画領域２００をレーザビームにより露光して画像を形成することが可能になる。
【０１２８】
上記のように構成された本実施形態に係るレーザー露光装置２３０でも、基本的に、第１の実施形態に係るレーザー露光装置１００と同様に、基板材料１０２に対して画像形成を行うことができるので、基板材料１０２をステージ部材１１４に装着してから、その基板材料１０２に対する露光が完了するまでの全体の処理時間を、読取処理が露光処理と同時に行われている時間長に対応する時間だけ短縮でき、基板材料１０２に対するアライメントマーク１９８の読取完了から、この基板材料１０２に対する露光開始までの時間を短縮でき、基板材料１０２における描画領域２００に露光により画像が形成される画像領域を精度良く一致させることができる、という第１の実施形態と共通の効果を得ることができる。
【０１２９】
更に、本実施形態に係るレーザー露光装置２３０では、第１の実施形態に係るレーザー露光装置１００と比較して、ＣＣＤカメラ１３６，１３８及びレーザースキャナ１４４が略水平方向に沿って配列されるので、装置の高さ方向に沿った寸法を減少できる。またステージ部材１１４が第１反転位置又は第２反転位置に位置決めされると、ステージ部材１１４の装着面１３０，１３２がそれぞれ垂直な状態に保持されるので、装着面１３０，１３２に装着された基板材料１０２への埃等の塵埃付着を効果的に防止でき、基板材料１０２の露光面１０３への塵埃付着による露光不良の発生を減少できる。
【０１３０】
【実施例】
また、下記の［表１］には、本発明の第１の実施形態に係るレーザー露光装置１００により２枚の基板材料１０２に対して連続的に画像を形成した場合のタイムスケジュールの一例が示され、［表２］には、従来のレーザー露光装置により１枚の基板材料１０２に対して画像を形成した場合のタイムスケジュールの一例が示されている。
【０１３１】
【表１】
2005010336.tif 000003
【０１３２】
【表２】
2005010336.tif 000004
【０１３３】
上記［表１］と［表２］との比較から明らかなように、本発明のレーザー露光装置１００により複数枚の基板材料１０２に対して連続的に画像を形成する場合には、１枚の基板材料１０２に対するトータル処理時間は、（５０秒／２）＝２５秒となり、その際、トータル処理時間に対して露光時間の占める時間比率は６０％になる。
【０１３４】
一方、従来のレーザー露光装置により基板材料１０２に対して画像を形成する場合には、基板材料１０２の処理枚数に影響されることなく、常にトータル処理時間として４０秒を要し、その際、トータル処理時間に対して露光時間の占める時間比率は３７．５％に過ぎない。
【０１３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る露光装置によれば、記録媒体に対してアライメントマークの読取や記録媒体の搬送のみを行う時間を短縮し、記録媒体をステージ部材に装着してから露光が完了するまでの処理時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザー露光装置の構成を示す平面図、側面図及び正面図である。
【図２】図１に示されるレーザー露光装置におけるステージフレーム及びステージ部材の構成を示す平面図である。
【図３】図１に示されるようにレーザー露光装置におけるステージ部材に対する位置決め機構の構成を示す斜視図及び側面断面図である。
【図４】本発明に係るレーザー露光装置により画像が形成される基板材料の構成を示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るレーザー露光装置における制御系の概略構成を示すブロックである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るレーザー露光装置による基板材料に対する露光開始時の動作を示す側面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るレーザー露光装置による基板材料に対する露光時の動作を示す側面図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る露光装置のスキャナの構成を示す斜視図である。
【図９】（Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図であり、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るレーザー露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【図１１】（Ａ）は図４に示す露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った走査方向の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【図１２】デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図である。
【図１３】（Ａ）及び（Ｂ）はＤＭＤの動作を説明するための説明図である。
【図１４】（Ａ）及び（Ｂ）は、ＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置及び走査線を比較して示す平面図である。
【図１５】（Ａ）はファイバアレイ光源の構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａの部分拡大図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）はレーザー出射部における発光点の配列を示す平面図である。
【図１６】マルチモード光ファイバの構成を示す図である。
【図１７】合波レーザー光源の構成を示す平面図である。
【図１８】レーザーモジュールの構成を示す平面図である。
【図１９】図１３に示すレーザーモジュールの構成を示す側面図である。
【図２０】図１３に示すレーザーモジュールの構成を示す部分側面図である。
【図２１】（Ａ）及び（Ｂ）は、ＤＭＤの使用領域の例を示す図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係るレーザー露光装置の構成を示す平面図、側面図及び正面図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態に係るレーザー露光装置の構成を示す平面図、側面図及び正面図である。
【符号の説明】
１００    レーザー露光装置
１０２    基板材料（記録媒体）
１０３    露光面
１１０    ステージフレーム（反転手段）
１１４    ステージ部材
１２４    リニアモータ
１３０、１３２    装着面
１３６、１３８    ＣＣＤカメラ（読取手段）
１４４    レーザースキャナ（露光手段）
１５４    回転制御ユニット（反転手段）
１５８    モータユニット（反転手段）
１７８    位置決め機構
１９８    アライメントマーク
２００    描画領域
２０４    露光ヘッド（露光手段）
２１０    コントローラ（情報処理手段）
２１２    スキャナ制御部（露光手段）
２１６    画像処理部（情報処理手段）
２１８    反転制御部（反転手段）
２２０    レーザー露光装置
２３０    レーザー露光装置
【図１】
2005010336.tif 000005
【図２】
2005010336.tif 000006
【図３】
2005010336.tif 000007
【図４】
2005010336.tif 000008
【図５】
2005010336.tif 000009
【図６】
2005010336.tif 000010
【図７】
2005010336.tif 000011
【図８】
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【図９】
2005010336.tif 000013
【図１０】
2005010336.tif 000014
【図１１】
2005010336.tif 000015
【図１２】
2005010336.tif 000016
【図１３】
2005010336.tif 000017
【図１４】
2005010336.tif 000018
【図１５】
2005010336.tif 000019
【図１６】
2005010336.tif 000020
【図１７】
2005010336.tif 000021
【図１８】
2005010336.tif 000022
【図１９】
2005010336.tif 000023
【図２０】
2005010336.tif 000024
【図２１】
2005010336.tif 000025
【図２２】
2005010336.tif 000026
【図２３】
2005010336.tif 000027