(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に沿ってレーザビームを走査するビーム走査手段に対して、被描画体を保持した保持手段を主走査方向と直交する副走査方向に沿って移動手段により相対的に移動させつつ、被描画体に所望のパターンを描画するレーザ描画方法において、
前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置ずれ量をビーム位置検出手段によって検出するビーム位置検出工程と、
前記ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する第１の配置位置検出工程とを含み、
前記ビーム位置検出工程で検出されたレーザビームの位置ずれ量と、前記第１の配置位置検出工程で検出された前記ビーム位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正することを特徴とするレーザ描画方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ描画方法において、
前記保持手段に保持された被描画体の位置ずれ量を被描画体位置検出手段によって検出する被描画体位置検出工程と、
前記被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する第２の配置位置検出工程とをさらに含み、
前記ビーム位置検出工程で検出されたレーザビームの位置ずれ量と、前記第１の配置位置検出工程で検出された前記ビーム位置検出手段の位置ずれ量と、前記被描画体位置検出工程で検出された被描画体の位置ずれ量と、前記第２の配置位置検出工程で検出された前記被描画体位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正することを特徴とするレーザ描画方法。
【請求項３】
主走査方向に沿ってレーザビームを走査するビーム走査手段に対して、被描画体を保持した保持手段を主走査方向と直交する副走査方向に沿って移動手段により相対的に移動させつつ、被描画体に所望のパターンを描画するレーザ描画装置において、
前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段と、
前記ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する第１の配置位置検出手段と、
前記ビーム位置検出手段によって検出されたレーザビームの位置ずれ量と、前記第１の配置位置検出手段によって検出された前記ビーム位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正する位置補正手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ描画装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレーザ描画装置において、
前記保持手段に保持された被描画体の位置ずれ量を検出する被描画体位置検出手段と、
前記被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する第２の配置位置検出手段とをさらに備え、
前記位置補正手段は、前記ビーム位置検出手段によって検出されたレーザビームの位置ずれ量と、前記第１の配置位置検出手段によって検出された前記ビーム位置検出手段の位置ずれ量と、前記被描画体位置検出手段によって検出された被描画体の位置ずれ量と、前記第２の配置位置検出手段によって検出された前記被描画体位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正することを特徴とするレーザ描画装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のレーザ描画装置において、
前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームが入射可能な位置に前記保持手段に対して固定されるとともに、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置を校正するための第１の校正用パターンを有する校正用部材をさらに備え、
前記ビーム位置検出手段は、前記校正用部材の第１の校正用パターンに入射したレーザビームを撮像する第１の撮像手段を有し、この第１の撮像手段によって得られた画像データに基づいて、前記保持手段に対するレーザビームの位置ずれ量を検出し、
前記第１の配置位置検出手段は、前記校正用部材の第１の校正用パターンを前記第１の撮像手段によって撮像して得た画像データに基づいて、前記保持手段に対する前記ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出することを特徴とするレーザ描画装置。
【請求項６】
請求項４に記載のレーザ描画装置において、
前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームが入射可能な位置に前記保持手段に対して固定されるとともに、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置を校正するための第１の校正用パターンおよび前記保持手段に対する前記被描画体位置検出手段の配置位置を校正するための第２の校正用パターンを有する校正用部材をさらに備え、
前記ビーム位置検出手段は、前記校正用部材の第１の校正用パターンに入射したレーザビームを撮像して得た画像データに基づいて、前記保持手段に対するレーザビームの位置ずれ量を検出し、
前記第１の配置位置検出手段は、前記校正用部材の第１の校正用パターンをビーム位置検出手段で撮像して得た画像データに基づいて、前記保持手段に対するビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出し、
被描画体位置検出手段は、前記保持手段に保持された被描画体を撮像する第２の撮像手段を有し、この第２の撮像手段によって得た画像データに基づいて前記保持手段に対する被描画体の位置ずれ量を検出し、
前記第２の配置位置検出手段は、前記校正用部材の第２の校正用パターンを前記第２の撮像手段によって撮像して得た画像データに基づいて、前記保持手段に対する前記被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出することを特徴とするレーザ描画装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のレーザ描画装置において、
前記校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域は、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームを透過させる透過性を有する部材であり、前記校正用部材は、前記ビーム走査手段と前記第１の撮像手段との間に配置されていることを特徴とするレーザ描画装置。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれかに記載のレーザ描画装置において、
前記ビーム走査手段からのレーザビームを前記第１の撮像手段によって撮像するときに、前記ビーム走査手段と前記第１の撮像手段との間に配置され、前記第１の撮像手段に入射するレーザビームを減光する減光手段をさらに備えることを特徴とするレーザ描画装置。
【請求項９】
請求項５から請求項７のいずれかに記載のレーザ描画装置において、
前記校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域は、入射したレーザビームを減光する部材であることを特徴とするレーザ描画装置。
【請求項１０】
請求項５から請求項９のいずれかに記載のレーザ描画装置において、
前記第１の撮像手段によって第１の校正用パターンを撮像するときに、前記校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域を照明する照明手段をさらに備えることを特徴とするレーザ描画装置。
【請求項１１】
請求項５から請求項１０のいずれかに記載のレーザ描画装置において、
前記第１の撮像手段が、前記ビーム走査手段によって走査されるレーザビームの主走査領域の両端付近にそれぞれ設けられていることを特徴とするレーザ描画装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板などの被描画体に対してレーザビームを照射して、被描画体に所望のパターンを描画するレーザ描画方法とその装置に係り、特に、被描画体へのレーザ描画精度を向上させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の装置として、例えば、特開平１０−２２７９８８号公報に開示されるレーザ描画装置が知られている。このレーザ描画装置は、描画テーブルに搭載された被描画体に対して、ラスターデータに基づいて変調されたレーザビームを主走査方向に走査するとともに、主走査方向に直交する副走査方向に描画テーブルを移動させることで、被描画体にレーザ描画を施している。この結果、被描画体の被描画領域全体に回路パターン等の所望のパターンが描画される。
【０００３】
また、前記のレーザ描画装置では、温度変化等によりレーザビームの光軸が変化して描画位置ずれを起こすという問題を解決するために、このレーザ描画装置の描画テーブルには、レーザビームの走査位置の位置ずれ量を検出するためのＣＣＤ（charge coupled device ）カメラが固定されている。そして、前記ＣＣＤカメラにより検出したレーザビームの位置ずれ量に基づいて、描画開始位置データを補正している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来のレーザ描画装置では、描画テーブルに設けられたＣＣＤカメラでもって、温度変化等に起因するレーザビームの光軸の変化、つまり、レーザビームの走査位置の位置ずれ量を検出し、前記ＣＣＤカメラにより検出したレーザビームの位置ずれ量に基づいて、描画開始位置データを補正したとしても、レーザビームの描画開始位置が十分に補正されておらず、高精度にレーザ描画することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被描画体へのレーザ描画精度を向上させることができるレーザ描画方法とその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、発明者が鋭意研究をした結果、次のような知見を得た。すなわち、温度変化等に起因してレーザビームの光軸変化のみが起こるのではなく、レーザ描画装置内の温度変化等の環境変化に起因して、描画テーブル（保持手段）に対するＣＣＤカメラ（ビーム位置検出手段）の固定位置（配置位置）が変化するという現象も存在することを解明した。このように、環境変化に起因してＣＣＤカメラの固定位置が変化すると、レーザビームの走査位置の位置ずれ量が正確に検出できないので、ＣＣＤカメラで検出したレーザビームの位置ずれ量のみに基づいて描画開始位置データを補正しただけでは、描画開始位置が十分に補正することができないという因果関係を見出したのである。
【０００７】
このような知見に基づく本発明は次のような構成を採る。
すなわち、請求項１に記載の発明は、主走査方向に沿ってレーザビームを走査するビーム走査手段に対して、被描画体を保持した保持手段を主走査方向と直交する副走査方向に沿って移動手段により相対的に移動させつつ、被描画体に所望のパターンを描画するレーザ描画方法において、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置ずれ量をビーム位置検出手段によって検出するビーム位置検出工程と、前記ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する第１の配置位置検出工程とを含み、前記ビーム位置検出工程で検出されたレーザビームの位置ずれ量と、前記第１の配置位置検出工程で検出された前記ビーム位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正することを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ描画方法において、前記保持手段に保持された被描画体の位置ずれ量を被描画体位置検出手段によって検出する被描画体位置検出工程と、前記被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する第２の配置位置検出工程とをさらに含み、前記ビーム位置検出工程で検出されたレーザビームの位置ずれ量と、前記第１の配置位置検出工程で検出された前記ビーム位置検出手段の位置ずれ量と、前記被描画体位置検出工程で検出された被描画体の位置ずれ量と、前記第２の配置位置検出工程で検出された前記被描画体位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正することを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、主走査方向に沿ってレーザビームを走査するビーム走査手段に対して、被描画体を保持した保持手段を主走査方向と直交する副走査方向に沿って移動手段により相対的に移動させつつ、被描画体に所望のパターンを描画するレーザ描画装置において、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段と、前記ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する第１の配置位置検出手段と、前記ビーム位置検出手段によって検出されたレーザビームの位置ずれ量と、前記第１の配置位置検出手段によって検出された前記ビーム位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正する位置補正手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のレーザ描画装置において、前記保持手段に保持された被描画体の位置ずれ量を検出する被描画体位置検出手段と、前記被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する第２の配置位置検出手段とをさらに備え、前記位置補正手段は、前記ビーム位置検出手段によって検出されたレーザビームの位置ずれ量と、前記第１の配置位置検出手段によって検出された前記ビーム位置検出手段の位置ずれ量と、前記被描画体位置検出手段によって検出された被描画体の位置ずれ量と、前記第２の配置位置検出手段によって検出された前記被描画体位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載のレーザ描画装置において、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームが入射可能な位置に前記保持手段に対して固定されるとともに、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置を校正するための第１の校正用パターンを有する校正用部材をさらに備え、前記ビーム位置検出手段は、前記校正用部材の第１の校正用パターンに入射したレーザビームを撮像する第１の撮像手段を有し、この第１の撮像手段によって得られた画像データに基づいて、前記保持手段に対するレーザビームの位置ずれ量を検出し、前記第１の配置位置検出手段は、前記校正用部材の第１の校正用パターンを前記第１の撮像手段によって撮像して得た画像データに基づいて、前記保持手段に対する前記ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出することを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のレーザ描画装置において、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームが入射可能な位置に前記保持手段に対して固定されるとともに、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置を校正するための第１の校正用パターンおよび前記保持手段に対する前記被描画体位置検出手段の配置位置を校正するための第２の校正用パターンを有する校正用部材をさらに備え、前記ビーム位置検出手段は、前記校正用部材の第１の校正用パターンに入射したレーザビームを撮像して得た画像データに基づいて、前記保持手段に対するレーザビームの位置ずれ量を検出し、前記第１の配置位置検出手段は、前記校正用部材の第１の校正用パターンをビーム位置検出手段で撮像して得た画像データに基づいて、前記保持手段に対するビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出し、被描画体位置検出手段は、前記保持手段に保持された被描画体を撮像する第２の撮像手段を有し、この第２の撮像手段によって得た画像データに基づいて前記保持手段に対する被描画体の位置ずれ量を検出し、前記第２の配置位置検出手段は、前記校正用部材の第２の校正用パターンを前記第２の撮像手段によって撮像して得た画像データに基づいて、前記保持手段に対する前記被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載のレーザ描画装置において、前記校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域は、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームを透過させる透過性を有する部材であり、前記校正用部材は、前記ビーム走査手段と前記第１の撮像手段との間に配置されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれかに記載のレーザ描画装置において、前記ビーム走査手段からのレーザビームを前記第１の撮像手段によって撮像するときに、前記ビーム走査手段と前記第１の撮像手段との間に配置され、前記第１の撮像手段に入射するレーザビームを減光する減光手段をさらに備えることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれかに記載のレーザ描画装置において、前記校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域は、入射したレーザビームを減光する部材であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項５から請求項９のいずれかに記載のレーザ描画装置において、前記第１の撮像手段によって第１の校正用パターンを撮像するときに、前記校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域を照明する照明手段をさらに備えることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項５から請求項１０のいずれかに記載のレーザ描画装置において、前記第１の撮像手段が、前記ビーム走査手段によって走査されるレーザビームの主走査領域の両端付近にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
ビーム位置検出工程では、ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置ずれ量をビーム位置検出手段によって検出する。第１の配置位置検出工程では、ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。そして、ビーム位置検出工程で検出されたレーザビームの位置ずれ量と、第１の配置位置検出工程で検出されたビーム位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正する。したがって、ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれと、レーザビームの位置ずれとを補正した正確な描画開始位置でもって、被描画体に対してレーザ描画が施される。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明によれば、被描画体位置検出工程では、保持手段に保持された被描画体の位置ずれ量を被描画体位置検出手段によって検出する。
第２の配置位置検出工程では、被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。そして、ビーム位置検出工程で検出されたレーザビームの位置ずれ量と、第１の配置位置検出工程で検出されたビーム位置検出手段の位置ずれ量と、被描画体位置検出工程で検出された被描画体の位置ずれ量と、第２の配置位置検出工程で検出された被描画体位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正する。したがって、ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれと、レーザビームの位置ずれと、被描画体の位置ずれと、被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれとを補正した、より正確な描画開始位置でもって、被描画体に対してレーザ描画が施される。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明によれば、ビーム位置検出手段は、ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置ずれ量を検出する。第１の配置位置検出手段は、ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。位置補正手段は、ビーム位置検出手段によって検出されたレーザビームの位置ずれ量と、第１の配置位置検出手段によって検出されたビーム位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正する。したがって、ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれと、レーザビームの位置ずれとを補正した正確な描画開始位置でもって、被描画体に対してレーザ描画が施される。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明によれば、被描画体位置検出手段は、保持手段に保持された被描画体の位置ずれ量を検出する。第２の配置位置検出手段は、被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。位置補正手段は、ビーム位置検出手段によって検出されたレーザビームの位置ずれ量と、第１の配置位置検出手段によって検出されたビーム位置検出手段の位置ずれ量と、被描画体位置検出手段によって検出された被描画体の位置ずれ量と、第２の配置位置検出手段によって検出された被描画体位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正する。したがって、ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれと、レーザビームの位置ずれと、被描画体の位置ずれと、被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれとを補正した、より正確な描画開始位置でもって、被描画体に対してレーザ描画が施される。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明によれば、校正用部材は、ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置を校正するための第１の校正用パターンを有しており、ビーム走査手段から出射されたレーザビームが入射可能な位置に保持手段に対して固定されている。ビーム位置検出手段は、校正用部材の第１の校正用パターンに入射したレーザビームを撮像する第１の撮像手段を有し、この第１の撮像手段によって得られた画像データに基づいて、保持手段に対するレーザビームの位置ずれ量を検出する。第１の配置位置検出手段は、校正用部材の第１の校正用パターンを第１の撮像手段によって撮像して得た画像データに基づいて、保持手段に対するビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。したがって、保持手段に対するビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれと、保持手段に対するレーザビームの位置ずれとを補正した正確な描画開始位置でもって、被描画体に対してレーザ描画が施される。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明によれば、校正用部材は、ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置を校正するための第１の校正用パターンおよび保持手段に対する被描画体位置検出手段の配置位置を校正するための第２の校正用パターンを有しており、ビーム走査手段から出射されたレーザビームが入射可能な位置に保持手段に対して固定されている。ビーム位置検出手段は、校正用部材の第１の校正用パターンに入射したレーザビームを撮像して得た画像データに基づいて、保持手段に対するレーザビームの位置ずれ量を検出する。第１の配置位置検出手段は、校正用部材の第１の校正用パターンをビーム位置検出手段で撮像して得た画像データに基づいて、保持手段に対するビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。被描画体位置検出手段は、保持手段に保持された被描画体を撮像する第２の撮像手段を有し、この第２の撮像手段によって得た画像データに基づいて保持手段に対する被描画体の位置ずれ量を検出する。第２の配置位置検出手段は、校正用部材の第２の校正用パターンを第２の撮像手段によって撮像して得た画像データに基づいて、保持手段に対する被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。したがって、保持手段に対するビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれと、保持手段に対するレーザビームの位置ずれと、保持手段に対する被描画体の位置ずれと、保持手段に対する被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれとを補正した正確な描画開始位置でもって、被描画体に対してレーザ描画が施される。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明によれば、校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域は、ビーム走査手段から出射されたレーザビームを透過させる透過性を有する部材であり、校正用部材は、ビーム走査手段と第１の撮像手段との間に配置されている。したがって、ビーム走査手段から出射されて校正用部材の第１の校正用パターンの領域を透過したレーザビームを検出することで、レーザビームの保持手段に対する位置ずれが検出される。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明によれば、減光手段は、ビーム走査手段からのレーザビームを第１の撮像手段によって撮像するときに、ビーム走査手段と第１の撮像手段との間に配置され、第１の撮像手段に入射するレーザビームを減光する。
【００２６】
また、請求項９に記載の発明によれば、校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域は、入射したレーザビームを減光する部材としているので、ビーム走査手段からのレーザビームが校正用部材の第１の校正用パターンの領域を透過することで減光されてビーム位置検出手段に入射される。
【００２７】
また、請求項１０に記載の発明によれば、照明手段は、第１の撮像手段によって第１の校正用パターンを撮像するときに、校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域を照明するので、照明を受けた第１の校正用パターンがビーム位置検出手段で撮像される。
【００２８】
また、請求項１１に記載の発明によれば、第１の撮像手段は、ビーム走査手段によって走査されるレーザビームの主走査領域の両端付近にそれぞれ設けられている。したがって、主走査開始位置付近および主走査終了位置付近でのレーザビームの位置ずれがそれぞれ検出される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るレーザ描画装置の一例の概略構成を示す斜視図であり、図２はその平面図、図３はその側面図である。
【００３０】
図１に示すように、レーザ描画装置は、感光材料が被着されたプリント配線基板（被描画体）Ｓを載置する描画ステージ５と、描画用のレーザビームＬＢを主走査方向（ｘ方向）に偏向させるポリゴンミラー９４やｆθレンズ９５などを含むビーム走査機構２１と、描画ステージ５を副走査方向（ｙ方向）に移動させる移動機構などを備えている。
【００３１】
描画ステージ５の移動機構は以下のように構成されている。この装置の基台１の上面には、一対のガイドレール３が配設されており、それらのガイドレール３の間には、サーボモータ７によって回転される送りネジ９が配備されている。この送りネジ９には、描画ステージ５がその下部で螺合されている。図３に示すように、描画ステージ５は、送りネジ９が螺合され、ガイドレール３に沿って摺動自在に取り付けられたステージ基台１０と、鉛直のｚ軸周りに回転させるための回転機構１１と、鉛直のｚ方向に昇降させるための昇降機構１３とを下から順に備え、最上部にプリント配線基板Ｓを吸着載置するための載置テーブル１５を備えている。
【００３２】
なお、上述した描画ステージ５が本発明における保持手段に相当し、上述したガイドレール３と、サーボモータ７と、送りネジ９とで構成される移動機構が本発明における移動手段に相当する。
【００３３】
描画ステージ５がサーボモータ７の駆動により移動されるｙ方向（副走査方向）には、処理位置ＰＹにて描画用のレーザビームＬＢをｘ方向（主走査方向）に偏向しながら下方に向けて照射するビーム走査機構２１が配設されている。このビーム走査機構２１は門型状のフレームによって基台１の上部に配設されており、サーボモータ７が駆動されると描画ステージ５がビーム走査機構２１に対して進退するようになっている。
【００３４】
次に、ビーム走査機構２１について図１を用いて説明する。
レーザ光源８１は、例えば、半導体を励起光源とした波長５３２ｎｍの固体レーザである。このレーザ光源８１から射出されたレーザビームＬＢａは、コーナーミラー８２によって方向をほぼ９０°変えられ、ビームエキスパンダー８３に入射される。このビームエキスパンダー８３によって所定のビーム径に調整されたレーザビームＬＢａは、ビームスプリッタ８４によって例えば８本のレーザビームＬＢｂに分割される（図１中では省略してある）。８本に分割されたレーザビームＬＢｂは、集光レンズ８５およびコーナーミラー８６によって各々、音響光学変調器（acousto optical modulator ：ＡＯＭ）８７に対して平行に入射されるとともに、音響光学変調器８７内の結晶中で結像し、後述する主走査制御回路５７（図８参照）からの制御信号により各々が独立して描画信号に基づき変調されるようになっている。
【００３５】
音響光学変調器８７で変調されたレーザビームＬＢｃは、コーナーミラー８８で反射されてリレーレンズ系８９に入射される。リレーレンズ系８９から射出されたレーザビームＬＢｃは、シリンドリカルレンズ９０と、コーナーミラー９１と、球面レンズ９２と、コーナーミラー９３とを介してポリゴンミラー９４に導かれる。そして、ポリゴンミラー９４の各面上で主走査方向（ｘ方向）に長い線状のスポットを形成する。
【００３６】
ポリゴンミラー９４の回転によって水平面内で偏向走査された線状のレーザビームＬＢｃは、ｆθレンズ９５を通った後、主走査方向に長尺の折り返しミラー９６で下方に向けて折り返される。そして、露光面への入射角がほぼ垂直になるようにフィールドレンズ９７で補正された後、シリンドリカルレンズ９８を通して載置テーブル１５に向けて照射されるようになっている。シリンドリカルレンズ９８は、主走査方向に長尺であり、副走査方向にのみパワーを有している。
【００３７】
上述したポリゴンミラー９４上の線状スポットは、ｆθレンズ９５と、フィールドレンズ９７と、シリンドリカルレンズ９８との作用によって、載置テーブル１５上で所定径のスポットを形成して結像し、ポリゴンミラー９４が回転することにより主走査方向（ｘ方向）に移動するレーザビームＬＢ（最大８本のレーザビームからなる）を形成する。
【００３８】
また、上述したフィールドレンズ９７とシリンドリカルレンズ９８との間には、図１に示すようにスタートセンサ９９へレーザビームＬＢを導くためのミラー１００が配設されている。ミラー１００は、フィールドレンズ９７を通過した描画開始位置直前のレーザビームＬＢを、スタートセンサ９９が配設されている斜め上方に向けて導くように反射させている。スタートセンサ９９から出力されるタイミングパルスは、後述する主走査制御回路５７（図８参照）に与えられて、その時点から所定時間後に描画が開始されるようになっている。
【００３９】
シリンドリカルレンズ９８は、その円柱面が上向きの状態で配設されている。シリンドリカルレンズ９８を副走査方向（ｙ方向）に移動させるための位置補正機構１０１が、シリンドリカルレンズ９８の両端部にそれぞれ配備されている。シリンドリカルレンズ９８の位置を副走査方向（ｙ方向）に左右独立に移動させることにより、走査位置そのものを移動させることが可能となっている。
【００４０】
なお、上述したビーム走査機構２１が本発明におけるビーム走査手段に相当する。
【００４１】
次に、載置テーブル１５について図４〜図７を用いて説明する。図４は載置テーブル１５の部分断面図であり、図５は載置テーブル１５の部分平面図であり、図６（ａ），（ｂ）は第１の校正用パターンＣＲをＣＣＤカメラ１９で撮像した画像を示す図であり、図７は図１に示したレーザ描画装置のＣＣＤカメラ１９の周辺構成を説明するための概略側面図である。
【００４２】
すなわち、図４に示すように、載置テーブル１５の基台１５ａの上面に基準マスクＲＭが配設され、その上に吸着テーブル１７が配設されている。基準マスクＲＭの上面には、図５に示すように周縁部分を除いた領域の全面にわたって格子状の第２の校正用パターンＰＲが形成されているが、後述するアライメントスコープ３３，３５，３７，３９の移動可能な範囲だけに形成するようにしてもよい。基準マスクＲＭ上の第２の校正用パターンＰＲは、例えば、５０μｍの線幅で５ｍｍ間隔に形成されている。
【００４３】
吸着テーブル１７の上面には、下方の第２の校正用パターンＰＲと平面視で重複しない位置に吸着溝１７ａが穿たれている。この吸着溝１７ａには、図示しない真空吸引源が連通接続されており、上面に載置されたプリント配線基板Ｓの下面を吸着溝１７ａを通して吸着して保持する。この実施形態では、上述した基準マスクＲＭと吸着テーブル１７が共に透明ガラスで形成されており、最下層の基台１５ａに内蔵されたバックライト（図示省略）からの照射光がプリント配線基板Ｓに照射されて基準穴ＳＲを浮かび上がらせるように構成されている。
【００４４】
図５，図７に示すように、基準マスクＲＭのビーム走査機構２１から遠い側の周縁部分の上面には、２個の第１の校正用パターンＣＲが主走査方向（ｘ方向）に間隔を空けて形成されている。一方の第１の校正用パターンＣＲはレーザビームＬＢの主走査開始位置付近に位置しており、他方の第１の校正用パターンＣＲはレーザビームＬＢの主走査終了位置付近に位置している。
【００４５】
図６（ａ）に示すように、第１の校正用パターンＣＲは、例えば、４本のラインＬからなる井桁形状のものを採用している。ｙ方向に平行な２本のラインＬを間隔Ｗｘだけ空けて配置するとともに、ｘ方向に平行な２本のラインＬを間隔Ｗｙだけ空けて配置するようにして井桁が形成されている。この井桁の中央部分、つまり、４本のラインＬで囲まれた部分は、レーザビームＬＢの位置ずれを検出する際に、これらのラインＬがレーザビームＬＢに干渉することがないように、レーザビームＬＢのスポット径よりも大きくしている。なお、レーザビームＬＢの主走査開始位置付近に位置する第１の校正用パターンＣＲは基準マスクＲＭの座標（Ｘ０，Ｙ０）の位置に、レーザビームＬＢの主走査終了位置付近に位置する第１の校正用パターンＣＲは基準マスクＲＭの座標（Ｘｎ，Ｙ０）の位置に形成されている。なお、上述した基準マスクＲＭが本発明における校正用部材に相当する。
【００４６】
図４，図５，図７に示すように、載置テーブル１５の基台１５ａにおける第１の校正用パターンＣＲの対応する箇所、つまり、基台１５ａにおける第１の校正用パターンＣＲの下方位置の箇所には、レーザビームＬＢの露光スポットの位置が計測可能なＣＣＤカメラ１９が固定されている。図１に示す載置テーブル１５における２個の第１の校正用パターンＣＲのそれぞれの下方位置の箇所に、ＣＣＤカメラ１９が固定されている。なお、上述したＣＣＤカメラ１９が本発明における第１の撮像手段に相当する。
【００４７】
図７に示すように、載置テーブル１５の基台１５ａにおける第１の校正用パターンＣＲの近傍には、ｚ方向に垂設され、折れ曲り部７４ａが載置テーブル１５の載置面と平行となるように第１の校正用パターンＣＲの上方位置の方に折れ曲がったフィルター支持部７４が備えられている。この折れ曲り部７４ａには、レーザビームＬＢの光量を減光するためのＮＤフィルター（ニュートラルデンシティフィルター）７５が備えられている。レーザビームＬＢの露光スポットの位置を計測する際には、描画ステージ５がサーボモータ７の駆動により処理位置ＰＹに移動され、ビーム走査機構２１からのレーザビームＬＢは、ＮＤフィルター７５と第１の校正用パターンＣＲとを介してＣＣＤカメラ１９に入射される。このように、レーザビームＬＢの露光スポットを直接にＣＣＤカメラ１９に入力すると光量オーバーとなるので、ＣＣＤカメラ１９上部に設けられたＮＤフィルター７５により、適切な光量に減光している。なお、上述したフィルター支持部７４とＮＤフィルター７５とが本発明における減光手段に相当する。
【００４８】
なお、ビーム走査機構２１とＣＣＤカメラ１９との間にＮＤフィルター７５を設けることで、レーザビームＬＢを減光してＣＣＤカメラ１９に入力することができる。さらに好ましくは、ビーム走査機構２１と基準マスクＲＭとの間にＮＤフィルター７５を設けた方がよい。この場合には、レーザビームＬＢを撮像するときにはレーザビームＬＢが減光されてＣＣＤカメラ１９に入力することができるし、ＣＣＤカメラ１９で第１の校正用パターンＣＲを撮像するときに減光されず、第１の校正用パターンＣＲが暗くならないという利点がある。つまり、基準マスクＲＭとＣＣＤカメラ１９との間にＮＤフィルター７５を設けると、第１の校正用パターンＣＲが暗くなってしまう。
【００４９】
また、図７に示すように、基台１におけるビーム走査機構２１から遠い側（図７の紙面の左端側）には、ｚ方向に垂設された柱部７６ａと、この柱部７６ａの上部側から載置テーブル１５の載置面と平行となるように突出した突出部７６ｂと、この突出部７６ｂに設けられた透過照明用ランプ７７とからなるランプ支持部材７６が備えられている。描画ステージ５がサーボモータ７の駆動により待機位置に移動されると、フィルター支持部７４のＮＤフィルター７５と、描画ステージ５の第１の校正用パターンＣＲとの間に透過照明用ランプ７７が位置し、透過照明用ランプ７７からの光が描画ステージ５の第１の校正用パターンＣＲに照射されて、図６に示すようにＣＣＤカメラ１９で第１の校正用パターンＣＲが撮像されるようになっている。なお、上述した透過照明用ランプ７７が本発明における照明手段に相当する。
【００５０】
図３に示すように、描画ステージ５をｚ方向に昇降させるための昇降機構１３は、基台１５ａの下部に配備されており、上面が傾斜した傾斜部材１３ａと、これが螺合された螺軸１３ｂと、この螺軸１３ｂを回転駆動するパルスモータ１３ｃとを備えている。基台１５ａの下面に取り付けられている自由輪が、パルスモータ１３ｃの駆動によりｙ方向に進退する傾斜部材１３ａの傾斜面に昇降されるようにして、図示しないガイドレールに沿ってｚ方向に昇降するようになっている。
【００５１】
基台１には、図２，図３に示すように待機位置にある描画ステージ５の上方を覆うようにアライメントスコープユニット３１が配設されている。このアライメントスコープユニット３１は、水平面内でそれぞれ独立に移動可能な４台のアライメントスコープ３３，３５，３７，３９を備えている。各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９は、ＣＣＤカメラ３３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａとレンズ部３３ｂ，３５ｂ，３７ｂ，３９ｂとを備えている。
【００５２】
アライメントスコープユニット３１は、基台１に立設されたスコープステージ４１を備え、この上部にアライメントスコープ３３，３９を搭載した左ステージ４３と、アライメントスコープ３５，３７を搭載した右ステージ４５とを備えている。左ステージ４３は、スコープステージ４１上に配設されたリニアガイド４１ａにｘ方向に摺動自在に嵌め付けられており、パルスモータ４１ｂにより回転される送りネジ４１ｃに螺合されている。その上部には、ｙ方向にリニアガイド４３ａが配設され、これにはアライメントスコープ３９が取り付けられた移動ブロック４３ｂが嵌め付けられている。この移動ブロック４３ｂは、パルスモータ４３ｃにより回転される送りネジ４３ｄに螺合されている。したがって、パルスモータ４１ｂを駆動した場合には、アライメントスコープ３３，３９が左ステージ４３ごとｘ方向に移動され、パルスモータ４３ｃを駆動した場合には、リニアガイド４３ａに設けられているアライメントスコープ３３は移動せず、アライメントスコープ３９だけがｙ方向に移動されるようになっている。なお、アライメントスコープ３３をｙ方向に移動させるためのパルスモータ（図示省略）を駆動した場合には、アライメントスコープ３９は移動せず、アライメントスコープ３３だけがｙ方向に移動されるようになっている。
【００５３】
右ステージ４５は、スコープステージ４１上に配設されたリニアガイド４１ａに対してｘ方向に摺動自在に搭載され、パルスモータ４１ｄにより回転される送りネジ４１ｅに螺合されている。その上部には、リニアガイド４５ａが配設され、これにはアライメントスコープ３７が取り付けられた移動ブロック４５ｂが搭載されている。移動ブロック４５ｂは、パルスモータ４５ｃによって回転される送りネジ４５ｄに螺合されている。そのためパルスモータ４１ｄを駆動した場合には、アライメントスコープ３５，３７が右ステージ４５ごとｘ方向に移動される一方、パルスモータ４５ｃを駆動した場合には、アライメントスコープ３７だけが単独でｙ方向に移動される。なお、アライメントスコープ３５をｙ方向に移動させるためのパルスモータ（図示省略）を駆動した場合には、アライメントスコープ３７は移動せず、アライメントスコープ３５だけがｙ方向に移動されるようになっている。
【００５４】
次に、図８のブロック図を参照する。図８は、レーザ描画装置の制御系の構成を示すブロック図である。
各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９のＣＣＤカメラ３３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａは全て画像処理部４９のアライメント画像処理部５０ａに接続されている。アライメント画像処理部５０ａでは、各映像信号を処理し、重心位置の算出や、第２の校正用パターンＰＲに対する各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の配置位置の位置ずれ量である『アライメントスコープの位置ずれ量』や、第２の校正用パターンＰＲに対するプリント配線基板Ｓの位置ずれ量『基板の位置ずれ量』の演算が行われる。上述したＣＣＤカメラ３３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａが本発明の第２の撮像手段に相当する。
【００５５】
また、レーザビームＬＢの露光スポットの位置を計測するＣＣＤカメラ１９は、全て画像処理部４９のビームずれ画像処理部５０ｂに接続されており、ここにおいて各映像信号が処理されて『ビーム位置ずれ量』や『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』の演算が行われる。なお、上述したＣＣＤカメラ１９とビームずれ画像処理部５０ｂとが本発明のビーム位置検出手段および本発明の第１の配置位置検出手段に相当する。
【００５６】
また、画像処理部４９には、処理の開始などを指示するキーボード５１や、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９が捉えている映像やＣＣＤカメラ１９が捉えている映像を映し出したり、処理内容などを表示したりするＣＲＴ５３が接続されている。
【００５７】
この装置全体を統括的に制御するのはシステム制御部５５である。ここには、主走査制御回路５７と、副走査制御回路５９と、校正データ記憶部６１などが接続されている。
【００５８】
ラスター変換回路６３は、ＣＡＤ（Computer Aided Design ）を使って設計されたプリント配線基板のアートワークデータから変換されたラスター走査描画のためのランレングスデータを、ラスターデータに変換して主走査制御回路５７に順次出力する。
【００５９】
システム制御部５５は、描画時には、ラスター変換回路６３から主走査制御回路５７へ順次に送られたラスターデータに基づきレーザビームＬＢのｘ方向の位置を設定するための主走査制御回路５７を制御する。この主走査制御回路５７は、システム制御部５５からの指示とラスターデータに基づいてビーム走査機構２１を制御する。
【００６０】
副走査制御回路５９は、レーザビームＬＢの主走査に応じて生成されたクロックパルスに基づいてサーボモータ７を駆動する。これにより描画ステージ５がｙ方向（副走査方向）に移動される。その移動位置は、図示しないＹリニアスケールからの光信号を検出するセンサによって検出され、移動位置に応じた信号に変換されてシステム制御部５５に与えられる。システム制御部５５は、その信号に応じてサーボモータ７の駆動にフィードバックをかける。
【００６１】
校正データ記憶部６１は、基準マスクＲＭを吸着テーブル１７の下層に備えた描画ステージ５を待機位置に移動した際（図７参照）に、描画ステージ５に配備されている２台のＣＣＤカメラ１９からの映像信号を画像処理部４９のビームずれ画像処理部５０ｂが処理することにより得られる各ＣＣＤカメラ１９の中心位置と第１の校正用パターンＣＲの中心位置とのずれ量である『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』と、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９からの映像信号を画像処理部４９のアライメント画像処理部５０ａが処理することにより得られる各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の中心位置と第２の校正用パターンＰＲの交点位置とのずれ量である『アライメントスコープの位置ずれ量』と、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９からの映像信号を画像処理部４９のアライメント画像処理部５０ａが処理することにより得られるプリント配線基板Ｓと第２の校正用パターンＰＲの交点位置とのずれ量である『基板の位置ずれ量』とを格納するものである。
【００６２】
さらに、校正データ記憶部６１は、描画ステージ５に固定された２台のＣＣＤカメラ１９でレーザビームＬＢを受光するように描画ステージ５をビームずれ検出位置（処理位置ＰＹ）に移動した際（図７参照）に、この２台のＣＣＤカメラ１９からの映像信号を画像処理部４９のビームずれ画像処理部５０ｂが処理することにより得られる各ＣＣＤカメラ１９で撮像したレーザビームの露光スポットの中心位置とＣＣＤカメラ１９の視野中心とのずれ量である『ビーム位置ずれ量』についても格納する。
【００６３】
システム制御部５５は、上述した『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』と『ビーム位置ずれ量』と『アライメントスコープの位置ずれ量』と『基板の位置ずれ量』とに基づいて、それらの位置ずれを補正するよう主走査制御回路５７を制御する。つまり、描画開始位置を補正する。なお、上述したシステム制御部５５と主走査制御回路５７と校正データ記憶部６１とが本発明における位置補正手段に相当する。（描画開始位置補正において、サーボモータ７は、その速度等を制御されない。）
【００６４】
ここで、「描画開始位置」について説明する。「描画開始位置」とは、主走査方向に沿った走査ラインのそれぞれの描画開始端のことである。スタートセンサ９９から出力されたタイミングパルスを受け取った主走査制御回路５７が、その時点から所定時間後に描画が開始することから、描画開始位置のＸ方向位置は前記所定時間によって決定される。したがって、描画開始位置のＸ方向における補正は、システム制御部５５の指示に基づいて主走査制御回路５７が前記所定時間を変更することにより行われる。
【００６５】
描画開始位置のＹ方向位置は、Ｙリニアスケール（図示省略）によって検出された描画ステージ５の位置に基づいて決定される。すなわち、描画ステージ５が所望位置に到達したときに描画が開始される。したがって、描画開始位置のＹ方向における補正は、前記所望位置を変更するようにシステム制御部５５の指示に基づいて主走査制御回路５７が描画開始タイミングを変更することにより行われる。これとは別に、システム制御部５５の指示に基づいて主走査制御回路５７がシリンドリカルレンズ９８を位置補正機構１０１によって移動させて、描画開始位置のＹ方向位置を変更しても良い。
【００６６】
最初に、『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』について図６を参照しつつもう少し具体的に説明する。なお、初期取り付け状態では、図６（ａ）に示すように、第１の校正用パターンＣＲを見上げるようにして載置テーブル１５の基台１５ａに取り付けられるＣＣＤカメラ１９で捉えた視野像Ｖの視野中心Ｃと、第１の校正用パターンＣＲの中心点（破線の交点）とが一致するようにして、ＣＣＤカメラ１９が載置テーブル１５に固定されている。
【００６７】
『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』は次のようにして求める。図６（ｂ）に示すように、載置テーブル１５の基台１５ａに固定されたＣＣＤカメラ１９で捉えた視野像Ｖの視野中心Ｃと、第１の校正用パターンＣＲの中心点とのずれをｘ方向（Δｘ）とｙ方向（Δｙ）について求める。図６（ｂ）に示すように、第１の校正用パターンＣＲの中心点は視野中心Ｃに対してｘ方向（Δｘ）とｙ方向（Δｙ）にずれている。なお、このときの『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』がｘｙ方向ともに『０』である場合には、図６（ａ）に示すように第１の校正用パターンＣＲの中心点と視野中心Ｃとが一致することになる。上述した校正データ記憶部６１には、上記のΔｘ，Δｙを記憶する。つまりＣＣＤカメラ１９の固定位置が何らかの原因により位置ずれした場合であっても、設計的に位置不変である基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲを基準として、その位置からのずれ量を記憶する。したがって、この『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』を読み出してその分だけ補正すれば、ＣＣＤカメラ１９の視野中心Ｃにある実際の位置が正確に判る。
【００６８】
続いて、『アライメントスコープの位置ずれ量』を図９を参照しつつもう少し具体的に説明する。図９は第２の校正用パターンＰＲをアライメントスコープ３９のＣＣＤカメラ３９ａで撮像した画像を示す図である。
【００６９】
例えば、アライメントスコープ３９のＣＣＤカメラ３９ａで捉えた視野像Ｖの視野中心Ｃと、所定位置の第２の校正用パターンＰＲの中心点とのずれをｘ方向（Δｘ）とｙ方向（Δｙ）について求める。このときの『アライメントスコープの位置ずれ量』がｘｙ方向ともに『０』である場合には、図９における第２の校正用パターンＰＲの交点と視野中心Ｃとが一致することになる。上述した校正データ記憶部６１には、上記のΔｘ，Δｙを記憶する。つまりアライメントスコープ３９の位置が何らかの原因により位置ずれした場合であっても、設計的に位置不変である基準マスクＲＭ（第１の校正用パターンＣＲを有する）の第２の校正用パターンＰＲを基準として、その位置からのずれ量を記憶する。したがって、この『アライメントスコープの位置ずれ量』を読み出してその分だけ補正すれば、アライメントスコープ３９の視野中心Ｃにある実際の位置が正確に判る。
【００７０】
また、図８に示すように、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の駆動部６５は、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９ごとに対応して設けられているが、各々パルスモータが異なるだけであるので、アライメントスコープ３３を例にとって説明する。この駆動部６５は、システム制御部５５からの指示に基づいてパルスモータ４１ｂを制御する駆動回路６５ａを備える。なお、図８中では、アライメントスコープ３３以外の駆動部についてはブロックを省略して記載してある。
【００７１】
昇降制御回路６７は、載置テーブル１５のｚ方向の昇降を制御するものである。システム制御部５５は、後述するように処理に応じて駆動回路６９を介しパルスモータ１３ｃの回転を制御する。パルスモータ１３ｃの駆動により載置テーブル１５が昇降するが、このときの高さが図示しないＺリニアスケールを含む高さ検出回路７３によって検出され、システム制御部５５にフィードバックされる。
【００７２】
なお、上述したアライメントスコープユニット３１とアライメント画像処理部５０ａとが本発明における被描画体位置検出手段に相当し、上述した第２の校正用パターンＰＲとアライメントスコープユニット３１とアライメント画像処理部５０ａとが本発明における第２の配置位置検出手段に相当する。
【００７３】
続いて、『基板の位置ずれ量』についてもう少し具体的に説明する。プリント配線基板Ｓの四隅に設けられた基準穴ＳＲ上に対応するアライメントスコープ３３，３５，３７，３９を位置させる。各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９のＣＣＤカメラ３３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａで捉えた各視野像Ｖの基準穴ＳＲから求めた重心位置と、その各視野像Ｖの視野中心とのずれをｘ方向（Δｘ）とｙ方向（Δｙ）について求める。このときの『基板の位置ずれ量』がｘｙ方向ともに『０』である場合には、視野中心と基準穴ＳＲの重心位置とが一致することになる。上述した校正データ記憶部６１には、上記のΔｘ，Δｙを記憶する。したがって、この『基板の位置ずれ量』を読み出してその分だけ補正すれば、プリント配線基板Ｓの実際の位置が正確に判る。
【００７４】
最後に、『ビーム位置ずれ量』について、図１０を参照しつつもう少し具体的に説明する。図１０は、レーザビームＬＢの露光スポットをＣＣＤカメラ１９で撮像した画像を示す図である。
【００７５】
描画ステージ５に固定された２台のＣＣＤカメラ１９でレーザビームＬＢを受光するように描画ステージ５がビームずれ検出位置（処理位置ＰＹ）に移動される（図７参照）と、ＣＣＤカメラ１９で捉えた視野像Ｖの視野中心Ｃと、レーザビームＬＢの露光スポットの中心点とのずれをｘ方向（Δｘ）とｙ方向（Δｙ）について求める。このときの『ビーム位置ずれ量』がｘｙ方向ともに『０』である場合には、図１０におけるレーザビームＬＢの露光スポットの中心点と視野中心Ｃとが一致することになる。上述した校正データ記憶部６１には、上記のΔｘ，Δｙを記憶する。つまりレーザビームＬＢの位置が温度変化等の原因により位置ずれした場合であっても、設計的に位置不変である基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲを基準として位置校正されるＣＣＤカメラ１９の視野中心Ｃからのずれ量を記憶する。したがって、この『ビーム位置ずれ量』を読み出してその分だけ補正すれば、レーザビームＬＢの露光スポットの実際の位置が正確に判る。
【００７６】
次に、図１１のフローチャートを参照して本実施形態のレーザ描画装置における位置校正処理について説明する。図１１は、位置校正処理を示したフローチャートである。
【００７７】
ステップＳ１
システム制御部５５は、図７に実線で示すように、描画ステージ５を待機位置に位置させる。システム制御部５５は、描画ステージ５が待機位置にある状態で、透過照明用ランプ７７を動作させてこの透過照明用ランプ７７から第１の校正用パターンＣＲに光を照射させるとともに、ＣＣＤカメラ１９を動作させてこの第１の校正用パターンＣＲを撮像する。こうすることで、図６に示すような視野像Ｖ（画像データ）を取得する。
【００７８】
ステップＳ２
ビームずれ画像処理部５０ｂは、ＣＣＤカメラ１９で第１の校正用パターンＣＲを撮像した視野像Ｖ（画像データ）から『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』を求めて、システム制御部５５を介して校正データ記憶部６１に記憶させる。なお、このステップＳ１，Ｓ２は、本発明の第１の配置位置検出工程に相当する。
【００７９】
ステップＳ３
システム制御部５５は、処理対象のプリント配線基板Ｓに関するＣＡＤデータを図示しないコンピュータから読み込む。
【００８０】
ステップＳ４
システム制御部５５は、受け取ったＣＡＤデータに基づいて、後述するステップＳ１０でロードされるプリント配線基板Ｓの基準穴ＳＲの位置に相当する位置にアライメントスコープ３３，３５，３７，３９を移動して、第２の校正用パターンＰＲを視野内に入れる。これにより、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の各視野内には、非合焦状態ではあるが基準マスクＲＭの所定位置の第２の校正用パターンＰＲの交点が位置することになる。
【００８１】
ステップＳ５
システム制御部５５は、昇降制御回路６７を介して載置テーブル１５をｚ方向に上昇させ、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９を第２の校正用パターンＰＲに合焦させる。
【００８２】
ステップＳ６
アライメント画像処理部５０ａは、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の視野像Ｖ（画像データ）を画像処理し、視野中心Ｃと第２の校正用パターンＰＲの交点との差分、つまり、校正用パターンＰＲに対するアライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量である『アライメントスコープの位置ずれ量』をそれぞれ求めて、システム制御部５５を介して校正データ記憶部６１に記憶させる（図９参照）。なお、上述したステップＳ３〜Ｓ６は、本発明の第２の配置位置検出工程に相当する。
【００８３】
ステップＳ７
システム制御部５５は、図７に２点鎖線で示すように、描画ステージ５に固定された２台のＣＣＤカメラ１９でレーザビームＬＢを受光するように描画ステージ５をビームずれ検出位置（処理位置ＰＹ）に移動させる。システム制御部５５は、ビーム走査機構２１を動作させてこのビーム走査機構２１からのレーザビームＬＢをＮＤフィルター７５に出射させて光量を減光させるとともに、減光されたレーザビームＬＢの露光スポットを第１の校正用パターンＣＲを介してＣＣＤカメラ１９で撮像させる。
【００８４】
ステップＳ８
ビームずれ画像処理部５０ｂは、ＣＣＤカメラ１９でレーザビームＬＢの露光スポットを撮像した画像データから『ビーム位置ずれ量』、つまり、ＣＣＤカメラ１９で捉えた視野像Ｖの視野中心Ｃと、レーザビームＬＢの露光スポットの中心点とのずれをｘ方向（Δｘ）とｙ方向（Δｙ）について求めて、システム制御部５５を介して校正データ記憶部６１に記憶させる。なお、このステップＳ７，Ｓ８は、本発明のビーム位置検出工程に相当する。
【００８５】
なお、上述したステップＳ１〜Ｓ８までの工程は、少なくとも装置立上げ時や基板の種類が変更されたときや所望の定期診断時などに行えば良く、描画動作前に毎回実行する必要はない。以下のステップＳ９〜Ｓ１２は描画動作毎に毎回実行するものである。
【００８６】
ステップＳ９
システム制御部５５は、図７に実線で示すように描画ステージ５を待機位置に戻し、上記のステップＳ５で上昇させた載置テーブル１５を、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の焦点位置から遠ざけるように待機位置にまでＺ方向に下降させる。
【００８７】
ステップＳ１０
図７に実線で示すように、待機位置にある描画ステージ５上に、例えばローダ（図示省略）によってプリント配線基板Ｓが載置され、システム制御部５５は、描画ステージ５を制御して、真空吸引によってプリント配線基板Ｓが描画ステージ５に吸着保持される。
【００８８】
ステップＳ１１
アライメント画像処理部５０ａは、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９により基板Ｓの『位置ずれ量』を求めて、システム制御部５５を介して校正データ記憶部６１に記憶させる。
具体的には、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９によって基準穴ＳＲを撮像して、基準穴ＳＲの重心位置を求め、この重心位置と視野中心との位置ずれ量を求めて校正データ記憶部６１に記憶させる。この位置ずれ量は、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量に基づいて補正される。この位置ずれ量に基づいて主走査制御回路５７やビーム走査機構２１が制御される。また、各重心位置に基づいて求めた基板Ｓのθ方向のずれは、載置テーブル１５を回転させて補正される。なお、このステップＳ９〜Ｓ１１は、本発明の被描画体位置検出工程に相当する。
【００８９】
ステップＳ１２
基板ＳにレーザビームＬＢを走査する描画処理を実行する。
具体的には、再び、図７に２点鎖線で示すように、描画ステージ５をビームずれ検出位置まで移動させた後、図７に実線で示すように、この位置から待機位置に向かって描画テーブル５を移動させつつ、レーザビームを走査する。このとき、以下の〔１〕〜〔４〕に示す４つのずれ量に基づいて、描画開始位置の補正が実行される。
【００９０】
〔１〕基準マスクＲＭ（第２の校正用パターンＰＲ）に対する各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量（ステップＳ６で算出）
〔２〕基準マスクＲＭ（第２の校正用パターンＰＲ）に対する基板Ｓの位置ずれ量（ステップＳ１１で算出）
〔３〕基準マスクＲＭ（第１の校正用パターンＣＲ）に対するＣＣＤカメラ１９の位置ずれ量（ステップＳ２で算出）
〔４〕基準マスクＲＭ（第１の校正用パターンＣＲ）に対するレーザビームＬＢの位置ずれ量（ステップＳ８で算出）
【００９１】
上述したように本実施形態のレーザ描画装置によれば、描画ステージ５に設けられたＣＣＤカメラ１９と、ビームずれ画像処理部５０ｂとからなる、ＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する位置ずれ量を検出する第１の配置位置検出手段および第１の校正用パターンＣＲを備えているので、レーザビームＬＢの位置ずれ量を検出するＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する固定位置（配置位置）が環境変化等によりずれていても、その位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ＣＣＤカメラ１９自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、高精度なレーザ描画ができる。
【００９２】
また、ＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する配置位置や、描画ステージ５に対するプリント配線基板Ｓの位置を検出するためのアライメントスコープ３３，３５，３７，３９の基準マスクＲＭの第２の校正用パターンＰＲに対する配置位置が環境変化等によりずれていても、それらの位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ＣＣＤカメラ１９自体の位置ずれおよびアライメントスコープ３３，３５，３７，３９自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下も解消することができ、より高精度なレーザ描画ができる。
【００９３】
また、レーザビームＬＢの位置ずれ量およびＣＣＤカメラ１９の位置ずれ量のみならず、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９による基板Ｓの位置ずれ量およびアライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量を加えて、上記描画開始位置の補正を実行しているので、より正確に補正でき、高精度なレーザ描画が実現できる。
【００９４】
また、ビーム走査機構２１から出射されて基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲを透過したレーザビームＬＢを検出してこのレーザビームＬＢの走査位置のずれを検出しているので、ＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する位置ずれ量を検出する第１の配置位置検出手段を、簡易な構成で実現できる。
【００９５】
また、ＮＤフィルター７５は、ビーム走査機構２１からのレーザビームＬＢを減光してＣＣＤカメラ１９に入射しているので、ＣＣＤカメラ１９への光量の過入力を防止できる。
【００９６】
また、ＣＣＤカメラ１９で基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲを撮像する際に、透過照明用ランプ７７により基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲを照明するので、第１の校正用パターンＣＲがＣＣＤカメラ１９で好適に撮像される。
【００９７】
また、ＣＣＤカメラ１９は、レーザビームＬＢの主走査方向の走査領域の両端付近にそれぞれ設けられているので、主走査開始位置付近および主走査終了位置付近でのレーザビームＬＢの走査位置のずれがそれぞれ検出され、プリント配線基板Ｓの主走査方向に対する実際のレーザビームＬＢの走査位置のずれを検出することができる。
【００９８】
具体的は、ＣＣＤカメラ１９が、主走査方向領域の両端付近にそれぞれ設けられているので、次のような倍率補正や傾き補正もできる。描画開始側のＣＣＤカメラ１９で検出したレーザビームＬＢの位置ずれ量を（ΔＸＳ，ΔＹＳ）とし、描画終了側のＣＣＤカメラ１９で検出したレーザビームの位置ずれ量を（ΔＸＥ，ΔＹＥ）とする。次に示す計算式（１）によりＸ方向における倍率を算出し、この倍率により描画クロック幅を補正して倍率補正する。
倍率＝（（ΔＸＥ  −  ΔＸＳ）/両センサ間の距離）＋１  ……  （１）
【００９９】
また、ΔＹＳとΔＹＥとの差により主走査ラインの傾きも検出できる。この検出した傾きに基づいて、シリンドリカルレンズ９８を位置補正機構１０１によって移動させることにより傾き補正ができる。
【０１００】
なお、本発明は以下のように変形実施することも可能である。
【０１０１】
（１）上述した実施形態では、描画ステージ５に設けられた基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲをこの描画ステージ５に固定されたＣＣＤカメラ１９で撮像することにより、ＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する位置ずれを検出しているが、ＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する位置ずれを機械的あるいは光学的に検出する位置検出センサなど、第１の校正用パターンＣＲを使用することなくＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する位置ずれが検出可能な種々のセンサを採用してもよい。
【０１０２】
（２）上述した実施形態では、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれを検出するために基準マスクＲＭの第２の校正用パターンＰＲを用いているが、基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲを用いるようにしてもよい。
【０１０３】
（３）上述した実施形態では、第１の校正用パターンＣＲと第２の校正用パターンＰＲのように異なる校正用パターンを設けているが、校正用パターンとして第１の校正用パターンＣＲまたは第２の校正用パターンＰＲのみを採用するようにしてもよい。ＣＣＤカメラ１９および各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量を第１の校正用パターンＣＲから検出してもよいし、ＣＣＤカメラ１９および各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量を第２の校正用パターンＰＲから検出してもよい。
【０１０４】
（４）基準マスクＲＭに形成した第１の校正用パターンＣＲは、図６に示したような井桁形状だけに限定されるものではなく、図１２（ａ）に示すようにセンター部分を除いた十字標線パターンや、図１２（ｂ）に示すようにボックス形状など、レーザビームＬＢが干渉せず、なおかつ、校正用パターンの中心が画像処理により算出可能である種々のものを採用してもよい。
【０１０５】
（５）上述した実施形態では、ビーム走査機構２１が位置固定で描画ステージ５が移動する構成であったが、逆にビーム走査機構２１が移動する構成であっても本発明を適用可能である。
【０１０６】
（６）上述した実施形態では、図７に示すように、基準マスクＲＭとは別体のＮＤフィルター７５でレーザビームＬＢを減光させてＣＣＤカメラ１９に入射させるようにしているが、図１２（ｃ）に示すように、校正用部材としての基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲにおけるレーザビームＬＢが入射される領域（斜線で示す部分）を、入射したレーザビームＬＢを減光するために適切な濃度をもった減光部材７８としてもよい。この場合には、ＣＣＤカメラ１９に入射するレーザビームＬＢを減光するために、ビーム走査機構２１からのレーザビームＬＢをＣＣＤカメラ１９で撮像する際に、ビーム走査機構２１と基準マスクＲＭとの間に位置させる図７に示すＮＤフィルター７５を別途設ける必要がない。なお、上述した減光部材７８が本発明の請求項９に記載の「減光する部材」に相当する。
【０１０７】
（７）例えばプリント配線基板Ｓが描画ステージ５上に正確に載置されている場合は、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量およびプリント配線基板Ｓの位置ずれ量を検出する必要がなく、レーザビームＬＢの位置ずれおよびＣＣＤカメラ１９の位置ずれのみに基づいて描画開始位置を補正すればよい。
【０１０８】
（８）アライメントスコープの個数は、上述の実施形態のように４台に限定されるものではなく、１台以上であれば本発明を適用可能である。
【０１０９】
但し、アライメントスコープが一台の場合には、プリント配線基板を載置テーブル１５に載置した状態でアライメントに関する位置校正処理を実施する。そして、四隅の基準穴に順にアライメントスコープを移動させて、各位置にて視野中心と第２の校正用パターンＰＲの交点との位置ずれ量を計測すると同時に、基準穴ＳＲの重心を求めて第２の校正用パターンＰＲの交点との相対的な位置誤差を求めておく必要がある。
【０１１０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の方法発明によれば、レーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段の配置位置が環境変化等によりずれていても、その位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ビーム位置検出手段自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、高精度なレーザ描画ができる。
【０１１１】
また、請求項２に記載の方法発明によれば、レーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段の配置位置や、被描画体の位置を検出するための被描画体位置検出手段の配置位置が環境変化等によりずれていても、それらの位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ビーム位置検出手段自体の位置ずれおよび被描画体位置検出手段自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、より高精度なレーザ描画ができる。
【０１１２】
また、請求項３に記載の装置発明によれば、レーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段の配置位置が環境変化等によりずれていても、その位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ビーム位置検出手段自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、高精度なレーザ描画ができる。
【０１１３】
また、請求項４に記載の装置発明によれば、レーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段の配置位置や、被描画体の位置を検出するための被描画体位置検出手段の配置位置が環境変化等によりずれていても、それらの位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ビーム位置検出手段自体の位置ずれおよび被描画体位置検出手段自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、より高精度なレーザ描画ができる。
【０１１４】
また、請求項５に記載の装置発明によれば、レーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段の保持手段に対する配置位置が環境変化等によりずれていても、その位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ビーム位置検出手段自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、高精度なレーザ描画ができる。
【０１１５】
また、請求項６に記載の装置発明によれば、レーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段の保持手段に対する配置位置や、被描画体の位置を検出するための被描画体位置検出手段の保持手段に対する配置位置が環境変化等によりずれていても、それらの位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ビーム位置検出手段自体の位置ずれおよび被描画体位置検出手段自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、高精度なレーザ描画ができる。
【０１１６】
また、請求項７に記載の装置発明によれば、ビーム走査手段から出射されて校正用部材の第１の校正用パターンの領域を透過したレーザビームを検出してこのレーザビームの位置ずれを検出しているので、ビーム位置検出手段の保持手段に対する位置ずれ量を検出する第１の配置位置検出手段を、簡易な構成で実現できる。
【０１１７】
また、請求項８に記載の装置発明によれば、減光手段は、ビーム走査手段からのレーザビームを減光してビーム位置検出手段に入射しているので、ビーム位置検出手段への光量の過入力を防止できる。
【０１１８】
また、請求項９に記載の装置発明によれば、校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域は、入射したレーザビームを減光する部材としているので、ビーム走査手段からのレーザビームをビーム位置検出手段で撮像する際に、ビーム走査手段とビーム位置検出手段との間に位置させて、ビーム位置検出手段に入射するレーザビームを減光するような減光手段を別途設ける必要がない。
【０１１９】
また、請求項１０に記載の装置発明によれば、ビーム位置検出手段で校正用部材の第１の校正用パターンを撮像する際に、照明手段により校正用部材を照明するので、第１の校正用パターンがビーム位置検出手段で好適に撮像される。
【０１２０】
また、請求項１１に記載の装置発明によれば、第１の撮像手段は、レーザビームの主走査方向の走査領域の両端付近にそれぞれ設けられているので、主走査開始位置付近および主走査終了位置付近でのレーザビームの位置ずれがそれぞれ検出され、被描画体の主走査方向に対する実際のレーザビームの位置ずれを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ描画装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示したレーザ描画装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】図１に示したレーザ描画装置の概略構成を示す側面図である。
【図４】載置テーブルの部分断面図である。
【図５】載置テーブルの部分平面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は校正用パターンをＣＣＤカメラで撮像した画像を示す図である。
【図７】図１に示したレーザ描画装置のＣＣＤカメラの周辺構成を説明するための概略側面図である。
【図８】レーザ描画装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図９】基準パターンをアライメントスコープのＣＣＤカメラで撮像した画像を示す図である。
【図１０】レーザビームの露光スポットをＣＣＤカメラで撮像した画像を示す図である。
【図１１】位置校正処理を示したフローチャートである。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は変形実施における校正用パターンを示す図である。
【符号の説明】
３  …  ガイドレール（移動手段）
５  …  描画ステージ（保持手段）
７  …  サーボモータ（移動手段）
９  …  送りネジ（移動手段）
１９  …  ＣＣＤカメラ（第１の撮像手段）
２１  …  ビーム走査機構（ビーム走査手段）
３１  …  アライメントスコープユニット（被描画体位置検出手段）
３３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａ，  …  ＣＣＤカメラ（第２の撮像手段）
５０ａ  …  アライメント画像処理部（被描画体位置検出手段）
５０ｂ  …  ビームずれ画像処理部（ビーム位置検出手段）
５５  …  システム制御部（位置補正手段）
５７  …  主走査制御回路（位置補正手段）
６１  …  校正データ記憶部（位置補正手段）
７４  …  フィルター支持部（減光手段）
７５  …  ＮＤフィルター（減光手段）
７７  …  透過照明用ランプ（照明手段）
ＣＲ…  第１の校正用パターン
ＬＢ…  レーザビーム
ＰＲ…  第２の校正用パターン
ＲＭ…  基準マスク（校正用部材）
Ｓ  …  プリント配線基板（被描画体）
【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】
0004076341.tif 000008
【図８】
0004076341.tif 000009
【図９】
0004076341.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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