CN101078886A

CN101078886A - 图像记录方法和图像记录设备

Info

Publication number: CN101078886A
Application number: CNA2007101042228A
Authority: CN
Inventors: 角克人; 铃木一诚
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2007-11-28
Also published as: KR20070114024A; JP4778834B2; US20070273722A1; TW200745730A; JP2007316194A

Abstract

一种图像记录方法和图像记录设备，沿基板(F)被移动的方向和与该方向垂直的方向将矩形图记录在基板(F)上。测量矩形图的线宽，且建立用于获取光量的掩模数据以校正线宽变化。当曝光头(24a－24j)被激发以便通过曝光将图像记录在基板(F)上时，从掩模数据存储器(82)读取取决于基板(F)的被移动位置的掩模数据，并用该掩模数据来校正输出数据，因而将期望的无定域性图像记录在所述基板(F)上。

Description

图像记录方法和图像记录设备

技术领域

本发明涉及一种图像记录方法和图像记录设备，在依靠图像数据控制的多个记录元件正在相对图像记录介质移动时，将图像记录到图像介质上。

背景技术

附图26是印刷线路板的制造过程示意图。如图26所示，通过蒸镀(evaporation)等在其上蒸镀有铜箔1的基板2被准备。感光材料制成的光刻胶(photoresist)3通过加热挤压(层压)在铜箔1上。在利用曝光设备使光刻胶3根据线路图曝光后，利用显影液显影光刻胶3。然后，光刻胶3的没有被曝光的部分被去除。通过光刻胶3的去除而曝光的铜箔1被蚀刻溶液蚀刻掉。之后，剩余的光刻胶3被剥离液剥离掉。结果，制造出印刷线路板，该印刷线路板具有以期望线路图的形式而保留在基板2上的铜箔1。

例如，一种用数字微镜装置DMD(digital micromirror device)等空间光调制器作为将线路图记录在光刻胶3上的曝光设备已被设计出(参见日本公开公报No.2005-41105)。该数字微镜装置DMD包括多个以矩阵模式(matrix pattern)可倾斜地设置在静态存储单元(SRAM cells，memorycells)上的微镜(micromirror)。该微镜具有相应的反射表面，该反射表面的上面沉积(deposit)有铝等高反射材料。当与图像数据相应的数字信号被写进静态存储单元时，对应的微镜在取决于数字信号的设定方向上倾斜，选择性地打开和关闭光束，并将打开的光束引导到光刻胶。

在日本专利公开公报No.2005-41105中公开的曝光设备中，具有层压光刻胶3的基板2在一方向上移动，具有数字微镜装置DMD的多个曝光头引导光束到基板2因而利用曝光将高精度两维线路图快速地记录在基板2上，所述数字微镜装置DMD以与层压光刻胶3移动的方向垂直的方向排列。

如果在曝光设备的曝光过程开始时用于发射光束的光源的温度与在曝光过程结束时的光源的温度彼此不同时，那么由光源发射的光束的光量(amount of light)趋向于随时间变化，可能会导致由于沿基板2移动方向的光量的变化而引起的曝光不规则(exposure irregularity)。

基板2放置在可移动的台子上，该台子将热传递到基板2以便加热基板2。由于在热被从可移动的台子传递到基板2以前需要一定时间，在曝光过程开始时放置在可移动台子上的基板2的表面温度与在曝光过程结束时放置在可移动台子上的基板2的表面温度彼此不同。因为由于上述温度的变化引起光刻胶3敏感度变化，会造成沿基板2的移动方向形成的线路图的不规则。

当其上放置有基板2的可移动的台子移动时，曝光头和基板2之间的距离就变化。此时，引导向基板2的光束的直径同样会变化，易于导致沿基板2的移动方向形成的线路图的不规则。

此外，如果显影设备在基板2上执行的显影过程遭受显影设备导致的不规则时，那么这些不规则就表现为线路图的不规则。

发明内容

本发明的一个总体目的是提供一种图像记录方法和图像记录设备，通过校正沿记录元件相对图像记录介质移动的方向出现的定域性(locality)，将所期望的图像高精确地记录在图像记录介质上。

本发明的一个主要目的是提供一种用于将所期望的图像高精确地记录在图像记录介质的整个两维表面上的方法和设备。

根据结合附图的以下说明，本发明的上述和其它目的，特征和优点将变得更明显。在该说明中，通过示例显示了本发明的较佳实施例。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的曝光设备的立体图；

图2根据实施例的曝光设备的曝光头的示意图；

图3是显示图2的曝光头中使用的数字微镜装置(DMD)的局部放大图；

图4是图2的曝光头执行的曝光记录过程的示意图；

图5是显示图2的曝光头的数字微镜装置DMD和设置在数字微镜装置DMD中的掩模数据的图；

图6是显示实施例的曝光设备的记录位置和光量之间的关系图；

图7是显示当图6中的光量定域性未经校正时所记录的线宽(line width)图；

图8是显示当图6中的光量定域性被校正时所记录的线宽图；

图9是实施例的曝光设备的控制电路框图；

图10是设定实施例的曝光设备所执行的掩模数据的过程的流程图；

图11是显示由实施例的曝光设备在基板上记录的矩形图所组成的测试图；

图12是显示图11的矩形图的位置和所测量的线宽之间的关系图；

图13是显示应用到基板的激光束的光量的变化与对应的线宽变化之间的关系图；

图14是显示基板位置与光量校正变量之间的关系图；

图15是实施例的曝光设备执行的曝光记录过程的流程图；

图16是实施例的曝光设备在基板上记录的网点图(halftone dot pattern)的示意图；

图17是作为测试数据的灰度级数据(grayscale data)的示意图；

图18是使用图17的灰度级数据在基板上形成的铜箔的示意图；

图19是实施例的曝光设备在基板上记录的栅格状图的示意图；

图20是显示沿基板被扫描的方向所形成的边缘区域的图；

图21是显示沿与基板被扫描方向垂直的方向所形成的边缘区域的图；

图22是显示不同类型感光材料上的光量变化与对应的线宽之间的关系图；

图23是显示不同类型感光材料上的基板位置与线宽之间的关系图；

图24是显示不同类型感光材料上的基板位置与光量校正变量之间的关系图；

图25是实施例的曝光设备的数字微镜装置DMD被分到其中的区域的示意图；以及

图26是印刷线路板制造过程的示意图。

具体实施方式

图1显示了用于在印刷线路板上执行曝光过程的曝光设备10的立体图，在印刷线路板曝光过程中应用了根据本发明的实施例的图像记录方法和图像记录设备。如图1所示，曝光设备10具有：基本不变形的床14，该床14由腿12支撑；和曝光台18，该曝光台18通过两个平行的导轨16安装在床14上用于在箭头所示的方向上往复移动。涂覆有感光材料的长矩形基板F(图像记录介质)连接到并支撑在曝光台18上。

门柱20居中地安装在床14上，并位于导轨16上。两个CCD摄像机22a，22b固定到柱子20的一侧，用于检测基板F相对于曝光台18安装的位置。扫描器26具有多个曝光头24a至24j，该多个曝光头24a至24j定位和保持在扫描器26中，用于通过曝光把图像记录在基板F上，扫描器26固定在柱子20的另一侧。曝光头24a至24j在垂直于基板F被扫描的方向(即，曝光台18可移动的方向)的方向上布置成交错的两行。闪光灯64a、64b通过相应的棒形透镜(rod lens)分别安装在CCD摄像机22a，22b上。闪光灯64a、64b将基板F敏感的红外线(如照明光线)应用到CCD摄像机22a、22b的图像获取区。

引导台66在与曝光台18可移动的方向垂直的方向上延伸，引导台66安装在床14的末端。引导台66在其上支撑感光器68，支撑感光器68可沿箭头x表示的方向移动用于检测曝光头24a至24j发射的激光束L的光量。

图2显示曝光头24a至24j中每个曝光头的结构。从光源单元28a至28j的多个半导体激光器发射的组合激光束L被引导通过光纤30进入每个曝光头24a至24j中，光源单元28a至28j连接到相应的曝光头24a至24j。棒形透镜32、反射镜34、和数字微镜装置(DMD)36依序布置在激光束L引导进入的光纤30的出口端。

如图3所示，数字微镜装置DMD36包括多个微镜40(记录元件)，多个微镜40以矩阵模式可倾斜地设置在静态存储单元(SRAM cells，memorycells)38上。铝等具有高反射的材料被蒸镀在每个微镜40的表面上。当根据图像记录数据的数字信号通过数字微镜装置控制器42被写入静态存储单元(SRAM cells，memory cells)38时，微镜40以设定的方向倾斜，该设定的方向取决于使用的数字信号。激光束L依据微镜40如何倾斜而被打开或关闭。

在由被控制成打开或关闭的数字微镜装置DMD36所反射的激光束L被发射的方向上，依序设置放大光学系统的第一图像聚焦光学透镜44、46，具有与数字微镜装置DMD36的相应的微镜40相对应的许多透镜的微透镜阵列48，和变焦光学系统的第二图像聚焦光学透镜50、52。用于去除杂散光和将激光束L调节至预定直径的微孔阵列54、56被设置在微透镜阵列48的前面和后面。

如图4和5所示，数字微镜装置DMD36结合在相应的曝光头24a至24j中，数字微镜装置DMD36以与曝光头24a至24j扫描基板F的方向成预定角度倾斜，用于实现更高的分辨率。具体地，与基板F移动方向倾斜的数字微镜装置DMD36减小了微镜40之间在与基板F移动的方向垂直的方向(即箭头x所示的方向)上的间隔Δx，使该间隔Δx减小到小于微镜40之间在微镜40的排列方向上的间隔的数值，因此，增加了在箭头x所示方向上的分辨率。

图5中，多个微镜40设置在数字微镜装置DMD36的扫描方向上的一个扫描线57上。基板F通过激光束L曝光于一个像素的多个图像，前述激光束L被这些微镜40引导向基本相同的位置。在这种方式中，微镜40之间光量不规则能被平均。为了使曝光头24a至24j无缝，它们被这样布置，每次被相应的曝光头24a至24j曝光的曝光区域58a至58j在箭头x(见图4)所示的方向上重叠。

激光束L的光量被数字微镜装置DMD36的微镜40中的每个引导到基板F，激光束L的光量具有定域性和光学系统的状态，前述定域性由数字微镜装置DMD36的微镜40沿箭头x所示方向造成，曝光头24a至24j在箭头x所示方向上排列。如图7所示，由于这样的定域性，当具有由多个微镜40所反射的更小的组合光量的激光束L将图像记录在基板F上时，且当具有由多个微镜40所反射的更大的组合光量的激光束L将图像记录在基板F上时，图像在箭头x所示方向上具有相应宽度W1、W2，宽度W1、W2由阀值th决定，超过该阀值th，应用于基板F的感光材料就对激光束L敏感。这些宽度W1、W2彼此不同，其取决于箭头x所示方向上的曝光位置。当对被曝光的基板F进行显影处理、蚀刻处理、和剥离处理时，光刻胶层不规则、显影过程不规则、蚀刻过程不规则、和剥离过程不规则以及箭头x所示方向上的激光束L的光量定域性同样会引起图像宽度的变化。

同样，图像宽度的变化不仅取决于箭头x所示方向上的曝光位置，而且取决于基板F移动方向(即箭头y所示方向)上的曝光位置。

例如，在半导体激光器开始发射激光束L直至激光束发射结束，光源单元28a至28j的半导体激光器中的每个的温度上升。因为温度上升，在激光束发射期间，半导体激光器发射的激光束L的光量逐渐增加。此外，如果放置在曝光台18上的基板F开始曝光时基板F的表面的温度不同于基板F曝光结束时基板F的表面的温度，那么在曝光期间应用于基板F的感光材料的感光度会变化。如果曝光头24a至24j与基板F之间的距离根据曝光台18在箭头y所示方向上的移动而变化，引导到基板F的每个激光束L在基板F上的直径会变化，导致记录在基板F上的图像的光点尺寸的变化。此外，在被曝光的基板F正在箭头x所示的方向上移动时，当用于在被曝光的基板F上执行显影处理、蚀刻处理、和剥离处理的处理设备工作时，处理设备会在箭头y所示方向上产生处理不规则。前述所有不规则易于导致图像宽度变化，该图像宽度取决于基板F上的沿箭头y所示方向的曝光位置。

根据本实施例，鉴于上述图像宽度变得不规则，需要利用掩模数据来设定和控制用于在基板F上形成图像的一个像素的微镜40数，以便生成具有恒定宽度W1的图像，如图8所示，在经包括最后的剥离过程的各种处理过程产生图像后，图像宽度W1与箭头x，y所示方向上的曝光位置无关。

图9以框图形式显示了曝光设备10的控制电路，该控制电路用于执行生成具有恒定宽度的图像的控制过程。

如图9所示，曝光设备10具有：图像数据输入单元70，用于输入通过曝光要被记录在基板F上的两维图像数据；帧存储器72，用于存储图像数据输入单元70输入的两维图像数据；分辨率转换器74，用于将帧存储器72所存储的图像数据的分辨率转换成更高的分辨率，该更高的分辨率取决于曝光头24a至24j的数字微镜装置DMD36的微镜的尺寸和布局；输出数据处理器76，用于将转换分辨率的图像数据处理成输出数据，该输出数据将被分配给微镜40；输出数据校正器78，用于根据掩模数据校正输出数据；数字微镜装置控制器42(记录元件控制器)，用于根据校正的输出数据控制数字微镜装置DMD36；和曝光头24a至24j，用于利用曝光、通过数字微镜装置控制器42控制的数字微镜装置DMD36将期望的图像记录在基板F上。

测试数据存储器80(测试数据存储单元)用于存储测试数据，测试数据存储器80连接到分辨率转换器74。测试数据基于测试图，通过曝光将测试图记录在基板F上并生成掩模数据。

掩模数据存储器82(掩模数据存储单元)经掩模数据选择器83连接到输出数据校正器78。掩模数据选择器83选择由编码器检测的掩模数据并把所选择的掩模数据提供给输出数据校正器78，前述掩模数据取决于曝光台18沿箭头y所示方向被移动到的位置。

掩模数据是这样的数据，该数据用于指定要被关闭的微镜40以便校正取决于基板F移动到的每个位置的定域性。掩模数据设定单元(掩模数据设立单元)86设定掩模数据。掩模数据设定单元86使用线宽数据设定掩模数据，该线宽数据通过测量测试图和通过从光量/线宽表存储器87读取的表来获取。光量/线宽表存储器87存储表示激光束L的光量与线宽之间关系的表，如其根据感光材料的特性建立。

曝光设备10也具有光量定域性计算器88，该光量定域性计算器88基于感光器68所检测的激光束L的光量来计算相对于箭头x所示方向的光量定域性数据。光量定域性计算器88所计算的光量定域性数据被提供给掩模数据设定单元86以便设定初始掩模数据。

本实施例的曝光设备10基本如上构成。下面参考图10来说明曝光设备10所执行的掩模数据的设定过程。

首先，移动曝光台18将感光器68放置在曝光头24a至24j的下面。之后，激发曝光头24a至24j(步骤S1)。此时，数字微镜装置控制器42将数字微镜装置DMD36的所有微镜40设定成打开状态，用于将激光束L引导向感光器68。

在图1的箭头x所示方向上移动的同时，感光器68测量由曝光头24a至24j发射出的激光束L的光量，并把测量的光量提供给光量定域性计算器88(步骤S2)。基于所测量的光量，光量定域性计算器88计算箭头x所示方向上的每个位置Xi处的激光束L的光量定域性数据，并将所计算的光量定域性数据提供给掩模数据设定单元86(步骤S3)。

基于所提供的光量定域性数据，掩模数据设定单元86生成初始掩模数据，用于使基板F的每个位置处激光束L的光量Ei恒定，并将初始掩模数据存储在掩模数据存储器82中(步骤S4)。初始掩模数据被建立成这样的数据，该数据根据光量定域性数据将用于在基板F上的每个位置Xi处形成图像像素的多个微镜40中的一些微镜确定成关闭状态，以便消除例如图6所示的光量定域性。在图5中，这些已被初始掩模数据设定成关闭状态的微镜40用黑色的点表示。

在建立初始掩模数据后，基于测试数据激发曝光头24a至24j，并且曝光台18在箭头y所示的方向上移动(步骤S5)。

分辨率转换器74从测试数据存储器80读取测试数据，把测试数据的分辨率转换成与数字微镜装置DMD36的微镜40对应的分辨率，并把转换分辨率的测试数据提供给输出数据处理器76。输出数据处理器76把转换分辨率的测试数据处理成表示选择性地打开和关闭微镜40的信号的测试输出数据，并把测试输出数据提供给输出数据校正器78。输出数据校正器78强制关闭那些与掩模数据存储器82提供的初始掩模数据对应的微镜40测试输出数据，然后把校正的测试输出数据提供给数字微镜装置控制器42。

数字微镜装置控制器42根据已被初始掩模数据校正的测试输出数据选择性地打开和关闭数字微镜装置DMD36的微镜40，因此，将光源单元28a至28j发射的激光束L应用到基板F以便利用曝光将测试图记录在基板F的整个表面上(步骤S6)。由于根据已被初始掩模数据校正的测试输出数据形成测试图，因此，在感光器68测量激光束L的光量时，测试图免于受到箭头x所示方向上的激光束L的光量定域性的影响。

在从曝光台18移除记录有测试图的基板F之后，处理设备在基板F上执行显影处理，蚀刻处理，和抗剥离处理，生产出在其上保留有测试图的基板F(步骤S7)。

例如，如图11所示，测试图在箭头y所示方向上(即基板F的移动方向上)被分成具有多个矩形图90的区域R(1)，...，R(j)，...，R(n)，多个矩形图90形成在相应位置Xi处，该位置Xi在区域R(1)至R(n)中的每个中沿箭头x所示方向间隔。如果区域R(j)中位置Xi处的矩形图90在箭头x所示方向上具有线宽Wij，那么就建立测试输出数据使得线宽Wij保持恒定而与位置Xi和区域R(j)无关的理想状态，在理想状态下在箭头x、y所示的方向上无定域性。

测量基板F上的矩形图90的线宽Wij(i＝1，2，...，j＝1-n)(步骤S8)，并且测量结果作为线宽数据被提供给掩模数据设定单元86。

图12显示了箭头x所示方向上的位置Xi与区域R(j)中测量的线宽Wij之间的关系。图13显示了应用到基板F的激光束L的光量的变化ΔE与对应的线宽变化ΔW之间的关系。通过利用要被曝光的、应用到基板F的感光材料，这种关系由试验预先确定，并被存储在光量/线宽表存储器87中。

掩模数据设定单元86从光量/线宽表存储器87读取光量/线宽表，并且，计算相应区域R(j)中的位置Xi处的光量校正变量ΔEij，该光量校正变量ΔEij用于通过使用光量变化ΔE与线宽变化ΔW之间的关系来获取将线宽Wij校正成最小线宽Wmin的线宽校正变量ΔWij(步骤S9，请见图14)。

基于所计算的光量校正变量ΔEij，掩模数据设定单元86调节步骤S4中设定的初始掩模数据以便为相应的区域R(j)建立掩模数据(步骤S10)。掩模数据被建立成这样的数据，该数据用于根据光量校正变量ΔEij确定用于在基板F的每个位置Xi处形成一个图像像素的微镜40中那些要被确保成关闭状态的微镜40。代替初始掩模数据，将所建立的掩模数据存储在掩模数据存储器82中(步骤S11)。

具体地说，掩模数据可如下地建立：使用在用初始掩模数据校正输出数据时光量校正变量ΔEij与光量Ei(见图6)之间的比，和用于形成一个像素的微镜40数N，计算要被确保成关闭状态的微镜40数n，计算如下：

n＝N·ΔEij/Ei

建立掩模数据以便将N个微镜中的n个微镜设定成关闭状态。

如果图11所示测试图的区域R(1)至R(n)的宽度在箭头y所示方向上大，要被确保成关闭状态的微镜40在箭头y所示方向上排列，那么在扫描记录图像的方向上(即，箭头y所示方向上)可能会出现带状不规则。为了避免这个缺陷，希望在箭头x所示方向上移动要被确保成关闭状态的微镜40的位置到这样一个程度，即移动到箭头x所示方向上的定域性校正不会相反地受到影响的程度。

在已建立掩模数据之后，利用曝光将期望的线路图记录在基板F上。下面将参考图15的流程图来说明曝光设备10所执行的曝光记录过程。

首先，图像数据输入单元70输入表示期望线路图的图像数据(步骤S21)。输入的图像数据存储在帧存储器72中，然后提供给分辨率转换器74。分辨率转换器把图像数据的分辨率转换成取决于数字微镜装置DMD36的分辨率的分辨率，并把转换分辨率的图像数据提供给输出数据处理器76(步骤S22)。输出数据处理器76根据转换分辨率的图像数据计算表示用于选择性地打开和关闭数字微镜装置DMD36的微镜40的信号，并将计算的输出数据提供给输出数据校正器78(步骤S23)。

然后，其上安装有基板F的曝光台18开始在箭头y所示方向上被移动(步骤S24)，并且编码器85检测曝光台18被移动的位置(步骤S25)。

基于检测的基板F在箭头y所示方向上的移动位置，掩模数据选择器83从掩模数据存储器82选择对应于被移动位置的区域R(1)而建立的掩模数据(步骤S26)，并把选择的掩模数据提供给输出数据校正器78。

通过使用从掩模数据存储器82提供的、为区域R(1)建立的掩模数据，输出数据校正器78校正输出数据表示的微镜40的打开和关闭状态，并把校正的输出数据提供给数字微镜装置控制器42。

数字微镜装置DMD控制器42基于校正的输出数据激发数字微镜装置DMD36以便选择性地打开和关闭微镜40(步骤S28)。光源单元28a至28j发射的和通过光纤30引导进曝光头24a至24j的激光束L经棒形透镜32和反射镜34被施加到数字微镜装置DMD36。数字微镜装置DMD36的微镜40在期望的方向上选择性地发射的激光束L被第一图像聚焦光学透镜44、46放大，然后被微孔阵列54、微透镜阵列48和微孔阵列56调节成预定光束直径。之后，激光束L被第二图像聚焦光学透镜50、52调节成预定放大倍率，然后被引导到基板F。在线路图(该线路图在箭头x所示方向上具有用于区域R(1)的期望线宽)被曝光头24a至24j(该曝光头24a至24j在与曝光台18移动的方向垂直的方向上排列)记录在基板F上的期间，曝光台18沿床14移动(步骤S29)。

如果编码器85检测到基板F移动到区域R(2)时(步骤S30，S25)，掩模数据选择器83从掩模数据存储器82选择为区域R(2)建立的掩模数据，并把选择的掩模数据提供给输出数据校正器78(步骤S26)。然后，以前述相同方式(步骤S27-S30)将区域R(2)的线路图记录在基板F上。重复上述过程直至基板F的区域R(n)，以便在基板F的整个表面上记录具有期望线宽的线路图。

在期望的线路图已被记录到基板F上之后，从曝光设备10上移除基板F，然后在基板F上执行显影过程、蚀刻过程、和抗剥离过程。

通过使用考虑了直至最后的剥离过程的过程而建立的掩模数据，应用到基板F的激光束L的光量已经被校正，使得图11所示矩形图90的箭头x所示方向上的线宽Wij恒定，而与箭头x所示方向上的曝光位置无关。因此，能够获得在箭头x所示方向上具有期望线宽的线路图。

进一步，考虑到相对基板F移动方向产生的定域性，对于区域R(1)至R(n)中的每个，掩模数据是变化的，以便将图11所示矩形图90的箭头x所示方向上的线宽Wij在R(1)至R(n)间保持恒定。结果，也能够获得在箭头y所示方向上的每个曝光位置处具有期望线宽的线路图。

在上述实施例中，图11所示矩形图90通过曝光记录在基板F上，并通过测量线宽Wij来确定掩模数据。然而，掩模数据可通过测量矩形图90中相邻的矩形图之间的间隔来确定。如果难以高精确地测量线宽Wij和间隔，那么可在矩形图90的相应位置Xi周围建立小区域，小区域的密度可测量，那么可从小区域的密度分布来确定掩模数据。

如图16所示，其不是在基板F上曝光记录矩形图90，而是在箭头x所示方向上延伸的、具有预定网点％(halftone dot％)的网点图(halftone dotpatterns)93，该网点图可利用曝光记录在基板F上相应的区域R(1)至R(n)中，那么可通过测量网点％或相应的位置Xi周围建立的相应的小区域的密度来确定掩模数据。

用于逐步增加激光束L的光量的p(p＝1，2，...)个步幅的灰度数据可被设定为测试数据存储器80中的测试数据，并且，如图17所示，通过使用灰度数据，在箭头x所示方向上延伸的、取决于箭头y所示方向上逐步变化的光量的灰度图92利用曝光被记录在基板F上相应的区域R(1)至R(n)中。之后，显影基板F，然后，如图18所示，在相应的区域R(1)至R(n)上测量仍保留在基板F上的抗蚀图94在相应位置Xi处的沿箭头y所示方向上的宽度。抗蚀图94在相应位置Xi处的灰度图92的对应步幅数pi可被确定，并且基于该步幅数pi可确定掩模数据。

可选择地，可通过测量两个不同方向上排列的测试图的线宽来确定掩模数据。例如，如图19所示，栅条沿扫描方向(即，箭头y所示方向)彼此平行延伸的栅格状图96a和栅条沿垂直于扫描方向的方向(即，箭头x所示方向)彼此平行延伸的栅格状图96b可作为一套被记录在基板F的区域R(1)至R(n)的每个位置Xi处，并且基于栅格状图96a、96b的平均线宽可计算光量校正变量以确定区域R(1)至R(n)的掩模数据。使用两个不同方向上排列的测试图，能消除依据测试图方向改变线宽的因素。

进一步，测试图不限于两个方向上排列的栅格状图96a、96b，也可是三个或更多个方向上排列的栅格状图。可替换地，可采用与箭头x、y所示方向倾斜的栅格状图。进一步可替换地，规定的电路图可被形成作为测试图，可通过测量电路图来校正激光束的光量。

改变线宽的一个因素可能是测试图的边缘在基板F移动的方向上和在与基板F移动的方向垂直的方向上被不同地记录。更具体的，如图20所示，在基板F移动方向上(即，箭头y所示方向上)的测试图的边缘98a被沿箭头y所示方向(即，基板F移动方向)移动的激光束L的单个点或多个点所记录。另一方面，如图21所示，在箭头x所示方向上的测试图的边缘98b被相对于基板F不移动的激光束L的多个点所记录。关于边缘98a、98b如何被记录的不同可能会导致不同线宽。如果激光束L的点不是圆形也可能出现不同线宽。通过考虑方向相依线宽变量(direction-depending linewidth)来建立掩模数据，能够获得具有更高精度的线路图。

可替换地，可通过确定由应用于基板F的感光材料的类型所决定的光量校正变量来建立掩模数据。具体地，如图22所示，应用于基板F的激光束L的光量的变化ΔE与对应线宽的变化ΔW之间的关系根据感光材料A、B而不同。感光材料A、B的不同等级特性导致了不同关系。如图23所示，甚至当在相同条件下记录测试图到感光材料A、B上时也可产生不同线宽W。在图22中，激光束L的光量的变化ΔE与对应线宽的变化ΔW之间的关系近似成直线。

为了记录具有相同线宽的图，而不管感光材料A、B的不同特性，有必要从激光束L的光量的变化ΔE与对应线宽的变化ΔW之间的关系的感光材料A、B的特性曲线(图22)和相应感光材料A、B在每个位置Xi处自参考线宽WO(例如线宽W的最小值)的变化ΔWA、ΔWB(图23)来建立取决于感光材料A、B的光量校正变量。图24显示为感光材料A、B建立的光量校正变量的例子。

掩模数据设定单元86基于为感光材料A、B确定的区域R(1)至R(n)的光量校正变量来设定掩模数据，并把建立的掩模数据存储在掩模数据存储器82中。为了使基板F曝光有期望的线路图，操作者输入的对应于感光材料类型的掩模数据被从掩模数据存储器82读取，并且从输出数据处理器76提供的输出数据被掩模数据校正。在这种方式中，独立于感光材料类型的、没有线宽变化的高精度线路图可通过曝光被记录在基板F上。

用于校正箭头x所示方向上的定域性的掩模数据也可被如下地生成：

图25显示设置在曝光头24a至24j中的每个数字微镜装置DMD36，每个数字微镜装置DMD36被分成包括多个相邻微镜40的多个区域K。通过感光器68测量每个区域K输出的激光束的光量E_k。能够通过仅打开区域K上的微镜和移动感光器68到每个区域K的直接下面的位置来测量光量E_k。

测量的每个区域K输出的激光束L的光量E_k被提供给光量定域性计算器88，该光量定域性计算器88将提供的光量E_k与参考光量E_s比较，因此计算每个区域K的光量定域性数据。计算的光量定域性数据被提供给掩模数据设定单元86。掩模数据设定单元86产生用于将提供的光量定域性数据转换成参考光量E_s的掩模数据。使用这样产生的掩模数据，能够校正箭头x所示方向上的光量的定域性。这样产生的掩模数据可作为步骤S4的初始掩模数据被建立。

曝光头24a至24j的光源单元28a至28j可被光源控制器89(见图9)控制，在感光器68检测的、光源单元28a至28j发射的每个激光束L的光量的定域性被校正之后，可产生用于校正箭头x所示方向上的光量的定域性的掩模数据。光源单元28a至28j发射的激光束L的光量被如下地调节：在对应于光源单元28a至28j的相应位置的矩形图90的箭头x所示方向上的光线宽度Wi j被测量，使用存储在光量/线宽表存储器87中的表来计算用于补偿线宽Wij的光量校正变量。然后，根据光量校正变量，光源控制器89调节光源单元28a至28j发射的激光束L的光量。

具有上述掩模数据的曝光设备10易于如下地遭受由光源单元28a至28j的退化和温度波动引起的激光束的光量的时间相依变化(time-dependent change)，由光学系统的安装位置的变化所引起的散焦导致的点尺寸的时间相依变化，图像记录介质的敏感度的时间相依变化，和显影处理等处理序列的处理状态的时间相依变化。因此，较佳地，考虑到上述时间相依变化，应当给曝光设备10执行调节处理。

例如，当掩模数据被生成时，光量定域性计算器88所计算的光量定域性数据被存储在光量定域性数据存储器91(见图9)中。为了鉴于激光束L的光量的时间相依变化来调节掩模数据，光源单元28a至28j发射的激光束L的光量被感光器68测量。在光量定域性计算器88计算光量定域性数据之后，掩模数据设定单元86使用从光量定域性数据存储器91读取的当前周期的光量定域性数据和前一周期的光量定域性数据来校正掩模数据。

具体地说，当前周期的光量定域性数据与前一周期的光量定域性数据之间的差异被确定成光量的时间相依变化，并且当前建立的光量定域性数据被校正以便校正光量的时间相依变化。结果，能容易地产生考虑了光量的时间相依变化的被校正的掩模数据，而无需产生图11所示测试图的复杂过程。在这种情况下，掩模数据设定单元86、光量定域性计算器88、和光量定域性数据存储器91用作为用于计算光量定域性变化和根据所计算的光量定域性变化校正掩模数据的掩模数据校正器。

鉴于温度波动引起的光量变化，而要调节掩模数据，为此，当掩模数据被产生时，曝光设备10的温度或曝光头24a至24j中的每个的温度被测量。然后，在经历预定时间后，再次测量温度，并且自前一周期测量温度的当前周期测量温度的变化被确定为温度的时间相依变化。基于温度的时间相依变化，前一周期确定的掩模数据被校正。在这种方式中，能够鉴于温度波动引起的光量的时间相依变化来调节掩模数据。

鉴于由光学系统的安装位置的变化所引起的散焦导致的点尺寸的时间相依变化，而要调节掩模数据，为此，当掩模数据被生成时每个激光束L的光束直径被测量。然后，在经历预定时间后，再次测量每个激光束L的光束直径，并且自前一周期测量的光束直径的当前周期测量的光束直径的变化被确定为光束直径的时间相依变化。基于光束直径的时间相依变化，前一周期确定的掩模数据被校正。在这种方式中，能够鉴于点尺寸的时间相依变化来调节掩模数据。

鉴于图像记录介质的敏感度的时间相依变化和处理序列的处理状态的时间相依变化，而要调节掩模数据，为此，从前一周期中产生掩模数据时产生的测试图获取的线宽数据与从自前一周期经历预定时间后的当前周期中产生掩模数据时产生的测试图获取的线宽数据之间的差异被确定为线宽数据的时间相依变化。基于线宽数据的时间相依变化，前一周期确定的掩模数据被校正。在这种方式中，能够鉴于图像记录介质的敏感度的时间相依变化和处理序列的处理状态的时间相依变化来调节掩模数据。

曝光设备10的光源单元28a至28j可包括两维阵列的半导体激光器、固态激光器、光发射器件等，或者激光器二极管等光源和两维阵列光纤形式的光纤阵列的组合。

可采用用于引导光束到图像记录介质的空间光调制器，而不采用数字微镜装置DMD。这样的空间光调制器可以是液晶显示器LCD(LiquidCrystal Display)、PLZT(Plomb Lanthanum Zirconate Titanate)空间光调制器、光栅光阀GLV(Grating Light Valve)等。

例如，曝光设备10可适当地用于在制造印刷线路板(PWB)的过程中曝光干膜抗蚀涂层DFR(dry film resist)，在制造液晶显示器LCD的过程中形成彩色滤光片(color filter)，在制造TFT的过程中曝光干膜抗蚀涂层DFR，和在制造等离子显示屏PDP(plasma display panel)的过程中曝光干膜抗蚀涂层DFR等。

本发明也可应用于具有喷墨记录头的图像记录设备。本发明也可应用于打印领域和摄影领域中使用的曝光设备。

可应用到曝光设备10的扫描曝光过程可以是平板扫描过程(flat-bedscanning process)、外部光鼓扫描过程(external-drum sGanningprocess)、内部光鼓扫描过程(internal-drum scanning process)等。

尽管已详细地显示和描述了本发明的特定较佳实施例，在不超出所附权利要求的保护范围内，各种变化和改变是易知的。

Claims

1.一种图像记录方法，通过在一方向上相对于图像记录介质(F)移动依据图像数据控制的多个记录元件(40)将图像记录在图像记录介质(F)上，该方法包括如下步骤：

建立掩模数据，该掩模数据用于控制所述记录元件(40)中那些为了校正所述方向上出现的图像品质的定域性而要被设置成关闭状态的、被选择的记录元件(40)，所述掩模数据取决于所述记录元件(40)在所述方向上的被移动位置；和

基于确定所述记录元件(40)的打开和关闭状态的所述图像数据和确定所述记录元件(40)的关闭状态的所述掩模数据，控制所述记录元件(40)，因而用于将图像记录在所述图像记录介质(F)上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述定域性出现是由于关于通过所述记录元件(40)被应用到所述图像记录介质(F)的记录能量的定域性、通过所述记录元件(40)在所述图像记录介质(F)上形成的点尺寸的定域性、所述图像记录介质(F)的敏感度的定域性、所述图像记录介质(F)的温度的定域性、或用于处理其上记录有图像的所述图像记录介质(F)的处理序列的定域性。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述掩模数据被建立，以便校正所述方向和所述垂直方向上出现的图像品质的定域性，其中所述掩模数据控制所述记录元件(40)中那些要被设置成关闭状态的所述被选择的记录元件(40)，并取决于所述记录元件(40)在所述方向和垂直于所述方向的垂直方向上的被移动位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括步骤：

确定所述定域性的时间相依变化；和

根据所述定域性的所述时间相依变化校正所述掩模数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括步骤：

基于测试数据，在所述图像记录介质(F)上记录测试图；和

建立所述掩模数据，以便校正所述测试图中出现的所述定域性。

6.一种图像记录设备，通过在一方向上相对于图像记录介质(F)移动依据图像数据控制的多个记录元件(40)将图像记录在图像记录介质(F)上，该设备包括：

掩模数据存储单元(82)，用于存储用于控制所述记录元件(40)中那些为了校正所述方向上出现的图像品质的定域性而要被设置成关闭状态的、被选择的记录元件(40)的掩模数据，所述掩模数据取决于所述记录元件(40)在所述方向上的被移动位置；和

掩模数据选择器(83)，用于从所述掩模数据存储单元(82)选择取决于所述被移动位置的所述掩模数据；和

记录元件控制器(42)，所述记录元件控制器(42)基于确定所述记录元件(40)的打开和关闭状态的所述图像数据和确定所述记录元件(40)的关闭状态的所述被选择的掩模数据，控制所述记录元件(40)。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述记录元件(40)构成曝光装置(36)，所述曝光装置(36)用于将取决于所述图像数据的光束引导到所述图像记录介质(F)以便通过所述光束曝光所述图像记录介质(F)从而将图像记录在所述图像记录介质(F)上。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述曝光装置包括空间光调制器，该空间光调制器用于利用所述图像数据调制应用于它的光束并将被调制的光束引导到所述图像记录介质(F)。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述空间光调制器包括微镜装置，该微镜装置具有两维阵列的微镜，该两维阵列的微镜用作具有反射所述光束的反射表面的所述记录元件(40)，所述反射表面具有根据所述图像数据而可变的角度。

10.根据权利要求6所述的设备，其中所述掩模数据存储单元(82)存储用于校正在所述方向和垂直于所述方向的垂直方向上出现的图像品质的定域性的掩模数据。

11.根据权利要求6所述的设备，其中所述掩模数据存储单元(82)存储取决于所述图像记录介质(F)类型的所述掩模数据。

12.根据权利要求6所述的设备，其中所述设备还包括：

测试数据存储单元(80)，该测试数据存储单元(80)用于存储用于在所述图像记录介质(F)上记录测试图的测试数据；和

掩模数据建立单元(86)，该掩模数据建立单元(86)用于建立所述掩模数据以便校正在所述图像记录介质(F)上记录的测试图中出现的所述定域性。

13.根据权利要求6所述的设备，其中所述定域性出现是由于关于通过所述记录元件(40)被应用到所述图像记录介质(F)的记录能量的定域性、通过所述记录元件(40)在所述图像记录介质(F)上形成的点尺寸的定域性、所述图像记录介质(F)的敏感度的定域性、所述图像记录介质(F)的温度的定域性、或用于处理其上记录有图像的所述图像记录介质(F)的处理序列的定域性。

14.根据权利要求6所述的设备，其中所述设备还包括掩模数据校正器(88)，该掩模数据校正器(88)用于确定所述定域性的时间相依变化并根据所述定域性的所述时间相依变化校正所述掩模数据。