JP2001264654A - レーザ描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理対象物の寸法変動に対する描画パターン
の縮倍補正処理を高精度に行うレーザ描画装置を提供す
る。 【解決手段】 描画クロック信号で読み出されるラスタ
ーデータに基づいてレーザビームを音響光学変調器５３
で変調し、この変調されたレーザビームをポリゴンミラ
ー６７で主走査方向に偏向させて描画ステージ５上の基
板に照射させるとともに、描画ステージ５を副走査方向
に移動させてパターンを描画するレーザ描画装置におい
て、描画クロック信号ｆを縮倍補正率ｊ（縮倍補正デー
タ）に応じて一走査ラインにわたって一定の周波数に調
整する描画クロック発生回路１２３を備える。

Description

【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
などの処理対象物に対してレーザビームを照射して所望
のパターンを描画するレーザ描画装置に係り、特に、処
理対象物の寸法変動に応じて描画パターンを高精度に縮
倍補正する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザ描画装置としては、例え
ば、特開平9-323180号公報に示すようなものがある。こ
の装置は、感光材料が被着されたプリント配線基板を載
置するテーブルと、描画用のレーザビームを主走査方向
に偏向させるポリゴンミラーやｆθレンズなどを含む結
像光学系と、テーブルを副走査方向に移動させる移動機
構とを備えている。プリント配線基板などの処理対象物
には、その製造条件や環境条件に起因する寸法上の変動
が不可避的に伴う。即ち、処理対象物の寸法は適正な寸
法に対して二次元方向に伸縮するような態様で変動し、
その変動量が許容値を越えたときには、その変動量に応
じて描画パターンの縮倍補正処理（スケーリング処理）
を行う必要がある。例えば、プリント配線基板の寸法が
適正な寸法に対して二次元方向に伸長した場合には、そ
の伸長量に応じて描画パターンも二次元方向に伸長させ
て行うことが必要であり、それとは反対に、プリント配
線基板の寸法が適正な寸法に対して二次元方向に収縮し
た場合には、その収縮量に応じて描画パターンも二次元
方向に収縮させて行うことが必要である。そこで、プリ
ント配線基板の寸法変動に応じて描画パターンを縮倍補
正するために、この従来例装置には、プリント配線基板
の寸法値を基準寸法値と比較してその寸法差およびその
大小関係を判別する寸法判別手段と、この寸法判別手段
の結果に応じて一走査ラインのうちの一部の描画クロッ
クの位相をシフトして縮倍補正するクロックパルス出力
制御手段とが備えられている。

【０００３】

【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。プリント配線基板の寸法変動に対する描画パター
ンの縮倍補正処理は、一走査ラインのうちの一部の描画
クロックの位相を、寸法差に応じた所定の間隔でしかも
大小関係に応じて正側または負側のいずれかにシフトさ
せることにより行っている。具体的には、クロック信号
を所定時間（描画クロックの一周期の１０分の１程度の
時間）ずつ順次に位相シフト（遅延）させて複数種類の
クロック信号を生成し、これらの信号の中から所望の位
相シフト量のクロック信号を１つ選択し、一走査ライン
のうちの一部の描画クロックに前記の選択した所望の位
相シフト量のクロック信号を当て嵌めて描画クロックと
して出力することにより行っている。そのため、位相シ
フト（遅延）させた複数種類のクロック信号が必要にな
るという問題がある。また、１走査内において複数本の
レーザビームで同時に描画するマルチビーム描画に、こ
の従来例装置を使用する場合を考えてみると、前記クロ
ックパルス出力制御手段がレーザビームごとに必要にな
りこれらを制御する制御回路が複雑になるので、実現コ
ストが高くなるという問題がある。また、このクロック
信号の周期は、その一周期の１０分の１程度の単位レベ
ル（一画素の１０分の１程度の単位レベル）でしか周波
数制御できないので、これ以上高分解能での周波数制御
は望めず、これ以上高精度に縮倍補正できないという問
題がある。さらに、一走査ライン分のうちの一部の描画
クロックのみ位相をシフトして縮倍補正をかけているの
で、一走査ライン分の描画クロックは疎密のある描画ク
ロックとなっている。したがって、描画クロックは均一
な連続した周波数になっておらず、前記の位相をシフト
した部分に誤差の補正が集中して歪が生じてしまい描画
品質が劣化するという問題がある。

【０００４】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、処理対象物の寸法変動に対する描画パ
ターンの縮倍補正処理を高精度に行うレーザ描画装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載のレーザ描画装置は、描画クロック
で読み出されるラスターデータに基づいて生成される描
画信号によりレーザビームを変調し、この変調されたレ
ーザビームを偏向手段で主走査方向に偏向させて載置台
上の処理対象物に照射させるとともに、副走査方向にレ
ーザビームと載置台とを移動手段で相対的に移動させる
ことにより所望のパターンを前記処理対象物に描画する
レーザ描画装置において、前記描画クロックを縮倍補正
データに応じて一走査ラインにわたって一定の周波数に
調整する信号調整手段を備えたことを特徴とするもので
ある。

【０００６】また、請求項２に記載のレーザ描画装置
は、請求項１に記載のレーザ描画装置において、前記信
号調整手段は、縮倍補正データに応じて一走査ラインに
わたって一定の周波数に調整したクロックを発生するダ
イレクトデジタルシンセサイザと、このダイレクトデジ
タルシンセサイザからのクロックを逓倍して描画クロッ
クとして出力する逓倍手段とを備えていることを特徴と
するものである。

【０００７】また、請求項３に記載のレーザ描画装置
は、請求項１または請求項２に記載のレーザ描画装置に
おいて、前記信号調整手段を同時走査描画する複数本の
レーザビームごとに備えていることを特徴とするもので
ある。

【０００８】また、請求項４に記載のレーザ描画装置
は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のレーザ描
画装置において、前記処理対象物の伸縮量を検出する伸
縮量検出手段と、前記伸縮量検出手段で検出された伸縮
量に基づいて処理対象物の寸法変動に応じた縮倍補正デ
ータを算出する演算手段とを備えていることを特徴とす
るものである。

【０００９】また、請求項５に記載のレーザ描画装置
は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のレーザ描
画装置において、前記偏向手段はポリゴンミラーを含む
走査系とし、前記ポリゴンミラーの各面毎の縮倍補正デ
ータを格納する格納手段を備えていることを特徴とする
ものである。

【００１０】また、請求項６に記載のレーザ描画装置
は、請求項５に記載のレーザ描画装置において、前記ポ
リゴンミラーの各面ごとのレーザビームの走査速度を検
出する走査速度検出手段と、前記走査速度検出手段で検
出されたポリゴンミラー各面のレーザビームの走査速度
に基づいて、レーザビームによる走査幅が均一となるよ
うにポリゴンミラー各面毎の縮倍補正データを算出する
演算手段とを備えていることを特徴とするものである。

【００１１】また、請求項７に記載のレーザ描画装置
は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のレーザ描
画装置において、前記偏向手段はポリゴンミラーを含む
走査系とし、描画用レーザビームとは別の参照用レーザ
ビームを前記ポリゴンミラーを介して受光してポリゴン
ミラーの各面ごとの描画クロックを生成する生成手段を
備えていることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の装置発明の作用は次のとおり
である。信号調整手段は、描画クロックを縮倍補正デー
タに応じて一走査ラインにわたって一定の周波数に調整
する。その結果、一走査ライン分の描画クロック全体が
均等に縮倍補正される。一走査ラインのうちの一部の描
画クロックを局所的に縮倍処理することによる歪の発生
が防止され、描画パターンが高精度に縮倍補正処理され
る。

【００１３】また、請求項２に記載の装置発明によれ
ば、ダイレクトデジタルシンセサイザは、縮倍補正デー
タに応じて一走査ラインにわたって一定の周波数に調整
したクロックを発生する。このダイレクトデジタルシン
セサイザからのクロックを逓倍手段で逓倍して描画クロ
ックとして出力する。したがって、高い分解能で描画ク
ロックの周波数設定ができ、ラスターデータの一画素以
下の単位で微小縮倍補正することができ、描画パターン
を高精度に微小縮倍する構成を実現することができる。

【００１４】また、請求項３に記載の装置発明によれ
ば、信号調整手段は、同時走査描画する複数本のレーザ
ビームごとに備えられている。したがって、複数本のレ
ーザビームを用いるマルチビーム描画において、各レー
ザビームの描画クロックが縮倍補正データに応じて均等
に縮倍補正され、各レーザビームによる描画パターンが
高精度に縮倍補正処理される。

【００１５】また、請求項４に記載の装置発明によれ
ば、伸縮量検出手段は、処理対象物の伸縮量を検出す
る。演算手段は、前記伸縮量検出手段で検出された伸縮
量に基づいて処理対象物の寸法変動に応じた縮倍補正デ
ータを算出する。したがって、処理対象物の伸縮に応じ
た縮倍補正データが自動的に算出され、この算出された
縮倍補正データに応じて一走査ライン分の描画クロック
全体が均等に縮倍補正され、描画パターンが高精度に縮
倍補正処理される。

【００１６】また、請求項５に記載の装置発明によれ
ば、格納手段は、ポリゴンミラーの各面毎の縮倍補正デ
ータを格納する。したがって、格納されたポリゴンミラ
ー各面毎の縮倍補正データに応じてポリゴンミラー面毎
に描画クロックが縮倍補正され、ポリゴンミラーの回転
精度、面毎の回転ムラに起因する描画パターンの歪みが
補正される。

【００１７】また、請求項６に記載の装置発明によれ
ば、走査速度検出手段は、ポリゴンミラーの各面ごとの
レーザビームの走査速度を検出する。演算手段は、前記
走査速度検出手段で検出されたポリゴンミラー各面のレ
ーザビームの走査速度に基づいて、レーザビームによる
走査幅が均一となるようにポリゴンミラー各面毎の縮倍
補正データを算出する。したがって、ポリゴンミラー各
面毎の縮倍補正データが自動的に算出され、この算出さ
れたポリゴンミラー各面毎の縮倍補正データに応じてポ
リゴンミラー面毎に描画クロックが縮倍補正され、ポリ
ゴンミラーの回転精度、面毎の回転ムラに起因する描画
パターンの歪みが補正される。

【００１８】また、請求項７に記載の装置発明によれ
ば、生成手段は、描画用レーザビームとは別の参照用レ
ーザビームをポリゴンミラーを介して受光してポリゴン
ミラー各面ごとの描画クロックを生成する。信号調整手
段は、前記生成手段で生成されたポリゴンミラーの各面
ごとの描画クロックを、処理対象物の伸縮に関する縮倍
補正データに応じて、一走査ラインにわたって一定の周
波数に調整する。このように、参照用レーザビームをポ
リゴンミラーを介して受光して描画クロックを生成する
ことで、ポリゴン面毎の走査速度の変動による描画位置
ずれ（描画幅変動）を打ち消すレーザ描画装置の場合で
あっても、処理対象物の伸縮に関する縮倍補正データに
応じて一走査ライン分の描画クロック全体が均等に縮倍
補正され、描画パターンが高精度に縮倍補正処理され
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明する。本発明に係るレーザ描画装置の一
例であるプリント配線基板製造装置は、以下に示すよう
な第１，第２補正機能を備えている。 （１）第１補正機能は、プリント配線基板の寸法変動に
応じて描画パターンを縮倍補正する機能である。（第１
補正例） （２）第２補正機能は、ポリゴンミラーの回転精度、面
毎の回転ムラに起因する描画パターンの歪みを補正する
とともに、プリント配線基板の寸法変動に応じて描画パ
ターンを面毎に縮倍補正する機能である。（第２補正
例） このような第１，第２補正機能を備えたプリント配線基
板製造装置は、以下の通りに構成されている。

【００２０】図１は、本発明に係るレーザ描画装置の一
例であるプリント配線基板製造装置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。また、図４は位置補正機構の概略構成を示す側面図
であり、図５はその側面図であり、図６はその正面図で
ある。

【００２１】本実施例に係るプリント配線基板製造装置
は、図１に示すように、大きく分けて、感光材料が被着
されたプリント配線基板（処理対象物）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６７やｆθレ
ンズ６８などを含む結像光学系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と、ＣＡ
Ｄ（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を処理するデータ処
理部１０１と、このデータ処理部１０１からのデータに
基づいて描画制御する描画制御部１０２とで構成されて
いる。

【００２２】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。

【００２３】なお、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。

【００２４】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Ｐ
Ｙ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結像光学系２
１が配設されている。この結像光学系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が結像光学系２
１に対して進退するようになっている。

【００２５】基台１には、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３３，３５，３
７，３９を備えている。各アライメントスコープ３３，
３５，３７，３９は、ＣＣＤ（charge coupled device
）カメラ３３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａとレンズ部
３３ｂ，３５ｂ，３７ｂ，３９ｂとを備えている。これ
らのアライメントスコープ３３，３５，３７，３９は、
描画ステージ５に載置されたプリント配線基板Ｓの四隅
に形成されている位置合わせ穴（アライメントマーク）
Ａの位置を計測して、描画ステージ５に載置されたプリ
ント配線基板Ｓの位置ずれ量を求めてその「ずれ」を補
正したり、プリント配線基板Ｓの伸縮量を検出したりす
ることに利用される。

【００２６】次に、結像光学系２１について説明する。
レーザ光源４１は、例えば、半導体を励起光源とした波
長５３２μｍの固体レーザである。このレーザ光源４１
から射出されたレーザビームＬＢａは、コーナーミラー
４３によって方向をほぼ９０°変えられ、ビームエキス
パンダー４５に入射される。このビームエキスパンダー
４５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４７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４９およびコーナーミラー５１によって各々、音
響光学変調器（acousto optical modulator ：ＡＯＭ）
５３に対して平行に入射されるとともに、音響光学変調
器５３内の結晶中で結像し、後述する描画制御部１０２
からの制御信号により各々が独立してラスターデータ
（描画信号ｇ）に基づき変調されるようになっている。

【００２７】音響光学変調器５３で変調されたレーザビ
ームＬＢｃは、コーナーミラー５５で反射されてリレー
レンズ系５７に入射される。リレーレンズ系５７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
５９と、コーナーミラー６１と、球面レンズ６３と、コ
ーナーミラー６５とを介してポリゴンミラー６７に導か
れる。そして、ポリゴンミラー６７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。

【００２８】本発明の偏向手段に相当するポリゴンミラ
ー６７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６８を通った後、主
走査方向に長尺の折り返しミラー６９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７１で補正された後、シリン
ドリカルレンズ７３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７
３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。

【００２９】上述したポリゴンミラー６７上の線状スポ
ットは、ｆθレンズ６８と、フィールドレンズ７１と、
シリンドリカルレンズ７３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６７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。

【００３０】なお、ポリゴンミラー６７のミラー面と結
像面とは、ｆθレンズ６８，フィールドレンズ７１およ
びシリンドリカルレンズ７３により、副走査方向におい
て光学的に共役な位置関係となっており、ポリゴンミラ
ー６７の各ミラー面の加工誤差などに起因してミラー面
が鉛直軸から傾く面倒れによるレーザビームの走査位置
ずれを補正している。

【００３１】また、上述したフィールドレンズ７１とシ
リンドリカルレンズ７３との間には、図６に示すように
スタートセンサ７５へレーザビームを導くためのミラー
７７が配設されている。より具体的に説明すると、ミラ
ー７７は、フィールドレンズ７１を保持しているフィー
ルドレンズホルダー７１ａの下部から懸垂した状態で取
り付けられており、フィールドレンズ７１を通過したレ
ーザビームをスタートセンサ７５が配設されている斜め
上方に向けて導くように構成されている。

【００３２】ここでこのスタートセンサ７５について図
７を用いて説明する。図７（ａ）はスタートセンサの構
成を示す斜視図であり、図７（ｂ）はこのスタートセン
サでの検出波形を示す図である。スタートセンサ７５の
受光面７５ａには、図７（ａ）に示すように、レーザビ
ームを受光する２つのセンサ部７６ａ，７６ｂと、これ
らのセンサ部７６ａ，７６ｂに挟まれた遮光部７６ｃと
が形成されている。センサ部７６ａ，７６ｂのレーザビ
ームが通過するｘ方向の幅は、例えば、レーザビームの
スポット径（２０μｍ）より大きく形成されており、遮
光部７６ｃのｘ方向の幅は、例えば、５μｍに形成され
ている。レーザビームはセンサ部７６ａから遮光部７６
ｃを経てセンサ部７６ｂの順に入射される。このときの
各センサ部７６ａ，７６ｂは、図７（ｂ）に示すような
電圧波形を出力する。スタートセンサ７５は、この電圧
波形のクロスポイントＰｃを検出して走査開始信号ａを
生成している。このようにすることで、レーザビームの
光量変動などの影響を受けにくくすることができ、高精
度で安定して走査開始信号ａを生成することができる。
スタートセンサ７５から出力される走査開始信号ａは、
後述する描画制御部１０２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。

【００３３】シリンドリカルレンズ７３は、その円柱面
が上向きの状態でシリンドリカルレンズホルダー７３ａ
に取り付けられ、このシリンドリカルレンズホルダー７
３ａが平面視コの字状のシリンドリカルレンズプレート
７３ｂに嵌め込まれ、その両端部でシリンドリカルレン
ズプレート７３ｂに対して取り付けられている（図
５）。ベースプレート７９には、シリンドリカルレンズ
プレート７３ｂを副走査方向に移動させるための位置補
正機構８１が、シリンドリカルレンズプレート７３ｂの
両端部に配備されている。

【００３４】位置補正機構８１について説明する。ベー
スプレート７９にはガイドレール８３が配備されてお
り、これには移動台８５が副走査方向に摺動自在に取り
付けられている。また、ガイドレール８３の延長上には
ステッピングモータ８７が配設されており、ステッピン
グモータ８７を駆動することにより移動台８５がガイド
レール８３上を摺動してベースプレート７９に対して副
走査方向に移動するようになっている（図５中に二点鎖
線で示す）。

【００３５】ところで、ベースプレート７９の両端部に
配設された位置補正機構８１を独立して異なる駆動量で
作動させた場合、特に互いに逆方向に駆動した場合に
は、シリンドリカルレンズプレート７３ｂの両端部が平
面視で弧を描くように移動することになるが、実質的に
必要な移動量が僅かな距離（最大でも基準位置から±
０．５ｍｍ程度）であるので移動時に弧を描いたとして
もガイドレール８３と移動台８５との間の「ギャップ」
で吸収できるようになっている。なお、ギャップで吸収
するのではなく、積極的に吸収するための機構を両端部
付近に配備するようにしてもよい。

【００３６】描画ステージ５の最下層に配備されている
ステージ基台１０の結像光学系２１側には、検出部９１
が主走査方向に並んで二つ配設されている。各検出部９
１は、ステージ基台１０から処理位置ＰＹに向けて立設
されたアーム９３と、このアーム９３の上部に配備され
た描画基準位置センサ９５とを備えている。このアーム
９３は、描画基準位置センサ９５が載置テーブル１５の
高さ位置とほぼ同じ高さ位置となるようにするものであ
る。

【００３７】この描画基準位置センサ９５の構成を図８
に示す。この描画基準位置センサ９５は、この受光面９
５ａに照射されたレーザビームの主走査方向および副走
査方向の位置が検出可能なセンサである。この描画基準
位置センサ９５として、例えば、受光面９５ａに画素部
９５ｂが二次元状に配設されたＣＣＤ型二次元撮像素子
を用いている。描画基準位置センサ９５は、描画ステー
ジ５が待機位置にある際には、そのｘ方向の中央部分が
描画基準位置ＰＸに位置するとともに、そのｙ方向の中
央部分が処理位置ＰＹに位置するように上述したアーム
９３の上部に配設されている。

【００３８】図８に示すように、レーザビームＬＢが処
理位置ＰＹにて副走査方向に対してずれることなく正常
に走査されている場合には、そのスポットＬＢｓが処理
位置ＰＹ上を真っ直ぐに移動して行く。その一方、温度
変化などに起因してレーザビームＬＢが副走査方向にず
れた場合には、例えば、そのスポットＬＢｓが図８中に
点線で示すような位置、つまり基準位置である処理位置
ＰＹから結像光学系２１側へ距離Δｄだけずれた位置を
移動することになる。描画基準位置センサ９５は、レー
ザビームＬＢのスポットＬＢｓの位置ずれ量Δｄを判断
することができる。この実施例装置では、スポットＬＢ
ｓが処理位置ＰＹ上を真っ直ぐに移動して行くように、
上述した位置補正機構８１を介してシリンドリカルレン
ズ７３を移動させてレーザビームの位置を基準位置であ
る処理位置ＰＹに保持するようにしている。また、この
描画基準位置センサ９５は、その受光面９５ａに画素部
９５ｂが二次元状に配設されて構成されているので、受
光面９５ａのいずれの位置においてもレーザビームの検
出が可能であるが、描画動作時には、描画基準位置ＰＸ
をレーザビーム検出位置としこの描画基準位置ＰＸにレ
ーザビームが照射されるとこれを検出して描画基準位置
信号ｈを出力するものとする。なお、描画基準位置信号
ｈは、撮像素子からの画像信号を処理することで得られ
るビームスポットの重心座標値と、スポット光量値を示
すものである。ビームの位置、ずれ量は描画制御部１０
２において、重心座標値、スポット光量値に基づいて計
算される。

【００３９】また、上述した検出部９１を、複数本のレ
ーザビームを順に照射して描画基準位置センサ９５の出
力を比較しその結果を音響光学変調器５３にフィードバ
ックして、全てのビームの光量を同一にするために利用
するようにしてもよい。これにより複数本のレーザビー
ムによって描画を行っても均一に処理を施すことができ
る。

【００４０】次に、データ処理部１０１と描画制御部１
０２とについて、図９を用いて説明する。図９は、プリ
ント配線基板製造装置の概略構成を示すブロック図であ
る。データ処理部１０１は、ＣＡＤ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が入力され、ラ
スター走査描画のためのランレングスデータに変換す
る。このデータ処理部１０１として、例えば、ワークス
テーションやパーソナルコンピュータなどを用いてい
る。

【００４１】描画制御部１０２は、アライメントデータ
演算部１１１と、ランレングスデータバッファ１１２
と、ラスタ変換回路１１３と、描画データバッファメモ
リ１１４と、描画処理部１１５とで構成されている。ア
ライメントデータ演算部１１１には、各アライメントス
コープ３３，３５，３７，３９のＣＣＤカメラ３３ａ，
３５ａ，３７ａ，３９ａが全て接続されている。アライ
メントデータ演算部１１１は、各ＣＣＤカメラ３３ａ，
３５ａ，３７ａ，３９ａから集められた各映像信号を演
算処理して、プリント配線基板Ｓの姿勢ずれや、プリン
ト配線基板Ｓの寸法変動に応じた縮倍補正率ｊを求めて
おり、この求めた姿勢ずれや縮倍補正率ｊを描画処理部
１１５のメインコントローラ１２１に出力する。

【００４２】なお、上述したアライメントスコープユニ
ット３１が本発明における伸縮量検出手段に相当し、ア
ライメントデータ演算部１１１が本発明における処理対
象物の寸法変動に応じた縮倍補正データを算出する演算
手段に相当する。

【００４３】ランレングスデータバッファ１１２は、デ
ータ処理部１０１で変換されたランレングスデータ全て
を一旦記憶する。ラスタ変換回路１１３は、順次読み出
されたランレングスデータを画素単位のラスターデータ
に変換する。描画データバッファメモリ１１４は、１走
査毎にラスターデータを記憶する。描画処理部１１５
は、ラスタ変換回路１１３にラスタ変換指示を与え、描
画データバッファメモリ１１４に記憶されているラスタ
ーデータを、後述する描画クロック発生回路１２３から
の描画クロック信号ｆで読み出して音響光学変調器５３
に出力する。音響光学変調器５３は、この読み出された
ラスターデータ（描画信号ｇ）に基づいてレーザビーム
を変調する。

【００４４】この描画処理部１１５は、メインコントロ
ーラ１２１と、基準クロック生成部１２２と、描画クロ
ック発生回路１２３と、ポリゴン回転制御部１２４と、
Ｙ軸同期制御部１２５とを備えている。

【００４５】メインコントローラ１２１には、アライメ
ントデータ演算部１１１で求めたプリント配線基板Ｓの
姿勢ずれや縮倍補正率ｊなどのデータや、スタートセン
サ７５で１走査毎に検出される走査開始信号ａや、描画
基準位置センサ９５で検出した描画基準位置信号ｈや、
ポリゴン面検出器１２６からの面信号ｉ（ポリゴンミラ
ー６７のレーザビームが照射されている面を示す信号）
などが入力される。このメインコントローラ１２１は、
アライメントデータ演算部１１１からのプリント配線基
板Ｓの姿勢ずれに応じて位置補正機構８１を制御し、ア
ライメントデータ演算部１１１からのプリント配線基板
Ｓの縮倍補正率ｊに応じて描画クロック発生回路１２３
を制御し、ポリゴン回転制御部１２４とＹ軸同期制御部
１２５とを制御する。

【００４６】なお、ポリゴン面検出器１２６は、レーザ
ビームが照射されているポリゴンミラー６７の面を検出
するためのものである。このポリゴン面検出器１２６
は、例えば、ポリゴンミラー６７に形成されているマー
クを光学的に検出してポリゴンミラー６７の第１面を検
出し、ポリゴンミラー６７の残りの第２面から第ｎ面に
ついては図１０に示すようにスタートセンサ７５からの
走査開始信号ａをカウンタ部１２６ａでカウントするこ
とで検出している。

【００４７】基準クロック生成部１２２は、水晶発振器
などで構成されており、基準クロック信号ｂを生成して
描画クロック発生回路１２３に出力する。図９に示すよ
うに、ポリゴン回転制御部１２４は、メインコントロー
ラ１２１からの指示に従ってポリゴンミラー６７を回転
制御する。Ｙ軸同期制御部１２５は、メインコントロー
ラ１２１からの指示に従って、レーザ描画に同期させて
描画ステージ５をｙ軸方向に駆動制御する。

【００４８】描画クロック発生回路１２３は、図１０に
示すように、各レーザビーム毎に設けられている。図１
０は、描画制御部の要部の構成を示すブロック図であ
る。これらの描画クロック発生回路１２３は、位相増加
分設定レジスタ１３１と、ダイレクトデジタルシンセサ
イザ（以下、ＤＤＳと略す。）１３２と、周波数逓倍回
路１３３と、同期化処理部１３４とで構成されている。
なお、メインコントローラ１２１は、アライメントデー
タ演算部１１１からの縮倍補正率ｊに応じて位相増加分
設定値（周波数設定値）ｋを求めて位相増加分設定レジ
スタ１３１に設定する。ここで位相増加分設定値ｋと
は、後述する説明から明らかになるように、この描画ク
ロック発生回路１２３から出力される描画クロック信号
ｆの周波数を設定するためのものである。位相増加分設
定レジスタ１３１は、設定された位相増加分設定値ｋを
ＤＤＳ１３２に出力する。ＤＤＳ１３２は、位相増加分
設定レジスタ１３１からの位相増加分設定値ｋに応じ
て、基準クロック生成部１２２からの基準クロック信号
ｂを一走査ラインにわたって一定の周波数に調整して出
力する。周波数逓倍回路１３３は、ＤＤＳ１３２で調整
された基準クロック信号ｃを、例えば４逓倍して出力す
る。同期化処理部１３４は、周波数逓倍回路１３３で４
逓倍された基準クロック信号ｄをスタートセンサ７５か
らの走査開始信号ａに同期させて描画クロック信号ｆと
して出力する。なお、データ処理部１０１やアライメン
トデータ演算部１１１から与えられる縮倍補正率ｊが本
発明における縮倍補正データに相当する。

【００４９】このように各描画クロック発生回路１２３
で縮倍補正されたレーザビーム毎の描画クロック信号ｆ
に従って、描画データバッファメモリ１１４から各レー
ザビーム毎のラスターデータがそれぞれ読み出され、描
画信号ｇが生成される。生成されたレーザビーム毎の描
画信号ｇで対応するレーザビームがそれぞれ変調され、
変調された各レーザビームがプリント配線基板Ｓに照射
され、縮倍補正された描画パターンがプリント配線基板
Ｓに形成される。

【００５０】なお、上述した描画クロック発生回路１２
３が本発明における信号調整手段に相当し、上述した周
波数逓倍回路１３３と同期化処理部１３４とが本発明に
おける逓倍手段に相当する。

【００５１】ここで、ＤＤＳ１３２について、もう少し
具体的に説明する。このＤＤＳ１３２は、出力しようと
する発振波形を、予めメモリしておいたサイン波形のデ
ジタルデータによって合成して作り出す任意周波数発生
器である。このＤＤＳ１３２は、図１１に示すように、
例えば、アドレス演算器（位相アキュムレータ）１４１
と、Ｓｉｎ（サイン）波形メモリ１４２と、Ｄ／Ａ（デ
ジタルアナログ）コンバータ１４３と、ローパスフィル
タ（ＬＰＦ）１４４とを備えている。なお、アドレス演
算器１４１は、Ｎビットフルアダー１４１ａとレジスタ
１４１ｂとを備えている。レジスタ１４１ｂとＤ／Ａコ
ンバータ１４３には、基準クロック生成部１２２からの
周波数がＦｓである基準クロック信号（システムクロッ
ク）ｂがトリガ入力されている。Ｓｉｎ波形メモリ１４
２には、予めＳｉｎ（サイン）波形のデジタルデータが
記憶されている。Ｎビットフルアダー１４１ａに、位相
増加分設定値ｋが入力されると、レジスタ１４１ｂから
Ｓｉｎ波形メモリ１４２に読み出しアドレスｌが出力さ
れる。この読み出しアドレスｌはＮビットフルアダー１
４１ａにフィードバックされていて、この読み出しアド
レスｌに位相増加分設定値ｋが加算されて次の読み出し
アドレスｌとしてＳｉｎ波形メモリ１４２に出力され
る。このように位相増加分設定値ｋごとに飛び飛びに設
定される読み出しアドレスｌに従ってＳｉｎ波形メモリ
１４２から離散サイン波が出力され、Ｄ／Ａコンバータ
１４３でこの離散サイン波をアナログ信号に変換し、高
い周波数イメージ成分をＬＰＦ１４４でカットして周波
数がＦｇに調整された基準クロック信号ｃが出力され
る。なお、基準クロック信号ｃはサイン波であるが、矩
形波が必要な場合は、コンパレータ等を用いて矩形波に
変換すれば良い。

【００５２】アドレス演算器１４１と位相増加分設定レ
ジスタ１３１とがＮビットで構成されている場合、基準
クロック信号ｂの周波数Ｆｓと、出力となる基準クロッ
ク信号ｃの周波数Ｆｇとは次に示す演算式（１）の関係
を有する。 Ｆｇ（出力周波数）＝Ｆｓ（基準クロック信号）×ｋ（位相増加分）／２^N ・・・・ （１） したがって、基準クロック信号ｂの周波数Ｆｓの１／２
^N の周波数分解能で周波数を切り替えることができる。
例えば、アドレス演算器１４１と位相増加分設定レジス
タ１３１とが３２ビットで構成され、基準クロック信号
ｂの周波数Ｆｓを104.8576ＭＨｚ、出力となる基準クロ
ック信号ｃの周波数Ｆｇを16ＭＨｚとすると、位相増加
分設定レジスタ１３１に設定する位相増加分設定値ｋ
は、前述の演算式（１）に従って、16ＭＨｚ×２³²／10
4.8576ＭＨｚ＝655360000 になる。周波数の分解能は、
16ＭＨｚ／655360000 ≒0.025 Ｈｚとなり、周波数逓倍
回路１３３で４逓倍されるので、0.025 Ｈｚ×４＝0.10
0 Ｈｚの分解能になる。ここで、描画クロック信号ｆの
周波数が６４ＭＨｚ、走査幅が410 ｍｍ、描画クロック
信号の１クロックが画素ピッチ５μｍに相当する場合に
おいて、位相増加分設定レジスタ１３１に設定する位相
増加分設定値ｋを「655360000 ＋1 」とすると、周波数
は高くなり、ＤＤＳ１３２の出力は、約16.000000025Ｍ
Ｈｚとなり、周波数逓倍回路１３３で４逓倍されて約6
4.000000100ＭＨｚとなる。したがって、描画クロック
の約１億分の0.15（0.15ｐｐｍ）単位での補正が可能に
なる。これを縮倍の寸法に置き換えると、全長410 ｍｍ
に対して約0.615 ｎｍ単位の補正が可能で、かつ、走査
間はその補正量が均一にかかることになり、高精度で高
分解能の縮倍補正を実現できる。

【００５３】続いて、以上の構成を有する実施例のプリ
ント配線基板製造装置において、前述の第１および第２
補正例について順に説明する。 〈第１補正例〉ここでは、以上の構成を有する実施例の
プリント配線基板製造装置において、プリント配線基板
Ｓの寸法変動に応じて描画パターンを縮倍補正する動作
（第１補正機能）について説明する。

【００５４】図１２は、この実施例装置での描画座標系
を示す図である。図１３（ａ）は、マルチビーム配列と
そのビーム間隔を示す図であり、図１３（ｂ）は、描画
ベクトルを示す図である。レーザ光の相互干渉を排除す
るために、マルチビームは、図１２に示すように、走査
ラインに対して斜めになるように配置されている。即
ち、図１３（ａ）に示すように、隣接するビーム間の主
走査方向（ｘ方向）の距離は１００μｍ前後、隣接する
ビーム間の副走査方向（ｙ方向）の距離はラスター描画
の画素単位数５μｍになるように調整されている。従っ
て、８本ビームでｃｈ（チャンネル）１〜ｃｈ８のビー
ム中心間距離は、ｘ方向間隔は約７００μｍ、ｙ方向間
隔は３５μｍとなっている。

【００５５】また、マルチビームを主走査方向に１走査
しながら描画ステージを副走査方向に４０μｍ連続駆動
して描画するので、図１２，図１３（ｂ）に示すよう
に、走査線を描画座標のｘ軸に対して傾けておくことに
より、矩形パターンを基板に描画したときに、ｘ方向の
線とｙ方向の線とが直角になるようにしている。この走
査線の傾き角度θは、有効描画幅４００ｍｍ、有効走査
効率（１走査時間（スタートパルス周期）に対する有効
描画時間割合）５０％とすると、次に示す演算式（２）
から求められる。 θ＝ｔａｎ^-1｛（40μｍ／400 ｍｍ）×0.5 ｝＝ｔａｎ^-1（5 ×10^-5） ・・・・ （２） この演算式（２）で求めたθとなるように、シリンドリ
カルレンズ７３を傾けて調整している。

【００５６】載置テーブル１５の基準位置にプリント配
線基板Ｓを載置する。そして、描画前に、プリント配線
基板Ｓの主走査方向の寸法変動を以下のようにして検出
しておく。例えば、プリント配線基板Ｓの四隅の位置合
わせ穴Ａのうちで、シリンドリカルレンズ７３に近い方
の主走査方向に並ぶ２つの位置合わせ穴Ａを、ＣＣＤカ
メラ３３ａ，３５ａで読み取る。なお、ＣＣＤカメラ３
３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａで４箇所全ての位置合わ
せ穴Ａを読み取ってもよい。アライメントデータ演算部
１１１は、このＣＣＤカメラ３３ａ，３５ａからの映像
信号に基づいて、この２つの位置合わせ穴Ａの主走査方
向の距離Ｘ１を求める。アライメントデータ演算部１１
１は、この求めた距離Ｘ１と、寸法基準として予め与え
られている位置合わせ穴Ａの主走査方向の距離とに基づ
いて、縮倍補正率ｊを求め、この縮倍補正率ｊをメイン
コントローラ１２１に出力する。メインコントローラ１
２１は、この縮倍補正率ｊに応じて、描画クロック発生
回路１２３の位相増加分設定レジスタ１３１に設定する
位相増加分設定値ｋを求める。

【００５７】描画クロック発生回路１２３は、メインコ
ントローラ１２１からの位相増加分設定値ｋに応じて、
一走査ラインにわたって一定の周波数に調整した描画ク
ロック信号ｆを生成する。この描画クロック発生回路１
２３で位相増加分設定値ｋに応じて調整された描画クロ
ック信号ｆでラスターデータが読み出される。音響光学
変調器５３は、描画信号ｇに基づいてレーザビームを変
調する。変調されたレーザビームがプリント配線基板Ｓ
に照射され、プリント配線基板Ｓに描画パターンが形成
される。描画パターンは、図１４に示すように、メイン
コントローラ１２１からの位相増加分設定値ｋに応じて
縮倍補正される。なお、図１４（ａ）は縮倍補正が必要
でない場合の描画パターンを示す図であり、図１４
（ｂ）は縮倍補正が必要である場合の描画パターンを示
す図である。

【００５８】例えば、プリント配線基板Ｓの寸法変動が
許容範囲内である場合には、図１４（ａ）に示すよう
に、描画クロック信号ｆを縮倍補正する必要はない。こ
のとき、ＤＤＳ１３２の位相増加分設定値はｋ₀ で、Ｄ
ＤＳ１３２の出力周波数はＦ_{dd s0}であり、この出力周波
数Ｆ_dds0は周波数逓倍回路１３３で４逓倍されて、周波
数がｆ₀ （ｆ₀ ＝Ｆ_dds0×４）の描画クロック信号ｆが
出力されているものとする。周波数がｆ₀ である描画ク
ロック信号ｆで描画データバッファメモリ１１４のラス
ターデータが読み出され、描画信号ｇが生成されて音響
光学変調器５３に出力されて、縮倍なしの描画パターン
Ｐ₀ がプリント配線基板Ｓ上に形成される。

【００５９】しかし、プリント配線基板Ｓの寸法変動が
許容範囲外、即ち、縮倍補正が必要である場合には、描
画クロック発生回路１２３は、図１４（ｂ）に示すよう
に、アライメントデータ演算部１１１からの縮倍補正率
ｊに応じてメインコントローラ１２１で求められた位相
増加分設定値ｋ₁ に従って、描画クロック信号ｆを縮倍
補正する。具体的には、描画クロック発生回路１２３
は、位相増加分設定レジスタ１３１にメインコントロー
ラ１２１からの位相増加分設定値ｋ₁ （ｋ₁ ＝ｋ ₀ ×
ｊ）を設定する。位相増加分設定レジスタ１３１は、Ｄ
ＤＳ１３２にこの位相増加分設定値ｋ₁ を出力する。Ｄ
ＤＳ１３２は、この位相増加分設定値ｋ₁ に従って、前
述の縮倍なし時のＦ_dds0とは周波数が異なるＦ_dds1の基
準クロック信号ｃを周波数逓倍回路１３３に出力する。
周波数逓倍回路１３３は、周波数がＦ _dds1である基準ク
ロック信号ｃを４逓倍して、前記の縮倍なし時のｆ₀ と
は周波数が異なるｆ₁ （ｆ₁ ＝Ｆ_dds1×４）の描画クロ
ック信号ｆを描画データバッファメモリ１１４に出力す
る。周波数がｆ₁ の描画クロック信号ｆで描画データバ
ッファメモリ１１４のラスターデータが読み出され、描
画信号ｇが生成されて音響光学変調器５３に出力され
て、縮倍補正された描画パターンＰ₁ がプリント配線基
板Ｓ上に形成される。

【００６０】このように、描画クロック発生回路１２３
は、描画クロック信号ｆを縮倍補正データに応じて一走
査ラインにわたって一定の周波数に調整することができ
るので、一走査ライン分の描画クロック信号ｆの全体を
均等に縮倍補正することができる。したがって、一走査
ラインのうちの一部の描画クロックを局所的に縮倍処理
することによる歪の発生を防止でき、この歪によって描
画品質が劣化するという問題を解消することができ、描
画パターンを高精度に縮倍補正処理することができる。

【００６１】この描画クロック発生回路１２３は、ＤＤ
Ｓ１３２と周波数逓倍回路１３３と同期化処理部１３４
とで構成されている。ＤＤＳ１３２は、縮倍補正データ
に応じて一走査ラインにわたって一定の周波数に調整し
たクロックを発生し、周波数逓倍回路１３３はＤＤＳ１
３２からのクロックを逓倍し、同期化処理部１３４は周
波数逓倍回路１３３で逓倍したクロックを描画クロック
として出力している。したがって、高い分解能で描画ク
ロック信号ｆの周波数設定ができ、ラスターデータの一
画素以下の単位で微小縮倍補正することができ、描画パ
ターンを高精度に微小縮倍する構成を実現することがで
きる。

【００６２】また、マルチビーム描画における各ビーム
の描画パターンを縮倍補正する構成は、図１０に示すよ
うに、単一の基準クロック生成部１２２と、各ビーム毎
の描画クロック発生回路１２３とを備えるだけで実現す
ることができ、コンパクトにすることができる。

【００６３】なお、前述したプリント配線基板Ｓの主走
査方向の寸法変動の検出時には、プリント配線基板Ｓの
副走査方向の寸法変動も検出している。図１２に示すよ
うに、例えば、プリント配線基板Ｓの四隅の位置合わせ
穴Ａのうちで、ＣＣＤカメラ原点に近い方の副走査方向
に並ぶ２つの位置合わせ穴Ａを、ＣＣＤカメラ３３ａ，
３９ａで読み取る。アライメントデータ演算部１１１
は、このＣＣＤカメラ３３ａ，３９ａからの映像信号に
基づいて、この２つの位置合わせ穴Ａの副走査方向の距
離Ｙ１を求める。アライメントデータ演算部１１１は、
この求めた距離Ｙ１と、寸法基準として予め与えられて
いる位置合わせ穴Ａの副走査方向の距離とに基づいて、
副走査方向の縮倍補正データを求めてメインコントロー
ラ１２１に出力する。メインコントローラ１２１は、こ
の副走査方向の縮倍補正データに応じて、サーボモータ
７への駆動パルスを可変して描画ステージ５の移動速度
を調整することで、副走査方向の縮倍補正を実現してい
る。

【００６４】また、アライメントスコープユニット３１
でプリント配線基板Ｓの伸縮量を検出し、アライメント
データ演算部１１１でこの伸縮量に基づいてプリント配
線基板Ｓの寸法変動に応じた縮倍補正データを算出して
いるので、プリント配線基板Ｓの寸法変動に応じた縮倍
補正データを自動的に算出することができる。

【００６５】〈第２補正例〉続いて、ポリゴンミラー６
７の回転精度、面毎の回転ムラに起因する描画パターン
の歪みを補正するとともに、プリント配線基板Ｓの寸法
変動に応じて描画パターンをポリゴンミラー６７の面毎
に縮倍補正する動作（第２補正機能）について説明す
る。

【００６６】本実施例装置は、ポリゴンミラー６７の回
転精度、面毎の回転ムラに起因する描画パターンの歪み
を補正するとともに、プリント配線基板Ｓの寸法変動に
応じて描画パターンをポリゴンミラー６７の面毎に縮倍
補正するために、ポリゴンミラー６７の各面ごとのレー
ザビームの走査速度を検出するためのスタートセンサ７
５と描画基準位置センサ９５と、この検出されたポリゴ
ンミラー６７の各面ごとのレーザビームによる走査幅が
均一となるようにポリゴンミラー６７の各面毎の縮倍補
正データを算出するメインコントローラ１２１と、プリ
ント配線基板Ｓの伸縮量を検出するアライメントスコー
プユニット３１と、この伸縮量に基づいてプリント配線
基板Ｓの寸法変動に応じた縮倍補正率ｊを算出してメイ
ンコントローラ１２１に出力するアライメントデータ演
算部１１１とを備えている。なお、メインコントローラ
１２１は、アライメントデータ演算部１１１からのプリ
ント配線基板Ｓの寸法変動に応じた縮倍補正率ｊに基づ
いて、ポリゴンミラー６７の各面毎の縮倍補正データを
補正し格納する。

【００６７】なお、このスタートセンサ７５と描画基準
位置センサ９５とが本発明における走査速度検出手段に
相当し、メインコントローラ１２１が本発明におけるポ
リゴンミラーの各面毎の縮倍補正データを算出する演算
手段に相当する。

【００６８】続いて、この実施例装置において、ポリゴ
ンミラー６７の回転精度、面毎の回転ムラに起因する描
画パターンの歪みを補正するとともに、プリント配線基
板Ｓの寸法変動に応じて描画パターンをポリゴンミラー
６７の面毎に縮倍補正する動作について説明する。

【００６９】例えば、ポリゴンミラー６７の回転中心が
ずれていたり回転ムラがあったりしてポリゴンミラー６
７の回転精度が規定値以下である場合や、ポリゴンミラ
ー６７のポリゴン面の角度が面毎にばらついていたりし
てポリゴンミラー６７のポリゴン面毎の角度誤差が生じ
ている場合には、ポリゴンミラー６７の面毎のレーザビ
ームの走査速度に誤差が生じる、即ち、レーザビームの
走査速度がポリゴン面毎に変動することになる。このポ
リゴン面毎の走査速度の変動は、描画品質を劣化させる
原因になっている。ここでは、このような場合に校正を
行う。

【００７０】まず、描画ステージ５を待機位置に位置さ
せておき、スタートセンサ７５と主走査終了側の描画基
準位置センサ９５とメインコントローラ１２１とによ
り、ポリゴンミラー６７の各面ごとのレーザビームの走
査速度を検出する。具体的には、スタートセンサ７５
は、レーザビームの照射を検出してメインコントローラ
１２１に走査開始信号ａを出力する。このようにしてレ
ーザビームの主走査方向への走査開始が検出される。こ
のスタートセンサ７５で検出されたレーザビームは、主
走査方向に偏向されて、描画基準位置センサ９５に照射
される。この描画基準位置センサ９５は、この描画基準
位置ＰＸend （図１参照）へのレーザビームの照射を検
出してメインコントローラ１２１に描画基準位置信号ｈ
を出力する。メインコントローラ１２１は、描画基準位
置信号ｈから得られるビームスポットの座標値に基づい
て、走査開始信号ａの検出から描画基準位置信号ｈの検
出までの時間差を算出してレーザビームの走査速度を求
めるとともに、この求めた走査速度はポリゴンミラー６
７のどの面にレーザビームが照射されたものであるか
を、ポリゴン面検出器１２６からの面信号ｉに基づいて
検知している。このように、ポリゴンミラー６７の各面
ごとのレーザビームの走査速度を検出することで、ポリ
ゴンミラー６７の回転精度や、面毎の回転ムラに関する
特性を得ている。

【００７１】メインコントローラ１２１は、ポリゴンミ
ラー６７の面単位の回転ムラを補正するために、ポリゴ
ンミラー６７の各面ごとのレーザビームによる走査幅が
均一となるようにポリゴンミラー６７の各面毎の縮倍補
正データを算出する。

【００７２】また、前述の第１補正例と同様に、アライ
メントスコープユニット３１はプリント配線基板Ｓの伸
縮量を検出し、アライメントデータ演算部１１１は、こ
の伸縮量に基づいてプリント配線基板Ｓの寸法変動に応
じた縮倍補正率ｊを算出してメインコントローラ１２１
に出力する。

【００７３】メインコントローラ１２１は、ポリゴンミ
ラー６７の各面毎の縮倍補正データを、アライメントデ
ータ演算部１１１からのプリント配線基板Ｓの寸法変動
に応じた縮倍補正率ｊに基づいて補正して、描画クロッ
ク発生回路１２３に出力する。描画クロック発生回路１
２３から出力される描画クロック信号ｆの周波数は各面
毎に調整される。例えば、ポリゴン第１面には周波数ｆ
１の描画クロック信号ｆを用い、ポリゴン第２面には周
波数ｆ２の描画クロック信号ｆを用い、ポリゴン第ｎ面
には周波数ｆｎの描画クロック信号ｆを用いるというよ
うに、メインコントローラ１２１は、ポリゴンミラー６
７の各面毎の走査幅が均一となるようにこの面毎に描画
クロック信号ｆの周波数を算出し、この算出した面毎の
描画クロック信号ｆの周波数を縮倍補正率ｊに基づいて
一律に補正して面毎の描画クロック信号ｆの周波数を決
定している。

【００７４】メインコントローラ１２１は、このように
決定した面毎の描画クロック信号ｆの周波数を、図１５
に示すような設定タイミングで面毎に描画クロック発生
回路１２３に設定している。具体的には、メインコント
ローラ１２１は、ポリゴン面検出器１２６からの面信号
ｉ及び走査開始信号ａに基づいて、各面における走査無
効期間と走査有効期間とを検出している。ここで、走査
無効期間とはパターン描画エリア以外の走査期間であ
り、走査有効期間とはパターン描画エリア内の走査期間
である。各面の走査無効期間に次の面の周波数を描画ク
ロック発生回路１２３に設定している。この面毎の周波
数Ｆ１〜Ｆｎは、位相増加分設定値ｋとして描画クロッ
ク発生回路１２３の位相増加分設定レジスタ１３１に設
定され、この位相増加分設定値ｋに応じた周波数の基準
クロック信号ｃがＤＤＳ１３２で生成される。例えば、
ポリゴン第１面では、周波数ｆ１の描画クロック信号ｆ
で、ポリゴン第２面では、周波数ｆ２の描画クロック信
号ｆで、ポリゴン第ｎ面では、周波数ｆｎの描画クロッ
ク信号ｆで、それぞれラスターデータが読み出される。

【００７５】このように、スタートセンサ７５と描画基
準位置センサ９５とにより、ポリゴンミラー６７の各面
ごとのレーザビームの走査速度を検出し、メインコント
ローラ１２１により、ポリゴンミラー６７の各面のレー
ザビームによる走査幅が均一となるようポリゴンミラー
６７の各面毎の縮倍補正データを算出し、描画クロック
発生回路１２３により、メインコントローラ１２１から
のポリゴンミラー６７の各面毎の縮倍補正データに応じ
て、描画クロック信号ｆを一走査ラインにわたって一定
の周波数に調整しているので、ポリゴンミラー６７の各
面のレーザビームによる走査幅を均一にすることがで
き、ポリゴンミラー６７の回転精度、面毎の回転ムラに
起因する描画パターンの歪みを補正することができる。

【００７６】さらに、メインコントローラ１２１で、ポ
リゴンミラー６７の各面毎の描画クロック信号ｆを、プ
リント配線基板Ｓの寸法変動による縮倍補正率ｊに基づ
いて補正してこの描画クロック発生回路１２３に出力す
る場合には、ポリゴンミラー６７の回転精度、面毎の回
転ムラに起因する描画パターンの歪みを補正することが
できるとともに、プリント配線基板Ｓの寸法変動に応じ
て描画パターンをポリゴンミラー６７の面毎に高精度に
縮倍補正することができる。

【００７７】また、この第２補正例では、ポリゴンミラ
ー６７の回転精度、面毎の回転ムラに起因する描画パタ
ーンの歪みを補正するために、スタートセンサ７５と描
画基準位置センサ９５とメインコントローラ１２１とを
用いているが、描画用レーザビームとは別の参照用レー
ザビームをポリゴンミラー６７を介して受光して描画ク
ロック信号を生成する生成手段を備えた場合でも、ポリ
ゴンミラー６７の回転精度、面毎の回転ムラに起因する
描画パターンの歪みを補正できる、即ち、ポリゴン面毎
の走査速度の変動による描画位置ずれ（描画幅変動）を
打ち消すことができる。この場合は、メインコントロー
ラ１２１でのポリゴンミラー６７の各面毎の縮倍補正デ
ータを算出する機能と、描画基準位置センサ９５と、基
準クロック生成部１２２とを不必要にできる。この生成
手段は、図１６に示すように、レーザ光源４１からのレ
ーザビームの一部を参照用レーザビーム（参照光）とし
て分離する分離ミラー９６と、この参照光をポリゴンミ
ラー６７に供給するビーム合成器９７と、ポリゴンミラ
ー６７とシリンドリカルレンズ７３とを介した参照光を
受光して描画クロック信号ｆ’を生成するグレーティン
グセンサ９８と、この描画クロック信号ｆ’を逓倍して
ＤＤＳ１３２への基準クロック信号ｂを生成する周波数
逓倍回路９９とで構成される。描画クロック発生回路１
２３からの描画クロック信号ｆは、アライメントデータ
演算部１１１からの縮倍補正率ｊに応じて、一走査ライ
ンにわたって一定の周波数に調整されるので、描画パタ
ーンをプリント配線基板Ｓの寸法変動に応じて高精度に
縮倍補正することができる。

【００７８】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。

【００７９】（１）描画基準位置センサ９５は、レーザ
ビームの主，副走査方向への位置ずれを検出できるもの
であればよく、二次元のＰＳＤ（位置検出素子：Positi
on Sensitive Device ）、スタートセンサ７５と同等の
複数の分割センサなどを採用してもよい。

【００８０】（２）レーザビームを副走査方向に移動さ
せる位置補正手段としては、シリンドリカルレンズ７３
を移動させる代わりに、ポリゴンミラー６７に入射する
レーザビームの副走査方向の入射角を調節するようにし
てもよい。そのレーザビームの副走査方向の入射角は、
ポリゴンミラー６７の前段に設けたミラーあるいはレン
ズ系をアクチュエータで駆動して変えることができる。

【００８１】（３）上述した実施例装置では、レーザ光
源４１と音響光学変調器５３を使用しているが、これら
に代えてレーザダイオードを使用してもよい。この場合
には、レーザダイオードを直接オンオフ制御すればよ
く、構造的に簡易化を図ることができる。

【００８２】（４）上述した実施例では、結像光学系２
１が固定で描画ステージ５が移動する構成であったが、
逆に結像光学系２１が移動する構成であっても本発明を
適用可能である。

【００８３】（５）上述した実施例では、描画クロック
発生回路１２３にＤＤＳ１３２を用いているが、このＤ
ＤＳ１３２に替えて、電圧制御発振器（ＶＣＯ）やＰＬ
Ｌ（phase locked loop ）などを用いた場合であっても
本発明を適用可能である。

【００８４】（６）上述した実施例では、アライメント
データ演算部１１１で処理対象物の実測データからその
寸法変動を求めて縮倍補正データを求めているが、デー
タ処理部１０１から指示される縮倍補正データをメイン
コントローラ１２１に供給するようにしてもよい。

【００８５】（７）上述した実施例ではプリント配線基
板製造装置を例に採って説明したが、本発明はこのよう
な装置に限定されるものではなく、レーザビームを用い
て露光処理を行う装置に適用できる。

【００８６】（８）ポリゴンミラー６７の各面毎のレー
ザビームの走査速度を予め測定しておく場合は、描画基
準位置センサ９５を省略することができる。

【００８７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の装置発明によれば、処理対象物の寸法変動に
対する描画パターンの縮倍補正処理を、縮倍補正データ
に応じて描画クロックを一走査ラインにわたって一定の
周波数に調整することによって行っているので、一走査
ライン分の描画クロック全体を均等に縮倍補正すること
ができ、一走査ラインのうちの一部の描画クロックを局
所的に縮倍処理することによる歪の発生を防止すること
ができ、描画パターンを高精度に縮倍補正処理すること
ができる。

【００８８】また、請求項２に記載の装置発明によれ
ば、信号調整手段は、縮倍補正データに応じて一走査ラ
インにわたって一定の周波数に調整したクロックを発生
するダイレクトデジタルシンセサイザと、このダイレク
トデジタルシンセサイザからのクロックを逓倍して描画
クロックとして出力する逓倍手段とを備えているので、
高い分解能で描画クロックの周波数設定ができ、ラスタ
ーデータの一画素以下の単位で微小縮倍補正することが
でき、描画パターンを高精度に微小縮倍処理する構成を
実現することができる。

【００８９】また、請求項３に記載の装置発明によれ
ば、信号調整手段を同時走査描画する複数本のレーザビ
ームごとに備えているので、複数本のレーザビームを用
いるマルチビーム描画においても、各レーザビームによ
る描画パターンを高精度に縮倍補正処理することができ
る。

【００９０】また、請求項４に記載の装置発明によれ
ば、処理対象物の伸縮量を検出する伸縮量検出手段と、
前記伸縮量検出手段で検出された伸縮量に基づいて処理
対象物の寸法変動に応じた縮倍補正データを算出する演
算手段とを備えているので、処理対象物の伸縮に応じた
縮倍補正データを自動的に算出することができ、描画パ
ターンを処理対象物の伸縮に応じて高精度に縮倍補正処
理することができる。

【００９１】また、請求項５に記載の装置発明によれ
ば、ポリゴンミラーの各面毎の縮倍補正データを格納す
る格納手段を備えているので、ポリゴンミラーの回転精
度、面毎の回転ムラに起因する描画パターンの歪みを補
正することができる。

【００９２】また、請求項６に記載の装置発明によれ
ば、ポリゴンミラーの各面ごとのレーザビームの走査速
度を検出する走査速度検出手段と、前記走査速度検出手
段で検出されたポリゴンミラー各面のレーザビームの走
査速度に基づいて、走査幅が均一となるようにポリゴン
ミラー各面毎の縮倍補正データを算出する演算手段とを
備えているので、ポリゴンミラーの回転精度、面毎の回
転ムラに起因する描画パターンの歪みを補正することが
できる。

【００９３】また、請求項７に記載の装置発明によれ
ば、描画用レーザビームとは別の参照用レーザビームを
ポリゴンミラーを介して受光してポリゴンミラーの各面
ごとの描画クロックを生成する生成手段を備えているの
で、参照用レーザビームをポリゴンミラーを介して受光
することにより描画クロックを生成するレーザ描画装置
の場合であっても、描画パターンを高精度に縮倍補正処
理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ描画装置の一例であるプリ
ント配線基板製造装置の概略構成を示す斜視図である。

【図２】プリント配線基板製造装置の詳細な平面図であ
る。

【図３】プリント配線基板製造装置の詳細な側面図であ
る。

【図４】位置補正機構の概略構成を示す側面図である。

【図５】位置補正機構の概略構成を示す平面図である。

【図６】位置補正機構の概略構成を示す正面図である。

【図７】（ａ）はスタートセンサの構成を示す斜視図で
あり、（ｂ）はこのスタートセンサでの検出波形を示す
図である。

【図８】描画基準位置センサの構成を示す平面図であ
る。

【図９】実施例のプリント配線基板製造装置の概略構成
を示すブロック図である。

【図１０】描画制御部の要部の構成を示すブロック図で
ある。

【図１１】ＤＤＳの構成を示すブロック図である。

【図１２】実施例装置での描画座標系を示す図である。

【図１３】（ａ）は、マルチビーム配列とそのビーム間
隔を示す図であり、（ｂ）は、描画ベクトルを示す図で
ある。

【図１４】（ａ）は、縮倍なしの場合の描画クロック信
号を示す図であり、（ｂ）は、縮倍ありの場合の描画ク
ロック信号を示す図である。

【図１５】ＤＤＳにポリゴン面毎に周波数設定するタイ
ミングを示すタイミングチャート図である。

【図１６】実施例のプリント配線基板製造装置に参照用
レーザビームから描画クロック信号を生成する生成手段
を設けた場合の概略構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ … 基台 ３ … ガイドレール（移動手段） ５ … 描画ステージ（載置台） ７ … サーボモータ（移動手段） ９ … 送りネジ（移動手段） １５ … 載置テーブル ２１ … 結像光学系 ３１ … アライメントスコープユニット（伸縮量検出
手段） ４１ … レーザ光源 ５３ … 音響光学変調器（変調手段） ６７ … ポリゴンミラー（偏向手段） ７３ … シリンドリカルレンズ ７５ … スタートセンサ（走査速度検出手段） ８１ … 位置補正機構 ９５ … 描画基準位置センサ（走査速度検出手段） １１１ … アライメントデータ演算部（演算手段） １２１ … メインコントローラ（演算手段） １２２ … 基準クロック生成部 １２３ … 描画クロック発生回路（信号調整手段） １３１ … 位相増加分設定レジスタ １３２ … ＤＤＳ（信号調整手段） １３３ … 周波数逓倍回路（逓倍手段） １３４ … 同期化処理部（逓倍手段） Ｓ … プリント配線基板（処理対象物） ＬＢ … レーザビーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ４１Ｊ 2/44 Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３Ｚ Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｂ２３Ｋ 101:42 1/23 １０３ Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｑ // Ｂ２３Ｋ 101:42 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ (72)発明者 桑原 章 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 Ｆターム(参考） 2C362 AA46 BA68 BB05 BB23 BB25 BB28 BB37 BB39 CB35 CB43 CB71 2H045 AA01 BA02 BA22 BA32 CA83 CA88 CA97 DA26 4E068 CA02 CB08 CD03 CE03 CE04 DA11 5C072 AA03 BA04 BA17 HA02 HA13 HB06 HB15 UA13 UA14 5C074 AA08 AA20 BB17 CC22 CC26 EE02 EE06 FF02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 描画クロックで読み出されるラスターデ
   ータに基づいて生成される描画信号によりレーザビーム
   を変調し、この変調されたレーザビームを偏向手段で主
   走査方向に偏向させて載置台上の処理対象物に照射させ
   るとともに、副走査方向にレーザビームと載置台とを移
   動手段で相対的に移動させることにより所望のパターン
   を前記処理対象物に描画するレーザ描画装置において、 前記描画クロックを縮倍補正データに応じて一走査ライ
   ンにわたって一定の周波数に調整する信号調整手段を備
   えていることを特徴とするレーザ描画装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のレーザ描画装置におい
   て、 前記信号調整手段は、 縮倍補正データに応じて一走査ラインにわたって一定の
   周波数に調整したクロックを発生するダイレクトデジタ
   ルシンセサイザと、 このダイレクトデジタルシンセサイザからのクロックを
   逓倍して描画クロックとして出力する逓倍手段とを備え
   ていることを特徴とするレーザ描画装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のレーザ
   描画装置において、 前記信号調整手段を同時走査描画する複数本のレーザビ
   ームごとに備えていることを特徴とするレーザ描画装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   のレーザ描画装置において、 前記処理対象物の伸縮量を検出する伸縮量検出手段と、 前記伸縮量検出手段で検出された伸縮量に基づいて処理
   対象物の寸法変動に応じた縮倍補正データを算出する演
   算手段とを備えていることを特徴とするレーザ描画装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   のレーザ描画装置において、 前記偏向手段はポリゴンミラーを含む走査系とし、 前記ポリゴンミラーの各面毎の縮倍補正データを格納す
   る格納手段を備えていることを特徴とするレーザ描画装
   置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のレーザ描画装置におい
   て、 前記ポリゴンミラーの各面ごとのレーザビームの走査速
   度を検出する走査速度検出手段と、 前記走査速度検出手段で検出されたポリゴンミラー各面
   のレーザビームの走査速度に基づいて、レーザビームに
   よる走査幅が均一となるようにポリゴンミラー各面毎の
   縮倍補正データを算出する演算手段とを備えていること
   を特徴とするレーザ描画装置。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   のレーザ描画装置において、 前記偏向手段はポリゴンミラーを含む走査系とし、 描画用レーザビームとは別の参照用レーザビームを前記
   ポリゴンミラーを介して受光してポリゴンミラーの各面
   ごとの描画クロックを生成する生成手段を備えているこ
   とを特徴とするレーザ描画装置。