JP2005043555A - パターン描画装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ビームの照射位置のずれ測定を簡易な構成で実現し、且つ効率的に位置ずれ調整を行う。
【解決手段】直接回路パターンを形成するパターン描画装置において、プリント基板の代わりに、主走査方向、副走査方向に沿って画素が配列されたフォトセンサを配置した計測板を描画テーブルに設置する。そして、目標ととなる基準位置（ｘ０、ｙ０）に向けてレーザビームを照射させる。照射位置（ｘ、ｙ）と基準位置（ｘ０、ｙ０）との間にずれが生じた場合、位置ずれ調整を行う。
【選択図】 図５
【解決手段】直接回路パターンを形成するパターン描画装置において、プリント基板の代わりに、主走査方向、副走査方向に沿って画素が配列されたフォトセンサを配置した計測板を描画テーブルに設置する。そして、目標ととなる基準位置（ｘ０、ｙ０）に向けてレーザビームを照射させる。照射位置（ｘ、ｙ）と基準位置（ｘ０、ｙ０）との間にずれが生じた場合、位置ずれ調整を行う。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原版となるフォトマスク（レクチル）やプリント基板などの被描画体に対して、回路パターンなどのパターンを形成するパターン描画装置に関し、特に、被描画体へ照射されるビームの位置調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンウェハ、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＷＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）などフォトマスクの表面にフォトリソグラフィによって回路パターンを形成する描画装置が知られており、あらかじめ作成されたパターンデータに基づき、電子ビームやレーザビームによって露光面が走査される。フォトマスクの表面には感光材料が付着されており、感光剤が光に反応することで回路パターンが形成される。また、フォトマスクを介さずにプリント基板などの被描画体へ直接回路パターンを形成する描画装置（露光装置）も知られている。
【０００３】
レーザ描画装置においては、マイクロオーダのレベルで正確に回路パターンを形成する必要がある。すなわち、被描画体に対して意図した場所にビームが正確に照射されなければならない。一方、描画（露光）用光学系として設けられたポリゴンミラーの回転姿勢やｆ−θレンズの特性、あるいは描画テーブルの位置決め精度などに起因して、被描画体上におけるレーザの照射位置にずれが生じる。そのため、レーザビームの位置を精度よく計測可能な専用ＣＣＤカメラ（あるいはＣＭＯＳカメラ）により計測し、ずれを補正するパターン描画装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２２７９８８号公報（図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
パターン描画装置においては、様々な要因によって照射ビームの位置ずれが生じる。このような位置ずれを効率よく計測して修正するためには、ビームの計測ポイントを増やす必要がある。しかしながら、計測用カメラを増加させることは、描画装置における画像処理部の複雑化を招き、コスト増加をもたらす。また、多くのカメラを制御することが必要になると、描画装置の構成が複雑化する。
【０００６】
そこで本発明では、ビームの照射位置のずれ測定を簡易な構成で実現し、且つ効率的に位置ずれ調整を行えるパターン描画装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のパターン描画装置は、ビームの照射位置のずれを調整可能な描画装置であり、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、被描画体を支持するテーブルを、露光用光学系に対し副走査方向に沿って相対移動させるテーブル相対移動機構と、パターンを形成するように、光変調素子、テーブル相対移動機構および露光用光学系を制御する描画制御部とを備えるとともに、ビームが結像する露光面上に、副走査方向および主走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材が設けられている。計測部材としては、被描画体の代わりに描画用テーブルに設置されるか、あるいは描画テーブルそのものが計測部材として設置される。そして、フォトセンサに設定された第１の基準位置と第２の基準位置とに向けてビームを照射させる測定用ビーム照射手段と、第１の基準位置および第２の基準位置へ向けたビーム照射に従って、それぞれ副走査方向に沿った第１のビーム照射位置および主走査方向に沿った第２のビーム照射位置を測定する測定手段と、第１および第２のビーム照射位置が、それぞれ第１および第２の基準位置と実質的に一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、第１および第２のビーム照射位置のうち少なくとも１つが対応する基準位置とずれている場合、対応する基準位置と一致するように、ずれたビーム照射位置を調整するビーム照射位置調整手段とを備えたこと特徴とする。
【０００８】
被描画体の代わりにテーブルに載せるだけでよいため、従来の描画装置にカメラなど特殊な構成部材を設けることなく位置ずれ調整を効率的に行うことができる。
【０００９】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面となる露光面上に副走査方向および主走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材を設置し、フォトセンサに設定された第１の基準位置と第２の基準位置とに向けてビームを照射させ、第１の基準位置および第２の基準位置へ向けたビーム照射に従って、それぞれ副走査方向に沿った第１のビーム照射位置および主走査方向に沿った第２のビーム照射位置を測定し、第１および第２のビーム照射位置が、それぞれ第１および第２の基準位置と実質的に一致するか否かを判断し、第１および第２のビーム照射位置のうち少なくとも１つが対応する基準位置とずれている場合、対応する基準位置と一致するように、ずれたビーム照射位置を調整することを特徴とする。
【００１０】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系であって、ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーにビームを入射させる角度を変更可能なチルティングミラーとを含む露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、パターンを形成するように、光変調素子および露光用光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材と、計測用部材を停止させた状態で、ポリゴンミラーの各面に応じてビームをフォトセンサに向けて順次照射させる測定用ビーム照射手段と、順次照射するビームの副走査方向に沿った照射位置を測定する測定手段と、順次照射するビームの照射位置がそれぞれ基準位置と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、照射位置が基準位置とずれている場合、チルティングミラーを制御することにより照射位置を基準位置と一致させるビーム照射位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面である露光面上に主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材を設置し、計測用部材を停止させた状態で、ポリゴンミラーの各面に応じてビームをフォトセンサに向けて順次照射させ、順次照射するビームの副走査方向に沿った照射位置を測定し、順次照射するビームの照射位置がそれぞれ基準位置と一致するか否かを判断し、照射位置が基準位置とずれている場合、ポリゴンミラーに対するビームの入射角度を変更可能なチルティングミラーを制御することにより照射位置を基準位置と一致させることを特徴とする。
【００１２】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系であって、ビームを複数のビームに分割するビームスプリッタと、複数のビームを主走査方向に対して傾斜させるイメージローテータとを含む露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、パターンを形成するように、光変調素子および露光用光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材と、複数のビームのうち２本のビームをフォトセンサに向けて照射する測定用ビーム照射手段と、副走査方向に沿った２本のビームの照射位置を測定する測定手段と、２本のビームの照射位置ピッチが基準ピッチと一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、照射位置ピッチが基準ピッチと一致しない場合、照射位置ピッチを基準ピッチと一致させるように、イメージローテータを制御するビーム位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面である露光面上に主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材を設置し、複数に分割されるとともに主走査方向に対し傾斜しながら照射するビームの中で、２本のビームをフォトセンサに向けて照射させ、副走査方向に沿った２本のビームの照射位置を測定し、２本のビームの照射位置ピッチが基準ピッチと一致するか否かを判断し、照射位置ピッチが基準ピッチと一致しない場合、照射位置ピッチを基準ピッチと一致させるように、主走査方向に対する傾斜角度を変更可能なイメージローテータを制御することを特徴とする。
【００１４】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系であって、ポリゴンミラーと、ｆ−θレンズと、ポリゴンミラーにビームを入射させる角度を変更可能なチルティングミラーとを含む露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、パターンを形成するように、光変調素子および露光用光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、それぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが所定間隔で主走査方向に沿って配置された計測用部材と、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを照射させる測定用ビーム照射手段と、複数のフォトセンサ上における副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、ビーム照射による複数の照射位置がそれぞれ対応する基準位置と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、照射位置が基準位置と一致しない場合、チルティングミラーを制御して基準位置と一致させるビーム照射位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面である露光面上にそれぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが所定間隔で主走査方向に沿って配置された計測用部材を設置し、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けてビームを照射させ、複数のフォトセンサ上における副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定し、ビーム照射による複数の照射位置がそれぞれ対応する基準位置と一致するか否かを判断し、照射位置が基準位置と一致しない場合、ビームの照射位置を副走査方向に沿って変更可能なチルティングミラーを制御して基準位置と一致させることを特徴とする。
【００１６】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、チルティングミラーを含み、ビームを被描画体へ導く露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、被描画体を支持するテーブルを、露光用光学系に対し副走査方向に沿って相対移動させるテーブル相対移動機構と、パターンを形成するように、光変調素子、テーブル相対移動機構および露光光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、主走査方向および副走査方向に画素が２次元配列された２つのフォトセンサを両端に配置した計測用部材と、２つのフォトセンサ上にそれぞれ設定された２つの基準位置に向けてビームを照射させる測定用ビーム照射手段と、２つのフォトセンサ上の副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、２つの照射位置を結ぶラインが主走査方向に対して所定角度あるラインに平行であるか否かを判別する位置ずれ判別手段と、主走査方向に対して所定角度あるラインに平行でない場合、チルティングミラーを調整することによって主走査方向と平行にするビーム照射位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面である露光面上に主走査方向および副走査方向に画素が２次元配列された２つのフォトセンサを両端に配置した計測用部材を設置し、２つのフォトセンサ上にそれぞれ設定された２つの基準位置に向けてビームを照射させ、２つのフォトセンサ上の副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定し、２つの照射位置を結ぶラインが主走査方向に対して所定角度あるラインに平行であるか否かを判別し、主走査方向に対して所定角度あるラインに平行でない場合、チルティングミラー調整することによって主走査方向と平行にすることを特徴とする。
【００１８】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、パターンを形成するように、一連の描画データに基づいて光変調素子および露光用光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、それぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが一定間隔で主走査方向に沿って配置された計測用部材と、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを間欠的に照射させる測定用ビーム照射手段と、主走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、主走査方向に沿って隣接する照射位置の間隔が基準間隔と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、照射位置の間隔が基準間隔と一致しない場合、一連の描画データの中で対応するデータ群のパルス幅を調整することによって基準位置と一致させるビーム照射位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面である露光面上にそれぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが一定間隔で主走査方向に沿って配置された計測用部材を設置し、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを間欠的に照射させ、主走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定し、主走査方向に沿って隣接する照射位置の間隔が基準間隔と一致するか否かを判断し、照射位置の間隔が基準間隔と一致しない場合、一連の描画データの中で対応するデータ群のパルス幅を調整することによって基準位置と一致させることを特徴とする。
【００２０】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、被描画体を支持するテーブルを、露光用光学系に対し副走査方向に沿って相対移動させるテーブル相対移動機構と、パターンを形成するように、光変調素子、テーブル相対移動機構および露光光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、それぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが副走査方向に沿って所定間隔をおいて配置された計測用部材と、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを副走査方向に沿って照射させる測定用ビーム照射手段と、複数のフォトセンサ上における主走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、複数のビームの照射位置がそれぞれ対応する基準位置と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、照射位置と基準位置とが一致しない場合、描画開始タイミングを調整することによって基準位置に一致させるビーム照射位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面である露光面上にそれぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが副走査方向に沿って所定間隔をおいて配置された計測用部材を設置し、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを副走査方向に沿って照射させ、複数のフォトセンサ上における主走査方向に沿ったビームの照射位置を測定し、複数のビームの照射位置がそれぞれ対応する基準位置と一致するか否かを判断し、照射位置と基準位置とが一致しない場合、描画開始タイミングを調整することによって基準位置に一致させることを特徴とする。
【００２２】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系であって、ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーにビームを入射させる角度を変更可能なチルティングミラーとを含む露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、被描画体を支持するテーブルを、露光用光学系に対し副走査方向に沿って相対移動させるテーブル相対移動機構と、パターンを形成するように、光変調素子、テーブル相対移動機構および露光用光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、それぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが副走査方向に沿って一定間隔をおいて配置された計測用部材と、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを副走査方向に沿って照射させる測定用ビーム照射手段と、複数のフォトセンサ上における副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、副走査方向に沿って隣接するビームの照射位置の間隔が基準間隔と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、照射位置の間隔と基準間隔とが一致しない場合、チルティングミラーを制御することによって基準位置と一致させるビーム照射位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、パターンが形成される被描画体の代わりに、結像面である露光面上にそれぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが副走査方向に沿って一定間隔をおいて配置された計測用部材を描画用テーブルに設置し、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを副走査方向に沿って照射させ、複数のフォトセンサ上における副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定し、副走査方向に沿って隣接するビームの照射位置の間隔が基準間隔と一致するか否かを判断し、照射位置の間隔と基準間隔とが一致しない場合、ビームの照射位置を副走査方向に沿って変更可能なチルティングミラーを制御することによって基準位置と一致させることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を用いて本発明の実施形態であるパターン描画装置について説明する。
【００２５】
図１は、第１の実施形態であるパターン描画装置の概略的斜視図である。図２は、１６本のレーザビームによる１６個のスポットの配列状態を示した図である。本実施形態のパターン描画装置は、レーザビームによってプリント基板上に回路パターンを直接形成する。
【００２６】
レーザ描画装置は、基台１０、レーザ発振器２４、固定テーブル２８とを備える。基台１０上には描画テーブル１８が配置されており、固定テーブル２８には、レーザ発振器２４からのレーザビームを描画テーブル１８へ導く様々な描画用（露光用）光学系が設置されている。固定テーブル２８は、支持部材（図示せず）を介して基台１０に取り付けられており、アルゴンレーザを備えたレーザ発振器２４は固定テーブル２８の傍に設置されている。
【００２７】
基台１０の上面には一対の平行なレール１２が設置されており、Ｘテーブル１４がレール１２上に搭載されている。Ｘテーブル１４は、サーボモータなどの駆動機構（ここでは図示せず）により、レール１２の方向に沿って移動可能である。Ｘテーブル１４上には回転テーブル１６が搭載されており、描画テーブル１８は微調整駆動機構２０を介して回転テーブル１６上に搭載されている。微調整駆動機構２０を調整することにより、描画テーブル１８はＸテーブル１４の移動方向に対して所定の角度まで回転可能である。Ｘテーブル１４が移動することにより、描画テーブル１８は回転テーブル１６とともに一対のレール１２の方向に沿って移動する。描画テーブル１８上には、フォトレジスト層を形成したプリント基板２２が必要に応じて設置され、クランプ部材（図示せず）によって描画テーブル１８上に保持される。なお、以下では、Ｘテーブル１４の移動方向と垂直な主走査方向をＹ方向、Ｘテーブル１４の移動方向と平行な副走査方向をＸ方向と規定する。
【００２８】
レーザ発振器２４から発振されたレーザビームＬＢは、ビームベンダ２６によって上方へ偏向させられる。そして、偏向されたレーザビームＬＢは、ビームベンダ３０を介してビームスプリッタ３２へ導かれる。ビームスプリッタ３２は、レーザビームＬＢを２つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２に分割する光学素子であり、レーザビームＬＢ１は、ビームベンダ３４、３６によってビームセパレータ３８へ導かれる一方、レーザビームＬＢ２は、ビームベンダ４０、４２、４４によってビームセパレータ４６へ導かれる。
【００２９】
ビームセパレータ３８は、レーザビームＬＢ１を８本の平行なレーザビームに分割する光学素子であり、分割されたレーザビームは、ビームベンダ４８、５０によって光変調ユニット５２へ導かれる。同様に、ビームセパレータ４６はレーザビームＬＢ２を８本の平行ビームに分割し、分割されたレーザビームは、ビームベンダ５４、５６によって光変調ユニット５８へ導かれる。
【００３０】
光変調ユニット５２、５８には、それぞれ８つの音響光学変調器（ＡＯＭ、ここでは図示せず）が設けられており、各音響光学変調器には８本のレーザビームのうち対応するビームが割り当てられる。光変調ユニット５２を経由した８本のレーザビームは光合成器６０に入射するとともに、光変調ユニット５８を経由した８本のレーザビームもビームベンダ６２によって光合成器６０へ導かれる。光合成器６０は偏向ビームスプリッタとして構成されており、光変調デバイス５２、５８を経由したそれぞれ８本のレーザビームは、１６本のレーザビームに纏められる。１６本のレーザビームは、ビームベンダ６４、６６、６８によってポリゴンミラー７０へ導かれる。
【００３１】
ポリゴンミラー７０は多角柱状に形成されており、１６本のレーザビームは多面体を形成する反射面によって順次偏向され、ｆ−θレンズ７２へ導かれる。このとき、ポリゴンミラー７０は、１６本のレーザビームを主走査方向（Ｙ方向）に沿うように偏向する。走査速度を一定にするｆ−θレンズ７２を経由した１６本のレーザビームは、ターニングミラー７４、コンデンサレンズ７６を介して描画テーブル１８へ導かれる。その結果、１６本のレーザビームがプリント基板上を照射する。なお、固定テーブル２８に設置されている露光用光学系は、１６本のレーザビームがプリント基板２２上で結像するように形成、設置されており、プリント基板２２上の表面２２Ｓが焦点位置に相当する。
【００３２】
光変調ユニット５２、５８内の各音響光学変調器は、所定のラスタデータに従ってＯＮ／ＯＦＦ状態に切り替えられる。その結果、ポリゴンミラー７０に従って１６本のレーザビームが主走査方向（Ｙ方向）に沿って走査する間に各音響光学変調器が所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ切換される。これにより、プリント基板２２上に所定の回路パターンが主走査方向（Ｙ方向）に沿って形成される。
【００３３】
Ｘテーブル１４は一定速度で副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動しており、１６本のレーザビームは、Ｘテーブル１４の移動に合わせて主走査方向（Ｙ方向）を順次走査する。このような露光動作を繰り返すことにより、回路パターンがプリント基板２２全体に形成される。なお、描画テーブル１８を一定速度で副走査方向（Ｘ方向）に移動させながら１本のレーザビームを主走査方向（Ｙ方向）に沿って走査させた場合に走査光がＸ軸に対して直角になるように、露光用光学系は構成されている。したがって、描画テーブル１８を停止させた状態でレーザビームを主走査方向（Ｙ方向）に走査させた場合、レーザビームの軌跡は主走査方向（Ｙ方向）に対して一定の角度βをもつ。
【００３４】
ビームベンダ３６、４４は、１６本のレーザビームそれぞれについてポリゴンミラー７０に対する入射角度を変更させることが可能な光学ミラーである（以下では、チルティングミラーという）。チルティングミラー３６、４４は、ピエゾ素子（図示せず）によって支持されており、ピエゾ素子の駆動によって姿勢が変化する。この姿勢変化により、ポリゴンミラー７０に対するレーザビームの入射角度が変化し、ビームスポットの位置が副走査方向（Ｘ方向）に沿って変動する。
【００３５】
ビームベンダ６８は、１６本のレーザビームを主走査方向（Ｙ方向）に対して所定角度だけ偏向させるためのミラーであり（以下では、イメージローテータという）、図２に示すように、１６本のレーザビーム（以下では、符号ＬＢ１〜ＬＢ１６で表す）は、主走査方向（Ｙ方向）に対して所定角度だけ回転傾斜した状態で露光面２２Ｓを照射する。ここでは、レーザビームＬＢ１〜ＬＢ１６によるスポットを、符号“ＳＢ１〜ＳＢ１６”で表す。
【００３６】
光変調ユニット５２、５８内のすべての音響光学変調器がＯＮ状態の場合、ポリゴンミラー７０の回転に従い、一列状に傾斜して並んだ１６本のレーザビームのスポットＳＢ１〜ＳＢ１６は、その角度で傾斜したまま全体的に主走査方向（Ｙ方向）へ移動していく（破線の矢印参照）。各音響光学変調素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えるタイミングをそれぞれ別々に調整することにより、所定の回路パターンが主走査方向（Ｙ方向）に沿って形成されていく。
【００３７】
図３は、ビーム照射位置の位置ずれ検出、調整用の計測板を示した図である。
【００３８】
計測板２１は、プリント基板２２と同等のサイズを有するプレート状のセンサであり、主走査方向（Ｙ方向）および副走査方向（Ｘ方向）に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサ２３がスポット計測板２１の表面２１Ｓに設置されている。各フォトセンサ２３は、ＣＣＤなどのイメージセンサによって構成されており、複数のフォトセンサ２３は、主走査方向（Ｙ方向）、副走査方向（Ｘ方向）に沿って一定間隔をおいて規則的に配列されている。ここでは、フォトセンサ２３は、主走査方向（Ｙ方向）に沿ってｎ個、副走査方向（Ｘ方向）に沿ってｍ個配置されている。なお、プリント基板２２と同サイズの計測板を適用する代わりに、あらかじめ結像面となる描画テーブルにフォトセンサを組み込む構成にしてもよい。
【００３９】
後述するビームの照射位置の位置ずれ調整を行う場合、プリント基板２２の代わりに計測板２１が描画テーブル１８上に設置され、レーザビームを計測板２１上に照射させる。複数のフォトセンサ２３各々は、受光面が計測板２１の表面２１Ｕと一致するように、計測板２１の表面２１Ｓに埋設されている。したがって、結像したレーザビームが計測板２１の表面２１Ｓに照射する。計測板２１内部には、フォトセンサ２３それぞれから読み出される画素信号を外部へ出力するための回路（図示せず）が設けられており、接続ケーブル（図示せず）を介して画素信号が出力される。
【００４０】
図４は、パターン描画装置の概略的なブロック図である。
【００４１】
本体制御部８０はレーザ描画装置全体を制御する装置であり、基台１０の傍に設置されている。基台１０内には描画制御部８３が設けられており、ＡＯＭ駆動部８５、ポリゴンミラー駆動部８７、テーブル駆動機構８９、チルティングミラー駆動部９１、イメージローテータ駆動部９３へ制御信号を送る。ポリゴンミラー駆動部８７はポリゴンミラー７０を一定速度で回転させ、テーブル駆動機構８９はＸテーブル１４を一定速度で副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動させる。ポリゴンミラー７０が一回転するごとに回転基準となる位置に応じた回転基準信号がポリゴンミラー駆動部８７において検出され、本体制御部８０へ送られる。本体制御部８０では、送られてきた信号に基づいてタイミング信号が生成される。そして、Ｘテーブル１４の移動とポリゴンミラー７０の回転とを同期させるように、タイミング信号に従って制御信号がテーブル駆動機構８９へ送られる。
【００４２】
回路パターンに応じたラスタデータが本体制御部８０から描画制御部８３へ送られると、描画制御部８３は、送られてきたラスタデータに基づき、タイミング信号に同期させながらＡＯＭ駆動部８５へ制御信号を送る。上述したように、光変調ユニット５２、５８にはそれぞれ音響光学変調器５２Ａ〜５２Ｈ、５８Ａ〜５８Ｈが設けられており、それぞれ独立してＯＮ／ＯＦＦ制御される。ＡＯＭ駆動部８５は、制御信号に基づいて音響光学変調器５２Ａ〜５２Ｈ、５８Ａ〜５８Ｈ各々に対して駆動信号を送信する。
【００４３】
レーザビームを計測板２１のフォトセンサ２３上に照射させると、画素信号が画素信号処理部８４へ送られる。画素信号処理部８４では、送られてくる画素信号に基づいてレーザビームの照射位置が検出され、測定された位置データが本体制御部８３へ送られる。チルティングミラー３６、４４の姿勢を変動させるチルティングミラー駆動部９１は、測定データに基づき、描画制御部８３から送られてくる制御信号に従ってチルティングミラー３６、４４の姿勢を変化させる。イメージローテータ６８の姿勢を変動させるイメージローテータ駆動部９３も、描画制御部８３から送られてくる制御信号に従ってイメージローテータ６８の姿勢を変化させる。
【００４４】
図５は、レーザビームの位置ずれ検出処理を示したフローチャートである。図６は、レーザビームが照射されたフォトセンサ２３を示した図である。
【００４５】
パターン描画装置の使用中、様々な要因によりレーザビームの光軸ずれが生じる。その結果、レーザビームを一点に照射させた場合、本来照射されるべき場所から外れた位置にレーザビームが照射される。そこで、測定板２１を使用してレーザビームの照射位置を測定し、ずれが生じている場合、以下に示す位置ずれ検出、調整を行う。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００４６】
ステップＳ１０１では、計測板２１を所定位置まで移動させるため、Ｘテーブル１４がテーブル駆動機構８９により駆動される。そして、ステップＳ１０２では、特定の１本のレーザビームＬＢｉが計測板２１の左上隅にあるフォトセンサ２３の目標照射位置に向けて照射する。
【００４７】
本実施形態では、計測板２１上の左隅のフォトセンサ２３がレーザビームの位置ずれ調整用に利用され、フォトセンサ２３には、ビーム照射において照射目標である基準位置（ｘ０、ｙ０）が規定されている。
【００４８】
フォトセンサ２３には複数の画素が２次元配列されているが、ここでは、特定の画素の位置を照射目標である基準位置（ｘ０、ｙ０）に対応させている。ただし、基準位置ｘ０は副走査方向（Ｘ方向）に沿った位置であり、基準位置ｙ０は主走査方向（Ｙ方向）に沿った位置を表す。なお、ステップＳ１０１では、左隅にあるフォトセンサ２３に応じた走査ラインに沿って描画を開始する位置と基準位置（ｘ０、ｙ０）とが一致するように、Ｘテーブル１４が制御される。ステップＳ１０１，１０２が実行されると、ステップＳ１０３へ進み、フォトセンサ２３から読み出される画素信号に基づいて、レーザビームＬＢｉの副走査方向（Ｘ方向）および主走査方（Ｙ方向）に沿った照射位置（ｘ、ｙ）が測定される。
【００４９】
レーザビームＬＢｉがフォトセンサ２３の基準位置（ｘ０、ｙ０）に向けて照射すると、レーザビームＬＢｉのスポットＳＢｉがフォトセンサ２３上に生じる。そして、スポットＳＢｉに収まる画素から、ビーム照射による画素信号が読み出される。スポットＳＢｉは副走査方向（Ｘ方向）に沿って幅ＷＸがあるため、スポットＳＢｉの幅の中間地点にある画素の位置をレーザビームＬＢｉの照射位置“ｘ”と規定する。例えば、フォトセンサ２３上に２０個の画素ＰＸ１〜ＰＸ２０が副走査方向（Ｘ方向）に沿って配置されている状態で画素ＰＸ１０〜ＰＸ１２がレーザビームにより照射された場合、照射されている画素の中間地点にある画素ＰＸ１１の位置が照射位置ｘとみなされる。同様に、スポットＳＢｉは主走査方向（Ｙ方向）に沿って幅ＷＹがあるため、照射されている複数の画素のうち中間地点にある画素の位置が照射位置ｙとみなされる。測定されたビームの照射位置（ｘ、ｙ）は、メモリ８１へ記憶される。ステップＳ１０３が実行されると、ステップＳ１０４へ進む。
【００５０】
ステップＳ１０４では、測定されたビーム照射位置（ｘ、ｙ）と照射基準位置（ｘ０、ｙ０）との差（Δｘ、Δｙ）が求められる。そして、ステップＳ１０５では、差（Δｘ、Δｙ）に基づき、補正値ＡＸ、ＢＹが算出される。補正値ＡＸは、Ｘテーブル１４の副走査方向（Ｘ方向）に沿ったパターン描画開始位置を補正するための値であり、Δｘの値に応じて算出される。補正値ＢＹは、パターン描画開始タイミングを補正するための値であり、Δｙの値に応じて算出される。ステップＳ１０６では、補正地ＡＸ、ＢＹがメモリ８１に格納される。
【００５１】
このように位置ずれ検出処理によって求められた補正値ＡＸ、ＢＹは、実際の描画時にメモリ８１から読み出され、位置ずれが解消されるようにテーブル駆動機構８９、ＡＯＭ駆動部８５へ制御信号が出力される。副走査方向（Ｘ方向）に関しては、Ｘテーブル１４のパターン描画開始位置が微調整される。一方、主走査方向（Ｙ方向）に関しては、パターン描画開始のタイミングが本体制御部８３内において調整される。すなわち、露光時における１ライン分のパターン描画開始タイミングをずれ量に応じて遅く、あるいは早く設定する。
【００５２】
次に、図７〜９を用いて第２の実施形態であるパターン描画装置について説明する。第２の実施形態では、ポリゴンミラーに起因する位置ずれの調整が行われる。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００５３】
図７は、プリント基板上に走査されたレーザビームを示した図であり、図８は、ポリゴンミラーに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。そして、図９は、レーザビームが照射されたフォトセンサ２３を示した図である。
【００５４】
ポリゴンミラー７０は複数のミラーによって正８角柱状に形成されてあり、一定速度で中心軸周りに回転する。そして、レーザビームが１つの面に反射している間、プリント基板２２に対して主走査方向（Ｙ方向）に沿った１走査ライン分の描画（露光）が実行される。すなわち、１６ライン分のパターンは、ある特定の１つの面で反射されるレーザビームによって形成される。
【００５５】
ポリゴンミラー７０の反射面がすべて互いに回転軸に対して平行となるように形成されている場合、パターン形成時には一定速度で描画テーブル１８が移動することから、レーザビームの走査ラインの副走査方向（Ｘ方向）に沿ったピッチは、一定となる。しかしながら、実際にはいわゆる“面倒れ”が生じている。この場合、走査ラインのピッチにずれが生じる。図７では、走査ラインＢＬ１とＢＬ２とのピッチＰＤに対し、走査ラインＢＬ２とＢＬ３とのピッチＰ’ＤはΔεだけずれている。そのため、以下に示す位置ずれ検出、補正処理が実行される。
【００５６】
図８のステップＳ２０１では、計測板２１が所定位置まで移動するようにＸテーブル１４が駆動される。そして、所定位置に到達すると、描画テーブル１８が停止した状態でポリゴンミラー７０の１つの面（以下、第１面という）に対して１６本のうち第１番目のレーザビームＬＢ１が照射される。このとき、１つのフォトセンサ２３のフォトセンサ２３上にレーザビームＬＢ１が照射されるように光変調ユニット５２、５８が制御され、図９に示すようにビームスポットＳＢ１が生じる。尚、ポリゴンミラー７０の第１面を特定する方法としては、反射面以外の、例えばポリゴンミラー７０の上面にマークを付し、反射型のフォトインタラプタ等でマーク検出し、露光領域外に配置されたセンサで走査されるレーザビームを検出し、検出される信号をポリゴンミラー７０の面数で分周することにより検出してもよい。
【００５７】
ステップＳ２０２では、フォトセンサ２３から読み出される画素信号に基づき、ビームスポットＳＢ１の副走査方向（Ｘ方向）に沿った照射位置ｘ１が計測される。ここでの照射位置ｘ１は、第１実施形態と同様、フォトセンサ２３内の画素位置によって計測される。そして、ステップＳ２０３では、計測されたスポットＳＢ１の位置ｘ１がメモリ８１に格納される。ステップＳ２０３が実行されると、ステップＳ２０４へ進む。
【００５８】
ステップＳ２０４では、描画テーブル１８が停止した状態で、ビーム照射された面に隣接する面（以下では、第Ｎ面という）に１本のレーザビームＬＢ１を反射させるように、ポリゴンミラー７０が制御される。描画テーブル１８が停止していることから、同じフォトセンサ２３内にスポットＳＢｎが生じる。そして、ステップＳ２０５、Ｓ２０６では、第Ｎ面に応じたスポットＳＢ１の副走査方向（Ｘ方向）に沿った位置ｘｎが計測され、メモリ８１に格納される。ここでは、ポリゴンミラー７０が一回転する度に基準信号が発生されるとともに、１回のスキャンごとに面（スキャン）信号が発生する。すなわち、Ｎ面のポリゴンミラー７０の場合、一回転でＮ個の面信号が発生している。そして、基準信号の位置から次の面を第一面と特定し、ポリゴンミラー７０を回転させながら所定の面のみでビームがＯＮするように光変調ユニット５２、５８を制御することにより、各面の測定が行われる。
【００５９】
ステップＳ２０７では、ステップＳ２０２で測定されたレーザビームＬＢ１の照射位置ｘ１を基準照射位置として定め、この照射位置ｘ１とレーザビームＬＢ１の第Ｎ面の照射位置ｘｎとの差Δｘｎが算出される。
【００６０】
ポリゴンミラー７０に面倒れが生じていない場合、Ｘテーブル１４を停止させた状態でポリゴンミラー７０の反射面を第１面から第Ｎ面まで順次切換ながらレーザビームＬＢ１を照射させると、第１面から第Ｎ面に対応するビームスポットの副走査方向（Ｘ方向）に沿った位置はすべて一致する。すなわち、ビーム照射位置ｘ１とｘｎとが一致する。しかしながら、面倒れが生じている場合、照射位置ｘ１と照射位置ｘｎとの間にずれが生じる。
【００６１】
ステップＳ２０８では、照射位置ｘ１とレーザビームＬＢ１の第Ｎ面の照射位置ｘｎとの差Δｘｎに基づき、補正値Δｌｎが算出される。補正値Δｌｎは、チルティングミラー３６、４４の補正量であり、以下の式によって算出される。ただし、ｋは所定の値をもつ係数である。
Δｌｎ＝ｋ×Δｘｎ ・・・（１）
ステップＳ２０９では、補正値Δｌｎがメモリ８１に格納される。そして、ステップＳ２１０では、ポリゴンミラー７０のすべての反射面に対してレーザビームの照射、照射位置測定が行われたか否かが判断される。すべての面に対してレーザビームの照射、照射位置測定が行われていないと判断された場合、ステップＳ２０４へ戻る。一方、すべての面に対してレーザビームの照射、照射位置測定が行われていると判断された場合、この処理ルーチンは終了する。
【００６２】
各面に対する補正値Δｌｎは、実際の描画動作においてメモリ８１から読み出される。そして、補正値Δｌｎに基づき、照射位置の差Δｘｎを解消するように、チルティングミラー３６、４４の姿勢が調整される。
【００６３】
次に、図１０〜１２を用いて、第３の実施形態であるパターン描画装置について説明する。第３の実施形態では、複数のビームに分割して主走査方向に対し斜めに傾斜させたビーム走査を実行する際に生じる位置ずれの調整が行われる。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００６４】
図１０は、プリント基板２２を走査するレーザビームを示した図であり、図１１は、イメージローテータに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。そして、図１２は、レーザビームが照射されたフォトセンサ２３を示した図である。
【００６５】
上述したように、１６本のレーザビームＬＢ１〜ＬＢ１６は、主走査方向（Ｙ方向）に対して所定角度傾いた状態でプリント基板２２を走査し、１６本のビーム各々は、所定のピッチＢＰ０で隣接するビームと重なりながら主走査方向（Ｙ方向）に沿ってプリント基板２２を走査する。図１０では、任意の隣接する２つのレーザビームＬＢｉ、ＬＢｉ＋１のスポットＳＢｊ，ＳＢｊ＋１が示されており、傾斜角度をここではαと規定する。
【００６６】
しかしながら、レーザビームの傾斜角度があらかじめ規定された角度αとずれている場合、スポットＳＢｉ，ＳＢｉ＋１間のピッチＢＰ０が変化してしまう。そのため、以下に示すピッチずれ検出、補正処理が実行される。
【００６７】
ステップＳ３０１では、計測板２１が所定位置まで移動するようにＸテーブル１４が駆動される。そして、所定位置に到達すると、１６本のうち第１のレーザビームＬＢ１のみが左隅にあるフォトセンサ２３を照射するように、光変調素子５２、５８が制御される。なお、ポリゴンミラーの面倒れを考慮し、所定の反射面のみ光を照射させるように構成されている。ステップＳ３０２では、レーザビームＬＢ１の照射により生じるスポットＳＢ１によってフォトセンサ２３から読み出される画素信号に基づき、レーザビームＬＢ１の副走査方向（Ｘ方向）に沿った照射位置ｘ１が計測される。そして、ステップＳ３０３では、計測されたビームの照射位置ｘ１がメモリ８１に格納される。
【００６８】
ステップＳ３０４では、Ｘテーブル１８が停止したままの状態で、２番目のレーザビームＬＢ２のみが照射するように光変調素子５２、５８が制御される。そして、ステップＳ３０５、Ｓ３０６では、レーザビームＬＢ２の照射によるスポットＳＢ２に基づき、ビームの照射位置ｘ２が計測され（図１２参照）、計測された照射位置ｘ２がメモリ８１に格納される。なお、精度を向上させるため、１６番目のレーザビームＬＢ１６を用いてもよい。
【００６９】
ステップＳ３０７では、計測されたビームの照射位置ｘ２、ｘ１に基づいて、隣接するスポットＳＢ１、ＳＢ２のピッチＢＰ（＝ｘ２−ｘ１）と、基準となるビームの傾斜角度αに応じた基準ピッチＢＰ０との差ΔＰが求められる。そして、ステップＳ３０８では、差ΔＰに基づいて補正値ΔＬが算出される。補正値ΔＬは、イメージローテータ６８の姿勢を補正するための補正量であり、以下の式によって求められる。ただし、ｋ’は所定の値をもつ係数である。
ΔＬ＝ｋ’×ΔＰ ・・・・（２）
ステップＳ３０９では、算出された補正値ΔＬがメモリ８１に格納される。
【００７０】
実際に描画動作が実行されると、補正値ΔＬがメモリ８１から読み出され、ピッチＢＰが計測ピッチＢＰ０と実質的に一致するように、イメージローテータ６８の姿勢が調整される。
【００７１】
図１３〜図１５を用いて、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、ｆ−θレンズの特性に起因する位置ずれの調整を行う。その他の構成については、第１の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００７２】
図１３は、１本のビームの走査ラインを示した図であり、図１４は、ｆ−θレンズに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。そして、図１５は、レーザビームが照射されたフォトセンサ２３を示した図である。
【００７３】
ポリゴンミラー７０、ｆ−θレンズ７２を含む露光用光学系は、プリント基板２２上に１本のレーザビームＬＢｎを走査させた場合に主走査方向（Ｙ方向）に沿って直線ＳＬの軌跡が生じるように構成されている。しかしながら、ｆ−θレンズ７２の特性により、実際にはレーザビームＬＢｎの走査軌跡ＬＬｎは、直線ではなく曲線となる（図１３参照）。そのため、以下に示す位置ずれ検出、補正処理が実行される。
【００７４】
ステップＳ４０１では、計測板２１が所定位置まで移動するようにＸテーブル１４が駆動される。そして、所定位置に到達すると、１６本のうち第１のレーザビームＬＢ１のみが計測板２１を照射するように、光変調素子５２、５８が制御される。このときレーザビームＬＢ１は、主走査方向（Ｙ方向）に沿って所定間隔毎に配置された複数のフォトセンサ２３の中で各フォトセンサ２３上に設定された基準位置ｘ０ｉ（１≦ｉ≦ｎ）に向けて連続的に照射される。なお、ポリゴンミラーの面倒れを考慮し、所定の反射面のみ光を照射させるように構成されている。ただしｉは、複数のフォトセンサ２３の主走査方向（Ｙ方向）に沿った番号を示す。また、上述したように、描画テーブル１８を停止させてレーザビームＬＢ１を走査させた場合、走査光は主走査方向（Ｙ方向）に対して角度βをもつため、基準位置ｘ０ｉを結ぶことにより形成される直線が角度βを持つように、基準位置ｘ０ｉが選定されている。
【００７５】
ステップＳ４０２では、各フォトセンサ２３上に照射したレーザビームＬＢ１のスポットに従って画素信号が読み出され、ビームの照射位置ｘｉがそれぞれ測定される。ステップＳ４０３では、計測された照射位置ｘｉがメモリ８１に格納される。
【００７６】
ステップＳ４０４では、測定されたビームの照射位置ｘｉと対応する基準照射位置ｘ０ｉとの差Δｘｉが、フォトセンサ２３それぞれについて算出される。そして、ステップＳ４０５では、差Δｘｉに基づき、１ライン当たりの補正値ΔＡｉ（ｉ＝１、２、・・・ｎ）が算出される。補正値ΔＡｉは、チルティングミラー３６、４４の姿勢を補正するための補正量であり、以下の式で求められる。ただし、ｋ”は、所定の値をもつ係数である。
ΔＡｉ＝ｋ”×Δｘｉ ・・・（３）
ステップＳ４０６では、求められた補正値ΔＡｉがメモリ８１に格納される。
【００７７】
実際に描画動作が実行開始されると、補正値ΔＡｉがメモリ８１から読み出される。そして、基準位置ｘ０ｉと一致させるため、副走査方向（Ｘ方向）に沿ってビームの照射位置を変更するチルティングミラー３６、４４が制御される。すなわち、１ライン分のビーム走査の間、修正する必要のあるフォトセンサの位置に応じたタイミングでチルティングミラー３６、４４を駆動させながら露光動作を行う。
【００７８】
次に、図１６〜図１８を用いて、第５の実施形態であるパターン描画装置について説明する。第５の実施形態では、露光用光学系の光軸誤差に起因する位置ずれの調整を行う。その他の構成については、第１の実施形態、第４の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００７９】
図１６は、１本のビームの走査ラインを示した図であり、図１７は、光軸ずれに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。そして、図１８は、レーザビームが照射されたフォトセンサ２３を示した図である。
【００８０】
第４実施形態に示すような位置ずれが生じない場合、描画テーブル１８を一定速度で副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動させながらレーザビームＬＢｎを走査させればレーザビームの軌跡ＬＬｎは主走査方向（Ｙ方向）に平行、すなわち副走査方向（Ｘ方向）に対し垂直になるように、露光用光学系は構成されている。しかしながら、実際には露光用光学系の光軸誤差により、レーザビームの軌跡ＬＬｎは主走査方向（Ｙ方向）に対して微小角度β’だけ傾斜してしまう（図１６参照）。そのため、以下に示す位置ずれ検出、補正処理が施される。
【００８１】
ステップＳ５０１では、計測板２１が所定位置まで移動するようにＸテーブル１４が駆動される。そして、所定位置に到達すると、１６本のうち第１のレーザビームＬＢ１のみが計測板２１を照射するように、光変調素子５２、５８が制御される。なお、ポリゴンミラーの面倒れを考慮し、所定の反射面のみ光を照射させるように構成されている。このとき、レーザビームＬＢ１は計測板２１を１ライン分照射するととともに、主走査方向（Ｙ方向）に沿って両端に配置された２つのフォトセンサ２３において設定された所定の基準位置ｘ０１、ｘ０ｎに向けてレーザビームＬＢ１を照射させる（図１８参照）。なお、上述したように、描画テーブル１８は停止した状態でレーザビームＬＢ１を走査させるとその軌跡は主走査方向（Ｙ方向）に対して角度βをもつことから、基準位置ｘ０１、ｘ０ｎを結ぶ直線ＬＢが角度βをもつように、基準位置ｘ０１、ｘ０ｎが選定されている。
【００８２】
ステップＳ５０２では、各フォトセンサ２３上に照射したレーザビームＬＢ１のスポットに従って画素信号が読み出され、ビームの照射位置ｘ１、ｘｎが測定される。そしてステップＳ５０３では、測定された照射位置ｘ１、ｘｎがメモリ８１に格納される。
【００８３】
ステップＳ５０４では、ビームの照射位置ｘ１、ｘｎと所定の基準位置ｘ０１、ｘ０ｎとの差Δｘ１、Δｘｎがそれぞれ算出される。そして、ステップＳ５０５では、補正値ΔＢが算出される。補正値ΔＢはチルティングミラー３６、４４の補正量であり、以下の式により求められる。ただし、ｋ”’は、所定の値をもつ係数である。
ΔＢ＝ｋ”’×（Δｘ１−Δｘｎ） ・・・・（４）
ステップＳ５０６では、補正値ΔＢがメモリ８１に格納される。
【００８４】
実際に描画動作が開始されると、補正値ΔＢがメモリ８１から読み出される。そして、補正値ビーム軌跡ＬＬｎが主走査方向（Ｙ方向）に平行となるように、チルティングミラー３６、４４が補正値ΔＢに応じて駆動される。
【００８５】
次に、図１９〜２２を用いて、第６の実施形態であるパターン描画装置について説明する。第６の実施形態では、露光用光学系の光軸誤差に起因するビーム照射の位置ずれに対する調整を行う。その他の構成については、第１の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００８６】
図１９は、主走査方向（Ｙ方向）に沿ったビームスポットを示した図であり、図２０は、光軸誤差に起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。また、図２１は、レーザビームが照射された複数のフォトセンサ２３を示した図であり、図２２は、描画データを示した図である。
【００８７】
露光用光学系は、１本のレーザビームＬＢｉを一定間隔ごとに主走査方向（Ｙ方向）に沿ってプリント基板２２へ照射させた場合にはプリント基板２２上にビームスポットが一定間隔で並ぶように、構成されている。しかしながら、露光用光学系の光軸誤差により、隣接するスポット間のピッチが一致しない場合が生じる。すなわち、スポット間隔ＹＰとなるようにレーザビームＬＢｉをプロットさせても、スポット間隔ＹＰ’でビーム照射が行われる（図１９参照）。そのため、以下に示す位置ずれ検出、補正処理が実行される。
【００８８】
ステップＳ６０１では、計測板２１が所定位置まで移動するようにＸテーブル１８が駆動される。そして、所定位置に到達すると、１６本のうち第１のレーザビームＬＢ１が主走査方向（Ｙ方向）に沿って計測板２１の上端に並ぶ複数のフォトセンサ２３それぞれを順次照射するように、光変調素子５２、５８が制御される。なお、ポリゴンミラーの面倒れを考慮し、所定の反射面のみ光を照射させるように構成されている。このとき、各フォトセンサ２３にはあらかじめ基準照射位置ｙ０ｉが定められており、各基準照射位置ｙ０ｉに向けてレーザビームＬＢ１を照射させる（図２１参照）。なお、上述したように、描画テーブル１８を停止させた状態でレーザビームＬＢｎを走査させるとその軌跡は主走査方向（Ｙ方向）に対して角度βをもつ。そのため、基準照射位置ｙ０ｉを結ぶ直線が角度βをもつように、基準照射位置ｙ０ｉが選定されている。
【００８９】
ステップＳ６０２では、フォトセンサ２３上に照射したレーザビームＬＢ１のスポットＳＢｉに従って画素信号が読み出され、主走査方向（Ｙ方向）に沿ったビームの照射位置ｙｉが測定される。ステップＳ６０３では、計測された照射位置ｙｉがメモリ８１に格納される。
【００９０】
ステップＳ６０４では、測定されたビームの照射位置ｙｉと対応する基準照射位置ｙ０ｉとの差Δｙｉが算出される。そして、ステップＳ６０５では、ｉ番目におけるラインセンサ２３Ｂに応じたパルス幅の補正値が差Δｙｉに基づいて算出される。ステップＳ６０６では、補正値がメモリ８１に格納される。
【００９１】
実際に描画動作が開始されると、補正値がメモリ８１から読み出される。そして、パルス信号によって構成される１ライン分に応じた一連の描画データの中で修正の必要なデータ群（セグメント）に対し、照射位置の差Δｙｉが解消されるように、パルス幅が調整される。すなわち、対応するデータ群の周波数が調整される（図２２参照）。
【００９２】
次に、図２３〜２５を用いて、第７の実施形態について説明する。第７の実施形態では、テーブルの駆動機構に起因して生じるビームの位置ずれの調整を行う。その他の構成については、第１の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００９３】
図２３は、副走査方向に沿ったレーザビームのスポットラインを示した図であり、図２４は、テーブル駆動機構に起因する位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。そして、図２５は、レーザビームの照射されたフォトセンサ２３を示した図である。
【００９４】
Ｘテーブル１４、ガイドレール１２などのテーブルに関する部材は、Ｘテーブル１４が副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動するように取り付け配置されている。したがってＸテーブル１４を一定速度で移動させながら特定のレーザビームＬＢ１をプリント基板２２の描画開始位置から主走査方向（Ｙ方向）に沿って走査させた場合、各走査ラインのビームスポットの開始位置は、副走査方向（Ｘ方向）に沿って平行なラインＫＬにならなければならない。しかしながら、プリント基板２２の取り付け時におけるテーブル駆動機構８９の位置決め精度に起因して、プリント基板２２を載せた描画テーブル１８は、副走査方向（Ｘ方向）へ移動中、副走査方向（Ｘ方向）に対してヨーイング動作をする。このため、各走査ラインの描画始点であるビームスポットの軌跡ＫＬ’は、直線にならず曲線となり、副走査方向（Ｘ方向）に沿ってレーザビームの照射位置のずれが生じる（図２３参照）。そのため、以下に示す位置ずれ検出、補正処理が実行される。
【００９５】
ステップＳ７０１では、Ｘテーブル１４を一定速度で移動させるためテーブル駆動機構８９を制御するとともに、副走査方向（Ｘ方向）に沿って計測板２１の左端に並ぶ複数のフォトセンサ２３においてそれぞれ定められた基準照射位置ｙ０ｊに向け、レーザビームＬＢ１を所定間隔毎に照射させる。そして、ステップＳ７０２では、各フォトセンサ２３から読み出される画素信号に基づき、レーザビームＬＢ１の主走査方向（Ｙ方向）に沿った照射位置ｙｊが測定される。ステップＳ７０３では、測定されたビームの照射位置ｙｊがメモリ８１に格納される。
【００９６】
ステップＳ７０４では、測定されたビームの照射位置ｙｊと対応する基準照射位置ｙ０ｊとの差Δｙｊがそれぞれ算出される。そして、ステップＳ７０５では、補正値ΔＣｉが算出される。補正値ΔＣｉは、レーザビームの描画開始タイミングを補正するための補正量であり、以下の式により求められる。ただし、ｋ””は所定の値をもつ係数である。
ΔＣｉ＝ｋ””×（ｙｉ−ｙ０ｉ） ・・・・・（５）
ステップＳ７０６では、補正値ΔＣｉがメモリ８１に格納される。そして、描画動作が開始されると、位置ずれを解消するように、光変調ユニット５２、５８が制御されることによってレーザビームの描画開始タイミングが調整される。
【００９７】
次に、図２６〜２８を用いて、第８の実施形態について説明する。第８の実施形態では、テーブルの移動に起因して生じるビームの位置ずれの調整を行う。その他の構成については、第１の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００９８】
図２６は、副走査方向に沿ったレーザビームのスポットを示した図であり、図２７は、テーブル移動に起因する位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。そして、図２８は、レーザビームの照射されたフォトセンサを示した図である。
【００９９】
Ｘテーブルを一定速度で副走査方向（Ｘ方向）に移動させる場合、一定の時間間隔で各走査ラインの描画開始位置にビームを照射させると、ビームのスポットは一定間隔で並ぶ。しかしながら、取り付け誤差等の起因により、Ｘテーブル１４は完全には一定速度で移動しない。よって、副走査方向（Ｘ方向）に沿ったスポットの間隔（ピッチ）ＸＰ’がＸテーブル１４の移動速度に従って定められる基準スポット間隔ＸＰと一致しない（図２６参照）場合が生じる。そのため、以下にしめす位置ずれ検出、補正処理が実行される。
【０１００】
ステップＳ８０１では、Ｘテーブル１４を一定速度で移動させた状態で、レーザビームＬＢ１が一定の時間間隔で照射される。このとき、計測板２１の左隅に沿って並んだ複数のフォトセンサ２３におけるフォトセンサ２３それぞれに設定された基準照射位置ｘ０ｊへ向けてレーザビームＬＢ１が照射される。そして、ステップＳ８０２では、各フォトセンサ２３から読み出される画素信号に基づき、レーザビームＬＢ１の副走査方向（Ｘ方向）に沿った照射位置ｘｊが測定される。ステップＳ８０３では、測定された照射位置ｘｊがメモリ８１に格納される。
【０１０１】
ステップＳ８０４では、レーザビームＬＢ１の照射位置ｘｊと基準照射位置ｘ０ｊとの副走査方向（Ｘ方向）に沿った差Δｘｊが各フォトセンサ２３について算出される。そして、ステップＳ８０５では、補正値ΔＤｉが差Δｘｊに基づいて求められる。補正値ΔＤｉは、チルティングミラー３６、４４の姿勢を補正するための補正量であり、以下の式により求められる。ただし、ｋ””’は、所定の値をもつ係数である。
ΔＤｉ＝ｋ””’×（ｘｊ−ｘ０ｊ） ・・・・（６）
ステップＳ８０６では、補正値ΔＤｉがメモリ８１に格納される。
【０１０２】
実際に描画動作が開始されると、補正値ΔＤｉがメモリ８１から読み出される。そして、チルティングミラー３６、４４が補正値ΔＤｉに基づいて制御することにより、対応する走査ラインの位置ずれ調整が行われる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ビームの照射位置のずれ測定を簡易な構成で実現し、且つ効率的に位置ずれ調整を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態であるパターン描画装置の概略的斜視図である。
【図２】第１の実施形態における１６本のレーザビームによる１６個のスポットの配列状態を示した図である。
【図３】第１の実施形態におけるビーム照射位置の位置ずれ検出、調整用の計測板を示した図である。
【図４】第１の実施形態におけるパターン描画装置の概略的なブロック図である。
【図５】第１の実施形態におけるレーザビームの位置ずれ検出処理を示したフローチャートである。
【図６】第１の実施形態におけるレーザビームが照射されたフォトセンサを示した図である。
【図７】第２の実施形態におけるプリント基板上に走査されたレーザビームを示した図である。
【図８】第２の実施形態におけるポリゴンミラーに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図９】第２の実施形態におけるレーザビームが照射されたフォトセンサを示した図である。
【図１０】第３の実施形態におけるプリント基板を走査するレーザビームを示した図である。
【図１１】第３の実施形態におけるイメージローテータに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図１２】第３の実施形態におけるレーザビームが照射されたフォトセンサを示した図である。
【図１３】第４の実施形態における１本のビームの走査ラインを示した図である。
【図１４】第４の実施形態におけるｆ−θレンズに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図１５】第４の実施形態におけるレーザビームが照射されたフォトセンサを示した図である。
【図１６】第５の実施形態における１本のビームの走査ラインを示した図である。
【図１７】第５の実施形態における光軸ずれに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図１８】第５の実施形態におけるレーザビームが照射されたフォトセンサを示した図である。
【図１９】第６の実施形態における主走査方向（Ｙ方向）に沿ったビームスポットを示した図である。
【図２０】第６の実施形態における光軸誤差に起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図２１】第６の実施形態におけるレーザビームが照射された複数のフォトセンサを示した図である。
【図２２】第６の実施形態における描画データを示した図である。
【図２３】第７の実施形態における副走査方向に沿ったレーザビームのスポットラインを示した図である。
【図２４】第７の実施形態におけるテーブル駆動機構に起因する位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図２５】第７の実施形態におけるレーザビームの照射されたフォトセンサを示した図である。
【図２６】第８の実施形態における副走査方向に沿ったレーザビームのスポットを示した図である。
【図２７】第８の実施形態におけるテーブル移動に起因する位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図２８】第８の実施形態におけるレーザビームの照射されたフォトセンサを示した図である。
【符号の説明】
１４ Ｘテーブル
２１ 計測板（計測用部材）
２２ プリント基板（被描画体）
２３ フォトセンサ
２４ レーザ発振器（光源）
３２ ビームスプリッタ
３６、４４ チルティングミラー
５２、５８ 光変調ユニット（光変調素子）
６８ イメージローテータ
７０ ポリゴンミラー
７２ ｆ−θレンズ
８０ 本体制御部
８３ 描画制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、原版となるフォトマスク（レクチル）やプリント基板などの被描画体に対して、回路パターンなどのパターンを形成するパターン描画装置に関し、特に、被描画体へ照射されるビームの位置調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンウェハ、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＷＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）などフォトマスクの表面にフォトリソグラフィによって回路パターンを形成する描画装置が知られており、あらかじめ作成されたパターンデータに基づき、電子ビームやレーザビームによって露光面が走査される。フォトマスクの表面には感光材料が付着されており、感光剤が光に反応することで回路パターンが形成される。また、フォトマスクを介さずにプリント基板などの被描画体へ直接回路パターンを形成する描画装置（露光装置）も知られている。
【０００３】
レーザ描画装置においては、マイクロオーダのレベルで正確に回路パターンを形成する必要がある。すなわち、被描画体に対して意図した場所にビームが正確に照射されなければならない。一方、描画（露光）用光学系として設けられたポリゴンミラーの回転姿勢やｆ−θレンズの特性、あるいは描画テーブルの位置決め精度などに起因して、被描画体上におけるレーザの照射位置にずれが生じる。そのため、レーザビームの位置を精度よく計測可能な専用ＣＣＤカメラ（あるいはＣＭＯＳカメラ）により計測し、ずれを補正するパターン描画装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２２７９８８号公報（図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
パターン描画装置においては、様々な要因によって照射ビームの位置ずれが生じる。このような位置ずれを効率よく計測して修正するためには、ビームの計測ポイントを増やす必要がある。しかしながら、計測用カメラを増加させることは、描画装置における画像処理部の複雑化を招き、コスト増加をもたらす。また、多くのカメラを制御することが必要になると、描画装置の構成が複雑化する。
【０００６】
そこで本発明では、ビームの照射位置のずれ測定を簡易な構成で実現し、且つ効率的に位置ずれ調整を行えるパターン描画装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のパターン描画装置は、ビームの照射位置のずれを調整可能な描画装置であり、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、被描画体を支持するテーブルを、露光用光学系に対し副走査方向に沿って相対移動させるテーブル相対移動機構と、パターンを形成するように、光変調素子、テーブル相対移動機構および露光用光学系を制御する描画制御部とを備えるとともに、ビームが結像する露光面上に、副走査方向および主走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材が設けられている。計測部材としては、被描画体の代わりに描画用テーブルに設置されるか、あるいは描画テーブルそのものが計測部材として設置される。そして、フォトセンサに設定された第１の基準位置と第２の基準位置とに向けてビームを照射させる測定用ビーム照射手段と、第１の基準位置および第２の基準位置へ向けたビーム照射に従って、それぞれ副走査方向に沿った第１のビーム照射位置および主走査方向に沿った第２のビーム照射位置を測定する測定手段と、第１および第２のビーム照射位置が、それぞれ第１および第２の基準位置と実質的に一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、第１および第２のビーム照射位置のうち少なくとも１つが対応する基準位置とずれている場合、対応する基準位置と一致するように、ずれたビーム照射位置を調整するビーム照射位置調整手段とを備えたこと特徴とする。
【０００８】
被描画体の代わりにテーブルに載せるだけでよいため、従来の描画装置にカメラなど特殊な構成部材を設けることなく位置ずれ調整を効率的に行うことができる。
【０００９】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面となる露光面上に副走査方向および主走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材を設置し、フォトセンサに設定された第１の基準位置と第２の基準位置とに向けてビームを照射させ、第１の基準位置および第２の基準位置へ向けたビーム照射に従って、それぞれ副走査方向に沿った第１のビーム照射位置および主走査方向に沿った第２のビーム照射位置を測定し、第１および第２のビーム照射位置が、それぞれ第１および第２の基準位置と実質的に一致するか否かを判断し、第１および第２のビーム照射位置のうち少なくとも１つが対応する基準位置とずれている場合、対応する基準位置と一致するように、ずれたビーム照射位置を調整することを特徴とする。
【００１０】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系であって、ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーにビームを入射させる角度を変更可能なチルティングミラーとを含む露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、パターンを形成するように、光変調素子および露光用光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材と、計測用部材を停止させた状態で、ポリゴンミラーの各面に応じてビームをフォトセンサに向けて順次照射させる測定用ビーム照射手段と、順次照射するビームの副走査方向に沿った照射位置を測定する測定手段と、順次照射するビームの照射位置がそれぞれ基準位置と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、照射位置が基準位置とずれている場合、チルティングミラーを制御することにより照射位置を基準位置と一致させるビーム照射位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面である露光面上に主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材を設置し、計測用部材を停止させた状態で、ポリゴンミラーの各面に応じてビームをフォトセンサに向けて順次照射させ、順次照射するビームの副走査方向に沿った照射位置を測定し、順次照射するビームの照射位置がそれぞれ基準位置と一致するか否かを判断し、照射位置が基準位置とずれている場合、ポリゴンミラーに対するビームの入射角度を変更可能なチルティングミラーを制御することにより照射位置を基準位置と一致させることを特徴とする。
【００１２】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系であって、ビームを複数のビームに分割するビームスプリッタと、複数のビームを主走査方向に対して傾斜させるイメージローテータとを含む露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、パターンを形成するように、光変調素子および露光用光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材と、複数のビームのうち２本のビームをフォトセンサに向けて照射する測定用ビーム照射手段と、副走査方向に沿った２本のビームの照射位置を測定する測定手段と、２本のビームの照射位置ピッチが基準ピッチと一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、照射位置ピッチが基準ピッチと一致しない場合、照射位置ピッチを基準ピッチと一致させるように、イメージローテータを制御するビーム位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面である露光面上に主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材を設置し、複数に分割されるとともに主走査方向に対し傾斜しながら照射するビームの中で、２本のビームをフォトセンサに向けて照射させ、副走査方向に沿った２本のビームの照射位置を測定し、２本のビームの照射位置ピッチが基準ピッチと一致するか否かを判断し、照射位置ピッチが基準ピッチと一致しない場合、照射位置ピッチを基準ピッチと一致させるように、主走査方向に対する傾斜角度を変更可能なイメージローテータを制御することを特徴とする。
【００１４】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系であって、ポリゴンミラーと、ｆ−θレンズと、ポリゴンミラーにビームを入射させる角度を変更可能なチルティングミラーとを含む露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、パターンを形成するように、光変調素子および露光用光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、それぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが所定間隔で主走査方向に沿って配置された計測用部材と、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを照射させる測定用ビーム照射手段と、複数のフォトセンサ上における副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、ビーム照射による複数の照射位置がそれぞれ対応する基準位置と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、照射位置が基準位置と一致しない場合、チルティングミラーを制御して基準位置と一致させるビーム照射位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面である露光面上にそれぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが所定間隔で主走査方向に沿って配置された計測用部材を設置し、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けてビームを照射させ、複数のフォトセンサ上における副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定し、ビーム照射による複数の照射位置がそれぞれ対応する基準位置と一致するか否かを判断し、照射位置が基準位置と一致しない場合、ビームの照射位置を副走査方向に沿って変更可能なチルティングミラーを制御して基準位置と一致させることを特徴とする。
【００１６】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、チルティングミラーを含み、ビームを被描画体へ導く露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、被描画体を支持するテーブルを、露光用光学系に対し副走査方向に沿って相対移動させるテーブル相対移動機構と、パターンを形成するように、光変調素子、テーブル相対移動機構および露光光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、主走査方向および副走査方向に画素が２次元配列された２つのフォトセンサを両端に配置した計測用部材と、２つのフォトセンサ上にそれぞれ設定された２つの基準位置に向けてビームを照射させる測定用ビーム照射手段と、２つのフォトセンサ上の副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、２つの照射位置を結ぶラインが主走査方向に対して所定角度あるラインに平行であるか否かを判別する位置ずれ判別手段と、主走査方向に対して所定角度あるラインに平行でない場合、チルティングミラーを調整することによって主走査方向と平行にするビーム照射位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面である露光面上に主走査方向および副走査方向に画素が２次元配列された２つのフォトセンサを両端に配置した計測用部材を設置し、２つのフォトセンサ上にそれぞれ設定された２つの基準位置に向けてビームを照射させ、２つのフォトセンサ上の副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定し、２つの照射位置を結ぶラインが主走査方向に対して所定角度あるラインに平行であるか否かを判別し、主走査方向に対して所定角度あるラインに平行でない場合、チルティングミラー調整することによって主走査方向と平行にすることを特徴とする。
【００１８】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、パターンを形成するように、一連の描画データに基づいて光変調素子および露光用光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、それぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが一定間隔で主走査方向に沿って配置された計測用部材と、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを間欠的に照射させる測定用ビーム照射手段と、主走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、主走査方向に沿って隣接する照射位置の間隔が基準間隔と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、照射位置の間隔が基準間隔と一致しない場合、一連の描画データの中で対応するデータ群のパルス幅を調整することによって基準位置と一致させるビーム照射位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面である露光面上にそれぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが一定間隔で主走査方向に沿って配置された計測用部材を設置し、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを間欠的に照射させ、主走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定し、主走査方向に沿って隣接する照射位置の間隔が基準間隔と一致するか否かを判断し、照射位置の間隔が基準間隔と一致しない場合、一連の描画データの中で対応するデータ群のパルス幅を調整することによって基準位置と一致させることを特徴とする。
【００２０】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、被描画体を支持するテーブルを、露光用光学系に対し副走査方向に沿って相対移動させるテーブル相対移動機構と、パターンを形成するように、光変調素子、テーブル相対移動機構および露光光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、それぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが副走査方向に沿って所定間隔をおいて配置された計測用部材と、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを副走査方向に沿って照射させる測定用ビーム照射手段と、複数のフォトセンサ上における主走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、複数のビームの照射位置がそれぞれ対応する基準位置と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、照射位置と基準位置とが一致しない場合、描画開始タイミングを調整することによって基準位置に一致させるビーム照射位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、結像面である露光面上にそれぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが副走査方向に沿って所定間隔をおいて配置された計測用部材を設置し、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを副走査方向に沿って照射させ、複数のフォトセンサ上における主走査方向に沿ったビームの照射位置を測定し、複数のビームの照射位置がそれぞれ対応する基準位置と一致するか否かを判断し、照射位置と基準位置とが一致しない場合、描画開始タイミングを調整することによって基準位置に一致させることを特徴とする。
【００２２】
本発明のパターン描画装置は、パターン形成のためビームを放射する光源と、ビームを被描画体へ導く露光用光学系であって、ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーにビームを入射させる角度を変更可能なチルティングミラーとを含む露光用光学系と、ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、被描画体を支持するテーブルを、露光用光学系に対し副走査方向に沿って相対移動させるテーブル相対移動機構と、パターンを形成するように、光変調素子、テーブル相対移動機構および露光用光学系を制御する描画制御部と、ビームが結像する露光面上に、それぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが副走査方向に沿って一定間隔をおいて配置された計測用部材と、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを副走査方向に沿って照射させる測定用ビーム照射手段と、複数のフォトセンサ上における副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、副走査方向に沿って隣接するビームの照射位置の間隔が基準間隔と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、照射位置の間隔と基準間隔とが一致しない場合、チルティングミラーを制御することによって基準位置と一致させるビーム照射位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
本発明のパターン描画装置の位置ずれ調整方法は、パターンが形成される被描画体の代わりに、結像面である露光面上にそれぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが副走査方向に沿って一定間隔をおいて配置された計測用部材を描画用テーブルに設置し、複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを副走査方向に沿って照射させ、複数のフォトセンサ上における副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定し、副走査方向に沿って隣接するビームの照射位置の間隔が基準間隔と一致するか否かを判断し、照射位置の間隔と基準間隔とが一致しない場合、ビームの照射位置を副走査方向に沿って変更可能なチルティングミラーを制御することによって基準位置と一致させることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を用いて本発明の実施形態であるパターン描画装置について説明する。
【００２５】
図１は、第１の実施形態であるパターン描画装置の概略的斜視図である。図２は、１６本のレーザビームによる１６個のスポットの配列状態を示した図である。本実施形態のパターン描画装置は、レーザビームによってプリント基板上に回路パターンを直接形成する。
【００２６】
レーザ描画装置は、基台１０、レーザ発振器２４、固定テーブル２８とを備える。基台１０上には描画テーブル１８が配置されており、固定テーブル２８には、レーザ発振器２４からのレーザビームを描画テーブル１８へ導く様々な描画用（露光用）光学系が設置されている。固定テーブル２８は、支持部材（図示せず）を介して基台１０に取り付けられており、アルゴンレーザを備えたレーザ発振器２４は固定テーブル２８の傍に設置されている。
【００２７】
基台１０の上面には一対の平行なレール１２が設置されており、Ｘテーブル１４がレール１２上に搭載されている。Ｘテーブル１４は、サーボモータなどの駆動機構（ここでは図示せず）により、レール１２の方向に沿って移動可能である。Ｘテーブル１４上には回転テーブル１６が搭載されており、描画テーブル１８は微調整駆動機構２０を介して回転テーブル１６上に搭載されている。微調整駆動機構２０を調整することにより、描画テーブル１８はＸテーブル１４の移動方向に対して所定の角度まで回転可能である。Ｘテーブル１４が移動することにより、描画テーブル１８は回転テーブル１６とともに一対のレール１２の方向に沿って移動する。描画テーブル１８上には、フォトレジスト層を形成したプリント基板２２が必要に応じて設置され、クランプ部材（図示せず）によって描画テーブル１８上に保持される。なお、以下では、Ｘテーブル１４の移動方向と垂直な主走査方向をＹ方向、Ｘテーブル１４の移動方向と平行な副走査方向をＸ方向と規定する。
【００２８】
レーザ発振器２４から発振されたレーザビームＬＢは、ビームベンダ２６によって上方へ偏向させられる。そして、偏向されたレーザビームＬＢは、ビームベンダ３０を介してビームスプリッタ３２へ導かれる。ビームスプリッタ３２は、レーザビームＬＢを２つのレーザビームＬＢ１，ＬＢ２に分割する光学素子であり、レーザビームＬＢ１は、ビームベンダ３４、３６によってビームセパレータ３８へ導かれる一方、レーザビームＬＢ２は、ビームベンダ４０、４２、４４によってビームセパレータ４６へ導かれる。
【００２９】
ビームセパレータ３８は、レーザビームＬＢ１を８本の平行なレーザビームに分割する光学素子であり、分割されたレーザビームは、ビームベンダ４８、５０によって光変調ユニット５２へ導かれる。同様に、ビームセパレータ４６はレーザビームＬＢ２を８本の平行ビームに分割し、分割されたレーザビームは、ビームベンダ５４、５６によって光変調ユニット５８へ導かれる。
【００３０】
光変調ユニット５２、５８には、それぞれ８つの音響光学変調器（ＡＯＭ、ここでは図示せず）が設けられており、各音響光学変調器には８本のレーザビームのうち対応するビームが割り当てられる。光変調ユニット５２を経由した８本のレーザビームは光合成器６０に入射するとともに、光変調ユニット５８を経由した８本のレーザビームもビームベンダ６２によって光合成器６０へ導かれる。光合成器６０は偏向ビームスプリッタとして構成されており、光変調デバイス５２、５８を経由したそれぞれ８本のレーザビームは、１６本のレーザビームに纏められる。１６本のレーザビームは、ビームベンダ６４、６６、６８によってポリゴンミラー７０へ導かれる。
【００３１】
ポリゴンミラー７０は多角柱状に形成されており、１６本のレーザビームは多面体を形成する反射面によって順次偏向され、ｆ−θレンズ７２へ導かれる。このとき、ポリゴンミラー７０は、１６本のレーザビームを主走査方向（Ｙ方向）に沿うように偏向する。走査速度を一定にするｆ−θレンズ７２を経由した１６本のレーザビームは、ターニングミラー７４、コンデンサレンズ７６を介して描画テーブル１８へ導かれる。その結果、１６本のレーザビームがプリント基板上を照射する。なお、固定テーブル２８に設置されている露光用光学系は、１６本のレーザビームがプリント基板２２上で結像するように形成、設置されており、プリント基板２２上の表面２２Ｓが焦点位置に相当する。
【００３２】
光変調ユニット５２、５８内の各音響光学変調器は、所定のラスタデータに従ってＯＮ／ＯＦＦ状態に切り替えられる。その結果、ポリゴンミラー７０に従って１６本のレーザビームが主走査方向（Ｙ方向）に沿って走査する間に各音響光学変調器が所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ切換される。これにより、プリント基板２２上に所定の回路パターンが主走査方向（Ｙ方向）に沿って形成される。
【００３３】
Ｘテーブル１４は一定速度で副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動しており、１６本のレーザビームは、Ｘテーブル１４の移動に合わせて主走査方向（Ｙ方向）を順次走査する。このような露光動作を繰り返すことにより、回路パターンがプリント基板２２全体に形成される。なお、描画テーブル１８を一定速度で副走査方向（Ｘ方向）に移動させながら１本のレーザビームを主走査方向（Ｙ方向）に沿って走査させた場合に走査光がＸ軸に対して直角になるように、露光用光学系は構成されている。したがって、描画テーブル１８を停止させた状態でレーザビームを主走査方向（Ｙ方向）に走査させた場合、レーザビームの軌跡は主走査方向（Ｙ方向）に対して一定の角度βをもつ。
【００３４】
ビームベンダ３６、４４は、１６本のレーザビームそれぞれについてポリゴンミラー７０に対する入射角度を変更させることが可能な光学ミラーである（以下では、チルティングミラーという）。チルティングミラー３６、４４は、ピエゾ素子（図示せず）によって支持されており、ピエゾ素子の駆動によって姿勢が変化する。この姿勢変化により、ポリゴンミラー７０に対するレーザビームの入射角度が変化し、ビームスポットの位置が副走査方向（Ｘ方向）に沿って変動する。
【００３５】
ビームベンダ６８は、１６本のレーザビームを主走査方向（Ｙ方向）に対して所定角度だけ偏向させるためのミラーであり（以下では、イメージローテータという）、図２に示すように、１６本のレーザビーム（以下では、符号ＬＢ１〜ＬＢ１６で表す）は、主走査方向（Ｙ方向）に対して所定角度だけ回転傾斜した状態で露光面２２Ｓを照射する。ここでは、レーザビームＬＢ１〜ＬＢ１６によるスポットを、符号“ＳＢ１〜ＳＢ１６”で表す。
【００３６】
光変調ユニット５２、５８内のすべての音響光学変調器がＯＮ状態の場合、ポリゴンミラー７０の回転に従い、一列状に傾斜して並んだ１６本のレーザビームのスポットＳＢ１〜ＳＢ１６は、その角度で傾斜したまま全体的に主走査方向（Ｙ方向）へ移動していく（破線の矢印参照）。各音響光学変調素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えるタイミングをそれぞれ別々に調整することにより、所定の回路パターンが主走査方向（Ｙ方向）に沿って形成されていく。
【００３７】
図３は、ビーム照射位置の位置ずれ検出、調整用の計測板を示した図である。
【００３８】
計測板２１は、プリント基板２２と同等のサイズを有するプレート状のセンサであり、主走査方向（Ｙ方向）および副走査方向（Ｘ方向）に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサ２３がスポット計測板２１の表面２１Ｓに設置されている。各フォトセンサ２３は、ＣＣＤなどのイメージセンサによって構成されており、複数のフォトセンサ２３は、主走査方向（Ｙ方向）、副走査方向（Ｘ方向）に沿って一定間隔をおいて規則的に配列されている。ここでは、フォトセンサ２３は、主走査方向（Ｙ方向）に沿ってｎ個、副走査方向（Ｘ方向）に沿ってｍ個配置されている。なお、プリント基板２２と同サイズの計測板を適用する代わりに、あらかじめ結像面となる描画テーブルにフォトセンサを組み込む構成にしてもよい。
【００３９】
後述するビームの照射位置の位置ずれ調整を行う場合、プリント基板２２の代わりに計測板２１が描画テーブル１８上に設置され、レーザビームを計測板２１上に照射させる。複数のフォトセンサ２３各々は、受光面が計測板２１の表面２１Ｕと一致するように、計測板２１の表面２１Ｓに埋設されている。したがって、結像したレーザビームが計測板２１の表面２１Ｓに照射する。計測板２１内部には、フォトセンサ２３それぞれから読み出される画素信号を外部へ出力するための回路（図示せず）が設けられており、接続ケーブル（図示せず）を介して画素信号が出力される。
【００４０】
図４は、パターン描画装置の概略的なブロック図である。
【００４１】
本体制御部８０はレーザ描画装置全体を制御する装置であり、基台１０の傍に設置されている。基台１０内には描画制御部８３が設けられており、ＡＯＭ駆動部８５、ポリゴンミラー駆動部８７、テーブル駆動機構８９、チルティングミラー駆動部９１、イメージローテータ駆動部９３へ制御信号を送る。ポリゴンミラー駆動部８７はポリゴンミラー７０を一定速度で回転させ、テーブル駆動機構８９はＸテーブル１４を一定速度で副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動させる。ポリゴンミラー７０が一回転するごとに回転基準となる位置に応じた回転基準信号がポリゴンミラー駆動部８７において検出され、本体制御部８０へ送られる。本体制御部８０では、送られてきた信号に基づいてタイミング信号が生成される。そして、Ｘテーブル１４の移動とポリゴンミラー７０の回転とを同期させるように、タイミング信号に従って制御信号がテーブル駆動機構８９へ送られる。
【００４２】
回路パターンに応じたラスタデータが本体制御部８０から描画制御部８３へ送られると、描画制御部８３は、送られてきたラスタデータに基づき、タイミング信号に同期させながらＡＯＭ駆動部８５へ制御信号を送る。上述したように、光変調ユニット５２、５８にはそれぞれ音響光学変調器５２Ａ〜５２Ｈ、５８Ａ〜５８Ｈが設けられており、それぞれ独立してＯＮ／ＯＦＦ制御される。ＡＯＭ駆動部８５は、制御信号に基づいて音響光学変調器５２Ａ〜５２Ｈ、５８Ａ〜５８Ｈ各々に対して駆動信号を送信する。
【００４３】
レーザビームを計測板２１のフォトセンサ２３上に照射させると、画素信号が画素信号処理部８４へ送られる。画素信号処理部８４では、送られてくる画素信号に基づいてレーザビームの照射位置が検出され、測定された位置データが本体制御部８３へ送られる。チルティングミラー３６、４４の姿勢を変動させるチルティングミラー駆動部９１は、測定データに基づき、描画制御部８３から送られてくる制御信号に従ってチルティングミラー３６、４４の姿勢を変化させる。イメージローテータ６８の姿勢を変動させるイメージローテータ駆動部９３も、描画制御部８３から送られてくる制御信号に従ってイメージローテータ６８の姿勢を変化させる。
【００４４】
図５は、レーザビームの位置ずれ検出処理を示したフローチャートである。図６は、レーザビームが照射されたフォトセンサ２３を示した図である。
【００４５】
パターン描画装置の使用中、様々な要因によりレーザビームの光軸ずれが生じる。その結果、レーザビームを一点に照射させた場合、本来照射されるべき場所から外れた位置にレーザビームが照射される。そこで、測定板２１を使用してレーザビームの照射位置を測定し、ずれが生じている場合、以下に示す位置ずれ検出、調整を行う。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００４６】
ステップＳ１０１では、計測板２１を所定位置まで移動させるため、Ｘテーブル１４がテーブル駆動機構８９により駆動される。そして、ステップＳ１０２では、特定の１本のレーザビームＬＢｉが計測板２１の左上隅にあるフォトセンサ２３の目標照射位置に向けて照射する。
【００４７】
本実施形態では、計測板２１上の左隅のフォトセンサ２３がレーザビームの位置ずれ調整用に利用され、フォトセンサ２３には、ビーム照射において照射目標である基準位置（ｘ０、ｙ０）が規定されている。
【００４８】
フォトセンサ２３には複数の画素が２次元配列されているが、ここでは、特定の画素の位置を照射目標である基準位置（ｘ０、ｙ０）に対応させている。ただし、基準位置ｘ０は副走査方向（Ｘ方向）に沿った位置であり、基準位置ｙ０は主走査方向（Ｙ方向）に沿った位置を表す。なお、ステップＳ１０１では、左隅にあるフォトセンサ２３に応じた走査ラインに沿って描画を開始する位置と基準位置（ｘ０、ｙ０）とが一致するように、Ｘテーブル１４が制御される。ステップＳ１０１，１０２が実行されると、ステップＳ１０３へ進み、フォトセンサ２３から読み出される画素信号に基づいて、レーザビームＬＢｉの副走査方向（Ｘ方向）および主走査方（Ｙ方向）に沿った照射位置（ｘ、ｙ）が測定される。
【００４９】
レーザビームＬＢｉがフォトセンサ２３の基準位置（ｘ０、ｙ０）に向けて照射すると、レーザビームＬＢｉのスポットＳＢｉがフォトセンサ２３上に生じる。そして、スポットＳＢｉに収まる画素から、ビーム照射による画素信号が読み出される。スポットＳＢｉは副走査方向（Ｘ方向）に沿って幅ＷＸがあるため、スポットＳＢｉの幅の中間地点にある画素の位置をレーザビームＬＢｉの照射位置“ｘ”と規定する。例えば、フォトセンサ２３上に２０個の画素ＰＸ１〜ＰＸ２０が副走査方向（Ｘ方向）に沿って配置されている状態で画素ＰＸ１０〜ＰＸ１２がレーザビームにより照射された場合、照射されている画素の中間地点にある画素ＰＸ１１の位置が照射位置ｘとみなされる。同様に、スポットＳＢｉは主走査方向（Ｙ方向）に沿って幅ＷＹがあるため、照射されている複数の画素のうち中間地点にある画素の位置が照射位置ｙとみなされる。測定されたビームの照射位置（ｘ、ｙ）は、メモリ８１へ記憶される。ステップＳ１０３が実行されると、ステップＳ１０４へ進む。
【００５０】
ステップＳ１０４では、測定されたビーム照射位置（ｘ、ｙ）と照射基準位置（ｘ０、ｙ０）との差（Δｘ、Δｙ）が求められる。そして、ステップＳ１０５では、差（Δｘ、Δｙ）に基づき、補正値ＡＸ、ＢＹが算出される。補正値ＡＸは、Ｘテーブル１４の副走査方向（Ｘ方向）に沿ったパターン描画開始位置を補正するための値であり、Δｘの値に応じて算出される。補正値ＢＹは、パターン描画開始タイミングを補正するための値であり、Δｙの値に応じて算出される。ステップＳ１０６では、補正地ＡＸ、ＢＹがメモリ８１に格納される。
【００５１】
このように位置ずれ検出処理によって求められた補正値ＡＸ、ＢＹは、実際の描画時にメモリ８１から読み出され、位置ずれが解消されるようにテーブル駆動機構８９、ＡＯＭ駆動部８５へ制御信号が出力される。副走査方向（Ｘ方向）に関しては、Ｘテーブル１４のパターン描画開始位置が微調整される。一方、主走査方向（Ｙ方向）に関しては、パターン描画開始のタイミングが本体制御部８３内において調整される。すなわち、露光時における１ライン分のパターン描画開始タイミングをずれ量に応じて遅く、あるいは早く設定する。
【００５２】
次に、図７〜９を用いて第２の実施形態であるパターン描画装置について説明する。第２の実施形態では、ポリゴンミラーに起因する位置ずれの調整が行われる。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００５３】
図７は、プリント基板上に走査されたレーザビームを示した図であり、図８は、ポリゴンミラーに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。そして、図９は、レーザビームが照射されたフォトセンサ２３を示した図である。
【００５４】
ポリゴンミラー７０は複数のミラーによって正８角柱状に形成されてあり、一定速度で中心軸周りに回転する。そして、レーザビームが１つの面に反射している間、プリント基板２２に対して主走査方向（Ｙ方向）に沿った１走査ライン分の描画（露光）が実行される。すなわち、１６ライン分のパターンは、ある特定の１つの面で反射されるレーザビームによって形成される。
【００５５】
ポリゴンミラー７０の反射面がすべて互いに回転軸に対して平行となるように形成されている場合、パターン形成時には一定速度で描画テーブル１８が移動することから、レーザビームの走査ラインの副走査方向（Ｘ方向）に沿ったピッチは、一定となる。しかしながら、実際にはいわゆる“面倒れ”が生じている。この場合、走査ラインのピッチにずれが生じる。図７では、走査ラインＢＬ１とＢＬ２とのピッチＰＤに対し、走査ラインＢＬ２とＢＬ３とのピッチＰ’ＤはΔεだけずれている。そのため、以下に示す位置ずれ検出、補正処理が実行される。
【００５６】
図８のステップＳ２０１では、計測板２１が所定位置まで移動するようにＸテーブル１４が駆動される。そして、所定位置に到達すると、描画テーブル１８が停止した状態でポリゴンミラー７０の１つの面（以下、第１面という）に対して１６本のうち第１番目のレーザビームＬＢ１が照射される。このとき、１つのフォトセンサ２３のフォトセンサ２３上にレーザビームＬＢ１が照射されるように光変調ユニット５２、５８が制御され、図９に示すようにビームスポットＳＢ１が生じる。尚、ポリゴンミラー７０の第１面を特定する方法としては、反射面以外の、例えばポリゴンミラー７０の上面にマークを付し、反射型のフォトインタラプタ等でマーク検出し、露光領域外に配置されたセンサで走査されるレーザビームを検出し、検出される信号をポリゴンミラー７０の面数で分周することにより検出してもよい。
【００５７】
ステップＳ２０２では、フォトセンサ２３から読み出される画素信号に基づき、ビームスポットＳＢ１の副走査方向（Ｘ方向）に沿った照射位置ｘ１が計測される。ここでの照射位置ｘ１は、第１実施形態と同様、フォトセンサ２３内の画素位置によって計測される。そして、ステップＳ２０３では、計測されたスポットＳＢ１の位置ｘ１がメモリ８１に格納される。ステップＳ２０３が実行されると、ステップＳ２０４へ進む。
【００５８】
ステップＳ２０４では、描画テーブル１８が停止した状態で、ビーム照射された面に隣接する面（以下では、第Ｎ面という）に１本のレーザビームＬＢ１を反射させるように、ポリゴンミラー７０が制御される。描画テーブル１８が停止していることから、同じフォトセンサ２３内にスポットＳＢｎが生じる。そして、ステップＳ２０５、Ｓ２０６では、第Ｎ面に応じたスポットＳＢ１の副走査方向（Ｘ方向）に沿った位置ｘｎが計測され、メモリ８１に格納される。ここでは、ポリゴンミラー７０が一回転する度に基準信号が発生されるとともに、１回のスキャンごとに面（スキャン）信号が発生する。すなわち、Ｎ面のポリゴンミラー７０の場合、一回転でＮ個の面信号が発生している。そして、基準信号の位置から次の面を第一面と特定し、ポリゴンミラー７０を回転させながら所定の面のみでビームがＯＮするように光変調ユニット５２、５８を制御することにより、各面の測定が行われる。
【００５９】
ステップＳ２０７では、ステップＳ２０２で測定されたレーザビームＬＢ１の照射位置ｘ１を基準照射位置として定め、この照射位置ｘ１とレーザビームＬＢ１の第Ｎ面の照射位置ｘｎとの差Δｘｎが算出される。
【００６０】
ポリゴンミラー７０に面倒れが生じていない場合、Ｘテーブル１４を停止させた状態でポリゴンミラー７０の反射面を第１面から第Ｎ面まで順次切換ながらレーザビームＬＢ１を照射させると、第１面から第Ｎ面に対応するビームスポットの副走査方向（Ｘ方向）に沿った位置はすべて一致する。すなわち、ビーム照射位置ｘ１とｘｎとが一致する。しかしながら、面倒れが生じている場合、照射位置ｘ１と照射位置ｘｎとの間にずれが生じる。
【００６１】
ステップＳ２０８では、照射位置ｘ１とレーザビームＬＢ１の第Ｎ面の照射位置ｘｎとの差Δｘｎに基づき、補正値Δｌｎが算出される。補正値Δｌｎは、チルティングミラー３６、４４の補正量であり、以下の式によって算出される。ただし、ｋは所定の値をもつ係数である。
Δｌｎ＝ｋ×Δｘｎ ・・・（１）
ステップＳ２０９では、補正値Δｌｎがメモリ８１に格納される。そして、ステップＳ２１０では、ポリゴンミラー７０のすべての反射面に対してレーザビームの照射、照射位置測定が行われたか否かが判断される。すべての面に対してレーザビームの照射、照射位置測定が行われていないと判断された場合、ステップＳ２０４へ戻る。一方、すべての面に対してレーザビームの照射、照射位置測定が行われていると判断された場合、この処理ルーチンは終了する。
【００６２】
各面に対する補正値Δｌｎは、実際の描画動作においてメモリ８１から読み出される。そして、補正値Δｌｎに基づき、照射位置の差Δｘｎを解消するように、チルティングミラー３６、４４の姿勢が調整される。
【００６３】
次に、図１０〜１２を用いて、第３の実施形態であるパターン描画装置について説明する。第３の実施形態では、複数のビームに分割して主走査方向に対し斜めに傾斜させたビーム走査を実行する際に生じる位置ずれの調整が行われる。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００６４】
図１０は、プリント基板２２を走査するレーザビームを示した図であり、図１１は、イメージローテータに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。そして、図１２は、レーザビームが照射されたフォトセンサ２３を示した図である。
【００６５】
上述したように、１６本のレーザビームＬＢ１〜ＬＢ１６は、主走査方向（Ｙ方向）に対して所定角度傾いた状態でプリント基板２２を走査し、１６本のビーム各々は、所定のピッチＢＰ０で隣接するビームと重なりながら主走査方向（Ｙ方向）に沿ってプリント基板２２を走査する。図１０では、任意の隣接する２つのレーザビームＬＢｉ、ＬＢｉ＋１のスポットＳＢｊ，ＳＢｊ＋１が示されており、傾斜角度をここではαと規定する。
【００６６】
しかしながら、レーザビームの傾斜角度があらかじめ規定された角度αとずれている場合、スポットＳＢｉ，ＳＢｉ＋１間のピッチＢＰ０が変化してしまう。そのため、以下に示すピッチずれ検出、補正処理が実行される。
【００６７】
ステップＳ３０１では、計測板２１が所定位置まで移動するようにＸテーブル１４が駆動される。そして、所定位置に到達すると、１６本のうち第１のレーザビームＬＢ１のみが左隅にあるフォトセンサ２３を照射するように、光変調素子５２、５８が制御される。なお、ポリゴンミラーの面倒れを考慮し、所定の反射面のみ光を照射させるように構成されている。ステップＳ３０２では、レーザビームＬＢ１の照射により生じるスポットＳＢ１によってフォトセンサ２３から読み出される画素信号に基づき、レーザビームＬＢ１の副走査方向（Ｘ方向）に沿った照射位置ｘ１が計測される。そして、ステップＳ３０３では、計測されたビームの照射位置ｘ１がメモリ８１に格納される。
【００６８】
ステップＳ３０４では、Ｘテーブル１８が停止したままの状態で、２番目のレーザビームＬＢ２のみが照射するように光変調素子５２、５８が制御される。そして、ステップＳ３０５、Ｓ３０６では、レーザビームＬＢ２の照射によるスポットＳＢ２に基づき、ビームの照射位置ｘ２が計測され（図１２参照）、計測された照射位置ｘ２がメモリ８１に格納される。なお、精度を向上させるため、１６番目のレーザビームＬＢ１６を用いてもよい。
【００６９】
ステップＳ３０７では、計測されたビームの照射位置ｘ２、ｘ１に基づいて、隣接するスポットＳＢ１、ＳＢ２のピッチＢＰ（＝ｘ２−ｘ１）と、基準となるビームの傾斜角度αに応じた基準ピッチＢＰ０との差ΔＰが求められる。そして、ステップＳ３０８では、差ΔＰに基づいて補正値ΔＬが算出される。補正値ΔＬは、イメージローテータ６８の姿勢を補正するための補正量であり、以下の式によって求められる。ただし、ｋ’は所定の値をもつ係数である。
ΔＬ＝ｋ’×ΔＰ ・・・・（２）
ステップＳ３０９では、算出された補正値ΔＬがメモリ８１に格納される。
【００７０】
実際に描画動作が実行されると、補正値ΔＬがメモリ８１から読み出され、ピッチＢＰが計測ピッチＢＰ０と実質的に一致するように、イメージローテータ６８の姿勢が調整される。
【００７１】
図１３〜図１５を用いて、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、ｆ−θレンズの特性に起因する位置ずれの調整を行う。その他の構成については、第１の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００７２】
図１３は、１本のビームの走査ラインを示した図であり、図１４は、ｆ−θレンズに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。そして、図１５は、レーザビームが照射されたフォトセンサ２３を示した図である。
【００７３】
ポリゴンミラー７０、ｆ−θレンズ７２を含む露光用光学系は、プリント基板２２上に１本のレーザビームＬＢｎを走査させた場合に主走査方向（Ｙ方向）に沿って直線ＳＬの軌跡が生じるように構成されている。しかしながら、ｆ−θレンズ７２の特性により、実際にはレーザビームＬＢｎの走査軌跡ＬＬｎは、直線ではなく曲線となる（図１３参照）。そのため、以下に示す位置ずれ検出、補正処理が実行される。
【００７４】
ステップＳ４０１では、計測板２１が所定位置まで移動するようにＸテーブル１４が駆動される。そして、所定位置に到達すると、１６本のうち第１のレーザビームＬＢ１のみが計測板２１を照射するように、光変調素子５２、５８が制御される。このときレーザビームＬＢ１は、主走査方向（Ｙ方向）に沿って所定間隔毎に配置された複数のフォトセンサ２３の中で各フォトセンサ２３上に設定された基準位置ｘ０ｉ（１≦ｉ≦ｎ）に向けて連続的に照射される。なお、ポリゴンミラーの面倒れを考慮し、所定の反射面のみ光を照射させるように構成されている。ただしｉは、複数のフォトセンサ２３の主走査方向（Ｙ方向）に沿った番号を示す。また、上述したように、描画テーブル１８を停止させてレーザビームＬＢ１を走査させた場合、走査光は主走査方向（Ｙ方向）に対して角度βをもつため、基準位置ｘ０ｉを結ぶことにより形成される直線が角度βを持つように、基準位置ｘ０ｉが選定されている。
【００７５】
ステップＳ４０２では、各フォトセンサ２３上に照射したレーザビームＬＢ１のスポットに従って画素信号が読み出され、ビームの照射位置ｘｉがそれぞれ測定される。ステップＳ４０３では、計測された照射位置ｘｉがメモリ８１に格納される。
【００７６】
ステップＳ４０４では、測定されたビームの照射位置ｘｉと対応する基準照射位置ｘ０ｉとの差Δｘｉが、フォトセンサ２３それぞれについて算出される。そして、ステップＳ４０５では、差Δｘｉに基づき、１ライン当たりの補正値ΔＡｉ（ｉ＝１、２、・・・ｎ）が算出される。補正値ΔＡｉは、チルティングミラー３６、４４の姿勢を補正するための補正量であり、以下の式で求められる。ただし、ｋ”は、所定の値をもつ係数である。
ΔＡｉ＝ｋ”×Δｘｉ ・・・（３）
ステップＳ４０６では、求められた補正値ΔＡｉがメモリ８１に格納される。
【００７７】
実際に描画動作が実行開始されると、補正値ΔＡｉがメモリ８１から読み出される。そして、基準位置ｘ０ｉと一致させるため、副走査方向（Ｘ方向）に沿ってビームの照射位置を変更するチルティングミラー３６、４４が制御される。すなわち、１ライン分のビーム走査の間、修正する必要のあるフォトセンサの位置に応じたタイミングでチルティングミラー３６、４４を駆動させながら露光動作を行う。
【００７８】
次に、図１６〜図１８を用いて、第５の実施形態であるパターン描画装置について説明する。第５の実施形態では、露光用光学系の光軸誤差に起因する位置ずれの調整を行う。その他の構成については、第１の実施形態、第４の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００７９】
図１６は、１本のビームの走査ラインを示した図であり、図１７は、光軸ずれに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。そして、図１８は、レーザビームが照射されたフォトセンサ２３を示した図である。
【００８０】
第４実施形態に示すような位置ずれが生じない場合、描画テーブル１８を一定速度で副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動させながらレーザビームＬＢｎを走査させればレーザビームの軌跡ＬＬｎは主走査方向（Ｙ方向）に平行、すなわち副走査方向（Ｘ方向）に対し垂直になるように、露光用光学系は構成されている。しかしながら、実際には露光用光学系の光軸誤差により、レーザビームの軌跡ＬＬｎは主走査方向（Ｙ方向）に対して微小角度β’だけ傾斜してしまう（図１６参照）。そのため、以下に示す位置ずれ検出、補正処理が施される。
【００８１】
ステップＳ５０１では、計測板２１が所定位置まで移動するようにＸテーブル１４が駆動される。そして、所定位置に到達すると、１６本のうち第１のレーザビームＬＢ１のみが計測板２１を照射するように、光変調素子５２、５８が制御される。なお、ポリゴンミラーの面倒れを考慮し、所定の反射面のみ光を照射させるように構成されている。このとき、レーザビームＬＢ１は計測板２１を１ライン分照射するととともに、主走査方向（Ｙ方向）に沿って両端に配置された２つのフォトセンサ２３において設定された所定の基準位置ｘ０１、ｘ０ｎに向けてレーザビームＬＢ１を照射させる（図１８参照）。なお、上述したように、描画テーブル１８は停止した状態でレーザビームＬＢ１を走査させるとその軌跡は主走査方向（Ｙ方向）に対して角度βをもつことから、基準位置ｘ０１、ｘ０ｎを結ぶ直線ＬＢが角度βをもつように、基準位置ｘ０１、ｘ０ｎが選定されている。
【００８２】
ステップＳ５０２では、各フォトセンサ２３上に照射したレーザビームＬＢ１のスポットに従って画素信号が読み出され、ビームの照射位置ｘ１、ｘｎが測定される。そしてステップＳ５０３では、測定された照射位置ｘ１、ｘｎがメモリ８１に格納される。
【００８３】
ステップＳ５０４では、ビームの照射位置ｘ１、ｘｎと所定の基準位置ｘ０１、ｘ０ｎとの差Δｘ１、Δｘｎがそれぞれ算出される。そして、ステップＳ５０５では、補正値ΔＢが算出される。補正値ΔＢはチルティングミラー３６、４４の補正量であり、以下の式により求められる。ただし、ｋ”’は、所定の値をもつ係数である。
ΔＢ＝ｋ”’×（Δｘ１−Δｘｎ） ・・・・（４）
ステップＳ５０６では、補正値ΔＢがメモリ８１に格納される。
【００８４】
実際に描画動作が開始されると、補正値ΔＢがメモリ８１から読み出される。そして、補正値ビーム軌跡ＬＬｎが主走査方向（Ｙ方向）に平行となるように、チルティングミラー３６、４４が補正値ΔＢに応じて駆動される。
【００８５】
次に、図１９〜２２を用いて、第６の実施形態であるパターン描画装置について説明する。第６の実施形態では、露光用光学系の光軸誤差に起因するビーム照射の位置ずれに対する調整を行う。その他の構成については、第１の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００８６】
図１９は、主走査方向（Ｙ方向）に沿ったビームスポットを示した図であり、図２０は、光軸誤差に起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。また、図２１は、レーザビームが照射された複数のフォトセンサ２３を示した図であり、図２２は、描画データを示した図である。
【００８７】
露光用光学系は、１本のレーザビームＬＢｉを一定間隔ごとに主走査方向（Ｙ方向）に沿ってプリント基板２２へ照射させた場合にはプリント基板２２上にビームスポットが一定間隔で並ぶように、構成されている。しかしながら、露光用光学系の光軸誤差により、隣接するスポット間のピッチが一致しない場合が生じる。すなわち、スポット間隔ＹＰとなるようにレーザビームＬＢｉをプロットさせても、スポット間隔ＹＰ’でビーム照射が行われる（図１９参照）。そのため、以下に示す位置ずれ検出、補正処理が実行される。
【００８８】
ステップＳ６０１では、計測板２１が所定位置まで移動するようにＸテーブル１８が駆動される。そして、所定位置に到達すると、１６本のうち第１のレーザビームＬＢ１が主走査方向（Ｙ方向）に沿って計測板２１の上端に並ぶ複数のフォトセンサ２３それぞれを順次照射するように、光変調素子５２、５８が制御される。なお、ポリゴンミラーの面倒れを考慮し、所定の反射面のみ光を照射させるように構成されている。このとき、各フォトセンサ２３にはあらかじめ基準照射位置ｙ０ｉが定められており、各基準照射位置ｙ０ｉに向けてレーザビームＬＢ１を照射させる（図２１参照）。なお、上述したように、描画テーブル１８を停止させた状態でレーザビームＬＢｎを走査させるとその軌跡は主走査方向（Ｙ方向）に対して角度βをもつ。そのため、基準照射位置ｙ０ｉを結ぶ直線が角度βをもつように、基準照射位置ｙ０ｉが選定されている。
【００８９】
ステップＳ６０２では、フォトセンサ２３上に照射したレーザビームＬＢ１のスポットＳＢｉに従って画素信号が読み出され、主走査方向（Ｙ方向）に沿ったビームの照射位置ｙｉが測定される。ステップＳ６０３では、計測された照射位置ｙｉがメモリ８１に格納される。
【００９０】
ステップＳ６０４では、測定されたビームの照射位置ｙｉと対応する基準照射位置ｙ０ｉとの差Δｙｉが算出される。そして、ステップＳ６０５では、ｉ番目におけるラインセンサ２３Ｂに応じたパルス幅の補正値が差Δｙｉに基づいて算出される。ステップＳ６０６では、補正値がメモリ８１に格納される。
【００９１】
実際に描画動作が開始されると、補正値がメモリ８１から読み出される。そして、パルス信号によって構成される１ライン分に応じた一連の描画データの中で修正の必要なデータ群（セグメント）に対し、照射位置の差Δｙｉが解消されるように、パルス幅が調整される。すなわち、対応するデータ群の周波数が調整される（図２２参照）。
【００９２】
次に、図２３〜２５を用いて、第７の実施形態について説明する。第７の実施形態では、テーブルの駆動機構に起因して生じるビームの位置ずれの調整を行う。その他の構成については、第１の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００９３】
図２３は、副走査方向に沿ったレーザビームのスポットラインを示した図であり、図２４は、テーブル駆動機構に起因する位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。そして、図２５は、レーザビームの照射されたフォトセンサ２３を示した図である。
【００９４】
Ｘテーブル１４、ガイドレール１２などのテーブルに関する部材は、Ｘテーブル１４が副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動するように取り付け配置されている。したがってＸテーブル１４を一定速度で移動させながら特定のレーザビームＬＢ１をプリント基板２２の描画開始位置から主走査方向（Ｙ方向）に沿って走査させた場合、各走査ラインのビームスポットの開始位置は、副走査方向（Ｘ方向）に沿って平行なラインＫＬにならなければならない。しかしながら、プリント基板２２の取り付け時におけるテーブル駆動機構８９の位置決め精度に起因して、プリント基板２２を載せた描画テーブル１８は、副走査方向（Ｘ方向）へ移動中、副走査方向（Ｘ方向）に対してヨーイング動作をする。このため、各走査ラインの描画始点であるビームスポットの軌跡ＫＬ’は、直線にならず曲線となり、副走査方向（Ｘ方向）に沿ってレーザビームの照射位置のずれが生じる（図２３参照）。そのため、以下に示す位置ずれ検出、補正処理が実行される。
【００９５】
ステップＳ７０１では、Ｘテーブル１４を一定速度で移動させるためテーブル駆動機構８９を制御するとともに、副走査方向（Ｘ方向）に沿って計測板２１の左端に並ぶ複数のフォトセンサ２３においてそれぞれ定められた基準照射位置ｙ０ｊに向け、レーザビームＬＢ１を所定間隔毎に照射させる。そして、ステップＳ７０２では、各フォトセンサ２３から読み出される画素信号に基づき、レーザビームＬＢ１の主走査方向（Ｙ方向）に沿った照射位置ｙｊが測定される。ステップＳ７０３では、測定されたビームの照射位置ｙｊがメモリ８１に格納される。
【００９６】
ステップＳ７０４では、測定されたビームの照射位置ｙｊと対応する基準照射位置ｙ０ｊとの差Δｙｊがそれぞれ算出される。そして、ステップＳ７０５では、補正値ΔＣｉが算出される。補正値ΔＣｉは、レーザビームの描画開始タイミングを補正するための補正量であり、以下の式により求められる。ただし、ｋ””は所定の値をもつ係数である。
ΔＣｉ＝ｋ””×（ｙｉ−ｙ０ｉ） ・・・・・（５）
ステップＳ７０６では、補正値ΔＣｉがメモリ８１に格納される。そして、描画動作が開始されると、位置ずれを解消するように、光変調ユニット５２、５８が制御されることによってレーザビームの描画開始タイミングが調整される。
【００９７】
次に、図２６〜２８を用いて、第８の実施形態について説明する。第８の実施形態では、テーブルの移動に起因して生じるビームの位置ずれの調整を行う。その他の構成については、第１の実施形態と同じである。なお、計測板２１を描画テーブル１８に設置した場合、取り付け誤差はないものとする。
【００９８】
図２６は、副走査方向に沿ったレーザビームのスポットを示した図であり、図２７は、テーブル移動に起因する位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。そして、図２８は、レーザビームの照射されたフォトセンサを示した図である。
【００９９】
Ｘテーブルを一定速度で副走査方向（Ｘ方向）に移動させる場合、一定の時間間隔で各走査ラインの描画開始位置にビームを照射させると、ビームのスポットは一定間隔で並ぶ。しかしながら、取り付け誤差等の起因により、Ｘテーブル１４は完全には一定速度で移動しない。よって、副走査方向（Ｘ方向）に沿ったスポットの間隔（ピッチ）ＸＰ’がＸテーブル１４の移動速度に従って定められる基準スポット間隔ＸＰと一致しない（図２６参照）場合が生じる。そのため、以下にしめす位置ずれ検出、補正処理が実行される。
【０１００】
ステップＳ８０１では、Ｘテーブル１４を一定速度で移動させた状態で、レーザビームＬＢ１が一定の時間間隔で照射される。このとき、計測板２１の左隅に沿って並んだ複数のフォトセンサ２３におけるフォトセンサ２３それぞれに設定された基準照射位置ｘ０ｊへ向けてレーザビームＬＢ１が照射される。そして、ステップＳ８０２では、各フォトセンサ２３から読み出される画素信号に基づき、レーザビームＬＢ１の副走査方向（Ｘ方向）に沿った照射位置ｘｊが測定される。ステップＳ８０３では、測定された照射位置ｘｊがメモリ８１に格納される。
【０１０１】
ステップＳ８０４では、レーザビームＬＢ１の照射位置ｘｊと基準照射位置ｘ０ｊとの副走査方向（Ｘ方向）に沿った差Δｘｊが各フォトセンサ２３について算出される。そして、ステップＳ８０５では、補正値ΔＤｉが差Δｘｊに基づいて求められる。補正値ΔＤｉは、チルティングミラー３６、４４の姿勢を補正するための補正量であり、以下の式により求められる。ただし、ｋ””’は、所定の値をもつ係数である。
ΔＤｉ＝ｋ””’×（ｘｊ−ｘ０ｊ） ・・・・（６）
ステップＳ８０６では、補正値ΔＤｉがメモリ８１に格納される。
【０１０２】
実際に描画動作が開始されると、補正値ΔＤｉがメモリ８１から読み出される。そして、チルティングミラー３６、４４が補正値ΔＤｉに基づいて制御することにより、対応する走査ラインの位置ずれ調整が行われる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ビームの照射位置のずれ測定を簡易な構成で実現し、且つ効率的に位置ずれ調整を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態であるパターン描画装置の概略的斜視図である。
【図２】第１の実施形態における１６本のレーザビームによる１６個のスポットの配列状態を示した図である。
【図３】第１の実施形態におけるビーム照射位置の位置ずれ検出、調整用の計測板を示した図である。
【図４】第１の実施形態におけるパターン描画装置の概略的なブロック図である。
【図５】第１の実施形態におけるレーザビームの位置ずれ検出処理を示したフローチャートである。
【図６】第１の実施形態におけるレーザビームが照射されたフォトセンサを示した図である。
【図７】第２の実施形態におけるプリント基板上に走査されたレーザビームを示した図である。
【図８】第２の実施形態におけるポリゴンミラーに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図９】第２の実施形態におけるレーザビームが照射されたフォトセンサを示した図である。
【図１０】第３の実施形態におけるプリント基板を走査するレーザビームを示した図である。
【図１１】第３の実施形態におけるイメージローテータに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図１２】第３の実施形態におけるレーザビームが照射されたフォトセンサを示した図である。
【図１３】第４の実施形態における１本のビームの走査ラインを示した図である。
【図１４】第４の実施形態におけるｆ−θレンズに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図１５】第４の実施形態におけるレーザビームが照射されたフォトセンサを示した図である。
【図１６】第５の実施形態における１本のビームの走査ラインを示した図である。
【図１７】第５の実施形態における光軸ずれに起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図１８】第５の実施形態におけるレーザビームが照射されたフォトセンサを示した図である。
【図１９】第６の実施形態における主走査方向（Ｙ方向）に沿ったビームスポットを示した図である。
【図２０】第６の実施形態における光軸誤差に起因するレーザビームの位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図２１】第６の実施形態におけるレーザビームが照射された複数のフォトセンサを示した図である。
【図２２】第６の実施形態における描画データを示した図である。
【図２３】第７の実施形態における副走査方向に沿ったレーザビームのスポットラインを示した図である。
【図２４】第７の実施形態におけるテーブル駆動機構に起因する位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図２５】第７の実施形態におけるレーザビームの照射されたフォトセンサを示した図である。
【図２６】第８の実施形態における副走査方向に沿ったレーザビームのスポットを示した図である。
【図２７】第８の実施形態におけるテーブル移動に起因する位置ずれの検出処理を示したフローチャートである。
【図２８】第８の実施形態におけるレーザビームの照射されたフォトセンサを示した図である。
【符号の説明】
１４ Ｘテーブル
２１ 計測板（計測用部材）
２２ プリント基板（被描画体）
２３ フォトセンサ
２４ レーザ発振器（光源）
３２ ビームスプリッタ
３６、４４ チルティングミラー
５２、５８ 光変調ユニット（光変調素子）
６８ イメージローテータ
７０ ポリゴンミラー
７２ ｆ−θレンズ
８０ 本体制御部
８３ 描画制御部
Claims (18)
- パターン形成のためビームを放射する光源と、
前記ビームを被描画体へ導く露光用光学系と、
前記ビームの光路に配置され、前記ビームを選択的に変調する光変調素子と、
前記被描画体を支持するテーブルを、前記露光用光学系に対し副走査方向に沿って相対移動させるテーブル相対移動機構と、
パターンを形成するように、前記光変調素子、前記テーブル相対移動機構および前記露光用光学系を制御する描画制御部と、
前記ビームが結像する露光面上に、副走査方向および主走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材と、
前記フォトセンサに設定された第１の基準位置と第２の基準位置とに向けて前記ビームを照射させる測定用ビーム照射手段と、
前記第１の基準位置および第２の基準位置へ向けたビーム照射に従って、それぞれ副走査方向に沿った第１のビーム照射位置および主走査方向に沿った第２のビーム照射位置を測定する測定手段と、
前記第１および第２のビーム照射位置が、それぞれ前記第１および第２の基準位置と実質的に一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、
前記第１および第２のビーム照射位置のうち少なくとも１つが対応する基準位置とずれている場合、前記対応する基準位置と一致するように、ずれたビーム照射位置を調整するビーム照射位置調整手段と
を備えたことを特徴とするパターン描画装置。 - 結像面となる露光面上に副走査方向および主走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材を設置し、
前記フォトセンサに設定された第１の基準位置と第２の基準位置とに向けて前記ビームを照射させ、
前記第１の基準位置および第２の基準位置へ向けたビーム照射に従って、それぞれ副走査方向に沿った第１のビーム照射位置および主走査方向に沿った第２のビーム照射位置を測定し、
前記第１および第２のビーム照射位置が、それぞれ前記第１および第２の基準位置と実質的に一致するか否かを判断し、
前記第１および第２のビーム照射位置のうち少なくとも１つが対応する基準位置とずれている場合、前記対応する基準位置と一致するように、ずれたビーム照射位置を調整することを特徴とするパターン描画装置の位置ずれ調整方法。 - パターン形成のためビームを放射する光源と、
前記ビームを被描画体へ導く露光用光学系であって、ポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーにビームを入射させる角度を変更可能なチルティングミラーとを含む露光用光学系と、
前記ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、
パターンを形成するように、前記光変調素子および前記露光用光学系を制御する描画制御部と、
前記ビームが結像する露光面上に、主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材と、
前記計測用部材を停止させた状態で、前記ポリゴンミラーの各面に応じてビームを前記フォトセンサに向けて順次照射させる測定用ビーム照射手段と、
順次照射するビームの副走査方向に沿った照射位置を測定する測定手段と、
順次照射するビームの照射位置がそれぞれ基準位置と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、
前記照射位置が前記基準位置とずれている場合、前記チルティングミラーを制御することにより前記照射位置を前記基準位置と一致させるビーム照射位置調整手段と
を備えたことを特徴とするパターン描画装置。 - 結像面である露光面上に主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材を設置し、
前記計測用部材を停止させた状態で、ポリゴンミラーの各面に応じてビームを前記フォトセンサに向けて順次照射させ、
順次照射するビームの副走査方向に沿った照射位置を測定し、
順次照射するビームの照射位置がそれぞれ基準位置と一致するか否かを判断し、
前記照射位置が前記基準位置とずれている場合、前記ポリゴンミラーに対するビームの入射角度を変更可能なチルティングミラーを制御することにより前記照射位置を前記基準位置と一致させることを特徴とするパターン描画装置の位置ずれ調整方法。 - パターン形成のためビームを放射する光源と、
ビームを被描画体へ導く露光用光学系であって、ビームを複数のビームに分割するビームスプリッタと、前記複数のビームを主走査方向に対して傾斜させるイメージローテータとを含む露光用光学系と、
前記ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、
パターンを形成するように、前記光変調素子および前記露光用光学系を制御する描画制御部と、
ビームが結像する露光面上に、主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材と、
前記複数のビームのうち２本のビームを前記フォトセンサに向けて照射する測定用ビーム照射手段と、
副走査方向に沿った２本のビームの照射位置を測定する測定手段と、
２本のビームの照射位置ピッチが基準ピッチと一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、
前記照射位置ピッチが前記基準ピッチと一致しない場合、前記照射位置ピッチを前記基準ピッチと一致させるように、前記イメージローテータを制御するビーム位置調整手段と
を備えたことを特徴とするパターン描画装置。 - 結像面である露光面上に主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列されたフォトセンサを配置した計測用部材を設置し、
複数に分割されるとともに主走査方向に対し傾斜しながら照射するビームの中で、２本のビームを前記フォトセンサに向けて照射させ、
副走査方向に沿った２本のビームの照射位置を測定し、
２本のビームの照射位置ピッチが基準ピッチと一致するか否かを判断し、
前記照射位置ピッチが前記基準ピッチと一致しない場合、前記照射位置ピッチを前記基準ピッチと一致させるように、主走査方向に対する傾斜角度を変更可能なイメージローテータを制御することを特徴とするパターン描画装置の位置ずれ調整方法。 - パターン形成のためビームを放射する光源と、
ビームを被描画体へ導く露光用光学系であって、ポリゴンミラーと、ｆ−θレンズと、前記ポリゴンミラーにビームを入射させる角度を変更可能なチルティングミラーとを含む露光用光学系と、
ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、
パターンを形成するように、前記光変調素子および前記露光用光学系を制御する描画制御部と、
ビームが結像する露光面上に、それぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが所定間隔で主走査方向に沿って配置された計測用部材と、
前記複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを照射させる測定用ビーム照射手段と、
前記複数のフォトセンサ上における副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、
ビーム照射による複数の照射位置がそれぞれ対応する基準位置と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、
前記照射位置が前記基準位置と一致しない場合、前記チルティングミラーを制御して基準位置と一致させるビーム照射位置調整手段と
を備えたことを特徴とするパターン描画装置。 - 結像面である露光面上にそれぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが所定間隔で主走査方向に沿って配置された計測用部材を設置し、
前記複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けてビームを照射させ、
前記複数のフォトセンサ上における副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定し、
ビーム照射による複数の照射位置がそれぞれ対応する基準位置と一致するか否かを判断し、
前記照射位置が前記基準位置と一致しない場合、ビームの照射位置を副走査方向に沿って変更可能なチルティングミラーを制御して基準位置と一致させることを特徴とするパターン描画装置の位置ずれ調整方法。 - パターン形成のためビームを放射する光源と、
チルティングミラーを含み、前記ビームを被描画体へ導く露光用光学系と、
前記ビームの光路に配置され、前記ビームを選択的に変調する光変調素子と、
前記被描画体を支持するテーブルを、前記露光用光学系に対し副走査方向に沿って相対移動させるテーブル相対移動機構と、
パターンを形成するように、前記光変調素子、前記テーブル相対移動機構および前記露光光学系を制御する描画制御部と、
前記ビームが結像する露光面上に、主走査方向および副走査方向に画素が２次元配列された２つのフォトセンサを両端に配置した計測用部材と、
前記２つのフォトセンサ上にそれぞれ設定された２つの基準位置に向けてビームを照射させる測定用ビーム照射手段と、
前記２つのフォトセンサ上の副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、
２つの照射位置を結ぶラインが主走査方向に対して所定角度あるラインに平行であるか否かを判別する位置ずれ判別手段と、
主走査方向に対して所定角度あるラインに平行でない場合、前記チルティングミラーを調整することによって主走査方向と平行にするビーム照射位置調整手段と
を備えたことを特徴とするパターン描画装置。 - 結像面である露光面上に主走査方向および副走査方向に画素が２次元配列された２つのフォトセンサを両端に配置した計測用部材を設置し、
前記２つのフォトセンサ上にそれぞれ設定された２つの基準位置に向けてビームを照射させ、
前記２つのフォトセンサ上の副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定し、
２つの照射位置を結ぶラインが主走査方向に対して所定角度あるラインに平行であるか否かを判別し、
主走査方向に対して所定角度あるラインに平行でない場合、前記描画用テーブルの移動方向をチルティングミラーを調整することによって主走査方向と平行にすることを特徴とするパターン描画装置の位置ずれ調整方法。 - パターン形成のためビームを放射する光源と、
前記ビームを被描画体へ導く露光用光学系と、
前記ビームの光路に配置され、前記ビームを選択的に変調する光変調素子と、
パターンを形成するように、一連の描画データに基づいて前記光変調素子および前記露光用光学系を制御する描画制御部と、
ビームが結像する露光面上に、それぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが一定間隔で主走査方向に沿って配置された計測用部材と、
前記複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを間欠的に照射させる測定用ビーム照射手段と、
主走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、
主走査方向に沿って隣接する照射位置の間隔が基準間隔と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、
前記照射位置の間隔が前記基準間隔と一致しない場合、前記一連の描画データの中で対応するデータ群のパルス幅を調整することによって基準位置と一致させるビーム照射位置調整手段と
を備えたことを特徴とするパターン描画装置。 - 結像面である露光面上にそれぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが一定間隔で主走査方向に沿って配置された計測用部材を設置し、
前記複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを間欠的に照射させ、
主走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定し、
主走査方向に沿って隣接する照射位置の間隔が基準間隔と一致するか否かを判断し、
前記照射位置の間隔が前記基準間隔と一致しない場合、前記一連の描画データの中で対応するデータ群のパルス幅を調整することによって基準位置と一致させることを特徴とするパターン描画装置の位置ずれ調整方法。 - パターン形成のためビームを放射する光源と、
前記ビームを被描画体へ導く露光用光学系と、
前記ビームの光路に配置され、前記ビームを選択的に変調する光変調素子と、
被描画体を支持するテーブルを、前記露光用光学系に対し副走査方向に沿って相対移動させるテーブル相対移動機構と、
パターンを形成するように、前記光変調素子、前記テーブル相対移動機構および前記露光光学系を制御する描画制御部と、
前記ビームが結像する露光面上に、それぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが副走査方向に沿って所定間隔をおいて配置された計測用部材と、
前記複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを副走査方向に沿って照射させる測定用ビーム照射手段と、
前記複数のフォトセンサ上における主走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、
複数のビームの照射位置がそれぞれ対応する基準位置と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、
前記照射位置と前記基準位置とが一致しない場合、描画開始タイミングを調整することによって基準位置に一致させるビーム照射位置調整手段と
を備えたことを特徴とするパターン描画装置。 - 結像面である露光面上にそれぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが副走査方向に沿って所定間隔をおいて配置された計測用部材を設置し、
前記複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを副走査方向に沿って照射させ、
前記複数のフォトセンサ上における主走査方向に沿ったビームの照射位置を測定し、
複数のビームの照射位置がそれぞれ対応する基準位置と一致するか否かを判断し、
前記照射位置と前記基準位置とが一致しない場合、描画開始タイミングを調整することによって基準位置に一致させることを特徴とするパターン描画装置の位置ずれ調整方法。 - パターン形成のためビームを放射する光源と、
ビームを被描画体へ導く露光用光学系であって、ポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーにビームを入射させる角度を変更可能なチルティングミラーとを含む露光用光学系と、
ビームの光路に配置され、ビームを選択的に変調する光変調素子と、
前記被描画体を支持するテーブルを、前記露光用光学系に対し副走査方向に沿って相対移動させるテーブル相対移動機構と、
パターンを形成するように、前記光変調素子、前記テーブル相対移動機構および前記露光用光学系を制御する描画制御部と、
前記ビームが結像する露光面上に、それぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが副走査方向に沿って一定間隔をおいて配置された計測用部材と、
前記複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを副走査方向に沿って照射させる測定用ビーム照射手段と、
前記複数のフォトセンサ上における副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定する測定手段と、
副走査方向に沿って隣接するビームの照射位置の間隔が基準間隔と一致するか否かを判断する位置ずれ判別手段と、
前記照射位置の間隔と前記基準間隔とが一致しない場合、前記チルティングミラーを制御することによって基準位置と一致させるビーム照射位置調整手段と
を備えたことを特徴とするパターン描画装置。 - 結像面である露光面上にそれぞれ主走査方向および副走査方向に沿って画素が２次元配列された複数のフォトセンサが副走査方向に沿って一定間隔をおいて配置された計測用部材を設置し、
前記複数のフォトセンサそれぞれに設定された基準位置に向けて、ビームを副走査方向に沿って照射させ、
前記複数のフォトセンサ上における副走査方向に沿ったビームの照射位置を測定し、
副走査方向に沿って隣接するビームの照射位置の間隔が基準間隔と一致するか否かを判断し、
前記照射位置の間隔と前記基準間隔とが一致しない場合、ビームの照射位置を副走査方向に沿って変更可能なチルティングミラーを制御することによって基準位置と一致させることを特徴とするパターン描画装置の位置ずれ調整方法。 - 前記ビーム照射位置調整手段が、主走査方向に沿った位置ずれに関し、１走査ライン上におけるビーム照射開始タイミングを位置ずれ量に従って調整することを特徴とする請求項１に記載のパターン描画装置。
- 前記ビーム位置調整手段が、副走査方向に沿った位置ずれに関し、前記テーブルを位置ずれに応じた所定量だけ相対的に移動させるため前記テーブル相対移動機構を制御することを特徴とする請求項１に記載のパターン描画装置。
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