JP2005202227A - Method and apparatus for detecting sensitivity of photosensitive material, and exposure correction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感光材料および走査光を相対的に移動させて感光材料を走査光により２次元状に走査する露光装置を用いた感光材料の感度検出方法および装置並びに露光補正方法に関するものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for detecting sensitivity of a photosensitive material and an exposure correction method using an exposure apparatus that relatively moves a photosensitive material and scanning light to scan the photosensitive material two-dimensionally with scanning light.
従来より、プリント配線板の製造分野などにおいて、配線パターンを形成する方法として、感光材料を用いたフォトリソ技術による方法などが提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in the printed wiring board manufacturing field, a method using a photolithography technique using a photosensitive material has been proposed as a method for forming a wiring pattern.
そして、上記のような方法としては、たとえば、ビーム光により感光材料を２次元状に走査して配線パターンを形成する方法や、空間光変調素子で変調された光により感光材料を２次元状走査して配線パターンを形成する方法が提案されている（特許文献１参照）。 The above-described methods include, for example, a method of forming a wiring pattern by two-dimensionally scanning a photosensitive material with beam light, or two-dimensionally scanning a photosensitive material with light modulated by a spatial light modulator. Thus, a method of forming a wiring pattern has been proposed (see Patent Document 1).
上記空間光変調素子としては、透過型のものおよび反射型のものが知られているが、反射型の空間光変調素子の一つとして、デジタル・マイクロミラー・デバイス（テキサツ・インスツルメンツ社の登録商標。以下、ＤＭＤという）が提案されている。このＤＭＤは、画素部を構成する微小ミラーを多数格子状に（例えば１０２４個×７６８個等）配列して構成されたミラーデバイスである。すなわち、上記微小ミラーは各々独立に傾動して２つの角度位置を取り得るように構成され、そこに照射された照明光を上記角度位置に応じて互いに異なる２方向に反射させる。したがって、この２方向のうちの一方に反射した照明光が入射する位置に感光材料を配置しておけば、照明光を該２方向のうちの他方に反射させたときには感光材料に光が入射しなくなるので、該感光材料に照射される光を１つの微小ミラー単位で空間変調可能になる。そこで、上記微小ミラーの角度位置を画像情報に応じて制御すれば、感光材料に画像情報に対応した像が結像することができる。 As the spatial light modulation element, a transmission type and a reflection type are known. As one of the reflection type spatial light modulation elements, a digital micromirror device (registered trademark of Texatsu Instruments Inc.) is used. (Hereinafter referred to as DMD) has been proposed. This DMD is a mirror device configured by arranging a large number of micromirrors constituting a pixel portion in a grid pattern (eg, 1024 × 768). That is, the micromirrors are configured to be tilted independently to take two angular positions, and the illumination light irradiated thereon is reflected in two different directions depending on the angular position. Therefore, if the photosensitive material is arranged at a position where the illumination light reflected in one of the two directions is incident, the light is incident on the photosensitive material when the illumination light is reflected in the other of the two directions. Therefore, the light irradiated to the photosensitive material can be spatially modulated by one minute mirror unit. Therefore, if the angular position of the micromirror is controlled according to image information, an image corresponding to the image information can be formed on the photosensitive material.
ここで、上記のように感光材料を用いて配線パターンを形成するような場合には、感光材料の感度がその種類によって異なっていたり、また、同じ種類の感光材料でもその感度が経時的に変化するため、配線パターンを形成する前に、感光材料の感度に合わせて感光材料に照射する光の光量を最適化する必要がある。また、同じ種類の感光材料を使用する場合でも、感光材料に光を照射する照射装置において、環境温度や装置の状態などにより照射光の光量が変化するため、配線パターンを形成する前に、光量を最適化する必要がある。そして、上記のように光量を最適化するための方法としては、たとえば、感光材料に照射される光の透過率が段階的に増加する複数のパターンが基板に形成された感度検出用マスクを用い、その感度検出用マスクを透過した光を感光材料に照射し、その照射によりパターン毎に硬化された感光材料の厚さなどに基づいて最適な光量を検出する方法が提案されている（特許文献２、特許文献３参照）。 Here, when a wiring pattern is formed using a photosensitive material as described above, the sensitivity of the photosensitive material varies depending on the type, and the sensitivity changes over time even with the same type of photosensitive material. Therefore, before the wiring pattern is formed, it is necessary to optimize the amount of light applied to the photosensitive material in accordance with the sensitivity of the photosensitive material. In addition, even when using the same type of photosensitive material, the amount of irradiation light varies depending on the environmental temperature, the state of the device, etc., in the irradiation device that irradiates light to the photosensitive material. Need to be optimized. As a method for optimizing the amount of light as described above, for example, a sensitivity detection mask in which a plurality of patterns in which the transmittance of light irradiated to the photosensitive material increases stepwise is formed on the substrate is used. In addition, a method has been proposed in which the light transmitted through the sensitivity detection mask is irradiated onto the photosensitive material, and an optimal amount of light is detected based on the thickness of the photosensitive material cured for each pattern by the irradiation (Patent Literature). 2, see Patent Document 3).
しかしながら、上記のように感度検出用マスクを利用する方法では、使用する感度検出用マスクによってパターンが形成される基板の光の透過率が異なるので、使用する感度検出用マスクよって検出される感度にバラつきが出てしまう。また、使用する感度検出用マスクに曇りや汚れがある場合にも適切な感度を検出することができず、また、感度検出用マスクの光の透過率は経時変化するので、その変化によって検出される感度が変化してしまう。したがって、上記のように検出される感度にバラつきがでるので、常に最適な光量に調整することは困難である。 However, in the method using the sensitivity detection mask as described above, since the light transmittance of the substrate on which the pattern is formed differs depending on the sensitivity detection mask to be used, the sensitivity detected by the sensitivity detection mask to be used is reduced. The variation comes out. In addition, even if the sensitivity detection mask used is cloudy or dirty, it is not possible to detect an appropriate sensitivity, and the light transmittance of the sensitivity detection mask changes over time, so it is detected by the change. Sensitivity changes. Therefore, since the sensitivity detected as described above varies, it is difficult to always adjust to the optimum light amount.
本発明は、上記のような感光材料の感度検出方法および装置において、常に感光材料の適切な感度を検出することができる感度検出方法および装置、並びに上記感度検出方法および装置により検出された感度に基づいてその感度の補正をする露光補正方法を提供することを目的とするものである。 The present invention provides a sensitivity detection method and apparatus capable of always detecting appropriate sensitivity of a photosensitive material, and sensitivity detected by the sensitivity detection method and apparatus. An object of the present invention is to provide an exposure correction method for correcting the sensitivity based on the above.
本発明の感度検出方法は、感光材料および走査光を相対的に移動させて感光材料を走査光により２次元状に走査する露光装置を用いた感光材料の感度検出方法において、感光材料および走査光の相対的な移動速度を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成し、その形成された複数の感度検出用画像に基づいて感光材料の感度を検出することを特徴とする。 The sensitivity detection method of the present invention is a method for detecting sensitivity of a photosensitive material using an exposure apparatus that relatively moves the photosensitive material and scanning light and scans the photosensitive material two-dimensionally with the scanning light. A plurality of sensitivity detection images scanned at a plurality of recording energies that increase stepwise by changing the relative moving speed of the photosensitive material are formed at different positions on the photosensitive material, respectively. The sensitivity of the photosensitive material is detected based on a plurality of sensitivity detection images.
また、上記感光材料の感度検出方法においては、相対的な移動速度を変化させるとともに、走査光の単位時間あたりの光量を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成し、その形成された複数の感度検出用画像に基づいて感光材料の感度を検出するようにすることができる。 In the photosensitive material sensitivity detection method, the relative movement speed is changed, and the light quantity per unit time of the scanning light is changed to scan the photosensitive material to increase the recording energy stepwise. A plurality of scanned images for sensitivity detection can be formed at different positions of the photosensitive material, respectively, and the sensitivity of the photosensitive material can be detected based on the formed plurality of sensitivity detection images.
また、複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターンを感光材料に複数形成し、その形成された感度検出用パターン毎の感度をそれぞれ検出するようにすることができる。 It is also possible to form a plurality of sensitivity detection patterns composed of a plurality of sensitivity detection images on the photosensitive material and detect the sensitivity for each of the formed sensitivity detection patterns.
本発明の露光補正方法は、上記感度検出方法により検出された感度に基づいて、上記感度の検出された感光材料と同一種類の感光材料の露光装置による露光の際の走査光の記録エネルギーを補正することを特徴とする。 The exposure correction method of the present invention corrects the recording energy of the scanning light at the time of exposure by the exposure apparatus of the same type of photosensitive material as the sensitivity material detected based on the sensitivity detected by the sensitivity detection method. It is characterized by doing.
ここで、上記「同一種類」とは、感光材料の感度が実質的に同一であることを意味する。 Here, the “same type” means that the sensitivity of the photosensitive material is substantially the same.
本発明の感度検出装置は、感光材料および走査光を射出する露光ヘッド部を移動手段により相対的に移動させて感光材料を走査光により２次元状に走査する露光装置を用いた感光材料の感度検出装置において、感光材料および露光ヘッド部の相対的な移動速度を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成するよう移動手段による相対的な移動速度を制御する感度検出用制御手段を備えたことを特徴とする。 The sensitivity detection apparatus of the present invention is a photosensitive material sensitivity using an exposure apparatus in which a photosensitive material and an exposure head for emitting scanning light are relatively moved by a moving means, and the photosensitive material is scanned two-dimensionally by scanning light. In the detection apparatus, a plurality of sensitivity detection images scanned with a plurality of recording energies that increase stepwise by scanning the photosensitive material while changing the relative moving speeds of the photosensitive material and the exposure head unit are respectively recorded on the photosensitive material. Sensitivity detection control means for controlling the relative movement speed of the movement means so as to be formed at different positions is provided.
また、上記感度検出装置においては、感度検出用制御手段を、複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターンが感光材料に複数形成されるよう移動手段による相対的な移動速度を制御するものとすることができる。 Further, in the sensitivity detection apparatus, the sensitivity detection control means controls the relative movement speed by the movement means so that a plurality of sensitivity detection patterns including a plurality of sensitivity detection images are formed on the photosensitive material. can do.
また、感度検出用制御手段を、相対的な移動速度を変化させるとともに、走査光の単位時間あたりの光量を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成するよう移動手段による相対的な移動速度および露光ヘッド部による走査光の単位時間あたりの光量を制御するものとすることができる。 Further, the sensitivity detection control means is scanned with a plurality of recording energies that increase in stages by changing the relative moving speed and changing the light amount per unit time of the scanning light to scan the photosensitive material. The relative moving speed by the moving means and the amount of light per unit time of the scanning light by the exposure head unit can be controlled so as to form a plurality of sensitivity detection images at different positions of the photosensitive material.
また、感度検出用制御手段を、複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターンが感光材料に複数形成されるよう移動手段による相対的な移動速度および露光ヘッド部による走査光の単位時間あたりの光量を制御するものとすることができる。 In addition, the sensitivity detection control unit is configured to change a relative movement speed of the moving unit and a scanning light per unit time of the exposure head unit so that a plurality of sensitivity detection patterns including a plurality of sensitivity detection images are formed on the photosensitive material. The amount of light can be controlled.
本発明の感度検出方法および装置によれば、感光材料および走査光の相対的な移動速度を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成し、その形成された複数の感度検出用画像に基づいて感光材料の感度を検出するようにしたので、上記のように感度検出用マスクを用いた場合と比較すると、感度検出用マスクの影響を受けることがないので、常に感光材料の適切な感度を検出することができる。 According to the sensitivity detection method and apparatus of the present invention, a plurality of sensitivity detections that are scanned with a plurality of recording energies that increase stepwise by scanning the photosensitive material by changing the relative moving speed of the photosensitive material and the scanning light. When the sensitivity detection mask is used as described above, each image is formed at a different position on the photosensitive material and the sensitivity of the photosensitive material is detected based on the formed multiple sensitivity detection images. Compared to the above, since it is not affected by the sensitivity detection mask, the appropriate sensitivity of the photosensitive material can always be detected.
また、上記感光材料の感度検出方法および装置において、相対的な移動速度を変化させるとともに、走査光の単位時間あたりの光量を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成し、その形成された複数の感度検出用画像に基づいて感光材料の感度を検出するようにした場合には、上記移動速度と上記光量との組み合わせによってより細かく段階的に分けられた記録エネルギーの感度検出用画像を形成することができるので、より精度の高い感度検出を行うことができる。また、上記移動速度と上記光量との組み合わせによってより広い範囲の記録エネルギーの感度検出用画像を形成することができるので、より広い範囲の感度を検出することができる。 In the photosensitive material sensitivity detection method and apparatus described above, a plurality of recording energies that increase stepwise by scanning the photosensitive material while changing the relative movement speed and changing the amount of light per unit time of the scanning light. When the plurality of sensitivity detection images scanned in step 1 are formed at different positions on the photosensitive material, and the sensitivity of the photosensitive material is detected based on the formed plurality of sensitivity detection images, the above movement is performed. Since it is possible to form a recording energy sensitivity detection image that is divided more finely and stepwise according to the combination of the speed and the light quantity, more accurate sensitivity detection can be performed. Further, since a sensitivity detection image with a wider range of recording energy can be formed by a combination of the moving speed and the light quantity, a wider range of sensitivity can be detected.
また、複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターンを感光材料に複数形成し、その形成された感度検出用パターン毎の感度をそれぞれ検出するようにするようにした場合には、感光材料の感度の面内バラつきを検出することができる。 In addition, when a plurality of sensitivity detection patterns including a plurality of sensitivity detection images are formed on the photosensitive material and the sensitivity for each of the formed sensitivity detection patterns is detected, In-plane variation in sensitivity can be detected.
本発明の露光補正方法によれば、上記感度検出方法により検出された感度に基づいて、上記感度を検出された感光材料と同一種類の感光材料の露光装置による露光の際の走査光の記録エネルギーを補正するようにしたので、感光材料の感度に合った光量の光を感光材料に照射するようにすることができる。したがって、光量不足によって感光材料が十分に硬化されず、適切な配線パターンが形成されなかったり、過剰な光量によって感光材料が過剰に硬化し、適切な配線パターンが形成されなかったりするのを回避することができる。 According to the exposure correction method of the present invention, based on the sensitivity detected by the sensitivity detection method, the recording energy of the scanning light at the time of exposure by the exposure apparatus of the same type of photosensitive material as the photosensitive material whose sensitivity is detected Therefore, it is possible to irradiate the photosensitive material with an amount of light that matches the sensitivity of the photosensitive material. Therefore, it is avoided that the photosensitive material is not sufficiently cured due to insufficient light quantity and an appropriate wiring pattern is not formed, or that the photosensitive material is excessively cured due to excessive light quantity and an appropriate wiring pattern is not formed. be able to.
以下、図面を参照して本発明の感光材料の感度検出方法および装置の一実施形態について説明する。本発明の感度検出方法および装置は、感光材料および走査光を相対的に移動させて感光材料を走査光により２次元状に走査する露光装置を用いたものであるが、まず、その露光装置について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a method and an apparatus for detecting the sensitivity of a photosensitive material of the present invention will be described with reference to the drawings. The sensitivity detection method and apparatus of the present invention uses an exposure apparatus that relatively moves a photosensitive material and scanning light and scans the photosensitive material two-dimensionally with the scanning light. First, the exposure apparatus is described. explain.
上記露光装置は、図１に示すように、シート状の感光材料１５０を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ１５２を備えている。４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８が設置されている。ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。 As shown in FIG. 1, the exposure apparatus includes a flat plate-like moving stage 152 that holds a sheet-like photosensitive material 150 by adsorbing to the surface. Two guides 158 extending along the stage moving direction are installed on the upper surface of the thick plate-shaped installation table 156 supported by the four legs 154. The stage 152 is arranged so that the longitudinal direction thereof faces the stage moving direction, and is supported by a guide 158 so as to be reciprocally movable.
設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。コ字状のゲート１６０の端部の各々は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０を挟んで一方の側にはスキャナ１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０の先端および後端を検知する複数（例えば２個）のセンサ１６４が設けられている。スキャナ１６２およびセンサ１６４はゲート１６０に各々取り付けられて、ステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２およびセンサ１６４は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。 A U-shaped gate 160 is provided at the center of the installation table 156 so as to straddle the movement path of the stage 152. Each of the ends of the U-shaped gate 160 is fixed to both side surfaces of the installation table 156. A scanner 162 is provided on one side of the gate 160, and a plurality of (for example, two) sensors 164 for detecting the front and rear ends of the photosensitive material 150 are provided on the other side. The scanner 162 and the sensor 164 are respectively attached to the gate 160 and fixedly arranged above the moving path of the stage 152. The scanner 162 and the sensor 164 are connected to a controller (not shown) that controls them.
スキャナ１６２は、図２および図３（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、感光材料１５０の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置してある。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６mnと表記する。 As shown in FIGS. 2 and 3B, the scanner 162 includes a plurality of (for example, 14) exposure heads 166 arranged in an approximately matrix of m rows and n columns (for example, 3 rows and 5 columns). . In this example, four exposure heads 166 are arranged in the third row in relation to the width of the photosensitive material 150. In addition, when showing each exposure head arranged in the m-th row and the n-th column, it is expressed as an exposure head 166 mn .
露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、図３（Ｂ）に示すように、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には、図２および図３（Ａ）に示すように、露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８ｍｎと表記する。 As shown in FIG. 3B, the exposure area 168 by the exposure head 166 has a rectangular shape with the short side in the sub-scanning direction. Accordingly, as the stage 152 moves, a strip-shaped exposed area 170 is formed for each exposure head 166 in the photosensitive material 150 as shown in FIGS. 2 and 3A. In addition, when showing the exposure area by each exposure head arranged in the m-th row and the n-th column, it is expressed as an exposure area 168 mn .
また、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本例では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８11と露光エリア１６８12との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８21と３行目の露光エリア１６８31とにより露光することができる。 Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, each of the exposure heads in each row arranged in a line so that the strip-shaped exposed regions 170 are arranged in the direction orthogonal to the sub-scanning direction without gaps. These are arranged with a predetermined interval (natural number times the long side of the exposure area, twice in this example) in the arrangement direction. Therefore, can not be exposed portion between the exposure area 168 11 in the first row and the exposure area 168 12, it can be exposed by the second row of the exposure area 168 21 and the exposure area 168 31 in the third row.
露光ヘッド１６６11〜１６６mn各々は、図４に示すように、入射されたレーザ光を画像情報に応じて各画素部毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。 As shown in FIG. 4, each of the exposure heads 166 11 to 166 mn uses a digital micromirror device (DMD) as a spatial light modulation element that modulates incident laser light for each pixel unit according to image information. 50.
ＤＭＤ５０は、図５に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、微小ミラーであるマイクロミラー６２が支柱により支持されて配置されたものであり、画素部を構成するマイクロミラー６２を格子状に配列して構成されたミラーデバイスである。マイクロミラー６２の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上である。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジおよびヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシックに構成されている。 As shown in FIG. 5, the DMD 50 includes a micromirror 62, which is a micromirror, supported by a support column on an SRAM cell (memory cell) 60. The micromirror 62 constituting the pixel unit is a lattice. It is a mirror device arranged in a shape. A material having high reflectivity such as aluminum is deposited on the surface of the micromirror 62. The reflectance of the micromirror 62 is 90% or more. A silicon gate CMOS SRAM cell 60 manufactured in a normal semiconductor memory manufacturing line is disposed directly below the micromirror 62 via a support including a hinge and a yoke, and the entire structure is monolithic. ing.
ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０に画像情報に基づくデジタル信号が書き込まれると、そのデジタル信号に応じて、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。図６（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図６（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。オン状態のマイクロミラー６２で反射したレーザ光Ｂが進行する方向に感光材料１５０を配置し、オフ状態のマイクロミラー６２で反射したレーザ光Ｂが進行する方向に光吸収体（図示せず）を配置することにより、画像情報に応じた像を感光材料１５０上に結像させることができる。 When a digital signal based on the image information is written in the SRAM cell 60 of the DMD 50, the micromirror 62 supported by the support according to the digital signal is ± α with respect to the substrate side on which the DMD 50 is disposed with the diagonal line as the center. It is tilted within a range of degrees (for example, ± 10 degrees). 6A shows a state where the micromirror 62 is tilted to + α degrees when the micromirror 62 is in the on state, and FIG. 6B shows a state where the micromirror 62 is tilted to −α degrees when the micromirror 62 is in the off state. The photosensitive material 150 is disposed in the direction in which the laser light B reflected by the micromirror 62 in the on state travels, and a light absorber (not shown) is disposed in the direction in which the laser light B reflected by the micromirror 62 in the off state travels. By arranging, an image corresponding to the image information can be formed on the photosensitive material 150.
また、ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組配列されているが、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、０．１°〜１°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。具体的には、たとえば、図７に示すように、Ｘ方向に１０２４画素のマイクロミラーを１４μｍのピッチで配列するとともに、Ｘ方向に直交するＹ方向に２２０画素のマイクロミラーを１４μｍのピッチで配置して３０６６μｍ×１４３２２μｍの大きさのＤＭＤ５０を構成し、このＤＭＤ５０を、副走査方向（ステージ移動方向に対して逆方向）がＹ方向に対して角度θ傾くように配置するようにすればよい。なお、図７において点線で示された画素列は、角度θの算出の仕方を説明するために記載したものであり、実際には存在しない画素列である。そして、角度θはｔａｎθ＝１４μｍ／（１４μｍ×２２０画素）から導き出された値となる。上記のようにＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラー６２から射出された射出光に応じたスポット像のピッチを、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合のピッチより狭くすることができ、解像度を大幅に向上させることができる。なお、上記のようにＤＭＤ５０を構成すれば、図８に示すように、副走査方向に直交する主走査方向についての、マイクロミラー６２のピッチは０．０６３６μｍとなる。 In the DMD 50, a plurality of micromirror arrays in which a plurality of micromirrors are arranged in the longitudinal direction are arranged in the short direction, and the short side of the DMD 50 is at a predetermined angle θ (for example, 0. (1 ° to 1 °) is preferably inclined slightly. Specifically, for example, as shown in FIG. 7, 1024 pixel micromirrors are arranged at a pitch of 14 μm in the X direction, and 220 pixel micromirrors are arranged at a pitch of 14 μm in the Y direction orthogonal to the X direction. Thus, a DMD 50 having a size of 3066 μm × 14322 μm may be configured, and the DMD 50 may be arranged so that the sub-scanning direction (the direction opposite to the stage moving direction) is inclined at an angle θ with respect to the Y direction. Note that the pixel columns indicated by dotted lines in FIG. 7 are described for explaining how to calculate the angle θ, and are pixel columns that do not actually exist. The angle θ is a value derived from tan θ = 14 μm / (14 μm × 220 pixels). By tilting the DMD 50 as described above, the pitch of the spot image corresponding to the light emitted from each micromirror 62 can be made narrower than the pitch when the DMD 50 is not tilted, and the resolution is greatly improved. be able to. If the DMD 50 is configured as described above, the pitch of the micromirrors 62 in the main scanning direction orthogonal to the sub-scanning direction is 0.0636 μm, as shown in FIG.
ＤＭＤ５０の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア１６８の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部６８を備えたファイバアレイ光源６６、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系６７、このレンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９がこの順に配置されている。上記レンズ系６７は、ファイバアレイ光源６６から出射した照明光としてのレーザ光を集光するとともに、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてＤＭＤ５０に入射させるものである。 On the light incident side of the DMD 50, a fiber array light source 66 including a laser emitting portion 68 in which the emitting end portion (light emitting point) of the optical fiber is arranged in a line along a direction corresponding to the long side direction of the exposure area 168, A lens system 67 that corrects laser light emitted from the fiber array light source 66 and collects the light on the DMD, and a mirror 69 that reflects the laser light transmitted through the lens system 67 toward the DMD 50 are arranged in this order. The lens system 67 condenses laser light as illumination light emitted from the fiber array light source 66 and makes it enter the DMD 50 as a light beam that is close to parallel light and has a uniform beam cross-sectional intensity.
また、ＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光を、感光材料１５０上に結像する結像光学系５１が配置されている。この結像光学系５１は、ＤＭＤ５０の各画素部において反射された射出光をそれぞれ感光材料１５０にスポット像として結像させるものである。具体的には、たとえば、図９に示すように、Ｘ方向およびＹ方向のスポット像のピッチが、図７に示すＸ方向およびＹ方向の画素ピッチの５倍の７０μｍとなるように結像光学系５１を構成するようにすればよい。上記のように構成した場合、ＤＭＤ５０により結像されるエリアの大きさは１５３３０μｍ×７１６１０μｍである。また、スポット像のサイズは、結像光学系５１に含まれるマイクロレンズアレイによって調整されるが、結像光学系５１の光学倍率に従うだけでなく、結像光学系５１に含まれるアパーチャなどによっても調整され、１０μｍとするのが望ましい。また、上記のように結像光学系５１を構成すれば、図１０に示すように、副走査方向に直交する主走査方向についての、スポット像の配列ピッチは０．３１８μｍとなる。また、スポット像のサイズとしては１０μｍに限らず、上記主走査方向のスポット像の配列ピッチ以上、望ましくは、上記配列ピッチの２倍以上とすればよい。なお、スポット像のサイズとしては、たとえば、スポット像においてそのスポット像の最大光強度の１／ｅ2の光強度が照射される領域のサイズを用いることができる。また、サイズとは、上記主走査方向の幅を意味し、たとえば、スポット像が円である場合には、その径であり、スポット像が矩形である場合には、その上記主走査方向の辺の長さである。 Further, on the light reflection side of the DMD 50, an image forming optical system 51 for forming an image of the laser light reflected by the DMD 50 on the photosensitive material 150 is disposed. The imaging optical system 51 forms the emitted light reflected from each pixel portion of the DMD 50 as a spot image on the photosensitive material 150. Specifically, for example, as shown in FIG. 9, the imaging optics so that the pitch of the spot images in the X and Y directions is 70 μm, which is five times the pixel pitch in the X and Y directions shown in FIG. The system 51 may be configured. When configured as described above, the size of the area imaged by the DMD 50 is 15330 μm × 71610 μm. Further, the size of the spot image is adjusted by the microlens array included in the imaging optical system 51, but not only according to the optical magnification of the imaging optical system 51 but also by the aperture included in the imaging optical system 51. It is preferably adjusted to 10 μm. If the imaging optical system 51 is configured as described above, as shown in FIG. 10, the spot image arrangement pitch in the main scanning direction orthogonal to the sub-scanning direction is 0.318 μm. Further, the size of the spot image is not limited to 10 μm, and may be set to be equal to or larger than the arrangement pitch of the spot images in the main scanning direction, and preferably twice or more than the arrangement pitch. In addition, as the size of the spot image, for example, the size of a region irradiated with a light intensity 1 / e 2 of the maximum light intensity of the spot image can be used. The size means the width in the main scanning direction. For example, if the spot image is a circle, the size is the diameter. If the spot image is a rectangle, the side in the main scanning direction is used. Is the length of
また、上記露光装置は、全体制御部３００を備えており、この全体制御部３００には、図１１に示すように、変調回路３０１が接続され、この変調回路３０１にはＤＭＤ５０を制御するコントローラ３０２が接続されている。コントローラ３０２においては、入力された画像情報に基づいて、ＤＭＤ５０の各マイクロミラー６２を駆動制御する制御信号が生成され、この制御信号に応じてＤＭＤ５０の各マイクロミラー６２の反射面の角度が制御される。全体制御部３００には、ファイバアレイ光源６６を駆動するＬＤ駆動回路３０３が接続されている。さらにこの全体制御部３００には、ステージ１５２を駆動するステージ駆動装置３０４が接続されている。 Further, the exposure apparatus includes an overall control unit 300, and a modulation circuit 301 is connected to the overall control unit 300 as shown in FIG. 11, and a controller 302 that controls the DMD 50 is connected to the modulation circuit 301. Is connected. The controller 302 generates a control signal for driving and controlling each micromirror 62 of the DMD 50 based on the input image information, and the angle of the reflection surface of each micromirror 62 of the DMD 50 is controlled according to this control signal. The An LD drive circuit 303 that drives the fiber array light source 66 is connected to the overall control unit 300. Furthermore, a stage driving device 304 that drives the stage 152 is connected to the overall control unit 300.
次に、上記露光装置の動作について説明する。まず、図１１に示すＬＤ駆動回路３０３０によりファイバアレイ光源６６が駆動され、スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６において、ファイバアレイ光源６６のレーザ出射部６８からレーザ光が出射される。ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光はレンズ系６７に入射し、レンズ系６７において補正されてミラー６９に入射され、ミラー６９で反射してＤＭＤ５０に照射される。そして、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光は結像光学系５１に入射し、結像光学系５１により感光材料１５０上に結像される。 Next, the operation of the exposure apparatus will be described. First, the fiber array light source 66 is driven by the LD drive circuit 3030 shown in FIG. 11, and laser light is emitted from the laser emission unit 68 of the fiber array light source 66 in each exposure head 166 of the scanner 162. The laser light emitted from the fiber array light source 66 enters the lens system 67, is corrected by the lens system 67, enters the mirror 69, is reflected by the mirror 69, and is applied to the DMD 50. Then, the laser beam reflected by the DMD 50 enters the imaging optical system 51 and forms an image on the photosensitive material 150 by the imaging optical system 51.
上記のようにしてＤＭＤ５０にレーザ光が入射されるとともに、画像情報に応じたデジタル信号が図１１に示す変調回路３０１からＤＭＤ５０のコントローラ３０２に入力され、そのフレームメモリに一旦記憶される。この画像情報は、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。なお、露光装置に入力される画像情報は、ＣＡＤまたはＣＡＭデータなどのベクトルデータであり、このベクトルデータは、たとえば、直線であれば、始点（Ｘ、Ｙ）、終点（Ｘ、Ｙ）、線の太さ情報がある。露光装置は、上記のようなベクトルデータをＲＩＰ（ラスターイメージプロセッサ）（図示省略）によりビットマップデータに変換する。たとえば、２０μｍ幅の斜線のベクトルデータを１２７００ｄｐｉの記録解像度でビットマップデータに変換した場合には、１ｉｎｃｈ（＝２５４００μｍ）／１２７００ｄｏｔ＝２μｍより、２μｍピッチのビットマップデータに変換される。そして、図１２に示す黒い部分にスポット像が結像されるようにＤＭＤ５０のマイクロミラー６２がオンオフ制御されることになる。なお、上記図１０に示すようにスポット像が結像されるようにＤＭＤ５０および結像光学系５１を構成するようにした場合には、図１３に示すように、ビットマップデータを構成する最小要素の２μｍ四方内に５個のスポット像の中心が位置することになる。なお、スポット像のサイズは、上記ビットマップデータの最小要素の幅２μｍよりも大きくすることが望ましく、より好ましくは上記幅の２倍以上である。また、スポット像のサイズは、隣接する上記最小要素の重心の距離の平均以上としてもよい。 As described above, laser light is incident on the DMD 50, and a digital signal corresponding to the image information is input from the modulation circuit 301 shown in FIG. 11 to the controller 302 of the DMD 50 and temporarily stored in the frame memory. This image information is data representing the density of each pixel constituting the image as binary values (whether or not dots are recorded). The image information input to the exposure apparatus is vector data such as CAD or CAM data. For example, if the vector data is a straight line, the start point (X, Y), end point (X, Y), line There is thickness information. The exposure apparatus converts the vector data as described above into bitmap data using a RIP (raster image processor) (not shown). For example, when vector data with diagonal lines with a width of 20 μm is converted into bitmap data with a recording resolution of 12700 dpi, the data is converted into bitmap data with a pitch of 2 μm from 1 inch (= 25400 μm) / 12700 dots = 2 μm. Then, the micromirror 62 of the DMD 50 is on / off controlled so that a spot image is formed on the black portion shown in FIG. When the DMD 50 and the imaging optical system 51 are configured so that a spot image is formed as shown in FIG. 10, the minimum element constituting the bitmap data as shown in FIG. The center of five spot images is located within 2 μm square. Note that the size of the spot image is desirably larger than the width of 2 μm of the minimum element of the bitmap data, and more preferably twice or more the width. Further, the size of the spot image may be equal to or larger than the average of the distances of the centroids of the adjacent minimum elements.
一方、感光材料１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図１１に示すステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に所定の速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられたセンサ１６４により感光材料１５０の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、その画像データに基づいて各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、上記のようにして生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラー６２の各々がオンオフ制御される。 On the other hand, the stage 152 that has adsorbed the photosensitive material 150 to the surface is moved at a predetermined speed from the upstream side to the downstream side of the gate 160 along the guide 158 by the stage driving device 304 shown in FIG. When the leading edge of the photosensitive material 150 is detected by the sensor 164 attached to the gate 160 when the stage 152 passes under the gate 160, the image data stored in the frame memory is sequentially read out for each of a plurality of lines. A control signal is generated for each exposure head 166 based on the image data. Based on the control signal generated as described above, each of the micromirrors 62 of the DMD 50 is on / off controlled for each exposure head 166.
ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光は、ＤＭＤ５０の画素部毎にオンオフ制御されて、感光材料１５０がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位で露光される。また、感光材料１５０がステージ１５２と共に所定の速度で移動されることにより、感光材料１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。 The laser light emitted from the fiber array light source 66 is on / off controlled for each pixel portion of the DMD 50, and the photosensitive material 150 is exposed in units of pixels that are approximately the same number as the number of used pixels of the DMD 50. Further, when the photosensitive material 150 is moved at a predetermined speed together with the stage 152, the photosensitive material 150 is sub-scanned in the direction opposite to the stage moving direction by the scanner 162, and a strip-shaped exposed region 170 for each exposure head 166. Is formed.
そして、スキャナ１６２による感光材料１５０の副走査が終了し、センサ１６４で感光材料１５０の後端が検出されると、ステージ１５２は、ステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に所定の速度で移動される。 When the sub-scan of the photosensitive material 150 by the scanner 162 is completed and the rear end of the photosensitive material 150 is detected by the sensor 164, the stage 152 moves the uppermost stream of the gate 160 along the guide 158 by the stage driving device 304. It returns to the origin on the side, and is moved again along the guide 158 from the upstream side to the downstream side of the gate 160 at a predetermined speed.
次に、上記のような露光装置を用いて感光材料の感度を検出する方法および装置について説明する。 Next, a method and apparatus for detecting the sensitivity of a photosensitive material using the above exposure apparatus will be described.
本感度検出方法および装置においては、上記のような露光装置を用いて、まず、図１４に示すような、矩形状の照射エリア１０が感光材料１５０上に結像されるようにする。具体的には、図１１に示すように、上記露光装置の全体制御部３００に感度検出用制御手段３０５を設け、この感度検出用制御手段３０５の制御信号によりＤＭＤ５０およびファイバアレイ光源６６を制御して、図１４に示すような照射エリア１０が感光材料１５０に結像されるようにする。照射エリア１０は、図１４に示すように、ステージ移動方向の幅が１．５ｃｍ、ステージ移動方向の直交する方向の幅が７．２ｃｍの矩形状のエリアであり、この照射エリア１０内には、径が１０μｍのスポット像が７０μｍピッチで２次元に配置されている。照射エリア１０内におけるスポット像の数は、（７．２ｃｍ／７０μｍ）×（１．５ｃｍ／７０μｍ）＝２２００００個である。そして、上記照射エリア１０内は、２５０ｍＷのレーザーパワーで照射される。なお、上記照射エリア１０は、１つの露光ヘッド１６６により照射されるものである。 In this sensitivity detection method and apparatus, first, the exposure area as described above is used to form an image of the rectangular irradiation area 10 on the photosensitive material 150 as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 11, a sensitivity detection control unit 305 is provided in the overall control unit 300 of the exposure apparatus, and the DMD 50 and the fiber array light source 66 are controlled by a control signal from the sensitivity detection control unit 305. Thus, the irradiation area 10 as shown in FIG. 14 is imaged on the photosensitive material 150. As shown in FIG. 14, the irradiation area 10 is a rectangular area having a width of 1.5 cm in the stage moving direction and a width of 7.2 cm in the direction perpendicular to the stage moving direction. Spot images with a diameter of 10 μm are two-dimensionally arranged at a pitch of 70 μm. The number of spot images in the irradiation area 10 is (7.2 cm / 70 μm) × (1.5 cm / 70 μm) = 220,000. The inside of the irradiation area 10 is irradiated with a laser power of 250 mW. The irradiation area 10 is irradiated by one exposure head 166.
そして、上記のように感光材料１５０に照射エリア１０が結像された状態で、感度検出用制御手段３５０の制御信号に基づいてステージ駆動装置３０４が制御され、ステージ駆動装置３０４によりステージ１５２が駆動され、ステージ移動方向に感光材料１５０が移動する。したがって、図１５に示すように、最初に照射された照射エリアがＲ０とすると、照射エリアは、ステージ移動方向とは反対方向に位置Ｒ０から位置Ｒ１へ、次に位置Ｒ１から位置Ｒ２へ、そして、位置Ｒ２から位置Ｒ３へと順次移動する。なお、位置Ｒ０から位置Ｒ３へと移動して行く際には、照射エリア１０は所定の移動速度で途中で停止することなく移動していくものとする。上記のようにレーザ光が照射された状態の照射エリア１０の位置を移動させることにより、図１５に示すように、前に照射された照射エリア１０と重なりをもちつつ照射エリア１０が移動するので、照射エリア１０の移動にともなってグラデーション状に記録エネルギーが増加する画像が感光材料１５０に露光される。 Then, with the irradiation area 10 imaged on the photosensitive material 150 as described above, the stage driving device 304 is controlled based on the control signal of the sensitivity detection control means 350, and the stage 152 is driven by the stage driving device 304. Then, the photosensitive material 150 moves in the stage moving direction. Therefore, as shown in FIG. 15, if the irradiation area irradiated first is R0, the irradiation area is in the direction opposite to the stage moving direction from position R0 to position R1, then from position R1 to position R2, and , Sequentially move from position R2 to position R3. In addition, when moving from the position R0 to the position R3, the irradiation area 10 is moved without stopping at a predetermined moving speed. By moving the position of the irradiation area 10 in the state where the laser beam is irradiated as described above, the irradiation area 10 moves while overlapping with the irradiation area 10 irradiated before, as shown in FIG. The photosensitive material 150 is exposed to an image whose recording energy increases in a gradation as the irradiation area 10 moves.
そして、図１６に示すように、照射エリア１０の位置Ｒｎの最下流側の位置Ｐｎが、最初に照射された照射エリア１０の位置Ｒ０の最上流側の位置Ｐ１から所定の距離移動した位置まで移動したとき、感度検出用制御手段３５０からの制御信号に基づいてファイバアレイ光源６６からのレーザ光の射出が停止される。本実施形態においては、照射エリア１０の位置Ｒｎの最下流側の位置Ｐｎが、最初に照射された照射エリア１０の位置Ｒ０の最上流側の位置Ｐ１から０．４ｃｍ移動した位置まで移動したとき、ファイバアレイ光源６６からのレーザ光の射出を停止する。つまり、照射エリア１０が位置Ｒ０から２ｃｍ移動したときにファイバアレイ光源６６からのレーザ光の射出を停止する。 Then, as shown in FIG. 16, the position Pn on the most downstream side of the position Rn of the irradiation area 10 reaches a position moved by a predetermined distance from the position P1 on the most upstream side of the position R0 of the irradiation area 10 that was irradiated first. When moved, the emission of the laser light from the fiber array light source 66 is stopped based on the control signal from the sensitivity detection control means 350. In the present embodiment, when the position Pn on the most downstream side of the position Rn of the irradiation area 10 moves to a position moved 0.4 cm from the position P1 on the most upstream side of the position R0 of the irradiation area 10 that was irradiated first. Then, the emission of the laser light from the fiber array light source 66 is stopped. That is, when the irradiation area 10 moves 2 cm from the position R0, the emission of the laser light from the fiber array light source 66 is stopped.
上記のようにして照射エリア１０を移動させて感光材料１５０を走査した場合の感光材料１５０上の所定の走査位置とその走査位置における記録エネルギーの大きさとの関係を示すグラフを図１７に示す。なお、ステージ１５２の移動速度は０．１ｃｍ/ｓである。図１７は、レーザ光の照射開始時における照射エリア１０の最下流側の位置Ｐ０を０ｃｍとし、その位置から０．１ｃｍずつ上流側に離れた位置における記録エネルギーの大きさを示したものである。図１７に示すように、感光材料１５０の照射されるレーザ光の記録エネルギーは、０ｃｍ〜１．６ｃｍまでは上流側にいくに連れて次第に増加していき、１．６ｃｍの位置から２．０ｃｍの位置までは一定となり、２．０ｃｍ〜３．６ｃｍの位置までは上流側にいくに連れて次第に減少していく。上記のようにして感光材料１５０を露光することにより１．６ｃｍの位置から２．０ｃｍの位置までの範囲において一定の記録エネルギーの画像を形成することができる。 FIG. 17 is a graph showing the relationship between a predetermined scanning position on the photosensitive material 150 and the recording energy magnitude at the scanning position when the photosensitive material 150 is scanned by moving the irradiation area 10 as described above. The moving speed of the stage 152 is 0.1 cm / s. FIG. 17 shows the magnitude of the recording energy at a position P0 on the most downstream side of the irradiation area 10 at the start of laser light irradiation, 0 cm away from the position by 0.1 cm upstream. . As shown in FIG. 17, the recording energy of the laser beam irradiated on the photosensitive material 150 gradually increases from 0 cm to 1.6 cm as it goes upstream, and from the 1.6 cm position to 2.0 cm. It becomes constant up to the position of, and gradually decreases toward the upstream side up to the position of 2.0 cm to 3.6 cm. By exposing the photosensitive material 150 as described above, an image having a constant recording energy can be formed in a range from a position of 1.6 cm to a position of 2.0 cm.
次に、上記と同様に照射エリア１０を移動させながら感光材料１５０を走査していくとともに、ステージ１５２の移動速度を０．５ｃｍ／ｓ、１ｃｍ／ｓ、２ｃｍ／ｓ、４ｃｍ／ｓ、８ｃｍ／ｓと順次変化させながら感光材料１５０を走査した際の、感光材料１５０上の所定の走査位置とその走査位置における記録エネルギーの大きさとの関係を示すグラフを図１８に示す。具体的には、まず、照射エリア１０の最下流側の位置Ｐ０が０ｃｍの位置にあるときレーザ光の照射を開始し、ステージ１５２を０．５ｃｍ／ｓで移動させて位置Ｐ０が３ｃｍの位置にきたときレーザ光の照射を停止する。そして、ステージ１５２の移動速度を１ｃｍ／ｓに変更して移動させ、照射エリア１０の位置Ｐ０が５ｃｍの位置にきたとき再びレーザ光の照射を開始し、ステージ１５２を１ｃｍ／ｓで移動させて位置Ｐ０が８．２ｃｍの位置にきたときレーザ光の照射を停止する。そして、ステージ１５２の移動速度を２ｃｍ／ｓに変更して移動させ、照射エリア１０の位置Ｐ０が１０ｃｍの位置にきたとき再びレーザ光の照射を開始し、ステージ１５２を２ｃｍ／ｓで移動させて位置Ｐ０が１３．２ｃｍの位置にきたときレーザ光の照射を停止する。そして、ステージ１５２の移動速度を４ｃｍ／ｓに変更して移動させ、照射エリア１０の位置Ｐ０が１５ｃｍの位置にきたとき再びレーザ光の照射を開始し、ステージ１５２を４ｃｍ／ｓで移動させて位置Ｐ０が１８．２ｃｍの位置にきたときレーザ光の照射を停止する。そして、ステージ１５２の移動速度を８ｃｍ／ｓに変更して移動させ、照射エリア１０の位置Ｐ０が２０ｃｍの位置にきたとき再びレーザ光の照射を開始し、ステージ１５２を８ｃｍ／ｓで移動させて位置Ｐ０が２３．２ｃｍの位置にきたときレーザ光の照射を停止する。 Next, the photosensitive material 150 is scanned while moving the irradiation area 10 as described above, and the moving speed of the stage 152 is set to 0.5 cm / s, 1 cm / s, 2 cm / s, 4 cm / s, 8 cm / s. FIG. 18 is a graph showing the relationship between a predetermined scanning position on the photosensitive material 150 and the magnitude of recording energy at the scanning position when the photosensitive material 150 is scanned while being sequentially changed from s. Specifically, first, when the position P0 on the most downstream side of the irradiation area 10 is at a position of 0 cm, laser beam irradiation is started, the stage 152 is moved at 0.5 cm / s, and the position P0 is a position at 3 cm. When it comes to the laser beam irradiation is stopped. Then, the moving speed of the stage 152 is changed to 1 cm / s and moved. When the position P0 of the irradiation area 10 reaches a position of 5 cm, the laser beam irradiation is started again, and the stage 152 is moved at 1 cm / s. When the position P0 comes to a position of 8.2 cm, the laser beam irradiation is stopped. Then, the moving speed of the stage 152 is changed to 2 cm / s and moved. When the position P0 of the irradiation area 10 reaches the position of 10 cm, the laser beam irradiation is started again, and the stage 152 is moved at 2 cm / s. When the position P0 comes to a position of 13.2 cm, the laser beam irradiation is stopped. Then, the moving speed of the stage 152 is changed to 4 cm / s and moved. When the position P0 of the irradiation area 10 reaches the position of 15 cm, the laser beam irradiation is started again, and the stage 152 is moved at 4 cm / s. When the position P0 comes to the position of 18.2 cm, the laser beam irradiation is stopped. Then, the moving speed of the stage 152 is changed to 8 cm / s and moved. When the position P0 of the irradiation area 10 reaches the position of 20 cm, the laser beam irradiation is started again, and the stage 152 is moved at 8 cm / s. When the position P0 comes to the position of 23.2 cm, the laser beam irradiation is stopped.
上記のようにして感光材料１５０を走査した場合には、図１８に示すように、上記の各移動速度で走査された範囲のそれぞれにおいて、その移動速度に応じた一定の記録エネルギーで走査された感度検出用画像が形成される。つまり、ステージ１５２を０．５ｃｍ／ｓで移動させてレーザ光を照射した範囲では、７１ｍＪ／ｃｍ2の記録エネルギーで走査された感度検出用画像が形成され、ステージ１５２を１ｃｍ／ｓで移動させてレーザ光を照射した範囲では、３６ｍＪ／ｃｍ2の記録エネルギーで走査された感度検出用画像が形成され、ステージ１５２を２ｃｍ／ｓで移動させてレーザ光を照射した範囲では、１８ｍＪ／ｃｍ2の記録エネルギーで走査された感度検出用画像が形成され、ステージ１５２を４ｃｍ／ｓで移動させてレーザ光を照射した範囲では、９ｍＪ／ｃｍ2の記録エネルギーで走査された感度検出用画像が形成され、ステージ１５２を８ｃｍ／ｓで移動させてレーザ光を照射した範囲では、４ｍＪ／ｃｍ2の記録エネルギーで走査された感度検出用画像が形成され、上記のように段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像がそれぞれ感光材料１５０の異なる位置に形成される。上記のようにして形成された複数の感度検出用画像を模式的に示す図を図１９に示す。 When the photosensitive material 150 is scanned as described above, as shown in FIG. 18, in each of the ranges scanned at the respective moving speeds, scanning was performed with a constant recording energy corresponding to the moving speed. A sensitivity detection image is formed. That is, in the range where the stage 152 is moved at 0.5 cm / s and the laser beam is irradiated, a sensitivity detection image scanned with a recording energy of 71 mJ / cm 2 is formed, and the stage 152 is moved at 1 cm / s. In the range irradiated with laser light, a sensitivity detection image scanned with a recording energy of 36 mJ / cm 2 is formed, and in the range irradiated with laser light by moving the stage 152 at 2 cm / s, 18 mJ / cm 2. A sensitivity detection image scanned with a recording energy of 9 mJ / cm 2 is formed in a range in which the stage 152 is moved at 4 cm / s and laser light is irradiated. In the range where the stage 152 is moved at 8 cm / s and the laser beam is irradiated, sensitivity detection is performed by scanning with a recording energy of 4 mJ / cm 2. A plurality of sensitivity detection images scanned with a plurality of recording energies that increase stepwise as described above are formed at different positions on the photosensitive material 150, respectively. FIG. 19 schematically shows a plurality of sensitivity detection images formed as described above.
そして、たとえば、感光材料１５０が、銅板の表面にレジスト膜を形成した基板である場合には、上記のように複数の感度検出用画像１０を露光した後に現像し、その現像後に銅板上に残されたレジスト膜の膜厚を測定することによりこの感光材料の感度を検出することができる。具体的には、たとえば、上記のようにして照射エリア１０の移動速度を変化させた場合において、銅板上に形成されたレジスト膜の膜厚を示すグラフを図２０に示す。図２０に示すように、ステージ１５２を０．５ｃｍ／ｓで移動させた範囲では、７１ｍＪ／ｃｍ2の記録エネルギーで走査された感度検出用画像に対して、２０μｍの厚さのレジスト膜が形成され、ステージ１５２を１ｃｍ／ｓで移動させた範囲では、３６ｍＪ／ｃｍ2の記録エネルギーで走査された感度検出用画像に対して、１６μｍの厚さのレジスト膜が形成され、ステージ１５２を２ｃｍ／ｓで移動させた範囲では、１８ｍＪ／ｃｍ2の記録エネルギーで走査された感度検出用画像に対して、８μｍの厚さのレジスト膜が形成され、ステージ１５２を４ｃｍ／ｓおよび８ｃｍ／ｓで移動させた範囲における９ｍＪ／ｃｍ2の記録エネルギーで走査された感度検出用画像および４ｍＪ／ｃｍ2の記録エネルギーで走査された感度検出用画像に対しては、レジスト膜は形成されない。上記のようにして形成されたレジスト膜を模式的に示す図を図２１に示す。上記のようなレジスト膜の形成状態から、上記感光材料は９ｍＪ／ｃｍ2および４ｍＪ／ｃｍ2の記録エネルギーに対して感度がないことになる。また、レジスト膜の膜厚が、１６μｍで十分である場合には、上記感光材料の感度、つまり上記感光材料に適した記録エネルギーは３６ｍＪ／ｃｍ2であるといえる。 For example, when the photosensitive material 150 is a substrate on which a resist film is formed on the surface of a copper plate, as described above, the plurality of sensitivity detection images 10 are developed after exposure, and after the development, they remain on the copper plate. The sensitivity of the photosensitive material can be detected by measuring the thickness of the resist film formed. Specifically, for example, when the moving speed of the irradiation area 10 is changed as described above, a graph showing the film thickness of the resist film formed on the copper plate is shown in FIG. As shown in FIG. 20, in the range where the stage 152 is moved at 0.5 cm / s, a resist film having a thickness of 20 μm is formed on the sensitivity detection image scanned with a recording energy of 71 mJ / cm 2. In the range in which the stage 152 is moved at 1 cm / s, a resist film having a thickness of 16 μm is formed on the sensitivity detection image scanned with a recording energy of 36 mJ / cm 2 , and the stage 152 is moved to 2 cm / s. In the range moved by s, a resist film having a thickness of 8 μm is formed on the sensitivity detection image scanned with a recording energy of 18 mJ / cm 2 , and the stage 152 is moved at 4 cm / s and 8 cm / s. 9 mJ / cm 2 sensitivity detection images scanned by the recording energy and 4 mJ / cm 2 pairs in the scanning sensitivity detection image at recording energy in the range obtained by Thus, a resist film is not formed. FIG. 21 schematically shows the resist film formed as described above. From the state of formation of the resist film as described above, the photosensitive material would not sensitive to recording energy of 9 mJ / cm 2 and 4 mJ / cm 2. When the film thickness of the resist film is 16 μm, the sensitivity of the photosensitive material, that is, the recording energy suitable for the photosensitive material is 36 mJ / cm 2 .
そして、上記のようにして適切な記録エネルギーが検出された感光材料と同一種類の感光材料を用いて上記露光装置で露光する際には、上記記録エネルギーと同じ記録エネルギーとなるように補正するようにすることができる。補正の方法については、たとえば、ＬＤ駆動回路３０３を制御してファイバアレイ光源６６から出射されるレーザ光の単位時間あたりの光量を制御するようにしてもよいし、ステージ駆動装置３０４を制御してステージ１５２の移動速度を制御するようにしてもよい。 When exposure is performed with the exposure apparatus using the same type of photosensitive material as that for which appropriate recording energy has been detected as described above, correction is performed so that the recording energy is the same as the recording energy. Can be. As for the correction method, for example, the LD driving circuit 303 may be controlled to control the amount of laser light emitted from the fiber array light source 66 per unit time, or the stage driving device 304 may be controlled. The moving speed of the stage 152 may be controlled.
また、上記実施形態においては、ステージ１５２の移動速度を変化させることにより、段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像を形成するようにしたが、露光装置がステージ１５２ではなく露光ヘッドを移動させることにより感光材料を走査するものである場合には、露光ヘッドの移動速度を変化させることにより、上記複数の感度検出用画像を形成するようにしてもよく、また、ステージと露光ヘッドの両方を移動させることにより感光材料を走査するものである場合には、ステージと露光ヘッドの少なくとも一方の移動速度を変化させることにより、上記複数の感度検出用画像を形成するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, a plurality of sensitivity detection images that are scanned with a plurality of recording energies that increase in stages are formed by changing the moving speed of the stage 152. If the photosensitive material is scanned by moving the exposure head instead of 152, the plurality of sensitivity detection images may be formed by changing the moving speed of the exposure head. In the case where the photosensitive material is scanned by moving both the stage and the exposure head, the plurality of sensitivity detection images are formed by changing the moving speed of at least one of the stage and the exposure head. You may do it.
また、ステージや露光ヘッドの移動速度を変化させるだけでなく、感光材料に照射されるレーザ光の単位時間あたりの光量も変化させることにより、段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像を形成するようにしてもよい。具体的には、レーザ光の単位時間あたりの光量を第１の光量Ｌ１として、ステージ１５２を０．５ｃｍ／ｓ、１ｃｍ／ｓ、２ｃｍ／ｓ、４ｃｍ／ｓおよび８ｃｍ／ｓで移動させて複数の感度検出用画像を形成し、その後、レーザ光の単位時間あたりの光量を第１の光量とは異なる第２の光量Ｌ２として、ステージ１５２を０．５ｃｍ／ｓ、１ｃｍ／ｓ、２ｃｍ／ｓ、４ｃｍ／ｓおよび８ｃｍ／ｓで移動させて複数の感度検出用画像を形成するようにすればよい。上記のようにした場合、全部で１０種類の感度検出用画像が形成されることになる。また、たとえば、移動速度がＶ１、Ｖ２、Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）と変化させることでき、レーザ光の単位時間あたりの光量がＬ１、Ｌ２、Ｌ３（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）と変化させることができる場合には、移動速度Ｖ１で移動させるとともに光量Ｌ１で露光し、次に、移動速度Ｖ２で移動させるとともに光量Ｌ２で露光し、そして、移動速度Ｖ３で移動させるとともに光量Ｌ３で露光して複数の感度検出用画像を形成するようにしてもよい。要は、記録エネルギーが異なる複数の感度検出用画像を形成されるのであれば、上記移動速度と上記光量との組み合わせは如何なる組み合わせを採用するようにしてもよい。 In addition to changing the moving speed of the stage and exposure head, the amount of laser light irradiated to the photosensitive material is also changed to change the amount of laser light that is scanned with multiple recording energies that increase in stages. The sensitivity detection image may be formed. Specifically, the amount of laser light per unit time is set as the first light amount L1, and the stage 152 is moved at 0.5 cm / s, 1 cm / s, 2 cm / s, 4 cm / s, and 8 cm / s to obtain a plurality. After that, the stage 152 is set to 0.5 cm / s, 1 cm / s, and 2 cm / s by setting the light amount per unit time of the laser light as the second light amount L2 different from the first light amount. A plurality of sensitivity detection images may be formed by moving at 4 cm / s and 8 cm / s. In the case described above, ten types of sensitivity detection images are formed in total. Further, for example, the moving speed can be changed to V1, V2, V3 (V1 <V2 <V3), and the amount of laser light per unit time can be changed to L1, L2, L3 (L1 <L2 <L3). Can be moved at the moving speed V1 and exposed with the light quantity L1, then moved at the moving speed V2 and exposed with the light quantity L2, and moved at the moving speed V3 and exposed with the light quantity L3. A plurality of sensitivity detection images may be formed. In short, as long as a plurality of sensitivity detection images with different recording energies are formed, any combination of the moving speed and the light amount may be adopted.
また、上記感度検出用制御手段３０５により上記移動速度または上記移動速度および上記光量を制御し、図１９に示すような複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターン１５を感光材料１５０に複数形成するようにしてもよい。たとえば、上記感度検出用パターン１５を感光材料１５０の全体に亘って複数箇所形成するようにすれば、感度検出材料１５０の感度の面内ばらつきを検出することができる。そして、たとえば、上記のようにして検出した感度の面内ばらつきが大きい場合には、最も低い感度に合わせてレーザ光のエネルギーを補正するようにすればよい。 Further, the moving speed or the moving speed and the light amount are controlled by the sensitivity detection control means 305, and a plurality of sensitivity detection patterns 15 including a plurality of sensitivity detection images as shown in FIG. You may make it do. For example, if a plurality of the sensitivity detection patterns 15 are formed over the entire photosensitive material 150, in-plane variation in sensitivity of the sensitivity detection material 150 can be detected. For example, when the in-plane variation in sensitivity detected as described above is large, the energy of the laser beam may be corrected in accordance with the lowest sensitivity.
また、上記実施形態においては、空間光変調素子としてＤＭＤを備えた露光ヘッドについて説明したが、これに限らず、たとえば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐａｃｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＣＬ）などのＭＥＭＳタイプ以外の空間変調素子を用いた露光ヘッドを備えた露光装置を用いるようにしてもよい。なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。 In the above-described embodiment, the exposure head provided with the DMD as the spatial light modulation element has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) type spatial light modulation element (SLM) is used. Or an exposure apparatus having an exposure head using a spatial modulation element other than a MEMS type such as an optical element (PLZT element) that modulates transmitted light by an electro-optic effect or a liquid crystal light shutter (FCL). Good. Note that MEMS is a general term for a micro system that integrates micro-sized sensors, actuators, and control circuits based on a micro-machining technology based on an IC manufacturing process. A MEMS-type spatial light modulator is an electrostatic force. It means a spatial light modulation element driven by an electromechanical operation using
また、上記実施形態における感光材料１５０のレジスト膜としては、ドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ；Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ Ｒｅｓｉｓｔ）を利用することができる。また、上記本発明の感度検出方法および装置並びに露光補正方法は、上記実施形態のようにプリント配線板の製造工程において用いられるだけでなく、その他の感光材料を用いた製造工程における感光材料の感度検出の際に用いるようにしてもよく、たとえば、液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程におけるカラーフィルタの形成の際や、ＴＦＴの製造工程におけるＤＦＲの露光の際や、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の製造工程におけるＤＦＲの露光の際などにおいても用いることができる。 Further, as the resist film of the photosensitive material 150 in the above embodiment, a dry film resist (DFR) can be used. Further, the sensitivity detection method and apparatus and the exposure correction method of the present invention are not only used in the manufacturing process of the printed wiring board as in the above embodiment, but also the sensitivity of the photosensitive material in the manufacturing process using other photosensitive materials. It may be used at the time of detection. For example, when forming a color filter in a manufacturing process of a liquid crystal display device (LCD), exposing a DFR in a manufacturing process of a TFT, or plasma display panel (PDP) It can also be used for DFR exposure in the manufacturing process.
また、感光材料の構成も如何なるものでもよく、たとえば、感光層が単層である感光材料に対して本発明の感度検出方法および装置並びに露光補正方法を用いるようにしてもよいし、感度の異なる複数の感光層が設けられた感光材料に対して用いるようにしてもよい。 In addition, the photosensitive material may have any configuration. For example, the sensitivity detection method and apparatus and the exposure correction method of the present invention may be used for a photosensitive material having a single photosensitive layer, or the sensitivity may be different. You may make it use with respect to the photosensitive material in which the several photosensitive layer was provided.
また、上記実施形態のようにして感度検出を行う際、予め感度検出対象の感光材料の適切な記録エネルギーが既知である場合には、最も大きい記録エネルギーで走査される感度検出用画像の記録エネルギーは、少なくとも上記既知の記録エネルギー以上とするのがよく、好ましくは１．４倍以上であり、より好ましくは２倍以上である。また、最も小さい記録エネルギーで走査される感度検出用画像の記録エネルギーは、少なくとも上記既知の記録エネルギー以下とするのがよく、好ましくは１．４分の１以下、より好ましくは２分の１以下である。上記のように感度検出用画像の記録エネルギーを設定することにより、感光材料の感度検出に十分な範囲の記録エネルギーの感度検出用画像を形成するようにすることができる。また、複数の感度検出用画像の記録エネルギーは、たとえば、２1/2倍毎に、または２1/3倍毎に段階的に増加させるようにすればよい。 Further, when performing sensitivity detection as in the above embodiment, if the appropriate recording energy of the photosensitive material to be detected by sensitivity is known in advance, the recording energy of the sensitivity detection image scanned with the largest recording energy is used. Is preferably at least the known recording energy, preferably 1.4 times or more, and more preferably 2 times or more. Further, the recording energy of the sensitivity detection image scanned with the smallest recording energy is preferably at least the known recording energy or less, preferably 1.4 or less, more preferably 1/2 or less. It is. By setting the recording energy of the sensitivity detection image as described above, it is possible to form a sensitivity detection image with a recording energy in a range sufficient for sensitivity detection of the photosensitive material. Further, the recording energy of the plurality of sensitivity detection images may be increased stepwise, for example, every 2½ times or every 2 1/3 times.
１０ 照射エリア
１５ 感度検出用パターン
５０ デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
５１ 拡大結像光学系
６０ ＳＲＡＭセル
６２ マイクロミラー
６６ ファイバアレイ光源
６７ レンズ系
６８ レーザ出射部
１５０ 感光材料
１５２ ステージ
１６２ スキャナ
１６６ 露光ヘッド
１６８ 露光エリア
１７０ 露光済み領域
３０５ 感度検出用制御手段
10 Irradiation area 15 Sensitivity detection pattern 50 Digital micromirror device (DMD)
51 Magnification Optical System 60 SRAM Cell 62 Micromirror 66 Fiber Array Light Source 67 Lens System 68 Laser Emitting Unit 150 Photosensitive Material 152 Stage 162 Scanner 166 Exposure Head 168 Exposure Area 170 Exposed Area 305 Sensitivity Detection Control Unit
Claims (8)
前記感光材料および前記走査光の相対的な移動速度を変化させて前記感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ前記感光材料の異なる位置に形成し、
該形成された複数の感度検出用画像に基づいて前記感光材料の感度を検出することを特徴とする感度検出方法。 In the method of detecting sensitivity of the photosensitive material using an exposure apparatus that relatively moves the photosensitive material and scanning light to scan the photosensitive material two-dimensionally with the scanning light,
A plurality of sensitivity detection images scanned with a plurality of recording energies that increase stepwise by scanning the photosensitive material while changing the relative moving speeds of the photosensitive material and the scanning light are respectively different in the photosensitive material. Formed in position,
A sensitivity detection method, comprising: detecting the sensitivity of the photosensitive material based on the plurality of formed sensitivity detection images.
該形成された前記複数の感度検出用画像に基づいて前記感光材料の感度を検出することを特徴とする感度検出方法。 A plurality of sensitivity detection images that are scanned with a plurality of recording energies that increase stepwise by changing the relative moving speed and changing the amount of light per unit time of the scanning light to scan the photosensitive material. Are formed at different positions on the photosensitive material,
A sensitivity detection method, comprising: detecting sensitivity of the photosensitive material based on the plurality of sensitivity detection images formed.
該形成された感度検出用パターン毎の感度をそれぞれ検出することを特徴とする請求項１または２記載の感度検出方法。 Forming a plurality of sensitivity detection patterns formed of the plurality of sensitivity detection images on the photosensitive material;
The sensitivity detection method according to claim 1 or 2, wherein the sensitivity for each of the formed sensitivity detection patterns is detected.
前記感光材料および露光ヘッド部の相対的な移動速度を変化させて前記感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ前記感光材料の異なる位置に形成するよう前記移動手段による前記相対的な移動速度を制御する感度検出用制御手段を備えたことを特徴とする感度検出装置。 In the photosensitive material sensitivity detection apparatus using an exposure apparatus that scans the photosensitive material two-dimensionally with the scanning light by moving a photosensitive material and an exposure head unit that emits scanning light relatively by a moving unit,
A plurality of sensitivity detection images scanned with a plurality of recording energies that increase stepwise by scanning the photosensitive material while changing the relative moving speeds of the photosensitive material and the exposure head unit are different from each other in the photosensitive material. A sensitivity detection apparatus comprising sensitivity detection control means for controlling the relative moving speed of the moving means so as to be formed at a position.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061206 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070403 |