JP2006058496A - 基板測定装置及び基板搬送装置並びに基板測定装置を備えた画像形成装置と基板測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の位置がずれていても、そのアライメントマークの測定が確実に実行できる基板測定装置とその方法、更には、その基板を搬入・排出する基板搬送装置と、基板測定装置を備えた画像形成装置の提供を課題とする。
【解決手段】 基板１００のアライメントマーク１０２を少なくとも２つの視野広さで測定できる測定部３０を備えた基板測定装置と、その基板測定装置の広視野での測定結果に基づいて、ステージ部材２０上の基板１００の位置を補正する位置補正手段を備え、ステージ部材２０に対して基板１００を搬入・排出する基板搬送装置５０と、基板測定装置の測定部３０の測定結果に基づくアライメント後の基板１００に対して画像を露光する露光装置１０を備えた画像形成装置であり、基板１００のアライメントマーク１０２を、初めに狭視野で測定し、狭視野での測定が不可能だったときに、広視野で測定する基板測定方法である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ステージ部材に載置されたプリント配線基板等の位置を測定する基板測定装置とその方法に関し、更には、そのステージ部材へプリント配線基板等を搬入・排出する基板搬送装置と、画像情報に基づいて変調された光ビームによりプリント配線基板等における描画領域を露光して画像を形成する画像形成装置に関する。

従来から、例えばプリント配線基板（以下、単に「基板」という場合がある）等に配線パターンを形成する画像形成装置としてのレーザー露光装置が知られている。このレーザー露光装置には、画像露光の対象となるプリント配線基板を載置する（ロードする）ステージ部材が備えられ、そのステージ部材を所定の搬送経路に沿って移動させるようになっている。

具体的に説明すると、プリント配線基板が載置されたステージ部材は、所定の速度で副走査方向へ移動し、所定の読取位置において、そのプリント配線基板の四隅に設けられた位置合わせ孔（アライメントマーク）がＣＣＤカメラによって撮像される。そして、その撮像によって得られたプリント配線基板の位置に合わせて、描画座標系中の描画対象領域を座標変換することにより、画像情報に対するアライメント処理が実行される。

アライメント処理の実行後、ステージ部材上のプリント配線基板は、所定の露光位置において、画像情報に基づいて変調され、ポリゴンミラーにより主走査方向へ偏向されたレーザービームによって、その上面に形成された感光性塗膜が走査、露光処理される。これにより、プリント配線基板上における所定の領域（描画領域）に、画像情報に基づく（配線パターンに対応する）画像（潜像）が形成される。

画像（潜像）が形成されたプリント配線基板は、ステージ部材が初期位置に復帰移動した後、ステージ部材から取り出され（アンロードされ）、プリント配線基板が取り除かれたステージ部材は、次のプリント配線基板を露光する工程に移行するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

このように、レーザー露光装置では、プリント配線基板の描画領域に対する露光位置を正確に合わせるため、露光位置の基準となるアライメントマークを測定し、その位置（基準位置データ）に基づいて、露光位置を適正位置に合わせるようにしている。

ところで、このアライメントマークの測定をするために、ＣＣＤカメラが副走査方向と直交する主走査方向に移動可能となるように構成されたものがある（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。このような構成の場合、ＣＣＤカメラの位置を検出・測定し、その位置を基準としてアライメント処理を行う必要があるが、基板が主走査方向にずれて載置された場合でも撮影（測定）が可能となる利点がある。
特開２０００−３３８４３２号公報 特開平８−２２２５１１号公報 特開２０００−３２９５２３号公報

しかしながら、このように、ＣＣＤカメラが主走査方向に移動してアライメントマークを撮影する構成であると、ＣＣＤカメラの駆動機構を構成する各部品精度や組立精度の誤差等に起因して姿勢変化が起き、撮影位置に配置されたときの撮影レンズの光軸中心が正規の位置からずれるという問題があった。

この位置ずれは、アライメントマークの計測誤差に直接影響するため、アライメント機能を用いて露光位置を補正し、画像露光を行っても、このＣＣＤカメラの移動に伴う姿勢変化の影響で、アライメント精度が低下し、露光位置が適正位置からずれてしまうことがあった。

そのため、ＣＣＤカメラは固定とされることが望ましいが、これでは、ステージ部材に載置された基板の位置がずれていた場合、アライメントマークの測定が不可能となる問題があった。アライメントマークの測定が不可能になると、再度基板を置き直す必要があるが、このとき、その基板をどのような位置に置き直せばよいか不明であるため、実際には、適当に置き直して再度測定を試みるようにしていた。したがって、場合によっては複数回置き直すこともあり、製造効率の低下を招いていた。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、ステージ部材に載置された基板の位置がずれていても、そのアライメントマークの測定が確実に実行できる基板測定装置とその方法、更には、そのステージ部材へ基板を搬入・排出する基板搬送装置と、基板測定装置を備えた画像形成装置を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の基板測定装置は、基板のアライメントマークの位置を測定する基板測定装置であって、前記アライメントマークを少なくとも２つの視野広さで測定できる測定部を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明では、少なくとも２つの視野広さで測定できる測定部によって、基板のアライメントマークの位置を測定する。すなわち、初めに狭視野状態でアライメントマークを測定し、測定できなかった場合には、広視野状態にしてアライメントマークを測定する。このため、基板の位置がずれていても、確実にアライメントマークを測定することができる。

また、請求項２に記載の基板測定装置は、請求項１に記載の基板測定装置において、前記測定部が、少なくとも２つの視野広さに切り替え可能なカメラを備えていることを特徴としている。

そして、請求項３に記載の基板測定装置は、請求項２に記載の基板測定装置において、前記カメラが、少なくとも２つのレンズを備え、該レンズを切り替えることによって、視野広さを切り替え可能としていることを特徴としている。

更に、請求項４に記載の基板測定装置は、請求項３に記載の基板測定装置において、前記少なくとも２つのレンズが、ターレット式に構成されていることを特徴としている。

このように、倍率の異なるレンズを少なくとも２つ有し、それらを切り替えることによって、視野を変更するターレット式のカメラを適用する方が、ズーム式のカメラを適用するよりも安価で済むので好ましい。

また、請求項５に記載の基板測定装置は、請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載の基板測定装置において、前記測定部が、前記カメラの視野広さを切り替えるコントローラーに接続され、該コントローラーが、狭視野での測定が不可能だった場合に、広視野に切り替えることを特徴としている。

そして、請求項６に記載の基板測定装置は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の基板測定装置において、所定の経路に沿って移動しつつ前記基板を搬送するステージ部材を更に備え、該ステージ部材に対して前記測定部の視野が向けられていることを特徴としている。

また、本発明に係る請求項７に記載の基板搬送装置は、所定の経路に沿って移動するステージ部材に対して基板を搬入・排出する基板搬送装置であって、請求項６に記載の基板測定装置の広視野での測定結果に基づいて、前記ステージ部材上の基板の位置を補正する位置補正手段を備えていることを特徴としている。

請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の基板測定装置の広視野での測定結果に基づいて、ステージ部材上の基板の位置を補正する位置補正手段を備えているので、ステージ部材上の基板の位置がずれていた場合には、その位置補正手段によって自動的に基板の位置が補正される。したがって、再度狭視野でアライメントマークを測定した際には、確実にそのアライメントマークを測定することができる。

また、本発明に係る請求項８に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の基板測定装置と、前記測定部の測定結果に基づくアライメント後の基板に対して画像を露光する露光装置と、を有することを特徴としている。

そして、本発明に係る請求項９に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の基板測定装置と、前記測定部の測定結果に基づくアライメント後の基板の描画領域を画像情報に基づいて変調された光ビームにより露光し、該描画領域に画像を形成する露光装置と、を有することを特徴としている。

また、本発明に係る請求項１０に記載の基板測定方法は、基板のアライメントマークの位置を測定する基板測定方法であって、前記アライメントマークを、初めに狭視野で測定し、狭視野での測定が不可能だったときに、広視野で測定することを特徴としている。

請求項１０に記載の発明では、アライメントマークを狭視野で測定不能だった場合、広視野で測定できるので、確実にアライメントマークを測定することができる。

そして、請求項１１に記載の基板測定方法は、請求項１０に記載の基板測定方法において、前記広視野で測定した結果に基づいて、前記基板の位置を補正することを特徴としている。

請求項１１に記載の発明では、広視野で測定した結果に基づいて、基板の位置を自動的に補正できるので、再度狭視野でアライメントマークを測定した際には、確実にそのアライメントマークを測定することができる。

以上、何れにしても本発明によれば、ステージ部材に載置された基板の位置がずれていても、そのアライメントマークの測定が確実に実行できる基板測定装置とその方法、更には、そのステージ部材へ基板を搬入・排出する基板搬送装置と、基板測定装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の最良な実施の形態を図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の概略平面図であり、図２はレーザー露光装置１０の概略斜視図、図３は本発明に係る基板搬送装置５０の概略側面図である。なお、図１において、矢印Ｍを主走査方向、矢印Ｓを副走査方向とする。また、矢印Ｒを右方向、矢印Ｌを左方向とする。

［レーザー露光装置の構成］
まず、最初にレーザー露光装置１０について説明する。図１、図２で示すように、このレーザー露光装置１０は、４本の脚部１２に支持された矩形厚板状の設置台１４を備えている。設置台１４の上面には、長手方向に沿って２本のガイドレール１６が配設されており、これら２本のガイドレール１６上には、矩形平板状のステージ部材２０が設けられている。

ステージ部材２０は、長手方向がガイドレール１６の延設方向を向くように配置され、ガイドレール１６によって設置台１４上を往復移動可能に支持されている。すなわち、図示しない駆動装置によって、ガイドレール１６に沿って所定の速度で往復移動するように構成されている。

ステージ部材２０の上面には、露光対象物となる矩形平板状の基板材料１００が、図示しない位置決め手段により所定の位置に位置決めされた状態で載置される。このステージ部材２０の上面（基板材料載置面）には、図示しない複数の孔部が形成されており、その孔部内が負圧供給源によって負圧とされることにより、基板材料１００はステージ部材２０の上面に吸着されて保持される。

また、基板材料１００には、その露光面上の描画領域１０４（図８参照）における露光位置の基準を示すアライメントマーク１０２が複数設けられている。このアライメントマーク１０２は、例えば円形の貫通孔によって構成され、基板材料１００の四隅近傍にそれぞれ１個ずつ計４個配設されている。

設置台１４の中央部には、ステージ部材２０の移動経路を跨ぐように略「コ」字状のゲート１８が設けられている。ゲート１８は、両端部がそれぞれ設置台１４の両側面に固定されており、ゲート１８を挟んで、一方の側には基板材料１００を露光する露光ヘッド２２が設けられ、他方の側には基板材料１００に設けられたアライメントマーク１０２を撮影する複数（例えば２台）のＣＣＤカメラ４０が設けられている。

また、ステージ部材２０を移動させるための駆動装置、露光ヘッド２２、ＣＣＤカメラ４０等は、これらを制御するコントローラー２８に接続されている。このコントローラー２８により、ステージ部材２０は所定の速度で移動するように制御され、ＣＣＤカメラ４０は所定のタイミングで基板材料１００のアライメントマーク１０２を撮影するように制御され、露光ヘッド２２は所定のタイミングで基板材料１００を露光するように制御される。

露光ヘッド２２は、ｍ行ｎ列（例えば２行４列）の略マトリックス状に配列され、図４で示すように、露光ヘッド２２による露光エリア２２Ａは、例えば副走査方向を短辺とする矩形状に構成される。この場合、基板材料１００には、その副走査方向の移動動作に伴って露光ヘッド２２毎に帯状の露光済み領域２３が形成される。

また、帯状の露光済み領域２３が副走査方向と直交する主走査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２２の各々は、配列方向に所定間隔（露光エリア２２Ａの長辺の自然数倍）ずらして配置されている。このため、例えば第１行目の露光エリア２２Ａと第２行目の露光エリア２２Ａとの間の露光できない部分は、第２行目の露光エリア２２Ａにより露光することができる。

各露光ヘッド２２は、それぞれ入射されたレーザービームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子としてのデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）（図示省略）を備えている。このＤＭＤは、データ処理部とミラー駆動制御部を備えた上記コントローラー２８に接続されている。

コントローラー２８のデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド２２毎にＤＭＤの制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。また、ミラー駆動制御部では、データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド２２毎にＤＭＤにおける各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。

各露光ヘッド２２におけるＤＭＤの光入射側には、マルチビームをレーザー光として出射する照明装置２４から引き出されたバンドル状の光ファイバー２６が接続されている。照明装置２４は、その内部に複数の半導体レーザーチップから出射されたレーザー光を合波して光ファイバーに入力する合波モジュールが複数個設置されている。各合波モジュールから延びる光ファイバーは、合波したレーザー光を伝搬する合波光ファイバーであって、複数の光ファイバーが１つに束ねられてバンドル状の光ファイバー２６として形成されている。

［測定部の構成］
ＣＣＤカメラ４０を備えた測定部としてのアライメントユニット３０は、図５で示すように、ゲート１８に取り付けられる略矩形状のユニットベース３２を備えている。そして、２台のＣＣＤカメラ４０は、それぞれブラケット３８を介して、このユニットベース３２に所定間隔を隔てて左右対称に固定配置されている。

また、各ＣＣＤカメラ４０は、図６で示すように、カメラ本体４１と、高解像度（狭視野用）のレンズ４２と低解像度（広視野用）のレンズ４４を切り替え可能に備えている。すなわち、各レンズ４２、４４は回動軸４６の周面に固定された支持プレート４８に、その回動軸４６を挟んで１８０度反対側にそれぞれ取り付けられている。回動軸４６の上端にはロータリーアクチュエーターとしての駆動モーター４５が配設されており、下端にはベアリング等の軸受け４７が配設されている。

したがって、駆動モーター４５によって回動軸４６が一方向又は正逆両方向に回動することにより、レンズ４２とレンズ４４が交互に切り替わる構成である。つまり、これによって、ターレット式のレンズユニットが構成されている。なお、各レンズ４２、４４は、レンズ光軸が略垂直になるように、下方へ向けて配置されており、各レンズ４２、４４の先端部には、リング状のストロボ光源（ＬＥＤストロボ光源）４２Ａ、４４Ａが取り付けられている。

以上の構成により、基板材料１００がステージ部材２０の移動に伴ってＣＣＤカメラ４０の下方を通過する際に、そのＣＣＤカメラ４０によるアライメントマーク１０２の測定が行われる。すなわち、各ＣＣＤカメラ４０は、基板材料１００のアライメントマーク１０２が所定の撮影位置に至ったタイミングで、ストロボ光源４２Ａ（又はストロボ光源４４Ａ）を発光させ、基板材料１００へ照射したストロボ光の基板材料１００上面での反射光を、レンズ４２（又はレンズ４４）を介してカメラ本体４１に入力させることにより、そのアライメントマーク１０２を撮影する。

［基板搬送装置の構成］
次に、基板搬送装置５０について説明する。この基板搬送装置５０は、レーザー露光装置１０へ基板材料１００を搬入し、かつレーザー露光装置１０から露光済みの基板材料１００を排出する装置であり、基板材料１００を吸着して搬送するように構成されている。

図１、図３で示すように、レーザー露光装置１０のステージ部材２０の移動する副走査方向と直交する左右両側で、かつステージ部材２０の移動方向始端側（ロード・アンロード位置）には、それぞれ搬入部５２と排出部５４が隣接して配置されている。今、図において、基板材料１００が右（矢印Ｒで示す）から搬入され、左（矢印Ｌで示す）から排出されると仮定すると、右側が搬入部５２となり、左側が排出部５４となる。

搬入部５２には、一対のローラー５６に巻回された無端ベルト５８が配設されており、機外から搬送されて来た基板材料１００をその無端ベルト５８上に受け止めるようになっている。なお、無端ベルト５８上に搬入された基板材料１００は、その無端ベルト５８上で、図示しない位置決め手段により位置決めされる構成である。

また、排出部５４にも、一対のローラー６０に巻回された無端ベルト６２が配設されており、その無端ベルト６２上に載置された露光済みの基板材料１００を排出部５４から機外の搬送コンベア（図示省略）へ搬送するようになっている。なお、搬入部５２及び排出部５４は、図示のものに限定されるものではなく、例えば無端ベルト５８、６２の代わりに、複数のローラーを並設して構成してもよい。

搬入部５２、ステージ部材２０、排出部５４の上方には、そのステージ部材２０の移動方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に、一対のガイドレール６６がフレーム６４を介して架設されており、そのガイドレール６６に第１走行体７０及び第２走行体７２が移動可能に支持されている。そして、第１走行体７０と第２走行体７２は連結部材７１によって連結されている。

また、ガイドレール６６の隣には、ボールねじ６８が、そのガイドレール６６と平行に架設されている。すなわち、ボールねじ６８の一端には、そのボールねじ６８を正逆方向に回転駆動する駆動モーター７８が取り付けられており、その駆動モーター７８がフレーム６４に支持されている。そして、ボールねじ６８の他端が、ベアリング等の軸受け（図示省略）を備えた支持ステー７４に支持されている。

また、第１走行体７０の副走査方向側には、ねじ孔（図示省略）を有するガイド部材７６が延設されており、このガイド部材７６のねじ孔（図示省略）にボールねじ６８が螺合している。したがって、第１走行体７０は、駆動モーター７８によってボールねじ６８が正逆方向に回転することにより、ガイド部材７６を介してガイドレール６６に沿って主走査方向に往復移動可能となる構成である。

なお、ボールねじ６８は、ステージ部材２０上まで延設されていれば充分である。すなわち、第２走行体７２は、連結部材７１により第１走行体７０と一体で移動するため、第１走行体７０を移動させる距離だけ、ボールねじ６８が延伸されていれば足りる。

また、この第１走行体７０には、第１吸着ユニット８０が昇降自在に取り付けられており、第２走行体７２には、第２吸着ユニット８２が昇降自在に取り付けられている。各吸着ユニット８０、８２は、それぞれの取付板８４、８６に複数の吸盤８８、９０が垂設されて構成されており、各吸盤８８、９０には、エア吸引用のチューブ９２、９４が接続されている（図３参照）。

各吸盤８８、９０は、その先端中央にチューブ９２、９４と連通する開口（図示省略）が穿設されており、チューブ９２、９４を介して吸盤８８、９０の先端からエアが吸引されることにより、吸盤８８、９０による吸着が可能となる構成である。そして、その取付板８４、８６が、図示しないＬＭガイドと駆動モーターからなる昇降機構９６、９８によって昇降移動可能となっている。したがって、基板材料１００の厚さの変化に、柔軟に対応可能である。なお、この昇降機構９６、９８は独立して駆動できるように構成されている。

［画像形成装置の作用］
次に、以上のようなレーザー露光装置１０と基板搬送装置５０を備えた画像形成装置全体の作用について説明する。なお、レーザー露光装置１０により画像露光を行う基板材料１００としては、プリント配線基板や液晶表示素子等のパターンを形成（画像露光）する材料としての基板やガラスプレート等の表面に感光性エポキシ樹脂等のフォトレジストを塗布、又はドライフィルムの場合はラミネートしたものなどが挙げられる。

まず、搬入部５２の無端ベルト５８上に最初の基板材料１００が搬入され、図示しない位置決め手段によって位置決めされると、第１吸着ユニット８０の取付板８４が昇降機構９６によって下降し、その取付板８４に設けられている複数の吸盤８８が、先端開口からエアが吸引されることにより基板材料１００を吸着する。吸盤８８が基板材料１００を吸着保持したら、取付板８４が昇降機構９６によって上昇し、駆動モーター７８によってボールねじ６８が回転することにより、第１走行体７０がガイドレール６６に沿ってステージ部材２０側へ移動する。

第１吸着ユニット８０がステージ部材２０上に移動して停止すると（ボールねじ６８の回転が停止すると）、その取付板８４が昇降機構９６によって下降し、ステージ部材２０上に基板材料１００を載置する。そして、エアの吸引を停止し、基板材料１００に対する吸盤８８の吸着を解除する。

こうして、ステージ部材２０上に基板材料１００が載置されたら、第１吸着ユニット８０の取付板８４は所定の高さに昇降機構９６によって上昇し、第１走行体７０が搬入部５２側へ（初期位置へ）復帰移動する。なお、このとき、第２吸着ユニット８２は、ステージ部材２０上に露光済みの基板材料１００がまだ無いことから、何も吸着することなく、ガイドレール６６に沿って移動するだけとなる。

ステージ部材２０上に載置された基板材料１００は、そのステージ部材２０が副走査方向へ移動することにより、ＣＣＤカメラ４０によるアライメント検出工程及び露光ヘッド２２による露光工程へと搬送される。すなわち、オペレーターがコントローラー２８の指示入力手段から露光開始の入力操作を行う。

この入力操作により、レーザー露光装置１０の露光動作が開始すると、コントローラー２８により駆動装置が制御され、基板材料１００を上面に吸着したステージ部材２０は、ガイドレール１６に沿って副走査方向に一定速度で移動を開始する。このステージ部材２０の移動開始に同期して、又は基板材料１００の先端が各ＣＣＤカメラ４０の真下に達する少し手前のタイミングで、各ＣＣＤカメラ４０はコントローラー２８により制御されて作動を開始する。

すなわち、各ＣＣＤカメラ４０には高分解能の狭視野レンズ４２がセットされ、基板材料１００の移動方向下流側（前端側）の角部近傍に設けられた２個のアライメントマーク１０２が、その狭視野レンズ４２の光軸上（ＣＣＤカメラ４０の真下）に達すると、各ＣＣＤカメラ４０は、所定のタイミングでストロボ光源４２Ａを発光し、各アライメントマーク１０２を撮影する。そして、撮影した画像データ（基準位置データ）はコントローラー２８のデータ処理部へ出力される。

データ処理部は、入力された各アライメントマーク１０２の画像データ（基準位置データ）から判明する画像内におけるアライメントマーク１０２の位置及びアライメントマーク１０２間のピッチ等と、そのアライメントマーク１０２を撮影したときのステージ部材２０の位置及びＣＣＤカメラ４０の位置から、演算処理によって、ステージ部材２０上における基板材料１００の位置ずれ、移動方向に対する傾き、寸法精度誤差等を把握し、基板材料１００の被露光面に対する適正な露光位置を算出する。

ここで、露光パターンに応じた画像データは、コントローラー２８内のメモリーに一旦記憶されている。したがって、露光ヘッド２２による画像露光時に、そのメモリーに記憶されている露光パターンの画像データに基づいて生成する制御信号を、上記した適正な露光位置に合わせ込んで画像露光する補正制御（アライメント）を実行する。なお、この画像データは、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。

こうして、各ＣＣＤカメラ４０によるアライメントマーク１０２の測定（撮影）が完了すると、ステージ部材２０は下流側への移動を再開する。すなわち、ステージ部材２０は駆動装置により駆動されて、ガイドレール１６に沿って露光位置へ移動する。そして、基板材料１００はステージ部材２０の移動に伴い、露光ヘッド２２の下方を副走査方向下流側へ移動し、被露光面の描画領域１０４が露光開始位置に達すると、各露光ヘッド２２はレーザービームを照射して基板材料１００の被露光面（描画領域１０４）に対する画像露光を開始する。

すなわち、コントローラー２８のメモリー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、データ処理部で読み出された画像データに基づいて各露光ヘッド２２毎に制御信号が生成される。この制御信号には、補正制御（アライメント）により、アライメント測定した基板材料１００に対する露光位置ずれの補正が加えられる。そして、ミラー駆動制御部は、生成及び補正された制御信号に基づいて各露光ヘッド２２毎にＤＭＤのマイクロミラーの各々をオンオフ制御する。

照明装置２４の光ファイバー２６から出射されたレーザー光がＤＭＤに照射されると、ＤＭＤのマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザー光は、レンズ系により基板材料１００の露光面上に結像される。こうして、照明装置２４から出射されたレーザー光が画素毎にオンオフされて、基板材料１００がＤＭＤの使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア２２Ａ）で露光される。

そして、基板材料１００がステージ部材２０と共に一定速度で移動されることにより、基板材料１００が露光ヘッド２２によりステージ部材２０の移動方向と反対の方向に走査され、各露光ヘッド２２毎に帯状の露光済み領域２３が形成される（図４（Ａ）参照）。露光ヘッド２２による基板材料１００への画像露光が完了すると、ステージ部材２０は駆動装置により、逆方向へ移動し、基板材料１００が載置された初期位置（ロード・アンロード位置）に復帰する。

ステージ部材２０が初期位置（ロード・アンロード位置）へ復帰移動すると、ステージ部材２０上の基板材料１００が第２吸着ユニット８２の吸盤９０によって吸着される。すなわち、第２吸着ユニット８２の取付板８６が昇降機構９８によって下降し、それに設けられている吸盤９０が、先端開口からエアが吸引されることにより、ステージ部材２０上の露光済みの基板材料１００を吸着し、所定高さ上昇する。なお、このとき、第１吸着ユニット８０は、搬入部５２において、新しい未露光の基板材料１００を上記の如く吸着して所定高さ上昇している（図３参照）。

第２吸着ユニット８２が露光済みの基板材料１００を吸着保持し、第１吸着ユニット８０が新しい未露光の基板材料１００を吸着保持すると、第１走行体７０が、駆動モーター７８によってボールねじ６８が回転することにより、ステージ部材２０側へ移動する。このとき、第２走行体７２は第１走行体７０と連結部材７１によって連結されているので、第２走行体７２も第１走行体７０と一体になって排出部５４側へ移動する。

第２走行体７２、即ち第２吸着ユニット８２が排出部５４上に移動すると、昇降機構９８によって取付板８６が下降し、基板材料１００を排出部５４の無端ベルト６２上に載置する。そして、エアの吸引を停止して、基板材料１００に対する吸盤９０の吸着を解除した後、取付板８６が所定高さ上昇する。排出部５４の無端ベルト６２上に載置された基板材料１００は、図示しない機外の搬送コンベアへ搬送され、次工程へ搬送される。

一方、第１走行体７０がステージ部材２０上に移動して停止すると、上記したように、第１吸着ユニット８０の取付板８４が昇降機構９６によって下降し、新たな未露光の基板材料１００をステージ部材２０上に載置する。そして、エアの吸引を停止して、基板材料１００に対する吸盤８８の吸着を解除し、再度所定高さ上昇する。

ステージ部材２０に載置された新たな基板材料１００は、上記したように、ステージ部材２０が副走査方向へ移動することにより、ＣＣＤカメラ４０によるアライメント検出工程及び露光ヘッド２２による露光工程へと搬送される。すなわち、基板材料１００のアライメントマーク１０２がＣＣＤカメラ４０によって検出・測定され、画像情報に基づく画像が露光ヘッド２２によって露光される。

ところで、そのアライメントマーク１０２を撮影（測定）するときには、上記したように、高分解能の狭視野レンズ４２を使用する。しかし、ステージ部材２０に対して基板材料１００の位置がずれて載置された場合には、その狭視野のレンズ４２では、アライメントマーク１０２を撮影できない場合がある。したがって、そのときには、図７のフローチャートで示すように、広視野となるレンズ４４に切り替えてアライメントマーク１０２を検出・測定する。

すなわち、図８（Ａ）で示すように、ステージ部材２０上の基板材料１００の位置がずれて載置された場合、アライメントマーク１０２は、狭視野のレンズ４２では撮影することができない（レンズ４２での撮影範囲をＣ１で示す）。したがって、この場合には、図７で示すように、ステージ部材２０を初期位置（ロード）・アンロード位置）へ復帰移動させ（Ｐ１）、かつ狭視野のレンズ４２から広視野のレンズ４４に切り替える（Ｐ２）。そして、再度ステージ部材２０をカメラ位置へ移動させる（Ｐ３）。

すると、今度は図８（Ｂ）で示すように、広視野のレンズ４４で撮影するので（レンズ４４での撮影範囲をＣ２で示す）、アライメントマーク１０２の位置が検出できる。これにより、アライメントマーク１０２の位置が把握でき、この測定結果により、ステージ部材２０に対する基板材料１００の補正距離（補正量）を算出することができる（Ｐ４）。

こうして、補正距離（補正量）を算出したら、ステージ部材２０を一旦初期位置（ロード・アンロード位置）へ復帰移動させ（Ｐ５）、再度第１吸着ユニット８０で基板材料１００を吸着し、その取付板８４を昇降機構９６によって所定高さ上昇させる。そして、第１走行体７０を、その補正量分左右どちらかにガイドレール６６に沿って移動させ、ステージ部材２０に対する基板材料１００の位置を修正する（Ｐ６）。このように、基板搬送装置５０は基板材料１００の位置を補正する位置補正手段として機能する。そして、その位置修正（補正）終了後、昇降機構９６により再びステージ部材２０上に基板材料１００を載置し、上記したように、吸盤８８による吸着を解除する。

基板材料１００に対する吸着を解除した第１吸着ユニット８０は、所定高さ上昇する。そして、基板材料１００が載置されたステージ部材２０は、上記のように副走査方向に移動し、再度各ＣＣＤカメラ４０によってアライメントマーク１０２が撮影される。このとき、既に広視野のレンズ４４から狭視野のレンズ４２へ切り替えられている（Ｐ７）。

こうして、高分解能の狭視野レンズ４２とされたＣＣＤカメラ４０で撮影（測定）を行うが、ステージ部材２０に対する基板材料１００の位置は、第１吸着ユニット８０によって補正されているので、図８（Ｃ）で示すように、アライメントマーク１０２は、そのレンズ４２で（撮影範囲をＣ１で示す）確実に撮影（測定）することができる。つまり、これにより、次の露光位置へと基板材料１００を搬送することができ、基板材料１００に対する露光処理が実行可能とされる。

以上、説明したように、第１吸着ユニット８０によってステージ部材２０上に載置された基板材料１００の位置がずれ、アライメントマーク１０２の測定不良が発生しても、そのアライメントマークを撮影（測定）するＣＣＤカメラ４０には、少なくとも２つの倍率の異なるレンズ４２、４４が備えられているので、確実にアライメントマーク１０２を検出・測定することができる。

つまり、狭視野のレンズ４２でアライメントマーク１０２を測定できなかった場合には、広視野のレンズ４４に切り替えて、アライメントマーク１０２を検出できるので、アライメントマーク１０２が検出不能となることがない。しかも、その検出（測定）結果に基づいて、自動的に基板材料１００のステージ部材２０に対する位置が補正されるので、再度狭視野のレンズ４２で測定したときには、確実に測定することができ、従来のように適当に置き直していたことによる製造効率の低下が生じることがない。

なお、狭視野のレンズ４２と広視野のレンズ４４の切り替えも、コントローラー２８によって行われることは言うまでもない。また、ステージ部材２０に対して基板材料１００の位置を補正するのに、第２吸着ユニット８２を使用しても構わない。更に、各ＣＣＤカメラ４０に備える倍率の異なるレンズは３つ以上でも構わないが、最も広視野でのレンズでも測定不能となった場合には、基板材料１００自体にアライメントマーク１０２が存在しないことが考えられる。

したがって、このときには、基板材料１００自体が不良品であるとみなし、基板材料１００を第２吸着ユニット８２によって強制的に排出するように構成すればよい。また、このとき、アライメントマーク１０２の測定リトライ回数を予め設定しておき、その回数分測定し直して検出できなかった場合には、強制的に排出するような構成にしてもよい。

また、上記実施例では、ＣＣＤカメラ４０を固定配置する構成としたが、図９で示すように、ゲート１８に沿って主走査方向に移動可能となるように構成してもよい。すなわち、ユニットベース３２のＣＣＤカメラ４０の配設面側に、その主走査方向に沿って一対のガイドレール３４を配設し、各ＣＣＤカメラ４０を、ブラケット３８を介して、この一対のガイドレール３４に摺動可能に支持させるとともに、個別に用意されたボールねじ機構３６及びそれを駆動する図示しないステッピングモーター等の駆動源により、主走査方向に独立して移動可能となるようにしてもよい。

このような構成にすれば、サイズ及びアライメントマークの位置が異なる複数種類の基板を露光対象とできる利点があるが、この場合には、レンズ光軸が基板材料１００のアライメントマーク１０２の通過位置に合うように（ずれないように）、各ＣＣＤカメラ４０の姿勢を精度よく固定できる手段が必要となる。また、各ＣＣＤカメラ４０にズーム式のレンズユニット（図示省略）を備えるようにしてもよいが、上記実施例のように、倍率の異なるレンズを複数備えたターレット式のレンズユニットの方が、光軸がずれず、安価で済む利点があるので好ましい。

画像形成装置を示す概略平面図 レーザー露光装置を示す概略斜視図 基板搬送装置を示す概略側面図 （Ａ）露光ヘッドによる露光領域を示す平面図、（Ｂ）露光ヘッドの配列パターンを示す平面図 アライメントユニットの構成を示す概略斜視図 ＣＣＤカメラの構成を示す概略斜視図 アライメントマークの測定不良時における再測定工程を示すフローチャート アライメントマークの測定不良時と測定良好時を示す説明図 別のアライメントユニットの構成を示す概略斜視図

符号の説明

１０ レーザー露光装置
２０ ステージ部材
３０ アライメントユニット（測定部）
４０ ＣＣＤカメラ
５０ 基板搬送装置
１００ 基板材料
１０２ アライメントマーク

Claims (11)

1. 基板のアライメントマークの位置を測定する基板測定装置であって、
   前記アライメントマークを少なくとも２つの視野広さで測定できる測定部を備えたことを特徴とする基板測定装置。
2. 前記測定部は、少なくとも２つの視野広さに切り替え可能なカメラを備えていることを特徴とする請求項１に記載の基板測定装置。
3. 前記カメラは、少なくとも２つのレンズを備え、該レンズを切り替えることによって、視野広さを切り替え可能としていることを特徴とする請求項２に記載の基板測定装置。
4. 前記少なくとも２つのレンズは、ターレット式に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の基板測定装置。
5. 前記測定部は、前記カメラの視野広さを切り替えるコントローラーに接続され、該コントローラーが、狭視野での測定が不可能だった場合に、広視野に切り替えることを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載の基板測定装置。
6. 所定の経路に沿って移動しつつ前記基板を搬送するステージ部材を更に備え、該ステージ部材に対して前記測定部の視野が向けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の基板測定装置。
7. 所定の経路に沿って移動するステージ部材に対して基板を搬入・排出する基板搬送装置であって、
   請求項６に記載の基板測定装置の広視野での測定結果に基づいて、前記ステージ部材上の基板の位置を補正する位置補正手段を備えていることを特徴とする基板搬送装置。
8. 請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の基板測定装置と、
   前記測定部の測定結果に基づくアライメント後の基板に対して画像を露光する露光装置と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の基板測定装置と、
   前記測定部の測定結果に基づくアライメント後の基板の描画領域を画像情報に基づいて変調された光ビームにより露光し、該描画領域に画像を形成する露光装置と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
10. 基板のアライメントマークの位置を測定する基板測定方法であって、
    前記アライメントマークを、初めに狭視野で測定し、狭視野での測定が不可能だったときに、広視野で測定することを特徴とする基板測定方法。
11. 前記広視野で測定した結果に基づいて、前記基板の位置を補正することを特徴とする請求項１０に記載の基板測定方法。

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