JP2006337610A - 露光装置の焦点位置制御方法及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザ光の焦点位置の誤差を小さくした露光装置の焦点位置制御方法及び露光装置を得る。
【解決手段】 感光材料の感光部の光の透過率の違いに基づいて予めピント補正値を設定し、該ピント補正値に基づいて、Ｚステージをピント補正値分、移動させることで、感光部の光の透過率の違いによるレーザ光の焦点位置の誤差を小さくし、各露光ヘッドの光ビームの焦点位置の精度を向上させることができる。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、露光装置の焦点位置制御方法に関し、特に、画像情報に応じて空間変調素子等により変調された光ビームで感光材料を露光する露光装置の焦点位置制御方法及び露光装置に関する。

従来から、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調素子（ＳＬＭ）を利用し、画像データ（画像情報）に応じて変調された光ビームで画像露光を行う露光装置が種々提案されている。

例えば、ＤＭＤは、制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーが、シリコン等の半導体基板上に２次元状に配列されたミラーデバイスであり、このＤＭＤを用いた従来のデジタル走査露光方式（マスクレス露光方式）の露光装置（例えば、特許文献１）では、レーザ光を照射する光源、光源から照射されたレーザ光をコリメートするレンズ系、レンズ系の略焦点位置に配置されたＤＭＤ、ＤＭＤで反射されたレーザ光を走査面上に結像するレンズ系、を備えた露光ヘッド（スキャナ）により、画像データ等に応じて生成した制御信号によりＤＭＤのマイクロミラーの各々をオンオフ制御してレーザ光を変調し、変調されたレーザ光で、ステージ上にセットされ走査方向に沿って移動される感光材料（プリント配線基板）に対し画像露光を行っている。

また、この露光装置は、感光材料に対する露光位置ずれ（Ｘ，Ｙ方向）を補正するアライメント機能、及び、感光材料のうねりや厚さ（Ｚ方向）のバラツキに追従して被露光面にレーザ光の焦点を合わせるオートフォーカス機能を備えており、感光材料の位置（Ｘ，Ｙ方向）を測定するためのアライメント用の基準部として、感光材料に設けられたアライメントマークや基準孔等を検出するアライメント用のＣＣＤカメラが配設され、露光ヘッドの上流側に、感光材料の被露光面との距離（Ｚ方向）を測定するオートフォーカス用の変位センサが配設されている。

露光動作においては、露光前にＣＣＤカメラによる感光材料の位置測定（アライメント基準部の検出）を行い、取得した測定情報に基づいてレーザ光による露光位置ずれの補正制御を行い、このアライメント測定の終了後に、変位センサによる感光材料の被露光面との距離測定（フォーカス測定）を行い、取得した測定情報に基づき、コントローラによる制御を行い露光ヘッドのレーザ光出射側に設けたフォーカス機構を駆動し、あるいは露光ヘッドを光軸方向に移動調整するなどし、被露光面にレーザ光の焦点を一致させるようオートフォーカス制御を行い露光することにより、レーザ光の焦点位置の精度向上を図っている。

しかしながら、このように、感光材料のうねりや厚さ（Ｚ方向）のバラツキを測定する変位センサに、「反射型センサ」を使用した場合、感光材料の感光部（ＤＦＲ）の種類、厚さ等によってレーザ光の透過率が異なり、光路長が変わる。このため、レーザ光の焦点位置に誤差が生じる。
特許第３３０５４４８号公報

本発明は上記事実を考慮し、レーザ光の焦点位置の誤差を小さくした露光装置の焦点位置制御方法及び露光装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、画像情報に応じて変調された光ビームにより感光材料を露光する露光手段と、前記感光材料を載置し前記露光手段に対して前記感光材料を相対移動させる移動手段と、前記露光手段の露光位置と対応して設けられ、前記移動手段に載置された感光材料の露光面までの距離を検出する距離測定手段と、前記距離測定手段によって測定された数値に基づいて、前記各露光手段の光ビームの焦点位置を調整するフォーカス制御手段と、を備え、前記感光材料毎にピント補正値を設け、各ピント補正値に応じて焦点位置の補正を行うことを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、画像情報に応じて変調された光ビームにより露光手段によって感光材料が露光される。感光材料は移動手段に載置され、露光手段と感光材料とは相対移動し、所定範囲に渡って露光される。一方、露光手段と感光材料の被露光面との距離を距離測定手段によって測定し、距離測定手段によって測定された数値に基づいて、各露光手段の光ビームの焦点位置をフォーカス制御手段で調整する。

ここで、感光材料毎にピント補正値を設け、各ピント補正値に応じて補正を行う。例えば、感光材料毎に感光部（ＤＦＲ）への光の透過率が違うため、距離測定手段として反射型センサを用いた場合、投光して受光するまでの時間が異なり、反射型センサと感光部までの距離が同じでも反射型センサによる測定結果は変わってしまう。

このため、該測定結果に基づいて、露光手段のレーザ光の焦点位置を調整すると、感光材料毎に誤差が生じてしまう。そこで、感光部の光の透過率の違いを予めピント補正値として設定し、該ピント補正値による焦点位置の補正を行うことで、感光部の光の透過率の違いによるレーザ光の焦点位置の誤差を小さくし、各露光手段の光ビームの焦点位置の精度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の露光装置の焦点位置制御方法において、前記ピント補正値が、前記感光材料の光の透過率に基づいて設定されたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の露光装置の焦点位置制御方法において、前記ピント補正値が、前記感光材料の表面に設けられた保護層の厚さに基づいて設定されたことを特徴とする。

感光材料の表面に設けられた保護層の厚さによって屈折率が異なり、光路長が変わる。このため、請求項３に記載の発明では、保護層の厚さに基づいてピント補正値を設定することで、保護層の厚さの違いによるレーザ光の焦点位置の誤差を小さくし、各露光手段の光ビームの焦点位置の精度を向上させることができる。

また、保護層の厚さ及び感光部の光の透過率の違いを予めピント補正値として設定することで、レーザ光の焦点位置の誤差をさらに小さくし、各露光手段の光ビームの焦点位置の精度をさらに向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、露光装置において、画像情報に応じて変調された光ビームにより感光材料を露光する露光手段と、前記感光材料を載置し前記露光手段に対して前記感光材料を相対移動させる移動手段と、前記露光手段の露光位置と対応して設けられ、前記移動手段に載置された感光材料の露光面までの距離を検出する距離測定手段と、前記距離測定手段によって測定された数値に基づいて、前記各露光手段の光ビームの焦点位置を調整するフォーカス制御手段と、を備え、前記感光材料毎に設定されたピント補正値に応じて、前記焦点位置の補正を行う焦点位置補正手段を有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、露光装置において、感光材料毎に設定されたピント補正値に応じて、焦点位置の補正を行う焦点位置補正手段を設けたことで、請求項１に記載の発明と略同一の効果を得ることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の露光装置において、前記距離測定手段が反射型センサであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の露光装置において、前記ピント補正値が、前記感光材料の光の透過率に基づいて設定されたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項４又は５に記載の露光装置において、前記ピント補正値が、前記感光材料の表面に設けられた保護層の厚さに基づいて設定されたことを特徴とする。

本発明は上記構成としたので、感光材料毎にピント補正値を設定し、フォーカス制御手段による調整時に該ピント補正値による焦点位置の補正を行うことで、感光材料によるレーザ光の焦点位置の誤差を小さくし、各露光手段の光ビームの焦点位置の精度を向上させることができる。

次に、本発明の実施の形態に係る露光装置について説明する。

図１に示すように、露光装置１００は、４本の脚部１５４に支持された矩形厚板状の設置台１５６を備えている。設置台１５６の上面には、長手方向に沿って２本のガイド１５８が延設されており、これら２本のガイド１５８上には、矩形平盤状のＺステージ１５２が設けられている。

Ｚステージ１５２は、長手方向がガイド１５８の延設方向を向くよう配置され、ガイド１５８により設置台１５６上を往復移動可能に支持されており、図示しない駆動装置に駆動されてガイド１５８に沿って往復移動する。このＺステージ１５２の上面には、感光材料１５０が図示しない位置決め部により載置位置を決められた状態で吸着され保持される。

ここで、露光装置１００により画像露光を行う感光材料１５０としては、プリント配線基板や液晶表示装置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。

一方、Ｚステージ１５２の移動方向（走査方向）の上流側（以下、単に「上流側」ということがある。）の端縁部には、Ｘ軸方向に沿って「く」字型に形成されたＶスリット１２０が複数設けられている。なお、Ｘ軸方向は主走査方向であり、Ｙ軸方向は副走査方向でもある。

Ｖスリット１２０は、上流側に位置するスリット１２０ａと下流側に位置するスリット１２０ｂとからなっている。スリット１２０ａとスリット１２０ｂとは互いに直交するとともに、Ｙ軸に対してスリット１２０ａは１３５度、スリット１２０ｂは４５度の角度を有している。

Ｖスリット１２０の下方には、露光ヘッド１６６からの光量分布の幅及びピークの光量を測定するディテクタ１２２（図２参照）が形成されており、Ｖスリット１２０とディテクタ１２２とは、Ｚステージ１５２とともにＹ軸方向および上下方向に移動する。これにより、光量分布の幅が最小となりピークの光量が最大となるように、Ｚステージ１５２の位置を設定することができる。

なお、スリット１２０ａおよびスリット１２０ｂは、走査方向に対して４５度の角度を成すように形成されているが、スリット１２０ａおよびスリット１２０ｂは、露光ヘッド１６６の画素配列に対して傾斜していると同時に、走査方向、即ちステージ移動方向に対して傾斜していれば、走査方向に対する角度は特に限定されない。また、露光ヘッド１６６からの光量分布の幅及びピークの光量をディテクタ１２２で測定することができれば良いため、Ｖスリット１２０に限るものではなく、例えば回折格子を使用してもよい。

一方、設置台１５６の中央部よりもＺステージ１５２の移動方向の上流側及び下流側には、ゲート１６０、１６１が所定の間隔で配置されている。ゲート１６０、１６１は、Ｚステージ１５２の移動経路を跨ぐようコ字状に形成されており、両先端部が設置台１５６の両側面に固定されている。

Ｚステージ１５２の移動方向の上流側に配置されたゲート１６０には、その上流側に向けられた前面の上部（Ｚステージ１５２の移動経路の上方）に、３台の検出ユニット１８０がＺステージ１５２の移動方向と直交する方向に沿って所定の間隔で固定配置されている。

検出ユニット１８０は、上流側に配置されたアライメント検出ユニット１８２と下流側に配置された変位測定ユニット１８４とが一体化されて略箱型とされており、アライメント検出ユニット１８２を構成する各ＣＣＤカメラＮｏ．１〜Ｎｏ．４（図５参照）のレンズ部１８６及び距離測定手段としての変位測定ユニット１８４を構成する各変位センサ１８４Ａ〜１８４Ｈ（図５参照）のセンサ部１８８は共に下方へ向けられている。

Ｚステージ１５２の移動方向の下流側に配置されたゲート１６１には、その下流側に向けられた後面の上部（Ｚステージ１５２の移動経路の上方）に、スキャナ１６２が固定配置されている。このスキャナ１６２と検出ユニット１８０との間隔は、スキャナ１６２に設けられた露光ヘッド１６６による露光開始位置と、検出ユニット１８０のＣＣＤカメラ１８２による撮影位置（レンズ部１８６の光軸中心）との距離が、感光材料１５０の長手方向の寸法よりも少し長くなるように設定されている。

また、Ｚステージ１５２の駆動装置、スキャナ１６２及び検出ユニット１８０は、これらを制御するコントローラ１９０に接続されている。このコントローラ１９０により、後述する露光装置１００の露光動作時には、Ｚステージ１５２は所定の速度で移動するよう制御され、検出ユニット１８０は所定のタイミングで感光材料１５０を検出するよう制御され、露光ヘッド１６６は所定のタイミングで感光材料１５０を露光するよう制御される。

図２および図３には本発明の実施形態に係る露光ヘッドが示されている。

スキャナ１６２は、図３及び図４（Ｂ）に示すように、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た複数（例えば、８個）の露光ヘッド１６６を備えている。

露光ヘッド１６６で露光される領域である露光エリア１６８は、図３に示すように、短辺が走査方向に沿った矩形状であり、走査方向に対し、所定の傾斜角θで傾斜している。そして、Ｚステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、図１及び図３に示すように、走査方向は、ステージ移動方向とは向きが反対である。

図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、露光ヘッド１６６はライン状に配列されている上に、帯状の露光済み領域１７０のそれぞれが、隣接する露光済み領域１７０と部分的に重なるように、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本実施の形態では１倍）ずらして配置されている。

このため、たとえば、１行目の最も左側に位置する画像領域１６８Ａと、画像領域１６８Ａの右隣に位置する画像領域１６８Ｃとの間の露光できない部分は、２行目の最も左側に位置する画像領域１６８Ｂにより露光される。同様に、画像領域１６８Ｂと、画像領域１６８Ｂの右隣に位置する画像領域１６８Ｄとの間の露光できない部分は、画像領域１６８Ｃにより露光される。

一方、図５は露光ヘッド１６６を上方から見た図であり、露光ヘッド１６６とＺステージ１５２、アライメント検出ユニット１８２、変位測定ユニット１８４との相対的な位置関係を示している。

図５に示すように、アライメント検出ユニット１８２は、感光材料１５０の幅方向に沿ってＣＣＤカメラＮｏ．１〜Ｎｏ．４の４台で構成されている。ＣＣＤカメラＮｏ．１は、画像領域１６８Ａおよび画像領域１６８Ｂを撮影し、ＣＣＤカメラＮｏ．２は、画像領域１６８Ｃおよび画像領域１６８Ｄを撮影する。そしてＣＣＤカメラＮｏ．３は、画像領域１６８Ｅおよび画像領域１６８Ｆを撮影し、ＣＣＤカメラＮｏ．４は、画像領域１６８Ｇおよび画像領域１６８Ｈを撮影する。

露光時送り方向即ちＹ軸方向に沿ってアライメント検出ユニット１８２の下流側には、変位測定ユニット１８４が配設されている。この変位測定ユニット１８４は、反射型のセンサで構成された変位センサ１８４Ａ〜１８４Ｈで構成されており、変位センサ１８４Ａ〜１８４Ｈは、各々、画像領域１６８Ａ〜画像領域１６８Ｈの変位を測定するように配設されている。

次に、図６および図７（Ａ）、（Ｂ）には、本発明の実施の形態に係る露光ヘッドの光学系が示されている。

露光ヘッド１６６Ａ〜１６６Ｈの各々は、入射された光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、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。このＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部とを含む露光ヘッド制御部１９２（図１０参照）を備えた前述のコントローラ１９０に接続されている。このコントローラ１９０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１６６毎にＤＭＤ５０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１６６毎にＤＭＤ５０の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御については後述する。

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ＤＭＤ５０上に集光させるレンズ系６７、レンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射する反射鏡６９がこの順に配置されている。

レンズ系６７は、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を平行光化する１対の組合せレンズ７１、平行光化されたレーザ光の光量分布が均一になるように補正する１対の組合せレンズ７３、及び光量分布が補正されたレーザ光をＤＭＤ５０上に集光する集光レンズ７５で構成されている。

組合せレンズ７３は、レーザ出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ且つ光軸から離れた部分は光束を縮め、且つこの配列方向と直交する方向に対しては光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザ光を補正する。

またＤＭＤ５０の光反射側には、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光を感光材料１５０の走査面（露光面）５６上に結像するレンズ系５４、５８、レンズ系５４、５８を透過したレーザ光の焦点距離を調整するオートフォーカスユニット５９がこの順に配置されている。

レンズ系５４、５８は、ＤＭＤ５０と露光面５６とが共役な関係となるように配置されており、本実施形態では、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光が均一化され、ＤＭＤ５０に入射された後、各画素がこれらのレンズ系５４、５８によって約５倍に拡大され、集光されるように設定されている。

ここで、オートフォーカスユニット５９による焦点位置の調整（フォーカス制御）について説明する。

オートフォーカスユニット５９は、透明ガラス材料によって楔状（台形柱状）に形成された一対のガラス部材であるペア楔ガラス２１０、２１２を備えている。本実施形態では、ペア楔ガラス２１０、２１２は、屈折率：ｎがｎ＝１．５３に設定され、しかも互いに反転した向きでレーザ光の光軸に沿って隣接配置されている。

１対のペア楔ガラス２１０、２１２のうち、ペア楔ガラス２１０は、レーザ光の入射側（ＤＭＤ５０側）に配設されている。そして、ペア楔ガラス２１０において両側面に対して直角に形成された側の面が、レーザ光が入射する側の面、即ち光入射面２１０Ａになり、しかも光入射面２１０Ａがレーザ光の入射方向に対して直角になるように配設されている。したがって光入射面２１０Ａに相対する側の面がレーザ光が出射する光出射面２１０Ｂになる。光出射面２１０Ｂは、ペア楔ガラス２１０の側面に対して傾斜している。

一方、ペア楔ガラス２１２は、ペア楔ガラス２１０に隣接し、しかもレーザ光の出射側（露光面５６側）に配設されている。そして、ペア楔ガラス２１２において両側面に対して傾斜した側の面が光入射面２１２Ａになり、両側面に対して直角な面が光出射面２１２Ｂになるように配設されている。なお、ペア楔ガラス２１２は、光出射面２１２Ｂがレーザ光の光軸に対して略直交し、光入射面２１２Ａが傾斜する向きに配置されている。

そしてこの一対のペア楔ガラス２１０、２１２は、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ペア楔ガラス２１０の光出射面２１０Ｂとペア楔ガラス２１２の光入射面２１２Ａとが僅かな隙間をあけて相対する非接触の状態で、ペア楔ガラス２１０の光入射面２１０Ａとペア楔ガラス２１２の光出射面２１２Ｂとが平行にされる共に上記のようにレーザ光の光軸に対して略直交している。また本実施形態では、ペア楔ガラス２１０の光出射面２１０Ｂとペア楔ガラス２１２の光入射面２１２Ａの間隔が０．１ｍｍに設定されている。

ところで、図９に示すように、ペア楔ガラス２１０が保持するスライドホルダ２１６には、フォーカシングモータ２４０が連結されており、コントローラ１９０（図１０参照）からの信号によってフォーカシングモータ２４０が駆動制御されると、スライドホルダ２１６に保持されたペア楔ガラス２１０は、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す図中の二点鎖線で示した基準位置から、図８（Ａ）に示す矢印ＳＡ方向、又は、図８（Ｂ）に示す矢印ＳＢ方向へ移動する。

ここで、ペア楔ガラス２１０が基準位置にある場合のペア楔ガラス２１０の光入射面２１０Ａとペア楔ガラス２１２の光出射面２１２Ｂとの距離、すなわち互いの間に設けられた僅かな隙間を含むペア楔ガラス２１０、２１２のトータルの厚さ寸法をｔとすると、厚さ寸法：ｔは、ペア楔ガラス２１０が基準位置から矢印ＳＡ方向へ所定距離だけ移動した場合にはΔｔだけ減少し（−Δｔ）、ペア楔ガラス２１０が基準位置から矢印ＳＢ方向へ所定距離だけ移動した場合にはΔｔだけ増加する（＋Δｔ）。

このように、ペア楔ガラス２１０、２１２の厚さ寸法：ｔが変化すると（±Δｔ）、レーザ光がペア楔ガラス２１０、２１２を透過する透過距離が変化して、レーザ光の焦点距離：ＦＤが変化する（±ΔＦＤ）。なお、ＰＳは結像面を表している。

また、ペア楔ガラス２１０、２１２の屈折率：ｎ（本実施形態ではｎ＝１．５３）とすると、このペア楔ガラス２１０、２１２の厚さ寸法：ｔの変化量に応じたレーザ光の焦点距離：ＦＤの変化量は、下式によって求められる。

＋ΔＦＤ＝＋Δｔ−（＋Δｔ）／ｎ
−ΔＦＤ＝−Δｔ−（−Δｔ）／ｎ
次に、上記のように構成された露光装置１００を制御するコントローラ１９０の構成について説明する。

図１０に示すように、コントローラ１９０は、露光装置１００の各露光ヘッド１６６Ａ〜１６６Ｈを駆動する駆動ユニット１９１Ａ〜１９１Ｈと接続している。コントローラ１９０から入力された画像データは、画像処理ユニット１９３Ａ〜１９３Ｈによって、各画像領域１６８Ａ〜１６８Ｈ（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）で露光すべき画像の画像データに分割され、駆動ユニット１９１Ａ〜１９１Ｈに入力されることとなる。

ここで、画像処理ユニット１９３Ａ〜１９３Ｈおよびアライメント測定ユニット１９４メイン制御ユニット１９５には、相互にデータを授受すると同時にメイン制御ユニット１９５ともデータや指示を授受するＢＵＳが設けられている。コントローラ１９０からの指示およびデータは、該ＢＵＳを介して、画像処理ユニット１９３Ａ〜１９３Ｈ、アライメント測定ユニット１９４及びメイン制御ユニット１９５へ入力されることとなる。

一方、アライメント検出ユニット１８２を構成するＣＣＤカメラＮｏ．１〜Ｎｏ．４からの画像データがメイン制御ユニット１９５へ入力されると、アライメント測定ユニット１９４で求めたアライメントデータに基づき、アライメント調整ユニット１９６によってＺステージ１５２のアライメントが調整される。

次に、露光ヘッド制御部１９２では、各露光ヘッド１６６Ａ〜１６６Ｈに対応する変位センサ１８４Ａ〜１８４Ｈにおける変位測定結果等に基づいて、オートフォーカスユニット５９を構成するフォーカシングモータ２４０Ａ〜２４０Ｈが制御され、各露光ヘッド１６６Ａ〜１６６Ｈのフォーカシングが行なわれ、露光動作が行われる。

具体的には、図１１に示すように、各変位センサ１８４では、感光材料１５０の先端と後端を含む露光面５６（感光材料１５０の表面）までの距離測定を行い、その測定した距離データをコントローラ１９０の露光ヘッド制御部１９２（図１０参照）へ入力する。

そして、露光ヘッド制御部１９２では、入力されたデータに基づいて感光材料１５０の先端及び後端を認識すると共に、感光材料１５０のうねりや厚さ寸法誤差を把握するための演算処理を実行する。

この処理結果に基づいて、各露光ヘッド１６６Ａ〜１６６Ｈのオートフォーカスユニット５９を駆動制御する制御信号を生成して露光ヘッド制御部１９２へ出力し、各露光ヘッド１６６Ａ〜１６６Ｈから照射される光ビームの焦点位置を感光材料１５０の露光面５６に一致させるためフォーカス制御を行う。走査露光においては、オートフォーカスユニット５９によるフォーカス制御により、走査に同期してレーザ光の焦点が露光面５６の形状に倣い滑らかに追従するよう露光面５６上に合わせられる。

ここで、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、感光材料１５０毎に感光部１５０Ｂ（ＤＦＲ）への光の透過率が違うため、変位センサ１８４の発光素子（図示省略）によって発光された光が感光材料１５０の表面に設けられた透明の保護層（いわゆるＰＥＴ層）１５０Ａを経て、感光部１５０Ｂに到達し、反射して受光素子（図示省略）に到達するまでの時間が異なり、変位センサ１８４と感光材料１５０の露光面５６までの距離が同じであっても、変位センサ１８４による測定結果は変わってしまう。このため、該測定結果に基づいて、露光ヘッド１６６のレーザ光の焦点位置を調整すると、感光材料１５０毎に誤差が生じてしまう。

そこで、本形態では、図１３に示すように、感光部１５０Ｂの光の透過率の違いによる露光ヘッド１６６のレーザ光の焦点位置のズレ（以下、「ピント補正値」という）を感光材料１５０毎にＩＤ化し、ピント補正値を設定し、このデータを予めコントローラ１９０（図１０参照）に記憶させておく。そして、感光材料１５０を露光するとき、図１４に示すフローチャートに従って処理が行われる。

まず、ステップ１００において、感光材料１５０のＩＤ番号がコントローラ１９０へ入力されると、ステップ１０２において、図１３に示すデータの読出しが行われる。これにより、感光材料１５０に対応するピント補正値が設定されることとなる。

次に、ステップ１０４において、図１０に示すメイン制御ユニット１９５を介して、パルスモータ１９８が駆動し、該ピント補正値に基づいてＺステージ１５２の昇降が行われる。そして、Ｚステージ１５２がピント補正値分、移動すると、ステップ１０６において、パルスモータ１９８の駆動が停止する。

このように、感光材料１５０の感光部１５０Ｂの光の透過率の違いに基づいて予めピント補正値を設定し、該ピント補正値に基づいて、Ｚステージ１５２をピント補正値分、移動させることで、感光部１５０Ｂの光の透過率の違いによるレーザ光の焦点位置の誤差を小さくし、各露光ヘッド１６６の光ビームの焦点位置の精度を向上させることができる。

なお、ここでは、感光部１５０Ｂへの光の透過率の違いによって、ピント補正値を設定したが、感光材料１５０の表面に設けられた保護層１５０Ａの厚さに基づいて、ピント補正値を設定しても良い。保護層１５０Ａは、その厚さによって屈折率が異なるため、光路長が変わる。従って、保護層１５０Ａの厚さに基づいてピント補正値を設定することで、保護層１５０Ａの厚さの違いによるレーザ光の焦点位置の誤差を小さくすることができ、各露光ヘッド１６６の光ビームの焦点位置の精度を向上させることができる。

また、さらに、保護層１５０Ａの厚さおよび感光部１５０Ｂの光の透過率の違いをピント補正値として設定しても良い。これにより、レーザ光の焦点位置の誤差をさらに小さくすることができ、各露光ヘッドの光ビームの焦点位置の精度をさらに向上させることができる。

また、ここでは、ピント補正値をＺステージ１５２の移動によって吸収させるようにしたが、オートフォーカスユニット５９で該ピント補正値を吸収させるようにしても良い。

本発明の実施の形態に係る露光装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態に係るスキャナの構成を示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る露光ヘッドによる露光領域の配列を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置を示す概略平面図である。 本発明の実施の形態に係る露光ヘッドの構成を示す斜視図である。 （Ａ）は、本発明の実施の形態に係る露光ヘッドの構成を示す側面図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る露光ヘッドの構成を示す平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る露光装置のフォーカシングユニットの作用を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置のフォーカシングユニットの構成を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置の変位センサから感光材料の露光面までの距離を測定する方法を説明する図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、感光部への光の透過率の違いを説明する図である。 感光材料毎のピント補正値を示すデータである。 本発明の実施の形態に係る露光装置のピント補正値による焦点位置の調整方法を説明するフローチャートである。

符号の説明

５９ フォーカシングユニット（フォーカス制御手段焦点位置補正手段）
１００ 露光装置
１２２ ディテクタ（ピント検出手段）
１５０ 感光材料
１５２ Ｚステージ（移動手段）
１６６ 露光ヘッド（露光手段）
１８４ 変位測定ユニット（距離測定手段）
１９５ メイン制御ユニット（焦点位置補正手段）

Claims (7)

1. 画像情報に応じて変調された光ビームにより感光材料を露光する露光手段と、
   前記感光材料を載置し前記露光手段に対して前記感光材料を相対移動させる移動手段と、
   前記露光手段の露光位置と対応して設けられ、前記移動手段に載置された感光材料の露光面までの距離を検出する距離測定手段と、
   前記距離測定手段によって測定された数値に基づいて、前記各露光手段の光ビームの焦点位置を調整するフォーカス制御手段と、
   を備え、
   前記感光材料毎にピント補正値を設け、各ピント補正値に応じて前記焦点位置の補正を行うことを特徴とする露光装置の焦点位置制御方法。
2. 前記ピント補正値が、前記感光材料の光の透過率に基づいて設定されたことを特徴とする請求項１に記載の露光装置の焦点位置制御方法。
3. 前記ピント補正値が、前記感光材料の表面に設けられた保護層の厚さに基づいて設定されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置の焦点位置制御方法。
4. 画像情報に応じて変調された光ビームにより感光材料を露光する露光手段と、
   前記感光材料を載置し前記露光手段に対して前記感光材料を相対移動させる移動手段と、
   前記露光手段の露光位置と対応して設けられ、前記移動手段に載置された感光材料の露光面までの距離を検出する距離測定手段と、
   前記距離測定手段によって測定された数値に基づいて、前記各露光手段の光ビームの焦点位置を調整するフォーカス制御手段と、
   を備え、
   前記感光材料毎に設定されたピント補正値に応じて、前記焦点位置の補正を行う焦点位置補正手段を有することを特徴とする露光装置。
5. 前記距離測定手段が反射型センサであることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
6. 前記ピント補正値が、前記感光材料の光の透過率に基づいて設定されたことを特徴とする請求項４又は５に記載の露光装置。
7. 前記ピント補正値が、前記感光材料の表面に設けられた保護層の厚さに基づいて設定されたことを特徴とする請求項４又は５に記載の露光装置。

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