JP4738227B2 - 記録素子設定方法、画像記録方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像記録媒体に沿って配列される多数の記録素子を画像データに応じて制御し、前記画像記録媒体に画像を記録する際の記録素子設定方法、画像記録方法及び装置に関する。

図２８は、プリント配線基板の製造工程の説明図である。蒸着等により銅箔１が被着された基板２が準備され、この銅箔１上に感光材料からなるフォトレジスト３が加熱圧着（ラミネート）される。次いで、露光装置によりフォトレジスト３が配線パターンに応じて露光された後、現像液により現像処理され、露光されていないフォトレジスト３が除去される。フォトレジスト３が除去されることで露出した銅箔１は、エッチング液によってエッチング処理され、その後、残存するフォトレジスト３が剥離液によって剥離される。この結果、基板２上に所望の配線パターンからなる銅箔１が残存形成されたプリント配線基板が製造される。

ここで、フォトレジスト３に配線パターンを露光する露光装置として、例えば、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を利用した装置を適用することができる（特許文献１参照）。ＤＭＤは、ＳＲＡＭセル（メモリセル）の上に格子状に配列された多数のマイクロミラーを揺動可能な状態で配置したものであり、各マイクロミラーの表面には、アルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。ＳＲＡＭセルに画像データに従ったデジタル信号が書き込まれると、その信号に応じて各マイクロミラーが所定方向に傾斜し、その傾斜状態に従って光ビームがオンオフ制御されてフォトレジスト３に導かれ、配線パターンが露光記録される。

米国特許第５１３２７２３号明細書

ところで、各マイクロミラーによって反射されフォトレジスト３に導かれる光ビームは、強度、ビーム径、ビーム形状等が場所によって異なることがある。また、配線パターンが形成される基板２側では、加熱温度や圧力の不均一により、フォトレジスト３のラミネート状態が場所によって異なっていたり、現像処理、エッチング処理等の化学処理工程における化学反応速度が不均一となる場合がある。これらに起因するローカリティの影響により、所望の線幅からなる配線パターンを基板２に形成できないことがある。

本発明は、ローカリティを容易に補正し、画像記録媒体に所望の画像を高精度に記録することのできる記録素子設定方法、画像記録方法及び装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、記録素子又は画像記録媒体の状態を考慮したローカリティを補正することのできる記録素子設定方法、画像記録方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の画像記録方法は、複数の記録素子を画像データに応じて制御し、画像記録媒体に画像を記録する画像記録方法において、
複数の前記記録素子を隣接する複数の前記記録素子からなる記録素子群に分割し、前記各記録素子群間の記録特性のローカリティ特性データを取得するステップと、
前記ローカリティ特性データを補正すべく、前記各記録素子群を構成する前記記録素子のオフ状態に制御する素子数を求めるステップと、
オフ状態に制御する前記素子数からなる特定の前記記録素子を前記各記録素子群毎に設定したマスクデータを求めるステップと、
オンオフ状態を決定する前記画像データと、オフ状態を決定する前記マスクデータとに基づいて前記各記録素子を制御し、前記画像記録媒体に画像を記録するステップと、
からなり、
前記特定の記録素子は、欠陥のある記録素子が優先的に選択されることを特徴とする。

本発明の画像記録方法は、複数の記録素子を画像データに応じて制御し、画像記録媒体に画像を記録する画像記録方法において、
複数の前記記録素子による記録特性のローカリティ特性データを取得するステップと、
前記ローカリティ特性データを補正すべく、オフ状態に制御する特定の前記記録素子を設定するステップと、
オフ状態に制御されない前記記録素子を前記画像データに応じて制御し、前記画像記録媒体に画像を記録するステップと、
を含み、前記特定の記録素子を設定するステップでは、オフ状態に制御する前記記録素子を欠陥のある記録素子から優先的に選択することを特徴とする。

本発明の記録素子設定方法は、複数の記録素子を画像データに応じて制御し、画像記録媒体に画像を記録する際、
複数の前記記録素子を隣接する複数の前記記録素子からなる記録素子群に分割し、前記各記録素子群間の記録特性のローカリティ特性データを取得するステップと、
前記ローカリティ特性データを補正すべく、前記各記録素子群を構成する前記記録素子のオフ状態に制御する素子数を求めるステップと、
オフ状態に制御する前記素子数からなる特定の前記記録素子を前記各記録素子群毎に設定したマスクデータを求めるステップと、
からなり、
オンオフ状態を決定する前記画像データと、オフ状態を決定する前記マスクデータとに基づいて前記各記録素子を制御可能に設定し、
前記特定の記録素子は、欠陥のある記録素子が優先的に選択されることを特徴とする。

本発明の記録素子設定方法は、複数の記録素子を画像データに応じて制御し、画像記録媒体に画像を記録する際、
複数の前記記録素子による記録特性のローカリティ特性データを取得するステップと、
前記ローカリティ特性データを補正すべく、オフ状態に制御する特定の前記記録素子を設定するステップと、
を含み、前記特定の記録素子を設定するステップでは、オフ状態に制御する前記記録素子を欠陥のある記録素子から優先的に選択することを特徴とする。

本発明の画像記録装置は、複数の記録素子を画像データに応じて制御し、画像記録媒体に画像を記録する画像記録装置において、
複数の前記記録素子を隣接する複数の前記記録素子からなる記録素子群に分割し、前記各記録素子群間の記録特性のローカリティ特性データを取得するローカリティ特性データ取得手段と、
前記ローカリティ特性データを補正すべく、前記各記録素子群を構成する前記記録素子から選択した特定の前記記録素子をオフ状態に制御するマスクデータを設定するマスクデータ設定手段と、
前記マスクデータを記憶するマスクデータ記憶手段と、
オンオフ状態を決定する前記画像データと、オフ状態を決定する前記マスクデータとに基づいて前記各記録素子を制御する記録素子制御手段と、
を備え、
前記特定の記録素子は、欠陥のある記録素子が優先的に選択されることを特徴とする。

本発明の画像記録装置は、複数の記録素子を画像データに応じて制御し、画像記録媒体に画像を記録する画像記録装置において、
複数の前記記録素子による記録特性のローカリティ特性データを取得するローカリティ特性データ取得手段と、
前記ローカリティ特性データを補正すべく、オフ状態に制御する特定の前記記録素子を設定する特定記録素子設定手段と、
オフ状態に制御されない前記記録素子を前記画像データに応じて制御し、前記画像記録媒体に画像を記録する記録素子制御手段と、
を備え、前記特定記録素子設定手段は、欠陥のある記録素子を優先的に選択して前記特定の記録素子に設定することを特徴とする。

本発明の記録素子設定方法、画像記録方法及び装置では、画像記録媒体の位置によるローカリティを補正するマスクデータを容易に設定し、このマスクデータを用いてローカリティのない高精度な画像を画像記録媒体に記録することができる。

図１は、本発明の記録素子設定方法、画像記録方法及び装置が適用される実施形態であるプリント配線基板等の露光処理を行う露光装置１０を示す。露光装置１０は、複数の脚部１２によって支持された変形の極めて小さい定盤１４を備え、この定盤１４上には、２本のガイドレール１６を介して露光ステージ１８が矢印方向に往復移動可能に設置される。露光ステージ１８には、感光材料が塗布された矩形状の基板Ｆ（画像記録媒体）が吸着保持される。

定盤１４の中央部には、ガイドレール１６を跨ぐようにして門型のコラム２０が設置される。このコラム２０の一方の側部には、露光ステージ１８に対する基板Ｆの装着位置を検出するＣＣＤカメラ２２ａ及び２２ｂが固定され、コラム２０の他方の側部には、基板Ｆに対して画像を露光記録する複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｊが位置決め保持されたスキャナ２６が固定される。露光ヘッド２４ａ〜２４ｊは、基板Ｆの走査方向（露光ステージ１８の移動方向）と直交する方向に２列で千鳥状に配列される。ＣＣＤカメラ２２ａ、２２ｂには、ロッドレンズ６２ａ、６２ｂを介してストロボ６４ａ、６４ｂが装着される。ストロボ６４ａ、６４ｂは、基板Ｆを感光することのない赤外光からなる照明光をＣＣＤカメラ２２ａ、２２ｂの撮像域に照射する。

また、定盤１４の端部には、露光ステージ１８の移動方向と直交する方向に延在するガイドテーブル６６が装着されており、このガイドテーブル６６には、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから出力されたレーザビームＬの光量を検出するフォトセンサ６８が矢印ｘ方向に移動可能に配設される。

図２は、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの構成を示す。露光ヘッド２４ａ〜２４ｊには、例えば、光源ユニット２８を構成する複数の半導体レーザから出力されたレーザビームＬが合波され光ファイバ３０を介して導入される。レーザビームＬが導入された光ファイバ３０の出射端には、ロッドレンズ３２、反射ミラー３４及びデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）３６が順に配列される。

ＤＭＤ３６は、図３に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）３８の上に格子状に配列された多数のマイクロミラー４０（記録素子）を揺動可能な状態で配置したものであり、各マイクロミラー４０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。ＳＲＡＭセルにＤＭＤコントローラ４２から描画データに従ったデジタル信号が書き込まれると、その信号に応じて各マイクロミラー４０が所定方向に傾斜し、その傾斜状態に従ってレーザビームＬのオンオフ状態が実現される。

オンオフ状態が制御されたＤＭＤ３６によって反射されたレーザビームＬの射出方向には、拡大光学系である第１結像光学レンズ４４、４６、ＤＭＤ３６の各マイクロミラー４０に対応して多数のレンズを配設したマイクロレンズアレー４８、ズーム光学系である第２結像光学レンズ５０、５２が順に配列される。なお、マイクロレンズアレー４８の前後には、迷光を除去するとともに、レーザビームＬを所定の径に調整するためのマイクロアパーチャアレー５４、５６が配設される。

露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを構成するＤＭＤ３６は、図４及び図５に示すように、高い解像度を実現すべく、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの移動方向に対して所定角度傾斜した状態に設定される。すなわち、ＤＭＤ３６を基板Ｆの走査方向（矢印ｙ方向）に対して傾斜させることで、ＤＭＤ３６を構成するマイクロミラー４０の配列方向（矢印ｘ′方向）に対する間隔ｍよりも基板Ｆの走査方向と直交する方向（矢印ｘ方向）の間隔Δｘを狭くし、解像度を高く設定することができる。

なお、図５では、走査方向（矢印ｙ方向）の同一の走査線５７上に複数のマイクロミラー４０が配置されており、基板Ｆには、これらの複数のマイクロミラー４０によって略同一位置に導かれたレーザビームＬにより画像が多重露光される。これにより、マイクロミラー４０間の光量のむらが平均化される。また、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊによる露光エリア５８ａ〜５８ｊは、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ間の継ぎ目が生じることのないよう、矢印ｘ方向に重畳するように設定される。

ここで、ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０を介して基板Ｆに導かれるレーザビームＬの光量は、例えば、図６に示すように、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの配列方向である矢印ｘ方向に対して、マイクロミラー４０の反射率、光学系の記録特性等に起因するローカリティを有している。このようなローカリティのある状態において、図７に示すように、複数のマイクロミラー４０により反射された合成光量の少ないレーザビームＬを用いて基板Ｆに画像を露光記録した場合と、合成光量の多いレーザビームＬを用いて基板Ｆに画像を露光記録した場合とでは、基板Ｆに塗布された感光材料が所定の状態に感光する閾値をｔｈとして、記録される画像の矢印ｘ方向の幅Ｗ１、Ｗ２が異なる不具合が生じてしまう。また、図２８に示すように、露光された基板Ｆに対して、さらに、現像処理、エッチング処理、剥離処理の各処理を行う場合、レーザビームＬの光量のローカリティの影響に加えて、レジストのラミネートむら、現像処理むら、エッチング処理むら、剥離処理むら等の記録特性のローカリティに起因する画像の幅の変動が発生する。

本実施形態では、上記の各変動要因を考慮して、基板Ｆに１画素を形成するために用いるマイクロミラー４０の枚数（素子数）をマスクデータを用いて制御することにより、図８に示すように、基板Ｆの最終的な剥離処理まで考慮して形成される画像の矢印ｘ方向の幅Ｗ１を位置によらず一定とすることができる。

図９は、このような制御を行うための機能を有した露光装置１０の制御回路ブロック図である。

露光装置１０は、基板Ｆに露光記録される画像データを入力する画像データ入力部７０と、入力された二次元の画像データを記憶するフレームメモリ７２と、フレームメモリ７２に記憶された画像データを露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを構成するＤＭＤ３６のマイクロミラー４０のサイズ及び配置に応じた高い解像度に変換する解像度変換部７４と、解像度の変換された画像データを各マイクロミラー４０に割り当てて出力データとする出力データ演算部７６と、出力データをマスクデータに従って補正する出力データ補正部７８と、補正された出力データに従ってＤＭＤ３６を制御するＤＭＤコントローラ４２（記録素子制御手段）と、ＤＭＤコントローラ４２によって制御されたＤＭＤ３６を用いて、基板Ｆに所望の画像を露光記録する露光ヘッド２４ａ〜２４ｊとを備える。

解像度変換部７４には、テストデータを記憶するテストデータメモリ８０が接続される。テストデータは、基板Ｆに一定の線幅及びスペース幅を繰り返すテストパターンを露光記録し、そのテストパターンに基づいてマスクデータを作成するためのデータである。

出力データ補正部７８には、マスクデータを記憶するマスクデータメモリ８２（マスクデータ記憶手段）が接続される。マスクデータは、常時オフ状態とするマイクロミラー４０を指定するデータであり、マスクデータ設定部８６（マスクデータ設定手段、特定記録素子設定手段）において設定される。マスクデータ設定部８６には、光量ローカリティデータ算出部８８及びローカリティ特性データ設定部８７（ローカリティ特性データ取得手段）が接続される。光量ローカリティデータ算出部８８は、フォトセンサ６８によって検出したレーザビームＬの光量に基づき、光量ローカリティデータを算出する。また、ローカリティ特性データ設定部８７には、テストデータに従って基板Ｆに露光記録されたテストパターンより取得したローカリティ特性データが設定される。

本実施形態の露光装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、図１０に示すフローチャートに基づき、マスクデータの設定手順を説明する。

先ず、露光ステージ１８を移動させて露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの下部にフォトセンサ６８を配置した後、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを駆動する（ステップＳ１）。この場合、ＤＭＤコントローラ４２は、ＤＭＤ３６を構成する全てのマイクロミラー４０がレーザビームＬをフォトセンサ６８に導くオン状態に設定する。

フォトセンサ６８は、図１に示す矢印ｘ方向に移動しながら露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから出力されたレーザビームＬの光量を測定し、光量ローカリティデータ算出部８８に供給する（ステップＳ２）。光量ローカリティデータ算出部８８は、フォトセンサ６８によって測定された光量に基づき、矢印ｘ方向の各位置ｘｉ（ｉ＝１、２、…）でのレーザビームＬの光量ローカリティデータを算出し、マスクデータ設定部８６に供給する（ステップＳ３）。

マスクデータ設定部８６は、供給された光量ローカリティデータに基づき、基板Ｆの各位置ｘｉ（ｉ＝１、２、…）でのレーザビームＬの光量Ｅｉ（ｉ＝１、２、…）を一定にするための初期マスクデータを作成し、マスクデータメモリ８２に記憶させる（ステップＳ４）。なお、初期マスクデータは、例えば、図６に示す光量のローカリティがなくなるよう、基板Ｆの各位置ｘｉ（ｉ＝１、２、…）に画像の１画素を形成する複数のマイクロミラー４０の中の何枚かを、光量ローカリティデータに従ってオフ状態に制御するデータとして設定される。図５では、初期マスクデータによってオフ状態に設定したマイクロミラー４０を黒丸で示している。

初期マスクデータを設定した後、露光ステージ１８を移動させて露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの下部に基板Ｆを配置し、テストデータに基づいて露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを駆動する（ステップＳ５）。

解像度変換部７４は、テストデータメモリ８０からテストデータを読み込み、ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０に対応する解像度に変換した後、そのテストデータを出力データ演算部７６に供給する。出力データ演算部７６は、テストデータを各マイクロミラー４０のオンオフ信号であるテスト出力データとして出力データ補正部７８に供給する。出力データ補正部７８は、マスクデータメモリ８２から供給される初期マスクデータの位置に対応するマイクロミラー４０のテスト出力データを強制的にオフ状態とした後、ＤＭＤコントローラ４２に出力する。

ＤＭＤコントローラ４２は、ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０を、初期マスクデータによって補正されたテスト出力データに従ってオンオフ制御することにより、光源ユニット２８からのレーザビームＬを基板Ｆに照射し、テストパターンを露光記録する（ステップＳ６）。なお、このテストパターンは、初期マスクデータによって補正されたテスト出力データに従って形成されているため、レーザビームＬの光量ローカリティの影響が排除されたパターンとなる。

テストパターンが露光記録された基板Ｆは、現像処理、エッチング処理及びレジストの剥離処理が行われ、テストパターンが残存した基板Ｆが生成される（ステップＳ７）。なお、このテストパターンは、例えば、図１１に示すように、矢印ｘ方向の各位置ｘｉ（ｉ＝１、２、…）に線幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、…）で形成される多数の矩形状のテストパターン９０であり、ローカリティのない理想状態では、線幅Ｗｉ及びスペース幅が位置ｘｉによらず一定となるテスト出力データに基づいて描画されている。

しかしながら、基板Ｆに照射されるレーザビームＬのビーム径、ビーム形状等が場所によって異なっていたり、現像処理等を含む基板の処理工程にむらがあると、初期マスクデータによって光量ローカリティが調整されていても、テストパターン９０の線幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、…）又はスペース幅が一定にはならない。

そこで、基板Ｆに形成されたテストパターン９０の線幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、…）を測定し（ステップＳ８）、その測定結果がローカリティ特性データ設定部８７に入力される。ローカリティ特性データ設定部８７は、入力された各線幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、…）を最小値の線幅Ｗｍｉｎとすることのできる光量補正量ΔＥｉ（ｉ＝１、２、…）（ローカリティ特性データ）を算出し、マスクデータ設定部８６に供給する（ステップＳ９）。

図１２は、矢印ｘ方向の各位置ｘｉ（ｉ＝１、２、…）と、測定された線幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、…）との関係を示す。また、図１３は、基板Ｆに照射されるレーザビームＬの光量変化量ΔＥと、それに伴う線幅変化量ΔＷとの関係を示す。図１３に示す関係を予め実験等によって求めておき、ローカリティ特性データ設定部８７は、この関係を用いて、測定した線幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、…）を最小値の線幅Ｗｍｉｎに修正する線幅変化量ΔＷｉを得ることのできる各位置ｘｉの光量変化量ΔＥを、光量補正量ΔＥｉ（ｉ＝１、２、…）として算出する（図１４参照）。

マスクデータ設定部８６は、算出された光量補正量ΔＥｉ（ｉ＝１、２、…）に基づき、ステップＳ４で設定された初期マスクデータを調整してマスクデータを設定する（ステップＳ１０）。この場合、マスクデータは、基板Ｆの各位置ｘｉ（ｉ＝１、２、…）に画像の１画素を形成する複数のマイクロミラー４０の中でオフ状態に制御するマイクロミラー４０を、光量補正量ΔＥｉ（ｉ＝１、２、…）に従って決定するデータとして設定される。設定されたマスクデータは、初期マスクデータに代えてマスクデータメモリ８２に記憶される。

ここで、マスクデータの設定方法について詳細に説明する。

マスクデータは、初期マスクデータを用いて出力データを補正したときの光量Ｅｉ（ｉ＝１、２、…）（図６参照）に対する光量補正量ΔＥｉ（ｉ＝１、２、…）の割合と、矢印ｘ方向の所定範囲の画像を形成する複数のマイクロミラー４０（記録素子群）の枚数Ｎとを用いて、オフ状態に制御するマイクロミラー４０の枚数ｎを、
ｎ＝Ｎ・ΔＥｉ／Ｅｉ
とし、Ｎ枚中のｎ枚のマイクロミラー４０をオフ状態とするデータとして設定すればよい。

この場合、例えば、図５に示すＤＭＤ３６において、矢印ｙ′方向に配列される複数のマイクロミラー４０を記録素子群（スワスＡ１、Ａ２、Ａ３、…）とし、各記録素子群に対して光量補正量ΔＥｉを対応させる。そして、各記録素子群を構成するマイクロミラー４０を、
ｋ＝ＩＮＴ（Ｎ／ｎ）
の関係で決まる間引き間隔ｋで等間隔にオフ状態とするマスクデータを設定する（図１５参照）。なお、ＩＮＴは、Ｎ／ｎの少数以下を切り捨て、切り上げ、又は、四捨五入する関数である。

ここで、隣接して配設される記録素子群（例えば、スワスＡ１、Ａ２）を構成するマイクロミラー４０が、図１５に示すように、基板Ｆ上の矢印ｘ方向に対する略同一の位置に画素を多重露光する場合、略同一の画素を構成する異なるスワスＡ１、Ａ２のマイクロミラー４０（図１５では、ｍ１及びｍ２）が共にオフ状態に設定されると、その部分において、記録画像の走査方向（矢印ｙ方向）に筋状のむらが発生してしまうおそれがある。

この場合、オフ状態に制御するマイクロミラー４０の位置を隣接するスワスＡ１、Ａ２、…間で矢印ｘ方向にずらすように設定することにより、前記の不具合を回避することができる。なお、オフ状態に制御するマイクロミラー４０の位置をずらす処理は、スワスＡ１、Ａ２の矢印ｘ方向に対する傾斜角度θと、マイクロミラー４０の矢印ｘ′方向の間隔ｍと、間引き間隔ｋとから、オフ状態のマイクロミラー４０の矢印ｘ方向の位置が重なるか否かを判定し、重なると判定された場合において行えばよい。

マスクデータは、図１５に示すように、各記録素子群を構成するマイクロミラー４０に閾値データＴを対応させておき、この閾値データＴと、オフ状態に設定するマイクロミラー４０の枚数ｎとを比較し、Ｔ＜ｎとなる閾値データＴに対応するマイクロミラー４０をオフ状態とするように設定することができる。

また、図１６に示すように、隣接する記録素子群毎に異なる閾値データＴ、Ｔ′を対応させることにより、オフ状態のマイクロミラー４０の矢印ｘ方向の位置が記録素子群同士で重なる事態を回避することができる。

さらに、図１７に示すように、矢印ｙ方向に配列されるＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０を走査線５７に沿って矢印ｘ方向の軸上に射影し、同一の走査線５７上でオフ状態とするマイクロミラー４０の枚数ｎ（図１７において、○付数字で例示する。）をローカリティ特性データに基づいて設定するようにしてもよい。この場合、オフ状態とするマイクロミラー４０の位置は、走査線５７に沿った方向に等間隔に設定し、あるいは、図１５に示す場合と同様に、閾値データＴと枚数ｎとを比較して設定することができる。

なお、ＤＭＤ３６を構成するマイクロミラー４０又はレーザビームＬの一部に欠陥がある場合、欠陥部位に対応するマイクロミラー４０から優先的にオフ状態に設定することにより、欠陥による画像品質の劣化を回避することが可能となる。この場合、例えば、欠陥部位のマイクロミラー４０を示す欠陥ミラーデータを予め準備しておき、マスクデータを作成する際に前記欠陥ミラーデータを参照するようにしてもよい。なお、欠陥のあるマイクロミラー４０には、オンオフ制御不能なマイクロミラー４０や、露光面上で所望の光量が得られないマイクロミラー４０等が含まれる。

また、上述したように、オフ状態とするマイクロミラー４０を等間隔に設定すると、ランダムに設定する場合に比較して、基板Ｆの各小領域を略均一なエネルギで露光することができる。例えば、矢印ｙ方向に延在して形成されるラインに対しては、線幅のばらつきを低減させることができる。また、矢印ｘ方向に延在して形成されるラインに対しては、ラインのジャギーを低減させることができる。

以上のようにしてマスクデータを設定した後、基板Ｆに対する所望の配線パターンの露光記録処理を行う。

そこで、画像データ入力部７０から所望の配線パターンに係る画像データが入力される。入力された画像データは、フレームメモリ７２に記憶された後、解像度変換部７４に供給され、ＤＭＤ３６の解像度に応じた解像度に変換され、出力データ演算部７６に供給される。出力データ演算部７６は、解像度の変換された画像データからＤＭＤ３６を構成するマイクロミラー４０のオンオフ信号である出力データを演算し、この出力データを出力データ補正部７８に供給する。

出力データ補正部７８は、マスクデータメモリ８２からマスクデータを読み出し、出力データとして設定されている各マイクロミラー４０のオンオフ状態をマスクデータによって補正し、補正された出力データをＤＭＤコントローラ４２に供給する。

ＤＭＤコントローラ４２は、補正された出力データに基づいてＤＭＤ３６を駆動し、各マイクロミラー４０をオンオフ制御する。光源ユニット２８から出力され、光ファイバ３０を介して各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊに導入されたレーザビームＬは、ロッドレンズ３２から反射ミラー３４を介してＤＭＤ３６に入射する。ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０により所望の方向に選択的に反射されたレーザビームＬは、第１結像光学レンズ４４、４６によって拡大された後、マイクロアパーチャアレー５４、マイクロレンズアレー４８及びマイクロアパーチャアレー５６を介して所定の径に調整され、次いで、第２結像光学レンズ５０、５２により所定の倍率に調整されて基板Ｆに導かれる。露光ステージ１８は、定盤１４に沿って移動し、基板Ｆには、露光ステージ１８の移動方向と直交する方向に配列される複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｊにより所望の配線パターンが露光記録される。

配線パターンが露光記録された基板Ｆは、露光装置１０から取り外された後、現像処理、エッチング処理、剥離処理が施される。この場合、基板Ｆに照射されるレーザビームＬの光量は、マスクデータに基づき剥離処理までの最終処理工程を考慮して調整されているため、所望の線幅を有する高精度な配線パターンを得ることができる。

なお、上述した実施形態では、図１１に示すテストパターン９０を基板Ｆに露光記録し、その線幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、…）を測定してマスクデータを求めているが、テストパターン９０のスペース幅を測定してマスクデータを求めてもよい。また、各線幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、…）又は各スペース幅を高精度に測定することが困難な場合には、テストパターン９０の各位置ｘｉ（ｉ＝１、２、…）を中心とした小領域の濃度を測定し、その濃度分布に基づいてマスクデータを求めるようにしてもよい。

また、テストパターン９０を基板Ｆに露光記録する代わりに、図１８に示すように、所定の網％からなる網点パターン９１を基板Ｆに露光記録し、その網％又は濃度を測定してマスクデータを求めるようにしてもよい。

さらに、テストデータとして、図１９に示すｎ（ｎ＝１、２、…）ステップのグレースケールデータ９２をテストデータメモリ８０に設定し、このグレースケールデータ９２を用いて、基板Ｆの矢印ｙ方向に段階的に光量が増加するグレースケールパターンを露光記録した後、現像処理を行い、次いで、図２０に示すように、基板Ｆに残存するレジストパターン９４の範囲を測定し、レジストパターン９４の各位置ｘｉ（ｉ＝１、２、…）におけるグレースケールデータ９２の対応するステップの段数ｎｉを求め、その段数ｎｉに基づいてマスクデータを求めるようにしてもよい。

なお、テストパターン９０の場合も同様に、現像処理後のレジストパターンを測定してマスクデータを求めることができる。

また、異なる２方向に配列される各テストパターンの線幅又はスペース幅を測定してマスクデータを求めるようにしてもよい。例えば、図２１に示すように、基板Ｆの各位置ｘｉに、走査方向（矢印ｙ方向）に並行するテストパターン９６ａと、走査方向と直交する方向（矢印ｘ方向）に並行するテストパターン９６ｂとを一組として描画し、これらのテストパターン９６ａ、９６ｂの線幅の平均値等に基づいて光量補正量を算出し、マスクデータを求めてもよい。このように、異なる２方向に配列されるテストパターンを用いることにより、テストパターンの方向に依存する線幅変動要因の影響を排除することができる。

なお、線幅変動要因の１つとして、走査方向とそれに直交する方向とでテストパターンのエッジ部分の描画のされ方が異なることが考えられる。すなわち、図２２に示すように、基板Ｆの走査方向（矢印ｙ方向）のエッジ部分９８ａは、レーザビームＬの１つ又は複数のビームスポットが基板Ｆの移動方向である矢印ｙ方向に移動して描画されるのに対して、図２３に示すように、矢印ｘ方向のエッジ部分９８ｂは、基板Ｆに対して移動しないレーザビームＬの複数のビームスポットによって描画される。従って、このようなエッジ部分９８ａ、９８ｂの描画のされ方の違いにより、線幅に差異が生じる可能性がある。また、ビームスポット形状が真円でない場合においても同様に、線幅に変動が生じる可能性がある。

テストパターンの配列方向としては、上記の２方向だけではなく、３方向以上の方向としてもよく、また、矢印ｘ、ｙ方向に対して傾斜させたテストパターンを用いることもできる。さらには、テストパターンとして、予め規定された回路パターンを形成し、その回路パターンを測定することで、光量の補正を行うようにしてもよい。

また、基板Ｆに塗布される感光材料の種類に応じた複数のマスクデータを作成してマスクデータメモリ８２に記憶させておき、感光材料の種類に従って対応するマスクデータを選択して出力データの補正を行うようにしてもよい。

すなわち、図２４に示すように、基板Ｆに照射されるレーザビームＬの光量変化量ΔＥと線幅変化量ΔＷとの関係、あるいは、レーザビームＬのビーム径変化量と線幅変化量ΔＷとの関係は、感光材料Ａ、Ｂの種類によって異なる場合がある。これらの相違は、感光材料Ａ、Ｂの階調特性の違いによって生じるものであり、例えば、図２５に示すように、同じ条件下でテストパターンを描画した場合であっても、異なる線幅Ｗとなることがある。なお、図２４では、光量変化量ΔＥと線幅変化量ΔＷとの関係を直線近似で示している。

このような感光材料Ａ、Ｂの特性の違いによらず同じ線幅のパターンを描画するためには、感光材料Ａ、Ｂ毎の光量変化量ΔＥ−線幅変化量ΔＷ特性（図２４）と、感光材料Ａ、Ｂ毎の各位置ｘｉでの基準線幅Ｗ０（この場合、例えば、線幅Ｗの最小値とする。）に対する線幅変化量ΔＷＡ、ΔＷＢ（図２５）とから、各感光材料Ａ、Ｂに応じた光量補正量を設定する必要がある。図２６は、感光材料Ａ、Ｂ毎に設定された光量補正量の一例を示す。

この実施形態では、マスクデータ設定部８６において、感光材料Ａ、Ｂ毎に求めた光量補正量に基づいて各マスクデータを設定し、マスクデータメモリ８２に記憶させる。そして、基板Ｆに対して所望の配線パターンの露光処理を行う場合には、例えば、オペレータが入力した感光材料の種類に対応するマスクデータをマスクデータメモリ８２から読み出し、出力データ演算部７６から供給される出力データを当該マスクデータによって補正することにより、感光材料の種類によらず、線幅のばらつきがない高精度な配線パターンを基板Ｆに露光記録することができる。

なお、上記の説明では、基板Ｆの走査方向（矢印ｙ方向）と直交する方向（矢印ｘ方向）に対するローカリティを調整するように、マスクデータを設定しているが、マスクデータを固定的に設定してしまうと、常時オフ状態となるマイクロミラー４０によって矢印ｙ方向に筋状のむらが発生することが懸念される。

そこで、図２７に示すように、マスクデータメモリ８２と出力データ補正部７８との間にマスクデータ変更部１００（マスクデータ変更手段、特定記録素子切替手段）を配設し、乱数発生部１０２から供給された乱数データを用いて、マスクデータメモリ８２から読み出したマスクデータを、矢印ｘ方向のローカリティに対する補正効果を維持した状態で、矢印ｙ方向の走査位置に応じて変更することにより、矢印ｙ方向に対する筋状のむらの視認を低下させることができる。

例えば、マスクデータ変更部１００において、矢印ｙ方向の走査位置に応じて、図１５又は図１６に示す各スワスＡ１、Ａ２…を構成する複数のマイクロミラー４０毎、あるいは、図１７に示す走査線５７上の複数のマイクロミラー４０毎に、マスクデータメモリ８２から供給されるマイクロミラー４０をオフ状態とするマスクデータの配列を、オフ状態となるマイクロミラー４０の素子数を変更することなく、乱数発生部１０２から供給される乱数データによってランダムに変更して出力データ補正部７８に供給し、このマスクデータを用いて出力データを補正することにより、矢印ｘ方向に対するローカリティを補正できるとともに、矢印ｙ方向に筋状のむらが発生することのない画像を形成することができる。

また、所定の時間間隔でマスクデータを変更することにより、結果的に走査位置の移動に応じたマスクデータの切り替えを実現するようにしてもよい。さらに、予め複数のマスクデータを準備しておき、これらのマスクデータを走査位置（走査時間）に応じて切り替えるようにしてもよい。なお、このようなマスクデータの切り替えは、オフ状態とするマイクロミラー４０を矢印ｙ方向の走査位置に応じて矢印ｘ方向にシフトする処理によって実現することもできる。

さらに、上述した実施形態では、出力データ補正部７８において、マイクロミラー４０をオンオフ制御する出力データをマスクデータにより補正し、マスクデータに対応するマイクロミラー４０が強制的にオフ状態となるようにして全てのマイクロミラー４０を制御している。これに対して、マスクデータに対応するマイクロミラー４０をオフ状態に固定し、その状態で残りのマイクロミラー４０を出力データに従ってオンオフ制御するようにしてもよい。

また、ローカリティ特性データとして、光量ローカリティデータ及び／又はビーム径ローカリティデータを取得し、これらに基づいてマスクデータを作成するようにしてもよい。

上述した露光装置１０は、例えば、多層プリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）の製造工程におけるドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ：Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ Ｒｅｓｉｓｔ）又は液状レジストの露光、液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程におけるカラーフィルタや、ブラックマトリクスの形成、ＴＦＴの製造工程におけるＤＦＲの露光、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の製造工程におけるＤＦＲの露光等の用途に好適に用いることができる。また、本発明は、インクジェット記録ヘッドを備えた描画装置にも同様して適用することが可能である。さらに、印刷分野、写真分野での露光装置にも適用することができる。

本実施形態の露光装置の外観斜視図である。 本実施形態の露光装置における露光ヘッドの概略構成図である。 図２に示す露光ヘッドを構成するＤＭＤの説明図である。 図２に示す露光ヘッドによる露光記録状態の説明図である。 図２に示す露光ヘッドを構成するＤＭＤ及びそれに設定されるマスクデータの説明図である。 本実施形態の露光装置における記録位置と光量ローカリティとの関係説明図である。 図６に示す光量ローカリティを補正しない場合において記録された線幅の説明図である。 図６に示す光量ローカリティを補正した場合において記録された線幅の説明図である。 本実施形態の露光装置における制御回路ブロック図である。 本実施形態の露光装置におけるマスクデータを作成する処理のフローチャートである。 本実施形態の露光装置により基板に露光記録されたテストパターンの説明図である。 図１１に示すテストパターンの位置と測定した線幅との関係説明図である。 基板に照射されるレーザビームの光量変化量と、それに伴う線幅変化量との関係説明図である。 基板の位置と光量補正量との関係説明図である。 閾値データを用いてマスクデータを設定する場合の説明図である。 閾値データを用いてマスクデータを設定する場合の説明図である。 記録素子を一次元に射影してマスクデータを設定する場合の説明図である。 本実施形態の露光装置により基板に露光記録された網点パターンの説明図である。 テストデータであるグレースケールデータの説明図である。 図１９に示すグレースケールデータを用いて基板に形成された銅箔パターンの説明図である。 本実施形態の露光装置により基板に露光記録されたテストパターンの他の構成の説明図である。 基板の走査方向に形成されるエッジ部分の説明図である。 基板の走査方向と直交する方向に形成されるエッジ部分の説明図である。 種類の異なる感光材料における光量変化量と線幅変化量との関係説明図である。 種類の異なる感光材料における基板の位置と線幅との関係説明図である。 種類の異なる感光材料における基板の位置と光量補正量との関係説明図である。 他の実施形態である露光装置における制御回路ブロック図である。 プリント配線基板の製造工程の説明図である。

符号の説明

１０…露光装置 １４…定盤
１８…露光ステージ ２２ａ、２２ｂ…ＣＣＤカメラ
２４ａ〜２４ｊ…露光ヘッド ２６…スキャナ
２８…光源ユニット ３６…ＤＭＤ
４２…ＤＭＤコントローラ ６８…フォトセンサ
７８…出力データ補正部 ８０…テストデータメモリ
８２…マスクデータメモリ ８６…マスクデータ設定部
８７…ローカリティ特性データ設定部 ８８…光量ローカリティデータ算出部
９０、９６ａ、９６ｂ…テストパターン ９２…グレースケールデータ
９４…レジストパターン
Ｆ…基板 Ｌ…レーザビーム

Claims (24)

1. 複数の記録素子を画像データに応じて制御し、画像記録媒体に画像を記録する画像記録方法において、
   複数の前記記録素子を隣接する複数の前記記録素子からなる記録素子群に分割し、前記各記録素子群間の記録特性のローカリティ特性データを取得するステップと、
   前記ローカリティ特性データを補正すべく、前記各記録素子群を構成する前記記録素子のオフ状態に制御する素子数を求めるステップと、
   オフ状態に制御する前記素子数からなる特定の前記記録素子を前記各記録素子群毎に設定したマスクデータを求めるステップと、
   オンオフ状態を決定する前記画像データと、オフ状態を決定する前記マスクデータとに基づいて前記各記録素子を制御し、前記画像記録媒体に画像を記録するステップと、
   からなり、
   前記特定の記録素子は、欠陥のある記録素子が優先的に選択されることを特徴とする画像記録方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   前記記録素子は、前記画像データに応じて光ビームを前記画像記録媒体に導き、画像を露光記録することを特徴とする画像記録方法。
3. 請求項１記載の方法において、
   前記画像記録媒体は、前記記録素子により相対的に走査されることを特徴とする画像記録方法。
4. 請求項１記載の方法において、
   前記ローカリティ特性データは、前記画像記録媒体にテストパターンを記録し、前記テストパターンを所望の記録状態とすべく、前記記録素子の位置に応じた補正データとして求めることを特徴とする画像記録方法。
5. 請求項１記載の方法において、
   前記記録素子群を構成する前記各記録素子に対応して閾値を設定し、前記閾値と前記素子数とを比較して前記特定の記録素子を設定することを特徴とする画像記録方法。
6. 請求項１記載の方法において、
   前記素子数に基づき、前記各記録素子群内で略等間隔に前記特定の記録素子を設定することを特徴とする画像記録方法。
7. 請求項６記載の方法において、
   前記記録素子群を構成する複数の前記記録素子は、前記画像記録媒体の走査方向に対して所定角度傾斜したライン上に配列され、且つ、複数の前記ラインが前記走査方向と直交する方向に配列されることを特徴とする画像記録方法。
8. 請求項６記載の方法において、
   前記画像記録媒体に対して二次元的に配列された前記記録素子を一次元軸上に射影し、前記一次元軸上の各位置に射影された前記記録素子群を構成する複数の前記記録素子より、前記素子数からなる前記特定の記録素子を設定することを特徴とする画像記録方法。
9. 請求項６記載の方法において、
   オフ状態に制御する前記素子数ｎからなる前記特定の記録素子は、前記記録素子群を構成するＮ個の前記記録素子から、
   ｋ＝ＩＮＴ（Ｎ／ｎ） （ＩＮＴは整数化の関数）
   となる間隔ｋで設定されることを特徴とする画像記録方法。
10. 請求項１記載の方法において、
    前記画像記録媒体の略同一点に、前記画像記録媒体の走査方向に配列された複数の前記記録素子により画像を記録することを特徴とする画像記録方法。
11. 請求項１０記載の方法において、
    前記記録素子群を構成する複数の前記記録素子は、前記画像記録媒体の走査方向に対して所定角度傾斜したライン上に配列され、且つ、複数の前記ラインが前記走査方向と直交する方向に配列されることを特徴とする画像記録方法。
12. 請求項１１記載の方法において、
    前記各ライン上で前記素子数からなる前記記録素子がオフ状態に制御され、前記走査方向と直交する方向に配列される前記各ライン間で、オフ状態に制御される前記記録素子の一次元軸上に射影された位置が互いに一致しないように制御されることを特徴とする画像記録方法。
13. 請求項１記載の方法において、
    前記画像記録媒体の走査方向と直交する方向に配列される前記記録素子群毎に設定される前記各マスクデータを、前記素子数を保持した状態で前記走査方向に対する記録位置の移動に応じて変更することを特徴とする画像記録方法。
14. 複数の記録素子を画像データに応じて制御し、画像記録媒体に画像を記録する画像記録方法において、
    複数の前記記録素子による記録特性のローカリティ特性データを取得するステップと、
    前記ローカリティ特性データを補正すべく、オフ状態に制御する特定の前記記録素子を設定するステップと、
    オフ状態に制御されない前記記録素子を前記画像データに応じて制御し、前記画像記録媒体に画像を記録するステップと、
    を含み、前記特定の記録素子を設定するステップでは、オフ状態に制御する前記記録素子を欠陥のある記録素子から優先的に選択することを特徴とする画像記録方法。
15. 請求項１４記載の方法において、
    前記画像記録媒体の略同一点に、前記画像記録媒体の走査方向に配列された複数の前記記録素子により画像を記録することを特徴とする画像記録方法。
16. 複数の記録素子を画像データに応じて制御し、画像記録媒体に画像を記録する際、
    複数の前記記録素子を隣接する複数の前記記録素子からなる記録素子群に分割し、前記各記録素子群間の記録特性のローカリティ特性データを取得するステップと、
    前記ローカリティ特性データを補正すべく、前記各記録素子群を構成する前記記録素子のオフ状態に制御する素子数を求めるステップと、
    オフ状態に制御する前記素子数からなる特定の前記記録素子を前記各記録素子群毎に設定したマスクデータを求めるステップと、
    からなり、
    オンオフ状態を決定する前記画像データと、オフ状態を決定する前記マスクデータとに基づいて前記各記録素子を制御可能に設定し、
    前記特定の記録素子は、欠陥のある記録素子が優先的に選択されることを特徴とする記録素子設定方法。
17. 請求項１６記載の方法において、
    前記画像記録媒体の走査方向と直交する方向に配列される前記記録素子群毎に設定される前記各マスクデータを、前記素子数を保持した状態で前記走査方向に対する記録位置の移動に応じて変更することを特徴とする記録素子設定方法。
18. 複数の記録素子を画像データに応じて制御し、画像記録媒体に画像を記録する際、
    複数の前記記録素子による記録特性のローカリティ特性データを取得するステップと、
    前記ローカリティ特性データを補正すべく、オフ状態に制御する特定の前記記録素子を設定するステップと、
    を含み、前記特定の記録素子を設定するステップでは、オフ状態に制御する前記記録素子を欠陥のある記録素子から優先的に選択することを特徴とする記録素子設定方法。
19. 複数の記録素子を画像データに応じて制御し、画像記録媒体に画像を記録する画像記録装置において、
    複数の前記記録素子を隣接する複数の前記記録素子からなる記録素子群に分割し、前記各記録素子群間の記録特性のローカリティ特性データを取得するローカリティ特性データ取得手段と、
    前記ローカリティ特性データを補正すべく、前記各記録素子群を構成する前記記録素子から選択した特定の前記記録素子をオフ状態に制御するマスクデータを設定するマスクデータ設定手段と、
    前記マスクデータを記憶するマスクデータ記憶手段と、
    オンオフ状態を決定する前記画像データと、オフ状態を決定する前記マスクデータとに基づいて前記各記録素子を制御する記録素子制御手段と、
    を備え、
    前記特定の記録素子は、欠陥のある記録素子が優先的に選択されることを特徴とする画像記録装置。
20. 請求項１９記載の装置において、
    前記記録素子は、前記画像データに応じて光ビームを前記画像記録媒体に導き、画像を露光記録する露光素子であることを特徴とする画像記録装置。
21. 請求項２０記載の装置において、
    前記露光素子は、前記画像データに従い、入射した光ビームを変調して前記画像記録媒体に導く空間光変調素子を構成することを特徴とする画像記録装置。
22. 請求項２１記載の装置において、
    前記空間光変調素子は、前記光ビームを反射する反射面の角度が前記画像データに従って変更可能な多数のマイクロミラーを二次元的に配列して構成されるマイクロミラーデバイスであることを特徴とする画像記録装置。
23. 請求項１９記載の装置において、
    前記画像記録媒体の走査方向と直交する方向に配列される前記記録素子群毎に設定される前記各マスクデータを、素子数を保持した状態で前記走査方向に対する記録位置の移動に応じて変更するマスクデータ変更手段を備えることを特徴とする画像記録装置。
24. 複数の記録素子を画像データに応じて制御し、画像記録媒体に画像を記録する画像記録装置において、
    複数の前記記録素子による記録特性のローカリティ特性データを取得するローカリティ特性データ取得手段と、
    前記ローカリティ特性データを補正すべく、オフ状態に制御する特定の前記記録素子を設定する特定記録素子設定手段と、
    オフ状態に制御されない前記記録素子を前記画像データに応じて制御し、前記画像記録媒体に画像を記録する記録素子制御手段と、
    を備え、前記特定記録素子設定手段は、欠陥のある記録素子を優先的に選択して前記特定の記録素子に設定することを特徴とする画像記録装置。

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