JPH10227988A - レーザ描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被描画体に対してレーザビームを主走査方向
に偏向させつつ該被描画体を副走査方向に移動させると
共に該レーザビームをラスタデータに基づいて変調させ
て所望のパターンを描画するレーザ描画装置であって、
レーザビームの副走査方向の走査位置のずれが生じて
も、個々の被描画体に対する描画パターンの副走査方向
の高精度の位置決めが可能となったレーザ描画装置を提
供する。 【解決手段】 レーザ描画装置は被描画体を搭載保持す
るようになった描画テーブルと、これを副走査方向に駆
動させるための副走査駆動制御手段と、描画テーブルが
副走査駆動制御機構によって原点位置に位置決めされた
とき、レーザビームの副走査方向の走査位置のずれ量を
検出するレーザビーム位置ずれ量検出手段と、これによ
って検出されたずれ量に基づいて副走査方向の描画開始
位置を演算する演算手段とを具備して成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被描画体に対してレ
ーザビームを主走査方向に偏向させつつ該被描画体を副
走査方向に移動させると共に該レーザビームをラスタデ
ータに基づいて変調させて所望のパターンを描画するレ
ーザ描画装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述したようなレーザ描画装置は、一般
的には、適当な被描画体の表面に微細なパターンをレー
ザビームでもって描画するために使用されるものであ
り、代表的な使用例としては、フォトリソグラフの手法
を用いてプリント回路基板を製造する際の回路パターン
の描画が挙げられ、このとき被描画体は例えばフォトマ
スク用感光フィルムあるいは基板上のフォトレジスト層
であったりする。

【０００３】近年、回路基板の回路パターンの設計プロ
セスからその描画プロセスに至るまでの一連のプロセス
が統合化され、レーザ描画装置はそのような統合システ
ムの一翼を担っている。即ち、このような統合システム
は回路パターン等の設計を行うＣＡＤ(Computer Aided
Design) ステーション、このＣＡＤステーションで作成
された回路パターン等の画像データ（ベクタデータ）に
編集処理を施すＣＡＭ(Computer Aided Manufacturing)
ステーション等によって構築され、レーザ描画装置はか
かる統合システムの周辺機器として機能する。

【０００４】ＣＡＤステーションで作成されたベクタデ
ータあるいはＣＡＭステーションで編集されたベクタデ
ータはレーザ描画装置に転送され、そこでベクタデータ
は一旦ハードディスク装置に格納される。描画作動時、
ハードディスク装置からベクタデータが読み出されてラ
スタデータに変換され、このラスタデータに基づいて所
望のパターンの描画が行われる。即ち、レーザ描画装置
では、フォトマスク用感光フィルムあるいは基板上のフ
ォトレジスト層等の被描画体がレーザビームでもって主
走査方向に沿って走査させられると共に副走査方向に順
次移動させられ、このときレーザビームの変調が上述の
ラスタデータに基づいて所定の周波数のクロックパルス
に従って行われ、これにより被描画体上には所望のパタ
ーンが描かれる。

【０００５】ところで、上述したようなレーザ描画装置
においては、複数の同一規格の被描画体、例えば個々の
基板上のフォトレジスト層に対して回路パターンを常に
同じ位置で描画することが要求される。このような要求
に応える一方策として、個々の被描画体をレーザ描画装
置の描画テーブルに対して常に同じ位置に正確に位置決
めすることが考えられるが、しかし実際にはレーザ描画
装置の描画テーブルに対して同一規格の個々の被描画体
を同じ位置に正確に位置決めするというようなことは行
われない。というのは、かかるレーザ描画装置の描画精
度はミクロンオーダであり、このため描画テーブルに対
して被描画体をミクロンオーダの精度で位置決めする高
精度の位置決め機構は非常に高価なものとなるからであ
る。更に、かかる位置決め機構は種々の規格の被描画体
に対応することが必要とされ、これは位置決め機構を一
層高価なものとする。

【０００６】そこで、従来では、被描画体の四隅に設け
た位置決めマークを固体撮像素子例えばＣＣＤ(charge-
coupled device) 等からなる撮像手段でもって撮影し、
その位置決めマークの映像の中心座標データを求め、こ
の中心座標データに基づいて描画テーブルに対する被描
画体の相対位置データを演算し、この相対位置データに
基づいて、主走査方向に沿うレーザビームによる描画開
始位置及び副走査方向に沿うレーザビームによる描画開
始位置を制御し、これにより複数の同一規格の被描画体
の各々に対して描画パターンを常に同じ位置で描画し得
るようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うに被描画体の四角に位置決めマークを用いる手法によ
っても、複数の同一規格の被描画体の各々に対して描画
パターンを常に同じ位置に高精度で位置決めすることは
できない。その原因は上述した手法にあるのではなく、
レーザ描画装置自体に内在するものである。即ち、レー
ザ発振器の光軸が温度変化によって変動し、この変動は
特にレーザを始動させたときに大きい。このためレーザ
ビームによる副走査方向の走査位置に微細なずれが発生
し、このレーザビームの副走査方向の走査位置のずれの
ために、副走査方向に沿う描画開始位置もずれ、かくし
て同一規格の個々の被描画体に対する描画パターンの高
精度の位置決めが阻害される。

【０００８】なお、レーザ発振器の光軸が変動した際に
は、レーザビームの主走査方向の走査位置にもずれが発
生し得るが、しかしレーザ描画装置自体は後述の記載で
明らかにされるようにレーザビームの主走査方向の走査
位置のずれに対しては主走査方向に沿う描画開始位置の
ずれが影響されないような構成となっている。

【０００９】従って、本発明の目的は上述したようなタ
イプのレーザ描画装置であって、レーザビームの副走査
方向の走査位置のずれが発生したとしても、個々の被描
画体に対する描画パターンの副走査方向の高精度の位置
決めが可能となったレーザ描画装置を提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるレーザ描画
装置は被描画体に対してレーザビームを主走査方向に偏
向させつつ該被描画体を副走査方向に移動させると共に
該レーザビームをラスタデータに基づいて変調させて所
望のパターンを描画するものであって、被描画体を搭載
保持するようになった描画テーブルと、この描画テーブ
ルを副走査方向に駆動させるための副走査駆動制御手段
と、描画テーブルが副走査駆動制御機構によって原点位
置に位置決めされたとき、レーザビームの副走査方向の
走査位置のずれ量を検出するレーザビーム位置ずれ量検
出手段と、このレーザビームずれ量検出手段によって検
出されたずれ量に基づいて副走査方向の描画開始位置を
演算する演算手段とを具備して成るものである。

【００１１】本発明によるレーザ描画装置において、好
ましくは、描画テーブル上に被描画体が搭載保持させた
際に該被描画体に対する副走査方向の描画開始位置デー
タが予め求められ、演算手段はレーザビームずれ量検出
手段によって検出されたずれ量に基づいて描画開始位置
データを補正処理するように構成される。また、好まし
くは、レーザビーム位置ずれ量検出手段はレーザビーム
の主走査方向の走査軌跡を撮影して記録するようになっ
た固体撮像素子として構成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して、本発
明によるレーザ描画装置の一実施形態について具体的に
説明する。

【００１３】図１には、本発明による描画レーザ装置が
斜視図として概略的に示され、このレーザ描画装置はプ
リント回路基板を製造するための基板上のフォトレジス
ト層に回路パターンを直接描画し得るように構成されて
いるものである。レーザ描画装置は床面上に据え付けら
れた基台１０を具備し、この基台１０の上面には一対の
レール１２が平行に設置される。一対のレール１２上に
はＸテーブル１４が搭載され、このＸテーブル１４は図
１では図示されない適当な駆動モータ例えばサーボモー
タあるいはステッピングモータ等でもって一対のレール
１２に沿って副走査方向に沿って移動し得るようになっ
ている。

【００１４】Ｘテーブル１４上にはθテーブル１６を介
して描画テーブル１８が設置され、その間には微調整駆
動器２０が互いに対向する側辺のそれぞれに２つずつ設
けられ、これにより描画テーブル１８の水平面内での回
転位置が微調整されるようになっている。なお、図１で
は、図示の複雑化を避けるために一方の側辺に設けられ
た２つの微調整駆動器２０だけが示されている。Ｘテー
ブル１４が副走査方向に沿って移動させられると、描画
テーブル１８もθテーブル１６と共に副走査方向に移動
させられる。

【００１５】描画テーブル１８上には被描画体即ちフォ
トレジスト層を持つ基板が適当な搬送手段例えばベルト
コンベヤ等で搬送されて載置され、その基板は描画テー
ブル１８上で適当なクランプ手段によって固定される。
なお、図１では、そのクランプ手段の一部を成すクラン
プ部材２２が示される。

【００１６】基台１０の一方の側にはレーザ光源として
アルゴンレーザ発振器２４が設置され、このアルゴンレ
ーザ発振器２４から射出されたレーザビームＬＢはビー
ムベンダ２６によって上方に偏向される。一方、描画テ
ーブル１８の上方側には、図示されない適当なフレーム
構造体によって支持された固定テーブル２８が配置さ
れ、この固定テーブル２８上にはビームベンダ２６によ
って偏向されたレーザビームＬＢを処理するための種々
の光学要素が設置される。なお、本実施形態では、アル
ゴンレーザ発振器２４は水冷式とされ、例えば、その出
力は1.8Wであり、そのレーザの波長は 488nmである。

【００１７】固定テーブル２８にはビームベンダ３０が
設けられ、このビームベンダ３０はビームベンダ２６か
らのレーザビームＬＢを受け取ってビームスプリッタ３
２に向けられる。ビームスプリッタ３２はレーザビーム
ＬＢを２つのレーザビームＬＢ１及びＬＢ２に分割す
る。レーザビームＬＢ１はビームベンダ３４及び３６を
介してビームセパレータ３８に向けられ、またレーザビ
ームＬＢ２はビームベンダ４０、４２及び４４を介して
ビームセパレータ４６に向けられる。

【００１８】ビームセパレータ３８はレーザビームＬＢ
１を例えば８本の平行レーザビームに分割し、同様にビ
ームセパレータ４６はレーザビームＬＢ２を８本の平行
レーザビームに分割する。ビームセパレータ３８からの
平行レーザビームはビームベンダ４８及び５０によって
電子シャッタ５２に導かれ、またビームセパレータ４６
からの平行レーザビームはビームベンダ５４及び５６に
よって電子シャッタ５８に導かれる。

【００１９】電子シャッタ５２及び５８の各々は８つの
音響光学素子を含み、各音響光学素子には８本のレーザ
ビームのうちの該当レーザビームが割り当てられる。電
子シャッタ５２を経た８本のレーザは光合成器６０に入
射させられ、一方電子シャッタ５８を経た８本のレーザ
ビームはビームベンダ６２を介して光合成器６０に入射
させられる。光合成器６０は例えば偏向ビームスプリッ
タとして構成され、電子シャッタ５２及び５８のそれぞ
れを経た８本のレーザビームは光合成器（偏光ビームス
プリッタ）６０によって16本のレーザビームに纏められ
る。16本のレーザビームはビームベンダ６４、６６及び
６８を介してポリゴンミラー７０に入射させられ、その
各回転反射面によって主走査方向に沿って偏向させられ
る。

【００２０】ポリゴンミラー７０の各回転反射面によっ
て主走査方向に沿って偏向させられる16本のレーザビー
ムは先ずｆθレンズ７２を通過させられ、次いでターニ
ングミラー７４によって描画テーブル１８側に向けられ
た後にコンデンサレンズ７６を経て描画テーブル１８上
に到達させられる。要するに、描画テーブル１８上に設
置された被描画体はポリゴンミラー７０の各回転反射面
によって主走査方向に偏向させられる16本のレーザビー
ムでもって走査される。

【００２１】図１に示すように、描画テーブル１８の移
動平面上にはレーザ描画装置の機枠に対して不動となっ
たＸＹ座標系が設定され、このＸＹ座標系のＸ軸は副走
査方向に延在し、またそのＹ軸は主走査方向に延在す
る。描画作動時、16本の走査レーザビームはＹ軸の正側
の方向（即ち、主走査方向）に偏向させられ、一方描画
テーブル１８はＸ軸の負側の方向（即ち、副走査方向）
に移動させられる。

【００２２】従って、被描画体として、基板上のフォト
レジスト層が先に述べたように描画テーブル１８上に設
置され、その基板上のフォトレジスト層表面がポリゴン
ミラー７０の各回転反射面によって偏向される16本の走
査レーザビームでもって一度に走査（主走査方向）され
るとき、各電子シャッタ５２、５８の８つの音響光学素
子がラスタデータに基づいて所定の周波数のクロックパ
ルスに従って作動させられて、16本の走査レーザビーム
が変調されると、該フォトレジスト層表面にはかかるラ
スタデータに基づくパターンが描画される。

【００２３】16本の走査レーザビームが主走査方向に沿
って偏向されている間、描画テーブル１８はＸテーブル
１４によって副走査方向に沿って順次移動させられ、16
本の走査レーザビームによる主走査方向に沿う偏向が終
了したとき、描画テーブル１８の移動距離はかかる16本
の走査レーザビームの副走査方向の幅に相当した距離と
なる。かくして、16本の走査レーザビームによる主走査
方向に沿う偏向を繰り返すことにより、基板上のフォト
レジスト層表面上には所定の回路パターンの全体が描画
され得ることになる。

【００２４】ところで、描画作動時、16本の走査レーザ
ビームが副走査方向に対して直角な方向即ち主走査方向
に偏向させられると、16本の走査レーザビームによる主
走査方向に沿う描画ラインは副走査方向に対して傾斜し
たものとなる。というのは、上述したように、16本の走
査レーザビームが主走査方向に沿って偏向されている
間、描画テーブル１８はＸテーブル１４によって副走査
方向に沿って所定の速度で順次移動させられるからであ
る。しかしながら、実際には、16本の走査レーザビーム
の偏向方向はＸ軸方向に対して予め所定角度だけ傾斜さ
せられ、このため16本の走査レーザビームによる描画ラ
イン自体は副走査方向に対して直角となった主走査方向
に延在することになる。

【００２５】図１に示すように、コンデンサレンズ７６
の両端側のそれぞれには小型撮像手段例えばＣＣＤカメ
ラ７８が設けられ、これらＣＣＤカメラ７８は図２に示
すようにレーザ描画装置の機枠８０に対して所定位置に
固定支持される。後で詳述するように、２つのＣＣＤカ
メラ７８は被描画体がレーザ描画装置の描画テーブル１
８上に設置された際に該描画テーブル１８に対する被描
画体の相対位置を正確に検出するための被描画体位置検
出用ＣＣＤカメラとして使用される。

【００２６】図１には図示されていないが、図２に示す
ように、別のＣＣＤカメラ８２がブラケット部材８４を
介してθテーブル１６の副走査方向に直角な一方の側辺
にそのほぼ中央個所で固定支持される。なお、θテーブ
ル１６及び描画テーブル１８は一体化されて移動し得る
ように構成されているので、ＣＣＤカメラ８２自体は描
画テーブル１８に対して固定支持された状態となる。後
で詳述するように、ＣＣＤカメラ８２はターニングミラ
ー７４によって反射されてコンデンサレンズ７６を経た
16本の走査レーザビーム（図２では、参照符号ＳＬＢで
示す）の走査位置のずれ量を検出するためのレーザビー
ム位置ずれ検出用ＣＣＤカメラとして使用される。

【００２７】図３を参照すると、本発明によるレーザ描
画装置のブロック図が示され、同ブロック図において、
参照符号８６はシステムコントロール回路を示し、この
システムコントロール回路８６は例えば中央演算装置
（ＣＰＵ）等のマイクロプロセッサ及びメモリ（ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ）等からなるマイクロコンピュータとして構
成され得る。

【００２８】システムコントロール回路８６は画像処理
回路８８と接続され、この画像処理回路８８には上述し
た被描画体位置検出用ＣＣＤカメラ７８及びレーザビー
ム位置ずれ検出用ＣＣＤカメラ８２が接続される。図３
に示すように、画像処理回路８２には表示装置として例
えばＣＲＴ表示装置９０が接続され、また入力手段とし
てキーボード９２等が接続される。画像処理回路８８自
体はシステムコントロール回路８６と同様に中央演算装
置（ＣＰＵ）等のマイクロプロセッサ及びメモリ（ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ）等からなるマイクロコンピュータとして構
成されるものである。

【００２９】また、図３から明らかなように、システム
コントロール回路８６は主走査制御回路９４の作動を制
御するようになっており、この主走査制御回路９４には
上述した電子シャッタ５２及び５８の作動を制御するた
めのビーム位置制御回路９６が設けられる。図４に示す
ように、ビーム位置制御回路９６にはバッファメモリ９
６Ａ及び同期回路９６Ｂが含まれる。描画作動時、バッ
ファメモリ９６Ａにはラスタ変換回路９８（図３）から
出力されるラスタデータが順次書き込まれて一時的に保
持されると共に該バッファメモリ９６Ａからはラスタデ
ータが順次読み出されて同期回路９６Ｂに対して出力さ
れる。バッファメモリ９６Ａへのラスタデータの書込み
はシステムコントロール回路８６から該バッファメモリ
９６Ａに出力される書込みクロックパルスに基づいて行
われ、またバッファメモリ９６Ａからのラスタデータの
読出しはシステムコントロール回路８６から該バッファ
メモリ９６Ａに出力される読出しクロックパルスに基づ
いて行われる。

【００３０】なお、レーザ描画装置の制御部にはシステ
ムコントロール回路８６によって制御されるデータ格納
手段例えばハードディスク装置（図示されない）が設け
られ、このハードディスク装置にはＣＡＤステーション
やＣＡＭステーションで作成処理された回路パターンデ
ータ（ベクタデータ）が必要に応じて転送され、描画作
動時、かかるハードディスク装置から該当回路パターン
データが読み出されてラスタ変換回路９８によってラス
タデータに変換される。また、本実施形態では、描画作
動時に16本の走査レーザビームによる描画が同時に行わ
れるので、バッファメモリ９６Ａは少なくとも16本の主
走査方向ライン分のラスタデータを格納し得るような容
量を持つものとされる。

【００３１】また、描画作動時、ビーム位置制御回路９
６の同期回路９６Ｂにはバッファメモリ９６Ａから読み
出された16本の主走査方向ライン分のラスタデータが順
次入力されると共にシステムコントロール回路８６から
出力された所定周波数のクロックパルスも入力され、こ
れにより同期回路９６Ｂからは各電子シャッタ５２、５
８に含まれる音響光学素子のそれぞれに対して制御電圧
信号が該当ラスタデータに基づいて出力される。

【００３２】図３に示すように、主走査制御回路９４に
は更にＹスケールセンサ１００及び信号処理回路１０２
が設けられる。Ｙスケールセンサ１００はＹリニアスケ
ールからの光信号を検出して16本の走査レーザビームの
主走査方向（Ｙ軸）に沿う偏向距離を計測するものであ
り、それ自体は周知ものである。Ｙスケールセンサ１０
０からの出力信号は信号処理回路１０２によって適宜処
理された後にシステムコントロール回路８６に取り込ま
れ、該出力信号に基づいて同期回路９６Ｂへのクロック
パルスが作成される。

【００３３】図３から明らかなように、システムコント
ロール回路８６は更に副走査制御回路１０４の作動を制
御するようになっており、この副走査制御回路１０４に
は駆動回路１０６が設けられ、この駆動回路１０６によ
りサーボモータ１０８の駆動が制御される。サーボモー
タ１０８はＸテーブル１４を副走査方向（Ｘ軸）に沿っ
て所定の速度で駆動させるためのものであり、これによ
り描画テーブル１８上の被描画体が副走査方向に移動さ
せられる。描画作動時、システムコントロール回路８６
からは所定の周波数のクロックパルスが駆動回路１０６
に対して出力され、このクロックパルスに基づいて駆動
回路１０６からは駆動パルスがサーボモータ１０８に対
して出力される。

【００３４】図３に示すように、副走査制御回路１０４
には更にＸスケールセンサ１１０及び信号処理回路１１
２が設けられる。Ｘスケールセンサ１１０はＸリニアス
ケール（図示されない）からの光信号を検出して描画テ
ーブル１８（即ち、その上の被描画体）の副走査方向
（Ｘ軸）に沿う移動距離を計測するものであり、それ自
体は周知なものである。Ｘスケールセンサ１１０からの
出力信号は信号処理回路１１２によって適宜処理された
後にシステムコントロール回路８６に取り込まれ、該出
力信号に基づいて駆動回路１０６へのクロックパルスが
作成される。

【００３５】図５を参照すると、被描画体としてフォト
レジスト層を持つ基板ＳＢの四隅には十字形の位置決め
マークＰＭが付される。基板ＳＢが描画テーブル１８上
に設置させられた後、該描画テーブル１８に対する基板
ＳＢの相対位置データが被描画体検出用ＣＣＤカメラ７
８によって検出される。

【００３６】詳述すると、描画テーブル１８がＸ軸方向
に沿って適宜移動させられて、Ｙ軸に沿う一対の位置決
めマークＰＭが２つの被描画体位置検出用ＣＣＤカメラ
７８の視野内に捉えられる。被描画体位置検出用ＣＣＤ
カメラ７８によって撮影された位置決めマークＰＭはビ
デオ信号として画像処理され、そのビデオ信号はそれら
位置決めマークＰＭの中心座標データを求めるために用
いられる。次いで、Ｙ軸方向に沿うもう一方の一対の位
置決めマークＰＭが２つの被描画体位置検出用ＣＣＤカ
メラ７８に捉えられるように描画テーブル１８は再びＸ
軸方向に沿って適宜移動させられ、同様にそれら位置決
めマークＰＭの中心座標データが求められる。

【００３７】基板ＳＢ上の四隅の位置決めマークＰＭの
中心座標データは描画テーブル１８に対する該基板ＳＢ
の相対位置データとなり、その相対位置データに基づい
て、16本の走査レーザビームによる主走査方向の描画開
始位置及び副走査方向の描画開始位置データが演算され
る。要するに、同一規格の個々の被描画体に対して主走
査方向の描画開始位置及び副走査方向の描画開始位置が
設定され、これにより同一規格の個々の被描画体に対し
て回路パターンを同一位置で描画することが可能とな
る。

【００３８】ところが、先に述べたように、レーザ発振
器２４の光軸が温度変化によって変動すると、16本の走
査レーザビームＳＬＢの副走査方向の走査位置にずれが
発生し、このずれのために、副走査方向に沿う描画開始
位置もずれて、同一規格の個々の被描画体に対する描画
パターンの高精度の位置決めが阻害されることになる。

【００３９】本発明によれば、同一規格の個々の被描画
体に対する描画パターンの高精度の位置決めを保証する
ために、16本の走査レーザビームＳＬＢの副走査方向の
走査位置のずれ量がレーザビーム位置ずれ検出用ＣＣＤ
カメラ８２によって検出される。詳述すると、描画テー
ブル１８は先ず副走査方向の原点位置に置かれる。図２
では、描画テーブル１８はその原点位置で停止された状
態で図示され、このときレーザビーム位置ずれ検出用Ｃ
ＣＤカメラ８２はコンデンサレンズ７６の直下に配置さ
れて、ターニングミラー７４によって反射されてコンデ
ンサレンズ７６を経た16本の走査レーザビームＳＬＢが
レーザビーム位置ずれ検出用ＣＣＤカメラ８２によって
その走査軌跡として捉えられるようになっている。要す
るに、16本の走査レーザビームＳＬＢの走査軌跡がレー
ザビーム位置ずれ検出用ＣＣＤカメラ８２によってビデ
オ信号とされ、そのビデオ信号に基づいて16本の走査レ
ーザビームＳＬＢの副走査方向の走査位置のずれ量が求
められる。

【００４０】描画作動開始時、描画テーブル１８は副走
査方向に沿って描画開始位置に向かって移動させられ、
描画開始位置に到達したとき、16本の走査レーザビーム
ＳＬＢによるパターン描画が開始される。ところが、16
本の走査レーザビームＳＬＢの副走査方向の走査位置に
ずれがあるときには、そのずれ量だけ副走査方向の描画
開始位置がずれることになる。しかしながら、本発明に
よれば、かかるずれ量（＋ΔＸ、−ΔＸ）が予め求めら
れているので、そのずれ量に応じて、16本の走査レーザ
ビームＳＬＢによるパターン描画の開始タイミングをず
らすことにより、そのパターン描画を適正な副走査方向
の描画開始位置から開始することが可能となる。

【００４１】先にも述べたように、レーザ発振器２４の
光軸が温度変化によって変動した際には、16本の走査レ
ーザビームの主走査方向の走査位置にもずれが発生し得
るが、しかしながらレーザ描画装置自体はそのような主
走査方向の走査位置のずれによって影響されることはな
い。これについて以下に詳述する。

【００４２】アルゴンレーザ発振器２４から射出される
レーザビームＬＢからは描画用レーザビーム（本実施形
態では、総計16本となる）の他に更に別のレーザビーム
も分離され、このレーザビームは上述したＹスケールの
読取り用レーザビームとして用いられる。Ｙスケール読
取り用レーザビームは16本の描画用レーザビームとほぼ
同様な走査光学系を経て主走査方向に偏向されるが、し
かし16本の描画用レーザビームのようにラスタデータに
基づいて変調されることはない。

【００４３】再び、図２を参照すると、Ｙスケール読取
り用レーザビームＲＬＢは16本の描画用レーザ描画即ち
走査レーザビームＳＬＢと同様にターニングミラー７４
によって反射させられた後にコンデンサレンズ７６を経
る。しかしながら、16本の走査レーザビームＳＬＢとは
異なって、Ｙスケール読取り用レーザビームＲＬＢはコ
ンデンサレンズ７６を経た後にその下方に配置された反
射ミラー１１６によってＹスケール１１４に向かって反
射させられる。なお、Ｙスケール１１４も反射ミラー１
１６も共に主走査方向（Ｙ軸）に沿って延在した長尺な
形態とされ、しかもレーザ描画装置の機枠８０側に固定
保持されるものである。

【００４４】描画作動時、Ｙスケール読取り用レーザビ
ームＲＬＢは16本の走査レーザビームＳＬＢと共に主走
査方向に沿って偏向させられ、このときＹスケール１１
４はＹスケール読取り用レーザビームＲＬＢでもって走
査される。Ｙスケール１１４を走査したＹスケール読取
り用レーザビームＲＬＢはＹスケール１１４の目盛り情
報を持つ光信号としてＹスケールセンサ１００（図３）
によって検出される。即ち、Ｙスケールセンサ１００は
常に16本の走査レーザビームＳＬＢの主走査方向に沿う
偏向位置を検出し、しかも描画テーブル１８上の被描画
体に対して設定された主走査方向の描画開始位置はＹ軸
の位置即ちＹスケール１１４上の位置として規定され
る。

【００４５】従って、16本の走査レーザビームが主走査
方向の描画開始位置に実際に到達したことを示す光信号
がＹスケールセンサ１００によって検出されたとき、16
本の走査レーザビームによる主走査方向の描画（即ち、
それら走査レーザビームのラスタデータに基づく変調）
が開始されるので、たとえレーザ発振器２４の光軸が温
度変化により変動して16本の走査レーザビームの主走査
方向の走査位置にずれが生じたとしても、そのようなず
れが16本の走査レーザビームの主走査方向の描画開始位
置での描画タイミングに何等影響を与えることはない。

【００４６】次に、図６に示すフローチャートを参照し
て、本発明によるレーザ描画装置の作動について説明す
る。

【００４７】ステップ６０１では、レーザビーム位置ず
れ検出用ＣＣＤカメラ８２からのビデオ信号に基づい
て、16本の走査レーザビームＳＬＢの副走査方向の走査
位置ずれデータΔＸが演算される。勿論、このとき描画
テーブル１８は図２に示すように原点位置に位置決めさ
れ、かつレーザビーム位置ずれ検出用ＣＣＤカメラ８２
もＸＹ座標系のＹ軸に対して平行となった基準軸線に対
して所定位置に位置決めされる。従って、16本の走査レ
ーザビームＳＬＢの走査軌跡をレーザビーム位置ずれ検
出用ＣＣＤカメラ８２によって捉えてその走査軌跡と該
基準軸線とのずれを検出することにより、走査レーザビ
ームＳＬＢの副走査方向のずれ量（＋ΔＸ、−ΔＸ）を
知ることができる。

【００４８】ステップ６０２では、描画テーブル１８が
副走査方向に沿って第１計測位置まで移動させられ、Ｙ
軸方向に沿う一対の位置決めマークＰＭが２つの被描画
体位置検出用ＣＣＤカメラ７８によって捉えられるよう
にする。次いで、ステップ６０３では、２つの被描画体
位置決め検出用ＣＣＤカメラ７８からのビデオ信号に基
づいて第１回目の位置決めマークＰＭの中心座標データ
が演算されて求められる。

【００４９】続いて、ステップ６０４では、描画テーブ
ル１８が副走査方向に沿って第２計測位置まで移動させ
られ、Ｙ軸方向に沿うもう一方の一対の位置決めマーク
ＰＭが２つの被描画体位置検出用ＣＣＤカメラ７８によ
って捉えられるようにする。次いで、ステップ６０５で
は、２つの被描画体位置決め検出用ＣＣＤカメラ７８か
らのビデオ信号に基づいて第２回目の位置決めマークＰ
Ｍの中心座標データが演算されて求められる。

【００５０】ステップ６０６では、ステップ６０３及び
６０５で求められた位置決めマークＰＭの中心座標デー
タに基づいて、副走査方向の描画開始位置データＸa 及
び主走査方向の描画開始位置データＹa が演算される。
次いで、ステップ６０７では、副走査方向の描画開始位
置データＸａがステップ６０１で求められた走査位置ず
れデータΔＸに基づいて補正される。即ち、以下のよう
な補正演算が実行される。 Ｘa ← Ｘa −ΔＸ

【００５１】ステップ６０８では、描画テーブル１８が
副走査方向に移動させられて描画開始位置（Ｘａ）まで
移動させられる。描画テーブル１８が描画開始位置に到
達すると、ステップ６０９に進み、そこで16本の走査レ
ーザビームＳＬＢによる描画が開始される。厳密に言う
と、Ｙスケールセンサ１００の読取りデータが主走査方
向の描画開始位置データＹa に等しくなったとき、ラス
タデータに基づく16本の走査レーザビームの変調が開始
される。

【００５２】ステップ６１０では、描画が終了したか否
が判断され、描画の完了が確認されると、この描画作動
ルーチンは終了する。

【００５３】

【発明の効果】以上の記載から明らかように、本発明に
よれば、レーザ発振器の光軸が温度変化により変動して
16本の走査レーザビームの副走査方向の走査位置にずれ
が生じたとしても、その位置ずれ量が予め検出され、そ
れに応じて副走査方向の描画開始位置データが補正され
るので、同一規格の個々の被描画体に対する描画パター
ンの高精度の位置決めが保証され得ることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレーザ描画装置を示す概略斜視図
である。

【図２】図１に示したレーザ描画装置の一部を拡大して
示す部分概略側面図である。

【図３】図１に示したレーザ描画装置のブロック図であ
る。

【図４】図３に示したビーム位置制御回路の詳細ブロッ
ク図である。

【図５】図１に示したレーザ描画装置の描画テーブル上
に設置される被描画体の平面図である。

【図６】本発明によるレーザ描画装置で実行される描画
作動ルーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１４ Ｘテーブル １８ 描画テーブル ２４ アルゴンレーザ発振器 ５２・５８ 電子シャッタ ７０ ポリゴンミラー ７４ ターニングミラー ７６ コンデンサレンズ ７８ 被描画体位置検出用ＣＣＤカメラ ８０ 機枠 ８２ レーザビーム位置ずれ検出用ＣＣＤカメラ ８４ ブラケット部材 ８６ システムコントロール回路 ８８ 画像処理回路 ９０ ＣＲＴ表示装置 ９２ キーボード ９４ 主走査制御回路 ９６ ビーム位置制御回路 ９８ ラスタ変換回路 １００ Ｙスケールセンサ １０２ 信号処理回路 １０４ 副走査制御回路 １０６ 駆動回路 １０８ サーボモータ １１０ Ｘスケールセンサ １１２ 信号処理回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被描画体に対してレーザビームを主走査
   方向に偏向させつつ該被描画体を副走査方向に移動させ
   ると共に該レーザビームをラスタデータに基づいて変調
   させて所望のパターンを描画するレーザ描画装置であっ
   て、 前記被描画体を搭載保持するようになった描画テーブル
   と、 前記描画テーブルを副走査方向に駆動させるための副走
   査駆動制御手段と、 前記描画テーブルが前記副走査駆動制御機構によって原
   点位置に位置決めされたとき、前記レーザビームの副走
   査方向の走査位置のずれ量を検出するレーザビーム位置
   ずれ量検出手段と、 前記レーザビームずれ量検出手段によって検出されたず
   れ量に基づいて副走査方向の描画開始位置を演算する演
   算手段とを具備して成るレーザ描画装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のレーザ描画装置におい
   て、前記描画テーブル上に前記被描画体が搭載保持させ
   た際に該被描画体に対する副走査方向の描画開始位置デ
   ータが予め求められ、前記演算手段が前記レーザビーム
   ずれ量検出手段によって検出されたずれ量に基づいて前
   記描画開始位置データを補正処理するように構成されて
   いることを特徴とするレーザ描画装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のレーザ描画装
   置において、前記レーザビーム位置ずれ量検出手段が前
   記レーザビームの主走査方向の走査軌跡を撮影して記録
   するようになった固体撮像素子から成ることを特徴とす
   るレーザ描画装置。