KR20080019016A - 화상 위치 계측 장치 및 노광 장치 - Google Patents

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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

화상 위치 계측 장치는 촬상 소자 및/또는 렌즈를 포함하고, 워크에 형성된 기준 마크의 위치를 계측하기 위한 촬영 유닛, 및 상기 촬상 소자 및/또는 렌즈의 왜곡을 보정하는 보정 유닛을 구비한다. 노광 장치는 화상 위치 계측 장치, 및 화상 위치 계측 장치에 의해 촬영된 상기 기준 마크의 위치 정보에 의거하여 보정된 화상 데이터에 의해 상기 워크를 노광하는 노광 유닛을 구비한다. 촬상 소자나 렌즈의 왜곡에 의한 영향을 회피할 수 있고, 워크에 부여되어 있는 기준 마크의 위치 계측 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
화상 위치 계측 장치, 노광 장치, 촬영 유닛, 보정 유닛

Description

화상 위치 계측 장치 및 노광 장치{IMAGE POSITION MEASURING APPARATUS AND EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은 워크에 형성된 기준 마크의 위치를 계측하는 촬영 유닛을 구비한 화상 위치 계측 장치, 및 그 화상 위치 계측 장치를 구비하고, 그것에 의해 계측된 기준 마크의 위치 정보에 의거하여 워크에 형성하는 화상의 위치를 조정하는 노광 장치에 관한 것이다.
종래부터, 예를 들면 워크로서의 프린트 배선 기판(이하, 단순히 「기판」또는 「감광 재료」라고 하는 경우가 있음) 등에 배선 패턴을 형성하는 레이저 노광 장치가 알려져 있다. 이 레이저 노광 장치에는 화상 노광의 대상이 되는 프린트 배선 기판을 적재하는 노광 스테이지가 구비되고, 그 노광 스테이지를 소정의 반송 경로를 따라 이동시키게 되어 있다.
구체적으로 설명하면 프린트 배선 기판이 적재된 노광 스테이지는 소정의 속도로 부주사 방향으로 이동하고, 소정의 판독 위치에 있어서 그 프린트 배선 기판의 예를 들면, 코너부에 제공된 위치 맞춤 구멍(이하, 「얼라인먼트 마크」또는 「기준 마크」라고 함)이 CCD 카메라에 의해 촬영된다. 그리고, 그 촬영에 의해 얻어진 프린트 배선 기판의 위치에 맞추어 묘화 좌표계 중의 묘화 대상 영역을 좌표 변 환함으로써 화상 데이터에 대한 얼라인먼트 처리가 실행된다.
얼라인먼트 처리의 실행 후 노광 스테이지 상의 프린트 배선 기판은 소정의 노광 위치에 있어서 화상 데이터에 의거하여 변조되고, 폴리곤 미러에 의해 주주사 방향으로 편향된 레이저 빔에 의해 그 상면에 형성된 감광성 도막이 주사, 노광 처리된다. 이에 따라, 프린트 배선 기판 상에 있어서의 소정의 영역(묘화 영역)에 화상 데이터에 의거한(배선 패턴에 대응함) 화상(잠상)이 형성된다.
또한, 화상(잠상)이 형성된 프린트 배선 기판은 노광 스테이지가 초기 위치에 복귀 이동된 후 노광 스테이지로부터 인출되고, 프린트 배선 기판이 제거된 노광 스테이지는 다음 프린트 배선 기판을 노광하는 공정으로 이행하게 되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
이와 같이, 프린트 배선 기판을 반송하면서 레이저 빔을 변조·조사함으로써 그 기판 상에 화상을 형성하는 레이저 노광 장치에서는 프린트 배선 기판의 묘화 영역에 대한 노광 위치를 정확하게 맞추기 위해서 노광 위치의 기준이 되는 얼라인먼트 마크를 촬영하고, 그 위치(기준 위치 데이터)의 측정 결과에 의거하여 노광 위치를 적정 위치에 맞추도록 되어 있다. 다시 말해, 노광 스테이지 상의 기판의 위치 및 기판 자체의 변형을 측정하고, 거기에 맞추어 화상을 노광하는 위치를 보정하도록 되어 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 2000-338432호 공보
그러나, 촬영에 사용되는 렌즈에는 왜곡이 존재하고, CCD 카메라 등의 촬상 소자에도 화소 피치의 오차나 소자 자체에 왜곡이 존재한다. 이러한 왜곡은 미소하지만, 요구되는 얼라인먼트 마크의 위치 계측 정밀도가 높을 경우에는 얼라인먼트 마크의 촬영 정밀도에 주는 영향을 무시할 수 없는 문제가 있다.
그래서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 촬상 소자나 렌즈의 왜곡에 의한 영향을 회피할 수 있고 워크에 부여되어 있는 기준 마크의 위치 계측 정밀도의 향상을 도모할 수 있는 화상 위치 계측 장치, 및 그것을 구비한 노광 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명의 제 1 실시형태의 화상 위치 계측 장치는 촬상 소자 및/또는 렌즈를 포함하고, 워크에 형성된 기준 마크의 위치를 계측하기 위한 촬영 유닛, 및 상기 촬상 소자 및/또는 렌즈의 왜곡을 보정하는 보정 유닛을 구비한다.
그리고, 상기 제 1 실시형태의 화상 위치 계측 장치에 있어서 상기 보정 유닛이 상기 촬영 소자 및/또는 상기 렌즈의 왜곡에 의한 촬영 화상의 왜곡을 미리 측정하고, 이것에 의거하여 촬영 화상 데이터를 보정하도록 해도 좋다.
상기 구성의 화상 위치 계측 장치에 의하면, 촬상 소자 및/또는 렌즈의 왜곡을 보정한 촬영 화상 데이터가 얻어지므로 기준 마크의 촬영 정밀도(위치 계측 정밀도)를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 실시형태의 화상 위치 계측 장치에 있어서 상기 촬영 유닛이 상기 렌즈를 광축을 중심으로 회동 및 고정할 수 있는 기구를 구비하도록 해도 좋다.
상기 구성의 화상 위치 계측 장치에 의하면, 렌즈의 왜곡이 최소가 되는 영역을 선택하여 사용하는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 일반적으로 렌즈의 배율을 올리면 왜곡이 늘어나지만, 렌즈의 배율을 올려도 왜곡의 영향을 최소로 할 수 있는 영역을 선택할 수 있으므로 비교적 저가의 렌즈를 사용하는 것이 가능해진다. 따라서, 가격의 면에서도 메리트가 있다.
또한, 상기 제 1 실시형태의 화상 위치 계측 장치에 있어서 복수의 상기 촬상 소자가 1차원으로 배열되도록 해도 좋다.
상기 구성의 화상 위치 계측 장치에 의하면, 왜곡 보정 데이터가 1차원으로 끝나므로 촬영 화상 데이터의 보정이 용이해질 수 있다. 또한, 렌즈의 사용 영역이 좁으므로 렌즈의 왜곡이 최소가 되는 부분을 선택하기 쉬운 메리트도 있다.
또한, 상기 제 1 실시형태의 화상 위치 계측 장치에 있어서 상기 워크가 적재가능하게 되고, 소정의 반송로를 따라 이동가능하게 된 스테이지를 갖고, 그 스테이지를 이동시키면서 워크에 형성된 상기 기준 마크를 촬영하도록 해도 좋다.
상기 구성의 화상 위치 계측 장치에 의하면, 워크에 대한 처리 효율의 향상을 도모할 수 있다. 따라서, 생산성을 높일 수 있다.
게다가, 본 발명의 제 2 실시형태이 촬상 소자 및/또는 렌즈를 포함하고, 워크에 형성된 기준 마크의 위치를 계측하기 위한 촬영 유닛과, 상기 촬상 소자 및/또는 렌즈의 왜곡을 보정하는 보정 유닛을 구비하는 화상 위치 계측 장치, 및 상기 화상 위치 계측 장치에 의해 촬영된 상기 기준 마크의 위치 정보에 의해 보정된 화상 데이터에 의거하여 상기 워크를 노광하는 노광 유닛을 구비하는 노광 장치에 의해 제공된다.
상기 제 2 실시형태의 노광 장치에 의하면, 워크에 대한 노광 처리가 정확하게 실행될 수 있다.
이상, 어느 쪽이든 본 발명에 의하면, 촬상 소자나 렌즈의 왜곡에 의한 영향을 회피할 수 있고, 워크에 부여되어 있는 기준 마크의 위치 계측 정밀도의 향상을 도모할 수 있는 화상 위치 계측 장치, 및 그것을 구비한 노광 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 노광 장치를 나타낸 개략 사시도이다.
도 2는 노광 장치를 나타낸 개략 측면도이다.
도 3은 노광 장치를 나타낸 개략 평면도이다.
도 4는 노광 스테이지를 나타낸 개략 사시도이다.
도 5는 노광 헤드 유닛을 나타낸 개략 사시도이다.
도 6A는 노광 헤드 유닛에 의한 노광 영역을 나타낸 개략 평면도이다.
도 6B는 헤드 어셈블리의 배열 패턴을 나타낸 개략 평면도이다.
도 7은 단일 헤드 어셈블리에 있어서의 도트 패턴의 배열 상태를 나타낸 개략 평면도이다.
도 8은 얼라인먼트 유닛을 나타낸 개략 사시도이다.
도 9는 촬영 화상과 기준 차트를 나타낸 개략 평면도이다.
도 10A는 보정 벡터를 나타낸 개략 평면도이다.
도 10B는 보정 벡터의 설명도이다.
도 11은 리니어 이미지 센서와 렌즈를 나타낸 개략 평면도이다.
도 12는 리니어 이미지 센서에서의 촬영 화상과 기준 차트를 나타낸 개략 평면도이다.
도 13은 촬영 화상과 기준 차트로부터 도출되는 보정량을 나타낸 그래프이다.
도 14는 카메라부의 구성을 나타낸 개략 사시도이다.
도 15는 촬영 화상과 기준 차트로부터 도출되는 보정량을 나타낸 그래프이다.
도 16은 노광 개시 시기 보정 루틴을 나타낸 제어 플로우차트이다.
<부호의 설명>
10: 노광 장치
20: 노광 스테이지(스테이지)
28: 노광 헤드 유닛(노광 유닛)
30: 얼라인먼트 유닛(화상 위치 계측 장치)
38: 카메라부(촬영 유닛)
38A: 카메라 본체(촬상 소자)
38B: 렌즈부(렌즈)
50: 컨트롤러부(화상 위치 계측 장치)
60: 감광 재료(워크)
70: 왜곡 보정 유닛(보정 유닛)
이하, 본 발명의 최선의 실시형태를 도면에 나타낸 실시예에 의거하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 노광 장치의 개략 사시도이며, 도 2는 노광 장치의 개략 측면도, 도 3은 노광 장치의 개략 평면도이다. 또한, 도 3에 있어서 화살표(W)를 폭 방향, 화살표(D)를 이동 방향 또는 주사 방향으로 한다. 또한, 도 2에 있어서 화살표(DA)를 왕로 방향, 화살표(DB)를 귀로 방향으로 한다.
[노광 장치의 구성]
도 1 ~ 도 3에 나타낸 바와 같이, 노광 장치(10)는 봉형의 각파이프를 테두리 형상으로 맞붙여서 구성된 직사각형 형상의 테두리체(12)에 각 부가 수용되어 구성되어 있고, 그 테두리체(12)에는 도시되지 않은 패널이 부착되어 있다. 이에 따라, 노광 장치(10)는 외부와 차단되는 구성이다.
테두리체(12)는 뒤가 높은 하우징부(12A), 및 이 하우징부(12A)의 일측면으로부터 돌출되도록 제공된 스테이지부(12B)로 구성되어 있다. 스테이지부(12B)는 그 상면이 하우징부(12A)보다도 낮은 위치가 되고, 오퍼레이터가 스테이지부(12B) 앞에 서 있을 때 거의 허리 높이가 되는 구성으로 되어 있다.
스테이지부(12B)의 상면에는 개폐 뚜껑(14)가 제공되어 있다. 개폐 뚜껑(14)의 하우징부(12A)측의 한 변에는 도시되지 않은 경첩이 장착되어 있고, 이 한 변을 중심으로 하여 개폐 동작가능하게 되어 있다. 그리고, 개폐 뚜껑(14)을 개방한 상태의 스테이지부(12B)의 상면에는 노광 스테이지(20)[도 4 참조]가 노출가능하게 되어 있다.
또한, 스테이지부(12B)로부터 하우징부(12A)까지 노광 스테이지(20)의 이동 궤적의 기준이 되는 정반(18)이 연장 설치되어 있다. 이 정반(18)은 하우징부(12A)를 구성하는 각파이프에 대하여 강고하게 고정된 가대(16)에 지지되어 있다. 또한, 정반(18)의 길이 방향(이동 방향) 일단부는 스테이지부(12B)까지 이르고, 이 위치에 노광 스테이지(20)가 위치되어 있는 상태에서 오퍼레이터는 노광 스테이지(20) 상에 감광 재료(60)를 적재, 또는 인출하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 정반(18)의 상면에는 그 길이 방향을 따라 서로 평행인 한쌍의 슬라이딩 레일(22)이 배치되어 있고, 노광 스테이지(20)의 하면에 장착된 단면에서 볼 때 거의 「コ」자형의 다리부(20A)[도 4 참조]가 그 슬라이딩 레일(22)에 슬라이딩가능하게 지지되어 있다. 따라서, 노광 스테이지(20)는 이 슬라이딩 레일(22)에 지지됨으로써 거의 마찰 저항 없고(베어링 등을 사이에 두고 있을 경우는 그 베어링의 구름 저항만으로) 주사 방향으로 슬라이딩가능하게 되어 있다.
또한, 정반(18)의 상면에서 한쌍의 슬라이딩 레일(22)의 사이에는 리니어 모터부(24)가 배치되어 있다. 리니어 모터부(24)는 스테핑 모터의 구동력을 응용한 직선형의 구동원이며, 정반(18)의 길이 방향을 따라 제공된 봉형의 스테이터부(자석부) (24A)(도 2 참조), 및 노광 스테이지(20)의 하면측에 제공되고 스테이터부(24A)와는 소정의 간격을 가지고 배치된 코일부(24B)로 구성되어 있다.
따라서, 노광 스테이지(20)는 코일부(24B)로의 통전에 의해 발생하는 자계와 스테이터부(24A)의 자계의 자력 작용에 의해 구동력을 얻어서 슬라이딩 레일(22)을 따라 정반(18) 위를 그 길이 방향(주사 방향)으로 이동하는 구성이다. 또한, 그 원리는 스테핑 모터와 같으므로 노광 스테이지(20)는 정속성, 위치 결정 정밀도, 및 시동시, 정지시의 토크 변동 등의 전기적인 제어에 의해 정밀도가 높은 구동 제어가 가능하게 되어 있다.
또한, 리니어 모터부(24)에는 도시되지 않은 리니어 인코더가 부설되어 있다. 이 리니어 인코더는 노광 스테이지(20)와 함께 코일부(24B)가 스테이터부(24A)에 대하여 주사 방향으로 상대이동할 때에 그 왕복 이동 방향에 대응하는 극성의 펄스 신호를 이동량에 비례하는 펄스 수만큼 펄스 카운터로 출력하는 구성으로 되어 있다.
노광 스테이지(20)의 상면에는 노광 대상물이 되는 직사각형 평판 형상의 감광 재료(60)가 도시되지 않은 위치 결정 수단에 의해 소정의 위치에 위치 결정된 상태에서 적재된다. 노광 스테이지(20)는 그 적재면에 복수의 홈(도시 생략)이 제공되어 있고, 감광 재료(60)가 소정 위치에 위치 결정된 상태에서 적재된 후 진공 펌프 등에 의해 홈 내부가 부압으로 됨으로써 감광 재료(60)를 흡착 유지할 수 있는 구성으로 되어 있다.
감광 재료(60)에는 그 노광면 상의 묘화 영역에 있어서의 노광 위치의 기준을 나타낸 얼라인먼트 마크(기준 마크)(M)가 복수개 제공되어 있다. 이 얼라인먼트 마크(M)는 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 원형의 관통 구멍에 의해 구성되고, 감광 재료(60)의 코너부 근방에 각각 1개씩 총 4개가 배치되어 있다.
노광 스테이지(20)에 있어서의 정반(18) 상에서의 이동 궤적의 대략 중간 위 치에는 노광 헤드 유닛(28)(도 5 참조)이 배치되어 있다. 노광 헤드 유닛(28)은 정반(18)의 폭 방향 양단부의 외측에 각각 입설된 한쌍의 지주(26)에 걸쳐지도록 제공되어 있고, 노광 헤드 유닛(28)과 정반(18) 사이를 노광 스테이지(20)가 통과가능한 구성으로 되어 있다.
노광 헤드 유닛(28)은 복수의 헤드 어셈블리(28A)가 정반(18)의 폭 방향을 따라 배열되어 구성되어 있고, 노광 스테이지(20)를 정속도로 이동시키면서 소정의 타이밍으로 각각의 헤드 어셈블리(28A)로부터 복수의 광빔을 노광 스테이지(20) 상의 감광 재료(60)로 조사함으로써 그 감광 재료(60)의 노광면(묘화 영역)을 노광할 수 있도록 되어 있다.
노광 헤드 유닛(28)을 구성하는 헤드 어셈블리(28A)는, 도 6B에 나타낸 바와 같이, ｍ행 n열(예를 들면, 2행 5열)의 대략 매트릭스 형상으로 배열되어 있고, 이러한 복수의 헤드 어셈블리(28A)가 노광 스테이지(20)의 이동 방향(주사 방향)과 직교하는 방향(폭방향)으로 배열되어 있다. 여기에서는, 감광 재료(60)의 폭과의 관계에서 2행 5열로 합계 10개의 헤드 어셈블리(28A)로 되어 있다.
또한, 1개의 헤드 어셈블리(28A)에 의한 노광 에리어(28B)는 주사 방향을 단변으로 하는 직사각형 형상으로 하고, 또한 그 주사 방향에 대하여 소정의 경사 각도로 경사져 있고, 노광 스테이지(20)의 이동에 따라 감광 재료(60)에는 헤드 어셈블리(28A)마다 띠 형상의 노광된 영역(28C)이 형성되도록 되어 있다(도 6A 참조).
한편, 도 1에 나타낸 바와 같이, 하우징부(12A) 내에는 정반(18) 상의 노광 스테이지(20)의 이동을 방해하지 않는 다른 장소에 광원 유닛(48)이 배치되어 있 다. 이 광원 유닛(48)은 복수의 레이저(반도체 레이저)를 수용하고 있고, 이 레이저로부터 출사되는 광을 광파이버(도시 생략)를 통하여 각각의 헤드 어셈블리(28A)로 안내하게 되어 있다.
각 헤드 어셈블리(28A)는 광파이버에 의해 안내되고, 입사된 광빔을 공간 광변조 소자인 도시되지 않은 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)에 의해 도트 단위로 제어하고, 감광 재료(60)에 대하여 도트 패턴을 노광하게 되어 있다. 여기에서는, 복수의 도트 패턴을 사용하여 1화소의 농도를 표현하도록 되어 있다.
또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 노광 에리어(28B)[1개의 헤드 어셈블리(28A)]는 2차원 배열(예를 들면, 4×5)된 20개의 도트에 의해 형성되어 있다. 그리고, 2차원 배열의 도트 패턴은 주사 방향에 대하여 경사져 있음으로써 주사 방향으로 나란히 서는 각 도트가 주사 방향과 교차하는 방향으로 나란히 서는 도트 사이를 통과하도록 되어 있고, 실질적인 도트간 피치를 좁힐 수 있게 되어 있다. 이에 따라, 고해상도화를 도모할 수 있는 구성이다.
또한, 상기와 같이 헤드 어셈블리(28A)의 경사는 노광 장치(10)의 표준 해상도의 설정에 따라서는 동일 주사선 상에 복수의 도트 패턴이 중복하는 경우가 있다. 이러한 경우에는 어느 한쪽의 도트 패턴(예를 들면, 도 7에서 사선으로 한 도트 패턴)에 대응하는 DMD를 항상 오프 상태로 하여 불사용의 도트 패턴을 제공하면 좋다.
여기서, 노광 스테이지(20) 상에 위치 결정 적재된 감광 재료(60)로의 노광 처리는 노광 스테이지(20)에 감광 재료(60)를 적재하고, 정반(18) 상의 슬라이딩 레일(22)을 따라 안쪽으로 이동할 때(왕로)에서는 아니고, 일단, 정반(18)의 안쪽[하우징부(12A)측] 단부에 도달하여 스테이지부(12B)로 되돌아올 때(귀로)에 실행된다.
즉, 노광 스테이지(20)의 왕로 주행은 노광 스테이지(20) 상의 감광 재료(60)의 위치 정보를 얻기 위한 이동이며, 이 위치 정보를 얻기 위한 유닛으로서 정반(18) 상에서는, 도 8에 나타낸 바와 같은 얼라인먼트 유닛(30)(화상 위치 계측 장치)이 배치되어 있다. 얼라인먼트 유닛(30)은 노광 헤드 유닛(28)보다도 왕로 방향 안쪽에 배치되어 있고, 정반(18)의 폭 방향 양단부의 외측에 각각 입설된 한쌍의 지주(26)에 가설되어 있다.
이 얼라인먼트 유닛(30)은 한쌍의 지주(26)에 양단이 고정되는 베이스부(32), 및 이 베이스부(32)의 주사 방향에 있어서의 한 면[노광 헤드 유닛(28)에 대향하는 면]에 대하여 정반(18)의 폭 방향으로 이동가능하게 제공되는 복수(예를 들면, 4대)의 카메라부(38)로 구성되어 있다. 카메라부(38)는 베이스부(32)를 따라 배치된 서로 평행한 한쌍의 레일부(34)에 카메라 베이스(40)를 통하여 슬라이딩가능하게 설치되어 있고, 각각 독립해서 이동가능하게 되어 있다.
게다가, 카메라부(38)는 카메라 본체(38A)(촬상 소자)의 하면에 렌즈부(38B)가 제공되고, 렌즈부(38B)의 돌출 선단부에는 링형의 스트로보 광원(LED 스트로보 광원)(38C)이 장착되어 있다. 렌즈부(38B)는 렌즈 광축이 거의 수직이 되도록 아랫쪽을 향해서 배치되어 있고, 스트로보 광원(38C)으로부터의 광이 노광 스테이지(20) 상의 감광 재료(60)에 조사되고, 그 반사광을 렌즈부(38B)를 통하여 카메 라 본체(38A)에 입력시킴으로써 감광 재료(60) 상의 얼라인먼트 마크(M)를 촬영할 수 있는 구성으로 되어 있다.
카메라 베이스(40)는 각각 볼 나사 기구부(36)의 구동에 의해 정반(18)의 폭 방향으로 이동가능해지고, 노광 스테이지(20)의 이동, 및 볼 나사 기구부(36)의 구동력에 의한 정반(18)의 폭 방향으로의 이동에 의해 감광 재료(60)의 소망의 위치에 렌즈부(38B)의 광축을 배치하는 것이 가능해진다.
여기서, 카메라 본체(38A)(촬상 소자)에는 화소 피치의 오차나 소자 자체에 왜곡이 존재하고, 렌즈부(38B)에도 왜곡이 존재한다. 이러한 왜곡은 미소하지만, 요구되는 얼라인먼트 마크(M)의 위치 계측 정밀도가 높을 경우에는 얼라인먼트 마크(M)의 촬영 정밀도에 주는 영향을 무시할 수 없게 된다. 그 때문에, 카메라 본체(38A)와 렌즈부(38B)에는 왜곡 보정 유닛(70)이 설치되어 있다.
왜곡 보정 유닛(70)으로서는 예를 들면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 왜곡 경정용의 기준 차트(72)(점선으로 나타냄)를 촬영하고, 시야 내에서의 화상의 왜곡[보정 벡터(H)]을 측정하여 보정하는 것이 고려된다. 다시 말해, 이 기준 차트(72)는 예를 들면 유리 등의 정밀도에 미치지 않는(경시적으로 치수 변화가 없는) 재질로 구성되고, 화소(도트) 단위로 실제의 촬영 화상(실선으로 나타냄)과의 상대 위치 관계를 판단하도록 크롬 도금 패턴(K)이 복수 형성되어 구성되어 있다.
예를 들면, 2차원의 에리어 CCD의 경우에는 그 크롬 도금 패턴(K)이 격자형으로 형성되고, 도 10A에 나타낸 각 에리어(74)마다에 보정 벡터(H)(보정 방향과 보정량)가 측정가능하게 되어 있다. 따라서, 이 측정 결과에 의거하여 각 에리 어(74)마다에 보정 벡터(H)를 산출하고, 그 보정 벡터(H)로부터 도출되는 왜곡 보정 데이터를 각 에리어(74)마다의 고정 값으로서 유지하면 얼라인먼트 마크(M)를 촬영했을 때에 촬영 화상 데이터의 화소 단위[각 에리어(74)마다]에서의 보정이 자동적으로 실행가능해진다.
또한, 도 10B에 나타낸 바와 같이, 보정 벡터(H)를 시야 내에서의 (x,y) 좌표의 함수(f)로서 유지하여 보정하는 구성으로 해도 좋다. 다시 말해, 보정 벡터(H)의 x방향 및 y방향의 보정량 (Hx,Hy)를 (Hx,Hy) = (f1(x,y), f2(x,y)), (f1,f2 : (x,y)의 함수)로 하여 얼라인먼트 마크(M)를 촬영했을 때에 그 함수(f1, f2)에 의해 자동적으로 보정되는 구성으로 해도 좋다.
또한, 카메라 본체(38A)(촬상 소자)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 1차원으로 배열된 리니어 이미지 센서(라인 CCD)로 하는 것이 바람직하다. 이 경우 얼라인먼트 마크(M)는 주사 방향[화살표(D) 방향]에 복수 열로 분할되어 촬영되게 되지만, 이러한 구성으로 하면, 도 12에 나타낸 바와 같이, 카메라 본체(38A) 및 렌즈부(38B)의 왜곡의 영향[보정 벡터(H)]이 한방향(x 방향)(라인 형상)만으로 되므로 촬영 화상 데이터를 용이하게 보정할 수 있다. 또한, 도 13은 도 12에 나타낸 크롬 도금 패턴(K)(x 방향) 상에 있어서의 왜곡량(보정량)(Hx)을 그래프로 나타낸 것이다.
게다가, 렌즈부(38B)를 광축을 중심으로 하여 회동(정역 방향으로 회전)가능 및 임의의 위치에서 고정가능하게 구성하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 예를 들면, 도 14에 나타낸 바와 같이, 렌즈부(38B)의 상부에 광축과 동축이 되도록 축지 지된 종동 기어(76)를 고착하고, 그 종동 기어(76)에 맞물리는 구동 기어(78)를 구비한 스테핑 모터(80)를 배치한다. 이러한 구성으로 하면 스테핑 모터(80)의 정역 방향으로의 회전에 의해 구동 기어(78)를 통하여 종동 기어(76)를 정역 방향으로 회전시킬 수 있으므로 렌즈부(38B)를 정역 방향으로 회전시킬 수 있다.
따라서, 렌즈부(38B)에 있어서 왜곡이 최소가 되는 부위를 선택하여 사용하는 것이 용이하게 될 수 있고 얼라인먼트 마크(M)의 촬영 정밀도(위치 계측 정밀도)를 향상시킬 수 있다. 특히, 도 11에 나타낸 바와 같이, 카메라 본체(38A)가 리니어 이미지 센서(라인 CCD)로 되어 있으면 렌즈부(38B)에 있어서의 렌즈의 사용 영역이 좁아지므로(라인이 되므로) 그 회동(정역 방향으로의 회전)에 의해 왜곡이 최소가 되는 부위를 용이하게 선택할 수 있다.
예를 들면, 도 15에 나타낸 바와 같이, x 방향에 있어서의 왜곡량(Hx)을 나타내는 곡선(α,β,γ)이 각각 도 11에 나타낸 부위(α,β,γ)에 대응하면 왜곡량(보정량)(Hx)의 값이 가장 작아지는 γ의 부위를 선택하여 얼라인먼트 마크(M)를 촬영하는 것이 가능해진다. 또한, 이에 따라, 렌즈의 배율을 높여도 왜곡의 영향이 최소가 되는 영역을 용이하게 선택할 수 있으므로 비교적 저가의 렌즈를 사용할 수 있는 메리트도 있다.
어느쪽으로 하여도 노광 스테이지(20)와 감광 재료(60)는 오퍼레이터가 감광 재료(60)를 노광 스테이지(20)에 적재함으로써 그 상대 위치 관계가 결정되므로 약간의 차이가 생길 것이 있다. 그 때문에, 카메라부(38)에 의해 얼라인먼트 마크(M)를 촬영하는 것이 필요하다.
이에 따라, 노광 스테이지(20)에 적재된 감광 재료(60)의 위치 차이가 인식되어 노광 스테이지(20)와 기존의 상대 관계가 되는 노광 헤드 유닛(28)에 의한 노광 타이밍에 보정을 가함으로써 감광 재료(60)와 화상 데이터의 상대 위치(노광 개시 위치)를 최적화할 수 있는 구성이다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 노광 스테이지(20) 상면의 왕로 방향 안쪽의 단부에는 카메라부(38)의 위치를 검출하고, 그 위치를 기준으로서 얼라인먼트 처리를 행하는 카메라 경정용의 기준 스케일(S)가 배치되어 있다. 이 기준 스케일(S)은 예를 들면 유리 등의 정밀도에 미치지 않는(경시적으로 치수 변화없는) 재질로 구성되고, 그 상면에는 복수의 마크가 일정 간격으로 배치되어 있다. 이 마크를 카메라부(38)로 촬영함으로써 카메라부(38)의 노광 스테이지(20) 상면에 대한 위치가 정확하게 판단되어 감광 재료(60)가 벗어나서 노광 스테이지(20) 상에 적재 되었을 경우에도 카메라부(38)에서의 얼라인먼트 마크(M)의 촬영(측정)이 가능해지는 구성이다.
또한, 노광 스테이지(20)를 이동시키는 리니어 모터부(24), 헤드 어셈블리(28A), 카메라부(38) 등은 이들을 제어하는 컨트롤러부(50)에 접속되어 있다. 이 컨트롤러부(50)에 의해 노광 스테이지(20)는 소정의 속도로 이동하도록 제어되고, 카메라부(38)는 소정의 타이밍으로 감광 재료(60)의 얼라인먼트 마크(M)를 촬영하도록 제어되며, 헤드 어셈블리(28A)는 소정의 타이밍으로 감광 재료(60)를 노광하도록 제어된다.
또한, 이 컨트롤러부(50)에 의해 카메라 본체(38A)나 렌즈부(38B)의 왜곡이 보정된다. 즉, 이 컨트롤러부(50)는 왜곡 보정 유닛(70)을 구비한 화상 위치 계측 장치로서도 기능한다. 또한, 카메라 본체(38A)가 리니어 이미지 센서(라인 CCD)로 되어 있는 경우 그 카메라 본체(38A)로 얼라인먼트 마크(M)를 분할 촬영하는 동안 스트로보 광원(38C)은 감광 재료(60)[얼라인먼트 마크(M)]에 대하여 광을 계속 조사한다.
여기서 더욱이, 감광 재료(60)에 부여된 얼라인먼트 마크(M)를 검출하고, 감광 재료(60)와 노광 헤드 유닛(28)의 상대 위치 관계를 파악하는 방법에 대해서 설명한다. 컨트롤러부(50)에서의 카메라 동작 제어부에서는 노광 스테이지 동작 제어 신호가 입력되면 카메라부(38)에 대하여 기동 신호를 송출한다. 이 기동 신호에 의해 카메라부(38)는 기동되어 촬영 대기 상태가 된다.
또한, 컨트롤러부(50)에서의 트리거 신호 생성부에서는 리니어 인코더의 출력 펄스를 카운트하는 펄스 카운터가 소정의 카운트 값을 취하면[예를 들면, 왕로 이동하는 노광 스테이지(20)에 반송된 감광 재료(60)의 얼라인먼트 마크(M)가 카메라부(38)의 촬영 화각 내에 들어간 위치에 대응하는 펄스 수를 카운트했을 때에는] 트리거 신호를 생성하여 카메라 동작 제어부 및 스트로보 발광 제어부로 송출한다.
이 트리거 신호의 입력 타이밍에서 카메라 동작 제어부에서는 카메라부(38)에 대하여 타이밍 신호를 송출하고, 카메라부(38)는 촬영을 행한다. 또한, 스트로보 발광 제어부에서는 스트로보 광원(38C)에 대하여 타이밍 신호를 송출하고, 스트로보 광원(38C)은 카메라부(38)의 촬영 동작에 연동하여 발광하도록 되어 있다. 이와 같이, 노광 스테이지(20)의 동작 타이밍(이동 동작)과 카메라부(38)에 의한 촬 영 타이밍 및 스트로보 광원(38C)의 발광 타이밍은 동기가 취해진다.
또한, 노광 스테이지 동작 제어 신호와 함께 감광 재료(60)의 사이즈 데이터가 폭 방향 위치 설정부에 입력되고, 이 폭 방향 위치 설정부에 의해 볼 나사 기구부(36)의 동작이 제어되어 카메라부(38)의 정반(18)에 대한 폭 방향 위치가 조정된다. 이에 따라, 얼라인먼트 마크(M)가 카메라부(38)의 시야에서 벗어나기 어려워지는 구성이며, 노광 스테이지(20)의 왕로 이동 중에 얼라인먼트 마크(M)가 카메라부(38)에 의해 촬영가능해지는 구성이다.
카메라부(38)에 의해 촬영된 데이터는 촬영 데이터 해석부로 송출되어 촬영 데이터의 해석이 행하여진다. 기본적으로 촬영된 화상 데이터는 아날로그 데이터(광전변환 직후는 광량이 전압으로 변환됨)이므로 이 아날로그 데이터를 디지털 화상 데이터로 변환하고, 디지털 화상 데이터가 위치 데이터와 함께 수치(농도 값) 관리된다.
촬영 데이터 해석부에서 해석된 디지털 화상 데이터는 마크 추출부로 송출되어 얼라인먼트 마크(M)가 추출되고, 마크 대조부에 송출된다. 또한, 디지털 화상 데이터에 대응 부가된 위치 데이터는 노광 위치 보정 계수 연산부로 송출된다. 그리고, 마크 대조부에서는 추출된 얼라인먼트 마크(M)의 화상 데이터와 미리 마크 데이터 메모리에 기억된 마크 데이터를 조합(照合)하고, 일치/불일치를 나타내는 신호를 노광 위치 보정 계수 연산부로 송출한다.
노광 위치 보정 계수 연산부에서는 조합의 결과 일치하고 있다고 판별된 마크 데이터에 대응하는 위치 데이터와 본래의(설계 상의) 얼라인먼트 마크(M)의 위 치 데이터의 오차를 인식하고, 노광 위치[노광 스테이지(20)의 이동 방향에 있어서의 노광 개시 위치, 및 노광 스테이지(20)의 폭 방향에 있어서의 도트의 시프트 위치]의 보정 계수를 연산하여 노광 제어계로 송출한다. 그리고, 이 보정 계수에 의거하여 감광 재료(60) 상에 기록되는 화상의 위치가 적정 위치가 되도록 노광 헤드 유닛(28)의 각 헤드 어셈블리(28A)에 의한 화상 기록(노광) 개시 시기 등을 보정한다.
즉, 입력된 각 얼라인먼트 마크(M)의 화상 데이터(기준 위치 데이터)로부터 판명되는 화상 내에 있어서의 얼라인먼트 마크(M)의 위치 및 얼라인먼트 마크(M)간의 피치 등, 및 그 얼라인먼트 마크(M)를 촬영했을 때의 노광 스테이지(20)의 위치 및 카메라부(38)의 위치로부터 연산 처리에 의해 노광 스테이지(20) 상에 있어서의 감광 재료(60)의 위치 차이, 이동 방향에 대한 경사, 치수 정밀도 오차 등을 파악하고, 감광 재료(60)의 노광면(묘화 영역)에 대한 적정 노광 위치를 산출한다.
또한, 노광 패턴에 따른 화상 데이터는 컨트롤러부(50) 내의 메모리에 일단 기억되어 있다. 따라서, 각 헤드 어셈블리(28A)에 의한 화상 노광시에는 그 메모리에 기억되어 있는 노광 패턴의 화상 데이터에 의거하여 생성되는 제어 신호가 적정 노광 위치에 맞추어져 화상 노광되도록 보정 제어(얼라인먼트)된다. 또한, 이 화상 데이터는 화상을 구성하는 각 화소의 농도를 2진(도트의 기록의 유무)으로 나타낸 데이터이다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 정반(18)에서의 노광 헤드 유닛(28)을 포함하는 안쪽은 하우징부(12A) 내의 공간에 대하여 더 격리되도록 챔버(42)가 제공되 어 있다. 다시 말해, 이 챔버(42) 내에는 노광 헤드 유닛(28)과 얼라인먼트 유닛(30)이 배치되고, 정반(18)이 챔버(42) 내로부터 스테이지부(12B)로 연장 설치되어 있고, 노광 스테이지(20)만이 챔버(42) 내외로 이동하는 구조로 되어 있다.
챔버(42)의 천장부에는 송풍 덕트(44)의 일단부가 장착되어 있고, 송풍 덕트(44)의 타단부는 송풍기(46)의 에어 배출구에 장착되어 있다. 따라서, 송풍기(46)가 작동하면 에어가 송풍 덕트(44)를 통하여 챔버(42) 내로 이송되는 구성이다.
챔버(42) 내에 에어가 이송되면 챔버(42) 내는 정압이 되고, 노광 스테이지(20)의 이동 공간을 통과하여 스테이지부(12B)로 유동한다. 이 유동에 의해 가장 진애를 회피해야 하는 노광 헤드 유닛(28) 주변 및 얼라인먼트 유닛(30) 주변의 진애를 배출할 수 있고, 또한 개폐 뚜껑(14)의 개방시[감광 재료(60)의 노광 스테이지(20) 위로의 착탈시]에도 압력차에 의해 새로운 진애의 침입을 방지할 수 있다.
또한, 노광 헤드 유닛(28)에 있어서의 노광 스테이지(20)의 왕로 방향 앞측, 즉 스테이지부(12B)에 가까운 측에는 정반(18)의 폭 방향을 따라 제전 장치(이오나이저)(52)가 배치되어 있다. 제전 장치(52)는 중공 파이프 형상의 취출부(52A), 및 이 취출부(52A)로 이온화된 에어를 공급하는 이온 발생부(52B)로 구성되어 있고, 정반(18)을 향해서 이온화된 에어를 취출하는 구성으로 되어 있다.
감광 재료(60)는 그 베이스의 재질에 의해 정전기를 띠고 전하가 대전됨으로써 진애를 끌어당기는 성질이 있다. 정전기에 의해 끌어당겨져서 부착되어 있는 진애는 에어의 유동만으로는 불식되지 않으므로 제전 장치(52)에 의해 불식된다. 구 체적으로는 이온 발생부(52B)에 있어서 어스 전극과 방전 전극 사이에서 코로나 방전이 발생함으로써 이온을 생성하고, 이 이온을 송풍원에 의해 취출부(52A)에 안내하여 취출하고, 정전기에 의해 대전되어 있는 진애와 다른극의 이온에 의한 중화를 행하여 제전한다.
이에 따라, 감광 재료(60)가 적재된 노광 스테이지(20)가 정반(18) 상을 이동할 때 감광 재료(60)의 표면이 제전되고, 정전기에 의해 부착되고 있는 진애를 제거할 수 있음과 아울러, 에어 블로우에 의해 노광 스테이지(20)의 윗쪽 공간에 부유하는 진애를 제거하는 것이 가능해진다.
[노광 장치의 작용]
다음에, 이상과 같은 노광 장치(10)의 작용에 대해서 설명한다. 또한, 노광 장치(10)에 의해 화상 노광을 행하는 감광 재료(60)로서는 프린트 배선 기판이나 액정 표시 소자 등의 패턴을 형성(화상 노광)하는 재료로서의 기판이나 유리 플레이트 등의 표면에 감광성 에폭시 수지 등의 포토레지스트를 도포, 또는 드라이 필름의 경우는 라미네이트한 것 등을 들 수 있다.
도 16에는 노광 개시 시기 보정 루틴을 나타낸 플로우차트가 나타내어져 있다. 우선, 감광 재료(60)가 노광 스테이지(20) 위(적재면)에 적재된다. 그리고, 진공 펌프 등에 의해 홈 내를 부압으로 하고, 감광 재료(60)를 그 적재면에 흡착 유지한다. 그 후, 스텝(100)에서 노광 개시 지시가 있었던 것인지의 여부가 판단되고, 긍정 판정되면 스텝(102)으로 이행되어 카메라부(38)를 기동시키도록 지시한다. 또한, 스텝(100)에서 부정 판정의 경우는 이 루틴은 종료한다.
스텝(102)에서 카메라부(38)의 기동을 지시하면 그 다음에 스텝(104)으로 이행되어 감광 재료(60)의 사이즈 데이터가 입력된 것인지의 여부가 판단된다. 이 스텝(104)에서 긍정 판정되면 스텝(106)으로 이행되어 입력된 사이즈 데이터에 의거하여 카메라부(38)의 정반(18)에 대한 폭 방향 위치를 볼 나사 기구부(36)를 구동 제어하여 조정한다.
스텝(108)에서는 조정이 완료된 것인지의 여부가 판단되고, 긍정 판정되면 스텝(110)으로 이행되어 감광 재료(60)를 적재면에 흡착 유지한 노광 스테이지(20)의 왕로 이동을 시작한다. 다시 말해, 노광 스테이지(20)를 리니어 모터부(24)의 구동력에 의해 정반(18)의 슬라이딩 레일(22)을 따라 스테이지부(12B)로부터 하우징부(12A)의 안쪽을 향해 정속도로 이동시킨다.
또한, 노광 스테이지(20)의 왕로 이동중 스텝(112)에서는 리니어 모터부(24)에 제공된 리니어 인코더의 출력 펄스를 펄스 카운터가 카운트함으로써 노광 스테이지(20)의 위치를 인식하여[리니어 모터부(24)의 구동 펄스에서도 판별 가능] 스텝(114)에서 촬영 타이밍인지의 여부가 판단된다.
다시 말해, 노광 스테이지(20)의 이동 방향 선단이 카메라부(38)의 바로 아래를 통과하기 직전의 위치인지의 여부가 판단되고, 긍정 판정되면 스텝(116)으로 이행되어 촬영을 시작한다. 이에 따라, 감광 재료(60)에 미리 부여되어 있는 얼라인먼트 마크(M)가 카메라부(38)에 의해 촬영된다.
즉, 얼라인먼트 마크(M)가 소정의 촬영 위치에 이른 타이밍에서 카메라부(38)의 스트로보 광원(38C)을 발광시킨다. 그리고, 감광 재료(60)로 조사된 스트 로보 광의 감광 재료(60) 상면에서의 반사광을 렌즈부(38B)를 통하여 카메라 본체(38A)에 입력시킴으로써 그 얼라인먼트 마크(M)를 촬영한다.
그리고, 다음 스텝(118)에서 노광 스테이지(20)의 위치를 확인하고, 스텝(120)에서 촬영 종료 타이밍인지의 여부가 판단된다. 다시 말해, 노광 스테이지(20)의 이동 방향 후단이 얼라인먼트 유닛(30)의 바로 아래를 통과하여 종료의 여부를 판단하고, 긍정 판정되면 스텝(122)으로 이행되어 촬영을 종료한다.
또한, 얼라인먼트 마크(M)의 촬영시 카메라 본체(38A) 및/또는 렌즈부(38B)의 왜곡은 왜곡 보정 유닛(70)에 의해 보정된다. 다시 말해, 카메라 본체(38A)(촬상 소자)가 에리어 CCD(2차원)의 경우는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 각 에리어(74)마다의 보정 벡터(H)(왜곡 보정 데이터)가 고정 값으로서 유지되어 촬영 화상 데이터가 보정되거나, 도 10A 및 도 10B에 나타낸 바와 같이, 각 에리어(74)마다의 보정 벡터(H)(왜곡 보정 데이터)가 (x, y)의 함수(f)로서 유지되어 촬영 화상 데이터가 보정된다.
그리고, 카메라 본체(38A)(촬상 소자)가 라인 CCD(1차원)의 경우(도 11 참조)는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 그 보정 벡터(H)(왜곡 보정 데이터)가 한 방향만(x 방향만)으로 되어 마찬가지로 촬영 화상 데이터가 보정된다. 또한, 보정 벡터(H)(왜곡 보정 데이터)가 한 방향만(x 방향만)이면 촬영 화상 데이터의 보정이 용이하게 될 수 있는 메리트가 있다. 또한, 카메라 본체(38A)(촬상 소자)가 라인 CCD(1차원)인 경우 얼라인먼트 마크(M)는 주사 방향[화살표(D) 방향]으로 복수 열로 분할되어 촬영되지만, 이것에 의해서도 카메라 본체(38A)(촬상 소자)에 있어서 의 왜곡의 영향을 억제할 수 있다.
또한, 도 14에 나타낸 바와 같이, 렌즈부(38B)가 회동가능 및 고정가능하게 되어 있으면, 특히 카메라 본체(38A)(촬상 소자)가 라인 CCD(1차원)인 경우에는 렌즈 사용 영역이 좁아지므로 그 왜곡량이 최소가 되는 부위를 용이하게 선택할 수 있다. 따라서, 얼라인먼트 마크(M)의 촬영 정밀도(위치 계측 정밀도)를 향상시킬 수 있다.
또한, 일반적으로는 렌즈의 배율을 높이면 왜곡이 늘어나지만, 상기와 같은 구성으로 함으로써 렌즈의 배율을 높여도 왜곡의 영향이 최소가 되는 영역을 용이하게 선택할 수 있으므로 비교적 저가의 렌즈를 사용하는 것이 가능해진다. 따라서, 가격 면에서도 메리트가 있다.
이와 같이 하여 얼라인먼트 마크(M)를 카메라부(38)로 촬영하면 스텝(124)에서 촬영한 데이터를 해석하고, 그 다음에 스텝(126)으로 이행되어 얼라인먼트 마크(M)에 상당하는 화상 데이터를 추출한다. 그리고, 다음 스텝(128)에서는 마크 데이터 메모리로부터 기준 데이터를 판독하고, 스텝(130)에서 촬영하고, 또한 추출된 마크 화상 데이터와 미리 기억되어 있는 기준 데이터를 조합한다.
그 후 다음 스텝(132)에서는 조합 결과에 의거하여 노광 위치 보정 계수를 연산하고, 스텝(134)으로 이행되어 노광 제어계로 연산된 보정 계수 데이터를 송출한다. 이에 따라, 노광 헤드 유닛(28)에 있어서의 각 헤드 어셈블리(28A)에 의한 노광 개시 시기 등이 보정되고, 감광 재료(60) 상에 기록되는 화상 위치가 적정한 위치가 된다.
또한, 감광 재료(60)에 부여되어 있는 얼라인먼트 마크(M)는 노광 스테이지(20)가 소정의 속도로 이동되면서 검출된다. 따라서, 본래의 얼라인먼트 마크(M)가 원형인 경우에도 노광 스테이지(20)를 이동시키면서 촬영하면 촬영 화상은 촬영시의 셔터 스피드 등에도 따르지만 거의 타원형이 된다.
그 때문에, 마크 데이터 메모리에 기억되는 마크 데이터는 카메라부(38)의 촬영 환경(셔터 스피드, 노광 스테이지(20)의 이동 속도 등)을 가미한 화상(타원형 화상)으로 되어 있다. 다시 말해, 본래의 원형 형상이 아니고 촬영 환경하에서 실제로 노광 스테이지(20)를 이동하면서 촬영한 화상에 대응하는 마크 데이터를 기억함으로써 조합의 적정화를 도모하고 있다.
이와 같이 하여 화상 기록 위치 보정(노광 개시 시기 보정)을 끝내면 감광 재료(60)를 적재면에 흡착 유지한 노광 스테이지(20)의 귀로 이동이 개시된다. 다시 말해, 노광 스테이지(20)를 리니어 모터부(24)의 구동력에 의해 정반(18)의 슬라이딩 레일(22)을 따라 하우징부(12A)로부터 스테이지부(12B) 측을 향해서 정속도로 이동시킨다.
또한, 노광 스테이지(20)의 귀로 이동 중 리니어 모터부(24)에 제공된 리니어 인코더의 출력 펄스를 펄스 카운터가 카운트함으로써 노광 스테이지(20)의 위치를 인식하고 있다(리니어 모터부(24)의 구동 펄스에서도 판별 가능).
그리고, 노광 스테이지(20)는 노광 헤드 유닛(28)을 통과하지만, 이때 노광 헤드 유닛(28)에서는 보정된 노광 개시 시기에 의거하여 DMD에 레이저광이 조사되고, DMD의 마이크로미러가 온 상태일 때에 반사된 레이저광이 광학계를 통하여 감 광 재료(60)로 안내되어 감광 재료(60) 위(노광면)에 결상된다.
즉, 컨트롤러부(50)의 메모리에 기억된 화상 데이터가 복수 라인분씩 순차 판독되고, 판독된 화상 데이터에 의거하여 각 헤드 어셈블리(28A)마다 제어 신호가 생성된다. 이 제어 신호에는 보정 제어(얼라인먼트)에 의해 얼라인먼트 측정된 감광 재료(60)에 대한 노광 위치 차이의 보정이 더해져서 감광 재료(60)가 DMD의 사용 화소수와 거의 동일한 수의 화소 단위로 노광된다.
이와 같이 하여 감광 재료(60)가 노광 스테이지(20)와 함께 정속도로 이동함으로써 노광 스테이지(20)의 이동 방향과 반대인 방향으로 각 헤드 어셈블리(28A)마다 띠형의 노광된 영역(28C)이 형성된다(도 6A 참조). 그리고, 감광 재료(60)에 대한 노광 처리가 완료되고, 노광 스테이지(20)가 초기 위치로 복귀이동하면 감광 재료(60)는 노광 스테이지(20)에 의한 흡착 상태가 해제되어 도시되지 않은 기계 외의 반송 콘베이어로 반송되어 다음 공정으로 반송된다.
이상, 설명한 바와 같이, 이 노광 장치(10)는 카메라 본체(38A) 및/또는 렌즈부(38B)의 왜곡을 보정하는 왜곡 보정 유닛(70)을 구비하고 있으므로 얼라인먼트 마크(M)의 촬영 정밀도(위치 계측 정밀도)를 향상시킬 수 있다. 따라서, 감광 재료(60)의 묘화 영역(노광면)에 대한 노광 처리가 정확하게 실행될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 감광 재료(60) 상에 기록되는 화상 위치를 보정하기 위한 얼라인먼트 마크(M)의 판독이 노광 스테이지(20)(감광 재료60)를 이동시키면서 행하여지므로 처리 효율(생산성)을 향상시킬 수 있다. 게다가, 본 실시예에서는 노광 스테이지(20)를 왕복이동시키는 구성이므로 노광 헤드 유닛(28)과 얼라인먼트 유닛(30)을 접근 배치할 수 있고, 노광 장치(10) 자체의 컴팩트화를 도모할 수 있다(설치 스페이스의 공간 절약화를 도모할 수 있다).
또한, 본 실시예에서는 공간 광변조 소자로서 DMD를 사용하고 점등 시간을 일정하게 하여 온/오프함으로써 도트 패턴을 생성하도록 했지만, 온 시간비(듀티) 제어에 의한 펄스 폭 변조를 행하여도 좋다. 또한, 1회의 점등 시간을 극히 단시간으로서 점등 회수에 의해 도트 패턴을 생성해도 좋다.
게다가, 본 실시예에서는 공간 광변조 소자로서 DMD를 구비한 노광 헤드 유닛(28)에 대해서 설명했지만, 이러한 반사형 공간 광변조 소자의 이외에 투과형 공간 광변조 소자(LCD)를 사용할 수도 있다. 예를 들면, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 타입의 공간 광변조 소자(SLM;Special Light Modulator)나, 전기 광학 효과에 의해 투과광을 변조하는 광학 소자(PLZT 소자)나 액정광 셔터(FLC) 등의 액정 셔터 어레이 등, MEMS 타입 이외의 공간 광변조 소자를 사용할 수도 있다.
또한, MEMS란 IC제조 프로세스를 기반으로 한 마이크로 매칭 기술에 의한 마이크로 사이즈의 센서, 액추에이터, 그리고 제어 회로를 집적화한 미세 시스템의 총칭이며, MEMS 타입의 공간 광변조 소자란 정전기력을 이용한 전기 기계 동작에 의해 구동되는 공간 광변조 소자를 의미하고 있다. 게다가, Grating Light Valve(GLV)를 복수 늘여놓아 2차원 형상으로 구성한 것을 이용할 수도 있다. 이러한 반사형 공간 광변조 소자(GLV)나 투과형 공간 광변조 소자(LCD)를 사용하는 구성에서는 상기 레이저 이외에 램프 등도 광원으로서 사용가능하다.
또한, 광원으로서는 합파 레이저 광원을 복수 구비한 파이버 어레이 광원, 1개의 발광점을 갖는 단일 반도체 레이저로부터 입사된 레이저광을 출사하는 1개의 광파이버를 구비한 파이버 광원을 어레이화한 파이버 어레이 광원, 복수의 발광점이 2차원 형상으로 배열된 광원(예를 들면, LD 어레이, 유기 EL 어레이) 등이 적용가능하다.
또한, 이러한 노광 장치에는 노광에 의해 직접 정보가 기록되는 포톤 모드 감광 재료, 노광에 의해 발생한 열로 정보가 기록되는 히트 모드 감광 재료 모두 사용할 수 있다. 포톤 모드 감광 재료를 사용할 경우 레이저 장치에는 GaN계 반도체 레이저, 파장 변환 고체 레이저 등이 사용되고, 히트 모드 감광 재료를 사용할 경우 레이저 장치에는 AlGaAs계 반도체 레이저(적외 레이저), 고체 레이저 등이 사용된다.
본 발명은 프린트 배선 기판 등의 워크에 배선 패턴 등의 화상을 형성하는 레이저 노광 장치에 적용함으로써 화상 위치의 조정을 고정밀도로 행하는 것이 가능해진다.

Claims (12)

  1. 촬상 소자 및/또는 렌즈를 포함하고, 워크에 형성된 기준 마크의 위치를 계측하기 위한 촬영 유닛; 및
    상기 촬상 소자 및/또는 렌즈의 왜곡을 보정하는 보정 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 위치 계측 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정 유닛은 상기 촬영 소자 및/또는 상기 렌즈의 왜곡에 의해 생기는 촬영 화상의 왜곡을 미리 측정하고, 측정에 의해 얻어진 왜곡 데이터에 의거하여 촬영 화상 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 화상 위치 계측 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 왜곡 데이터는 기준이 되는 차트를 미리 촬영함으로써 얻어지는 데이터를 기초로 산출되는 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 위치 계측 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬영 유닛은 상기 렌즈를 그 광축을 중심으로 회동 및 고정하기 위한 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 위치 계측 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬영 유닛은 복수의 촬상 소자를 갖고, 상기 복수의 촬상 소자는 1차원으로 배열되는 것을 특징으로 하는 화상 위치 계측 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 워크를 적재가능한 스테이지를 더 구비하고, 상기 스테이지는 소정의 반송로를 따라 이동가능하고, 워크에 형성된 상기 기준 마크는 상기 스테이지의 이동 중에 촬영되는 것을 특징으로 하는 화상 위치 계측 장치.
  7. 촬상 소자 및/또는 렌즈를 포함하고, 워크에 형성된 기준 마크의 위치를 계측하기 위한 촬영 유닛과, 상기 촬상 소자 및/또는 렌즈의 왜곡을 보정하는 보정 유닛을 구비하는 화상 위치 계측 장치; 및
    상기 화상 위치 계측 장치에 의해 촬영된 상기 기준 마크의 위치 정보에 의해 보정된 화상 데이터에 의거하여 상기 워크를 노광하는 노광 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보정 유닛은 상기 촬영 소자 및/또는 상기 렌즈의 왜곡에 의해 생기는 촬영 화상의 왜곡을 미리 측정하고, 측정에 의해 얻어진 왜곡 데이터에 의거하여 촬영 화상 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 왜곡 데이터는 기준이 되는 차트를 미리 촬영함으로써 얻어지는 데이터를 기초로 산출되는 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 촬영 유닛은 상기 렌즈를 그 광축을 중심으로 회동 및 고정하기 위한 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 촬영 유닛은 복수의 촬상 소자를 갖고, 상기 복수의 촬상 소자는 1차원으로 배열되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 워크를 적재가능한 스테이지를 더 구비하고, 상기 스테이지는 소정의 반송로를 따라 이동가능하고, 워크에 형성된 상기 기준 마크는 상기 스테이지의 이동 중에 촬영되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
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