WO2020246200A1 - キャリブレーションシステム及び描画装置 - Google Patents

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WO2020246200A1
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雅史 菅原
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Definitions

  • the present invention relates to a calibration system and a drawing apparatus that calibrate an exposure light beam for drawing a pattern on a substrate.
  • Patent Document 1 has a support surface for supporting a long sheet-shaped substrate, and is on a support surface in a width direction intersecting the long direction of the substrate.
  • a support member provided with reference marks at a plurality of positions of the above, a transport device for moving the substrate supported by the support member in a long direction, and a beam spot light projected onto the substrate or the support surface supported by the support surface.
  • each drawing line of the plurality of drawing units includes a plurality of drawing units capable of scanning in a range narrower than the width direction of the substrate and drawing a predetermined pattern along the drawing line obtained by the scanning.
  • a substrate process including a drawing device in which a plurality of drawing units are arranged in the width direction of the substrate so that the patterns drawn on the substrate are joined in the width direction of the substrate as the substrate moves in the long direction. The device is disclosed.
  • Non-Patent Document 1 alignment measurement, superposition exposure, and work exchange are performed in parallel in order to perform processing while continuously transporting the film without stopping the film transport by the roll-to-roll method.
  • the technology to be performed is disclosed.
  • Patent Document 1 irradiates a reference pattern formed on the outer peripheral surface of a rotating drum with a drawing beam, and based on the reflected light of the drawing beam, the drawing lines are arranged or mutually arranged by the drawing beam.
  • a technique for obtaining adjustment information (calibration information) corresponding to an error is disclosed.
  • it is necessary to irradiate a reference pattern formed on the outer peripheral surface of the rotating drum with a beam, so that calibration is performed in a state where the substrate is not set, or A substrate that is translucent enough to allow the beam to pass through must be re-set (see paragraph 0147 of Reference 1).
  • the present invention has been made in view of the above, and when a pattern is continuously formed on a long sheet-shaped substrate, the exposure beam applied to the substrate is calibrated at any time. It is an object of the present invention to provide a calibration system and a drawing apparatus capable of performing the above.
  • the calibration system has a long sheet shape and is supported by a part of the outer peripheral surface of a cylindrical transport drum and is transported in the longitudinal direction.
  • a calibration system that calibrates in a drawing device including at least one exposure head that irradiates an exposure beam toward an exposure surface of a substrate, the beam emitted from the exposure head and incident on the exposure surface.
  • An optical system that is removable from the optical path and guides at least a part of the beam in a direction different from the optical path when the beam is inserted into the optical path, and the optical system is inserted and removed from the optical path.
  • It has a moving mechanism and a light receiving surface that receives at least a part of the beam guided by the optical system when the optical system is inserted into the optical path, and at least one of the beams incident on the light receiving surface. It is provided with an optical sensor that detects an irradiation position and an irradiation intensity on the light receiving surface of the unit and outputs a detection signal.
  • the exposed surface when the optical system is removed from the optical path and the light receiving surface when the optical system is inserted into the optical path may be conjugated.
  • the optical path length of the beam from the head to the light receiving surface may be equal.
  • the optical system and the optical sensor are provided as units whose relative positions relative to each other are fixed, and the moving mechanism may insert and remove the unit with respect to the optical path.
  • the position of the optical sensor is fixed, and at least a part of the beam guided by the optical system in a direction different from the optical path is further guided in the direction of the light receiving surface of the optical sensor.
  • a second optical system and a third optical system that forms an image of at least a part of the beam guided by the second optical system on the light receiving surface may be further provided.
  • a control unit that generates data representing an irradiation position and an irradiation intensity on at least a part of the light receiving surface of the beam emitted from the exposure head based on a detection signal output from the optical sensor.
  • a storage unit that stores data representing the irradiation position and irradiation intensity as calibration data may be further provided.
  • the storage unit further stores reference data representing a reference irradiation position and a reference irradiation intensity on the light receiving surface corresponding to a predetermined irradiation position and irradiation intensity of the beam on the exposure surface, and controls the control.
  • the unit may have a determination unit that determines whether or not the irradiation position and irradiation intensity of the beam incident on the light receiving surface fall within a predetermined reference value range based on the calibration data and the reference data. ..
  • the control unit performs the exposure when at least one of the irradiation position and the irradiation intensity of the beam incident on the light receiving surface does not fall within the range of the reference value based on the determination result by the determination unit.
  • Correction value data for correcting at least one of the irradiation position and irradiation intensity of the beam emitted from the head may be generated, and the storage unit may further store the correction value data.
  • the exposure head includes a light source that outputs a laser beam, a beam forming optical system that generates a beam by forming the laser beam into a beam shape, and the beam forming optical system generated by the beam forming optical system. It has a polygon mirror that scans a beam and a drive unit that rotates the polygon mirror, and the control unit has at least one of the output of the light source and the operation of the drive unit based on the correction value data. By controlling this, at least one of the irradiation intensity and the irradiation position of the beam emitted from the exposure head may be corrected.
  • the calibration system further includes an adjustment mechanism for adjusting the distance between the exposure head and the transport drum, and the control unit is based on a detection signal indicating an irradiation position of the beam output from the optical sensor.
  • the diameter of the beam on the light receiving surface may be acquired and the adjustment mechanism may be controlled based on the diameter of the beam.
  • Another aspect of the present invention is a drawing apparatus having a cylindrical shape, in which a long sheet-shaped substrate is supported on a part of an outer peripheral surface and rotated around the central axis of the cylinder.
  • a transport drum that conveys the substrate, at least one exposure head that emits an exposure beam toward an exposed surface of the substrate, and at least one calibration system that calibrates the at least one exposure head.
  • the calibration system is provided so as to be removable with respect to the optical path of the beam emitted from the exposure head and incident on the exposed surface, and at least one of the beams when inserted into the optical path.
  • An optical system that guides a portion in a direction different from the optical path, a moving mechanism that inserts and removes the optical system from the optical path, and the optical system guided by the optical system when the optical system is inserted into the optical path.
  • An optical sensor having a light receiving surface that receives at least a part of the beam, detecting an irradiation position and an irradiation intensity on at least a part of the light receiving surface of the beam incident on the light receiving surface, and outputting a detection signal.
  • the beam is guided in a direction different from the optical path and is placed on a light receiving surface of an optical sensor. Since the light is incident, the calibration can be performed with the substrate set on the transport drum. Therefore, even when a pattern is continuously formed on a long sheet-shaped substrate, calibration can be performed at any time.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the schematic structure of the drawing apparatus including the calibration system which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a top view of the drawing apparatus shown in FIG. It is a schematic diagram which shows the schematic structure of the inside of an exposure head. It is a schematic diagram which looked at the exposure head shown in FIG. 1 from the substrate side. It is a schematic diagram which illustrates the substrate on which the pattern was formed. It is a schematic diagram which shows the vicinity of the calibration unit shown in FIG. 1 enlarged. It is a schematic view which looked at the sensor unit shown in FIG. 6 from the side of a light receiving surface. It is a block diagram which shows the schematic structure of the control device shown in FIG.
  • FIG. 10 It is a flowchart which shows the operation at the time of calibration of the drawing apparatus shown in FIG. It is a schematic diagram which shows the schematic structure of the drawing apparatus including the calibration system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is a schematic diagram which shows the vicinity of the calibration unit shown in FIG. 10 enlarged.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a drawing apparatus including a calibration system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the drawing apparatus.
  • the drawing apparatus 1 irradiates the substrate 2 with the beam L for exposure and the transport system 3 for transporting the substrate 2 in the form of a long sheet. It includes a drawing unit 4 that forms a pattern, and a control device 5 that controls the operation of the transfer system 3 and the drawing unit 4.
  • the transport direction of the substrate 2 is the x direction
  • the width direction of the substrate 2 is the y direction
  • the vertical direction is the z direction (downward is positive).
  • the Flexible Printed Circuit is the substrate 2 to be processed.
  • the FPC is a flexible circuit board in which a metal foil such as copper is bonded to a base film made of an insulating resin such as polyimide.
  • the substrate 2 is, for example, an FPC formed in a strip shape of several meters to several tens of meters, is unwound from a state of being wound in a roll shape on a winding reel 31, and is conveyed by a conveying system 3 and a pattern by a drawing unit 4. Is formed and then wound on the take-up reel 32.
  • the transport method in which the strip-shaped work is unwound from the roll, subjected to a predetermined process, and then wound on the roll is also called a roll-to-roll method.
  • the transport system 3 includes a rotary shaft 31a that rotatably supports the unwinding reel 31, a rotary shaft 32a that rotatably supports the take-up reel 32, a transport drum 33, and an upstream side of the transport drum 33 (FIG. 1).
  • the tension pulleys 34 and 35 provided on the left side and the downstream side (on the right side in FIG. 1), respectively, and a plurality of guide rollers 36 and 37 are provided.
  • the transport drum 33 has a cylindrical shape as a whole, and is supported by a rotary shaft 33a that rotates by a rotary drive force supplied from a drive source.
  • the transport drum 33 supports the substrate 2 in a region substantially upper half of the outer peripheral surface 33b, and transports the substrate 2 by rotating itself. Further, the transfer drum 33 is provided with an encoder 33c for measuring the amount of rotation of the transfer drum 33.
  • Each of the two tension pulleys 34 and 35 is rotatably supported by rotating shafts 34a and 35a that can move in the vertical direction, and is installed below the transport drum 33.
  • Each of the rotating shafts 34a and 35a is connected to a tension adjusting mechanism that urges the rotating shafts 34a and 35a downward.
  • Each guide roller 36 is rotatably supported by a rotating shaft 36a, and guides the substrate 2 unwound from the unwinding reel 31 to the tension pulley 34 on the upstream side.
  • Each guide roller 37 is rotatably supported by a rotation shaft 37a, and guides the pattern-forming substrate 2 from the tension pulley 35 on the downstream side to the take-up reel 32.
  • FIG. 3 As the configuration of the transfer system 3, if the substrate 2 can be conveyed by the roll-to-roll method and the substrate 2 supported by the outer peripheral surface 33b of the transfer drum 33 can be subjected to the pattern forming process, FIG. And the configuration shown in FIG. Further, after the substrate 2 is unwound from the unwinding reel 31 until it reaches the transport drum 33, or after the substrate 2 is unwound from the transport drum 33 and before it is wound up on the take-up reel 32. May be provided with a unit (pre-processing unit, post-processing unit, etc.) that performs further processing.
  • pre-processing unit, post-processing unit, etc. that performs further processing.
  • an edge position control that detects the position of the end of the board 2 and finely moves the unwinding device or the winding device.
  • the drawing unit 4 is provided with a plurality of exposure heads 41 that emit an exposure beam L toward the substrate 2, a calibration unit 43 and a moving mechanism 44 that are used when calibrating the beam L.
  • the calibration unit 43, the moving mechanism 44, and the control device 5 described later constitute a calibration system.
  • the exposure head 41 irradiates the substrate 2 supported by the transport drum 33 with the beam L to directly draw patterns such as circuits and wiring on the substrate 2.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a schematic configuration inside the exposure head.
  • a laser light source 411 that outputs laser light
  • a beam forming optical system 412 that outputs laser light
  • a reflection mirror 413 a reflection mirror 413
  • a polygon mirror 414 a polygon mirror 414
  • an imaging optical system 415 are provided inside the exposure head 41.
  • the polygon mirror 414 is provided with a drive device that rotates the polygon mirror 414 around the rotation axis 414a.
  • the beam forming optical system 412 includes optical elements such as a collimator lens, a cylindrical lens, a filter for adjusting the amount of light, and a polarizing filter, and forms a laser beam output from a laser light source 411 into a beam L having a spot-shaped beam shape. ..
  • the reflection mirror 413 reflects the beam L formed by the beam forming optical system 412 in the direction of the polygon mirror 414.
  • the polygon mirror 414 rotates around the rotation axis 414a and reflects the beam L incident from the direction of the reflection mirror 413 in a plurality of directions in a plane orthogonal to the rotation axis 414a.
  • the imaging optical system 415 includes an optical element such as an f ⁇ lens or a telecentric f ⁇ lens, and images the beam L reflected by the polygon mirror 414 on the exposed surface P1 of the substrate 2 supported by the outer peripheral surface of the transport drum 33. Let me. In such an exposure head 41, by controlling the rotation of the polygon mirror 414, the beam L emitted from the exposure head 41 can be scanned one-dimensionally in a predetermined scanning range SR.
  • an optical element such as an f ⁇ lens or a telecentric f ⁇ lens
  • the configuration of the exposure head 41 is not limited to the configuration illustrated in FIG. 3 as long as the beam L can be imaged and scanned one-dimensionally on the exposed surface P1.
  • the emission direction of the beam L may be changed by arranging a reflection mirror between the polygon mirror 414 and the imaging optical system 415.
  • FIG. 4 is a plan view of a plurality of exposure heads 41 provided in the drawing unit 4 as viewed from the substrate 2 side. Although FIG. 4 shows four exposure heads 41, the number of exposure heads 41 is not limited to this. The number of the exposure heads 41 may be one or more, and can be appropriately set according to the width of the substrate 2, the scanning range SR of the exposure heads 41 (see FIG. 3), the beam output, and the like.
  • Each exposure head 41 is attached to a support mechanism provided in the drawing unit 4 via an adjustment stage 42.
  • the adjustment stage 42 is provided for manually fine-tuning the positions of the exposure head 41 in the x-direction and the y-direction and the angle with respect to the vertical direction.
  • the scanning range SR of the beam L emitted from the beam emitting port 41a has a slight end between the scanning range SR and the beam L scanning adjacent regions in the width direction (y direction) of the substrate 2. They are arranged so as to overlap with each other or to be adjacent to each other without any gap. This makes it possible to scan the width direction of the substrate 2 with a plurality of beams L without gaps. Further, the distance of each exposure head 41 from the transport drum 33 is adjusted so that the focal point of the beam L is aligned with the exposed surface of the substrate 2.
  • FIG. 5 is a schematic view illustrating the substrate 2 on which the pattern is formed by the drawing unit 4.
  • a two-dimensional exposure pattern is formed on the substrate 2 by transporting the substrate 2 by the transport drum 33 while scanning the beam L emitted from each exposure head 41 shown in FIG. 4 in the width direction of the substrate 2.
  • a continuous exposure pattern 21 can be formed on the long substrate 2.
  • the exposure area by each exposure head 41 can be set in advance for the substrate 2. Therefore, identification codes (ID) 22a to 22d for identifying individual products and patterns may be drawn in the exposure area of each exposure head 41. High traceability can be ensured by managing the identification codes 22a to 22d in association with data such as lot number, drawing device number, exposure head number, exposure date and time.
  • FIG. 6 is an enlarged schematic view showing the vicinity of the calibration unit 43 shown in FIG. 1, and shows the arrangement at the time of calibration.
  • the moving mechanism 44 inserts and removes the calibration unit 43 from the optical path LP of the beam L that emits from the exposure head 41 and is incident on the exposed surface of the substrate 2.
  • the moving mechanism 44 is, for example, a uniaxial actuator.
  • the calibration unit 43 is inserted into the optical path LP (see FIG. 6), and when the calibration is completed, the calibration unit 43 is removed from the optical path LP. (See Fig. 1).
  • One such calibration unit 43 and one moving mechanism 44 are provided for each exposure head 41.
  • the configuration of the moving mechanism 44 is not particularly limited as long as the calibration unit 43 can be moved with high accuracy. Further, in FIGS. 1 and 6, the calibration unit 43 is moved along the transport direction of the substrate 2 (tangential direction of the outer peripheral surface of the transport drum 33) at the irradiation position of the beam L, but the moving direction is this. Not limited to. For example, the calibration unit 43 may be moved along the width direction (y direction) of the substrate 2.
  • the calibration unit 43 is provided with a reflection mirror 431 and a sensor unit 432.
  • the relative positions of the reflection mirror 431 and the sensor unit 432 are fixed.
  • the reflection mirror 431 is an optical system that is arranged on the optical path LP when the calibration unit 43 is inserted into the optical path LP and guides the beam L in a direction different from that of the optical path LP.
  • the sensor unit 432 has a two-dimensional light receiving surface, and is provided at a position where the beam L reflected by the reflection mirror 431 can be incident on the light receiving surface.
  • the optical path length from the position of the reflection mirror 431 arranged on the optical path LP at the time of calibration to the exposed surface of the substrate 2 is equal to the optical path length from the position of the reflection mirror 431 to the light receiving surface of the sensor unit 432, and the sensor
  • the light receiving surface of the unit 432 and the exposed surface of the substrate 2 exposed by the beam L have a conjugate relationship.
  • FIG. 7 is a schematic view of the sensor unit 432 viewed from the light receiving surface side.
  • the sensor unit 432 includes a sensor substrate 433, a position detection element (PSD) 434 which is an optical sensor mounted on the sensor substrate 433, and a light intensity detection element 436.
  • a circuit for processing the signal output from the position detection element 434 and the light intensity detection element 436 is formed on the sensor substrate 433.
  • the position detection element 434 has a two-dimensional light receiving surface 435 that receives the beam L, and outputs a detection signal indicating the irradiation position of the beam L incident on the light receiving surface 435.
  • two position detection elements 434 are arranged on the sensor substrate 433. The positions of these position detection elements 434 are set so that the center line of each position detection element 434 overlaps with the line at the end of the scanning range SR.
  • the light intensity detection element 436 is, for example, a photodiode (PD), and outputs a detection signal representing the irradiation intensity of the beam L incident on the light receiving surface. If the position and intensity of the beam L incident on the light receiving surface can be detected with high accuracy, the position detection element and the light intensity detection element may be used in combination with one type of optical sensor. In that case, it is preferable to arrange the optical sensor at the position (two locations) of the position detection element 434.
  • PD photodiode
  • FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of the control device 5.
  • the control device 5 is a device that comprehensively controls the operation of each part of the drawing device 1, and includes an external interface 51, a storage unit 52, and a control unit 53.
  • the external interface 51 is an interface for connecting various external devices to the control device 5.
  • Examples of the external device connected to the control device 5 include an exposure head 41, an encoder 33c, a substrate transfer drive device 61 for driving the transfer system 3, and a calibration drive device 62 for driving the moving mechanism 44 of the calibration unit 43.
  • An input device 63 such as a keyboard and a mouse, a display device 64 such as a liquid crystal monitor, and a data reading device 65 for reading pattern data and the like into the control device 5.
  • the storage unit 52 is configured by using a computer-readable storage medium such as a disk drive or a semiconductor memory such as a ROM or RAM. In addition to the operating system program and the driver program, the storage unit 52 stores a program for causing the control device 5 to execute a predetermined operation, various data and setting information used during the execution of the program, and the like.
  • a computer-readable storage medium such as a disk drive or a semiconductor memory such as a ROM or RAM.
  • the storage unit 52 stores a program for causing the control device 5 to execute a predetermined operation, various data and setting information used during the execution of the program, and the like.
  • the storage unit 52 includes a program storage unit 521, a pattern data storage unit 522, a reference data storage unit 523, a calibration data storage unit 524, and a correction data storage unit 525.
  • the program storage unit 521 stores the various programs described above.
  • the pattern data storage unit 522 stores data representing a pattern to be drawn by the drawing unit 4.
  • the reference data storage unit 523 stores reference data (reference value) of the irradiation position and irradiation intensity of the beam L.
  • the reference data refers to the irradiation position (hereinafter, also referred to as the reference irradiation position) on the light receiving surface 435 of the position detection element 434 corresponding to the predetermined irradiation position of the beam L on the exposed surface of the substrate 2, and the substrate 2.
  • the calibration data storage unit 524 uses the calibration data of the beam L that exposes the substrate 2, in other words, the irradiation position of the beam L on the light receiving surface 435 of the position detection element 434 and the irradiation of the beam L incident on the light intensity detection element 436. Stores data representing intensity.
  • the correction data storage unit 525 stores correction data for adjusting the exposure head 41 based on the calibration data.
  • the control unit 53 is configured by using hardware such as a CPU (Central Processing Unit), and by reading a program stored in the program storage unit 521, data transfer to each unit of the control device 5 and the drawing device 1 can be performed. An instruction is given to control the operation of the drawing device 1 in an integrated manner so that the pattern forming process on the substrate 2 is executed. Further, the control unit 53 periodically calibrates the exposure head 41 by reading the calibration program stored in the program storage unit 521, stores the calibration data, and exposes the exposure head 41 based on the calibration data. Adjust the head 41.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the functional unit realized by the control unit 53 executing the above program includes a drawing control unit 531, a calibration control unit 532, a determination unit 533, and a correction unit 534.
  • the drawing control unit 531 reads the pattern data from the pattern data storage unit 522, generates control data such as the output and scanning of the beam L by each exposure head 41 and the transfer speed of the substrate 2 by the transfer system 3, and the exposure head 41 and Output to the board transfer drive device 61.
  • the substrate 2 is conveyed at a predetermined speed by the transfer system 3, and the beam L emitted from each exposure head 41 is irradiated to the predetermined exposure region of the substrate 2 and scanned in the width direction. In this way, a two-dimensional pattern is continuously formed on the substrate 2.
  • the calibration control unit 532 controls for calibrating the beam L emitted from the exposure head 41, and also determines the irradiation position of the beam L on the light receiving surface 435 of the position detection element 434 and the irradiation intensity of the light intensity detection element 436. Generate data (calibration data) representing the measured value (calibration value).
  • the determination unit 533 determines whether or not the calibration value is within the reference value based on the calibration data and the reference data stored in the reference data storage unit 523.
  • the correction unit 534 When the calibration value is not within the reference value, the correction unit 534 generates correction data for correcting the irradiation position and irradiation intensity of the beam L, and controls each unit based on the correction data.
  • a control device 5 may be configured by one hardware, or may be configured by combining a plurality of hardware.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the drawing apparatus 1 at the time of calibration.
  • the control device 5 stops each exposure head 41 from irradiating the substrate 2 with the beam L.
  • control device 5 causes the transfer system 3 to stop the transfer of the substrate 2.
  • control device 5 controls the calibration drive device 62 to drive the moving mechanism 44 to insert the calibration unit 43 into the optical path LP (see FIG. 6).
  • the control device 5 emits the beam L from each exposure head 41.
  • the beam L emitted from the exposure head 41 is reflected by the reflection mirror 431 provided in the calibration unit 43, and is incident on the position detection element 434 and the light intensity detection element 436 provided in the sensor unit 432.
  • each position detection element 434 outputs a detection signal indicating the irradiation position on the light receiving surface 435 of the beam L
  • the light intensity detection element 436 outputs a detection signal indicating the irradiation intensity of the beam L.
  • the calibration control unit 532 of the control device 5 determines the irradiation position and irradiation intensity of the beam L incident on the light receiving surface 435 based on the detection signals output from the position detection element 434 and the light intensity detection element 436. Data representing the measured value (calibration data) is generated and stored in the calibration data storage unit 524.
  • the determination unit 533 compares the calibration data generated in step S14 with the reference data stored in the reference data storage unit 523, and the irradiation position of the beam L emitted from each exposure head 41 and the irradiation position. It is determined whether or not the irradiation intensity is within the reference value. Specifically, the determination unit 533 calculates the difference ( ⁇ x, ⁇ y) of the measured value of the irradiation position with respect to the reference irradiation position of the beam L, and also calculates the difference of the measured value of the irradiation intensity with respect to the reference irradiation intensity. Then, it is determined whether or not the difference in irradiation position ( ⁇ x, ⁇ y) and the difference in irradiation intensity are equal to or less than a predetermined threshold value.
  • step S15: Yes When the irradiation position and irradiation intensity of the beam L are within the reference values (step S15: Yes), the operation shifts to step S17. On the other hand, when the irradiation position and irradiation intensity of the beam L exceed the reference value (step S15: No), the correction unit 534 generates correction data for correcting the position of each exposure head 41 and the output value of the beam L. , Saved in the correction data storage unit 525 (step S16). At this time, the correction unit 534 may display the correction data on the display device 64. Specifically, the correction unit 534 adjusts the drawing start point set by using the signal of the encoder 33c provided on the transport drum 33 (see ⁇ in FIG.
  • the correction unit 534 adjusts the drawing start point that is the reference of the beam L emitted through the polygon mirror 414 (see FIG. 3) based on the difference ⁇ y, so that the parameter of the output start position (output of the beam L) is adjusted. The initial position of the polygon mirror when starting) is corrected. Further, the correction unit 534 corrects the output parameters of each exposure head 41 used in the drawing control unit 531 with respect to the irradiation intensity.
  • step S17 the control device 5 controls the calibration drive device 62 to drive the moving mechanism 44 to remove the calibration unit 43 from the optical path LP (see FIG. 1).
  • the calibration operation in the drawing device 1 is completed.
  • each part operates based on the parameters corrected in step S16, and drawing on the substrate 2 can be performed with the irradiation position and irradiation intensity of the corrected beam. ..
  • the width of the beam L is widened while the substrate 2 is conveyed by the conveying drum 33 and the beam L emitted from each exposure head 41 is directly applied to the substrate 2. Since scanning is performed in the direction, a two-dimensional exposure pattern can be continuously and seamlessly formed on the substrate 2. Therefore, a continuous pattern can be efficiently formed even on a long substrate having a length of several meters to several tens of meters, and the throughput can be improved.
  • a high level of traceability is ensured at the pattern or wiring level by drawing an identification code on the exposure head 41 in the exposure area of each exposure head 41. Can be done.
  • each exposure head 41 is provided with a light source, it is possible to form a pattern with sufficient irradiation intensity.
  • the substrate 2 remains set on the transport drum 33. In this state, high-precision calibration can be performed. Therefore, even when a continuous pattern is formed on the long substrate 2, calibration can be performed at any time.
  • the first embodiment it is determined whether or not the measured value acquired in the calibration falls within the range of the reference value, and if it does not fall within the range, various processes for performing correction are executed. .. However, it may be possible to perform calibration and simply save the calibration data. Further, it is also sufficient to save the judgment result of the measured value acquired in the calibration and the correction data based on the judgment result.
  • the position and inclination of the exposure head 41 are manually finely adjusted by the adjustment stage 42, but instead of the adjustment stage 42, an electrically controllable adjustment stage is provided.
  • the position and tilt of the exposure head 41 may be automatically adjusted based on the calibration result.
  • the deviation of the irradiation position of the beam L is detected based on the detection signal output from the position detection element 434, but the deviation of the focal point may be detected.
  • the spot diameter of the beam L can be obtained by extracting the irradiation range of the beam L on the light receiving surface 435 based on the detection signal output from the position detection element 434. Then, the defocus is detected by comparing the acquired spot diameter with the reference spot diameter stored in advance in the reference data storage unit 523.
  • an adjustment mechanism for adjusting the distance between each exposure head 41 and the transport drum 33 may be provided, and the above distance may be adjusted based on the detected focus shift.
  • the beam L can be accurately focused on the light receiving surface 435 of the position detection element 434, that is, the exposed surface of the substrate 2.
  • the irradiation range of the beam L on the light receiving surface 435 may be extracted based on the detection signal output from the position detection element 434 to acquire the spot shape of the beam L on the light receiving surface 435.
  • the inclination of the exposure head 41 that is, the angle formed by the exposed surface of the substrate 2 and the beam L
  • the inclination of the exposure head 41 can be corrected based on the acquired spot shape.
  • the calibration unit 43 is provided with the reflection mirror 431, but a beam splitter (half mirror) is used instead of the reflection mirror 431, and only a part of the beam L emitted from the exposure head 41 is used. It may be reflected and led to the sensor unit 432.
  • the optical sensor may be damaged due to the excessive power of the beam L. Therefore, the dimmed beam can be incident on the optical sensor by reflecting only a part of the beam L with the beam splitter.
  • the reference data storage unit 523 may store a value set in consideration of the reflectance of the beam splitter as the reference data of the irradiation intensity.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a drawing apparatus including a calibration system according to a second embodiment of the present invention.
  • the drawing apparatus 1A includes a drawing unit 4A instead of the drawing unit 4 shown in FIG.
  • the drawing unit 4A includes a plurality of exposure heads 41 that emit an exposure beam L toward the substrate 2, a mirror unit 46 used when calibrating the beam L, a moving mechanism 47, a reflection mirror 462, and calibration.
  • a unit 48 is provided.
  • the mirror unit 46, the moving mechanism 47, the reflection mirror 462, the calibration unit 48, and the control device 5 described above constitute a calibration system.
  • each part of the drawing apparatus 1A other than the calibration system is the same as that of the first embodiment.
  • a mechanism for adjusting the focus of the beam L may be further provided by changing the distance between each exposure head 41 and the substrate 2 as in the first modification described above.
  • FIG. 11 is an enlarged schematic view showing the vicinity of the calibration unit 48 shown in FIG. 10, and shows the arrangement at the time of calibration.
  • the moving mechanism 47 is, for example, a uniaxial actuator.
  • the mirror unit 46 is inserted into the optical path LP of the beam L (see FIG. 11), and when the calibration is completed, the mirror unit 46 is inserted from the optical path LP. Remove (see FIG. 10).
  • the configuration of the moving mechanism 47 is not particularly limited as long as the mirror unit 46 can be moved with high accuracy.
  • the direction in which the mirror unit 46 is moved is not limited to the transport direction of the substrate 2 at the irradiation position of the beam L (tangential direction of the outer peripheral surface of the transport drum 33), and is, for example, the width direction (y direction) of the substrate 2.
  • the mirror unit 46 may be moved along the line.
  • the mirror unit 46 is provided with a reflection mirror 461.
  • the reflection mirror 461 is an optical system that is arranged on the optical path LP when the mirror unit 46 is inserted into the optical path LP and guides the beam L in a direction different from that of the optical path LP.
  • a beam splitter half mirror may be provided instead of the reflection mirror 461.
  • the reflection mirror 462 and the calibration unit 48 are installed at predetermined positions in the drawing unit 4A.
  • the reflection mirror 462 is a second optical system that further reflects the beam L reflected by the reflection mirror 461 inserted on the optical path LP and guides it in the direction of the calibration unit 48.
  • one reflection mirror 462 constitutes the second optical system, but a plurality of mirrors or the like may be used to form the second optical system.
  • the beam L incident on the calibration unit 48 may be dimmed by using a beam splitter instead of the reflection mirror 462.
  • the calibration unit 48 is provided with an imaging optical system 481 and a sensor unit 482. Of these, the configuration of the sensor unit 482 is the same as the configuration of the sensor unit 432 described in the first embodiment (see FIG. 7).
  • the imaging optical system 481 is a third optical system that forms an image of the beam L reflected by the reflection mirror 462 on a light receiving surface of an optical sensor provided in the sensor unit 482 such as a position detecting element and a light intensity detecting element. ..
  • the light receiving surface of the optical sensor provided on the sensor unit 482 and the exposed surface of the substrate 2 exposed by the beam L have a conjugate relationship, and the sensor when the mirror unit 46 is inserted into the optical path LP.
  • On the light receiving surface of the unit 482 the same image as the image of the beam L on the exposed surface of the substrate 2 when the mirror unit 46 is not inserted in the optical path LP can be obtained.
  • a third optical system may be configured by one lens.
  • One such mirror unit 46, a moving mechanism 47, a reflection mirror 462, and a calibration unit 48 are provided for each exposure head 41.
  • step S12 of FIG. 9 the mirror unit 46 is inserted into the optical path LP, and in step S17, the mirror unit 46 is removed from the optical path LP.
  • the present invention described above is not limited to the first and second embodiments and modifications, and a plurality of components disclosed in the first and second embodiments and modifications may be appropriately used. By combining them, various inventions can be formed. For example, some components may be excluded from all the components shown in the first and second embodiments and modifications, or the first and second embodiments and modifications may be made. The components shown may be combined and formed as appropriate.
  • Control unit 61 ... Board transfer drive device , 62 ... Calibration drive device, 63 ... Input device, 64 ... Display device, 65 ... Data reading device, 411 ... Laser light source, 412 ... Beam forming optical system, 413, 431, 461, 462 ... Reflection mirror, 414 ... Polygon mirror, 415, 481 ... Imaging optical system, 432, 482 ... Sensor unit, 433 ... Sensor substrate, 434 ... Position detection element, 435 ... Light receiving surface, 436 ... Light intensity detection element, 521 ... Program storage unit, 522 ... Pattern data storage unit 523 ... Reference data storage unit 524 ... Calibration data storage unit 525 ... Correction data storage unit 513 ... Drawing control unit 532 ... Calibration control unit 533 ... Judgment unit 534 ... Correction unit 513 ... Drawing control unit 532 ... Calibration control unit 533 ... Judgment unit 534 ... Correction unit 513 ... Drawing control unit 532 ...

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Abstract

長尺のシート状の基板に対して連続的なパターンを形成する場合に、基板に照射される露光用のビームのキャリブレーションを随時行うことができるキャリブレーションシステム等を提供する。キャリブレーションシステムは、露光ヘッドから出射して基板の露光面に入射するビームの光路に対して挿抜可能に設けられ、該光路に挿入されているときにビームを該光路とは異なる方向に導く光学系と、該光学系を上記光路に対して挿抜する移動機構と、光学系が上記光路に挿入されているときに光学系により導かれたビームを受光する受光面を有し、該受光面に入射したビームの該受光面における照射位置及び照射強度を検出して検出信号を出力する光センサと、を備える。

Description

キャリブレーションシステム及び描画装置
　本発明は、基板にパターンを描画する露光用の光ビームをキャリブレーションするキャリブレーションシステム及び描画装置に関する。
　近年、自動車や航空機等の輸送機において使用される電子機器の数は増加の一途を辿っている。これに伴い、電子機器への電源供給や信号の送受信に用いられるワイヤーハーネスの数も増加している。その一方で、輸送機においては軽量化や省スペース化が要請されており、ワイヤーハーネスの増加に伴う重量増やスペース増が問題になっている。
　このような問題から、輸送機で用いられるワイヤーハーネスを、長尺のシート状をなすフレキシブルプリント回路基板（Flexible　Printed　Circuit：ＦＰＣ）により代替することも検討されている。
　長尺のシート状の基板に対するパターン形成技術として、例えば特許文献１には、長尺のシート状の基板を支持する支持面を有し、基板の長尺方向と交差する幅方向に関する支持面上の複数位置に基準マークが設けられた支持部材と、該支持部材で支持された基板を長尺方向に移動させる搬送装置と、支持面で支持された基板または支持面にビームのスポット光を投射しつつ、基板の幅方向の寸法よりも狭い範囲で走査し、該走査で得られる描画ラインに沿って所定のパターンが描画可能な複数の描画ユニットを含み、該複数の描画ユニットの各描画ラインによって基板上に描画されるパターン同士が基板の長尺方向への移動に伴って基板の幅方向に継ぎ合わされるように、複数の描画ユニットを基板の幅方向に配置した描画装置を備える基板処理装置が開示されている。
　また、非特許文献１には、ロールトゥロール（Roll　To　Roll）方式でフィルム搬送を停止することなく連続的に搬送しながら処理を行うために、アライメント計測、重ね合わせ露光、ワーク交換を並列に行う技術が開示されている。
国際公開第２０１５／１５２２１７号
鬼頭義昭、他、「ロールトゥロール方式高精度ダイレクトウェブ露光装置の開発」、映像情報メディア学会誌、第７１巻、第１０号、第Ｊ２３０～Ｊ２３５頁（２０１７）、一般社団法人映像情報メディア学会、２０１７年９月８日採録
　ところで、自動車や航空機など高度な安全性が要求される機器においては、機器を構成する１つひとつの部品について高い信頼性を担保するため、トレーサビリティが必要とされている。そのため、パターン形成された基板に関しては、当該基板へのパターン形成工程において、露光用のビームの照射位置精度等を確認するためのキャリブレーションを定期的に行い、キャリブレーションデータを保存しておかなくてはならない。
　キャリブレーションに関し、特許文献１には、回転ドラムの外周面に形成された基準パターンに描画ビームを照射し、この描画ビームの反射光に基づいて、描画ビームによる描画ラインの配置状態又は相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）を求める技術が開示されている。特許文献１においては、キャリブレーションを行う際に、回転ドラムの外周面に形成された基準パターンにビームを照射する必要があるため、基板がセットされていない状態でキャリブレーションを行うか、又は、ビームが透過できる程度に透光性のある基板をセットし直さなくてはならない（引用文献１の段落０１４７参照）。
　しかしながら、例えば自動車において使用されるワイヤーハーネスをＦＰＣで代替するためには、数ｍ（例えば６ｍ以上）の連続した配線パターンを基板に形成する必要がある。このように、長尺の基板に連続的なパターンを形成する場合、キャリブレーションを行うたびに、基板を取り外したり、キャリブレーション用の基板をセットし直したりすることは、非常に手間がかかると共に、位置合わせの精度が低下するおそれもあるため、非現実的である。つまり、特許文献１に開示された技術では、長尺の基板に連続的なパターンを形成する場合に、随時キャリブレーションを行うことが非常に困難である。
　本発明は上記に鑑みてなされたものであって、長尺のシート状の基板に対して連続的にパターンを形成する場合に、基板に照射される露光用のビームのキャリブレーションを随時行うことができるキャリブレーションシステム及び描画装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様であるキャリブレーションシステムは、長尺のシート状をなし、円筒状をなす搬送ドラムの外周面の一部に支持されて長手方向に搬送される基板の露光面に向け、露光用のビームを照射する少なくとも１つの露光ヘッドを備える描画装置においてキャリブレーションを行うキャリブレーションシステムであって、前記露光ヘッドから出射して前記露光面に入射する前記ビームの光路に対して挿抜可能に設けられ、該光路に挿入されているときに前記ビームの少なくとも一部を該光路とは異なる方向に導く光学系と、前記光学系を前記光路に対して挿抜する移動機構と、前記光学系が前記光路に挿入されているときに前記光学系により導かれた前記ビームの少なくとも一部を受光する受光面を有し、該受光面に入射した前記ビームの少なくとも一部の該受光面における照射位置及び照射強度を検出して検出信号を出力する光センサと、を備えるものである。
　上記キャリブレーションシステムにおいて、前記光学系が前記光路から抜去されているときの前記露光面と、前記光学系が前記光路に挿入されているときの前記受光面とが共役であっても良い。
　上記キャリブレーションシステムにおいて、前記光学系が前記光路から抜去されているときの前記露光ヘッドから前記露光面までの前記ビームの光路長と、前記光学系が前記光路に挿入されているときの前記露光ヘッドから前記受光面までの前記ビームの光路長とが等しくても良い。
　上記キャリブレーションシステムにおいて、前記光学系及び前記光センサは、互いの相対的な位置が固定されたユニットとして設けられ、前記移動機構は、前記ユニットを前記光路に対して挿抜しても良い。
　上記キャリブレーションシステムにおいて、前記光センサの位置は固定されており、前記光学系により前記光路とは異なる方向に導かれた前記ビームの少なくとも一部を前記光センサの前記受光面の方向にさらに導く第２の光学系と、前記第２の光学系により導かれた前記ビームの少なくとも一部を前記受光面に結像させる第３の光学系と、をさらに備えても良い。
　上記キャリブレーションシステムにおいて、前記光センサから出力された検出信号に基づき、前記露光ヘッドから出射した前記ビームの少なくとも一部の前記受光面における照射位置及び照射強度を表すデータを生成する制御部と、前記照射位置及び照射強度を表すデータをキャリブレーションデータとして記憶する記憶部と、をさらに備えても良い。
　上記キャリブレーションシステムにおいて、前記記憶部は、前記露光面における前記ビームの所定の照射位置及び照射強度に対応する前記受光面における基準照射位置及び基準照射強度を表す基準データをさらに記憶し、前記制御部は、前記キャリブレーションデータ及び前記基準データに基づき、前記受光面に入射したビームの照射位置及び照射強度が所定の基準値の範囲に収まるか否かを判定する判定部を有しても良い。
　上記キャリブレーションシステムにおいて、前記制御部は、前記判定部による判定結果に基づき、前記受光面に入射したビームの照射位置及び照射強度の少なくともいずれかが前記基準値の範囲に収まらない場合、前記露光ヘッドから出射するビームの照射位置及び照射強度の少なくともいずれかを補正するための補正値データを生成し、前記記憶部は、前記補正値データをさらに記憶しても良い。
　上記キャリブレーションシステムにおいて、前記露光ヘッドは、レーザ光を出力する光源と、前記レーザ光をビーム状に成形することによりビームを生成するビーム成形光学系と、前記ビーム成形光学系により生成された前記ビームを走査するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを回転させる駆動部と、を有し、前記制御部は、前記補正値データに基づいて、前記光源の出力と、前記駆動部の動作との少なくともいずれかを制御することにより、前記露光ヘッドから出射する前記ビームの照射強度と照射位置との少なくともいずれかを補正しても良い。
　上記キャリブレーションシステムは、前記露光ヘッドと前記搬送ドラムとの間隔を調整する調整機構をさらに備え、前記制御部は、前記光センサから出力された前記ビームの照射位置を表す検出信号に基づいて、前記受光面における前記ビームの径を取得し、該ビームの径に基づいて前記調整機構を制御しても良い。
　本発明の別の態様である描画装置は、円筒状をなす搬送ドラムであって、長尺のシート状をなす基板を外周面の一部において支持すると共に、円筒の中心軸回りに回転することにより前記基板を搬送する搬送ドラムと、前記基板の露光面に向けて露光用のビームを出射する少なくとも１つの露光ヘッドと、前記少なくとも１つの露光ヘッドのキャリブレーションを行う少なくとも１つのキャリブレーションシステムと、を備え、前記キャリブレーションシステムは、前記露光ヘッドから出射して前記露光面に入射する前記ビームの光路に対して挿抜可能に設けられ、該光路に挿入されているときに前記ビームの少なくとも一部を該光路とは異なる方向に導く光学系と、前記光学系を前記光路に対して挿抜する移動機構と、前記光学系が前記光路に挿入されているときに前記光学系により導かれた前記ビームの少なくとも一部を受光する受光面を有し、該受光面に入射した前記ビームの少なくとも一部の該受光面における照射位置及び照射強度を検出して検出信号を出力する光センサと、を有するものである。
　本発明によれば、キャリブレーション時に、露光ヘッドから出射して基板に入射するビームの光路に光学系を挿入することにより、該ビームを該光路とは異なる方向に導き、光センサの受光面に入射させるので、搬送ドラムに基板をセットしたままの状態でキャリブレーションを行うことができる。従って、長尺のシート状の基板に対して連続的にパターンを形成する場合であっても、随時キャリブレーションを行うことが可能となる。
本発明の第１の実施形態に係るキャリブレーションシステムを含む描画装置の概略構成を示す模式図である。 図１に示す描画装置の平面図である。 露光ヘッドの内部の概略構成を示す模式図である。 図１に示す露光ヘッドを基板側から見た模式図である。 パターンが形成された基板を例示する模式図である。 図１に示すキャリブレーションユニット近傍を拡大して示す模式図である。 図６に示すセンサユニットを受光面の側から見た模式図である。 図１に示す制御装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す描画装置のキャリブレーション時における動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るキャリブレーションシステムを含む描画装置の概略構成を示す模式図である。 図１０に示すキャリブレーションユニット近傍を拡大して示す模式図である。
　以下、本発明の実施の形態に係るキャリブレーションシステム及び描画装置について、図面を参照しながら説明する。なお、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
　以下の説明において参照する図面は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、及び位置関係を概略的に示しているに過ぎない。即ち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものではない。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態に係るキャリブレーションシステムを含む描画装置の概略構成を示す模式図である。図２は、同描画装置の平面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る描画装置１は、長尺のシート状をなす基板２を搬送する搬送システム３と、基板２に露光用のビームＬを照射することによりパターンを形成する描画ユニット４と、搬送システム３及び描画ユニット４の動作を制御する制御装置５とを備える。以下においては、基板２の搬送方向をｘ方向、基板２の幅方向をｙ方向、鉛直方向をｚ方向（下向きが正）とする。
　本実施形態においては、フレキシブルプリント回路基板（Flexible　Printed　Circuit：ＦＰＣ）を処理対象の基板２としている。ＦＰＣは、ポリイミド等の絶縁性を有する樹脂製のベースフィルムに銅等の金属箔を貼り合わせた、可撓性を有する回路基板である。基板２は、例えば数ｍ～数十ｍの帯状に成形されたＦＰＣであり、巻出しリール３１にロール状に巻かれた状態から巻き出され、搬送システム３により搬送されつつ描画ユニット４によりパターンが形成された後、巻取りリール３２に巻き取られる。このように、帯状のワークをロールから巻き出し、所定の処理を施した後でロールに巻き取る搬送方式は、ロールトゥロール（Roll　to　Roll）方式とも呼ばれる。
　搬送システム３には、巻出しリール３１を回転可能に支持する回転軸３１ａと、巻き取りリール３２を回転可能に支持する回転軸３２ａと、搬送ドラム３３と、搬送ドラム３３の上流側（図１においては左側）及び下流側（図１においては右側）にそれぞれ設けられたテンションプーリ３４、３５と、複数の案内ローラ３６、３７とが設けられている。
　搬送ドラム３３は、全体として円筒形状を有し、駆動源から供給される回転駆動力により回転する回転軸３３ａに支持されている。搬送ドラム３３は、外周面３３ｂの略上半分の領域において基板２を支持すると共に、自身が回転することにより基板２を搬送する。また、搬送ドラム３３には、搬送ドラム３３の回転量を測定するエンコーダ３３ｃが設けられている。
　２つのテンションプーリ３４、３５の各々は、上下方向に移動可能な回転軸３４ａ、３５ａに回転可能に支持され、搬送ドラム３３よりも下方に設置されている。各回転軸３４ａ、３５ａは、当該回転軸３４ａ、３５ａを下方に向けて付勢するテンション調整機構が連結されている。このテンション調整機構により回転軸３４ａ、３５ａを介してテンションプーリ３４、３５を下方に付勢することにより、搬送ドラム３３に巻き掛けられた基板２を、所定のテンションがかかった状態で搬送することができる。
　各案内ローラ３６は、回転軸３６ａに回転可能に支持されており、巻出しリール３１から巻き出された基板２を上流側のテンションプーリ３４に案内する。各案内ローラ３７は、回転軸３７ａに回転可能に支持されており、パターン形成処理がなされた基板２を下流側のテンションプーリ３５から巻き取りリール３２に案内する。
　なお、搬送システム３の構成としては、ロールトゥロール方式で基板２を搬送し、且つ、搬送ドラム３３の外周面３３ｂに支持された基板２に対してパターン形成処理を施すことができれば、図１及び図２に示す構成に限定されない。また、巻出しリール３１から基板２が巻き出された後、搬送ドラム３３に至るまでの間、又は、搬送ドラム３３から基板２が搬出された後、巻取りリール３２に巻き取られるまでの間に、さらに別の処理を行うユニット（前処理ユニット、後処理ユニット等）を設けても良い。なお、搬送システム３には、通常、基板搬送時の蛇行を防ぐため、基板２の端部位置を検出し、巻出し装置又は巻取り装置を微動させるエッジ・ポジション・コントロール（Edge　Position　Control：ＥＰＣ）装置が設けられる。
　描画ユニット４には、基板２に向けて露光用のビームＬを出射する複数の露光ヘッド４１と、ビームＬのキャリブレーション時に使用されるキャリブレーションユニット４３及び移動機構４４とが設けられている。本実施形態においては、キャリブレーションユニット４３及び移動機構４４、並びに後述する制御装置５が、キャリブレーションシステムを構成する。
　露光ヘッド４１は、搬送ドラム３３に支持された基板２にビームＬを照射することにより、回路や配線等のパターンを基板２に直接描画する。図３は、露光ヘッドの内部の概略構成を示す模式図である。
　図３に示すように、露光ヘッド４１の内部には、レーザ光を出力するレーザ光源４１１と、ビーム成形光学系４１２と、反射ミラー４１３と、ポリゴンミラー４１４と、結像光学系４１５とが設けられている。このうち、ポリゴンミラー４１４には、該ポリゴンミラー４１４を回転軸４１４ａ回りに回転させる駆動装置が設けられている。
　ビーム成形光学系４１２は、コリメータレンズ、シリンドリカルレンズ、光量調整用のフィルタ、偏光フィルタ等の光学素子を含み、レーザ光源４１１から出力されたレーザ光をスポット状のビーム形状を有するビームＬに成形する。反射ミラー４１３は、ビーム成形光学系４１２により成形されたビームＬを、ポリゴンミラー４１４の方向に反射する。ポリゴンミラー４１４は、回転軸４１４ａ回りに回転し、反射ミラー４１３の方向から入射したビームＬを、回転軸４１４ａと直交する面内において複数の方向に反射する。結像光学系４１５は、ｆθレンズ又はテレセントリックｆθレンズ等の光学素子を含み、ポリゴンミラー４１４により反射されたビームＬを、搬送ドラム３３の外周面に支持された基板２の露光面Ｐ１に結像させる。このような露光ヘッド４１においては、ポリゴンミラー４１４の回転を制御することにより、露光ヘッド４１から出射するビームＬを、所定の走査範囲ＳＲにおいて一次元的に走査することができる。
　なお、露光ヘッド４１の構成は、露光面Ｐ１においてビームＬを結像させると共に１次元的に走査することができれば、図３に例示する構成に限定されない。例えば、ポリゴンミラー４１４と結像光学系４１５との間に反射ミラーを配置することにより、ビームＬの出射方向を変化させても良い。
　図４は、描画ユニット４に設けられた複数の露光ヘッド４１を基板２側から見た平面図である。図４においては４つの露光ヘッド４１を示しているが、露光ヘッド４１の数はこれに限定されない。露光ヘッド４１の数は、１つ以上であれば良く、基板２の幅や、露光ヘッド４１の走査範囲ＳＲ（図３参照）及びビームの出力等に応じて適宜設定することができる。
　各露光ヘッド４１は、描画ユニット４内に設けられた支持機構に、調整ステージ４２を介して取り付けられている。調整ステージ４２は、露光ヘッド４１のｘ方向及びｙ方向における位置と、鉛直方向に対する角度を手動で微調整するために設けられている。これらの露光ヘッド４１は、ビーム出射口４１ａから出射するビームＬの走査範囲ＳＲが、基板２の幅方向（ｙ方向）において隣り合う領域を走査するビームＬとの間で、端部同士が僅かに重なり合うか、或いは、隙間なく隣接するように配置されている。これにより、基板２の幅方向を、複数のビームＬにより隙間なく走査することが可能となる。また、各露光ヘッド４１の搬送ドラム３３からの距離は、ビームＬの焦点が基板２の露光面に合うように調整されている。
　図５は、描画ユニット４によりパターンが形成された基板２を例示する模式図である。図４に示す各露光ヘッド４１から出射したビームＬを基板２の幅方向に走査しつつ、搬送ドラム３３により基板２を搬送することで、基板２に２次元的な露光パターンが形成される。このように、ビームＬにより直接描画を行いながら基板２を搬送することにより、図５に示すように、長尺の基板２に対して連続的な露光パターン２１を形成することができる。
　描画ユニット４においては、基板２に対し、各露光ヘッド４１による露光領域を予め設定することができる。そこで、各露光ヘッド４１の露光領域内に、個々の製品やパターンを識別する識別記号（ＩＤ）２２ａ～２２ｄを描画しても良い。識別記号２２ａ～２２ｄを、ロット番号、描画装置番号、露光ヘッド番号、露光日付及び時刻等のデータと紐付けて管理することにより、高度なトレーサビリティを確保することができる。
　図６は、図１に示すキャリブレーションユニット４３近傍を拡大して示す模式図であり、キャリブレーション時における配置を示している。
　移動機構４４は、露光ヘッド４１から出射して基板２の露光面に入射するビームＬの光路ＬＰに対してキャリブレーションユニット４３を挿抜する。移動機構４４は、例えば１軸アクチュエータであり、キャリブレーションの開始時に、キャリブレーションユニット４３を光路ＬＰに挿入し（図６参照）、キャリブレーションが終了すると、キャリブレーションユニット４３を該光路ＬＰから抜去する（図１参照）。このようなキャリブレーションユニット４３及び移動機構４４は、各露光ヘッド４１に対して１つずつ設けられている。
　なお、移動機構４４の構成は、キャリブレーションユニット４３を高精度に移動させることができれば特に限定されない。また、図１及び図６においては、キャリブレーションユニット４３をビームＬの照射位置における基板２の搬送方向（搬送ドラム３３の外周面の接線方向）に沿って移動させているが、移動方向はこれに限定されない。例えば、キャリブレーションユニット４３を、基板２の幅方向（ｙ方向）に沿って移動させても良い。
　キャリブレーションユニット４３には、反射ミラー４３１及びセンサユニット４３２が設けられている。反射ミラー４３１とセンサユニット４３２との相対的な位置は固定されている。反射ミラー４３１は、キャリブレーションユニット４３が光路ＬＰに挿入されているときに光路ＬＰ上に配置され、ビームＬを該光路ＬＰとは異なる方向に導く光学系である。
　センサユニット４３２は、２次元の受光面を有し、反射ミラー４３１によって反射されたビームＬが該受光面に入射可能となる位置に設けられている。キャリブレーション時に光路ＬＰに配置される反射ミラー４３１の位置から基板２の露光面までの光路長と、このときの反射ミラー４３１の位置からセンサユニット４３２の受光面までの光路長とは等しく、センサユニット４３２の受光面と、ビームＬによって露光される基板２の露光面とは、共役の関係となっている。つまり、反射ミラー４３１が光路ＬＰに挿入されているときのセンサユニット４３２の受光面においては、反射ミラー４３１が光路ＬＰに挿入されていないときの基板２の露光面におけるビームＬの像と同じ像が得られる。
　図７は、センサユニット４３２を受光面の側から見た模式図である。図７に示すように、センサユニット４３２は、センサ基板４３３と、センサ基板４３３上に実装された光センサである位置検出素子（ＰＳＤ）４３４及び光強度検出素子４３６とを有する。センサ基板４３３には、位置検出素子４３４及び光強度検出素子４３６から出力された信号を処理するための回路が形成されている。
　位置検出素子４３４は、ビームＬを受光する２次元の受光面４３５を有し、該受光面４３５に入射したビームＬの照射位置を表す検出信号を出力する。図７に示すように、本実施形態においては、センサ基板４３３に２つの位置検出素子４３４が配置されている。これらの位置検出素子４３４の位置は、各位置検出素子４３４の中心線が走査範囲ＳＲの端部のラインと重なるように設定されている。このように、１つのセンサユニット４３２に対して２つの位置検出素子４３４を設けることにより、ビームＬの照射位置の僅かなずれを検出することが可能となる。
　光強度検出素子４３６は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）であり、受光面に入射したビームＬの照射強度を表す検出信号を出力する。
　なお、受光面に入射したビームＬの位置及び強度を高精度に検出することができれば、位置検出素子と光強度検出素子とを１種類の光センサで兼用しても良い。その場合、当該光センサを位置検出素子４３４の位置（２箇所）に配置することが好ましい。
　図８は、制御装置５の概略構成を示すブロック図である。制御装置５は、描画装置１の各部の動作を統括的に制御する装置であり、外部インタフェース５１と、記憶部５２と、制御部５３とを備える。
　外部インタフェース５１は、各種外部機器を当該制御装置５に接続するためのインタフェースである。制御装置５に接続される外部機器としては、例えば、露光ヘッド４１、エンコーダ３３ｃ、搬送システム３を駆動する基板搬送駆動装置６１、キャリブレーションユニット４３の移動機構４４を駆動するキャリブレーション用駆動装置６２、キーボードやマウスなどの入力デバイス６３、液晶モニタ等の表示デバイス６４、パターンデータ等を当該制御装置５に読み込むためのデータ読込装置６５等が挙げられる。
　記憶部５２は、ディスクドライブやＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体メモリなどのコンピュータ読取可能な記憶媒体を用いて構成される。記憶部５２は、オペレーティングシステムプログラムやドライバプログラムの他、当該制御装置５に所定の動作を実行させるためのプログラムや、該プログラムの実行中に使用される各種データ及び設定情報等を記憶する。
　詳細には、記憶部５２は、プログラム記憶部５２１と、パターンデータ記憶部５２２と、基準データ記憶部５２３と、キャリブレーションデータ記憶部５２４と、補正データ記憶部５２５とを含む。プログラム記憶部５２１は、上述した各種プログラムを記憶する。パターンデータ記憶部５２２は、描画ユニット４に描画させるパターンを表すデータを記憶する。基準データ記憶部５２３は、ビームＬの照射位置及び照射強度の基準データ（基準値）を記憶する。ここで、基準データとは、基板２の露光面におけるビームＬの所定の照射位置に対応する位置検出素子４３４の受光面４３５における照射位置（以下、基準照射位置ともいう）、及び、基板２の露光面におけるビームＬの所定の照射強度に対応する光強度検出素子４３６における照射強度（以下、基準照射強度ともいう）を表すデータである。キャリブレーションデータ記憶部５２４は、基板２を露光するビームＬのキャリブレーションデータ、言い換えると、位置検出素子４３４の受光面４３５におけるビームＬの照射位置及び光強度検出素子４３６に入射したビームＬの照射強度を表すデータを記憶する。補正データ記憶部５２５は、キャリブレーションデータに基づいて露光ヘッド４１を調整するための補正データを記憶する。
　制御部５３は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等のハードウェアを用いて構成され、プログラム記憶部５２１に記憶されているプログラムを読み込むことにより、制御装置５及び描画装置１の各部へのデータ転送や指示を行い、描画装置１の動作を統括的に制御して基板２へのパターン形成処理を実行させる。また、制御部５３は、プログラム記憶部５２１に記憶されたキャリブレーションプログラムを読み込むことにより、露光ヘッド４１のキャリブレーションを定期的に行ってキャリブレーションデータを記憶すると共に、キャリブレーションデータに基づいて露光ヘッド４１の調整を行う。
　詳細には、制御部５３が上記プログラムを実行することにより実現される機能部には、描画制御部５３１と、キャリブレーション制御部５３２と、判定部５３３と、補正部５３４とが含まれる。
　描画制御部５３１は、パターンデータ記憶部５２２からパターンデータを読み出し、各露光ヘッド４１によるビームＬの出力及び走査並びに搬送システム３による基板２の搬送速度等の制御データを生成し、露光ヘッド４１及び基板搬送駆動装置６１に出力する。これにより、搬送システム３によって基板２が所定の速度で搬送されると共に、各露光ヘッド４１から出射したビームＬが基板２の所定の露光領域に照射され、幅方向に走査される。このようにして、基板２に２次元的なパターンが連続的に形成される。
　キャリブレーション制御部５３２は、露光ヘッド４１から出射するビームＬをキャリブレーションするための制御を行うと共に、位置検出素子４３４の受光面４３５におけるビームＬの照射位置及び光強度検出素子４３６における照射強度の測定値（キャリブレーション値）を表すデータ（キャリブレーションデータ）を生成する。
　判定部５３３は、キャリブレーションデータ及び基準データ記憶部５２３に記憶された基準データに基づき、キャリブレーション値が基準値内に収まっているか否かを判定する。
　補正部５３４は、キャリブレーション値が基準値内に収まっていない場合に、ビームＬの照射位置及び照射強度を補正するための補正データを生成し、該補正データに基づいて各部を制御する。
　なお、このような制御装置５は、１つのハードウェアにより構成しても良いし、複数のハードウェアを組み合わせて構成しても良い。
　次に、本発明の第１の実施形態に係るキャリブレーション方法について説明する。図９は、描画装置１のキャリブレーション時における動作を示すフローチャートである。
　まず、ステップＳ１０において、制御装置５は各露光ヘッド４１に対し、基板２へのビームＬの照射を停止させる。
　続くステップＳ１１において、制御装置５は搬送システム３に対し、基板２の搬送を停止させる。
　続くステップＳ１２において、制御装置５はキャリブレーション用駆動装置６２に対し、移動機構４４を駆動してキャリブレーションユニット４３を光路ＬＰに挿入させるよう制御する（図６参照）。
　続くステップＳ１３において、制御装置５は、各露光ヘッド４１からビームＬを出射させる。露光ヘッド４１から出射したビームＬは、キャリブレーションユニット４３に設けられた反射ミラー４３１により反射され、センサユニット４３２に設けられた位置検出素子４３４及び光強度検出素子４３６に入射する。これにより、各位置検出素子４３４は、ビームＬの受光面４３５における照射位置を表す検出信号を出力し、光強度検出素子４３６は、ビームＬの照射強度を表す検出信号を出力する。
　続くステップＳ１４において、制御装置５のキャリブレーション制御部５３２は、位置検出素子４３４及び光強度検出素子４３６から出力された検出信号に基づき、受光面４３５に入射したビームＬの照射位置及び照射強度の測定値を表すデータ（キャリブレーションデータ）を生成し、キャリブレーションデータ記憶部５２４に保存する。
　続くステップＳ１５において、判定部５３３は、ステップＳ１４において生成されたキャリブレーションデータを、基準データ記憶部５２３に記憶された基準データと対比し、各露光ヘッド４１から出射されたビームＬの照射位置及び照射強度が基準値内であるか否かを判定する。詳細には、判定部５３３は、ビームＬの基準照射位置に対する照射位置の測定値の差分（Δｘ，Δｙ）を算出すると共に、基準照射強度に対する照射強度の測定値の差分を算出する。そして、照射位置の差分（Δｘ，Δｙ）及び照射強度の差分が所定の閾値以下であるか否かを判定する。
　ビームＬの照射位置及び照射強度が基準値内である場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、動作はステップＳ１７に移行する。
　他方、ビームＬの照射位置及び照射強度が基準値を超える場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、補正部５３４は、各露光ヘッド４１の位置及びビームＬの出力値を補正するための補正データを生成し、補正データ記憶部５２５に保存する（ステップＳ１６）。この際、補正部５３４は、補正データを表示デバイス６４に表示させても良い。詳細には、補正部５３４は、差分Δｘに基づいて、搬送ドラム３３に設けられたエンコーダ３３ｃの信号（図６のΔθ参照）を用いて設定される描画開始ポイントを調整するため、出力開始位置のパラメータ（ビームＬの出力を開始する際のθの値）を補正する。また、補正部５３４は、差分Δｙに基づいて、ポリゴンミラー４１４（図３参照）を介して出射するビームＬの基準となる描画開始ポイントを調整するため、出力開始位置のパラメータ（ビームＬの出力を開始する際のポリゴンミラーの初期位置）を補正する。さらに、補正部５３４は、照射強度に関し、描画制御部５３１において使用される各露光ヘッド４１の出力パラメータを補正する。
　続くステップＳ１７において、制御装置５はキャリブレーション用駆動装置６２に対し、移動機構４４を駆動してキャリブレーションユニット４３を光路ＬＰから抜去させるよう制御する（図１参照）。これにより、描画装置１におけるキャリブレーション動作は終了する。キャリブレーションの終了後、描画動作を再開すると、ステップＳ１６において補正されたパラメータに基づいて各部が動作し、補正された状態のビームの照射位置及び照射強度で基板２への描画を行うことができる。
　以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、搬送ドラム３３により基板２を搬送しつつ、各露光ヘッド４１から出射したビームＬを基板２に直接照射しながらビームＬを幅方向に走査するので、基板２に２次元的な露光パターンを切れ目なく連続的に形成することができる。従って、数ｍ～数十ｍに及ぶ長尺の基板に対しても、効率良く連続パターンを形成することができ、スループットを向上させることが可能となる。
　また、本発明の第１の実施形態によれば、各露光ヘッド４１の露光領域に、当該露光ヘッド４１で識別記号を描画しておくことにより、パターン又は配線レベルで高度なトレーサビリティを確保することができる。
　また、本発明の第１の実施形態によれば、各露光ヘッド４１に光源が設けられているので、十分な照射強度でパターン形成を行うことが可能となる。
　また、本発明の第１の実施形態によれば、キャリブレーション時に、露光ヘッド４１から出射するビームＬの光路ＬＰにキャリブレーションユニット４３を挿入することにより、搬送ドラム３３に基板２をセットしたままの状態で、高精度なキャリブレーションを行うことができる。従って、長尺の基板２に対して連続的なパターンを形成する場合であっても、随時キャリブレーションを行うことが可能となる。
　ここで、上記第１の実施形態においては、キャリブレーションにおいて取得された測定値が基準値の範囲に収まるか否かを判定し、収まらない場合には、補正を行うための各種処理を実行した。しかしながら、キャリブレーションを行い、単にキャリブレーションデータを保存しておくだけでも良い。また、キャリブレーションにおいて取得された測定値の判定結果や判定結果に基づく補正データを保存しておくだけでも良い。
　また、上記第１の実施形態においては、露光ヘッド４１の位置及び傾きを調整ステージ４２により手動で微調整することとしたが、調整ステージ４２の代わりに電気的に制御可能な調整ステージを設け、キャリブレーションの結果に基づいて露光ヘッド４１の位置及び傾きを自動調整することとしても良い。
（第１の変形例）
　上記第１の実施形態においては、位置検出素子４３４から出力された検出信号に基づいて、ビームＬの照射位置のずれを検出することとしたが、焦点のずれを検出することとしても良い。詳細には、位置検出素子４３４から出力された検出信号に基づいて、受光面４３５におけるビームＬの照射範囲を抽出することにより、ビームＬのスポット径を取得することができる。そして、取得したスポット径と、基準データ記憶部５２３に予め記憶された基準となるスポット径とを比較することにより、焦点のずれを検出する。
　この場合、各露光ヘッド４１と搬送ドラム３３との間隔を調整する調整機構を設け、検出された焦点のずれに基づいて上記間隔を調整しても良い。それにより、ビームＬを位置検出素子４３４の受光面４３５、即ち、基板２の露光面に精度良く合焦させることができる。
　また、位置検出素子４３４から出力された検出信号に基づいて、受光面４３５におけるビームＬの照射範囲を抽出し、受光面４３５におけるビームＬのスポット形状を取得しても良い。この場合、取得したスポット形状に基づいて、露光ヘッド４１の傾き（即ち、基板２の露光面とビームＬとのなす角度）を補正することができる。
（第２の変形例）
　上記第１の実施形態においては、キャリブレーションユニット４３に反射ミラー４３１に設けたが、反射ミラー４３１の代わりにビームスプリッタ（ハーフミラー）を用い、露光ヘッド４１から出射したビームＬの一部のみを反射してセンサユニット４３２に導くこととしても良い。ここで、位置検出素子４３４及び光強度検出素子４３６など、センサユニット４３２に設けられる光センサの種類によっては、ビームＬの過剰なパワーのため、光センサが損傷されてしまうおそれも考えられる。そこで、ビームスプリッタでビームＬの一部のみを反射することにより、減光されたビームを光センサに入射させることができる。この場合、基準データ記憶部５２３には、照射強度の基準データとして、ビームスプリッタの反射率を考慮して設定された値を記憶させても良い。
（第２の実施形態）
　図１０は、本発明の第２の実施形態に係るキャリブレーションシステムを含む描画装置の概略構成を示す模式図である。図１０に示すように、本実施形態に係る描画装置１Ａは、図１に示す描画ユニット４の代わりに描画ユニット４Ａを備える。描画ユニット４Ａには、基板２に向けて露光用のビームＬを出射する複数の露光ヘッド４１と、ビームＬのキャリブレーション時に使用されるミラーユニット４６、移動機構４７、反射ミラー４６２、及びキャリブレーションユニット４８とが設けられている。本実施形態においては、これらのミラーユニット４６、移動機構４７、反射ミラー４６２、及びキャリブレーションユニット４８、並びに上述した制御装置５が、キャリブレーションシステムを構成する。キャリブレーションシステム以外の描画装置１Ａの各部の構成は、上記第１の実施形態と同様である。なお、本実施形態においても、上述した第１の変形例と同様に、各露光ヘッド４１と基板２との間隔を変化させることにより、ビームＬの焦点を調整する機構をさらに設けても良い。
　図１１は、図１０に示すキャリブレーションユニット４８近傍を拡大して示す模式図であり、キャリブレーション時における配置を示している。
　移動機構４７は、例えば１軸アクチュエータであり、キャリブレーションの開始時に、ミラーユニット４６をビームＬの光路ＬＰに挿入し（図１１参照）、キャリブレーションが終了すると、ミラーユニット４６を該光路ＬＰから抜去する（図１０参照）。なお、移動機構４７の構成は、ミラーユニット４６を高精度に移動させることができれば特に限定されない。また、ミラーユニット４６を移動させる方向は、ビームＬの照射位置における基板２の搬送方向（搬送ドラム３３の外周面の接線方向）に限定されず、例えば、基板２の幅方向（ｙ方向）に沿ってミラーユニット４６を移動させても良い。
　ミラーユニット４６には、反射ミラー４６１が設けられている。反射ミラー４６１は、ミラーユニット４６が光路ＬＰに挿入されているときに光路ＬＰ上に配置され、ビームＬを該光路ＬＰとは異なる方向に導く光学系である。なお、上記第２の変形例と同様に、反射ミラー４６１の代わりにビームスプリッタ（ハーフミラー）を設けても良い。
　反射ミラー４６２及びキャリブレーションユニット４８は、描画ユニット４Ａ内の所定の位置に設置されている。反射ミラー４６２は、光路ＬＰ上に挿入された反射ミラー４６１により反射されたビームＬをさらに反射し、キャリブレーションユニット４８の方向に導く第２の光学系である。なお、図１１においては、１つの反射ミラー４６２によって第２の光学系を構成しているが、複数のミラー等を用いて第２の光学系を構成しても良い。また、上記第２の変形例と同様に、反射ミラー４６２の代わりにビームスプリッタを用いることにより、キャリブレーションユニット４８に入射させるビームＬを減光しても良い。
　キャリブレーションユニット４８には、結像光学系４８１及びセンサユニット４８２が設けられている。このうち、センサユニット４８２の構成は、第１の実施形態において説明したセンサユニット４３２の構成と同様である（図７参照）。
　結像光学系４８１は、反射ミラー４６２により反射されたビームＬを、位置検出素子及び光強度検出素子などセンサユニット４８２に設けられた光センサの受光面に結像させる第３の光学系である。センサユニット４８２に設けられた光センサの受光面と、ビームＬによって露光される基板２の露光面とは、共役の関係になっており、ミラーユニット４６が光路ＬＰに挿入されているときのセンサユニット４８２の受光面においては、ミラーユニット４６が光路ＬＰに挿入されていないときの基板２の露光面におけるビームＬの像と同じ像が得られる。なお、図１１には、結像光学系４８１として複数の光学素子が図示されているが、１つのレンズによって第３の光学系を構成しても良い。
　このようなミラーユニット４６、移動機構４７、反射ミラー４６２、及びキャリブレーションユニット４８は、各露光ヘッド４１に対して１つずつ設けられている。
　本実施形態に係る描画装置１Ａのキャリブレーション時における動作は、全体として上記第１の実施形態と同様である（図９参照）。ただし、図９のステップＳ１２においては、ミラーユニット４６が光路ＬＰに挿入され、ステップＳ１７においては、ミラーユニット４６が光路ＬＰから抜去される。
　以上説明した本発明は、上記第１及び第２の実施形態並びに変形例に限定されるものではなく、上記第１及び第２の実施形態並びに変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上記第１及び第２の実施形態並びに変形例に示した全構成要素からいくつかの構成要素を除外して形成しても良いし、上記第１及び第２の実施形態並びに変形例に示した構成要素を適宜組み合わせて形成しても良い。
　１，１Ａ…描画装置、２…基板、３…搬送システム、４，４Ａ…描画ユニット、５…制御装置、２１…露光パターン、２２ａ～２２ｄ…識別記号、３１，３２…リール、３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａ，３７ａ，４１４ａ…回転軸、３３…搬送ドラム、３３ｃ…エンコーダ、３３ｂ…外周面、３４，３５…テンションプーリ、３６，３７…案内ローラ、４１…露光ヘッド、４１ａ…ビーム出射口、４２…調整ステージ、４３，４８…キャリブレーションユニット、４４，４７…移動機構、４６…ミラーユニット、５１…外部インタフェース、５２…記憶部、５３…制御部、６１…基板搬送駆動装置、６２…キャリブレーション用駆動装置、６３…入力デバイス、６４…表示デバイス、６５…データ読込装置、４１１…レーザ光源、４１２…ビーム成形光学系、４１３，４３１，４６１，４６２…反射ミラー、４１４…ポリゴンミラー、４１５，４８１…結像光学系、４３２，４８２…センサユニット、４３３…センサ基板、４３４…位置検出素子、４３５…受光面、４３６…光強度検出素子、５２１…プログラム記憶部、５２２…パターンデータ記憶部、５２３…基準データ記憶部、５２４…キャリブレーションデータ記憶部、５２５…補正データ記憶部、５３１…描画制御部、５３２…キャリブレーション制御部、５３３…判定部、５３４…補正部

Claims (11)

  1. 　長尺のシート状をなし、円筒状をなす搬送ドラムの外周面の一部に支持されて長手方向に搬送される基板の露光面に向け、露光用のビームを照射する少なくとも１つの露光ヘッドを備える描画装置においてキャリブレーションを行うキャリブレーションシステムであって、
    　前記露光ヘッドから出射して前記露光面に入射する前記ビームの光路に対して挿抜可能に設けられ、該光路に挿入されているときに前記ビームの少なくとも一部を該光路とは異なる方向に導く光学系と、
    　前記光学系を前記光路に対して挿抜する移動機構と、
    　前記光学系が前記光路に挿入されているときに前記光学系により導かれた前記ビームの少なくとも一部を受光する受光面を有し、該受光面に入射した前記ビームの少なくとも一部の該受光面における照射位置及び照射強度を検出して検出信号を出力する光センサと、
    を備えるキャリブレーションシステム。
  2. 　前記光学系が前記光路から抜去されているときの前記露光面と、前記光学系が前記光路に挿入されているときの前記受光面とが共役である、請求項１に記載のキャリブレーションシステム。
  3. 　前記光学系が前記光路から抜去されているときの前記露光ヘッドから前記露光面までの前記ビームの光路長と、前記光学系が前記光路に挿入されているときの前記露光ヘッドから前記受光面までの前記ビームの光路長とが等しい、請求項１に記載のキャリブレーションシステム。
  4. 　前記光学系及び前記光センサは、互いの相対的な位置が固定されたユニットとして設けられ、
    　前記移動機構は、前記ユニットを前記光路に対して挿抜する、請求項１～３のいずれか１項に記載のキャリブレーションシステム。
  5. 　前記光センサの位置は固定されており、
    　前記光学系により前記光路とは異なる方向に導かれた前記ビームの少なくとも一部を前記光センサの前記受光面の方向にさらに導く第２の光学系と、
    　前記第２の光学系により導かれた前記ビームの少なくとも一部を前記受光面に結像させる第３の光学系と、
    をさらに備える、請求項１又は２に記載のキャリブレーションシステム。
  6. 　前記光センサから出力された検出信号に基づき、前記露光ヘッドから出射した前記ビームの少なくとも一部の前記受光面における照射位置及び照射強度を表すデータを生成する制御部と、
    　前記照射位置及び照射強度を表すデータをキャリブレーションデータとして記憶する記憶部と、
    をさらに備える請求項１～５のいずれか１項に記載のキャリブレーションシステム。
  7. 　前記記憶部は、前記露光面における前記ビームの所定の照射位置及び照射強度に対応する前記受光面における基準照射位置及び基準照射強度を表す基準データをさらに記憶し、
    　前記制御部は、前記キャリブレーションデータ及び前記基準データに基づき、前記受光面に入射したビームの照射位置及び照射強度が所定の基準値の範囲に収まるか否かを判定する判定部を有する、
    請求項６に記載のキャリブレーションシステム。
  8. 　前記制御部は、前記判定部による判定結果に基づき、前記受光面に入射したビームの照射位置及び照射強度の少なくともいずれかが前記基準値の範囲に収まらない場合、前記露光ヘッドから出射するビームの照射位置及び照射強度の少なくともいずれかを補正するための補正値データを生成し、
    　前記記憶部は、前記補正値データをさらに記憶する、
    請求項７に記載のキャリブレーションシステム。
  9. 　前記露光ヘッドは、
    　レーザ光を出力する光源と、
    　前記レーザ光をビーム状に成形することによりビームを生成するビーム成形光学系と、
    　前記ビーム成形光学系により生成された前記ビームを走査するポリゴンミラーと、
    　前記ポリゴンミラーを回転させる駆動部と、
    を有し、
    　前記制御部は、前記補正値データに基づいて、前記光源の出力と、前記駆動部の動作との少なくともいずれかを制御することにより、前記露光ヘッドから出射する前記ビームの照射強度と照射位置との少なくともいずれかを補正する、
    請求項８に記載のキャリブレーションシステム。
  10. 　前記露光ヘッドと前記搬送ドラムとの間隔を調整する調整機構をさらに備え、
    　前記制御部は、前記光センサから出力された前記ビームの照射位置を表す検出信号に基づいて、前記受光面における前記ビームの径を取得し、該ビームの径に基づいて前記調整機構を制御する、請求項６～９のいずれか１項に記載のキャリブレーションシステム。
  11. 　円筒状をなす搬送ドラムであって、長尺のシート状をなす基板を外周面の一部において支持すると共に、円筒の中心軸回りに回転することにより前記基板を搬送する搬送ドラムと、
    　前記基板の露光面に向けて露光用のビームを出射する少なくとも１つの露光ヘッドと、
    　前記少なくとも１つの露光ヘッドのキャリブレーションを行う少なくとも１つのキャリブレーションシステムと、
    を備え、
    　前記キャリブレーションシステムは、
    　前記露光ヘッドから出射して前記露光面に入射する前記ビームの光路に対して挿抜可能に設けられ、該光路に挿入されているときに前記ビームの少なくとも一部を該光路とは異なる方向に導く光学系と、
    　前記光学系を前記光路に対して挿抜する移動機構と、
    　前記光学系が前記光路に挿入されているときに前記光学系により導かれた前記ビームの少なくとも一部を受光する受光面を有し、該受光面に入射した前記ビームの少なくとも一部の該受光面における照射位置及び照射強度を検出して検出信号を出力する光センサと、
    を有する、描画装置。
     

     
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