JP4987330B2 - 画像記録方法及び装置 - Google Patents

Description

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

図２４は、プリント配線基板の製造工程の説明図である。蒸着等により銅箔１が被着された基板２が準備され、この銅箔１上に感光材料からなるフォトレジスト３が加熱圧着（ラミネート）される。次いで、露光装置によりフォトレジスト３が配線パターンに応じて露光された後、現像液により現像処理され、露光されていないフォトレジスト３が除去される。フォトレジスト３が除去されることで露出した銅箔１は、エッチング液によってエッチング処理され、その後、残存するフォトレジスト３が剥離液によって剥離される。この結果、基板２上に所望の配線パターンからなる銅箔１が残存形成されたプリント配線基板が製造される。

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

米国特許第５１３２７２３号明細書

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

本発明は、画像記録媒体に所望の画像を高精度に記録することのできる画像記録方法及び装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、記録素子又は画像記録媒体の状態を考慮した調整を行うことのできる画像記録方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の画像記録方法は、複数の記録素子を画像データに応じて制御することにより、光ビームを画像記録媒体に導いて該画像記録媒体に画像を記録する画像記録方法において、
全ての記録素子をオン状態に設定するステップと、
前記オン状態の各記録素子から導かれた前記光ビームの光量を測定するステップと、
測定された前記各光量に基づいて、前記画像記録媒体に導かれる前記光ビームの光量のローカリティを算出するステップと、
算出された前記ローカリティに基づいて、前記画像記録媒体での前記光ビームの光量を一定にするための初期マスクデータを作成するステップと、
作成された前記初期マスクデータを用いてテストデータを補正し、補正後の前記テストデータに基づいて前記各記録素子のオンオフ状態を制御することにより、前記光ビームを前記画像記録媒体に導いて該画像記録媒体にテストパターンを記録するステップと、
記録された前記テストパターンを所望の記録状態とすべく、前記テストパターンの記録位置に応じた補正データとしての光量補正量ΔＥｉを求めるステップと、
前記初期マスクデータを用いて前記テストデータを補正したときの光量Ｅｉに対する前記光量補正量ΔＥｉの割合と、前記画像の１画素を形成する前記複数の記録素子の個数Ｎとを用いて、オフ状態に制御する記録素子の個数ｎを、ｎ＝Ｎ・ΔＥｉ／Ｅｉとし、Ｎ個中のｎ個の記録素子をオフ状態に制御するマスクデータを求めるステップと、
オンオフ状態を決定する前記画像データと、オフ状態を決定する前記マスクデータとに基づいて前記各記録素子を制御し、前記画像記録媒体に画像を記録するステップと、
からなることを特徴とする。

また、本発明の画像記録装置は、複数の記録素子を画像データに応じて制御することにより、光ビームを画像記録媒体に導いて該画像記録媒体に画像を記録する画像記録装置において、
前記画像記録媒体にテストパターンを記録するためのテストデータを記憶するテストデータ記憶手段と、
前記テストデータに従って前記画像記録媒体に記録された前記テストパターンを所望の記録状態とすべく、前記テストパターンの記録位置に応じた補正データとしての光量補正量ΔＥｉを求め、前記画像記録媒体での前記光ビームの光量を一定にするための初期マスクデータを用いて前記テストデータを補正するときの光量Ｅｉに対する前記光量補正量ΔＥｉの割合と、前記画像の１画素を形成する前記複数の記録素子の個数Ｎとを用いて、オフ状態に制御する記録素子の個数ｎを、ｎ＝Ｎ・ΔＥｉ／Ｅｉとし、Ｎ個中のｎ個の記録素子をオフ状態に制御するマスクデータを設定するマスクデータ設定手段と、
前記マスクデータを記憶するマスクデータ記憶手段と、
オンオフ状態を決定する前記画像データと、オフ状態を決定する前記マスクデータとに基づいて前記各記録素子を制御する記録素子制御手段と、
前記記録素子制御手段が前記各記録素子をオン状態に設定した場合に、前記各記録素子から導かれた前記光ビームの光量を測定するフォトセンサと、
前記フォトセンサで測定された前記各光量に基づいて、前記画像記録媒体に導かれる前記光ビームの光量のローカリティを算出する光量ローカリティ算出部と、
を備え、
前記マスクデータ設定手段は、前記光量ローカリティ算出部が算出した前記ローカリティに基づいて、前記初期マスクデータを作成し、作成した前記初期マスクデータを前記マスクデータ記憶手段に記憶し、
前記記録素子制御手段は、前記マスクデータ記憶手段に記憶された前記初期マスクデータを用いて前記テストデータを補正し、補正後の前記テストデータに基づいて前記各記録素子のオンオフ状態を制御することにより、前記光ビームを前記画像記録媒体に導いて該画像記録媒体にテストパターンを記録させることを特徴とする。

本発明の画像記録方法及び装置では、画像記録媒体の位置による画像むらを補正するためのマスクデータを設定し、画像記録媒体に画像を記録する多数の記録素子のうち、特定の記録素子を前記マスクデータを用いて所定の制御状態に設定することにより、画像むらを無くし、所望の画像を高精度に記録することができる。

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

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

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

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

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

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

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

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

ここで、ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０を介して基板Ｆに導かれるレーザビームＬの光量は、例えば、図６に示すように、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの配列方向である矢印ｘ方向に各ＤＭＤ３６の反射率、光学系等に起因するローカリティを有している。このようなローカリティのある状態において、図７に示すように、複数のマイクロミラー４０により反射された合成光量の少ないレーザビームＬを用いて基板Ｆに画像を露光記録した場合と、合成光量の多いレーザビームＬを用いて基板Ｆに画像を露光記録した場合とでは、感光材料である基板Ｆが所定の状態に感光する閾値をｔｈとすると、画像の矢印ｘ方向の幅Ｗ１、Ｗ２が異なる不具合が生じてしまう。また、図２３に示すように、露光された基板Ｆに対して、さらに、現像処理、エッチング処理、剥離処理の各処理を行う場合、レーザビームＬの光量のローカリティの影響に加えて、レジストのラミネートむら、現像処理むら、エッチング処理むら、剥離処理むら等に起因する画像の幅の変動が発生する。

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

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

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

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

出力データ補正部７８には、マスクデータを記憶するマスクデータメモリ８２（マスクデータ記憶手段）が接続される。マスクデータは、常時オフ状態とするマイクロミラー４０を指定するデータであり、マスクデータ設定部８６において設定される。また、露光装置１０は、フォトセンサ６８によって検出したレーザビームＬの光量に基づき、光量ローカリティデータを算出する光量ローカリティデータ算出部８８を有する。光量ローカリティデータ算出部８８によって算出された光量ローカリティデータは、マスクデータ設定部８６（マスクデータ設定手段）に供給される。

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

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

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

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

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

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

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

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

そこで、基板Ｆに形成されたテストパターン９０の線幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、…）を測定し（ステップＳ８）、その測定結果から、各線幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、…）を最小値の線幅Ｗｍｉｎとすることのできる光量補正量ΔＥｉ（ｉ＝１、２、…）を算出する（ステップＳ９）。図１２は、矢印ｘ方向の各位置ｘｉ（ｉ＝１、２、…）と、測定された線幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、…）との関係を示す。また、図１３は、基板Ｆに照射されるレーザビームＬの光量変化量ΔＥと、それに伴う線幅変化量ΔＷとの関係を示す。この関係は、予め実験等によって求めておく。光量補正量ΔＥｉ（ｉ＝１、２、…）は、測定した線幅Ｗｉ（ｉ＝１、２、…）を最小値の線幅Ｗｍｉｎとする線幅変化量ΔＷｉを得ることのできる各位置ｘｉの光量変化量ΔＥｉとして算出される（図１４参照）。

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

なお、マスクデータは、例えば、初期マスクデータを用いて出力データを補正したときの光量Ｅｉ（ｉ＝１、２、…）（図６参照）に対する光量補正量ΔＥｉ（ｉ＝１、２、…）の割合と、１画素を形成する複数のマイクロミラー４０の枚数Ｎとを用いて、オフ状態に制御するマイクロミラー４０の枚数ｎを、
ｎ＝Ｎ・ΔＥｉ／Ｅｉ
とし、Ｎ枚中のｎ枚のマイクロミラー４０をオフ状態とするように設定すればよい。

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

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

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

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

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

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

また、テストパターン９０を基板Ｆに露光記録する代わりに、図１５に示すように、所定の網％からなる網点パターン９１を基板Ｆに露光記録し、その網％又は濃度を測定してマスクデータを求めるようにしてもよい。

さらに、テストデータとして、図１６に示すｎ（ｎ＝１、２、…）ステップのグレースケールデータ９２をテストデータメモリ８０に設定し、このグレースケールデータ９２を用いて、基板Ｆの矢印ｙ方向に段階的に光量が増加するグレースケールパターンを露光記録した後、現像処理を行い、次いで、図１７に示すように、基板Ｆに残存するレジストパターン９４の範囲、又は残存していないレジストパターン９４の範囲を測定し、レジストパターン９４の各位置ｘｉ（ｉ＝１、２、…）におけるグレースケールデータ９２の対応するステップの段数ｎｉを求め、その段数ｎｉに基づいてマスクデータを求めるようにしてもよい。

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

また、異なる２方向に配列される各テストパターンの線幅又はスペース幅を測定してマスクデータを求めるようにしてもよい。例えば、図１８に示すように、基板Ｆの各位置ｘｉに、走査方向（矢印ｙ方向）に並行するテストパターン９６ａと、走査方向と直交する方向（矢印ｘ方向）に並行するテストパターン９６ｂとを一組として描画し、これらのテストパターン９６ａ、９６ｂの線幅の平均値等に基づいて光量補正量を算出し、マスクデータを求めてもよい。このように、異なる２方向に配列されるテストパターンを用いることにより、テストパターンの方向に依存する線幅変動要因の影響を排除することができる。

なお、線幅変動要因の１つとして、走査方向とそれに直交する方向とでテストパターンのエッジ部分の描画のされ方が異なることが考えられる。すなわち、図１９に示すように、基板Ｆの走査方向（矢印ｙ方向）のエッジ部分９８ａは、レーザビームＬの１つ又は複数のビームスポットが基板Ｆの移動方向である矢印ｙ方向に移動して描画されるのに対して、図２０に示すように、矢印ｘ方向のエッジ部分９８ｂは、基板Ｆに対して移動しないレーザビームＬの複数のビームスポットによって描画される。従って、このようなエッジ部分９８ａ、９８ｂの描画のされ方の違いにより、線幅に差異が生じる可能性がある。また、ビームスポット形状が真円でない場合においても同様に、線幅に変動が生じる可能性がある。

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

また、基板Ｆに塗布される感光材料の種類に応じて光量補正量を求め、マスクデータを設定するようにしてもよい。すなわち、図２１に示すように、基板Ｆに照射されるレーザビームＬの光量変化量ΔＥと線幅変化量ΔＷとの関係、あるいは、レーザビームＬのビーム径と線幅変化量ΔＷとの関係は、感光材料Ａ、Ｂの種類によって異なる場合がある。これは、感光材料Ａ、Ｂの階調特性の違いによって生じるものであり、図２２に示すように、同じ条件下でテストパターンを描画した場合であっても、異なる線幅Ｗとなることがある。なお、図２１では、光量変化量ΔＥと線幅変化量ΔＷとの関係を直線近似で示している。

このような感光材料Ａ、Ｂの特性の違いによらず同じ線幅のパターンを描画するためには、感光材料Ａ、Ｂ毎の光量変化量ΔＥ−線幅変化量ΔＷ特性（図２１）と、感光材料Ａ、Ｂ毎の各位置ｘｉでの基準線幅Ｗ０（この場合、例えば、線幅Ｗの最小値とする。）に対する線幅変化量ΔＷＡ、ΔＷＢ（図２２）とから、各感光材料Ａ、Ｂに応じた光量補正量を設定する必要がある。図２３は、感光材料Ａ、Ｂ毎に設定された光量補正量の一例を示す。

この実施形態では、マスクデータ設定部８６において、感光材料Ａ、Ｂ毎に求めた光量補正量に基づいて各マスクデータを設定し、マスクデータメモリ８２に記憶させる。そして、基板Ｆに対して所望の配線パターンの露光処理を行う場合には、例えば、オペレータが入力した感光材料の種類に対応するマスクデータをマスクデータメモリ８２から読み出し、出力データ演算部７６から供給される出力データを当該マスクデータによって補正することにより、感光材料の種類によらず、線幅のばらつきがない高精度な配線パターンを基板Ｆに露光記録することができる。なお、光量（ビーム径）と線幅との関係を記録したテーブルを用意し、このテーブルを光量（ビーム径）に基づいて参照することによってローカリティの補正量を求めるようにしてもよい。

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

本実施形態の露光装置の外観斜視図である。 本実施形態の露光装置における露光ヘッドの概略構成図である。 図２に示す露光ヘッドを構成するＤＭＤの説明図である。 図２に示す露光ヘッドによる露光記録状態の説明図である。 図２に示す露光ヘッドを構成するＤＭＤ及びそれに設定されるマスクデータの説明図である。 本実施形態の露光装置における記録位置と光量ローカリティとの関係説明図である。 図６に示す光量ローカリティを補正しない場合において記録された線幅の説明図である。 図６に示す光量ローカリティを補正した場合において記録された線幅の説明図である。 本実施形態の露光装置における制御回路ブロック図である。 本実施形態の露光装置におけるマスクデータを作成する処理のフローチャートである。 本実施形態の露光装置により基板に露光記録されたテストパターンの説明図である。 図１１に示すテストパターンの位置と測定した線幅との関係説明図である。 基板に照射されるレーザビームの光量変化量と、それに伴う線幅変化量との関係説明図である。 基板の位置と光量補正量との関係説明図である。 本実施形態の露光装置により基板に露光記録された網点パターンの説明図である。 テストデータであるグレースケールデータの説明図である。 図１６に示すグレースケールデータを用いて基板に形成された銅箔パターンの説明図である。 本実施形態の露光装置により基板に露光記録されたテストパターンの他の構成の説明図である。 基板の走査方向に形成されるエッジ部分の説明図である。 基板の走査方向と直交する方向に形成されるエッジ部分の説明図である。 種類の異なる感光材料における光量変化量と線幅変化量との関係説明図である。 種類の異なる感光材料における基板の位置と線幅との関係説明図である。 種類の異なる感光材料における基板の位置と光量補正量との関係説明図である。 プリント配線基板の製造工程の説明図である。

符号の説明

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

Claims (19)

1. 複数の記録素子を画像データに応じて制御することにより、光ビームを画像記録媒体に導いて該画像記録媒体に画像を記録する画像記録方法において、
   全ての記録素子をオン状態に設定するステップと、
   前記オン状態の各記録素子から導かれた前記光ビームの光量を測定するステップと、
   測定された前記各光量に基づいて、前記画像記録媒体に導かれる前記光ビームの光量のローカリティを算出するステップと、
   算出された前記ローカリティに基づいて、前記画像記録媒体での前記光ビームの光量を一定にするための初期マスクデータを作成するステップと、
   作成された前記初期マスクデータを用いてテストデータを補正し、補正後の前記テストデータに基づいて前記各記録素子のオンオフ状態を制御することにより、前記光ビームを前記画像記録媒体に導いて該画像記録媒体にテストパターンを記録するステップと、
   記録された前記テストパターンを所望の記録状態とすべく、前記テストパターンの記録位置に応じた補正データとしての光量補正量ΔＥｉを求めるステップと、
   前記初期マスクデータを用いて前記テストデータを補正したときの光量Ｅｉに対する前記光量補正量ΔＥｉの割合と、前記画像の１画素を形成する前記複数の記録素子の個数Ｎとを用いて、オフ状態に制御する記録素子の個数ｎを、ｎ＝Ｎ・ΔＥｉ／Ｅｉとし、Ｎ個中のｎ個の記録素子をオフ状態に制御するマスクデータを求めるステップと、
   オンオフ状態を決定する前記画像データと、オフ状態を決定する前記マスクデータとに基づいて前記各記録素子を制御し、前記画像記録媒体に画像を記録するステップと、
   からなることを特徴とする画像記録方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   前記記録素子は、前記画像データに応じて光ビームを前記画像記録媒体に導き、画像を露光記録することを特徴とする画像記録方法。
3. 請求項１記載の方法において、
   前記所望の記録状態とは、前記画像記録媒体に記録される所望の線幅であることを特徴とする画像記録方法。
4. 請求項１記載の方法において、
   前記所望の記録状態とは、前記画像記録媒体の複数の記録位置での線幅が一定であることを特徴とする画像記録方法。
5. 請求項１記載の方法において、
   前記テストデータは、所定幅又は所定間隔からなる前記テストパターンを記録するデータであり、
   前記テストパターンの幅又は間隔を記録位置によらず一定にすべく前記補正データを求めることを特徴とする画像記録方法。
6. 請求項１記載の方法において、
   前記テストデータは、所定濃度からなる前記テストパターンを記録するデータであり、
   前記テストパターンの濃度を記録位置によらず一定にすべく前記補正データを求めることを特徴とする画像記録方法。
7. 請求項１記載の方法において、
   前記テストデータは、所定網％からなる前記テストパターンを記録するデータであり、
   前記テストパターンの網％を記録位置によらず一定にすべく前記補正データを求めることを特徴とする画像記録方法。
8. 請求項１記載の方法において、
   前記テストデータは、濃度が段階的に変化する複数のステップからなるグレースケールを前記テストパターンとして記録するデータであり、
   前記画像記録媒体に記録された前記グレースケールを現像処理し、現像後の前記画像記録媒体に残存する前記グレースケールの範囲、又は、現像後の前記画像記録媒体に残存していない前記グレースケールの範囲に基づいて前記補正データを求めることを特徴とする画像記録方法。
9. 請求項１記載の方法において、
   前記画像記録媒体に応じた前記補正データ又は前記マスクデータを求めることを特徴とする画像記録方法。
10. 複数の記録素子を画像データに応じて制御することにより、光ビームを画像記録媒体に導いて該画像記録媒体に画像を記録する画像記録装置において、
    前記画像記録媒体にテストパターンを記録するためのテストデータを記憶するテストデータ記憶手段と、
    前記テストデータに従って前記画像記録媒体に記録された前記テストパターンを所望の記録状態とすべく、前記テストパターンの記録位置に応じた補正データとしての光量補正量ΔＥｉを求め、前記画像記録媒体での前記光ビームの光量を一定にするための初期マスクデータを用いて前記テストデータを補正するときの光量Ｅｉに対する前記光量補正量ΔＥｉの割合と、前記画像の１画素を形成する前記複数の記録素子の個数Ｎとを用いて、オフ状態に制御する記録素子の個数ｎを、ｎ＝Ｎ・ΔＥｉ／Ｅｉとし、Ｎ個中のｎ個の記録素子をオフ状態に制御するマスクデータを設定するマスクデータ設定手段と、
    前記マスクデータを記憶するマスクデータ記憶手段と、
    オンオフ状態を決定する前記画像データと、オフ状態を決定する前記マスクデータとに基づいて前記各記録素子を制御する記録素子制御手段と、
    前記記録素子制御手段が前記各記録素子をオン状態に設定した場合に、前記各記録素子から導かれた前記光ビームの光量を測定するフォトセンサと、
    前記フォトセンサで測定された前記各光量に基づいて、前記画像記録媒体に導かれる前記光ビームの光量のローカリティを算出する光量ローカリティ算出部と、
    を備え、
    前記マスクデータ設定手段は、前記光量ローカリティ算出部が算出した前記ローカリティに基づいて、前記初期マスクデータを作成し、作成した前記初期マスクデータを前記マスクデータ記憶手段に記憶し、
    前記記録素子制御手段は、前記マスクデータ記憶手段に記憶された前記初期マスクデータを用いて前記テストデータを補正し、補正後の前記テストデータに基づいて前記各記録素子のオンオフ状態を制御することにより、前記光ビームを前記画像記録媒体に導いて該画像記録媒体にテストパターンを記録させることを特徴とする画像記録装置。
11. 請求項１０記載の装置において、
    前記記録素子は、前記画像データに応じて光ビームを前記画像記録媒体に導き、画像を露光記録する露光素子であることを特徴とする画像記録装置。
12. 請求項１１記載の装置において、
    前記露光素子は、前記画像データに従い、入射した光ビームを変調して前記画像記録媒体に導く空間光変調素子を構成することを特徴とする画像記録装置。
13. 請求項１２記載の装置において、
    前記空間光変調素子は、前記光ビームを反射する反射面の角度が前記画像データに従って変更可能な多数のマイクロミラーを二次元的に配列して構成されるマイクロミラーデバイスであることを特徴とする画像記録装置。
14. 請求項１０記載の装置において、
    前記所望の記録状態とは、前記画像記録媒体に記録される所望の線幅であることを特徴とする画像記録装置。
15. 請求項１０記載の装置において、
    前記所望の記録状態とは、前記画像記録媒体の複数の記録位置での線幅が一定であることを特徴とする画像記録装置。
16. 請求項１０記載の装置において、
    前記テストデータは、所定幅又は所定間隔からなる前記テストパターンを記録するデータからなることを特徴とする画像記録装置。
17. 請求項１０記載の装置において、
    前記テストデータは、所定濃度からなる前記テストパターンを記録するデータからなることを特徴とする画像記録装置。
18. 請求項１０記載の装置において、
    前記テストデータは、所定網％からなる前記テストパターンを記録するデータからなることを特徴とする画像記録装置。
19. 請求項１０記載の装置において、
    前記マスクデータ記憶手段は、前記画像記録媒体に応じた前記マスクデータを記憶することを特徴とする画像記録装置。

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