特許 7473998 露光ヘッド、キャリブレーションシステム、及び描画装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-16

(45)【発行日】2024-04-24

(54)【発明の名称】露光ヘッド、キャリブレーションシステム、及び描画装置

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20240417BHJP

   G03F 7/24 20060101ALN20240417BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 501

G03F7/24

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022568035

(86)(22)【出願日】2021-04-14

(86)【国際出願番号】 JP2021015516

(87)【国際公開番号】W WO2022123804

(87)【国際公開日】2022-06-16

【審査請求日】2023-05-10

(31)【優先権主張番号】P 2020203601

(32)【優先日】2020-12-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】594076533

【氏名又は名称】インスペック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142734

【弁理士】

【氏名又は名称】安 裕 希

(72)【発明者】

【氏名】菅原 雅史

【審査官】田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１００４４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０９８３４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｇ０３Ｆ ７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の方向に搬送される基板に対して露光用のビームを１次元的に走査しながら照射するための露光ヘッドであって、
複数の反射面を有し、回転可能に設けられたポリゴンミラーと、
光源から出射し、ビーム状に成形されたビームを前記ポリゴンミラーに入射させるように構成された光学素子と、
前記ポリゴンミラーにより反射された前記ビームを前記基板の露光面に結像させるように構成された結像光学系と、
ビーム状に成形された前記ビームが前記光学素子に入射する光路の前記光学素子の直前に挿抜可能に設けられ、該光路に挿入されている間、前記ビームを前記光路と異なる方向に反射するように構成された反射ミラーと、
前記反射ミラーによって反射された前記ビームが入射可能な位置に配置され、前記ビームの強度を検出可能な受光素子と、
を備える露光ヘッド。

【請求項2】

光源と、
前記光源から出力された光をビーム状に成形するように構成されたビーム成形光学系と、
をさらに備える請求項１に記載の露光ヘッド。

【請求項3】

前記反射ミラーを支持するミラー支持部と、
前記ミラー支持部を回転させることにより、前記光路に対して前記反射ミラーを挿抜するように構成された回転駆動機構と、
をさらに備える請求項１又は２に記載の露光ヘッド。

【請求項4】

前記回転駆動機構は、前記光路と、前記反射ミラーにより反射された前記ビームが前記受光素子に向かう第２の光路とを含む面と平行な面内において、前記ミラー支持部を回転させるように構成されている、請求項３に記載の露光ヘッド。

【請求項5】

露光ヘッドから出射し、１次元的に走査されながら、所定の方向に搬送される基板に照射される露光用のビームの強度をキャリブレーションするためのキャリブレーションシステムであって、
前記露光ヘッドは、複数の反射面を有し、回転可能に設けられたポリゴンミラーと、光源から出射し、ビーム状に成形されたビームを前記ポリゴンミラーに入射させるように構成された光学素子と、前記ポリゴンミラーにより反射された前記ビームを前記基板の露光面に結像させるように構成された結像光学系と、を有し、
前記露光ヘッドの内部であって、ビーム状に成形された前記ビームが前記光学素子に入射する光路の前記光学素子の直前に挿抜可能に設けられ、該光路に挿入されている間、前記ビームを前記光路と異なる方向に反射するように構成された反射ミラーと、
前記露光ヘッドの内部であって、前記反射ミラーによって反射された前記ビームが入射可能な位置に配置され、前記ビームの強度を検出可能な受光素子と、
前記受光素子から出力される検出信号に基づき、前記ビームの強度を表すデータを生成するように構成された制御部と、
前記データをキャリブレーションデータとして記憶するように構成された記憶部と、
を備えるキャリブレーションシステム。

【請求項6】

前記光路に対して前記反射ミラーを挿抜するように構成された挿抜機構をさらに備え、
前記制御部はさらに、前記挿抜機構の動作を制御するように構成されている、
請求項５に記載のキャリブレーションシステム。

【請求項7】

前記記憶部は、前記ビームの基準強度を表す基準データをさらに記憶するように構成され、
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、前記受光素子に入射したビームの強度が所定範囲に収まるか否かを判定するように構成された判定部を有する、
請求項５又は６に記載のキャリブレーションシステム。

【請求項8】

前記制御部は、前記判定部による判定結果に基づき、前記受光素子に入射したビームの強度が前記所定範囲に収まらない場合に、前記光源の出力を補正するための補正データを生成するように構成された補正部をさらに有する、請求項７に記載のキャリブレーションシステム。

【請求項9】

露光ヘッドから出射し、１次元的に走査されながら、所定の方向に搬送される基板に照射される露光用のビームの強度をキャリブレーションするためのキャリブレーションシステムと、
前記基板を搬送するように構成された搬送手段と、
を備え、
前記露光ヘッドは、複数の反射面を有し、回転可能に設けられたポリゴンミラーと、光源から出射し、ビーム状に成形されたビームを前記ポリゴンミラーに入射させるように構成された光学素子と、前記ポリゴンミラーにより反射された前記ビームを前記基板の露光面に結像させるように構成された結像光学系と、を有し、
前記キャリブレーションシステムは、
前記露光ヘッドの内部であって、ビーム状に成形された前記ビームが前記光学素子に入射する光路の前記光学素子の直前に挿抜可能に設けられ、該光路に挿入されている間、前記ビームを前記光路と異なる方向に反射するように構成された反射ミラーと、
前記露光ヘッドの内部であって、前記反射ミラーによって反射された前記ビームが入射可能な位置に配置され、前記ビームの強度を検出可能な受光素子と、
前記受光素子から出力される検出信号に基づき、前記ビームの強度を表すデータを生成するように構成された制御部と、
前記データをキャリブレーションデータとして記憶するように構成された記憶部と、
を備え、
前記露光ヘッドは、前記基板の搬送方向と直交する方向に前記ビームを走査するように配置されている、描画装置。

【請求項10】

前記露光ヘッドは、前記基板の搬送方向と直交する方向に複数並べて設けられている、請求項９に記載の描画装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、露光用のビームを出射する露光ヘッド、キャリブレーションシステム、及び描画装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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、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。

【0005】

また、特許文献１には、ロールトゥロール方式の描画装置において随時キャリブレーションを行うことができるシステムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０２０／１００４４６号

【非特許文献】

【0007】

【文献】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

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

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、露光用のビームの強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。

【0009】

この点、特許文献１においては、長尺の基板に連続的なパターンを形成する場合であっても、基板を搬送ドラムから取り外すことなく、随時キャリブレーションを行うことができる。しかしながら、特許文献１においては、ビームの強度をキャリブレーションする場合であっても、露光ヘッド支持部を移動させ、センサユニットを配置可能な空間を形成する必要があるため、描画装置が大型化してしまうことも考えられる。

【0010】

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、描画装置を大型化させることなく、基板を走査する露光用のビームの強度を随時キャリブレーションすることができる露光ヘッド、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。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明の一態様である露光ヘッドは、所定の方向に搬送される基板に対して露光用のビームを１次元的に走査しながら照射するための露光ヘッドであって、複数の反射面を有し、回転可能に設けられたポリゴンミラーと、光源から出射し、ビーム状に成形された前記ビームを前記ポリゴンミラーに入射させるように構成された光学素子と、前記ポリゴンミラーにより反射された前記ビームを前記基板の露光面に結像させるように構成された結像光学系と、前記光学素子に入射する前記ビームの光路に挿抜可能に設けられ、該光路に挿入されている間、前記ビームを前記光路と異なる方向に反射するように構成された反射ミラーと、前記反射ミラーによって反射された前記ビームが入射可能な位置に配置され、前記ビームの強度を検出可能な受光素子と、を備えるものである。

【0012】

上記露光ヘッドは、光源と、前記光源から出力された光をビーム状に成形するように構成されたビーム成形光学系と、をさらに備えても良い。

【0013】

上記露光ヘッドは、前記反射ミラーを支持するミラー支持部と、前記ミラー支持部を回転させることにより、前記光路に対して前記反射ミラーを挿抜するように構成された回転駆動機構と、をさらに備えても良い。

【0014】

上記露光ヘッドにおいて、前記回転駆動機構は、前記光路と、前記反射ミラーにより反射された前記ビームが前記受光素子に向かう第２の光路とを含む面と平行な面内において、前記ミラー支持部を回転させるように構成されていても良い。

【0015】

本発明の別の態様であ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、１次元的に走査されながら、所定の方向に搬送される基板に照射される露光用のビームの強度をキャリブレーションするためのキャリブレーションシステムであって、前記露光ヘッドは、複数の反射面を有し、回転可能に設けられたポリゴンミラーと、光源から出射し、ビーム状に成形された前記ビームを前記ポリゴンミラーに入射させるように構成された光学素子と、前記ポリゴンミラーにより反射された前記ビームを前記基板の露光面に結像させるように構成された結像光学系と、を有し、前記光学素子に入射する前記ビームの光路に挿抜可能に設けられ、該光路に挿入されている間、前記ビームを前記光路と異なる方向に反射するように構成された反射ミラーと、前記反射ミラーによって反射された前記ビームが入射可能な位置に配置され、前記ビームの強度を検出可能な受光素子と、前記受光素子から出力される検出信号に基づき、前記ビームの強度を表すデータを生成するように構成された制御部と、前記データをキャリブレーションデータとして記憶するように構成された記憶部と、を備えるものである。

【0016】

上記キャリブレーションシステムは、前記光路に対して前記反射ミラーを挿抜するように構成された挿抜機構をさらに備え、前記制御部はさらに、前記挿抜機構の動作を制御するように構成されても良い。

【0017】

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、前記ビームの基準強度を表す基準データをさらに記憶するように構成され、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、前記受光素子に入射したビームの強度が所定範囲に収まるか否かを判定するように構成された判定部を有しても良い。

【0018】

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、前記受光素子に入射したビームの強度が前記所定範囲に収まらない場合に、前記光源の出力を補正するための補正データを生成するように構成された補正部をさらに有しても良い。

【0019】

本発明の別の態様である描画装置は、露光ヘッドから出射し、１次元的に走査されながら、所定の方向に搬送される基板に照射される露光用のビームの強度をキャリブレーションするためのキャリブレーションシステムと、前記基板を搬送するように構成された搬送手段と、を備え、前記露光ヘッドは、複数の反射面を有し、回転可能に設けられたポリゴンミラーと、光源から出射し、ビーム状に成形された前記ビームを前記ポリゴンミラーに入射させるように構成された光学素子と、前記ポリゴンミラーにより反射された前記ビームを前記基板の露光面に結像させるように構成された結像光学系と、を有し、前記キャリブレーションシステムは、前記光学素子に入射する前記ビームの光路に挿抜可能に設けられ、該光路に挿入されている間、前記ビームを前記光路と異なる方向に反射するように構成された反射ミラーと、前記反射ミラーによって反射された前記ビームが入射可能な位置に配置され、前記ビームの強度を検出可能な受光素子と、前記受光素子から出力される検出信号に基づき、前記ビームの強度を表すデータを生成するように構成された制御部と、前記データをキャリブレーションデータとして記憶するように構成された記憶部と、を備え、前記露光ヘッドは、前記基板の搬送方向と直交する方向に前記ビームを走査するように配置されているものである。

【0020】

上記描画装置において、前記露光ヘッドは、前記基板の搬送方向と直交する方向に複数並べて設けられていても良い。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、露光ヘッドにおいてビームをポリゴンミラーに入射させるための光学素子への光路上に反射ミラーを挿抜可能に設けると共に、この反射ミラーによって反射されたビームが入射可能な位置に受光素子を配置するので、描画装置を大型化させることなく、基板を走査する露光用のビームの強度を随時キャリブレーションすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係る描画装置の概略構成を示す模式図である。

【図2】図１に示す描画装置の平面図である。

【図3A】露光ヘッドの内部の概略構成を示す模式図である。

【図3B】露光ヘッドの内部の概略構成を示す模式図である。

【図4】図１に示す露光ヘッドを基板側から見た模式図である。

【図5】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6】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。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施の形態に係る露光ヘッド、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。

【0024】

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。

【0025】

図１は、本発明の実施形態に係る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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

搬送ドラム３３は、全体として円筒形状をなし、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を搬送するように構成された搬送手段である。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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

なお、ロールトゥロール方式の搬送システム３の構成としては、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。

【0032】

描画ユニット４には、基板２に対して露光用のビームＬを１次元的に走査しながら照射するための複数の露光ヘッド４１が設けられている。これらの露光ヘッド４１は、基板２の搬送方向と直交する方向（ｙ方向）にビームＬを走査するように配置されており、基板２にビームＬを照射することによって回路や配線等のパターンを描画する。

【0033】

図３Ａ及び図３Ｂは、露光ヘッド４１の内部の概略構成を示す模式図である。このうち、図３Ａは、ビームＬによって基板２に描画している状態を示し、図３Ｂは、ビームＬのキャリブレーションを行っている状態を示している。

【0034】

図３Ａ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光源４１１と、ビーム成形光学系４１２と、第１反射ミラー４１３と、ポリゴンミラー４１４と、第２反射ミラー４１５と、結像光学系４１６と、キャリブレーション用ミラー４２１と、受光素子４２２とが設けられている。また、キャリブレーション用ミラー４２１と受光素子４２２との間に、ＮＤフィルタ（減光フィルタ）４２３を配置しても良い。

【0035】

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、光源４１１から出力されたレーザ光をビーム状に成形するように構成されている。

【0036】

第１反射ミラー４１３は、光源４１１から出射し、ビーム成形光学系４１２によりビーム状に成形されたビームＬを反射することによりポリゴンミラー４１４に入射させるように構成された光学素子である。

【0037】

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。ポリゴンミラー４１４は、回転軸４１４ａ回りに回転しながら、第１反射ミラー４１３の方向から入射するビームＬを反射することにより、ビームＬを等角速度で走査する。

【0038】

第２反射ミラー４１５は、ポリゴンミラー４１４によって反射されたビームＬを反射することにより、ビームＬを折り曲げる。

【0039】

結像光学系４１６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、第２反射ミラー４１５を経由したビームＬを、基板２の露光面に結像させるように構成されている。これにより、基板２上の１次元的な走査ラインＰ１に沿ってビームＬを等速度で走査することができる。

【0040】

なお、露光ヘッド４１のうち、ポリゴンミラー４１４の後段の構成は、図３Ａに示すものに限定されない。例えば、第２反射ミラー４１５を省略し、結像光学系４１６を、ポリゴンミラー４１４からのビームＬの出射面の方向に結像光学系４１６の入射面を向けて設置し、ポリゴンミラー４１４により反射されたビームＬを結像光学系４１６に直接入射させても良い。描画ユニット４において設置される露光ヘッド４１の向きは、結像光学系４１６から出射するビームＬの出射方向及び走査方向に応じて適宜設定すれば良い。

【0041】

キャリブレーション用ミラー４２１は、ビーム成形光学系４１２から出射し、第１反射ミラー４１３に入射するビームＬの光路Ｒ１に挿抜可能に設けられた反射ミラーである。図３Ｂに示すように、キャリブレーション用ミラー４２１は、光路Ｒ１に挿入されている間、ビームＬを光路Ｒ１とは異なる方向に反射するように構成されている。図３Ｂにおいて、キャリブレーション用ミラー４２１は、その反射面が光路Ｒ１に対して４５度となるように挿入されており、光路Ｒ１の鉛直上方（－ｚ方向）にビームＬが反射されている（光路Ｒ２参照）。

【0042】

本実施形態において、キャリブレーション用ミラー４２１は、ミラー支持部４２４により支持されている。ミラー支持部４２４は、回転軸４２５ａ回りに回転する回転駆動機構（例えばモータ）４２５に取り付けられており、回転駆動機構４２５によってミラー支持部４２４を回転させることにより、光路Ｒ１に対してキャリブレーション用ミラー４２１が挿抜される。本実施形態においては、光路Ｒ１及び光路Ｒ２を含む面と平行な面内においてミラー支持部４２４を回転させている。

【0043】

なお、光路Ｒ１に対してキャリブレーション用ミラー４２１を挿抜する機構は、回転駆動機構４２５に限定されない。例えば、キャリブレーション用ミラー４２１を平行移動させることにより、光路Ｒ１に挿抜しても良い。

【0044】

受光素子４２２は、キャリブレーション用ミラー４２１によって反射されるビームＬが入射可能な位置に配置されており、入射したビームＬの強度を検出して検出信号を出力する。受光素子４２２としては、一般的な位置検出素子（Position Sensitive Detector：ＰＳＤ）や光強度検出素子を用いることができる。

【0045】

ＮＤフィルタ４２３は、キャリブレーション用ミラー４２１によって反射されたビームＬの光量を減衰させることにより、受光素子４２２を保護する。

【0046】

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４つに限定されない。露光ヘッド４１の数は１つ以上であれば良く、基板２の幅、露光ヘッド４１の走査範囲ＳＲ（図３Ａ参照）、及び、ビームＬの出力等に応じて適宜設定することができる。

【0047】

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とを、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。

【0048】

図５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。本実施形態におけるキャリブレーションシステムは、この制御装置５と、露光ヘッド４１内のキャリブレーション用ミラー４２１と、受光素子４２２とを含む。

【0049】

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、露光ヘッド４１（即ち、光源４１１、受光素子４２２、回転駆動機構４２５）、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、キーボードやマウスなどの入力デバイス６２、液晶モニタ等の表示デバイス６３、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６４等が挙げられる。

【0050】

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。

【0051】

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の強度の基準データを記憶する。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の所定の照射強度に対応する受光素子４２２におけるビームＬの強度（以下、基準強度ともいう）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、ビームＬのキャリブレーションデータ、つまり、受光素子４２２に入射したビームＬの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光源４１１の出力を調整するための補正データを記憶する。

【0052】

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光源４１１の出力の調整を行う。

【0053】

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。

【0054】

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形成される。

【0055】

キャリブレーション制御部５３２は、ビームＬの強度をキャリブレーションするための制御を行う。詳細には、入力デバイス６２から入力された命令に従って、或いは、予め設定されたタイミングで、露光ヘッド４１の回転駆動機構４２５を動作させることにより、光路Ｒ１に対してキャリブレーション用ミラー４２１を挿抜する。

【0056】

判定部５３３は、受光素子４２２が検出したビームＬの強度の測定値（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）を生成すると共に、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所定範囲内に収まっているか否かを判定する。

【0057】

補正部５３４は、キャリブレーション値が所定範囲内に収まっていない場合に、ビームＬの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光源４１１の出力を制御する。
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。

【0058】

次に、本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６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。

【0059】

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、各露光ヘッド４１の回転駆動機構４２５に回転駆動させることにより、キャリブレーション用ミラー４２１を光路Ｒ１に挿入させる（図３Ｂ参照）。

【0060】

続くステップＳ１３において、制御装置５は、光源４１１にビームＬを出射させる。光源４１１から出射し、ビーム状に成形されたビームＬは、キャリブレーション用ミラー４２１により反射され、ＮＤフィルタ４２３を介して受光素子４２２に入射する。これにより、受光素子４２２がビームＬの強度を表す検出信号を出力する。

【0061】

続くステップＳ１４において、制御装置５の判定部５３３は、受光素子４２２から出力された検出信号に基づき、ビームＬの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。

【0062】

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比較し、ビームＬの強度が所定範囲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の強度の測定値の基準強度に対する差分を算出し、この差分が所定の閾値以下であるか否かを判定する。

【0063】

ビームＬの強度が所定範囲内である場合（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の強度が所定範囲から外れる場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、補正部５３４は、光源４１１の出力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）。詳細には、補正部５３４は、光源４１１の出力パラメータを補正する。この際、補正部５３４は、補正データを表示デバイス６３に表示させても良い。

【0064】

続くステップＳ１７において、制御装置５は、各露光ヘッド４１の回転駆動機構４２５に回転駆動させることにより、キャリブレーション用ミラー４２１を光路Ｒ１から抜去させる（図３Ａ参照）。これにより、描画装置１におけるビームＬの強度の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、強度が補正されたビームＬにより基板２への描画を行うことができる。

【0065】

以上説明したように、本実施形態によれば、各露光ヘッド４１にキャリブレーション用ミラー４２１及び受光素子４２２を設けるので、描画装置１を大型化させることなく、各露光ヘッド４１から出射するビームＬの強度を随時キャリブレーションすることが可能となる。

【0066】

また、本実施形態によれば、ミラー支持部４２４を光路Ｒ１及び光路Ｒ２を含む面と平行な面内において回転させるので、キャリブレーション時に使用される各部材（キャリブレーション用ミラー４２１～回転駆動機構４２５）を露光ヘッド４１内にコンパクトに配置することができる。従って、露光ヘッド４１の大型化も抑制することができる。

【0067】

ここで、上記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所定範囲内に収まるか否かを判定し、収まらない場合には、ビームＬの強度を補正するための処理を実行した。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し、キャリブレーションデータに基づく補正データを保存しておくだけでも良い。

【0068】

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態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、上記実施形態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。一例として、光源を露光ヘッドの外部に設け、光源から出射したビームを分岐して複数の露光ヘッドに導光する描画装置に対し、上述したキャリブレーション機構を適用しても良い。

【符号の説明】

【0069】

１…描画装置、２…基板、３…搬送システム、４…描画ユニット、５…制御装置、３１，３２…リール、３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａ，３７ａ，４１５ａ，４２５ａ…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、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…入力デバイス、６３…表示デバイス、６４…データ読込装置、４１１…光源、４１２…ビーム成形光学系、４１３…第１反射ミラー、４１４…ポリゴンミラー、４１５…第２反射ミラー、４１６…結像光学系、４２１…キャリブレーション用ミラー、４２２…受光素子、４２３…ＮＤフィルタ、４２４…ミラー支持部、４２５…回転駆動機構、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

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】