JP2005202227A - 感光材料の感度検出方法および装置並びに露光補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光材料および走査光を相対的に移動させて感光材料を走査光により２次元状に走査する露光装置を用いた感光材料の感度検出方法において、マスクなどの影響を受けることなく常に適切な感度を検出する。
【解決手段】 感光材料および走査光を相対的な移動速度を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成し、その形成された複数の感度検出用画像に基づいて感光材料の感度を検出する。
【選択図】 図１９

Description

本発明は、感光材料および走査光を相対的に移動させて感光材料を走査光により２次元状に走査する露光装置を用いた感光材料の感度検出方法および装置並びに露光補正方法に関するものである。

従来より、プリント配線板の製造分野などにおいて、配線パターンを形成する方法として、感光材料を用いたフォトリソ技術による方法などが提案されている。

そして、上記のような方法としては、たとえば、ビーム光により感光材料を２次元状に走査して配線パターンを形成する方法や、空間光変調素子で変調された光により感光材料を２次元状走査して配線パターンを形成する方法が提案されている（特許文献１参照）。

上記空間光変調素子としては、透過型のものおよび反射型のものが知られているが、反射型の空間光変調素子の一つとして、デジタル・マイクロミラー・デバイス（テキサツ・インスツルメンツ社の登録商標。以下、ＤＭＤという）が提案されている。このＤＭＤは、画素部を構成する微小ミラーを多数格子状に（例えば１０２４個×７６８個等）配列して構成されたミラーデバイスである。すなわち、上記微小ミラーは各々独立に傾動して２つの角度位置を取り得るように構成され、そこに照射された照明光を上記角度位置に応じて互いに異なる２方向に反射させる。したがって、この２方向のうちの一方に反射した照明光が入射する位置に感光材料を配置しておけば、照明光を該２方向のうちの他方に反射させたときには感光材料に光が入射しなくなるので、該感光材料に照射される光を１つの微小ミラー単位で空間変調可能になる。そこで、上記微小ミラーの角度位置を画像情報に応じて制御すれば、感光材料に画像情報に対応した像が結像することができる。

ここで、上記のように感光材料を用いて配線パターンを形成するような場合には、感光材料の感度がその種類によって異なっていたり、また、同じ種類の感光材料でもその感度が経時的に変化するため、配線パターンを形成する前に、感光材料の感度に合わせて感光材料に照射する光の光量を最適化する必要がある。また、同じ種類の感光材料を使用する場合でも、感光材料に光を照射する照射装置において、環境温度や装置の状態などにより照射光の光量が変化するため、配線パターンを形成する前に、光量を最適化する必要がある。そして、上記のように光量を最適化するための方法としては、たとえば、感光材料に照射される光の透過率が段階的に増加する複数のパターンが基板に形成された感度検出用マスクを用い、その感度検出用マスクを透過した光を感光材料に照射し、その照射によりパターン毎に硬化された感光材料の厚さなどに基づいて最適な光量を検出する方法が提案されている（特許文献２、特許文献３参照）。

特表２００２−５２０８４０号公報 特開平８−２５９６６３号公報 特開平８−２２５６３１号公報

しかしながら、上記のように感度検出用マスクを利用する方法では、使用する感度検出用マスクによってパターンが形成される基板の光の透過率が異なるので、使用する感度検出用マスクよって検出される感度にバラつきが出てしまう。また、使用する感度検出用マスクに曇りや汚れがある場合にも適切な感度を検出することができず、また、感度検出用マスクの光の透過率は経時変化するので、その変化によって検出される感度が変化してしまう。したがって、上記のように検出される感度にバラつきがでるので、常に最適な光量に調整することは困難である。

本発明は、上記のような感光材料の感度検出方法および装置において、常に感光材料の適切な感度を検出することができる感度検出方法および装置、並びに上記感度検出方法および装置により検出された感度に基づいてその感度の補正をする露光補正方法を提供することを目的とするものである。

本発明の感度検出方法は、感光材料および走査光を相対的に移動させて感光材料を走査光により２次元状に走査する露光装置を用いた感光材料の感度検出方法において、感光材料および走査光の相対的な移動速度を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成し、その形成された複数の感度検出用画像に基づいて感光材料の感度を検出することを特徴とする。

また、上記感光材料の感度検出方法においては、相対的な移動速度を変化させるとともに、走査光の単位時間あたりの光量を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成し、その形成された複数の感度検出用画像に基づいて感光材料の感度を検出するようにすることができる。

また、複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターンを感光材料に複数形成し、その形成された感度検出用パターン毎の感度をそれぞれ検出するようにすることができる。

本発明の露光補正方法は、上記感度検出方法により検出された感度に基づいて、上記感度の検出された感光材料と同一種類の感光材料の露光装置による露光の際の走査光の記録エネルギーを補正することを特徴とする。

ここで、上記「同一種類」とは、感光材料の感度が実質的に同一であることを意味する。

本発明の感度検出装置は、感光材料および走査光を射出する露光ヘッド部を移動手段により相対的に移動させて感光材料を走査光により２次元状に走査する露光装置を用いた感光材料の感度検出装置において、感光材料および露光ヘッド部の相対的な移動速度を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成するよう移動手段による相対的な移動速度を制御する感度検出用制御手段を備えたことを特徴とする。

また、上記感度検出装置においては、感度検出用制御手段を、複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターンが感光材料に複数形成されるよう移動手段による相対的な移動速度を制御するものとすることができる。

また、感度検出用制御手段を、相対的な移動速度を変化させるとともに、走査光の単位時間あたりの光量を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成するよう移動手段による相対的な移動速度および露光ヘッド部による走査光の単位時間あたりの光量を制御するものとすることができる。

また、感度検出用制御手段を、複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターンが感光材料に複数形成されるよう移動手段による相対的な移動速度および露光ヘッド部による走査光の単位時間あたりの光量を制御するものとすることができる。

本発明の感度検出方法および装置によれば、感光材料および走査光の相対的な移動速度を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成し、その形成された複数の感度検出用画像に基づいて感光材料の感度を検出するようにしたので、上記のように感度検出用マスクを用いた場合と比較すると、感度検出用マスクの影響を受けることがないので、常に感光材料の適切な感度を検出することができる。

また、上記感光材料の感度検出方法および装置において、相対的な移動速度を変化させるとともに、走査光の単位時間あたりの光量を変化させて感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ感光材料の異なる位置に形成し、その形成された複数の感度検出用画像に基づいて感光材料の感度を検出するようにした場合には、上記移動速度と上記光量との組み合わせによってより細かく段階的に分けられた記録エネルギーの感度検出用画像を形成することができるので、より精度の高い感度検出を行うことができる。また、上記移動速度と上記光量との組み合わせによってより広い範囲の記録エネルギーの感度検出用画像を形成することができるので、より広い範囲の感度を検出することができる。

また、複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターンを感光材料に複数形成し、その形成された感度検出用パターン毎の感度をそれぞれ検出するようにするようにした場合には、感光材料の感度の面内バラつきを検出することができる。

本発明の露光補正方法によれば、上記感度検出方法により検出された感度に基づいて、上記感度を検出された感光材料と同一種類の感光材料の露光装置による露光の際の走査光の記録エネルギーを補正するようにしたので、感光材料の感度に合った光量の光を感光材料に照射するようにすることができる。したがって、光量不足によって感光材料が十分に硬化されず、適切な配線パターンが形成されなかったり、過剰な光量によって感光材料が過剰に硬化し、適切な配線パターンが形成されなかったりするのを回避することができる。

以下、図面を参照して本発明の感光材料の感度検出方法および装置の一実施形態について説明する。本発明の感度検出方法および装置は、感光材料および走査光を相対的に移動させて感光材料を走査光により２次元状に走査する露光装置を用いたものであるが、まず、その露光装置について説明する。

上記露光装置は、図１に示すように、シート状の感光材料１５０を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ１５２を備えている。４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８が設置されている。ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。

設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。コ字状のゲート１６０の端部の各々は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０を挟んで一方の側にはスキャナ１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０の先端および後端を検知する複数（例えば２個）のセンサ１６４が設けられている。スキャナ１６２およびセンサ１６４はゲート１６０に各々取り付けられて、ステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２およびセンサ１６４は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。

スキャナ１６２は、図２および図３（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、感光材料１５０の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置してある。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６_mnと表記する。

露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、図３（Ｂ）に示すように、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には、図２および図３（Ａ）に示すように、露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８_ｍｎと表記する。

また、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本例では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８₁₁と露光エリア１６８₁₂との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８₂₁と３行目の露光エリア１６８₃₁とにより露光することができる。

露光ヘッド１６６₁₁〜１６６_mn各々は、図４に示すように、入射されたレーザ光を画像情報に応じて各画素部毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。

ＤＭＤ５０は、図５に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、微小ミラーであるマイクロミラー６２が支柱により支持されて配置されたものであり、画素部を構成するマイクロミラー６２を格子状に配列して構成されたミラーデバイスである。マイクロミラー６２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。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上である。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジおよびヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシックに構成されている。

ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０に画像情報に基づくデジタル信号が書き込まれると、そのデジタル信号に応じて、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。図６（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図６（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。オン状態のマイクロミラー６２で反射したレーザ光Ｂが進行する方向に感光材料１５０を配置し、オフ状態のマイクロミラー６２で反射したレーザ光Ｂが進行する方向に光吸収体（図示せず）を配置することにより、画像情報に応じた像を感光材料１５０上に結像させることができる。

また、ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組配列されているが、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、０．１°〜１°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。具体的には、たとえば、図７に示すように、Ｘ方向に１０２４画素のマイクロミラーを１４μｍのピッチで配列するとともに、Ｘ方向に直交するＹ方向に２２０画素のマイクロミラーを１４μｍのピッチで配置して３０６６μｍ×１４３２２μｍの大きさのＤＭＤ５０を構成し、このＤＭＤ５０を、副走査方向（ステージ移動方向に対して逆方向）がＹ方向に対して角度θ傾くように配置するようにすればよい。なお、図７において点線で示された画素列は、角度θの算出の仕方を説明するために記載したものであり、実際には存在しない画素列である。そして、角度θはｔａｎθ＝１４μｍ／（１４μｍ×２２０画素）から導き出された値となる。上記のようにＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラー６２から射出された射出光に応じたスポット像のピッチを、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合のピッチより狭くすることができ、解像度を大幅に向上させることができる。なお、上記のようにＤＭＤ５０を構成すれば、図８に示すように、副走査方向に直交する主走査方向についての、マイクロミラー６２のピッチは０．０６３６μｍとなる。

ＤＭＤ５０の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア１６８の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部６８を備えたファイバアレイ光源６６、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系６７、このレンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９がこの順に配置されている。上記レンズ系６７は、ファイバアレイ光源６６から出射した照明光としてのレーザ光を集光するとともに、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてＤＭＤ５０に入射させるものである。

また、ＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光を、感光材料１５０上に結像する結像光学系５１が配置されている。この結像光学系５１は、ＤＭＤ５０の各画素部において反射された射出光をそれぞれ感光材料１５０にスポット像として結像させるものである。具体的には、たとえば、図９に示すように、Ｘ方向およびＹ方向のスポット像のピッチが、図７に示すＸ方向およびＹ方向の画素ピッチの５倍の７０μｍとなるように結像光学系５１を構成するようにすればよい。上記のように構成した場合、ＤＭＤ５０により結像されるエリアの大きさは１５３３０μｍ×７１６１０μｍである。また、スポット像のサイズは、結像光学系５１に含まれるマイクロレンズアレイによって調整されるが、結像光学系５１の光学倍率に従うだけでなく、結像光学系５１に含まれるアパーチャなどによっても調整され、１０μｍとするのが望ましい。また、上記のように結像光学系５１を構成すれば、図１０に示すように、副走査方向に直交する主走査方向についての、スポット像の配列ピッチは０．３１８μｍとなる。また、スポット像のサイズとしては１０μｍに限らず、上記主走査方向のスポット像の配列ピッチ以上、望ましくは、上記配列ピッチの２倍以上とすればよい。なお、スポット像のサイズとしては、たとえば、スポット像においてそのスポット像の最大光強度の１／ｅ²の光強度が照射される領域のサイズを用いることができる。また、サイズとは、上記主走査方向の幅を意味し、たとえば、スポット像が円である場合には、その径であり、スポット像が矩形である場合には、その上記主走査方向の辺の長さである。

また、上記露光装置は、全体制御部３００を備えており、この全体制御部３００には、図１１に示すように、変調回路３０１が接続され、この変調回路３０１にはＤＭＤ５０を制御するコントローラ３０２が接続されている。コントローラ３０２においては、入力された画像情報に基づいて、ＤＭＤ５０の各マイクロミラー６２を駆動制御する制御信号が生成され、この制御信号に応じてＤＭＤ５０の各マイクロミラー６２の反射面の角度が制御される。全体制御部３００には、ファイバアレイ光源６６を駆動するＬＤ駆動回路３０３が接続されている。さらにこの全体制御部３００には、ステージ１５２を駆動するステージ駆動装置３０４が接続されている。

次に、上記露光装置の動作について説明する。まず、図１１に示すＬＤ駆動回路３０３０によりファイバアレイ光源６６が駆動され、スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６において、ファイバアレイ光源６６のレーザ出射部６８からレーザ光が出射される。ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光はレンズ系６７に入射し、レンズ系６７において補正されてミラー６９に入射され、ミラー６９で反射してＤＭＤ５０に照射される。そして、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光は結像光学系５１に入射し、結像光学系５１により感光材料１５０上に結像される。

上記のようにしてＤＭＤ５０にレーザ光が入射されるとともに、画像情報に応じたデジタル信号が図１１に示す変調回路３０１からＤＭＤ５０のコントローラ３０２に入力され、そのフレームメモリに一旦記憶される。この画像情報は、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。なお、露光装置に入力される画像情報は、ＣＡＤまたはＣＡＭデータなどのベクトルデータであり、このベクトルデータは、たとえば、直線であれば、始点（Ｘ、Ｙ）、終点（Ｘ、Ｙ）、線の太さ情報がある。露光装置は、上記のようなベクトルデータをＲＩＰ（ラスターイメージプロセッサ）（図示省略）によりビットマップデータに変換する。たとえば、２０μｍ幅の斜線のベクトルデータを１２７００ｄｐｉの記録解像度でビットマップデータに変換した場合には、１ｉｎｃｈ（＝２５４００μｍ）／１２７００ｄｏｔ＝２μｍより、２μｍピッチのビットマップデータに変換される。そして、図１２に示す黒い部分にスポット像が結像されるようにＤＭＤ５０のマイクロミラー６２がオンオフ制御されることになる。なお、上記図１０に示すようにスポット像が結像されるようにＤＭＤ５０および結像光学系５１を構成するようにした場合には、図１３に示すように、ビットマップデータを構成する最小要素の２μｍ四方内に５個のスポット像の中心が位置することになる。なお、スポット像のサイズは、上記ビットマップデータの最小要素の幅２μｍよりも大きくすることが望ましく、より好ましくは上記幅の２倍以上である。また、スポット像のサイズは、隣接する上記最小要素の重心の距離の平均以上としてもよい。

一方、感光材料１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図１１に示すステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に所定の速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられたセンサ１６４により感光材料１５０の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、その画像データに基づいて各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、上記のようにして生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラー６２の各々がオンオフ制御される。

ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光は、ＤＭＤ５０の画素部毎にオンオフ制御されて、感光材料１５０がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位で露光される。また、感光材料１５０がステージ１５２と共に所定の速度で移動されることにより、感光材料１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。

そして、スキャナ１６２による感光材料１５０の副走査が終了し、センサ１６４で感光材料１５０の後端が検出されると、ステージ１５２は、ステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に所定の速度で移動される。

次に、上記のような露光装置を用いて感光材料の感度を検出する方法および装置について説明する。

本感度検出方法および装置においては、上記のような露光装置を用いて、まず、図１４に示すような、矩形状の照射エリア１０が感光材料１５０上に結像されるようにする。具体的には、図１１に示すように、上記露光装置の全体制御部３００に感度検出用制御手段３０５を設け、この感度検出用制御手段３０５の制御信号によりＤＭＤ５０およびファイバアレイ光源６６を制御して、図１４に示すような照射エリア１０が感光材料１５０に結像されるようにする。照射エリア１０は、図１４に示すように、ステージ移動方向の幅が１．５ｃｍ、ステージ移動方向の直交する方向の幅が７．２ｃｍの矩形状のエリアであり、この照射エリア１０内には、径が１０μｍのスポット像が７０μｍピッチで２次元に配置されている。照射エリア１０内におけるスポット像の数は、（７．２ｃｍ／７０μｍ）×（１．５ｃｍ／７０μｍ）＝２２００００個である。そして、上記照射エリア１０内は、２５０ｍＷのレーザーパワーで照射される。なお、上記照射エリア１０は、１つの露光ヘッド１６６により照射されるものである。

そして、上記のように感光材料１５０に照射エリア１０が結像された状態で、感度検出用制御手段３５０の制御信号に基づいてステージ駆動装置３０４が制御され、ステージ駆動装置３０４によりステージ１５２が駆動され、ステージ移動方向に感光材料１５０が移動する。したがって、図１５に示すように、最初に照射された照射エリアがＲ０とすると、照射エリアは、ステージ移動方向とは反対方向に位置Ｒ０から位置Ｒ１へ、次に位置Ｒ１から位置Ｒ２へ、そして、位置Ｒ２から位置Ｒ３へと順次移動する。なお、位置Ｒ０から位置Ｒ３へと移動して行く際には、照射エリア１０は所定の移動速度で途中で停止することなく移動していくものとする。上記のようにレーザ光が照射された状態の照射エリア１０の位置を移動させることにより、図１５に示すように、前に照射された照射エリア１０と重なりをもちつつ照射エリア１０が移動するので、照射エリア１０の移動にともなってグラデーション状に記録エネルギーが増加する画像が感光材料１５０に露光される。

そして、図１６に示すように、照射エリア１０の位置Ｒｎの最下流側の位置Ｐｎが、最初に照射された照射エリア１０の位置Ｒ０の最上流側の位置Ｐ１から所定の距離移動した位置まで移動したとき、感度検出用制御手段３５０からの制御信号に基づいてファイバアレイ光源６６からのレーザ光の射出が停止される。本実施形態においては、照射エリア１０の位置Ｒｎの最下流側の位置Ｐｎが、最初に照射された照射エリア１０の位置Ｒ０の最上流側の位置Ｐ１から０．４ｃｍ移動した位置まで移動したとき、ファイバアレイ光源６６からのレーザ光の射出を停止する。つまり、照射エリア１０が位置Ｒ０から２ｃｍ移動したときにファイバアレイ光源６６からのレーザ光の射出を停止する。

上記のようにして照射エリア１０を移動させて感光材料１５０を走査した場合の感光材料１５０上の所定の走査位置とその走査位置における記録エネルギーの大きさとの関係を示すグラフを図１７に示す。なお、ステージ１５２の移動速度は０．１ｃｍ/ｓである。図１７は、レーザ光の照射開始時における照射エリア１０の最下流側の位置Ｐ０を０ｃｍとし、その位置から０．１ｃｍずつ上流側に離れた位置における記録エネルギーの大きさを示したものである。図１７に示すように、感光材料１５０の照射されるレーザ光の記録エネルギーは、０ｃｍ〜１．６ｃｍまでは上流側にいくに連れて次第に増加していき、１．６ｃｍの位置から２．０ｃｍの位置までは一定となり、２．０ｃｍ〜３．６ｃｍの位置までは上流側にいくに連れて次第に減少していく。上記のようにして感光材料１５０を露光することにより１．６ｃｍの位置から２．０ｃｍの位置までの範囲において一定の記録エネルギーの画像を形成することができる。

次に、上記と同様に照射エリア１０を移動させながら感光材料１５０を走査していくとともに、ステージ１５２の移動速度を０．５ｃｍ／ｓ、１ｃｍ／ｓ、２ｃｍ／ｓ、４ｃｍ／ｓ、８ｃｍ／ｓと順次変化させながら感光材料１５０を走査した際の、感光材料１５０上の所定の走査位置とその走査位置における記録エネルギーの大きさとの関係を示すグラフを図１８に示す。具体的には、まず、照射エリア１０の最下流側の位置Ｐ０が０ｃｍの位置にあるときレーザ光の照射を開始し、ステージ１５２を０．５ｃｍ／ｓで移動させて位置Ｐ０が３ｃｍの位置にきたときレーザ光の照射を停止する。そして、ステージ１５２の移動速度を１ｃｍ／ｓに変更して移動させ、照射エリア１０の位置Ｐ０が５ｃｍの位置にきたとき再びレーザ光の照射を開始し、ステージ１５２を１ｃｍ／ｓで移動させて位置Ｐ０が８．２ｃｍの位置にきたときレーザ光の照射を停止する。そして、ステージ１５２の移動速度を２ｃｍ／ｓに変更して移動させ、照射エリア１０の位置Ｐ０が１０ｃｍの位置にきたとき再びレーザ光の照射を開始し、ステージ１５２を２ｃｍ／ｓで移動させて位置Ｐ０が１３．２ｃｍの位置にきたときレーザ光の照射を停止する。そして、ステージ１５２の移動速度を４ｃｍ／ｓに変更して移動させ、照射エリア１０の位置Ｐ０が１５ｃｍの位置にきたとき再びレーザ光の照射を開始し、ステージ１５２を４ｃｍ／ｓで移動させて位置Ｐ０が１８．２ｃｍの位置にきたときレーザ光の照射を停止する。そして、ステージ１５２の移動速度を８ｃｍ／ｓに変更して移動させ、照射エリア１０の位置Ｐ０が２０ｃｍの位置にきたとき再びレーザ光の照射を開始し、ステージ１５２を８ｃｍ／ｓで移動させて位置Ｐ０が２３．２ｃｍの位置にきたときレーザ光の照射を停止する。

上記のようにして感光材料１５０を走査した場合には、図１８に示すように、上記の各移動速度で走査された範囲のそれぞれにおいて、その移動速度に応じた一定の記録エネルギーで走査された感度検出用画像が形成される。つまり、ステージ１５２を０．５ｃｍ／ｓで移動させてレーザ光を照射した範囲では、７１ｍＪ／ｃｍ²の記録エネルギーで走査された感度検出用画像が形成され、ステージ１５２を１ｃｍ／ｓで移動させてレーザ光を照射した範囲では、３６ｍＪ／ｃｍ²の記録エネルギーで走査された感度検出用画像が形成され、ステージ１５２を２ｃｍ／ｓで移動させてレーザ光を照射した範囲では、１８ｍＪ／ｃｍ²の記録エネルギーで走査された感度検出用画像が形成され、ステージ１５２を４ｃｍ／ｓで移動させてレーザ光を照射した範囲では、９ｍＪ／ｃｍ²の記録エネルギーで走査された感度検出用画像が形成され、ステージ１５２を８ｃｍ／ｓで移動させてレーザ光を照射した範囲では、４ｍＪ／ｃｍ²の記録エネルギーで走査された感度検出用画像が形成され、上記のように段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像がそれぞれ感光材料１５０の異なる位置に形成される。上記のようにして形成された複数の感度検出用画像を模式的に示す図を図１９に示す。

そして、たとえば、感光材料１５０が、銅板の表面にレジスト膜を形成した基板である場合には、上記のように複数の感度検出用画像１０を露光した後に現像し、その現像後に銅板上に残されたレジスト膜の膜厚を測定することによりこの感光材料の感度を検出することができる。具体的には、たとえば、上記のようにして照射エリア１０の移動速度を変化させた場合において、銅板上に形成されたレジスト膜の膜厚を示すグラフを図２０に示す。図２０に示すように、ステージ１５２を０．５ｃｍ／ｓで移動させた範囲では、７１ｍＪ／ｃｍ²の記録エネルギーで走査された感度検出用画像に対して、２０μｍの厚さのレジスト膜が形成され、ステージ１５２を１ｃｍ／ｓで移動させた範囲では、３６ｍＪ／ｃｍ²の記録エネルギーで走査された感度検出用画像に対して、１６μｍの厚さのレジスト膜が形成され、ステージ１５２を２ｃｍ／ｓで移動させた範囲では、１８ｍＪ／ｃｍ²の記録エネルギーで走査された感度検出用画像に対して、８μｍの厚さのレジスト膜が形成され、ステージ１５２を４ｃｍ／ｓおよび８ｃｍ／ｓで移動させた範囲における９ｍＪ／ｃｍ²の記録エネルギーで走査された感度検出用画像および４ｍＪ／ｃｍ²の記録エネルギーで走査された感度検出用画像に対しては、レジスト膜は形成されない。上記のようにして形成されたレジスト膜を模式的に示す図を図２１に示す。上記のようなレジスト膜の形成状態から、上記感光材料は９ｍＪ／ｃｍ²および４ｍＪ／ｃｍ²の記録エネルギーに対して感度がないことになる。また、レジスト膜の膜厚が、１６μｍで十分である場合には、上記感光材料の感度、つまり上記感光材料に適した記録エネルギーは３６ｍＪ／ｃｍ²であるといえる。

そして、上記のようにして適切な記録エネルギーが検出された感光材料と同一種類の感光材料を用いて上記露光装置で露光する際には、上記記録エネルギーと同じ記録エネルギーとなるように補正するようにすることができる。補正の方法については、たとえば、ＬＤ駆動回路３０３を制御してファイバアレイ光源６６から出射されるレーザ光の単位時間あたりの光量を制御するようにしてもよいし、ステージ駆動装置３０４を制御してステージ１５２の移動速度を制御するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、ステージ１５２の移動速度を変化させることにより、段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像を形成するようにしたが、露光装置がステージ１５２ではなく露光ヘッドを移動させることにより感光材料を走査するものである場合には、露光ヘッドの移動速度を変化させることにより、上記複数の感度検出用画像を形成するようにしてもよく、また、ステージと露光ヘッドの両方を移動させることにより感光材料を走査するものである場合には、ステージと露光ヘッドの少なくとも一方の移動速度を変化させることにより、上記複数の感度検出用画像を形成するようにしてもよい。

また、ステージや露光ヘッドの移動速度を変化させるだけでなく、感光材料に照射されるレーザ光の単位時間あたりの光量も変化させることにより、段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像を形成するようにしてもよい。具体的には、レーザ光の単位時間あたりの光量を第１の光量Ｌ１として、ステージ１５２を０．５ｃｍ／ｓ、１ｃｍ／ｓ、２ｃｍ／ｓ、４ｃｍ／ｓおよび８ｃｍ／ｓで移動させて複数の感度検出用画像を形成し、その後、レーザ光の単位時間あたりの光量を第１の光量とは異なる第２の光量Ｌ２として、ステージ１５２を０．５ｃｍ／ｓ、１ｃｍ／ｓ、２ｃｍ／ｓ、４ｃｍ／ｓおよび８ｃｍ／ｓで移動させて複数の感度検出用画像を形成するようにすればよい。上記のようにした場合、全部で１０種類の感度検出用画像が形成されることになる。また、たとえば、移動速度がＶ１、Ｖ２、Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）と変化させることでき、レーザ光の単位時間あたりの光量がＬ１、Ｌ２、Ｌ３（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）と変化させることができる場合には、移動速度Ｖ１で移動させるとともに光量Ｌ１で露光し、次に、移動速度Ｖ２で移動させるとともに光量Ｌ２で露光し、そして、移動速度Ｖ３で移動させるとともに光量Ｌ３で露光して複数の感度検出用画像を形成するようにしてもよい。要は、記録エネルギーが異なる複数の感度検出用画像を形成されるのであれば、上記移動速度と上記光量との組み合わせは如何なる組み合わせを採用するようにしてもよい。

また、上記感度検出用制御手段３０５により上記移動速度または上記移動速度および上記光量を制御し、図１９に示すような複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターン１５を感光材料１５０に複数形成するようにしてもよい。たとえば、上記感度検出用パターン１５を感光材料１５０の全体に亘って複数箇所形成するようにすれば、感度検出材料１５０の感度の面内ばらつきを検出することができる。そして、たとえば、上記のようにして検出した感度の面内ばらつきが大きい場合には、最も低い感度に合わせてレーザ光のエネルギーを補正するようにすればよい。

また、上記実施形態においては、空間光変調素子としてＤＭＤを備えた露光ヘッドについて説明したが、これに限らず、たとえば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐａｃｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＣＬ）などのＭＥＭＳタイプ以外の空間変調素子を用いた露光ヘッドを備えた露光装置を用いるようにしてもよい。なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。

また、上記実施形態における感光材料１５０のレジスト膜としては、ドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ；Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ Ｒｅｓｉｓｔ）を利用することができる。また、上記本発明の感度検出方法および装置並びに露光補正方法は、上記実施形態のようにプリント配線板の製造工程において用いられるだけでなく、その他の感光材料を用いた製造工程における感光材料の感度検出の際に用いるようにしてもよく、たとえば、液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程におけるカラーフィルタの形成の際や、ＴＦＴの製造工程におけるＤＦＲの露光の際や、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の製造工程におけるＤＦＲの露光の際などにおいても用いることができる。

また、感光材料の構成も如何なるものでもよく、たとえば、感光層が単層である感光材料に対して本発明の感度検出方法および装置並びに露光補正方法を用いるようにしてもよいし、感度の異なる複数の感光層が設けられた感光材料に対して用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態のようにして感度検出を行う際、予め感度検出対象の感光材料の適切な記録エネルギーが既知である場合には、最も大きい記録エネルギーで走査される感度検出用画像の記録エネルギーは、少なくとも上記既知の記録エネルギー以上とするのがよく、好ましくは１．４倍以上であり、より好ましくは２倍以上である。また、最も小さい記録エネルギーで走査される感度検出用画像の記録エネルギーは、少なくとも上記既知の記録エネルギー以下とするのがよく、好ましくは１．４分の１以下、より好ましくは２分の１以下である。上記のように感度検出用画像の記録エネルギーを設定することにより、感光材料の感度検出に十分な範囲の記録エネルギーの感度検出用画像を形成するようにすることができる。また、複数の感度検出用画像の記録エネルギーは、たとえば、２^1/2倍毎に、または２^1/3倍毎に段階的に増加させるようにすればよい。

本発明の感光材料検出方法および装置の一実施形態において用いられる露光装置の外観を示す斜視図 図１の露光装置のスキャナの構成を示す斜視図 感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図（Ａ）、各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図（Ｂ） 図１の露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図 デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図 ＤＭＤの動作を説明するための説明図 ＤＭＤの構成および配置を説明するための図 図７に示すようにＤＭＤを構成した場合におけるマイクロミラーの主走査方向のピッチを説明するための図 図７に示すようにＤＭＤを構成した場合におけるスポット像の配列を説明するための図 図７に示すようにＤＭＤを構成した場合におけるスポット像の主走査方向のピッチを説明するための図 図１に示す露光装置の電気的構成を示すブロック図 図１に示す露光装置に入力される画像情報を説明するための図 図１に示す露光装置で生成されるビットマップデータを構成する最小要素とスポット像との関係を示す図 本発明の感度検出方法および装置により結像される照射エリアの一実施形態を示す図 本発明の感度検出方法の一実施形態を説明するための図 本発明の感度検出方法の一実施形態を説明するための図 本発明の感度検出方法の一実施形態により感光材料を走査した場合の感光材料上の所定の走査位置とその走査位置における記録エネルギーの大きさとの関係を示すグラフ 本発明の感度検出方法の一実施形態により感光材料を走査した場合の感光材料上の所定の走査位置とその走査位置における記録エネルギーの大きさとの関係を示すグラフ 本発明の感度検出方法の一実施形態により感光材料を走査した場合に感光材料に形成される複数の感度検出用画像の模式図 本発明の感度検出方法の一実施形態によりプリント配線用基板を走査した場合に銅板上に形成されたレジスト膜の膜厚を示すグラフ 本発明の感度検出方法の一実施形態によりプリント配線用基板を走査した場合に銅板上に形成されたレジスト膜の模式図

符号の説明

１０ 照射エリア
１５ 感度検出用パターン
５０ デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
５１ 拡大結像光学系
６０ ＳＲＡＭセル
６２ マイクロミラー
６６ ファイバアレイ光源
６７ レンズ系
６８ レーザ出射部
１５０ 感光材料
１５２ ステージ
１６２ スキャナ
１６６ 露光ヘッド
１６８ 露光エリア
１７０ 露光済み領域
３０５ 感度検出用制御手段

Claims (8)

1. 感光材料および走査光を相対的に移動させて前記感光材料を前記走査光により２次元状に走査する露光装置を用いた前記感光材料の感度検出方法において、
   前記感光材料および前記走査光の相対的な移動速度を変化させて前記感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ前記感光材料の異なる位置に形成し、
   該形成された複数の感度検出用画像に基づいて前記感光材料の感度を検出することを特徴とする感度検出方法。
2. 前記相対的な移動速度を変化させるとともに、前記走査光の単位時間あたりの光量を変化させて前記感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ前記感光材料の異なる位置に形成し、
   該形成された前記複数の感度検出用画像に基づいて前記感光材料の感度を検出することを特徴とする感度検出方法。
3. 前記複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターンを前記感光材料に複数形成し、
   該形成された感度検出用パターン毎の感度をそれぞれ検出することを特徴とする請求項１または２記載の感度検出方法。
4. 請求項１から３いずれか１項記載の感度検出方法により検出された感度に基づいて、前記感光材料と同一種類の感光材料の前記露光装置による露光の際の前記走査光の記録エネルギーを補正することを特徴とする露光補正方法。
5. 感光材料および走査光を射出する露光ヘッド部を移動手段により相対的に移動させて前記感光材料を前記走査光により２次元状に走査する露光装置を用いた前記感光材料の感度検出装置において、
   前記感光材料および露光ヘッド部の相対的な移動速度を変化させて前記感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ前記感光材料の異なる位置に形成するよう前記移動手段による前記相対的な移動速度を制御する感度検出用制御手段を備えたことを特徴とする感度検出装置。
6. 前記感度検出用制御手段が、前記複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターンが前記感光材料に複数形成されるよう前記移動手段による前記相対的な移動速度を制御するものであることを特徴とする請求項５記載の感度検出装置。
7. 前記感度検出用制御手段が、前記相対的な移動速度を変化させるとともに、前記走査光の単位時間あたりの光量を変化させて前記感光材料を走査して段階的に増加する複数の記録エネルギーで走査された複数の感度検出用画像をそれぞれ前記感光材料の異なる位置に形成するよう前記移動手段による前記相対的な移動速度および前記露光ヘッド部による前記走査光の単位時間あたりの光量を制御するものであることを特徴とする請求項５記載の感度検出装置。
8. 前記感度検出用制御手段が、前記複数の感度検出用画像からなる感度検出用パターンが前記感光材料に複数形成されるよう前記移動手段による前記相対的な移動速度および前記露光ヘッド部による前記走査光の単位時間あたりの光量を制御するものであることを特徴とする請求項７記載の感度検出装置。