直接描画装置
【課題】 描画される画像の画素をより小さくすることができる直接描画装置を提供する。
【解決手段】 光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んで発光画素アレイが構成される。発光画素に対応して開口が形成され、発光画素から放射された光の一部が、対応する開口を通過し、かつ各開口内の全領域を、対応する発光画素から放射された光が通過するように配置され、開口以外の領域に入射する光を遮光する遮光マスクが配置されている。ステージが、表面に感光膜が形成された露光対象物を保持する。集光光学系が、発光画素から放射され、遮光マスクの対応する開口を通過した光を、ステージに保持された露光対象物上に集光させる。移動機構が、ステージに保持された露光対象物及び集光光学系の一方を他方に対して移動させる。
【解決手段】 光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んで発光画素アレイが構成される。発光画素に対応して開口が形成され、発光画素から放射された光の一部が、対応する開口を通過し、かつ各開口内の全領域を、対応する発光画素から放射された光が通過するように配置され、開口以外の領域に入射する光を遮光する遮光マスクが配置されている。ステージが、表面に感光膜が形成された露光対象物を保持する。集光光学系が、発光画素から放射され、遮光マスクの対応する開口を通過した光を、ステージに保持された露光対象物上に集光させる。移動機構が、ステージに保持された露光対象物及び集光光学系の一方を他方に対して移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接描画装置に関し、特にプリント基板上に形成されたフォトレジスト膜に回路パターンを直接描画することができる直接描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板上のフォトレジスト膜に回路パターンを描画する方法として、回路パターンが形成されたフォトマスクを用いた密着露光、縮小投影露光、近接露光等が知られている。プリント基板の少量多品種化が進むと、プリント基板の種類ごとにフォトマスクを作製しなければならない。このため、フォトマスクを用いない直接描画法が注目されている。
【０００３】
下記の特許文献１に開示されているフォトレジストパターン直接描画装置について説明する。アレイ状に配置された端面発光型エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を有する露光光源が、基板の上方に配置されている。制御回路により、各ＥＬ素子の発光をオンオフ制御する。各ＥＬ素子から放射された光が、集光光学系により基板上に照射される。
【０００４】
露光光源及び基板の一方を、ＥＬ素子が配列した方向と直交する方向に移動させながら、各ＥＬ素子の発光をオンオフ制御することにより、所望のパターンを描画することができる。
【０００５】
下記の特許文献２に、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイチップを用いた電子写真プリンタ用のプリントヘッドが開示されている。発光部が２列に、かつ千鳥状に配置されている。２列に、かつ千鳥状に配置することにより、印刷ドット密度を高くすることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−８０５２４号公報
【特許文献２】特開２０００−２８９２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＬＥＤアレイを用いた電子写真装置においては、通常、セルフォックレンズアレイにより、露光対象物の表面に各ＬＥＤの発光部の正立等倍像を形成する。このため、画像を構成する画素の大きさは、ＬＥＤアレイの発光部の大きさに等しくなる。感光膜を感光させる場合には、感光膜の感度と、感光膜表面における正立等倍像の光強度分布に依存するが、一般的に、描画される画像の画素の大きさは、ＬＥＤの発光部の大きさと同程度の大きさと考えられる。
【０００８】
また、ＬＥＤアレイの発光部は、その製造上のばらつきにより、設計上の位置からややずれた位置に形成されてしまう場合がある。発光部の位置がずれると、セルフォックレンズアレイで形成される成立等倍像の位置もずれてしまう。このずれは極わずかであるため、通常の電子写真装置においては問題にならない。ところが、プリント基板の回路パターンを形成するための直接描画装置においては、描画される画素の位置ずれが、配線の断線や短絡の原因になる。
【０００９】
本発明の目的は、描画される画像の画素をより小さくすることができる直接描画装置を提供することである。本発明の他の目的は、描画される画像の画素の位置ずれを生じにくくした直接描画装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一観点によれば、光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んだ発光画素アレイと、前記発光画素に対応して開口が形成され、該発光画素から放射された光の一部が、対応する開口を通過し、かつ各開口内の全領域を、対応する発光画素から放射された光が通過するように配置され、開口以外の領域に入射する光を遮光する遮光マスクと、表面に感光膜が形成された露光対象物を保持するステージと、前記発光画素から放射され、前記遮光マスクの対応する開口を通過した光を、前記ステージに保持された露光対象物上に集光させる集光光学系と、前記ステージに保持された露光対象物及び前記集光光学系の一方を他方に対して移動させる移動機構とを有する直接描画装置が提供される。
【００１１】
本発明の他の観点によると、光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んだ発光画素アレイと、表面に感光膜が形成された露光対象物を保持するステージと、前記発光画素から放射された光が入射する位置に配置されたセルフォックレンズアレイと、前記セルフォックレンズアレイを透過した光が入射する位置に、前記発光画素に対応して配置されたマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイであって、該マイクロレンズは、対応する発光画素から放射されて前記セルフォックレンズアレイを通過した光を、前記ステージに保持された露光対象物の表面に集光する前記マイクロレンズアレイと、前記ステージに保持された露光対象物及び前記発光画素アレイの一方を他方に対して移動させる移動機構とを有する直接描画装置が提供される。
【００１２】
本発明のさらに他の観点によると、光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んだ発光画素アレイと、表面に感光膜が形成された露光対象物を保持するステージと、前記発光画素の各々から放射された光を、前記ステージに保持された露光対象物上に集光させる集光光学系と、前記ステージに保持された露光対象物及び前記集光光学系の一方を他方に対して移動させる移動機構と、前記複数の発光画素から放射された光の複数の集光領域の相対位置を計測する集光位置検出手段とを有する直接描画装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
開口により、実効的な発光画素の大きさが制限され、描画される画像の画素を小さくすることができる。さらに、開口により、実効的な発光画素の位置が画定されるため、発光画素の位置のばらつきによる画像の乱れを防止することができる。マイクロレンズにより、露光対象物上に形成される集光領域を小さくすることができる。これにより、描画される画像の画素を小さくすることが可能になる。発光画素から放射された光の集光領域の相対位置を計測することにより、描画時に、発光のタイミングをずらすことによって、位置ずれを補償することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１Ａ及び図１Ｂに、それぞれ第１の実施例による直接描画装置の正面図及び平面図を示す。基台１の上に、ＸＹステージ２が取り付けられている。ＸＹステージ２の上に、露光対象物であるプリント基板１０が保持されている。プリント基板１０の表面には、紫外光により感光するドライフィルムレジスト（ＤＦレジスト）やソルダーレジストからなる感光膜が設けられている。ＸＹステージ２に保持されたプリント基板１０の表面に平行な面をＸＹ面とするＸＹＺ直交座標系を定義する。
【００１５】
ＸＹステージ２は、移動機構８によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動することができる。移動機構８は、制御装置４により制御される。ＸＹステージ２に保持されたプリント基板１０の上方に、露光光源３が配置されている。露光光源３は、Ｙ軸に平行な方向に並んだ多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。ＬＥＤの各々は、波長３５０ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲の紫外光を放射する。ＬＥＤの各々の発光部から放射された光が、ＸＹステージ２に保持された露光対象物１０の表面の所定の位置に入射する。光の入射する領域を「集光領域」と呼ぶこととする。集光領域は、露光対象物１０の表面において、Ｙ軸に平行な方向に配列する。露光光源３の詳細な構造については、後に図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明する。
【００１６】
ＸＹステージ２の上面に、２個の集光位置検出器６が固定されている。集光位置検出器６は、露光光源３のＬＥＤから放射された光を受光することにより、実際に光が入射する位置を計測することができる。集光位置検出器６として、例えば４分割フォトディテクタを用いることができる。
【００１７】
ＸＹステージ２の上方に、２個のＣＣＤカメラ７が配置されている。ＣＣＤカメラ７は、露光対象物１０に形成されている位置合せ用のマークを観察することにより、露光対象物１０の位置を検出する。さらに、集光位置検出器６をＣＣＤカメラ７の視野内に配置することにより、集光位置検出器６の位置を計測することができる。
【００１８】
集光位置検出器６及びＣＣＤカメラ７による検出結果が、制御装置４に入力される。制御装置４は、集光位置検出器６及びＣＣＤカメラ７から入力された検出結果、及び予め与えられている画像データに基づいて、移動機構８を制御するとともに、露光光源３を構成する複数のＬＥＤの発光のタイミング制御を行う。
【００１９】
冷却装置５が、露光光源３に熱的に結合しており、露光光源３を冷却する。冷却装置５内に冷媒の流路が形成されている。冷媒導入路５ａから、冷却装置５内の流路に冷媒が導入され、流路を流れた冷媒が、冷媒排出路５ｂを通って排出される。
【００２０】
図２Ａに、露光光源３及び露光対象物１０の部分断面図を示す。露光光源３は、発光画素アレイ３０、遮光マスク３２、及び集光光学系３４を含んで構成される。発光画素アレイ３０は、Ｙ軸に平行な仮想直線に沿って配置された多数の発光画素３１を含む。発光画素３１の各々は、例えば、ＬＥＤで構成され、その発光波長は紫外域である。
【００２１】
発光画素３１から放射された光の経路上に、遮光マスク３２が配置されている。遮光マスク３２には、発光画素３１に対応した開口３３が形成されている。
【００２２】
図２Ｂに、発光画素３１と開口３３との位置関係を示す。Ｚ軸に平行な視線で見たとき、開口３３は発光画素３１よりも小さく、開口３３の各々は、対応する発光画素３１に内包される位置に配置されている。発光画素３１から放射された光の一部が、その発光画素３１に対応する開口３３を通過し、残りの成分は、遮光マスク３２により遮光される。また、開口３３内の全領域を、対応する発光画素３１から放射された光が通過する。
【００２３】
図２Ａに戻って説明を続ける。集光光学系３４が、遮光マスク３２と露光対象物１０との間に配置されている。集光光学系３４は、遮光マスク３２に形成された開口３３の正立等倍像を、露光対象物１０の表面に形成する。開口３３が正方形である場合、その大きさによっては、解像限界により頂点が丸みを帯び、円形に近い像が形成される場合がある。集光光学系３４として、例えばＺ軸に平行な中心軸を持つ多数のセルフォックレンズがＸＹ面に平行な面に沿って２次元的に配置されたセルフォックレンズアレイを用いることができる。
【００２４】
露光対象物１０は、樹脂製のコア基板１０Ａ、銅箔１０Ｂ、及び感光膜１０Ｃがこの順番に積層された積層構造を有する。感光膜１０Ｃは、例えばＤＦレジスト、ソルダーレジスト等で形成される。感光膜１０Ｃのうち、開口３３の等倍像が形成された領域が感光し、潜像が形成される。
【００２５】
図１Ａ及び図１Ｂに示したＸＹステージ２をＸ軸方向に移動させながら、描画すべき画像データに基づいて発光画素３１を発光させることにより、感光膜１０Ｃに、描画すべき画像の潜像を形成することができる。潜像が形成された感光膜１０Ｃを現像することにより、感光膜１０Ｃからなる画像（パターン）が形成される。
【００２６】
開口３３の等倍像は、Ｙ軸方向に離散的に分布する。このため、Ｘ軸方向に１回移動させただけでは、Ｙ軸方向に連続するパターンを描画することができない。露光対象物１０をＹ軸方向に、開口３３のＹ軸方向に関する寸法分だけ移動させ、その位置でＸ軸方向に移動させながら、２回目の描画を行う。Ｙ軸方向への移動と、Ｘ軸方向へ移動させながらの描画とを繰り返すことにより、Ｙ軸方向に連続したパターンを描画することができる。
【００２７】
第１の実施例では、露光対象物１０の表面における画素（ドット）の大きさは、遮光マスク３２に形成されている開口３３の大きさにより決定される。開口３３が発光画素３１よりも小さいため、遮光マスク３２を配置しない場合に比べて、描画される画像の画素を小さくすることができる。これにより、画像のドット密度を高めることが可能になる。
【００２８】
図３に、第２の実施例による直接描画装置の発光画素と遮光マスクとの位置関係を示す。第２の実施例では、４個の発光画素アレイ３０ａ〜３０ｄが配置されている。発光画素アレイ３０ａ〜３０ｄは、それぞれＹ軸方向にピッチＰで配列した複数の発光画素３１ａ〜３１ｄを含む。発光画素アレイ３０ａ〜３０ｄは、Ｘ軸方向にこの順番に配置されている。
【００２９】
２行目〜４行目の発光画素アレイ３０ｂ〜３０ｄの発光画素３１ｂ〜３１ｄは、それぞれ１行目の発光画素アレイ３０ａの発光画素３１ａを、Ｙ軸方向にピッチＰの１／４、２／４、及び３／４だけ変位させた位置に配置されている。
【００３０】
第２の実施例では、図２Ａに示した遮光マスク３２に代えて、開口が２次元的に分布する大きな遮光マスク３２ａが配置されている。第２の実施例の遮光マスク３２ａには、１行目の発光画素３１ａに対応する位置に、開口３３ａが形成されている。２行目〜４行目の発光画素３１ｂ〜３１ｄについても、同様に、開口３３ｂ〜３３ｄが形成されている。Ｚ軸に平行な視線で見たとき、開口３３ａ〜３３ｄの各々は、対応する発光画素３１ａ〜３１ｄに内包される。各行の発光画素に対応する開口３３ａ〜３３ｄは、Ｙ軸方向にピッチＰで配列している。
【００３１】
２行目〜４行目の開口３３ｂ〜３３ｄは、それぞれ１行目の開口３３ａを、Ｙ軸方向にピッチＰの１／４、２／４、及び３／４だけ変位させた位置に形成されている。開口３３ａ〜３３ｄの各々は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な辺を持つ正方形であり、一辺の長さはピッチＰの１／４である。開口３０ａ〜３０ｄは、全体としてＹ軸方向に隙間なく分布することになる。
【００３２】
このため、開口３３ａ〜３３ｄの像が、露光対象物１０の表面上において、Ｙ軸方向に関して隙間無く分布する。開口３３ａ〜３３ｄの像の外周の露光量が、図２Ａに示した感光膜１０Ｃが現像されるしきい値に等しい場合、すなわち、開口３３ａ〜３３ｄの像によって感光し、現像されるパターンの寸法が、開口３３ａ〜３３ｄの寸法とほぼ同一である場合は、露光対象物１０をＸ軸方向に移動させながら、描画を行うことにより、Ｙ軸方向に連続するパターンを形成することができる。
【００３３】
開口３３ａ〜３３ｄの像の外周の露光量が、現像のしきい値よりも小さい場合には、現像されるパターンが開口３３ａ〜３３ｄよりも小さくなる。このような場合、開口３３ａ〜３３ｄが、全体として、Ｙ軸方向に関してやや重りながら分布するように、開口３３ａ〜３３ｄをやや大きくすればよい。このように、開口３３ａ〜３３ｄを大きくすることにより、開口３３ａ〜３３ｄの各々によって形成されるパターンを、Ｙ軸方向に隙間なく配置することができる。
【００３４】
第２の実施例では、発光画素３１ａ〜３１ｄ、及び開口３３ａ〜３３ｄが、４行に配置されている場合を示したが、２行、３行、または５行以上に配置してもよい。この場合も、開口によって感光膜１０Ｃに形成されるパターンが、全体としてＹ軸方向に隙間なく分布するように、発光画素及び開口を配置すればよい。
【００３５】
図４に、第３の実施例による露光光源３及び露光対象物１０の断面図を示す。第３の実施例では、図２Ａに示した第１の実施例の遮光マスク３２が取り除かれ、その代わりに、集光光学系３４と露光対象物１０との間に、マイクロレンズアレイ４０が配置されている。マイクロレンズアレイ４０は、発光画素３１に対応する位置に配置されたマイクロレンズ４１を有する。
【００３６】
発光画素３１から放射された光は、集光光学系３４で集光された後、さらに対応するマイクロレンズ４１で集光される。これにより、露光対象物１０の表面に、発光画素３１よりも小さな像が形成される。このため、感光膜１０Ｃに描画される画像を構成する画素（描画画像の画素）が、発光画素３１よりも小さくなる。
【００３７】
次に、描画方法について説明する。露光対象物１０をＸ軸方向へ移動させながら描画を行った後、露光対象物１０を、描画画像の画素のＹ軸方向に関する寸法分だけＹ軸方向に変位させる。この状態で、さらにＸ軸方向へ移動させながら描画を行う。このように、露光対象物をＸ軸方向へ移動させながら描画を行う工程と、Ｙ軸方向への変位とを交互に繰り返すことにより、Ｙ軸方向に連続するパターンを含む画像を形成することができる。
【００３８】
露光対象物１０の表面に、発光画素３１の等倍像を形成する場合に比べて、よりドット密度の高い画像を形成することができる。
【００３９】
図５に、第４の実施例による直接描画装置の発光画素と遮光マスクとの位置関係を示す。図２Ｂに示した第１の実施例では、発光画素３１が、Ｙ軸方向に等ピッチで１列に配列している場合を示した。ところが、製造工程におけるばらつきにより、発光画素３１の位置にばらつきが生じる場合がある。図５に示した第４の実施例では、発光画素３１が、設計上の位置からＸ軸方向及びＹ軸方向にずれた位置に配置されている。
【００４０】
遮光マスク３２の開口３３の位置は、ほとんどばらつかない。発光画素３１の位置が設計上の位置からずれたとしても、Ｚ軸に平行な視線で見たとき、開口３３が、対応する発光画素３１に内包される。
【００４１】
図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明したように、集光光学系３４は、露光対象物１０の表面に開口３３の正立等倍像を形成する。このため、発光画素３１の位置にばらつきがあったとしても、露光対象物１０の表面における像の位置はばらつかない。このため、発光画素３１の位置のばらつきに起因する画像の乱れを防止することができる。
【００４２】
図６に、第５の実施例による直接描画装置の発光画素と遮光マスクとの位置関係を示す。第６の実施例では、複数の発光画素３１ｊが、仮想直線４５の両側に配置されている。第１の側の発光画素３１ｊは、仮想直線４５に平行な方向に配列し、反対の第２の側の発光画素３１ｊは、仮想直線４５に関して第１の側の発光画素３１ｊの線対称の位置に配置されている。発光画素アレイ３０ｊは、仮想直線４５がＹ軸に対して斜めになるように配置されている。
【００４３】
遮光マスク３２ｊの開口３３ｊが、発光画素３３ｊに対応して形成されている。第１の側の相互に隣り合う第１の開口３３ｊ１と第２の開口３３ｊ２、及び第１の開口３３ｊ１の対称の位置に配置された第２の側の第３の開口３３ｊ３に着目する。第１の開口３３ｊ１と第３の開口３３ｊ３との、Ｙ軸方向に関する中心間の距離Ｐｙ１と、第３の開口３３ｊ３と第２の開口３３ｊ２との、Ｙ軸方向の中心間の距離Ｐｙ２とが等しくなるように、仮想直線４５がＹ軸に対して傾いている。
【００４４】
中心間の距離Ｐｙ１とＰｙ２とが等しいため、露光対象物１０をＸ軸方向に移動させながら描画することにより、画像を構成する画素をＹ軸方向に均等に分布させることができる。発光画素及び開口が１列に配列している場合に比べて、Ｙ軸方向に関する画素密度を高めることができる。
【００４５】
第１の開口３３ｊ１によって感光膜１０Ｃに形成されたパターンと、第３の開口３３ｊ３によって感光膜１０Ｃに形成されるパターンとが、Ｙ軸方向に関して重なるか、または接するようにこれらの開口を配置すると、図３に示した第２の実施例の場合のように、Ｘ軸方向に移動させながら１回の描画を行うことにより、Ｙ軸方向に連続するパターンを含む画像を形成することができる。
【００４６】
次に、図７及び図８を参照して、第６の実施例による直接描画装置について説明する。なお、必要に応じて図１Ａ、図１Ｂ、及び図４を参照する。第６の実施例では、図４に示した第３の実施例による露光光源３と同一の構造の光源が用いられる。
【００４７】
図７に、４分割フォトディテクタで構成された集光位置検出器６の概略平面図を示す。集光位置検出器６の上面に、ＵＶ直交座標系を定義する。ＵＶ直交座標系の第１〜第４象限に、それぞれ第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄが配置されている。第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄの各々は、例えば正方形である。第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄは、Ｕ軸及びＶ軸に関して線対象であり、かつ原点５２に関して４回回転対称性を持つ。Ｕ軸またはＶ軸を挟んで相互に隣り合う受光領域の間隔をＷとする。第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄは、独立に受光量を計測することができる。集光位置検出器６は、その上面が、露光対象物１０の表面と同じ高さになり、かつＵ軸がＸ軸に平行になり、Ｖ軸がＹ軸に平行になるように、ＸＹステージ２に固定されている。
【００４８】
集光位置検出器６を、図４に示した１つの発光画素３１の直下に配置すると、集光位置検出器６の上面の一部に、発光画素３１から放射された光が入射し、ほぼ円形の集光領域５１が形成される。集光領域５１の中心が、ＵＶ座標の原点５２に一致するとき、第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄで計測される光量はすべて等しくなる。集光領域５１の中心が原点５２からずれると、第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄで計測される光量にばらつきが生ずる。第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄのうち少なくとも３個の受光領域で光量が計測された場合、計測された光量に基づいて、集光領域５１のずれの大きさとずれの方向とを求めることができる。
【００４９】
集光領域５１のずれを検出するために、集光位置検出器６として、間隔Ｗが少なくとも集光領域５１の直径よりも狭いものを用いる必要がある。また、ずれの検出精度を高めるために、間隔Ｗが、集光領域５１の直径の５０％以下のものを使用することが好ましい。
【００５０】
図１Ａに示した制御装置４の機能について説明する。制御装置４には、描画すべき画像データが記憶されている。ＸＹステージ２を制御して、集光位置検出器６を１つの発光画素３１の直下に配置させる。その発光画素３１を発光させ、集光位置検出器６による受光量の計測結果を受信する。この計測結果から、当該発光画素３１から放射された光の集光領域の中心位置を計測することができる。
【００５１】
図８に、複数の発光画素３１から放射された光の集光領域５１の相対位置の一例を示す。複数の発光画素３１のうち１つの発光画素を基準発光画素とする。この基準発光画素から放射された光の集光領域５１（０）の中心のＸ軸方向に関する位置５５を、Ｘ方向基準位置と呼ぶこととする。
【００５２】
基準発光画素以外の発光画素３１から放射された光の集光領域５１（１）、５１（２）、・・・の中心の、Ｘ方向基準位置５５からのずれ量Ｄ１、Ｄ２、・・・を求め、記憶する。ＸＹステージ２をＸ軸方向に移動させながら、発光画素３１を発光させて描画を行う際に、描画すべき画像データに基づいて、かつ、ずれ量Ｄ１、Ｄ２、・・・を補償するように発光画素３１の発光タイミングを制御する。
【００５３】
集光領域５１の、Ｘ軸方向へのずれ量Ｄ１、Ｄ２、・・・を補償し、Ｘ軸方向に関して歪のない画像を形成することができる。例えば、Ｙ軸に平行な直線パターンが曲線になってしまうことを防止できる。
【００５４】
第６の実施例では、発光画素３１の集光領域５１が、設計上の位置からＹ軸方向にずれている場合には、そのずれを補正することができない。ただし、Ｘ軸方向に平行な直線パターンは、同一の発光画素３１を発光させることにより形成されるため、描画されたパターンが曲線になってしまうことが防止される。
【００５５】
上記実施例では、露光対象物１０を露光光源３に対して移動させたが、露光光源３を露光対象物１０に対して移動させてもよい。
【００５６】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１Ａは、第１の実施例による直接描画装置の正面図であり、図１Ｂは、その平面図である。
【図２】図２Ａは、第１の実施例による直接描画装置の露光光源及び露光対象物の断面図であり、図２Ｂは、発光画素と開口との位置関係を示す図である。
【図３】第２の実施例による直接描画装置の発光画素と開口との位置関係を示す図である。
【図４】第３の実施例による直接描画装置の露光光源及び露光対象物の断面図である。
【図５】第４の実施例による直接描画装置の発光画素と開口との位置関係を示す図である。
【図６】第５の実施例による直接描画装置の発光画素と開口との位置関係を示す図である。
【図７】第６の実施例による直接描画装置の集光位置検出器の平面図である。
【図８】第６の実施例による直接描画装置の集光領域の配置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 基台
２ ＸＹステージ
３ 露光光源
４ 制御装置
５ 冷却装置
６ 集光位置検出器
７ ＣＣＤカメラ
８ 移動機構
１０ 露光対象物
３０ 発光画素アレイ
３１ 発光画素
３２ 遮光マスク
３３ 開口
３４ 集光光学系
４０ マイクロレンズアレイ
４１ マイクロレンズ
４５ 仮想直線
５０ａ〜５０ｄ 受光領域
５１ 集光領域
５２ 原点
５５ Ｘ方向基準位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接描画装置に関し、特にプリント基板上に形成されたフォトレジスト膜に回路パターンを直接描画することができる直接描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板上のフォトレジスト膜に回路パターンを描画する方法として、回路パターンが形成されたフォトマスクを用いた密着露光、縮小投影露光、近接露光等が知られている。プリント基板の少量多品種化が進むと、プリント基板の種類ごとにフォトマスクを作製しなければならない。このため、フォトマスクを用いない直接描画法が注目されている。
【０００３】
下記の特許文献１に開示されているフォトレジストパターン直接描画装置について説明する。アレイ状に配置された端面発光型エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を有する露光光源が、基板の上方に配置されている。制御回路により、各ＥＬ素子の発光をオンオフ制御する。各ＥＬ素子から放射された光が、集光光学系により基板上に照射される。
【０００４】
露光光源及び基板の一方を、ＥＬ素子が配列した方向と直交する方向に移動させながら、各ＥＬ素子の発光をオンオフ制御することにより、所望のパターンを描画することができる。
【０００５】
下記の特許文献２に、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイチップを用いた電子写真プリンタ用のプリントヘッドが開示されている。発光部が２列に、かつ千鳥状に配置されている。２列に、かつ千鳥状に配置することにより、印刷ドット密度を高くすることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−８０５２４号公報
【特許文献２】特開２０００−２８９２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＬＥＤアレイを用いた電子写真装置においては、通常、セルフォックレンズアレイにより、露光対象物の表面に各ＬＥＤの発光部の正立等倍像を形成する。このため、画像を構成する画素の大きさは、ＬＥＤアレイの発光部の大きさに等しくなる。感光膜を感光させる場合には、感光膜の感度と、感光膜表面における正立等倍像の光強度分布に依存するが、一般的に、描画される画像の画素の大きさは、ＬＥＤの発光部の大きさと同程度の大きさと考えられる。
【０００８】
また、ＬＥＤアレイの発光部は、その製造上のばらつきにより、設計上の位置からややずれた位置に形成されてしまう場合がある。発光部の位置がずれると、セルフォックレンズアレイで形成される成立等倍像の位置もずれてしまう。このずれは極わずかであるため、通常の電子写真装置においては問題にならない。ところが、プリント基板の回路パターンを形成するための直接描画装置においては、描画される画素の位置ずれが、配線の断線や短絡の原因になる。
【０００９】
本発明の目的は、描画される画像の画素をより小さくすることができる直接描画装置を提供することである。本発明の他の目的は、描画される画像の画素の位置ずれを生じにくくした直接描画装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一観点によれば、光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んだ発光画素アレイと、前記発光画素に対応して開口が形成され、該発光画素から放射された光の一部が、対応する開口を通過し、かつ各開口内の全領域を、対応する発光画素から放射された光が通過するように配置され、開口以外の領域に入射する光を遮光する遮光マスクと、表面に感光膜が形成された露光対象物を保持するステージと、前記発光画素から放射され、前記遮光マスクの対応する開口を通過した光を、前記ステージに保持された露光対象物上に集光させる集光光学系と、前記ステージに保持された露光対象物及び前記集光光学系の一方を他方に対して移動させる移動機構とを有する直接描画装置が提供される。
【００１１】
本発明の他の観点によると、光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んだ発光画素アレイと、表面に感光膜が形成された露光対象物を保持するステージと、前記発光画素から放射された光が入射する位置に配置されたセルフォックレンズアレイと、前記セルフォックレンズアレイを透過した光が入射する位置に、前記発光画素に対応して配置されたマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイであって、該マイクロレンズは、対応する発光画素から放射されて前記セルフォックレンズアレイを通過した光を、前記ステージに保持された露光対象物の表面に集光する前記マイクロレンズアレイと、前記ステージに保持された露光対象物及び前記発光画素アレイの一方を他方に対して移動させる移動機構とを有する直接描画装置が提供される。
【００１２】
本発明のさらに他の観点によると、光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んだ発光画素アレイと、表面に感光膜が形成された露光対象物を保持するステージと、前記発光画素の各々から放射された光を、前記ステージに保持された露光対象物上に集光させる集光光学系と、前記ステージに保持された露光対象物及び前記集光光学系の一方を他方に対して移動させる移動機構と、前記複数の発光画素から放射された光の複数の集光領域の相対位置を計測する集光位置検出手段とを有する直接描画装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
開口により、実効的な発光画素の大きさが制限され、描画される画像の画素を小さくすることができる。さらに、開口により、実効的な発光画素の位置が画定されるため、発光画素の位置のばらつきによる画像の乱れを防止することができる。マイクロレンズにより、露光対象物上に形成される集光領域を小さくすることができる。これにより、描画される画像の画素を小さくすることが可能になる。発光画素から放射された光の集光領域の相対位置を計測することにより、描画時に、発光のタイミングをずらすことによって、位置ずれを補償することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１Ａ及び図１Ｂに、それぞれ第１の実施例による直接描画装置の正面図及び平面図を示す。基台１の上に、ＸＹステージ２が取り付けられている。ＸＹステージ２の上に、露光対象物であるプリント基板１０が保持されている。プリント基板１０の表面には、紫外光により感光するドライフィルムレジスト（ＤＦレジスト）やソルダーレジストからなる感光膜が設けられている。ＸＹステージ２に保持されたプリント基板１０の表面に平行な面をＸＹ面とするＸＹＺ直交座標系を定義する。
【００１５】
ＸＹステージ２は、移動機構８によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動することができる。移動機構８は、制御装置４により制御される。ＸＹステージ２に保持されたプリント基板１０の上方に、露光光源３が配置されている。露光光源３は、Ｙ軸に平行な方向に並んだ多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。ＬＥＤの各々は、波長３５０ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲の紫外光を放射する。ＬＥＤの各々の発光部から放射された光が、ＸＹステージ２に保持された露光対象物１０の表面の所定の位置に入射する。光の入射する領域を「集光領域」と呼ぶこととする。集光領域は、露光対象物１０の表面において、Ｙ軸に平行な方向に配列する。露光光源３の詳細な構造については、後に図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明する。
【００１６】
ＸＹステージ２の上面に、２個の集光位置検出器６が固定されている。集光位置検出器６は、露光光源３のＬＥＤから放射された光を受光することにより、実際に光が入射する位置を計測することができる。集光位置検出器６として、例えば４分割フォトディテクタを用いることができる。
【００１７】
ＸＹステージ２の上方に、２個のＣＣＤカメラ７が配置されている。ＣＣＤカメラ７は、露光対象物１０に形成されている位置合せ用のマークを観察することにより、露光対象物１０の位置を検出する。さらに、集光位置検出器６をＣＣＤカメラ７の視野内に配置することにより、集光位置検出器６の位置を計測することができる。
【００１８】
集光位置検出器６及びＣＣＤカメラ７による検出結果が、制御装置４に入力される。制御装置４は、集光位置検出器６及びＣＣＤカメラ７から入力された検出結果、及び予め与えられている画像データに基づいて、移動機構８を制御するとともに、露光光源３を構成する複数のＬＥＤの発光のタイミング制御を行う。
【００１９】
冷却装置５が、露光光源３に熱的に結合しており、露光光源３を冷却する。冷却装置５内に冷媒の流路が形成されている。冷媒導入路５ａから、冷却装置５内の流路に冷媒が導入され、流路を流れた冷媒が、冷媒排出路５ｂを通って排出される。
【００２０】
図２Ａに、露光光源３及び露光対象物１０の部分断面図を示す。露光光源３は、発光画素アレイ３０、遮光マスク３２、及び集光光学系３４を含んで構成される。発光画素アレイ３０は、Ｙ軸に平行な仮想直線に沿って配置された多数の発光画素３１を含む。発光画素３１の各々は、例えば、ＬＥＤで構成され、その発光波長は紫外域である。
【００２１】
発光画素３１から放射された光の経路上に、遮光マスク３２が配置されている。遮光マスク３２には、発光画素３１に対応した開口３３が形成されている。
【００２２】
図２Ｂに、発光画素３１と開口３３との位置関係を示す。Ｚ軸に平行な視線で見たとき、開口３３は発光画素３１よりも小さく、開口３３の各々は、対応する発光画素３１に内包される位置に配置されている。発光画素３１から放射された光の一部が、その発光画素３１に対応する開口３３を通過し、残りの成分は、遮光マスク３２により遮光される。また、開口３３内の全領域を、対応する発光画素３１から放射された光が通過する。
【００２３】
図２Ａに戻って説明を続ける。集光光学系３４が、遮光マスク３２と露光対象物１０との間に配置されている。集光光学系３４は、遮光マスク３２に形成された開口３３の正立等倍像を、露光対象物１０の表面に形成する。開口３３が正方形である場合、その大きさによっては、解像限界により頂点が丸みを帯び、円形に近い像が形成される場合がある。集光光学系３４として、例えばＺ軸に平行な中心軸を持つ多数のセルフォックレンズがＸＹ面に平行な面に沿って２次元的に配置されたセルフォックレンズアレイを用いることができる。
【００２４】
露光対象物１０は、樹脂製のコア基板１０Ａ、銅箔１０Ｂ、及び感光膜１０Ｃがこの順番に積層された積層構造を有する。感光膜１０Ｃは、例えばＤＦレジスト、ソルダーレジスト等で形成される。感光膜１０Ｃのうち、開口３３の等倍像が形成された領域が感光し、潜像が形成される。
【００２５】
図１Ａ及び図１Ｂに示したＸＹステージ２をＸ軸方向に移動させながら、描画すべき画像データに基づいて発光画素３１を発光させることにより、感光膜１０Ｃに、描画すべき画像の潜像を形成することができる。潜像が形成された感光膜１０Ｃを現像することにより、感光膜１０Ｃからなる画像（パターン）が形成される。
【００２６】
開口３３の等倍像は、Ｙ軸方向に離散的に分布する。このため、Ｘ軸方向に１回移動させただけでは、Ｙ軸方向に連続するパターンを描画することができない。露光対象物１０をＹ軸方向に、開口３３のＹ軸方向に関する寸法分だけ移動させ、その位置でＸ軸方向に移動させながら、２回目の描画を行う。Ｙ軸方向への移動と、Ｘ軸方向へ移動させながらの描画とを繰り返すことにより、Ｙ軸方向に連続したパターンを描画することができる。
【００２７】
第１の実施例では、露光対象物１０の表面における画素（ドット）の大きさは、遮光マスク３２に形成されている開口３３の大きさにより決定される。開口３３が発光画素３１よりも小さいため、遮光マスク３２を配置しない場合に比べて、描画される画像の画素を小さくすることができる。これにより、画像のドット密度を高めることが可能になる。
【００２８】
図３に、第２の実施例による直接描画装置の発光画素と遮光マスクとの位置関係を示す。第２の実施例では、４個の発光画素アレイ３０ａ〜３０ｄが配置されている。発光画素アレイ３０ａ〜３０ｄは、それぞれＹ軸方向にピッチＰで配列した複数の発光画素３１ａ〜３１ｄを含む。発光画素アレイ３０ａ〜３０ｄは、Ｘ軸方向にこの順番に配置されている。
【００２９】
２行目〜４行目の発光画素アレイ３０ｂ〜３０ｄの発光画素３１ｂ〜３１ｄは、それぞれ１行目の発光画素アレイ３０ａの発光画素３１ａを、Ｙ軸方向にピッチＰの１／４、２／４、及び３／４だけ変位させた位置に配置されている。
【００３０】
第２の実施例では、図２Ａに示した遮光マスク３２に代えて、開口が２次元的に分布する大きな遮光マスク３２ａが配置されている。第２の実施例の遮光マスク３２ａには、１行目の発光画素３１ａに対応する位置に、開口３３ａが形成されている。２行目〜４行目の発光画素３１ｂ〜３１ｄについても、同様に、開口３３ｂ〜３３ｄが形成されている。Ｚ軸に平行な視線で見たとき、開口３３ａ〜３３ｄの各々は、対応する発光画素３１ａ〜３１ｄに内包される。各行の発光画素に対応する開口３３ａ〜３３ｄは、Ｙ軸方向にピッチＰで配列している。
【００３１】
２行目〜４行目の開口３３ｂ〜３３ｄは、それぞれ１行目の開口３３ａを、Ｙ軸方向にピッチＰの１／４、２／４、及び３／４だけ変位させた位置に形成されている。開口３３ａ〜３３ｄの各々は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な辺を持つ正方形であり、一辺の長さはピッチＰの１／４である。開口３０ａ〜３０ｄは、全体としてＹ軸方向に隙間なく分布することになる。
【００３２】
このため、開口３３ａ〜３３ｄの像が、露光対象物１０の表面上において、Ｙ軸方向に関して隙間無く分布する。開口３３ａ〜３３ｄの像の外周の露光量が、図２Ａに示した感光膜１０Ｃが現像されるしきい値に等しい場合、すなわち、開口３３ａ〜３３ｄの像によって感光し、現像されるパターンの寸法が、開口３３ａ〜３３ｄの寸法とほぼ同一である場合は、露光対象物１０をＸ軸方向に移動させながら、描画を行うことにより、Ｙ軸方向に連続するパターンを形成することができる。
【００３３】
開口３３ａ〜３３ｄの像の外周の露光量が、現像のしきい値よりも小さい場合には、現像されるパターンが開口３３ａ〜３３ｄよりも小さくなる。このような場合、開口３３ａ〜３３ｄが、全体として、Ｙ軸方向に関してやや重りながら分布するように、開口３３ａ〜３３ｄをやや大きくすればよい。このように、開口３３ａ〜３３ｄを大きくすることにより、開口３３ａ〜３３ｄの各々によって形成されるパターンを、Ｙ軸方向に隙間なく配置することができる。
【００３４】
第２の実施例では、発光画素３１ａ〜３１ｄ、及び開口３３ａ〜３３ｄが、４行に配置されている場合を示したが、２行、３行、または５行以上に配置してもよい。この場合も、開口によって感光膜１０Ｃに形成されるパターンが、全体としてＹ軸方向に隙間なく分布するように、発光画素及び開口を配置すればよい。
【００３５】
図４に、第３の実施例による露光光源３及び露光対象物１０の断面図を示す。第３の実施例では、図２Ａに示した第１の実施例の遮光マスク３２が取り除かれ、その代わりに、集光光学系３４と露光対象物１０との間に、マイクロレンズアレイ４０が配置されている。マイクロレンズアレイ４０は、発光画素３１に対応する位置に配置されたマイクロレンズ４１を有する。
【００３６】
発光画素３１から放射された光は、集光光学系３４で集光された後、さらに対応するマイクロレンズ４１で集光される。これにより、露光対象物１０の表面に、発光画素３１よりも小さな像が形成される。このため、感光膜１０Ｃに描画される画像を構成する画素（描画画像の画素）が、発光画素３１よりも小さくなる。
【００３７】
次に、描画方法について説明する。露光対象物１０をＸ軸方向へ移動させながら描画を行った後、露光対象物１０を、描画画像の画素のＹ軸方向に関する寸法分だけＹ軸方向に変位させる。この状態で、さらにＸ軸方向へ移動させながら描画を行う。このように、露光対象物をＸ軸方向へ移動させながら描画を行う工程と、Ｙ軸方向への変位とを交互に繰り返すことにより、Ｙ軸方向に連続するパターンを含む画像を形成することができる。
【００３８】
露光対象物１０の表面に、発光画素３１の等倍像を形成する場合に比べて、よりドット密度の高い画像を形成することができる。
【００３９】
図５に、第４の実施例による直接描画装置の発光画素と遮光マスクとの位置関係を示す。図２Ｂに示した第１の実施例では、発光画素３１が、Ｙ軸方向に等ピッチで１列に配列している場合を示した。ところが、製造工程におけるばらつきにより、発光画素３１の位置にばらつきが生じる場合がある。図５に示した第４の実施例では、発光画素３１が、設計上の位置からＸ軸方向及びＹ軸方向にずれた位置に配置されている。
【００４０】
遮光マスク３２の開口３３の位置は、ほとんどばらつかない。発光画素３１の位置が設計上の位置からずれたとしても、Ｚ軸に平行な視線で見たとき、開口３３が、対応する発光画素３１に内包される。
【００４１】
図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明したように、集光光学系３４は、露光対象物１０の表面に開口３３の正立等倍像を形成する。このため、発光画素３１の位置にばらつきがあったとしても、露光対象物１０の表面における像の位置はばらつかない。このため、発光画素３１の位置のばらつきに起因する画像の乱れを防止することができる。
【００４２】
図６に、第５の実施例による直接描画装置の発光画素と遮光マスクとの位置関係を示す。第６の実施例では、複数の発光画素３１ｊが、仮想直線４５の両側に配置されている。第１の側の発光画素３１ｊは、仮想直線４５に平行な方向に配列し、反対の第２の側の発光画素３１ｊは、仮想直線４５に関して第１の側の発光画素３１ｊの線対称の位置に配置されている。発光画素アレイ３０ｊは、仮想直線４５がＹ軸に対して斜めになるように配置されている。
【００４３】
遮光マスク３２ｊの開口３３ｊが、発光画素３３ｊに対応して形成されている。第１の側の相互に隣り合う第１の開口３３ｊ１と第２の開口３３ｊ２、及び第１の開口３３ｊ１の対称の位置に配置された第２の側の第３の開口３３ｊ３に着目する。第１の開口３３ｊ１と第３の開口３３ｊ３との、Ｙ軸方向に関する中心間の距離Ｐｙ１と、第３の開口３３ｊ３と第２の開口３３ｊ２との、Ｙ軸方向の中心間の距離Ｐｙ２とが等しくなるように、仮想直線４５がＹ軸に対して傾いている。
【００４４】
中心間の距離Ｐｙ１とＰｙ２とが等しいため、露光対象物１０をＸ軸方向に移動させながら描画することにより、画像を構成する画素をＹ軸方向に均等に分布させることができる。発光画素及び開口が１列に配列している場合に比べて、Ｙ軸方向に関する画素密度を高めることができる。
【００４５】
第１の開口３３ｊ１によって感光膜１０Ｃに形成されたパターンと、第３の開口３３ｊ３によって感光膜１０Ｃに形成されるパターンとが、Ｙ軸方向に関して重なるか、または接するようにこれらの開口を配置すると、図３に示した第２の実施例の場合のように、Ｘ軸方向に移動させながら１回の描画を行うことにより、Ｙ軸方向に連続するパターンを含む画像を形成することができる。
【００４６】
次に、図７及び図８を参照して、第６の実施例による直接描画装置について説明する。なお、必要に応じて図１Ａ、図１Ｂ、及び図４を参照する。第６の実施例では、図４に示した第３の実施例による露光光源３と同一の構造の光源が用いられる。
【００４７】
図７に、４分割フォトディテクタで構成された集光位置検出器６の概略平面図を示す。集光位置検出器６の上面に、ＵＶ直交座標系を定義する。ＵＶ直交座標系の第１〜第４象限に、それぞれ第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄが配置されている。第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄの各々は、例えば正方形である。第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄは、Ｕ軸及びＶ軸に関して線対象であり、かつ原点５２に関して４回回転対称性を持つ。Ｕ軸またはＶ軸を挟んで相互に隣り合う受光領域の間隔をＷとする。第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄは、独立に受光量を計測することができる。集光位置検出器６は、その上面が、露光対象物１０の表面と同じ高さになり、かつＵ軸がＸ軸に平行になり、Ｖ軸がＹ軸に平行になるように、ＸＹステージ２に固定されている。
【００４８】
集光位置検出器６を、図４に示した１つの発光画素３１の直下に配置すると、集光位置検出器６の上面の一部に、発光画素３１から放射された光が入射し、ほぼ円形の集光領域５１が形成される。集光領域５１の中心が、ＵＶ座標の原点５２に一致するとき、第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄで計測される光量はすべて等しくなる。集光領域５１の中心が原点５２からずれると、第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄで計測される光量にばらつきが生ずる。第１〜第４の受光領域５０ａ〜５０ｄのうち少なくとも３個の受光領域で光量が計測された場合、計測された光量に基づいて、集光領域５１のずれの大きさとずれの方向とを求めることができる。
【００４９】
集光領域５１のずれを検出するために、集光位置検出器６として、間隔Ｗが少なくとも集光領域５１の直径よりも狭いものを用いる必要がある。また、ずれの検出精度を高めるために、間隔Ｗが、集光領域５１の直径の５０％以下のものを使用することが好ましい。
【００５０】
図１Ａに示した制御装置４の機能について説明する。制御装置４には、描画すべき画像データが記憶されている。ＸＹステージ２を制御して、集光位置検出器６を１つの発光画素３１の直下に配置させる。その発光画素３１を発光させ、集光位置検出器６による受光量の計測結果を受信する。この計測結果から、当該発光画素３１から放射された光の集光領域の中心位置を計測することができる。
【００５１】
図８に、複数の発光画素３１から放射された光の集光領域５１の相対位置の一例を示す。複数の発光画素３１のうち１つの発光画素を基準発光画素とする。この基準発光画素から放射された光の集光領域５１（０）の中心のＸ軸方向に関する位置５５を、Ｘ方向基準位置と呼ぶこととする。
【００５２】
基準発光画素以外の発光画素３１から放射された光の集光領域５１（１）、５１（２）、・・・の中心の、Ｘ方向基準位置５５からのずれ量Ｄ１、Ｄ２、・・・を求め、記憶する。ＸＹステージ２をＸ軸方向に移動させながら、発光画素３１を発光させて描画を行う際に、描画すべき画像データに基づいて、かつ、ずれ量Ｄ１、Ｄ２、・・・を補償するように発光画素３１の発光タイミングを制御する。
【００５３】
集光領域５１の、Ｘ軸方向へのずれ量Ｄ１、Ｄ２、・・・を補償し、Ｘ軸方向に関して歪のない画像を形成することができる。例えば、Ｙ軸に平行な直線パターンが曲線になってしまうことを防止できる。
【００５４】
第６の実施例では、発光画素３１の集光領域５１が、設計上の位置からＹ軸方向にずれている場合には、そのずれを補正することができない。ただし、Ｘ軸方向に平行な直線パターンは、同一の発光画素３１を発光させることにより形成されるため、描画されたパターンが曲線になってしまうことが防止される。
【００５５】
上記実施例では、露光対象物１０を露光光源３に対して移動させたが、露光光源３を露光対象物１０に対して移動させてもよい。
【００５６】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１Ａは、第１の実施例による直接描画装置の正面図であり、図１Ｂは、その平面図である。
【図２】図２Ａは、第１の実施例による直接描画装置の露光光源及び露光対象物の断面図であり、図２Ｂは、発光画素と開口との位置関係を示す図である。
【図３】第２の実施例による直接描画装置の発光画素と開口との位置関係を示す図である。
【図４】第３の実施例による直接描画装置の露光光源及び露光対象物の断面図である。
【図５】第４の実施例による直接描画装置の発光画素と開口との位置関係を示す図である。
【図６】第５の実施例による直接描画装置の発光画素と開口との位置関係を示す図である。
【図７】第６の実施例による直接描画装置の集光位置検出器の平面図である。
【図８】第６の実施例による直接描画装置の集光領域の配置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 基台
２ ＸＹステージ
３ 露光光源
４ 制御装置
５ 冷却装置
６ 集光位置検出器
７ ＣＣＤカメラ
８ 移動機構
１０ 露光対象物
３０ 発光画素アレイ
３１ 発光画素
３２ 遮光マスク
３３ 開口
３４ 集光光学系
４０ マイクロレンズアレイ
４１ マイクロレンズ
４５ 仮想直線
５０ａ〜５０ｄ 受光領域
５１ 集光領域
５２ 原点
５５ Ｘ方向基準位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んだ発光画素アレイと、
前記発光画素に対応して開口が形成され、該発光画素から放射された光の一部が、対応する開口を通過し、かつ各開口内の全領域を、対応する発光画素から放射された光が通過するように配置され、開口以外の領域に入射する光を遮光する遮光マスクと、
表面に感光膜が形成された露光対象物を保持するステージと、
前記発光画素から放射され、前記遮光マスクの対応する開口を通過した光を、前記ステージに保持された露光対象物上に集光させる集光光学系と、
前記ステージに保持された露光対象物及び前記集光光学系の一方を他方に対して移動させる移動機構と
を有する直接描画装置。
【請求項２】
前記集光光学系がセルフォックレンズアレイを含み、前記遮光マスクの開口の正立等倍像を、前記ステージに保持された露光対象物の表面に形成する請求項１に記載の直接描画装置。
【請求項３】
前記発光画素が、紫外光を放射する発光ダイオードの発光部により構成されている請求項１または２に記載の直接描画装置。
【請求項４】
光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んだ発光画素アレイと、
表面に感光膜が形成された露光対象物を保持するステージと、
前記発光画素から放射された光が入射する位置に配置されたセルフォックレンズアレイと、
前記セルフォックレンズアレイを透過した光が入射する位置に、前記発光画素に対応して配置されたマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイであって、該マイクロレンズは、対応する発光画素から放射されて前記セルフォックレンズアレイを通過した光を、前記ステージに保持された露光対象物の表面に集光する前記マイクロレンズアレイと、
前記ステージに保持された露光対象物及び前記発光画素アレイの一方を他方に対して移動させる移動機構と
を有する直接描画装置。
【請求項５】
光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んだ発光画素アレイと、
表面に感光膜が形成された露光対象物を保持するステージと、
前記発光画素の各々から放射された光を、前記ステージに保持された露光対象物上に集光させる集光光学系と、
前記ステージに保持された露光対象物及び前記集光光学系の一方を他方に対して移動させる移動機構と、
前記複数の発光画素から放射された光の複数の集光領域の相対位置を計測する集光位置検出手段と
を有する直接描画装置。
【請求項６】
さらに、前記ステージに保持された露光対象物及び前記集光光学系の一方を他方に対して第１の方向に移動させながら、前記集光位置検出手段により検出された複数の集光領域の該第１の方向に関する相対的なずれ量、及び描画すべき画像データに基づいて、前記発光画素の発光タイミングを制御する制御装置を有する請求項５に記載の直接描画装置。
【請求項１】
光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んだ発光画素アレイと、
前記発光画素に対応して開口が形成され、該発光画素から放射された光の一部が、対応する開口を通過し、かつ各開口内の全領域を、対応する発光画素から放射された光が通過するように配置され、開口以外の領域に入射する光を遮光する遮光マスクと、
表面に感光膜が形成された露光対象物を保持するステージと、
前記発光画素から放射され、前記遮光マスクの対応する開口を通過した光を、前記ステージに保持された露光対象物上に集光させる集光光学系と、
前記ステージに保持された露光対象物及び前記集光光学系の一方を他方に対して移動させる移動機構と
を有する直接描画装置。
【請求項２】
前記集光光学系がセルフォックレンズアレイを含み、前記遮光マスクの開口の正立等倍像を、前記ステージに保持された露光対象物の表面に形成する請求項１に記載の直接描画装置。
【請求項３】
前記発光画素が、紫外光を放射する発光ダイオードの発光部により構成されている請求項１または２に記載の直接描画装置。
【請求項４】
光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んだ発光画素アレイと、
表面に感光膜が形成された露光対象物を保持するステージと、
前記発光画素から放射された光が入射する位置に配置されたセルフォックレンズアレイと、
前記セルフォックレンズアレイを透過した光が入射する位置に、前記発光画素に対応して配置されたマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイであって、該マイクロレンズは、対応する発光画素から放射されて前記セルフォックレンズアレイを通過した光を、前記ステージに保持された露光対象物の表面に集光する前記マイクロレンズアレイと、
前記ステージに保持された露光対象物及び前記発光画素アレイの一方を他方に対して移動させる移動機構と
を有する直接描画装置。
【請求項５】
光を放射する複数の発光画素が少なくとも１列に並んだ発光画素アレイと、
表面に感光膜が形成された露光対象物を保持するステージと、
前記発光画素の各々から放射された光を、前記ステージに保持された露光対象物上に集光させる集光光学系と、
前記ステージに保持された露光対象物及び前記集光光学系の一方を他方に対して移動させる移動機構と、
前記複数の発光画素から放射された光の複数の集光領域の相対位置を計測する集光位置検出手段と
を有する直接描画装置。
【請求項６】
さらに、前記ステージに保持された露光対象物及び前記集光光学系の一方を他方に対して第１の方向に移動させながら、前記集光位置検出手段により検出された複数の集光領域の該第１の方向に関する相対的なずれ量、及び描画すべき画像データに基づいて、前記発光画素の発光タイミングを制御する制御装置を有する請求項５に記載の直接描画装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−７９２１９（Ｐ２００７−７９２１９Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６８２４７（Ｐ２００５−２６８２４７）
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．セルフォック
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．セルフォック
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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