距離計測方法及び露光装置
【課題】計測範囲が狭く計測距離が限られ、ホールド機能を備えた距離センサを用いて、高精細な画像露光を可能とする。
【解決手段】制御ユニットは、予めレーザー光源部を発光させて、基板材料を載置した移動テーブルの計測移動を開始し、距離計測のタイミングとなると、距離センサで計測される距離Ｄを読込み、計測終了タイミングで距離Ｄの読込みを終了する（ステップ１００〜１１０）。この後、基板材料への走査露光が開始されたか否かを確認し、露光処理が開始されるとレーザー光源部の発光を停止し、距離センサでの計測値のホールドを解除し（ステップ１１２、１１４）、計測値がホールドされていることにより、有効レンジ外の基板材料に対して誤計測が生じるのを防止する。また、基板材料への走査露光が終了すると、レーザー発光部での発光を開始し、次の基板材料に対する距離計測が可能となるようにして（ステップ１１６、１１８）。
【解決手段】制御ユニットは、予めレーザー光源部を発光させて、基板材料を載置した移動テーブルの計測移動を開始し、距離計測のタイミングとなると、距離センサで計測される距離Ｄを読込み、計測終了タイミングで距離Ｄの読込みを終了する（ステップ１００〜１１０）。この後、基板材料への走査露光が開始されたか否かを確認し、露光処理が開始されるとレーザー光源部の発光を停止し、距離センサでの計測値のホールドを解除し（ステップ１１２、１１４）、計測値がホールドされていることにより、有効レンジ外の基板材料に対して誤計測が生じるのを防止する。また、基板材料への走査露光が終了すると、レーザー発光部での発光を開始し、次の基板材料に対する距離計測が可能となるようにして（ステップ１１６、１１８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板などの露光対象に対してプリントパターンなどの所定の画像を露光する露光装置に係り、計測可能レンジの狭い高精度の距離センサを用いて露光対象の距離を計測する距離計測方法及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線用基板などの基板材料を露光対象とする露光装置では、基板材料を露光ステージ上に載置して、配線パターンを画像とする画像データに基づいて、空間変調素子等によって光ビームを変調しながら走査し、基板材料に配線パターンを露光する。
【０００３】
このような露光装置では、露光ステージ上に形成している多数の小穴へ負圧を供給することにより、基板材料の全面を露光ステージ上に密着させ、基板材料に浮きなどが生じて露光画像にゆがみなどが生じてしまうのを防止している。また、露光装置では、予め基板材料の所定位置に形成されている位置合わせ孔やマーク（アライメントマーク）などが所定位置に配置されるように位置決めされるようにしている。
【０００４】
一方、高精細な画像露光を行うためには、光ビームの焦点を基板材料上の露光面に精度良く合わせる必要がある。ここから、露光装置では、露光ステージを移動することにより、基板材料と距離センサを移動させて、露光ステージ上の基板材料の露光面までの距離を計測し、この後に、露光ステージを露光ユニットに対して相対移動し、計測距離に基いて焦点調整を行いながら、画像露光を行うようにしている。
【０００５】
一般に、非接触で焦点距離の計測を行う距離計測装置としては、レーザー光を計測対象へ照射し、計測対象からの反射光を受光し、受光量に応じた電気信号から、対象物までの距離を計測するものがある（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００６】
ところで、高精度での距離計測が可能な距離センサは、計測可能な帯域であるレンジ幅が狭く、計測可能な距離も限られる。このような距離センサでは、計測される距離が計測可能な距離範囲（以下、計測レンジとする）にあると、高精度で距離の計測が可能となるが、計測レンジを外れると、計測レンジ内での最大値又は最小値の何れか一方の値を計測値として出力してしまう。このために、次の計測レンジを外れていると、この基板材料までの距離が近いか又は離れているかが不明となってしまう。
【０００７】
ここから、高精度での距離計測が可能な距離センサとして、計測値を保持する機能（ホールド機能）を備えたものがある。この距離センサでは、基板材料が計測レンジ内にあると、その距離を高精度で計測可能であり、基板材料が徐々に接近して計測レンジを外れたときには、計測レンジの最小値が出力され、基板材料が徐々に離れて計測レンジを外れたときには、計測レンジの最大値が出力される。このために、基板材料までの距離が離れているのか近いのかの把握が可能となる。
【特許文献１】実開平５−３４５９５号公報
【特許文献２】特開２００１−２４９０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ホールド機能を備えた距離センサでは、基板材料の端部で、急激に変化して、計測レンジを外れると、直前の計測値を保持する。また、この距離センサでは、計測値を保持していると、次に、計測レンジを外れた距離の基板材料が通過しても、保持されている計測値が出力され続ける。このときの計測値が計測レンジ内の有効な計測値であるために、計測誤差となってしまう。
【０００９】
これにより、高精度で焦点距離を調整した光ビームによる画像露光が困難となり、露光品質が低下してしまうという問題が生じる。
【００１０】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、計測レンジが狭く計測距離が限られ、かつ、ホールド機能を備えた距離センサを用いて露光対象までの距離を計測し、計測結果に基づいて焦点調整を行って画像露光を施すときに、高品質での画像露光を可能とする距離計測方法及び露光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】
上記目的を達成するために本発明は、支持体の表面に感光層が形成された露光対象を走査しながら光ビームを照射して露光するときに、露光対象までの距離に応じて焦点距離を調整する露光装置において、計測対象までの距離が予め設定された所定範囲であるときに、光源で発光されて計測対象へ照射されるレーザー光の反射光を受光部で受光することにより計測対象までの距離を計測可能であり、かつ、計測対象の端部で計測値が変化して前記計測範囲を外れたときに前記所定範囲で最前の計測値を保持すると共に、計測値が前記所定範囲を超えている間は、該計測値の保持を継続する保持手段が形成された距離センサを用い、前記露光対象を前記計測対象として前記焦点位置を調整するための距離を計測する距離計測方法であって、前記露光対象が前記距離センサの光照射位置を通過するのに先立って、前記光源からの発光を開始して、前記露光対象が前記距離センサの光照射位置を通過するときに、露光対象までの距離を計測し、次の前記露光対象に対する距離の計測に先立って、前記保持手段による前記計測値の保持解除を行う、ことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、例えば、計測可能な距離及び距離範囲が狭い距離センサを用いて、計測対象を露光対象として、露光対象を露光するときの焦点距離を調整するための距離を計測するときに、距離計測に先立って光源の発光を開始し、レーザー光の安定化を図る。これにより、露光対象までの距離が計測可能な範囲であれば、その距離を正確に計測することができる。
【００１３】
また、計測位置が、露光対象から外れると、保持手段によって直前の計測値が保持される。また、保持手段による計測値の保持は、次の露光対象の計測を開始するまでの間に解除される。
【００１４】
これにより、次の露光対象の距離計測を行うときに、該当露光対象の距離が計測可能範囲を外れていても、計測可能範囲の有効な距離として誤計測されてしまうのを確実に防止することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、前記距離センサが、前記光源の発光が停止されることにより前記保持手段による前記計測値の保持が解除されるときに、前記次の前記露光対象に対する距離の計測に先立って、前記光源の発光を停止する、ことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、光源部の発光を停止することにより保持手段が計測値の保持を解除する距離センサを用いるときに、距離計測に先立って光源部の発光を停止する。
【００１７】
これにより、計測値の保持が解除されるので、次の露光対象の距離が計測可能範囲を外れていても、計測可能範囲の有効な距離として誤計測されてしまうのを確実に防止することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、前記光源の発光停止による前記計測値の保持解除を、前記距離センサの計測結果に基づいた前記露光対象への露光中に行う、ことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、露光対象に対する露光中は、光源部の発光を停止する。これにより、露光対象に対する不必要が感光を抑えながら、誤計測の発生を確実に防止することができる。
【００２０】
このような本発明が適用される露光装置は、露光対象へ露光光となる光ビームを照射可能な露光ヘッドと、前記露光ヘッドに設けられて前記光ビームの焦点位置の調整が可能な焦点調整手段と、レーザー光を発する光源、光源から発せられて前記露光対象で反射されたレーザー光を受光する受光部、受光部で受光された前記レーザー光から露光対象の表面までの距離を演算すると共に演算した距離が予め設定された有効範囲内であるときに演算された距離を出力する距離演算部及び、前記距離演算部で演算された距離が有効範囲を外れたときに直前の有効範囲内の距離が出力されるように保持する保持手段を含む距離センサと、前記露光ヘッド及び前記処理センサに対して前記露光対象を相対移動する移動手段と、前記移動手段によって前記露光対象が前記露光ヘッドに対向されながら移動されるときに、露光対象へ露光すべき画像の画像データに基づいて露光ヘッドから照射される前記光ビームを制御して露光処理を行う露光制御手段と、前記露光対象への前記露光処理に先立って前記移動手段によって前記距離センサに対向されながら移動される露光対象に対する距離を距離センサによって計測する距離計測制御手段と、前記露光対象に前記露光処理を行うときに、前記距離計測制御手段が前記距離センサによって計測した前記距離に基づいて前記焦点調整手段を作動して、前記光ビームの焦点位置が露光対象の表面となるように調整する調整制御手段と、前記距離計測手段が前記距離センサによる前記距離の計測が終了してから前記露光対象への画像露光が終了するまでの間に前記保持手段による前記距離センサが出力する前記距離の保持を解除する保持解除手段と、を含むことができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、露光対象への距離計測に先立って、前回の計測値の保持を解除するので、次の露光対象が、計測範囲を外れていても、誤計測が生じて、露光対象の形成される画像の品質が低下してしまうのを確実に防止することができるという優れた効果が得られる。
【００２２】
また、本発明の露光装置では、露光ヘッドから露光光として照射される光ビームによって高精細な画像露光が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図１及び図２には、本実施の形態に適用した露光装置１０の概略構成が示されている。なお、本実施の形態では、露光装置１０として複数の光ビームを用いて露光対象を露光する所謂マルチビーム露光装置を適用して説明するが、本発明の構成はこれに限るものではない。
【００２４】
図１に示されるように、露光装置１０は、所謂フラットベッド型が適用されており、長尺矩形形状の基台１２を備え、この基台１２が、複数本の脚部材１２Ａによって床面上に、上面が水平状態で支持される。
【００２５】
基台１２の上面には、一対のガイドレール１４が長手方向に沿って取り付けられており、このガイドレール１４に移動ステージ１６が設けられている。図２に示されるように、基台１２には、ステージ駆動部１８が設けられている。これにより、図１に示される移動ステージ１６は、基台１２の長手方向に沿って往復移動可能となっている。このときに、移動ステージ１６は、例えば、４０mm／sec程度の速度などの予め設定されている一定速度で往復移動される。
【００２６】
本実施の形態の露光装置１０は、例えば、プリント基板（ＰＣＢ）、カラーの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などで、基板やガラスプレートなどの表面に感光性エポキシ樹脂などのフォトレジストを塗布したもの、フォトレジスト樹脂やドライフィルムをラミネートしたものなどの各種の感光材料を露光対象として、これらの感光材料への露光に適用される。以下では、露光対象とされる感光材料を、基板部材の表面に感光層が形成された基板材料２０として説明する。なお、図１では、移動ステージ１６の移動方向を矢印Ｙ方向で示し、移動ステージ１６の移動方向と直交するである基台１２の幅方向を矢印Ｘ方向として示す。
【００２７】
露光装置１０では、基台１２の長手方向の一端側が、移動ステージ１６の原位置（例えば、図１の紙面奥側に二点鎖線で示す位置）として設定されている。露光装置１０には、移動ステージ１６の原位置を挟んで矢印Ｘ方向の一方に、搬入搬送手段２２が設けられ、他方に搬出搬送手段２４が設けられている。基板材料２０は、搬入搬送手段２２によって搬送され、原位置に待機されている移動ステージ１６上の所定位置へ載置され、また、この原位置で移動ステージ１６上から排出される。
【００２８】
これにより、露光装置１０では、搬入搬送手段２２から連続して送り込まれる基板材料２０に対して、順に露光処理を施して排出可能となっている。なお、搬入搬送手段２２及び搬出搬送手段２４は、コンベアなどの任意の構成を適用することができる。また、露光装置１０では、少なくとも基台１２上が遮光されており、これにより、移動ステージ１６に載置されて移動される基板材料２０が不必要に感光されてしまうのを防止されている。
【００２９】
一方、図１及び図２に示されるように、露光装置１０は、光源ユニット２６、露光ヘッドユニット２８及び、露光装置１０の作動を制御する制御ユニット３０を備えている。図１に示されるように、基台１２には、長手方向の中間部に、基台１２を幅方向に跨ぐように配置された門型のゲート３２が取付けられており、このゲート３２に露光ヘッドユニット２８が取り付けられている。これにより、露光装置１０では、移動ステージ１６の矢印Ｙ方向に沿った移動によって、基板材料２０が露光ヘッドユニット２８の下方を通過される。
【００３０】
露光ヘッドユニット２８には、それぞれから光ビームが射出される多数の露光ヘッド３４が、例えばマトリックス状に配置されている。また、光源ユニット２６と露光ヘッドユニット２８との間には、例えば、バンドル状の光ファイバアレイ３６が設けられ、光ファイバアレイ３６の一端側が、露光ヘッドユニット２８の露光ヘッド３４に連結され、他端側が光源ユニット２６に連結されている。
【００３１】
光源ユニット２６は、所定の波長域（例えば、紫外波長域）の光を含む光ビームを発する多数の光源（図示省略）が設けられている。光ファイバアレイ３６は、それぞれが多数本の光ファイバを束ねて形成されており、光源ユニット２６の各光源から発せられる光ビームが、光ファイバアレイ３６の光ファイバに入射される。これにより、露光ヘッドユニット２８には、光ファイバアレイ３６によって多数条の光ビームが導入される。基板材料２０は、基台１２上を移動されているときに、露光ヘッド３４に導入された光ビームが照射されることにより走査露光される。
【００３２】
制御ユニット３０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等がバスによって接続された一般的構成のマイクロコンピュータ、ディスプレイなどの表示デバイス、キーボードなどの入力デバイスなどを含む各種の入出力デバイス、各種のデータの入出力を行う入出力インターフェイス、各種のデバイスを駆動する駆動回路などを含んでいる。
【００３３】
露光装置１０では、制御ユニット３０によって、基台１２上の移動ステージ１６の移動、光源ユニット２６、露光ヘッドユニット２８（各露光ヘッド３４）等の作動が制御される。このときに、制御ユニット３０では、基板材料２０へ露光すべき画像（例えば、プリントパターンなど）の画像データから、光ビームを走査するときの変調信号を生成して、露光ヘッドユニット２８へ出力し、各露光ヘッド３４から基板材料２０へ照射する光ビームの偏向を制御する。これにより、移動ステージ１６上の基板材料２０が、画像データに応じて露光される。
【００３４】
一方、基台１２のゲート３２には、露光ヘッドユニット２８と共に距離センサ４０が設けられている。この距離センサ４０は、例えば、基台１２の幅方向に沿って対で配置され、移動ステージ１６の移動によって基板材料２０に対して相対移動される。なお、本実施の形態に適用している露光装置１０では、一例として、露光ヘッドユニット２８が移動ステージ１６の原位置側に配置され、距離センサ４０が原位置と反対側に配置されている。また、本実施の形態では、一例として２台の距離センサ４０を設けているが、これに限らず、基台１２の幅方向の中間部に１台の距離センサ４０を設けた構成であっても良く、また、基台１２の幅方向に沿って３台以上の距離センサ４０を配置した構成であってもよい。
【００３５】
図１及び図２に示されるように、距離センサ４０は、制御ユニット３０に接続されている。露光装置１０では、基板材料２０を載置した移動ステージ１６が、原位置から矢印Ｙ方向に沿って移動される。このときに制御ユニット３０は、距離センサ４０によって基板材料２０の距離を計測する。また、制御ユニット３０は、この計測結果に基づいて、露光ヘッド３４から照射する光ビームの焦点調整を行う。これにより、制御ユニット３０は、各露光ヘッド３４か照射される光ビームの焦点が基板材料２０の露光面と一致させて、高精細の画像が露光されるようにしている。
【００３６】
なお、制御ユニット３０は、移動ステージ１６に対する基板材料２０の位置、すなわち、露光量域を判定し、判定した露光領域へ光ビームが走査されるようにアライメント調整を行う。このようなアライメント調整は、例えば基板材料２０にアライメント用の基準位置として、アライメントマークや基準孔を形成するか又は、角部などの複数位置が設定し（図示省略）、制御ユニット３０は、複数の基準位置の各座標を算出し、露光領域の変位データを作成し、この変位データに基づいて画像データを補正することにより、走査移動が行われるときに、基板材料２０上の所定の領域に適正な画像露光が施されるようにしている。なお、アライメント調整は、これに限らず、公知の任意の手法を適用することができる。また、以下では、移動ステージ１６が原位置から矢印Ｙｍ方向に沿った移動を計測移動とし、移動ステージ１６が矢印Ｙｅ方向に沿って原位置へ戻る移動を走査移動とする。
【００３７】
図３に示されるように、露光ヘッドユニット２８には、多数の露光ヘッド３４がマトリックス状に配置されている。露光装置１０では、基板材料２０の矢印Ｘ方向に沿った全域に露光ヘッド３４が対向されるように、露光ヘッドユニット２８に露光ヘッド３４が設けられている。各露光ヘッド３４は、光ビームの照射可能領域４４Ａが矩形状となっており、この照射可能領域４４Ａの短辺が、矢印Ｙ方向に対して所定の角度で傾斜されている。
【００３８】
また、露光ヘッドユニット２８では、奇数列の露光ヘッド３４の間に、偶数列の露光ヘッド３２が配置され、矢印Ｘ方向に沿って隣接する露光ヘッド３４の間では、矢印Ｘ方向に沿う照射可能領域４４Ａの端部が互いに重なりあうようになっている。これにより、矢印Ｘ方向に隣接する露光ヘッド３４による光ビームの照射可能ライン４４Ｂの端部が互いに重なり合い、露光装置１０では、１回の走査移動によって基板材料２０の露光面の全域へ光ビームを照射可能となっている。
【００３９】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）には、露光ヘッドユニット２８に設けられる露光ヘッド３４の一例を示している。なお、図４（Ａ）は照射可能領域４４Ａの短辺方向に沿った一端側（長辺の一方側）から見た概略図とし、図４（Ｂ）は照射可能領域４４Ａの長辺方向に沿った一端側（短辺の一方側）から見た概略図としている。
【００４０】
露光ヘッド３４は、光ビームを画素ごと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（以下、ＤＭＤ４６とする）を備えている。このＤＭＤ４６は、それぞれが一つの画素に対応する図示しない多数のマイクロミラーを備え、光源ユニット２６から光ファイバアレイ３６の各光ファイバによって案内された多数条の光ビームのそれぞれが、ＤＭＤ４６の各マイクロミラーに照射される。
【００４１】
ＤＭＤ４６では、制御ユニット３０から入力される画素ごとの変調信号に基づいて、各画素に対応するマイクロミラーの傾斜角が切替えられるように駆動される。これにより、露光ヘッド３４では、マイクロミラーに照射された光ビームが偏向される。このときに、露光すべき画素に対応するマイクロミラーが光りビームを基板材料２０へ向けて反射し、露光すべきでない画素に対応するマイクロミラーが、図示しない光吸収部材へ向けて光ビームを反射する。なお、このようなＤＭＤ４６は、公知の構成を適用することができる。
【００４２】
露光ヘッド３４には、光ファイバアレイ３６の各光ファイバが短辺と直交する方向に配列されて連結されている。また、露光ヘッド３４は、光ファイバアレイ３６の光ビーム射出端とＤＭＤ４６の間に、光ファイバから射出される光ビームを補正して、ＤＭＤ４６上に集光するレンズ系４８、レンズ系４８を透過した光ビームを、ＤＭＤ４６へ向けて反射する反射鏡５０が配置されている。
【００４３】
レンズ系４８は、例えば、光ファイバアレイ３６から射出される多数条の光ビームを平行光とする一対の組み合せレンズ４８Ａ、平行光とされた各光ビームの光量分布が均一となるように補正する一対の組み合せレンズ４８Ｂ、補正された各光ビームをＤＭＤ４６上に集光する集光レンズ４８Ｃを含んで形成されている。なお、レンズ系４８では、組み合せレンズ４８Ｂが、光ビームの配列方向に対して、レンズの光軸に近い光ビームの光束を広げると共に、レンズの光軸から離れた光ビームの光束を縮め、配列方向と直交する方向に対しては、光ビームをそのまま透過させることにより、光量分布が均一化されるように補正している。
【００４４】
露光ヘッド３４には、ＤＭＤ４６の光ビーム反射側に、ＤＭＤ４６で反射された光ビームを基板材料２０上の露光面に結像するレンズ系５２、５４及び、レンズ系５２、５４を透過した光ビームの焦点（焦点距離）を調整するオートフォーカスユニット５６が順に配置されている。なお、露光ヘッド３４では、ＤＭＤ４６と基板材料２０の露光面とが共役な関係となるようにレンズ系５２、５４が配置されている。
【００４５】
制御ユニット３０は、距離センサ４０によって検出される距離に基いて、オートフォーカスユニット５６を制御することにより、露光ヘッド３４で各光ビームの焦点が基板材料２０の露光面と一致するようにしている（フォーカス制御）。
【００４６】
本実施の形態で一例として適用したオートフォーカスユニット５６は、透明ガラス材料によって楔状（台形柱状）に形成された一対のペア楔ガラス５８、６０を備えている。ペア楔ガラス５８、６０は所定の屈折率（例えば、屈折率ｎがｎ＝１．５３）に設定され、互いに反転した向きで光ビームの光軸に沿って隣接配置されている。
【００４７】
ＤＭＤ４６側に配置されているペア楔ガラス５８は、両側面に対して直角に形成された側の面が光入射面５８Ａとして、ＤＭＤ４６側へ向けられている。ペア楔ガラス５８は、光入射面５８Ａと反対側の面が光軸に対して傾斜されており、この面が、光出射面５８Ｂとしてペア楔ガラス６０へ向けられている。
【００４８】
基板材料２０側に配置されるペア楔ガラス６０は、ペア楔ガラス５８と同様に、一方の面が両側面に対して直角に形成され、他方の面が側面に対して傾斜されており、ペア楔ガラス６０は、傾斜された面が、光入射面６０Ａとして、ペア楔ガラス５８の光出射面５８Ｂに対向され、直角に形成された面が、光出射面６０Ｂとして基板材料２０に対向されるように配置されている。また、オートフォーカスユニット５６では、このペア楔ガラス５８の光出射面５８Ｂとペア楔ガラス６０の光入射面６０Ａとが、所定の隙間（例えば、０．１ｍｍ）で、かつ、互いに平行となるように取付けられている。
【００４９】
オートフォーカスユニット５６では、図示しないアクチュエータ（例えば、フォーカスモータ）の作動によって、ペア楔ガラス５８、６０が、光出射面５８Ｂと光入射面６０Ａの平行が保たれた状態で、光軸に対して直交する方向へ相対移動される。これにより、光ビームがペア楔ガラス５８、６０を透過するときの透過距離が変化し、光ビームの焦点距離ＦＤが変化する。
【００５０】
露光装置１０では、距離センサ４０に対する各露光ヘッド３４の相対位置が予め決められているか、計測されており、これにより、制御ユニット３０では、距離センサ４０の検出結果から、各露光ヘッド３４と対向される基板材料２０の表面（露光面）との距離が演算できるようになっている。すなわち、制御ユニット３０では、距離センサ４０によって検出される基板材料２０の露光面までの距離Ｄに基いて、オートフォーカスユニット５６のアクチュエータを制御することにより、露光ヘッド３４の焦点距離ＦＤを制御している。このときに、露光装置１０では、一対のペア楔ガラス５８、６０を備えたオートフォーカスユニット５６を用いることにより、焦点距離ＦＤを高精度で制御可能となっている。なお、焦点調整手段としては、オートフォーカスユニット５６に限らず、任意の構成を適用することができる。
【００５１】
ところで、露光装置１０では、基板材料２０に高精細な画像露光を行うためには、高精度で焦点距離ＦＤを調整可能な機構に加えて、基板材料２０の露光面までの距離を高精度で計測する必要がある。ここから、露光装置１０では、レーザー光を用いる距離センサ４０を用いている。
【００５２】
図５に示されるように、本実施の形態に適用した距離センサ４０は、レーザー光源部６２、受光部６４及び、距離演算部６６を含んでいる。この距離センサ４０では、レーザー光源部６２が駆動されることにより発光されて、所定波長のレーザー光が基板材料２０上へ照射される。なお、本実施の形態では、一例としてレーザー光源部６２が、可視光を含むレーザー光を発光するようになっている。
【００５３】
受光部６４は、例えば、ＣＣＤセンサを備えており、基板材料２０上に照射されたレーザー光の反射光を受光し、受光した光量に応じた電気信号を距離演算部６６へ出力する。距離演算部６６では、受光部６４から入力される電気信号に基づいて、基板材料２０の上面までの距離Ｄを演算する。
【００５４】
距離センサ４０は、レーザー光源部６２及び距離演算部６６が、制御ユニット３０に接続されており、制御ユニット３０にレーザー光源部６２の発光／停止が制御されると共に、距離演算部６６で演算された距離Ｄが制御ユニット３０に読み込まれる。
【００５５】
ここで、図６に示されるように、距離センサ４０では、予め基準距離（以下、距離Ｄ０とする）が設定されており、実際の距離Ｄｒの検出範囲が、距離Ｄ０を中心として、±αの範囲（（Ｄ０−α）≦Ｄ０≦（Ｄ０＋α））となっている。
【００５６】
これにより、実際の距離Ｄｒが（Ｄ０−α）≦Ｄｒ≦（Ｄ０＋α）であると、距離センサ４０から出力される距離Ｄは、距離Ｄｒに一致する（Ｄ＝Ｄｒ、（Ｄ０−α）≦Ｄ≦（Ｄ０＋α））。すなわち、距離センサ４０では、計測可能な距離Ｄｒの範囲であるレンジ幅が２・αで、計測レンジ（計測可能範囲）が（Ｄ０−α）≦Ｄｒ≦（Ｄ０＋α）となっている。
【００５７】
ここで、露光装置１０では、例えば、距離Ｄ０が、Ｄ０＝２５ｍｍで、αが、α＝１．０〜１．５ｍｍ（一例として１．５ｍｍ）となる距離センサ４０を用い、（Ｄ０−α）≦Ｄｒ≦（Ｄ０＋α）の範囲では、サブミクロンオーダーで高精度の距離Ｄｒ（距離Ｄ）の計測が可能となっている（実際の有効範囲は、（Ｄ０−α）＜Ｄｒ＜（Ｄ０＋α））。
【００５８】
図２に示されるように、露光装置１０では、基台１２にステージ高さ調整部６８が設けられている。なお、このステージ高さ調整部６８は、移動ステージ１６を、上面が水平状態で昇降する任意の構成を適用でき、図１での図示及び詳細な機構の説明を省略する。
【００５９】
図５に示されるように、露光装置１０では、露光処理を施す基板材料２０の基準となる板厚ｔに合わせて、距離センサ４０によって検出される移動ステージ１６上に載置した基板材料２０の上面までの距離Ｄｒが距離Ｄ０となるように、移動ステージ１６の高さ調整（距離センサ４０と移動ステージ１６の距離Ｄｓの調整）が行われている。
【００６０】
一方、距離Ｄｒを高精度で計測可能な距離センサでは、例えば、基板材料２０の端部で、計測位置が基板材料２０上から外れて距離Ｄｒが急激に増加したり、また、距離Ｄｒが急激に減少するなどして、計測レンジを外れると、計測レンジ内の最大値（Ｄ０＋α）又は、最小値（Ｄ０−α）の何れか一方の値が計測値として出力される。
【００６１】
ここから、図５に示されるように、露光装置１０に設けている距離センサ４０には、ホールド設定部７０が形成されている。このホールド設定部７０は、例えば、ファームウェアとして距離センサ４０内の図示しない記憶素子に書込まれるなどして形成されている。このホールド設定部７０は、距離センサ４０によって検出される距離Ｄｒが急激に変化し、かつ、計測レンジを外れたときに、距離演算部６６から出力される距離Ｄが、計測レンジ内の直前の計測値となるように保持する（ホールド機能）。
【００６２】
これにより、図６に示されるように、距離センサ４０では、計測対象が傾斜しているときに、距離Ｄｒが大きい間は、距離Ｄが最大値（Ｄ＝Ｄ０＋α）となるが、距離Ｄｒが計測レンジ内に入ると、距離Ｄ＝Ｄｒが得られる（図６に実線で示す）。また、距離センサ４０では、距離Ｄｒが小さくなって計測レンジを外れると、距離Ｄが最小値（Ｄ＝Ｄ０−α）となる（図６に破線で示す）。
【００６３】
また、距離Ｄｒが、計測レンジ外から徐々に大きくなるときに、ホールド設定部７０によって距離センサ４０から出力される距離Ｄが最大値に保持されていても、距離Ｄｒが計測レンジ内となると、距離センサ４０から出力される距離Ｄは、Ｄ＝Ｄｒとなる（図６に実線で示す）。
【００６４】
これにより、露光装置１０では、基板材料２０に対する露光処理を繰り返しても、各基板材料２０の上面の距離Ｄｒが、（Ｄ０−α）＜Ｄｒ＜（Ｄ０＋α）の範囲（以下、有効レンジとする）で、それぞれの基板材料２０の距離Ｄｒを正確に計測することができる。
【００６５】
一方、距離センサ４０では、ホールド機能を備えていることにより、距離Ｄがホールドされているときに、距離Ｄｒが計測レンジ内となっている基板材料２０が通過することにより、適正な距離Ｄを出力するが、距離Ｄｒが計測レンジ外となっている基板材料２０が通過したときには、ホールドされている距離Ｄが継続して出力される。このときに距離センサ４０から出力される距離Ｄは、計測レンジ内であるために、制御ユニット３０では、この基板材料２０の距離Ｄｒを誤認識してしまうことになる。
【００６６】
ここで、距離センサ４０に設けているホールド設定部７０では、レーザー光源部６２の発光を停止し、受光部６４に反射光が受光されなくなると、ホールドしている計測値（距離Ｄ）の保持が解除される。また、距離センサ４０では、ホールド設定部７０での計測値の保持が解除されると、有効レンジを外れた、計測レンジ内の最大値（Ｄ０＋α）を距離Ｄとして出力する。
【００６７】
制御ユニット３０では、露光装置１０の動作が開始されると、基板材料２０への走査露光に先立って、レーザー光源部６２での発光を開始する。これにより、基板材料２０の距離Ｄｒを計測するときに、レーザー光が安定して、距離Ｄｒに応じた正確な距離Ｄが、距離センサ４０から出力されるようにしている。
【００６８】
また、制御ユニット３０では、距離センサ４０による距離Ｄｒの計測が終了すると、次ぎの基板材料２０の距離Ｄｒを計測するのに先立って、レーザー光源部６２の発光を停止する。これにより、次の基板材料２０の距離Ｄｒを計測するときに、ホールド設定部７０による計測値の保持が解除されるようにしている。
【００６９】
ここで、本実施の形態では、露光ヘッド３４を用いた基板材料２０への走査露光中に、レーザー光源部６２の発光を停止するようにしている。これにより、基板材料２０への露光中に、レーザー光源部６２から発せられるレーザー光が、基板材料２０の表面に照射されてしまうのを防止しながら、ホールド解除が行われるようにしている。
【００７０】
すなわち、距離センサ４０では、基板材料２０の距離Ｄの計測に先立って、ホールド解除がなされることにより、距離Ｄｒが計測レンジ外となっている基板材料２０が通過したときに、距離Ｄが有効レンジ内の値となることがない。したがって、制御ユニット３０では、距離センサ４０を通過した基板材料２０の距離Ｄが計測レンジ外であることを確実に認識することができる。
【００７１】
以下に、本実施の形態の作用を説明する。
【００７２】
露光装置１０に設けられている制御ユニット３０では、基板材料２０に形成する画像（露光パターン）に応じた画像データが、制御ユニット３０に入力されると、この画像データを、例えば、二値化データに変換して、図示しないフレームメモリに画像データを格納する。また、制御ユニット３０では、基板材料２０の露光開始に先立って、距離センサ４０のレーザー光源部６２での発光を開始する。
【００７３】
一方、図７（Ａ）に示されるように、露光装置１０では、移動ステージ１６が、原位置に待機されており、この移動ステージ１６上に、搬入搬送手段２２によって基板材料２０が送り込まれる。
【００７４】
露光装置１０では、移動ステージ１６上に基板材料２０が載置されると、この基板材料２０を移動ステージ１６上に吸着保持する。この後、図７（Ｂ）及び図８に示されるように、移動ステージ１６を計測方向（矢印Ｙｍ方向）へ移動する。これにより、移動ステージ１６上に載置されている基板材料２０が、距離センサ４０に対向する位置を通過する。制御ユニット３０では、このときに、距離センサ４０によって、基板材料２０の上面（露光面）までの距離Ｄｒを計測する。
【００７５】
露光装置１０では、移動ステージ１６の計測移動が終了すると（図７（Ｃ）参照）、露光移動を開始する。この露光移動は、図７（Ｄ）に示されるように、移動ステージ１６を矢印Ｙｅ方向へ移動する。制御ユニット３０では、フレームメモリに格納した画像データに基づいて、画素ごとの変調信号を生成し、生成した変調信号を、この移動ステージ１６の露光移動に基づいたタイミングで露光ヘッドユニット２８の各露光ヘッド３４へ出力する。
【００７６】
このときに、制御ユニット３０では、距離センサ４０によって計測された距離Ｄに基いて、各露光ヘッド３４のオートフォーカスユニット５６を制御することにより、焦点調整が行われる。これにより、露光装置１０では、基板材料２０上に適正なピントで画像露光を施すことができる。
【００７７】
また、露光装置１０では、基板材料２０への露光が終了して、移動ステージ１６が原位置に戻ると（図７（Ｅ）参照）、排出搬送手段２４によって基板材料２０を排出し、次の基板材料２０が移動ステージ１６上に載置されると（図７（Ａ）参照）、この基板材料２０に対する画像露光を開始する。
【００７８】
ところで、基板材料２０に高精細な露光画像を形成するためには、正確な焦点調整が必要であり、このためには、距離センサ４０によって距離Ｄｒを正確に計測する必要がある。このような距離センサ４０は、レンジ幅が狭く、計測レンジが限られていると共に、ホールド機能を備えることにより、距離Ｄｒが、計測レンジを外れた基板材料２０に対しては、適正な距離Ｄを出力することが困難となっている。
ここで、露光装置１０に設けている制御ユニット３０は、基板材料２０の露光処理に合わせて距離センサ４０を制御しており、図８から図１０を参照しながら、露光装置１０でこの距離センサ４０を用いるときの制御を説明する。
【００７９】
図８には、制御ユニット３０で実行される距離センサ４０の制御（距離計測制御）の一例を示している。このフローチャートは、例えば、露光装置１０の電源スイッチがオンされて基板材料２０への走査露光が可能となるか、又は、走査露光を行うための装置の立ち上げが開始されると実行され、露光装置１０の電源スイッチがオフされるか、基板材料２０への走査露光の終了又は中断（例えば、露光装置１０のスタンバイ状態）されることにより終了する。
【００８０】
図８のフローチャートでは、最初のステップ１００で、距離センサ４０の作動を開始する。このときにレーザー光源部６２の発光を開始する（ステップ１０２）。すなわち、図９に示されるように、距離センサ４０に基板材料２０が対向されるのに先立って、距離センサ４０がオンされると共に、レーザー光源部６２の発光が開始される。
【００８１】
また、距離センサ４０は、オンされることにより、距離演算部６６から距離Ｄが出力される。このときに、図１０（Ａ）に示されるように、距離センサ４０では、計測値がホールドされておらず、また、基板材料２０も対向していないので、距離Ｄとして、最大値である距離（Ｄ０＋α）が出力される。
【００８２】
制御ユニット３０は、基板材料２０が移動ステージ１６上に載置されて保持されると、移動ステージ１６の計測方向への移動を開始する。これにより、距離センサ４０には、移動ステージ１６の上面、移動ステージ１６上の基板材料２０の上面が順に対向される。
【００８３】
ここで、図８のフローチャートでは、ステップ１０４で距離センサ４０によって距離Ｄを計測するタイミングとなったか否かを確認し、距離センサ４０に基板材料２０の先端が対向されるタイミングで、ステップ１０４で肯定判定してステップ１０６へ移行し、距離センサ４０から出力される距離Ｄの読込みが開始される。
【００８４】
図９及び図１０（Ａ）に示されるように、距離センサ４０は、移動ステージ１６の上面までの距離Ｄｓが、計測レンジを外れている。これにより、距離センサ４０は、移動ステージ１６に対する相対位置が、位置Ｙ０、Ｙ１を過ぎても、距離Ｄとして、距離（Ｄ０＋α）を出力する。
【００８５】
この後、移動ステージ１６に対する距離センサ４０の相対位置が位置Ｙ２に達し、かつ、距離Ｄｒが有効レンジ内であると、距離センサ４０から出力される距離Ｄは、距離Ｄｒ（例えば、距離Ｄ１、（Ｄ０−α）＜Ｄ１＜（Ｄ０＋α））となる。
【００８６】
また、基板材料２０が距離センサ４０に対向されている間は、距離センサ４０が、対向される基板材料２０の表面までの距離Ｄｒに応じた距離Ｄ（Ｄ＝Ｄ１）が出力され、この距離Ｄが、制御ユニット３０に読み込まれる。
【００８７】
図８のフローチャートでは、ステップ１０８で基板材料２０が、距離センサ４０に対向する位置を過ぎて、距離計測を終了するタイミングとなったか否かを確認し、基板材料２０の後端が距離センサ４０に対向する位置（例えば、図９の位置Ｙ３）を通過すると、ステップ１０８で肯定判定してステップ１１０へ移行し、距離Ｄの読込みを終了する。なお、制御ユニット３０では、距離Ｄの読込みを終了すると、読み込んだ距離Ｄに基いて、露光ヘッド３４の焦点距離ＦＤの調整用のデータを作成する。
【００８８】
図９及び図１０（Ａ）に示されるように、距離センサ４０では、移動ステージ１６に対する相対位置が位置Ｙ３に達するまでは、距離Ｄｒが計測レンジ内であれば、距離Ｄｒが距離Ｄとして出力される。
【００８９】
これに対して、移動ステージ１６に対する距離センサ４０の相対位置が、基板材料２０の端部に対応する位置Ｙ３を過ぎると、距離センサ４０によって計測される距離Ｄｒが急激に大きくなる（距離Ｄｓ、Ｄｓ＞（Ｄ０＋α））。これにより、距離センサ４０から出力される距離Ｄ（計測値）がホールドされる。距離センサ４０では、計測値がホールドされると、出力される距離Ｄが有効レンジ内となっている。すなわち、位置Ｙ３に対応する基板材料２０の距離ＤｒがＤ１であると、距離センサ４０の出力が、この距離Ｄ１に保持される。
【００９０】
一方、図８のフローチャートでは、ステップ１１２で、基板材料２０への露光が開始されたか否かを確認する。制御ユニット３０は、計測移動の終了した移動ステージ１６が、走査移動を開始することにより、基板材料２０が露光ヘッドユニット２８に対して所定位置に達すると、光源ユニット２６から発せられる光ビームが露光ヘッドユニット２８の各露光ヘッド３４へ送出すると共に、画像データに基づいて生成した変調信号を各露光ヘッド３４へ出力する。
【００９１】
これにより、基板材料２０への走査露光が開始される。また、制御ユニット３０は、基板材料２０が露光ヘッドユニット２８に対向する位置を過ぎると、基板材料２０への走査露光を終了する。
【００９２】
ここで、基板材料２０への走査露光が開始されると、ステップ１１２で肯定判定されてステップ１１４へ移行する。このステップ１１４では、距離センサ４０のレーザー光源部６２をオフする。すなわち、レーザー光源部６２の発光を停止する。
【００９３】
また、ステップ１１６では、走査露光が終了したか否かを確認し、走査露光が終了すると、ステップ１１６で肯定判定してステップ１１８へ移行する。このステップ１１８では、次ぎの基板材料２０に対する距離計測に先立って、レーザー光源部６２の発光を再開する。
【００９４】
なお、ステップ１２０では、露光装置１０での露光処理（走査露光）が継続されるか否かを確認し、継続されるときには、ステップ１２０で肯定判定してステップ１０４へ移行し、露光処理が終了されるときには、ステップ１２０で否定判定してステップ１２２へ移行し、距離センサ４０をオフ（レーザー光源部６２もオフ）する。また、ここでは、レーザー光源部６２の発光を開始した後に、露光処理が終了されるか否かを確認したが、レーザー光源部６２の発光開始に先立って、露光処理が継続されるか否かを確認するものであっても良い。
【００９５】
図１０（Ａ）に示されるように、距離センサ４０は、レーザー光源部６２が発光停止（オフ）すると、レーザー光が受光部６４で受光されなくなり、ホールド設定部７０が、距離Ｄのホールドを解除（オフ）する。また、距離センサ４０は、走査露光が終了すると、レーザー光源部６２の発光が開始される（オン）。
【００９６】
距離センサ４０では、ホールド解除されることにより、距離Ｄの保持が解除される。また、レーザー光源部６２が発光を停止していることにより、距離演算部６６からは、距離Ｄとして計測レンジ内の最大値（Ｄ０＋α）が出力される。さらに、距離センサ４０は、レーザー光源部６２の発光が開始されても、ホールド解除状態が継続される。
【００９７】
これにより、次に基板材料２０が距離センサ４０に対向される位置に達し、この基板材料２０の距離Ｄｒが距離センサ４０の有効レンジ内（例えばＤ２、（Ｄ０−α）＜Ｄ２＜（Ｄ０＋α））であると、距離センサ４０は、距離Ｄｒを距離Ｄ（Ｄ＝Ｄ２）として出力する。
【００９８】
このときに、レーザー光源部６２の発光停止が、露光中の比較的短い時間であり、また、次の基板材料２０に対する距離計測を開始するまでの時間が十分にあるので、距離センサ４０では、レーザー光が安定し、正確な距離計測が可能となっている。
【００９９】
一方、図１０（Ｂ）に示されるように、距離センサ４０がホールド解除されていないと、図１０（Ｂ）に二点鎖線で示すように、有効レンジ内の距離Ｄが継続して出力される。これにより、次に距離計測を行う基板材料２０の距離Ｄｒが、有効レンジを外れていても、有効レンジ内の距離Ｄ（ここでは、Ｄ＝Ｄ１）が制御ユニット３０に読み込まれる。制御ユニット３０は、読み込んだ距離Ｄが有効レンジ内となっていることにより、この距離Ｄに基いて光ビームの焦点調整を行う。
【０１００】
したがって、露光ヘッド３４から基板材料２０に照射される光ビームに所謂ピントずれが生じ、基板材料２０に形成される露光画像の品質が低下してしまう。
【０１０１】
これに対して、図１０（Ａ）に示されるように、予め距離センサ４０のホールドオフを行うことにより、次に距離計測を行う基板材料２０の距離Ｄが有効レンジを外れていると、図１０（Ａ）に二点鎖線で示すように、この基板材料２０が通過しても、距離センサ４０は、有効レンジを外れた距離Ｄ（ここでは、Ｄ＝Ｄ０＋α）を出力する。
【０１０２】
これにより、制御ユニット３０では、基板材料２０が通過しても、距離センサ４０から有効レンジ内の距離Ｄが出力されないことから、基板材料２０の距離Ｄｒが距離センサ４０の有効レンジから外れていることを的確に認識することができる。したがって、基板材料２０に光ビームのピントずれが生じた画像が露光されてしまうのを確実に防止することができる。
【０１０３】
なお、露光装置１０は、ステージ高さ調整部６８を備えているので、制御ユニット３０は、適正な距離Ｄｒが検出されなかったときに、ステージ高さ調整部６８によって移動ステージ１６の高さを変えて、再度、基板材料２０の距離計測を行い、有効レンジ内の距離Ｄが得られたときに、このときの距離Ｄに基いて基板材料２０への画像露光を行うものであっても良い。
【０１０４】
また、本実施の形態では、基板材料２０に対して露光処理を行うときに、レーザー光源部６２の発光停止を行うようにしたが、レーザー光源部６２の発光停止のタイミング及び時間は、これに限るものではない。
【０１０５】
レーザー光源部６２の発光停止タイミングは、基板材料２０の距離計測が終了し、次の基板材料２０の距離計測を開始する間であれば、任意のタイミングを適用することができる。このときに、レーザー光源部６２が発光を開始してから、基板材料２０の距離計測が行われるまでの間で、レーザー光が安定されるタイミング及び時間であることが好ましく、また、基板材料２０に対する距離計測が終了したことが明確に判断できる時点から、該当基板材料２０の露光が終了するまでの間で、レーザー光源部６２の発光停止（ホールド設定部７０でのホールド解除）が行われることがより好ましい。
【０１０６】
一方、本実施の形態では、レーザー光源部６２の発光停止を行うことにより、距離Ｄのホールドを解除する距離センサ４０を用いたが、ホールド解除は、これに限るものではない。
【０１０７】
例えば、距離センサは、ホールド設定部７０が制御ユニット３０に接続され、制御ユニット３０のホールド解除信号によって、ホールド設定部７０が距離Ｄのホールドを解除可能な構成であっても良い。このときには、基板材料２０の距離計測が終了してから、次の基板材料２０に対する距離計測を開始するまでの間の任意のタイミングで、制御ユニット３０がホールド解除信号を、距離センサのホールド設定部７０に入力すれば良い。これにより、レーザー光源部６２の発光停止を行うことなく、基板材料２０に対する距離Ｄｒの誤検出が生じるのを防止することができる。
【０１０８】
また、距離センサ４０が、受光部６４でのレーザー光の受光が停止することにより、ホールド設定部７０が、計測値のホールドを解除する構成であるときは、レーザー光源部６２の発光停止を行わずに、シャッタ機構を設けて、レーザー光源部６２から発光されるレーザー光を遮るか、受光部６４に受光されるレーザー光を遮る構成を適用することができる。
【０１０９】
なお、以上説明した本実施の形態は、本発明が適用される距離センサの構成を限定するものではない。本発明は、高精度での距離計測を可能とするために、レンジ幅が狭く計測レンジが限られていると共に、計測距離が急激に変化したときに直前の有効レンジ内の距離を保持する保持手段を備えた任意の構成の距離センサに適用することができる。
【０１１０】
また、以上説明した本実施の形態では、露光装置１０を例に説明したが、本発明は、これに限らず、高精度での距離計測を可能とするために、レンジ幅が狭く計測レンジが限られていると共に、計測距離が急激に変化したときに直前の有効レンジ内の距離を保持する保持手段を備えた距離センサを用い、距離センサと露光対象との相対移動によって露光対象の距離計測を行う任意の構成の露光装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本実施の形態に適用した露光装置の概略構成図である。
【図２】露光装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】基板材料に対する露光ヘッドの配列の一例を示す要部の概略斜視図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は露光ヘッドの光学系の一例を示す概略図である。
【図５】本実施の形態に適用した距離センサの概略構成図である。
【図６】実際の距離に対する距離センサが出力される距離を示す線図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｂ）は、移動ステージの移動を示す概略図であり、（Ａ）は移動開始前の原位置、（Ｂ）は距離計測時、（Ｃ）は距離計測終了時、（Ｄ）は走査露光時、（Ｅ）は走査露光の終了時を示している。
【図８】距離センサを用いた計測制御の一例を示し流れ図である。
【図９】距離計測時の移動ステージ及び基板材料に対する距離センサの相対位置を示す概略図である。
【図１０】（Ａ）は、本実施の形態に係る距離センサの制御を示すタイミングチャート、（Ｂ）はホールド解除を行われないときの一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１１２】
１０ 露光装置
１２ 基台
１６ 移動ステージ（移動手段）
１８ ステージ駆動部（移動手段）
２０ 基板材料（露光対象、計測対象）
２６ 光源ユニット
２８ 露光ヘッドユニット（露光制御手段、距離計測制御手段、調整制御手段、保持解除手段）
３０ 制御ユニット
３４ 露光ヘッド
４０ 距離センサ
５６ オートフォーカスユニット（焦点調整手段）
６２ レーザー光源部
６４ 受光部
６６ 距離演算部（保持手段）
７０ ホールド設定部（保持手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板などの露光対象に対してプリントパターンなどの所定の画像を露光する露光装置に係り、計測可能レンジの狭い高精度の距離センサを用いて露光対象の距離を計測する距離計測方法及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線用基板などの基板材料を露光対象とする露光装置では、基板材料を露光ステージ上に載置して、配線パターンを画像とする画像データに基づいて、空間変調素子等によって光ビームを変調しながら走査し、基板材料に配線パターンを露光する。
【０００３】
このような露光装置では、露光ステージ上に形成している多数の小穴へ負圧を供給することにより、基板材料の全面を露光ステージ上に密着させ、基板材料に浮きなどが生じて露光画像にゆがみなどが生じてしまうのを防止している。また、露光装置では、予め基板材料の所定位置に形成されている位置合わせ孔やマーク（アライメントマーク）などが所定位置に配置されるように位置決めされるようにしている。
【０００４】
一方、高精細な画像露光を行うためには、光ビームの焦点を基板材料上の露光面に精度良く合わせる必要がある。ここから、露光装置では、露光ステージを移動することにより、基板材料と距離センサを移動させて、露光ステージ上の基板材料の露光面までの距離を計測し、この後に、露光ステージを露光ユニットに対して相対移動し、計測距離に基いて焦点調整を行いながら、画像露光を行うようにしている。
【０００５】
一般に、非接触で焦点距離の計測を行う距離計測装置としては、レーザー光を計測対象へ照射し、計測対象からの反射光を受光し、受光量に応じた電気信号から、対象物までの距離を計測するものがある（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００６】
ところで、高精度での距離計測が可能な距離センサは、計測可能な帯域であるレンジ幅が狭く、計測可能な距離も限られる。このような距離センサでは、計測される距離が計測可能な距離範囲（以下、計測レンジとする）にあると、高精度で距離の計測が可能となるが、計測レンジを外れると、計測レンジ内での最大値又は最小値の何れか一方の値を計測値として出力してしまう。このために、次の計測レンジを外れていると、この基板材料までの距離が近いか又は離れているかが不明となってしまう。
【０００７】
ここから、高精度での距離計測が可能な距離センサとして、計測値を保持する機能（ホールド機能）を備えたものがある。この距離センサでは、基板材料が計測レンジ内にあると、その距離を高精度で計測可能であり、基板材料が徐々に接近して計測レンジを外れたときには、計測レンジの最小値が出力され、基板材料が徐々に離れて計測レンジを外れたときには、計測レンジの最大値が出力される。このために、基板材料までの距離が離れているのか近いのかの把握が可能となる。
【特許文献１】実開平５−３４５９５号公報
【特許文献２】特開２００１−２４９０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ホールド機能を備えた距離センサでは、基板材料の端部で、急激に変化して、計測レンジを外れると、直前の計測値を保持する。また、この距離センサでは、計測値を保持していると、次に、計測レンジを外れた距離の基板材料が通過しても、保持されている計測値が出力され続ける。このときの計測値が計測レンジ内の有効な計測値であるために、計測誤差となってしまう。
【０００９】
これにより、高精度で焦点距離を調整した光ビームによる画像露光が困難となり、露光品質が低下してしまうという問題が生じる。
【００１０】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、計測レンジが狭く計測距離が限られ、かつ、ホールド機能を備えた距離センサを用いて露光対象までの距離を計測し、計測結果に基づいて焦点調整を行って画像露光を施すときに、高品質での画像露光を可能とする距離計測方法及び露光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】
上記目的を達成するために本発明は、支持体の表面に感光層が形成された露光対象を走査しながら光ビームを照射して露光するときに、露光対象までの距離に応じて焦点距離を調整する露光装置において、計測対象までの距離が予め設定された所定範囲であるときに、光源で発光されて計測対象へ照射されるレーザー光の反射光を受光部で受光することにより計測対象までの距離を計測可能であり、かつ、計測対象の端部で計測値が変化して前記計測範囲を外れたときに前記所定範囲で最前の計測値を保持すると共に、計測値が前記所定範囲を超えている間は、該計測値の保持を継続する保持手段が形成された距離センサを用い、前記露光対象を前記計測対象として前記焦点位置を調整するための距離を計測する距離計測方法であって、前記露光対象が前記距離センサの光照射位置を通過するのに先立って、前記光源からの発光を開始して、前記露光対象が前記距離センサの光照射位置を通過するときに、露光対象までの距離を計測し、次の前記露光対象に対する距離の計測に先立って、前記保持手段による前記計測値の保持解除を行う、ことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、例えば、計測可能な距離及び距離範囲が狭い距離センサを用いて、計測対象を露光対象として、露光対象を露光するときの焦点距離を調整するための距離を計測するときに、距離計測に先立って光源の発光を開始し、レーザー光の安定化を図る。これにより、露光対象までの距離が計測可能な範囲であれば、その距離を正確に計測することができる。
【００１３】
また、計測位置が、露光対象から外れると、保持手段によって直前の計測値が保持される。また、保持手段による計測値の保持は、次の露光対象の計測を開始するまでの間に解除される。
【００１４】
これにより、次の露光対象の距離計測を行うときに、該当露光対象の距離が計測可能範囲を外れていても、計測可能範囲の有効な距離として誤計測されてしまうのを確実に防止することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、前記距離センサが、前記光源の発光が停止されることにより前記保持手段による前記計測値の保持が解除されるときに、前記次の前記露光対象に対する距離の計測に先立って、前記光源の発光を停止する、ことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、光源部の発光を停止することにより保持手段が計測値の保持を解除する距離センサを用いるときに、距離計測に先立って光源部の発光を停止する。
【００１７】
これにより、計測値の保持が解除されるので、次の露光対象の距離が計測可能範囲を外れていても、計測可能範囲の有効な距離として誤計測されてしまうのを確実に防止することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、前記光源の発光停止による前記計測値の保持解除を、前記距離センサの計測結果に基づいた前記露光対象への露光中に行う、ことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、露光対象に対する露光中は、光源部の発光を停止する。これにより、露光対象に対する不必要が感光を抑えながら、誤計測の発生を確実に防止することができる。
【００２０】
このような本発明が適用される露光装置は、露光対象へ露光光となる光ビームを照射可能な露光ヘッドと、前記露光ヘッドに設けられて前記光ビームの焦点位置の調整が可能な焦点調整手段と、レーザー光を発する光源、光源から発せられて前記露光対象で反射されたレーザー光を受光する受光部、受光部で受光された前記レーザー光から露光対象の表面までの距離を演算すると共に演算した距離が予め設定された有効範囲内であるときに演算された距離を出力する距離演算部及び、前記距離演算部で演算された距離が有効範囲を外れたときに直前の有効範囲内の距離が出力されるように保持する保持手段を含む距離センサと、前記露光ヘッド及び前記処理センサに対して前記露光対象を相対移動する移動手段と、前記移動手段によって前記露光対象が前記露光ヘッドに対向されながら移動されるときに、露光対象へ露光すべき画像の画像データに基づいて露光ヘッドから照射される前記光ビームを制御して露光処理を行う露光制御手段と、前記露光対象への前記露光処理に先立って前記移動手段によって前記距離センサに対向されながら移動される露光対象に対する距離を距離センサによって計測する距離計測制御手段と、前記露光対象に前記露光処理を行うときに、前記距離計測制御手段が前記距離センサによって計測した前記距離に基づいて前記焦点調整手段を作動して、前記光ビームの焦点位置が露光対象の表面となるように調整する調整制御手段と、前記距離計測手段が前記距離センサによる前記距離の計測が終了してから前記露光対象への画像露光が終了するまでの間に前記保持手段による前記距離センサが出力する前記距離の保持を解除する保持解除手段と、を含むことができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、露光対象への距離計測に先立って、前回の計測値の保持を解除するので、次の露光対象が、計測範囲を外れていても、誤計測が生じて、露光対象の形成される画像の品質が低下してしまうのを確実に防止することができるという優れた効果が得られる。
【００２２】
また、本発明の露光装置では、露光ヘッドから露光光として照射される光ビームによって高精細な画像露光が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図１及び図２には、本実施の形態に適用した露光装置１０の概略構成が示されている。なお、本実施の形態では、露光装置１０として複数の光ビームを用いて露光対象を露光する所謂マルチビーム露光装置を適用して説明するが、本発明の構成はこれに限るものではない。
【００２４】
図１に示されるように、露光装置１０は、所謂フラットベッド型が適用されており、長尺矩形形状の基台１２を備え、この基台１２が、複数本の脚部材１２Ａによって床面上に、上面が水平状態で支持される。
【００２５】
基台１２の上面には、一対のガイドレール１４が長手方向に沿って取り付けられており、このガイドレール１４に移動ステージ１６が設けられている。図２に示されるように、基台１２には、ステージ駆動部１８が設けられている。これにより、図１に示される移動ステージ１６は、基台１２の長手方向に沿って往復移動可能となっている。このときに、移動ステージ１６は、例えば、４０mm／sec程度の速度などの予め設定されている一定速度で往復移動される。
【００２６】
本実施の形態の露光装置１０は、例えば、プリント基板（ＰＣＢ）、カラーの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などで、基板やガラスプレートなどの表面に感光性エポキシ樹脂などのフォトレジストを塗布したもの、フォトレジスト樹脂やドライフィルムをラミネートしたものなどの各種の感光材料を露光対象として、これらの感光材料への露光に適用される。以下では、露光対象とされる感光材料を、基板部材の表面に感光層が形成された基板材料２０として説明する。なお、図１では、移動ステージ１６の移動方向を矢印Ｙ方向で示し、移動ステージ１６の移動方向と直交するである基台１２の幅方向を矢印Ｘ方向として示す。
【００２７】
露光装置１０では、基台１２の長手方向の一端側が、移動ステージ１６の原位置（例えば、図１の紙面奥側に二点鎖線で示す位置）として設定されている。露光装置１０には、移動ステージ１６の原位置を挟んで矢印Ｘ方向の一方に、搬入搬送手段２２が設けられ、他方に搬出搬送手段２４が設けられている。基板材料２０は、搬入搬送手段２２によって搬送され、原位置に待機されている移動ステージ１６上の所定位置へ載置され、また、この原位置で移動ステージ１６上から排出される。
【００２８】
これにより、露光装置１０では、搬入搬送手段２２から連続して送り込まれる基板材料２０に対して、順に露光処理を施して排出可能となっている。なお、搬入搬送手段２２及び搬出搬送手段２４は、コンベアなどの任意の構成を適用することができる。また、露光装置１０では、少なくとも基台１２上が遮光されており、これにより、移動ステージ１６に載置されて移動される基板材料２０が不必要に感光されてしまうのを防止されている。
【００２９】
一方、図１及び図２に示されるように、露光装置１０は、光源ユニット２６、露光ヘッドユニット２８及び、露光装置１０の作動を制御する制御ユニット３０を備えている。図１に示されるように、基台１２には、長手方向の中間部に、基台１２を幅方向に跨ぐように配置された門型のゲート３２が取付けられており、このゲート３２に露光ヘッドユニット２８が取り付けられている。これにより、露光装置１０では、移動ステージ１６の矢印Ｙ方向に沿った移動によって、基板材料２０が露光ヘッドユニット２８の下方を通過される。
【００３０】
露光ヘッドユニット２８には、それぞれから光ビームが射出される多数の露光ヘッド３４が、例えばマトリックス状に配置されている。また、光源ユニット２６と露光ヘッドユニット２８との間には、例えば、バンドル状の光ファイバアレイ３６が設けられ、光ファイバアレイ３６の一端側が、露光ヘッドユニット２８の露光ヘッド３４に連結され、他端側が光源ユニット２６に連結されている。
【００３１】
光源ユニット２６は、所定の波長域（例えば、紫外波長域）の光を含む光ビームを発する多数の光源（図示省略）が設けられている。光ファイバアレイ３６は、それぞれが多数本の光ファイバを束ねて形成されており、光源ユニット２６の各光源から発せられる光ビームが、光ファイバアレイ３６の光ファイバに入射される。これにより、露光ヘッドユニット２８には、光ファイバアレイ３６によって多数条の光ビームが導入される。基板材料２０は、基台１２上を移動されているときに、露光ヘッド３４に導入された光ビームが照射されることにより走査露光される。
【００３２】
制御ユニット３０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等がバスによって接続された一般的構成のマイクロコンピュータ、ディスプレイなどの表示デバイス、キーボードなどの入力デバイスなどを含む各種の入出力デバイス、各種のデータの入出力を行う入出力インターフェイス、各種のデバイスを駆動する駆動回路などを含んでいる。
【００３３】
露光装置１０では、制御ユニット３０によって、基台１２上の移動ステージ１６の移動、光源ユニット２６、露光ヘッドユニット２８（各露光ヘッド３４）等の作動が制御される。このときに、制御ユニット３０では、基板材料２０へ露光すべき画像（例えば、プリントパターンなど）の画像データから、光ビームを走査するときの変調信号を生成して、露光ヘッドユニット２８へ出力し、各露光ヘッド３４から基板材料２０へ照射する光ビームの偏向を制御する。これにより、移動ステージ１６上の基板材料２０が、画像データに応じて露光される。
【００３４】
一方、基台１２のゲート３２には、露光ヘッドユニット２８と共に距離センサ４０が設けられている。この距離センサ４０は、例えば、基台１２の幅方向に沿って対で配置され、移動ステージ１６の移動によって基板材料２０に対して相対移動される。なお、本実施の形態に適用している露光装置１０では、一例として、露光ヘッドユニット２８が移動ステージ１６の原位置側に配置され、距離センサ４０が原位置と反対側に配置されている。また、本実施の形態では、一例として２台の距離センサ４０を設けているが、これに限らず、基台１２の幅方向の中間部に１台の距離センサ４０を設けた構成であっても良く、また、基台１２の幅方向に沿って３台以上の距離センサ４０を配置した構成であってもよい。
【００３５】
図１及び図２に示されるように、距離センサ４０は、制御ユニット３０に接続されている。露光装置１０では、基板材料２０を載置した移動ステージ１６が、原位置から矢印Ｙ方向に沿って移動される。このときに制御ユニット３０は、距離センサ４０によって基板材料２０の距離を計測する。また、制御ユニット３０は、この計測結果に基づいて、露光ヘッド３４から照射する光ビームの焦点調整を行う。これにより、制御ユニット３０は、各露光ヘッド３４か照射される光ビームの焦点が基板材料２０の露光面と一致させて、高精細の画像が露光されるようにしている。
【００３６】
なお、制御ユニット３０は、移動ステージ１６に対する基板材料２０の位置、すなわち、露光量域を判定し、判定した露光領域へ光ビームが走査されるようにアライメント調整を行う。このようなアライメント調整は、例えば基板材料２０にアライメント用の基準位置として、アライメントマークや基準孔を形成するか又は、角部などの複数位置が設定し（図示省略）、制御ユニット３０は、複数の基準位置の各座標を算出し、露光領域の変位データを作成し、この変位データに基づいて画像データを補正することにより、走査移動が行われるときに、基板材料２０上の所定の領域に適正な画像露光が施されるようにしている。なお、アライメント調整は、これに限らず、公知の任意の手法を適用することができる。また、以下では、移動ステージ１６が原位置から矢印Ｙｍ方向に沿った移動を計測移動とし、移動ステージ１６が矢印Ｙｅ方向に沿って原位置へ戻る移動を走査移動とする。
【００３７】
図３に示されるように、露光ヘッドユニット２８には、多数の露光ヘッド３４がマトリックス状に配置されている。露光装置１０では、基板材料２０の矢印Ｘ方向に沿った全域に露光ヘッド３４が対向されるように、露光ヘッドユニット２８に露光ヘッド３４が設けられている。各露光ヘッド３４は、光ビームの照射可能領域４４Ａが矩形状となっており、この照射可能領域４４Ａの短辺が、矢印Ｙ方向に対して所定の角度で傾斜されている。
【００３８】
また、露光ヘッドユニット２８では、奇数列の露光ヘッド３４の間に、偶数列の露光ヘッド３２が配置され、矢印Ｘ方向に沿って隣接する露光ヘッド３４の間では、矢印Ｘ方向に沿う照射可能領域４４Ａの端部が互いに重なりあうようになっている。これにより、矢印Ｘ方向に隣接する露光ヘッド３４による光ビームの照射可能ライン４４Ｂの端部が互いに重なり合い、露光装置１０では、１回の走査移動によって基板材料２０の露光面の全域へ光ビームを照射可能となっている。
【００３９】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）には、露光ヘッドユニット２８に設けられる露光ヘッド３４の一例を示している。なお、図４（Ａ）は照射可能領域４４Ａの短辺方向に沿った一端側（長辺の一方側）から見た概略図とし、図４（Ｂ）は照射可能領域４４Ａの長辺方向に沿った一端側（短辺の一方側）から見た概略図としている。
【００４０】
露光ヘッド３４は、光ビームを画素ごと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（以下、ＤＭＤ４６とする）を備えている。このＤＭＤ４６は、それぞれが一つの画素に対応する図示しない多数のマイクロミラーを備え、光源ユニット２６から光ファイバアレイ３６の各光ファイバによって案内された多数条の光ビームのそれぞれが、ＤＭＤ４６の各マイクロミラーに照射される。
【００４１】
ＤＭＤ４６では、制御ユニット３０から入力される画素ごとの変調信号に基づいて、各画素に対応するマイクロミラーの傾斜角が切替えられるように駆動される。これにより、露光ヘッド３４では、マイクロミラーに照射された光ビームが偏向される。このときに、露光すべき画素に対応するマイクロミラーが光りビームを基板材料２０へ向けて反射し、露光すべきでない画素に対応するマイクロミラーが、図示しない光吸収部材へ向けて光ビームを反射する。なお、このようなＤＭＤ４６は、公知の構成を適用することができる。
【００４２】
露光ヘッド３４には、光ファイバアレイ３６の各光ファイバが短辺と直交する方向に配列されて連結されている。また、露光ヘッド３４は、光ファイバアレイ３６の光ビーム射出端とＤＭＤ４６の間に、光ファイバから射出される光ビームを補正して、ＤＭＤ４６上に集光するレンズ系４８、レンズ系４８を透過した光ビームを、ＤＭＤ４６へ向けて反射する反射鏡５０が配置されている。
【００４３】
レンズ系４８は、例えば、光ファイバアレイ３６から射出される多数条の光ビームを平行光とする一対の組み合せレンズ４８Ａ、平行光とされた各光ビームの光量分布が均一となるように補正する一対の組み合せレンズ４８Ｂ、補正された各光ビームをＤＭＤ４６上に集光する集光レンズ４８Ｃを含んで形成されている。なお、レンズ系４８では、組み合せレンズ４８Ｂが、光ビームの配列方向に対して、レンズの光軸に近い光ビームの光束を広げると共に、レンズの光軸から離れた光ビームの光束を縮め、配列方向と直交する方向に対しては、光ビームをそのまま透過させることにより、光量分布が均一化されるように補正している。
【００４４】
露光ヘッド３４には、ＤＭＤ４６の光ビーム反射側に、ＤＭＤ４６で反射された光ビームを基板材料２０上の露光面に結像するレンズ系５２、５４及び、レンズ系５２、５４を透過した光ビームの焦点（焦点距離）を調整するオートフォーカスユニット５６が順に配置されている。なお、露光ヘッド３４では、ＤＭＤ４６と基板材料２０の露光面とが共役な関係となるようにレンズ系５２、５４が配置されている。
【００４５】
制御ユニット３０は、距離センサ４０によって検出される距離に基いて、オートフォーカスユニット５６を制御することにより、露光ヘッド３４で各光ビームの焦点が基板材料２０の露光面と一致するようにしている（フォーカス制御）。
【００４６】
本実施の形態で一例として適用したオートフォーカスユニット５６は、透明ガラス材料によって楔状（台形柱状）に形成された一対のペア楔ガラス５８、６０を備えている。ペア楔ガラス５８、６０は所定の屈折率（例えば、屈折率ｎがｎ＝１．５３）に設定され、互いに反転した向きで光ビームの光軸に沿って隣接配置されている。
【００４７】
ＤＭＤ４６側に配置されているペア楔ガラス５８は、両側面に対して直角に形成された側の面が光入射面５８Ａとして、ＤＭＤ４６側へ向けられている。ペア楔ガラス５８は、光入射面５８Ａと反対側の面が光軸に対して傾斜されており、この面が、光出射面５８Ｂとしてペア楔ガラス６０へ向けられている。
【００４８】
基板材料２０側に配置されるペア楔ガラス６０は、ペア楔ガラス５８と同様に、一方の面が両側面に対して直角に形成され、他方の面が側面に対して傾斜されており、ペア楔ガラス６０は、傾斜された面が、光入射面６０Ａとして、ペア楔ガラス５８の光出射面５８Ｂに対向され、直角に形成された面が、光出射面６０Ｂとして基板材料２０に対向されるように配置されている。また、オートフォーカスユニット５６では、このペア楔ガラス５８の光出射面５８Ｂとペア楔ガラス６０の光入射面６０Ａとが、所定の隙間（例えば、０．１ｍｍ）で、かつ、互いに平行となるように取付けられている。
【００４９】
オートフォーカスユニット５６では、図示しないアクチュエータ（例えば、フォーカスモータ）の作動によって、ペア楔ガラス５８、６０が、光出射面５８Ｂと光入射面６０Ａの平行が保たれた状態で、光軸に対して直交する方向へ相対移動される。これにより、光ビームがペア楔ガラス５８、６０を透過するときの透過距離が変化し、光ビームの焦点距離ＦＤが変化する。
【００５０】
露光装置１０では、距離センサ４０に対する各露光ヘッド３４の相対位置が予め決められているか、計測されており、これにより、制御ユニット３０では、距離センサ４０の検出結果から、各露光ヘッド３４と対向される基板材料２０の表面（露光面）との距離が演算できるようになっている。すなわち、制御ユニット３０では、距離センサ４０によって検出される基板材料２０の露光面までの距離Ｄに基いて、オートフォーカスユニット５６のアクチュエータを制御することにより、露光ヘッド３４の焦点距離ＦＤを制御している。このときに、露光装置１０では、一対のペア楔ガラス５８、６０を備えたオートフォーカスユニット５６を用いることにより、焦点距離ＦＤを高精度で制御可能となっている。なお、焦点調整手段としては、オートフォーカスユニット５６に限らず、任意の構成を適用することができる。
【００５１】
ところで、露光装置１０では、基板材料２０に高精細な画像露光を行うためには、高精度で焦点距離ＦＤを調整可能な機構に加えて、基板材料２０の露光面までの距離を高精度で計測する必要がある。ここから、露光装置１０では、レーザー光を用いる距離センサ４０を用いている。
【００５２】
図５に示されるように、本実施の形態に適用した距離センサ４０は、レーザー光源部６２、受光部６４及び、距離演算部６６を含んでいる。この距離センサ４０では、レーザー光源部６２が駆動されることにより発光されて、所定波長のレーザー光が基板材料２０上へ照射される。なお、本実施の形態では、一例としてレーザー光源部６２が、可視光を含むレーザー光を発光するようになっている。
【００５３】
受光部６４は、例えば、ＣＣＤセンサを備えており、基板材料２０上に照射されたレーザー光の反射光を受光し、受光した光量に応じた電気信号を距離演算部６６へ出力する。距離演算部６６では、受光部６４から入力される電気信号に基づいて、基板材料２０の上面までの距離Ｄを演算する。
【００５４】
距離センサ４０は、レーザー光源部６２及び距離演算部６６が、制御ユニット３０に接続されており、制御ユニット３０にレーザー光源部６２の発光／停止が制御されると共に、距離演算部６６で演算された距離Ｄが制御ユニット３０に読み込まれる。
【００５５】
ここで、図６に示されるように、距離センサ４０では、予め基準距離（以下、距離Ｄ０とする）が設定されており、実際の距離Ｄｒの検出範囲が、距離Ｄ０を中心として、±αの範囲（（Ｄ０−α）≦Ｄ０≦（Ｄ０＋α））となっている。
【００５６】
これにより、実際の距離Ｄｒが（Ｄ０−α）≦Ｄｒ≦（Ｄ０＋α）であると、距離センサ４０から出力される距離Ｄは、距離Ｄｒに一致する（Ｄ＝Ｄｒ、（Ｄ０−α）≦Ｄ≦（Ｄ０＋α））。すなわち、距離センサ４０では、計測可能な距離Ｄｒの範囲であるレンジ幅が２・αで、計測レンジ（計測可能範囲）が（Ｄ０−α）≦Ｄｒ≦（Ｄ０＋α）となっている。
【００５７】
ここで、露光装置１０では、例えば、距離Ｄ０が、Ｄ０＝２５ｍｍで、αが、α＝１．０〜１．５ｍｍ（一例として１．５ｍｍ）となる距離センサ４０を用い、（Ｄ０−α）≦Ｄｒ≦（Ｄ０＋α）の範囲では、サブミクロンオーダーで高精度の距離Ｄｒ（距離Ｄ）の計測が可能となっている（実際の有効範囲は、（Ｄ０−α）＜Ｄｒ＜（Ｄ０＋α））。
【００５８】
図２に示されるように、露光装置１０では、基台１２にステージ高さ調整部６８が設けられている。なお、このステージ高さ調整部６８は、移動ステージ１６を、上面が水平状態で昇降する任意の構成を適用でき、図１での図示及び詳細な機構の説明を省略する。
【００５９】
図５に示されるように、露光装置１０では、露光処理を施す基板材料２０の基準となる板厚ｔに合わせて、距離センサ４０によって検出される移動ステージ１６上に載置した基板材料２０の上面までの距離Ｄｒが距離Ｄ０となるように、移動ステージ１６の高さ調整（距離センサ４０と移動ステージ１６の距離Ｄｓの調整）が行われている。
【００６０】
一方、距離Ｄｒを高精度で計測可能な距離センサでは、例えば、基板材料２０の端部で、計測位置が基板材料２０上から外れて距離Ｄｒが急激に増加したり、また、距離Ｄｒが急激に減少するなどして、計測レンジを外れると、計測レンジ内の最大値（Ｄ０＋α）又は、最小値（Ｄ０−α）の何れか一方の値が計測値として出力される。
【００６１】
ここから、図５に示されるように、露光装置１０に設けている距離センサ４０には、ホールド設定部７０が形成されている。このホールド設定部７０は、例えば、ファームウェアとして距離センサ４０内の図示しない記憶素子に書込まれるなどして形成されている。このホールド設定部７０は、距離センサ４０によって検出される距離Ｄｒが急激に変化し、かつ、計測レンジを外れたときに、距離演算部６６から出力される距離Ｄが、計測レンジ内の直前の計測値となるように保持する（ホールド機能）。
【００６２】
これにより、図６に示されるように、距離センサ４０では、計測対象が傾斜しているときに、距離Ｄｒが大きい間は、距離Ｄが最大値（Ｄ＝Ｄ０＋α）となるが、距離Ｄｒが計測レンジ内に入ると、距離Ｄ＝Ｄｒが得られる（図６に実線で示す）。また、距離センサ４０では、距離Ｄｒが小さくなって計測レンジを外れると、距離Ｄが最小値（Ｄ＝Ｄ０−α）となる（図６に破線で示す）。
【００６３】
また、距離Ｄｒが、計測レンジ外から徐々に大きくなるときに、ホールド設定部７０によって距離センサ４０から出力される距離Ｄが最大値に保持されていても、距離Ｄｒが計測レンジ内となると、距離センサ４０から出力される距離Ｄは、Ｄ＝Ｄｒとなる（図６に実線で示す）。
【００６４】
これにより、露光装置１０では、基板材料２０に対する露光処理を繰り返しても、各基板材料２０の上面の距離Ｄｒが、（Ｄ０−α）＜Ｄｒ＜（Ｄ０＋α）の範囲（以下、有効レンジとする）で、それぞれの基板材料２０の距離Ｄｒを正確に計測することができる。
【００６５】
一方、距離センサ４０では、ホールド機能を備えていることにより、距離Ｄがホールドされているときに、距離Ｄｒが計測レンジ内となっている基板材料２０が通過することにより、適正な距離Ｄを出力するが、距離Ｄｒが計測レンジ外となっている基板材料２０が通過したときには、ホールドされている距離Ｄが継続して出力される。このときに距離センサ４０から出力される距離Ｄは、計測レンジ内であるために、制御ユニット３０では、この基板材料２０の距離Ｄｒを誤認識してしまうことになる。
【００６６】
ここで、距離センサ４０に設けているホールド設定部７０では、レーザー光源部６２の発光を停止し、受光部６４に反射光が受光されなくなると、ホールドしている計測値（距離Ｄ）の保持が解除される。また、距離センサ４０では、ホールド設定部７０での計測値の保持が解除されると、有効レンジを外れた、計測レンジ内の最大値（Ｄ０＋α）を距離Ｄとして出力する。
【００６７】
制御ユニット３０では、露光装置１０の動作が開始されると、基板材料２０への走査露光に先立って、レーザー光源部６２での発光を開始する。これにより、基板材料２０の距離Ｄｒを計測するときに、レーザー光が安定して、距離Ｄｒに応じた正確な距離Ｄが、距離センサ４０から出力されるようにしている。
【００６８】
また、制御ユニット３０では、距離センサ４０による距離Ｄｒの計測が終了すると、次ぎの基板材料２０の距離Ｄｒを計測するのに先立って、レーザー光源部６２の発光を停止する。これにより、次の基板材料２０の距離Ｄｒを計測するときに、ホールド設定部７０による計測値の保持が解除されるようにしている。
【００６９】
ここで、本実施の形態では、露光ヘッド３４を用いた基板材料２０への走査露光中に、レーザー光源部６２の発光を停止するようにしている。これにより、基板材料２０への露光中に、レーザー光源部６２から発せられるレーザー光が、基板材料２０の表面に照射されてしまうのを防止しながら、ホールド解除が行われるようにしている。
【００７０】
すなわち、距離センサ４０では、基板材料２０の距離Ｄの計測に先立って、ホールド解除がなされることにより、距離Ｄｒが計測レンジ外となっている基板材料２０が通過したときに、距離Ｄが有効レンジ内の値となることがない。したがって、制御ユニット３０では、距離センサ４０を通過した基板材料２０の距離Ｄが計測レンジ外であることを確実に認識することができる。
【００７１】
以下に、本実施の形態の作用を説明する。
【００７２】
露光装置１０に設けられている制御ユニット３０では、基板材料２０に形成する画像（露光パターン）に応じた画像データが、制御ユニット３０に入力されると、この画像データを、例えば、二値化データに変換して、図示しないフレームメモリに画像データを格納する。また、制御ユニット３０では、基板材料２０の露光開始に先立って、距離センサ４０のレーザー光源部６２での発光を開始する。
【００７３】
一方、図７（Ａ）に示されるように、露光装置１０では、移動ステージ１６が、原位置に待機されており、この移動ステージ１６上に、搬入搬送手段２２によって基板材料２０が送り込まれる。
【００７４】
露光装置１０では、移動ステージ１６上に基板材料２０が載置されると、この基板材料２０を移動ステージ１６上に吸着保持する。この後、図７（Ｂ）及び図８に示されるように、移動ステージ１６を計測方向（矢印Ｙｍ方向）へ移動する。これにより、移動ステージ１６上に載置されている基板材料２０が、距離センサ４０に対向する位置を通過する。制御ユニット３０では、このときに、距離センサ４０によって、基板材料２０の上面（露光面）までの距離Ｄｒを計測する。
【００７５】
露光装置１０では、移動ステージ１６の計測移動が終了すると（図７（Ｃ）参照）、露光移動を開始する。この露光移動は、図７（Ｄ）に示されるように、移動ステージ１６を矢印Ｙｅ方向へ移動する。制御ユニット３０では、フレームメモリに格納した画像データに基づいて、画素ごとの変調信号を生成し、生成した変調信号を、この移動ステージ１６の露光移動に基づいたタイミングで露光ヘッドユニット２８の各露光ヘッド３４へ出力する。
【００７６】
このときに、制御ユニット３０では、距離センサ４０によって計測された距離Ｄに基いて、各露光ヘッド３４のオートフォーカスユニット５６を制御することにより、焦点調整が行われる。これにより、露光装置１０では、基板材料２０上に適正なピントで画像露光を施すことができる。
【００７７】
また、露光装置１０では、基板材料２０への露光が終了して、移動ステージ１６が原位置に戻ると（図７（Ｅ）参照）、排出搬送手段２４によって基板材料２０を排出し、次の基板材料２０が移動ステージ１６上に載置されると（図７（Ａ）参照）、この基板材料２０に対する画像露光を開始する。
【００７８】
ところで、基板材料２０に高精細な露光画像を形成するためには、正確な焦点調整が必要であり、このためには、距離センサ４０によって距離Ｄｒを正確に計測する必要がある。このような距離センサ４０は、レンジ幅が狭く、計測レンジが限られていると共に、ホールド機能を備えることにより、距離Ｄｒが、計測レンジを外れた基板材料２０に対しては、適正な距離Ｄを出力することが困難となっている。
ここで、露光装置１０に設けている制御ユニット３０は、基板材料２０の露光処理に合わせて距離センサ４０を制御しており、図８から図１０を参照しながら、露光装置１０でこの距離センサ４０を用いるときの制御を説明する。
【００７９】
図８には、制御ユニット３０で実行される距離センサ４０の制御（距離計測制御）の一例を示している。このフローチャートは、例えば、露光装置１０の電源スイッチがオンされて基板材料２０への走査露光が可能となるか、又は、走査露光を行うための装置の立ち上げが開始されると実行され、露光装置１０の電源スイッチがオフされるか、基板材料２０への走査露光の終了又は中断（例えば、露光装置１０のスタンバイ状態）されることにより終了する。
【００８０】
図８のフローチャートでは、最初のステップ１００で、距離センサ４０の作動を開始する。このときにレーザー光源部６２の発光を開始する（ステップ１０２）。すなわち、図９に示されるように、距離センサ４０に基板材料２０が対向されるのに先立って、距離センサ４０がオンされると共に、レーザー光源部６２の発光が開始される。
【００８１】
また、距離センサ４０は、オンされることにより、距離演算部６６から距離Ｄが出力される。このときに、図１０（Ａ）に示されるように、距離センサ４０では、計測値がホールドされておらず、また、基板材料２０も対向していないので、距離Ｄとして、最大値である距離（Ｄ０＋α）が出力される。
【００８２】
制御ユニット３０は、基板材料２０が移動ステージ１６上に載置されて保持されると、移動ステージ１６の計測方向への移動を開始する。これにより、距離センサ４０には、移動ステージ１６の上面、移動ステージ１６上の基板材料２０の上面が順に対向される。
【００８３】
ここで、図８のフローチャートでは、ステップ１０４で距離センサ４０によって距離Ｄを計測するタイミングとなったか否かを確認し、距離センサ４０に基板材料２０の先端が対向されるタイミングで、ステップ１０４で肯定判定してステップ１０６へ移行し、距離センサ４０から出力される距離Ｄの読込みが開始される。
【００８４】
図９及び図１０（Ａ）に示されるように、距離センサ４０は、移動ステージ１６の上面までの距離Ｄｓが、計測レンジを外れている。これにより、距離センサ４０は、移動ステージ１６に対する相対位置が、位置Ｙ０、Ｙ１を過ぎても、距離Ｄとして、距離（Ｄ０＋α）を出力する。
【００８５】
この後、移動ステージ１６に対する距離センサ４０の相対位置が位置Ｙ２に達し、かつ、距離Ｄｒが有効レンジ内であると、距離センサ４０から出力される距離Ｄは、距離Ｄｒ（例えば、距離Ｄ１、（Ｄ０−α）＜Ｄ１＜（Ｄ０＋α））となる。
【００８６】
また、基板材料２０が距離センサ４０に対向されている間は、距離センサ４０が、対向される基板材料２０の表面までの距離Ｄｒに応じた距離Ｄ（Ｄ＝Ｄ１）が出力され、この距離Ｄが、制御ユニット３０に読み込まれる。
【００８７】
図８のフローチャートでは、ステップ１０８で基板材料２０が、距離センサ４０に対向する位置を過ぎて、距離計測を終了するタイミングとなったか否かを確認し、基板材料２０の後端が距離センサ４０に対向する位置（例えば、図９の位置Ｙ３）を通過すると、ステップ１０８で肯定判定してステップ１１０へ移行し、距離Ｄの読込みを終了する。なお、制御ユニット３０では、距離Ｄの読込みを終了すると、読み込んだ距離Ｄに基いて、露光ヘッド３４の焦点距離ＦＤの調整用のデータを作成する。
【００８８】
図９及び図１０（Ａ）に示されるように、距離センサ４０では、移動ステージ１６に対する相対位置が位置Ｙ３に達するまでは、距離Ｄｒが計測レンジ内であれば、距離Ｄｒが距離Ｄとして出力される。
【００８９】
これに対して、移動ステージ１６に対する距離センサ４０の相対位置が、基板材料２０の端部に対応する位置Ｙ３を過ぎると、距離センサ４０によって計測される距離Ｄｒが急激に大きくなる（距離Ｄｓ、Ｄｓ＞（Ｄ０＋α））。これにより、距離センサ４０から出力される距離Ｄ（計測値）がホールドされる。距離センサ４０では、計測値がホールドされると、出力される距離Ｄが有効レンジ内となっている。すなわち、位置Ｙ３に対応する基板材料２０の距離ＤｒがＤ１であると、距離センサ４０の出力が、この距離Ｄ１に保持される。
【００９０】
一方、図８のフローチャートでは、ステップ１１２で、基板材料２０への露光が開始されたか否かを確認する。制御ユニット３０は、計測移動の終了した移動ステージ１６が、走査移動を開始することにより、基板材料２０が露光ヘッドユニット２８に対して所定位置に達すると、光源ユニット２６から発せられる光ビームが露光ヘッドユニット２８の各露光ヘッド３４へ送出すると共に、画像データに基づいて生成した変調信号を各露光ヘッド３４へ出力する。
【００９１】
これにより、基板材料２０への走査露光が開始される。また、制御ユニット３０は、基板材料２０が露光ヘッドユニット２８に対向する位置を過ぎると、基板材料２０への走査露光を終了する。
【００９２】
ここで、基板材料２０への走査露光が開始されると、ステップ１１２で肯定判定されてステップ１１４へ移行する。このステップ１１４では、距離センサ４０のレーザー光源部６２をオフする。すなわち、レーザー光源部６２の発光を停止する。
【００９３】
また、ステップ１１６では、走査露光が終了したか否かを確認し、走査露光が終了すると、ステップ１１６で肯定判定してステップ１１８へ移行する。このステップ１１８では、次ぎの基板材料２０に対する距離計測に先立って、レーザー光源部６２の発光を再開する。
【００９４】
なお、ステップ１２０では、露光装置１０での露光処理（走査露光）が継続されるか否かを確認し、継続されるときには、ステップ１２０で肯定判定してステップ１０４へ移行し、露光処理が終了されるときには、ステップ１２０で否定判定してステップ１２２へ移行し、距離センサ４０をオフ（レーザー光源部６２もオフ）する。また、ここでは、レーザー光源部６２の発光を開始した後に、露光処理が終了されるか否かを確認したが、レーザー光源部６２の発光開始に先立って、露光処理が継続されるか否かを確認するものであっても良い。
【００９５】
図１０（Ａ）に示されるように、距離センサ４０は、レーザー光源部６２が発光停止（オフ）すると、レーザー光が受光部６４で受光されなくなり、ホールド設定部７０が、距離Ｄのホールドを解除（オフ）する。また、距離センサ４０は、走査露光が終了すると、レーザー光源部６２の発光が開始される（オン）。
【００９６】
距離センサ４０では、ホールド解除されることにより、距離Ｄの保持が解除される。また、レーザー光源部６２が発光を停止していることにより、距離演算部６６からは、距離Ｄとして計測レンジ内の最大値（Ｄ０＋α）が出力される。さらに、距離センサ４０は、レーザー光源部６２の発光が開始されても、ホールド解除状態が継続される。
【００９７】
これにより、次に基板材料２０が距離センサ４０に対向される位置に達し、この基板材料２０の距離Ｄｒが距離センサ４０の有効レンジ内（例えばＤ２、（Ｄ０−α）＜Ｄ２＜（Ｄ０＋α））であると、距離センサ４０は、距離Ｄｒを距離Ｄ（Ｄ＝Ｄ２）として出力する。
【００９８】
このときに、レーザー光源部６２の発光停止が、露光中の比較的短い時間であり、また、次の基板材料２０に対する距離計測を開始するまでの時間が十分にあるので、距離センサ４０では、レーザー光が安定し、正確な距離計測が可能となっている。
【００９９】
一方、図１０（Ｂ）に示されるように、距離センサ４０がホールド解除されていないと、図１０（Ｂ）に二点鎖線で示すように、有効レンジ内の距離Ｄが継続して出力される。これにより、次に距離計測を行う基板材料２０の距離Ｄｒが、有効レンジを外れていても、有効レンジ内の距離Ｄ（ここでは、Ｄ＝Ｄ１）が制御ユニット３０に読み込まれる。制御ユニット３０は、読み込んだ距離Ｄが有効レンジ内となっていることにより、この距離Ｄに基いて光ビームの焦点調整を行う。
【０１００】
したがって、露光ヘッド３４から基板材料２０に照射される光ビームに所謂ピントずれが生じ、基板材料２０に形成される露光画像の品質が低下してしまう。
【０１０１】
これに対して、図１０（Ａ）に示されるように、予め距離センサ４０のホールドオフを行うことにより、次に距離計測を行う基板材料２０の距離Ｄが有効レンジを外れていると、図１０（Ａ）に二点鎖線で示すように、この基板材料２０が通過しても、距離センサ４０は、有効レンジを外れた距離Ｄ（ここでは、Ｄ＝Ｄ０＋α）を出力する。
【０１０２】
これにより、制御ユニット３０では、基板材料２０が通過しても、距離センサ４０から有効レンジ内の距離Ｄが出力されないことから、基板材料２０の距離Ｄｒが距離センサ４０の有効レンジから外れていることを的確に認識することができる。したがって、基板材料２０に光ビームのピントずれが生じた画像が露光されてしまうのを確実に防止することができる。
【０１０３】
なお、露光装置１０は、ステージ高さ調整部６８を備えているので、制御ユニット３０は、適正な距離Ｄｒが検出されなかったときに、ステージ高さ調整部６８によって移動ステージ１６の高さを変えて、再度、基板材料２０の距離計測を行い、有効レンジ内の距離Ｄが得られたときに、このときの距離Ｄに基いて基板材料２０への画像露光を行うものであっても良い。
【０１０４】
また、本実施の形態では、基板材料２０に対して露光処理を行うときに、レーザー光源部６２の発光停止を行うようにしたが、レーザー光源部６２の発光停止のタイミング及び時間は、これに限るものではない。
【０１０５】
レーザー光源部６２の発光停止タイミングは、基板材料２０の距離計測が終了し、次の基板材料２０の距離計測を開始する間であれば、任意のタイミングを適用することができる。このときに、レーザー光源部６２が発光を開始してから、基板材料２０の距離計測が行われるまでの間で、レーザー光が安定されるタイミング及び時間であることが好ましく、また、基板材料２０に対する距離計測が終了したことが明確に判断できる時点から、該当基板材料２０の露光が終了するまでの間で、レーザー光源部６２の発光停止（ホールド設定部７０でのホールド解除）が行われることがより好ましい。
【０１０６】
一方、本実施の形態では、レーザー光源部６２の発光停止を行うことにより、距離Ｄのホールドを解除する距離センサ４０を用いたが、ホールド解除は、これに限るものではない。
【０１０７】
例えば、距離センサは、ホールド設定部７０が制御ユニット３０に接続され、制御ユニット３０のホールド解除信号によって、ホールド設定部７０が距離Ｄのホールドを解除可能な構成であっても良い。このときには、基板材料２０の距離計測が終了してから、次の基板材料２０に対する距離計測を開始するまでの間の任意のタイミングで、制御ユニット３０がホールド解除信号を、距離センサのホールド設定部７０に入力すれば良い。これにより、レーザー光源部６２の発光停止を行うことなく、基板材料２０に対する距離Ｄｒの誤検出が生じるのを防止することができる。
【０１０８】
また、距離センサ４０が、受光部６４でのレーザー光の受光が停止することにより、ホールド設定部７０が、計測値のホールドを解除する構成であるときは、レーザー光源部６２の発光停止を行わずに、シャッタ機構を設けて、レーザー光源部６２から発光されるレーザー光を遮るか、受光部６４に受光されるレーザー光を遮る構成を適用することができる。
【０１０９】
なお、以上説明した本実施の形態は、本発明が適用される距離センサの構成を限定するものではない。本発明は、高精度での距離計測を可能とするために、レンジ幅が狭く計測レンジが限られていると共に、計測距離が急激に変化したときに直前の有効レンジ内の距離を保持する保持手段を備えた任意の構成の距離センサに適用することができる。
【０１１０】
また、以上説明した本実施の形態では、露光装置１０を例に説明したが、本発明は、これに限らず、高精度での距離計測を可能とするために、レンジ幅が狭く計測レンジが限られていると共に、計測距離が急激に変化したときに直前の有効レンジ内の距離を保持する保持手段を備えた距離センサを用い、距離センサと露光対象との相対移動によって露光対象の距離計測を行う任意の構成の露光装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本実施の形態に適用した露光装置の概略構成図である。
【図２】露光装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】基板材料に対する露光ヘッドの配列の一例を示す要部の概略斜視図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は露光ヘッドの光学系の一例を示す概略図である。
【図５】本実施の形態に適用した距離センサの概略構成図である。
【図６】実際の距離に対する距離センサが出力される距離を示す線図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｂ）は、移動ステージの移動を示す概略図であり、（Ａ）は移動開始前の原位置、（Ｂ）は距離計測時、（Ｃ）は距離計測終了時、（Ｄ）は走査露光時、（Ｅ）は走査露光の終了時を示している。
【図８】距離センサを用いた計測制御の一例を示し流れ図である。
【図９】距離計測時の移動ステージ及び基板材料に対する距離センサの相対位置を示す概略図である。
【図１０】（Ａ）は、本実施の形態に係る距離センサの制御を示すタイミングチャート、（Ｂ）はホールド解除を行われないときの一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１１２】
１０ 露光装置
１２ 基台
１６ 移動ステージ（移動手段）
１８ ステージ駆動部（移動手段）
２０ 基板材料（露光対象、計測対象）
２６ 光源ユニット
２８ 露光ヘッドユニット（露光制御手段、距離計測制御手段、調整制御手段、保持解除手段）
３０ 制御ユニット
３４ 露光ヘッド
４０ 距離センサ
５６ オートフォーカスユニット（焦点調整手段）
６２ レーザー光源部
６４ 受光部
６６ 距離演算部（保持手段）
７０ ホールド設定部（保持手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体の表面に感光層が形成された露光対象を走査しながら光ビームを照射して露光するときに、露光対象までの距離に応じて焦点距離を調整する露光装置において、
計測対象までの距離が予め設定された所定範囲であるときに、光源で発光されて計測対象へ照射されるレーザー光の反射光を受光部で受光することにより計測対象までの距離を計測可能であり、かつ、計測対象の端部で計測値が変化して前記計測範囲を外れたときに前記所定範囲で最前の計測値を保持すると共に、計測値が前記所定範囲を超えている間は、該計測値の保持を継続する保持手段が形成された距離センサを用い、
前記露光対象を前記計測対象として前記焦点位置を調整するための距離を計測する距離計測方法であって、
前記露光対象が前記距離センサの光照射位置を通過するのに先立って、前記光源からの発光を開始して、
前記露光対象が前記距離センサの光照射位置を通過するときに、露光対象までの距離を計測し、
次の前記露光対象に対する距離の計測に先立って、前記保持手段による前記計測値の保持解除を行う、
ことを特徴とする距離計測方法。
【請求項２】
前記距離センサが、前記光源の発光が停止されることにより前記保持手段による前記計測値の保持が解除されるときに、前記次の前記露光対象に対する距離の計測に先立って、前記光源の発光を停止する、ことを特徴とする請求項１に記載の距離計測方法。
【請求項３】
前記光源の発光停止による前記計測値の保持解除を、前記距離センサの計測結果に基づいた前記露光対象への露光中に行う、ことを特徴とする請求項２に記載の距離計測方法。
【請求項４】
露光対象へ露光光となる光ビームを照射可能な露光ヘッドと、
前記露光ヘッドに設けられて前記光ビームの焦点位置の調整が可能な焦点調整手段と、
レーザー光を発する光源、光源から発せられて前記露光対象で反射されたレーザー光を受光する受光部、受光部で受光された前記レーザー光から露光対象の表面までの距離を演算すると共に演算した距離が予め設定された有効範囲内であるときに演算された距離を出力する距離演算部及び、前記距離演算部で演算された距離が有効範囲を外れたときに直前の有効範囲内の距離が出力されるように保持する保持手段を含む距離センサと、
前記露光ヘッド及び前記処理センサに対して前記露光対象を相対移動する移動手段と、
前記移動手段によって前記露光対象が前記露光ヘッドに対向されながら移動されるときに、露光対象へ露光すべき画像の画像データに基づいて露光ヘッドから照射される前記光ビームを制御して露光処理を行う露光制御手段と、
前記露光対象への前記露光処理に先立って前記移動手段によって前記距離センサに対向されながら移動される露光対象に対する距離を距離センサによって計測する距離計測制御手段と、
前記露光対象に前記露光処理を行うときに、前記距離計測制御手段が前記距離センサによって計測した前記距離に基づいて前記焦点調整手段を作動して、前記光ビームの焦点位置が露光対象の表面となるように調整する調整制御手段と、
前記距離計測手段が前記距離センサによる前記距離の計測が終了してから前記露光対象への画像露光が終了するまでの間に前記保持手段による前記距離センサが出力する前記距離の保持を解除する保持解除手段と、
を含むことを特徴とする露光装置。
【請求項１】
支持体の表面に感光層が形成された露光対象を走査しながら光ビームを照射して露光するときに、露光対象までの距離に応じて焦点距離を調整する露光装置において、
計測対象までの距離が予め設定された所定範囲であるときに、光源で発光されて計測対象へ照射されるレーザー光の反射光を受光部で受光することにより計測対象までの距離を計測可能であり、かつ、計測対象の端部で計測値が変化して前記計測範囲を外れたときに前記所定範囲で最前の計測値を保持すると共に、計測値が前記所定範囲を超えている間は、該計測値の保持を継続する保持手段が形成された距離センサを用い、
前記露光対象を前記計測対象として前記焦点位置を調整するための距離を計測する距離計測方法であって、
前記露光対象が前記距離センサの光照射位置を通過するのに先立って、前記光源からの発光を開始して、
前記露光対象が前記距離センサの光照射位置を通過するときに、露光対象までの距離を計測し、
次の前記露光対象に対する距離の計測に先立って、前記保持手段による前記計測値の保持解除を行う、
ことを特徴とする距離計測方法。
【請求項２】
前記距離センサが、前記光源の発光が停止されることにより前記保持手段による前記計測値の保持が解除されるときに、前記次の前記露光対象に対する距離の計測に先立って、前記光源の発光を停止する、ことを特徴とする請求項１に記載の距離計測方法。
【請求項３】
前記光源の発光停止による前記計測値の保持解除を、前記距離センサの計測結果に基づいた前記露光対象への露光中に行う、ことを特徴とする請求項２に記載の距離計測方法。
【請求項４】
露光対象へ露光光となる光ビームを照射可能な露光ヘッドと、
前記露光ヘッドに設けられて前記光ビームの焦点位置の調整が可能な焦点調整手段と、
レーザー光を発する光源、光源から発せられて前記露光対象で反射されたレーザー光を受光する受光部、受光部で受光された前記レーザー光から露光対象の表面までの距離を演算すると共に演算した距離が予め設定された有効範囲内であるときに演算された距離を出力する距離演算部及び、前記距離演算部で演算された距離が有効範囲を外れたときに直前の有効範囲内の距離が出力されるように保持する保持手段を含む距離センサと、
前記露光ヘッド及び前記処理センサに対して前記露光対象を相対移動する移動手段と、
前記移動手段によって前記露光対象が前記露光ヘッドに対向されながら移動されるときに、露光対象へ露光すべき画像の画像データに基づいて露光ヘッドから照射される前記光ビームを制御して露光処理を行う露光制御手段と、
前記露光対象への前記露光処理に先立って前記移動手段によって前記距離センサに対向されながら移動される露光対象に対する距離を距離センサによって計測する距離計測制御手段と、
前記露光対象に前記露光処理を行うときに、前記距離計測制御手段が前記距離センサによって計測した前記距離に基づいて前記焦点調整手段を作動して、前記光ビームの焦点位置が露光対象の表面となるように調整する調整制御手段と、
前記距離計測手段が前記距離センサによる前記距離の計測が終了してから前記露光対象への画像露光が終了するまでの間に前記保持手段による前記距離センサが出力する前記距離の保持を解除する保持解除手段と、
を含むことを特徴とする露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２４４８０８（Ｐ２００９−２４４８０８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９４２６８（Ｐ２００８−９４２６８）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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