图像位置测量装置及曝光装置的制作方法

专利名称：图像位置测量装置及曝光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像位置测量装置和曝光装置，其中，图像位置测量装置
具备测量在工件上形成的基准标记的位置的摄影组件；曝光装置具备该图 像位置测量装置，根据所述图像位置测量装置测量到的基准标记的位置信 息对在工件上形成的图像的位置进行调整。
背景技术：
目前，公知的是例如在作为工件的印刷配线基板(以下，有时称为"基 板"或"感光材料")等上形成配线图案的激光曝光装置。该激光曝光装 置具备载置作为图像曝光的对象的印刷配线基板的曝光载物台，且使该曝 光载物台沿规定的输送路径移动。
具体而言，载置印刷配线基板的曝光载物台以规定的速度朝副扫描方 向移动，在规定的读取位置，该印刷配线基板上的例如设在角部的对位孔 (以下称为"对准标记"或"基准标记")由CCD摄像机拍摄。然后，对 照由该拍摄得到的印刷配线基板的位置，将描绘坐标系中的描绘对象区域 进行坐标变换，由此对图像数据实施对准处理。
进行对准处理后，曝光载物台上的印刷配线基板在规定的曝光位置根 据图像数据进行调制，并利用在多面反射镜的作用下向主扫描方向偏转的 激光束对其上面形成的感光性涂膜进行扫描、曝光处理。由此，在印刷配 线基板上的规定区域(描绘区域)内形成基于图像数据(对应于配线图案) 的图像(潜像)。
还有，形成有图像(潜像)的印刷配线基板，在曝光载物台复位移动 到初始位置后，从曝光载物台上取下，取下了印刷配线基板的曝光载物台 向将下一印刷配线基板曝光的工序转移(例如，参照专利文献l)。
这样，在输送印刷配线基板的同时调制/照射激光束，由此，在该基板
上形成图像的激光曝光装置中，为了正确地对准与印刷配线基板的描绘区 域相对应的曝光位置，而对作为曝光位置基准的对准标记进行拍摄，基于 该位置(基准位置数据)的测定结果，使曝光位置对准适当位置。S卩，测 定曝光载物台上的基板的位置及基板自身的变形，与其相对应而对曝光图 像的位置进行修正。
专利文献1:日本特开2000-338432号公报
但是，用于摄影的透镜存在变形，即使是CCD摄像机等摄像元件， 也存在像素间距的误差或元件本身的变形。虽然这些变形微小，但是对于 对准标记的位置测量精度要求高的情况下，存在不能忽视给予对准标记摄 影精度的影响的问题。

发明内容
本发明正是鉴于所述情况而开发的，其目的在于，提供一种图像位置 测量装置和具有该图像位置测量装置的曝光装置，能够避免摄像元件及透 镜的变形造成的影响，提高工件上附带的基准标记的位置测量精度。
为实现所述目的，本发明的第一方面提供一种图像位置测量装置，其具备摄影组件，其包括摄像元件及/或透镜，用于测量在工件上形成的基 准标记的位置；修正组件，其修正所述摄像元件及/或透镜的变形。
而且，在所述第一方面的图像位置测量装置中，所述修正组件也可以 预先测定由于所述摄像元件及/或所述透镜的变形产生的摄影图像的变形， 根据由测定得到的变形数据对摄影图像数据进行修正。
根据所述构成的图像位置测量装置，由于得到修正了摄像元件及/或透 镜的变形的摄影图像数据，故能够提高基准标记的摄影精度(位置测量精 度)。
另外，所述第一方面的图像位置测量装置中，所述摄影组件也可以具 备能用于使所述透镜以其光轴为中心进行转动及固定的机构。
根据所述构成的图像位置测量装置，能够容易地选择使用透镜变形最 小的区域。另外，虽然通常若提高透镜的放大率则变形增加，但因为能够 选择即使透镜的放大率提高也可以使变形的影响最小的区域，所以可以使 用价格较低廉的透镜。因而，在成本方面也有优点。
另外，在所述第一方面的图像位置测量装置中，也可以将多个所述摄像元件一维排列。
根据所述构成的图像位置测量装置，由于变形修正数据仅是一维的，因此，能够容易地修正摄影图像数据。另外，由于透镜的使用区域窄，故 也具有可容易地选择透镜的变形为最小的部分的优点。
另外，所述第一方面的图像位置测量装置中，也可以具备能载置所述 工件且能沿着规定的输送路移动的载物台，在使该载物台移动的同时对在 工件上形成的所述基准标记进行拍摄。
根据所述构成的图像位置测量装置，实现了相对于工件的处理效率的 提高。由此，生产效率得以提高。
另外，本发明第二方面提供一种曝光装置，其具备图像位置测量装 置，其具有包括摄像元件及/或透镜且用于测量在工件上形成的基准标记的 位置的摄影组件和修正所述摄像元件及/或透镜的变形的修正组件；曝光组 件，其基于图像数据对所述工件进行曝光，所述图像数据通过基于由所述 图像位置测量装置拍摄的所述基准标记的位置信息进行修正而得到。
根据所述第二方面的曝光装置，能够正确地对工件进行曝光处理。
根据以上的本发明，可提供一种图像位置测量装置和具备该图像位置 测量装置的曝光装置，能够避免摄像素子和透镜的变形导致的影响，提高 工件上附带的基准标记的位置测量精度。


图1是表示曝光装置的概略立体图2是表示曝光装置的概略侧视图3是表示曝光装置的概略俯视图4是表示曝光载物台的概略立体图5是表示曝光头组件的概略立体图6A是表示基于曝光头组件的曝光区域的概略俯视图6B是表示曝光头部件的排列图案的概略俯视图7是表示单一曝光头部件中的点图案的排列状态的概略俯视图8是表示对准组件的概略立体图9是表示摄影图像和基准图的概略俯视图10A是表示修正矢量的概略俯视图10B是修正矢量的说明图11是表示线性图像传感器和透镜的概略俯视图12是表示线性图像传感器中的摄影图像和基准图的概略俯视图13是表示由摄影图像和基准图导出的修正量的图表；
图14是表示摄像机部的构成的概略立体图15是表示由摄影图像和基准图导出的修正量的图表；
图16是表示曝光开始时期修正程序的控制流程图。
符号说明
10曝光装置
20曝光载物台(载物台)
28曝光头组件(曝光组件)
30对准组件(图像位置测量装置)
38摄像机部(摄影组件)
38A摄像机主体(摄像元件)
38B透镜部(透镜)
50控制部(图像位置测量装置)
60感光材料(工件)
70变形修正组件(修正组件)
具体实施例方式
下面，基于附图所示的实施例详细说明本发明的最佳实施方式。图1 是本发明的曝光装置的概略立体图，图2是曝光装置的概略侧视图，图3 是曝光装置的概略俯视图。还有，图3中，设箭头W为宽度方向，设箭 头D为移动方向或扫描方向。图2中，设箭头DA为往路方向，设箭头 DB为复路方向。
(曝光装置的构成)
如图1 图3所示，曝光装置10的构成为，在将棒状的方管组装成框 状而构成的矩形框体12中收容各部分，且在该框体12上铺设未图示的面
板。由此，曝光装置io具有与外部隔离的构成。
框体12具有高的框体部12A和以从该框体部12A的一侧面突出的方 式设置的载物台部12B。载物台部12B的构成为，其上面比框体12A低， 操作者站在载物台部12B的前面时，在大致腰部高度的位置。
在载物台部12B的上面设有开闭盖14。在开闭盖14的框体部12A侧 的一边安装有未图示的铰链，以该边作为中心，能够进行开闭动作。而且， 在开闭盖14处于开放状态的载物台部12B的上面，可以露出曝光载物台 20 (参考图4)。
另外，自载物台部12B—直到框体部12A，延伸设有作为曝光载物台 20的移动轨迹基准的平板18。该平板18支承在被牢固固定于构成框体部 12A的方管上的台架16上。另外，平板18的长度方向(移动方向)一端 部直到载物台部12B，在曝光载物台20位于该位置的状态下，操作者在 曝光载物台20上可以载置或取出感光材料60。
另外，在平板18的上面配设有沿其长度方向彼此平行的一对滑动导 轨22，在曝光载物台20的下面安装的截面"- "字状的脚部20A (参照 图4)能够滑动地支承在该滑动导轨22上。而且，曝光载物台20支承在 该滑动导轨22上，由此，可以几乎没有摩擦阻力(在设有轴承等的情况 下，仅有该轴承的滚动阻力)地沿扫描方向滑动。
另外，在平板18的上面，在一对滑动导轨22间配置有线性电动机部 24。该线性电动机部24为应用了步进电动机的驱动力的直线型驱动源， 其具有沿平板18的长度方向设置的棒状定子部(磁铁部)24A (参照图 2)、和设置在曝光载物台20的下面侧并与定子部24A保持规定间隔配置 的线圈部24B。
因此，曝光载物台20的构成为，利用通过向线圈部24B的通电产生 的磁场和定子部24A的磁场的磁力作用获得驱动力，沿着滑动导轨22在 平板18上沿其长度方向(扫描方向)移动。另外，由于其原理和步进电 动机一样，因此，曝光载物台20通过定速性、定位精度及始动时、停止 时的转矩变动等电控制，可以进行精度高的驱动控制。
另外，在线性电动机部24设有未图示的线性编码器。该线性编码器 的构成为，在曝光载物台20和线圈部24B —起相对定子部24A向扫描方
向相对移动时，将对应其往复移动方向的极性的脉冲信号向脉冲计数器输 出与移动量成比例的脉冲数。
在曝光载物台20的上面，以通过未图示的定位装置定位在规定位置的状态载置作为曝光对象物的矩形平板状的感光材料60。曝光载物台20 其载置面上设有多个槽(省略图示)，在将感光材料60以定位在规定位置 的状态载置后，通过由真空泵等使槽内成为负压，从而能够将感光材料60 吸附保持。
在感光材料60上设有多个表示其曝光面上的描绘区域中的曝光位置 基准的对准标记(基准标记)M。该对准标记M例如图3所示，由圆形的 贯通孔构成，在靠近感光材料60的角部附近各配置1个，合计配置4个。
在曝光载物台20的平板18上的移动轨迹的大致中间位置配置有曝光 头组件28 (参照图5)。曝光头组件28以架设在分别立设于平板18的宽 度方向两端部的外侧的一对支柱26上的方式设置，将曝光头组件28和平 板18之间设置成使载物台20能够通过。
曝光头组件28的构成为，多个曝光头部件28A沿平板18的宽度方向 排列，使曝光载物台20以定速移动，同时以规定的定时自各曝光头部件 28A向曝光载物台20上的感光材料60照射多个光束，由此能够对该感光 材料60的曝光面(描绘区域)进行曝光。
构成曝光头组件28的曝光头部件28A如图6B所示，排列成为m行n 列(例如2行5列)的大致矩阵形状，这多个曝光头部件28A在与曝光载 物台20的移动方向(扫描方向)正交的方向(宽度方向)排列。这里， 根据与感光材料60的宽度的关系，形成2行5列合计10个曝光头部件28A。
另外，1个曝光头部件28A的曝光区域28B成为以扫描方向为短边的 矩形形状，并且相对该扫描方向以规定的倾斜角倾斜，随着曝光载物台20 的移动，在感光材料60上对每个曝光头部件28A形成带状的曝光结束区 域28C (参照图6A)。
另一方面，如图1所示，在框体部12A内，在不妨碍平板18上的曝 光载物台20的移动的其他位置配设光源组件48。该光源组件48收容有多 个激光器(半导体激光器)，由该激光器射出的光通过光纤(省略图示) 导向每个曝光头部件28A。
各曝光头部件28A通过作为空间光调制元件的未图示的数字微透镜 装置(DMD)，以点单位控制被光纤引导并入射的光束，相对于感光材料 60曝光点图案。在此，用多个点图案表现l个像素的浓度。
另外，如图7所示，曝光区域28B (1个曝光头部件28A)由二维排 列(例如4X5)的20个点形成。而且，二维排列的点图案相对扫描方向 倾斜，由此在扫描方向排列的各点通过在与扫描方向交叉的方向排列的点 间，可縮窄实质上的点间间距。由此，成为实现高析像度化的构成。
另外，如上所述，曝光头部件28A的倾斜有时因曝光装置IO的标准 析像度的设定而在同一扫描线上重复多个点图案。这种情况下，只要使对 应任何一点图案(例如图7中斜线表示的点图案)的DMD处于常闭状态， 设置不使用的点图案即可。
在此，对在曝光载物台20上定位载置的感光材料60的曝光处理中， 将感光材料60载置在曝光载物台20上，不在沿平板18上的滑动导轨22 向里侧移动时(往路)执行，而在暂时到达平板18的里侧(框体部12A 侧)端部后向载物台部12B返回时(复路)执行。
即，曝光载物台20的往路行驶是用于得到曝光载物台20上的感光材 料60的位置信息的移动，作为得到该位置信息的组件，在平板18上配置 有图8所示的对准组件30 (图像位置测量装置)。对准组件30设置在比曝 光头组件28靠往路方向里侧，架设在分别立设于平板18的宽度方向两端 部的外侧的一对支柱26上。
该对准组件30包括两端固定在一对支柱26上的基座部32;相对该 基座部32的扫描方向的一面(与曝光头组件28对置的面)向平板18的 宽度方向能够移动地设置的多个(例如4台)摄像机部38。摄像机部38 通过摄像机底座40可滑动地安装在沿基座部32配设的相互平行的一对导 轨部34上，并且能够分别独立地移动。
再者，摄像机部38在摄像机主体38A (摄像元件)的下面设有透镜 部38B，在透镜部38B的突出前端部安装有环状的闪光光源(LED闪光光 源)38C。透镜部38B以透镜光轴大致呈垂直的方式向下方配置，从闪光 光源38C发出的光向曝光载物台20上的感光材料60照射，将其反射光通 过透镜部38B输入到摄像机主体38A，由此，能够拍摄感光材料60上的对准标记M。
摄像机底座40通过各滚珠丝杠机构部36的驱动，能够朝平板18的 宽度方向移动，通过曝光载物台20的移动和基于滚珠丝杠机构部36的驱 动力的朝平板18的宽度方向的移动，能够将透镜部38B的光轴配置在感 光材料60的所期望的位置。
在此，摄像机主体38A (摄像元件)中，存在像素间距的误差或元件 自身的变形，且透镜部38B也存在变形。虽然这些变形是微小的，但是在 要求的对准标记M的位置测量精度高的情况下，不能忽视给予对准标记 M的摄影精度的影响。因此，在摄像机主体38A和透镜部38B上设有变 形修正组件70。
作为变形修正组件70，例如如图9所示，考虑通过拍摄变形修正用的 基准图72 (用虚线表示)，并测定视野内的图像的变形(修正矢量H)进 行修正。也就是说，该基准图72例如用玻璃等精度稳定(平时尺寸不变 化)的材质制成，用像素(点)单位，判断与实际摄影图像(用实线表示) 的相对位置关系，从而形成多个镀铬图案K。
例如，在二维区域CCD的情况中，该镀铬图案K形成格子状，可以 对图10A所示的每个区域74测定修正矢量H(修正方向和修正量)。因此， 根据其测定结果，对每个区域74算出修正矢量H，只要将由该修正量H 导出的变形数据作为每个区域74的固定值保持，就可以在拍摄对准标记 M时，对摄影图像数据的像素单位(每个区域74)自动地执行修正。
另外，如图10B所示，也可以为将修正矢量H作为视野内的(x，y) 坐标的函数f保持修正的构成。即，也可以将修正矢量H的x方向及y方 向的修正量(Hx， Hy)作为(Hx， Hy) = (fl (x， y) ，G (x， y))， (fl、 ￡2: (x， y)的函数)，在拍摄对准标记M时，通过该函数fl、 f2自动地 修正。
另外，摄像机主体38A (摄像元件)如图11所示，理想的是一维排 列的线性图像传感器(线性CCD)。该情况下，对准标记M在扫描方向(箭 头D方向)分割成多列而被拍摄，根据该结构，如图12所示，摄像机主 体38A及透镜部38B的变形的影响(修正矢量H)由于仅为一个方向(x 方向)(线状)，因此可以容易地修正摄影图像数据。还有，图13用图表表示图12所示的镀铬图案K上(x方向)的变形量(修正量)Hx。
再有，理想的构成是，将透镜部38B设成以光轴为中心可以转动(向 正反方向旋转)及在任意位置可以固定。即，例如图14所示，在透镜部 38B上部固定以与光轴同轴的方式被轴支承的从动齿轮76，且设有步进电 动机80，该步进电动机80具有与该从动齿轮76啮合的驱动齿轮78。根 据这样的构成，通过步进电动机80的朝正反方向的旋转，从而可经由驱 动齿轮78驱动从动齿轮76朝正反方向旋转，因此可使透镜部38B朝正反 方向旋转。
因此，在透镜部38B，能够容易地选择使用变形最小的部位，能够提 高对准标记M的摄影精度(位置测量精度)。特别是如图11所示，当摄 像机主体38A为线性图像传感器(线性CCD)时，透镜部38B中透镜的 使用区域变窄(成为线性)，故通过其转动(朝正反方向旋转)能够容易 地选择变形最小的部位。
例如图15所示，当表示x方向的变形量Hx的曲线ci 、 P、 Y分别对 应图ll所示的部位a、 P、 Y时，可以选择变形量(修正量)Hx的值为 最小的Y部位，对对准标记M进行拍摄。由此，即使透镜的放大率提高， 由于能够容易地选择变形影响最小的区域，故也具有可使用价格较低的透 镜的优点。
总之，曝光载物台20和感光材料60中，操作者将感光材料60载置 在曝光载物台20上时，为了确定其相对位置关系，会产生若干偏移。因 此，需要通过摄像机部38拍摄对准标记M。
由此，识别曝光载物台20上载置的感光材料60的位置偏移，对基于 和曝光载物台20有已知的相对关系的曝光头组件28的曝光定时进行修 正，由此能够将感光材料60和图像数据的相对位置(曝光开始位置)最 优化。
另外，如图4所示，在曝光载物台20上面的往路方向里侧的端部设 有检测摄像机部38的位置并且以此位置为基准进行对准处理的摄像机更 正用的基准刻度S。该基准刻度S用例如玻璃等精度稳定(平时的尺寸不 变化)的材质构成，在其上面以规定间隔配置多个标记。通过用摄像机部 38拍摄该标记，能够正确地判断摄像机部38相对于曝光载物台20上面的位置，即使在感光材料60错位地载置在曝光载物台20上的情况下，也可 以用摄像机部38拍摄(测定)对准标记M。
另外，使曝光载物台20移动的线性电动机部24、曝光头部件28A、 摄像机部38等与控制它们的控制部50连接。通过该控制部50，控制载物 台20以规定的速度移动，控制摄像机部38以规定的定时对感光材料60 的对准标记M进行拍摄，控制曝光头部件28A以规定定时对感光材料60 进行曝光。
另外，通过该控制部50对摄像机主体38A及透镜部38B的变形进行 修正。即，该控制部50也具有作为具备变形修正组件70的图像位置测量 装置的功能。另外，在摄像机主体38A为线性图像传感器(线性CCD) 的情况下，在用该摄像机主体38A分割拍摄对准标记M的期间，闪光光 源38C对感光材料60 (对准标记M)连续地照射光。
在此，进一步对赋予在感光材料60上的对准标记M进行检测，并对 掌握感光材料60和曝光头组件28的相对位置关系的方法进行说明。在控 制部50的摄像机动作控制部中，当输入曝光载物台动作控制信号时，就 对摄像机部38输出起动信号。通过该起动信号使摄像机部38起动而成为 摄影待机状态。
另外，在控制部50的触发信号生成部，当对线性编码器的输出脉冲 进行计数的脉冲计数器取得规定的计数值时(例如将与输送到往路移动的 曝光载物台20上的感光材料60的对准标记M进入摄像机部38的摄影视 场角内的位置对应的脉冲数进行计数时)，生成触发信号而将其向摄像机 动作控制部及闪光发光控制部输送。
在该触发信号的输入定时，在摄像机动作控制部对摄像机部38输出 定时信号，摄像机部38进行摄影。另外，在闪光发光控制部对闪光光源 38C输出定时信号，闪光光源38C与摄像机部38的摄影动作连动而发光。 这样，使曝光载物台20的动作定时(移动动作)和基于摄像机部38的摄 影定时及闪光光源38C的发光定时取得同步。
另外，将曝光载物台动作控制信号与感光材料60的尺寸数据一起输 入到宽度方向位置设定部，通过该宽度方向位置设定部，控制滚珠丝杠机 构部36的动作，对摄像机部38相对于平板18的宽度方向位置进行调整。由此，对准标记M成为不易从摄像机部38的视野离开的构成，在曝光载 物台20的往路移动中，可通过摄像机部38拍摄对准标记M。
通过摄像机部38拍摄的数据被输出到摄影数据解析部，进行摄影数 据的解析。基本上由于拍摄到的图像数据是模拟数据(光电转换后，将光 量变换成电压)，故将该模拟数据变换为数字图像数据，将数字图像数据 与位置数据一起进行数值(浓度值)管理。
将用摄影数据解析部解析的数字图像数据输出到标记提取部，再将提 取出的该对准标记M输出到标记对照部。另外，将与数字图像数据对应 的位置数据输出到曝光位置修正系数运算部。然后，在标记对照部中，将 提取出的对准标记M的图像数据和预先存储于标记数据储存器中的标记 数据进行对照，将表示一致/不一致的信号输出到曝光位置修正系数运算 部。
在曝光位置修正系数运算部，进行对照的结果是，识别与判断为一致 的标记数据对应的位置数据和原来的(设计上的)对准标记M的位置数 据的误差，运算曝光位置(曝光载物台20的移动方向的曝光开始位置以 及曝光载物台20的宽度方向的点的移动位置)的修正系数，并将其输出 到曝光控制系统。而且，为了使感光材料60上记录的图像的位置成为适 当位置，而基于该修正系数进行曝光头组件28的各曝光头部件28A的对 图像记录(曝光)开始时期等的修正。
即，从根据输入的各对准标记M的图像数据(基准位置数据)判明 的图像内的对准标记M的位置及对准标记M之间的间距等、和拍摄该对 准标记M时的曝光载物台20的位置及摄像机部38的位置，通过运算处 理，掌握曝光载物台20上的感光材料60的位置偏差、相对于移动方向的 倾斜、尺寸精度误差等，算出感光材料60相对于曝光面(描绘区域)的 适当的曝光位置。
另外，将对应于曝光图案的图像数据暂且储存在控制部50内的储存 器内。因此，在各曝光头部件28A进行图像曝光时，基于该储存器内储存 的曝光图案的图像数据生成的控制信号以重合于适当的曝光位置而进行 图像曝光的方式被修正控制(对准)。还有，该曝光数据是将构成图像的 各像素的浓度用二值(记录点的有无)表示的数据。
另外，如图2所示，包含平板18上的曝光头组件28的里侧以相对于 框体部12A内的空间进一步隔离的方式设有腔室42。即，在该腔室42内 配置曝光头组件28和对准组件30，并将平板18从腔室42内向载物台部 12B延设，仅有曝光载物台20朝腔室42内外移动。
在腔室42的顶部安装有送风管44的一端部，送风管44的另一端部 安装在送风机46的空气排出口。因此，当送风机46动作时，通过送风管 44向腔室42内送入空气。
若向腔室42内送入空气，则腔室42内形成正压，通过曝光载物台 20的移动空间，向载物台部12B流动。通过该流动，能够为尽可能地回 避灰尘而将曝光头组件28周围及对准组件30周围的灰尘排出，并且，即 使在开闭盖14打开时(感光材料60对曝光载物台20进行拆卸时)，通过 压力差也能够防止新的灰尘进入。
另外，在曝光头组件28的曝光载物台20的往路方向面前侧，即靠近 载物台部12B的一侧，在平板18的整个宽度方向上配置有除电装置(电 离装置)52。除电装置52由中空管状的吹出部52A和向该吹出部52A供 给离子化的空气的离子发生部52B构成，将离子化后的空气吹向平板18。
感光材料60由于其基本材质而附带静电，且电荷带电，由此具有吸 引灰尘的性质。因为通过静电吸引而附着的灰尘仅仅靠空气流动是不能够 完全清除的，故需要通过除电装置52清除。具体而言，在离子发生部52B 内，通过接地电极和放电电极之间产生电晕放电，由此生成离子，通过送 风源将该离子引导向吹出部52A吹出，通过将因静电而带电的灰尘和不同 极性的离子极性中和，进行除电。
由此，在载置感光材料60的曝光载物台20在平板18上移动时，感
光材料60的表面被除电，从而可除去由于静电而附着的灰尘，并且，通 过吹送空气，可除去在曝光载物台20的上方空间浮游的灰尘。 (曝光装置的作用) 下面，对以上的曝光装置10的作用进行说明。另外，作为通过曝光 装置10进行图像曝光的感光材料60，可列举在作为形成(图像曝光)印 刷配线基板及液晶显示元件等的图案的材料的基板及玻璃板等的表面上 涂敷感光性环氧树脂等光致抗蚀剂或者在干薄膜的情况下层压而成的曝光材料等。
图16是表示曝光开始时期修正程序的流程图。首先，将感光材料60载置于曝光载物台20上(载置面)。然后，通过真空泵等使槽内成为负压， 将感光材料60吸附保持在载置面上。其后，在步骤100中判断是否有曝 光开始指示，如果判断为肯定，则进入到步骤102，指示摄像机部38起动。 另外，在步骤100中判断为否定时，该程序结束。
当在步骤102中指示摄像机部38起动时，接着进入到步骤104，判 断感光材料60的尺寸数据是否输入。如果在该步骤104中判断为肯定， 则进入到步骤106，根据输入的尺寸数据，驱动控制滚珠丝杠机构部36， 由此调整摄像机部38相对于平板18的宽度方向位置。
步骤108中，判断调整是否结束，如果判断为肯定，则进入到步骤 110，开始将感光材料60吸附保持在载置面上的载物台20的往路移动。 即，通过线性电动机部24的驱动力，使曝光载物台20沿平板18的滑动 导轨22从载物台部12B朝框体部12A的里侧定速移动。
还有，在曝光载物台20的往路移动中，在步骤112，将设在线性电 动机部24上的线性编码器的输出脉冲通过脉冲计数器计数，由此识别曝 光载物台20的位置(即使是线性电动机部24的驱动脉冲也可以判别)， 在步骤114中判断是否是摄影定时。
即，判断曝光载物台20的移动方向前端是否在通过摄像机部38的正 下方的之前的位置，如果判断为肯定，则进入步骤116开始摄影。由此， 由摄像机部38对预先附带于感光材料60上的对准标记M进行拍摄。
即，在对准标记M到达规定的摄影位置的定时，使摄像机部38的闪 光光源38C发光。然后，将照射到感光材料60上的闪光的在感光材料60 上面的反射光，通过透镜部38B输入摄像机主体38A，由此对对准标记M 进行拍摄。
然后，在随后的步骤118中，确认曝光载物台20的位置，在步骤120 中，判断是否是摄影结束定时。即，判断曝光载物台20的移动方向后端 是否已经通过了对准组件30的正下方，如果判断为肯定，则进入步骤122， 结束摄影。
另外，在拍摄对准标记M时，通过变形修正组件70修正摄像机主体
38A及/或透镜部38B的变形。即，在摄像机主体38A (摄像元件)是区 域CCD(二维)的情况下，如图9所示，将每个区域74的修正矢量H(变 形修正数据)作为固定值保持，修正摄影图像数据，或如图IOA及图10B 所示，将每个区域74的修正矢量H (变形修正数据)作为(x， y)的函 数保持，修正摄影图像数据。
然后，摄像机主体38A (摄像元件)是线性CCD (—维)时(参照 图11)，如图12所示，其修正矢量H (变形修正数据)仅在单方向(仅在 x方向)，同样地修正摄影图像数据。还有，当修正矢量H(变形修正数据) 仅在单方向(仅在x方向)时，具有能够容易地修正摄影图像数据的优点。 再有，在摄像机主体38A (摄像元件)是线性CCD (—维).时，对准标记 M在扫描方向(箭头D方向)被分割成多列而进行拍摄，由此也能够抑 制摄像机主体38A (摄像元件)的变形的影响。
另外，如图14所示，若透镜部38B可以旋转及可以固定，则特别是 在摄像机主体38A (摄像元件)是线性CCD (—维)的情况下，透镜使用 区域变窄，因此，能够容易地选择其变形量最小的部位。因此，能够提高 对准标记M的摄影精度(位置测量精度)。
还有，通常如果提高透镜的放大率则变形增加，但根据所述的构成， 即使提高透镜的放大率，也能够容易地选择变形的影响最小的区域，因此 能够使用较廉价的透镜。所以，在成本方面也是有优点的。
这样，用摄像机部38拍摄对准标记M后，在步骤124解析所拍摄的 数据，接着，进入步骤126，提取相当于对准标记M的图像数据。然后， 在随后的步骤128内，从标记数据储存器读出基准数据，在步骤130内， 将拍摄并且提取出的标记图像数据和预先储存的基准数据进行对照。
其后，在步骤132内，根据对照结果运算曝光位置修正系数，然后进 入到步骤134，将运算出的修正系数数据向曝光控制系统输出。由此，修 正基于曝光头组件28的各曝光头部件28A的曝光开始时期等，使感光材 料60上记录的图像位置成为适当的位置。
另外，在曝光材料60上附带的对准标记M在载物台20以规定的速 度移动的同时被检测。因此，即使本来的对准标记M为圆形时，若使载 物台20 —边移动一边进行拍摄，则摄影图像虽根据拍摄时的快门速度等而不同，但大致为椭圆形。
因此，标记数据储存器内储存的标记数据成为加进了摄像机部38的
摄影环境(快门速度、曝光载物台20的移动速度等)的图像(椭圆形图
像)。即，储存的不是最初的圆形状，而是与在摄影环境下实际使曝光载
物台20 —边移动一边拍摄而得到的图像对应的标记数据，由此实现对照 的适当化。
这样，当图像记录位置修正(曝光开始时期修正)结束时，开始使感 光材料60吸附保持在载置面上的曝光载物台20的复路移动。g卩，通过线 性电动机部24的驱动力，使曝光载物台20沿着平板18的滑动导轨22从 框体部12A向载物台部12B侧以定度移动。
另外，在曝光载物台20的复路移动中，通过将线性发动机部24上设 置的线性编码器的输出脉冲由脉冲计数器进行计数，由此识别曝光载物台 20的位置(即使是线性发动机部24的驱动脉冲也能够判别)。
接着，曝光载物台20通过曝光头组件28，但此时，在曝光头组件28 中，根据修正过的曝光开始时期，向DMD照射激光，将在DMD的微反 射镜为接通状态时反射的激光通过光学系统向感光材料60引导，在感光 材料60上(曝光面)成像。
即，按多个线的量的每一个依次读出控制部50的储存器中储存的图 像数据，基于读出的图像数据在每个曝光头部件28A中生成控制信号。对 该控制信号，通过进行修正控制(对准)，增加相对于对准测定的感光材 料60的曝光位置偏移的修正，感光材料60以和DMD的使用像素数大致 相同数量的像素单位曝光。
这样，感光材料60与载物台20—起以定速移动，由此在曝光载物台 20的移动方向的相反方向，对每个曝光头部件28A形成带状的曝光完成 区域28C (参照图6A)。然后，当相对于感光材料60的曝光处理结束， 曝光载物台20向初始位置复位移动时，感光材料60解除基于曝光载物台 20的吸附状态，被输送向未图示的装置外的输送设备，并输送到下一工序。
由以上说明可知，该曝光装置10由于具备对摄像机主体38A及/或透 镜部38B的变形进行修正的变形修正组件70，因此能够提高对准标记M 的摄影精度(位置测量精度)。因此，可以正确地执行相对于感光材料60的描绘区域(曝光面)的曝光处理。
另外，本实施例中，由于用于对在感光材料60上记录的图像位置进行修正的对准标记M的读取与曝光载物台20 (感光材料60)的移动同时进行，因此，可以提高处理效率(生产性)。另外，本实施例中是使曝光载物台20往复移动的构成，因此能够将曝光头组件28和对准组件30接 近配置，实现曝光装置10自身的紧凑化(实现设置空间的省空间化)。
另外，在本实施例中，使用DMD作为空间光调制元件，使照明时间 一定而进行接通与断开，由此生成点图案，但也可以通过控制接通时间比 (任务)来进行脉冲宽度调制。另外，也可以使一次照明时间极短，通过 照明次数来生成点图案。
再有，在本实施例中，对具备DMD作为空间光调制元件的曝光头组 件28进行了说明，但除了这种反射型空间光调制元件以外，也可以使用 透过型空间光调制元件(LCD)。例如也可以使用MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)型的空间光调制元件(SLM: Special Light Modulator)、 或者通过光电效应来调制透过光的光学元件(PLZT元件)或液晶光栅 (FLC)等液晶光栅阵列等MEMS型以外的空间光调制元件。
还有，MEMS是将基于以IC制造工艺为基础的微加工技术的微型传 感器、促动器、控制电路集成化的微系统的总称，MEMS型空间光调制元 件是指被利用了静电力的电气机械动作驱动的空间光调制元件。另外，也 可以使用将Grating Light Valve (GLV)排列多个而构成二维状的空间光调 制元件。在使用这些反射型空间光调制元件(GLV)或透过型空间光调制 元件(LCD)的构成中，也可以使用所述激光器以外的其他灯等作为光源。
另外，作为光源可应用具备多个合波激光器光源的光纤阵列光源； 将光纤光源阵列化的光纤阵列光源，所述光纤光源具备将从具有1个发光 点的单一半导体激光器入射的激光射出的1根光纤；将多个发光点二维状 排列的光源(例如LD阵列、有机EL阵列)等。
另外，这种曝光装置，可以使用通过曝光而直接记录信息的光子模式 感光材料、由通过曝光而产生的热记录信息的加热模式感光材料的任一 种。在使用光子模式感光材料时，激光装置使用GaN系半导体激光器、 波长变换固体激光器等，在使用加热模式感光材料时，激光装置使用AlGaAs系半导体激光器(红外激光器)、固体激光器等。
产业上的可利用性
本发明适用于在印刷配线基板等工件上形成配线图案等图像的激光 曝光装置，由此能够高精度地进行图像位置的调整。
权利要求
1.一种图像位置测量装置，其具备摄影组件，其包括摄像元件及/或透镜，用于测量在工件上形成的基准标记的位置；修正组件，其修正所述摄像元件及/或透镜的变形。
2. 如权利要求l所述的图像位置测量装置，其特征在于，所述修正组 件预先测定由于所述摄像元件及/或所述透镜的变形产生的摄影图像的变 形，根据由测定得到的变形数据对摄影图像数据进行修正。
3. 如权利要求2所述的图像位置测量装置，其特征在于，所述变形数 据包含根据通过预先拍摄作为基准的图形所得到的数据而算出的数据。
4. 如权利要求l所述的图像位置测量装置，其特征在于，所述摄影组 件具备用于使所述透镜以其光轴为中心进行转动及固定的机构。
5. 如权利要求l所述的图像位置测量装置，其特征在于，所述摄影组 件具有多个摄像元件，该多个摄像元件一维排列。
6. 如权利要求l所述的图像位置测量装置，其特征在于，还具备能载 置所述工件的载物台，该载物台能沿着规定的输送路移动，在工件上形成 的所述基准标记在该载物台的移动中被拍摄。
7. —种曝光装置，其具备图像位置测量装置，其具有包括摄像元件及/或透镜且用于测量在工件 上形成的基准标记的位置的摄影组件和修正所述摄像元件及/或透镜的变 形的修正组件；曝光组件，其基于图像数据对所述工件进行曝光，所述图像数据通过 基于由所述图像位置测量装置拍摄的所述基准标记的位置信息进行修正 而得到。
8. 如权利要求7所述的曝光装置，其特征在于，所述修正组件预先测 定由于所述摄像元件及/或所述透镜的变形产生的摄影图像的变形，根据由 测定得到的变形数据对摄影图像数据进行修正。
9. 如权利要求8所述的曝光装置，其特征在于，所述变形数据包含根 据通过预先拍摄作为基准的图形所得到的数据而算出的数据。
10. 如权利要求7所述的曝光装置，其特征在于，所述摄影组件具备用于使所述透镜以其光轴为中心进行转动及固定的机构。
11. 如权利要求7所述的曝光装置，其特征在于，所述摄影组件具有 多个摄像元件，该多个摄像元件一维排列。
12. 如权利要求7所述的曝光装置，其特征在于，还具备能载置所述 工件的载物台，该载物台能沿着规定的输送路移动，在工件上形成的所述 基准标记在该载物台的移动中被拍摄。
全文摘要
本发明提供一种图像位置测量装置，其具备摄影组件和修正组件，其中，摄影组件具有摄像元件及/或透镜，用于测量在工件上形成的基准标记的位置，修正组件修正所述摄像元件及/或透镜的变形。曝光装置具有图像位置测量装置和曝光组件，该曝光组件基于图像数据将所述工件进行曝光，所述图像数据通过基于由图像位置测量装置拍摄的所述基准标记的位置信息进行修正而得到。能够避免由于摄像元件和透镜的变形所带来的影响，提高工件上附带的基准标记的位置测量精度。
文档编号G03F9/00GK101203810SQ200680022259
公开日2008年6月18日 申请日期2006年6月13日 优先权日2005年6月28日
发明者上村宽, 福井隆史 申请人:富士胶片株式会社