JP4076341B2

JP4076341B2 - Laser drawing method and apparatus

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Publication number: JP4076341B2
Application number: JP2001364703A
Authority: JP
Inventors: 浩行城田; 正昭山本
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: JP2003162068A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板などの被描画体に対してレーザビームを照射して、被描画体に所望のパターンを描画するレーザ描画方法とその装置に係り、特に、被描画体へのレーザ描画精度を向上させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の装置として、例えば、特開平１０−２２７９８８号公報に開示されるレーザ描画装置が知られている。このレーザ描画装置は、描画テーブルに搭載された被描画体に対して、ラスターデータに基づいて変調されたレーザビームを主走査方向に走査するとともに、主走査方向に直交する副走査方向に描画テーブルを移動させることで、被描画体にレーザ描画を施している。この結果、被描画体の被描画領域全体に回路パターン等の所望のパターンが描画される。
【０００３】
また、前記のレーザ描画装置では、温度変化等によりレーザビームの光軸が変化して描画位置ずれを起こすという問題を解決するために、このレーザ描画装置の描画テーブルには、レーザビームの走査位置の位置ずれ量を検出するためのＣＣＤ（charge coupled device ）カメラが固定されている。そして、前記ＣＣＤカメラにより検出したレーザビームの位置ずれ量に基づいて、描画開始位置データを補正している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来のレーザ描画装置では、描画テーブルに設けられたＣＣＤカメラでもって、温度変化等に起因するレーザビームの光軸の変化、つまり、レーザビームの走査位置の位置ずれ量を検出し、前記ＣＣＤカメラにより検出したレーザビームの位置ずれ量に基づいて、描画開始位置データを補正したとしても、レーザビームの描画開始位置が十分に補正されておらず、高精度にレーザ描画することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被描画体へのレーザ描画精度を向上させることができるレーザ描画方法とその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、発明者が鋭意研究をした結果、次のような知見を得た。すなわち、温度変化等に起因してレーザビームの光軸変化のみが起こるのではなく、レーザ描画装置内の温度変化等の環境変化に起因して、描画テーブル（保持手段）に対するＣＣＤカメラ（ビーム位置検出手段）の固定位置（配置位置）が変化するという現象も存在することを解明した。このように、環境変化に起因してＣＣＤカメラの固定位置が変化すると、レーザビームの走査位置の位置ずれ量が正確に検出できないので、ＣＣＤカメラで検出したレーザビームの位置ずれ量のみに基づいて描画開始位置データを補正しただけでは、描画開始位置が十分に補正することができないという因果関係を見出したのである。
【０００７】
このような知見に基づく本発明は次のような構成を採る。
すなわち、請求項１に記載の発明は、主走査方向に沿ってレーザビームを走査するビーム走査手段に対して、被描画体を保持した保持手段を主走査方向と直交する副走査方向に沿って移動手段により相対的に移動させつつ、被描画体に所望のパターンを描画するレーザ描画方法において、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置ずれ量をビーム位置検出手段によって検出するビーム位置検出工程と、前記ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する第１の配置位置検出工程とを含み、前記ビーム位置検出工程で検出されたレーザビームの位置ずれ量と、前記第１の配置位置検出工程で検出された前記ビーム位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正することを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ描画方法において、前記保持手段に保持された被描画体の位置ずれ量を被描画体位置検出手段によって検出する被描画体位置検出工程と、前記被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する第２の配置位置検出工程とをさらに含み、前記ビーム位置検出工程で検出されたレーザビームの位置ずれ量と、前記第１の配置位置検出工程で検出された前記ビーム位置検出手段の位置ずれ量と、前記被描画体位置検出工程で検出された被描画体の位置ずれ量と、前記第２の配置位置検出工程で検出された前記被描画体位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正することを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、主走査方向に沿ってレーザビームを走査するビーム走査手段に対して、被描画体を保持した保持手段を主走査方向と直交する副走査方向に沿って移動手段により相対的に移動させつつ、被描画体に所望のパターンを描画するレーザ描画装置において、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段と、前記ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する第１の配置位置検出手段と、前記ビーム位置検出手段によって検出されたレーザビームの位置ずれ量と、前記第１の配置位置検出手段によって検出された前記ビーム位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正する位置補正手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のレーザ描画装置において、前記保持手段に保持された被描画体の位置ずれ量を検出する被描画体位置検出手段と、前記被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する第２の配置位置検出手段とをさらに備え、前記位置補正手段は、前記ビーム位置検出手段によって検出されたレーザビームの位置ずれ量と、前記第１の配置位置検出手段によって検出された前記ビーム位置検出手段の位置ずれ量と、前記被描画体位置検出手段によって検出された被描画体の位置ずれ量と、前記第２の配置位置検出手段によって検出された前記被描画体位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載のレーザ描画装置において、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームが入射可能な位置に前記保持手段に対して固定されるとともに、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置を校正するための第１の校正用パターンを有する校正用部材をさらに備え、前記ビーム位置検出手段は、前記校正用部材の第１の校正用パターンに入射したレーザビームを撮像する第１の撮像手段を有し、この第１の撮像手段によって得られた画像データに基づいて、前記保持手段に対するレーザビームの位置ずれ量を検出し、前記第１の配置位置検出手段は、前記校正用部材の第１の校正用パターンを前記第１の撮像手段によって撮像して得た画像データに基づいて、前記保持手段に対する前記ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出することを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のレーザ描画装置において、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームが入射可能な位置に前記保持手段に対して固定されるとともに、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置を校正するための第１の校正用パターンおよび前記保持手段に対する前記被描画体位置検出手段の配置位置を校正するための第２の校正用パターンを有する校正用部材をさらに備え、前記ビーム位置検出手段は、前記校正用部材の第１の校正用パターンに入射したレーザビームを撮像して得た画像データに基づいて、前記保持手段に対するレーザビームの位置ずれ量を検出し、前記第１の配置位置検出手段は、前記校正用部材の第１の校正用パターンをビーム位置検出手段で撮像して得た画像データに基づいて、前記保持手段に対するビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出し、被描画体位置検出手段は、前記保持手段に保持された被描画体を撮像する第２の撮像手段を有し、この第２の撮像手段によって得た画像データに基づいて前記保持手段に対する被描画体の位置ずれ量を検出し、前記第２の配置位置検出手段は、前記校正用部材の第２の校正用パターンを前記第２の撮像手段によって撮像して得た画像データに基づいて、前記保持手段に対する前記被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載のレーザ描画装置において、前記校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域は、前記ビーム走査手段から出射されたレーザビームを透過させる透過性を有する部材であり、前記校正用部材は、前記ビーム走査手段と前記第１の撮像手段との間に配置されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれかに記載のレーザ描画装置において、前記ビーム走査手段からのレーザビームを前記第１の撮像手段によって撮像するときに、前記ビーム走査手段と前記第１の撮像手段との間に配置され、前記第１の撮像手段に入射するレーザビームを減光する減光手段をさらに備えることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれかに記載のレーザ描画装置において、前記校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域は、入射したレーザビームを減光する部材であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項５から請求項９のいずれかに記載のレーザ描画装置において、前記第１の撮像手段によって第１の校正用パターンを撮像するときに、前記校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域を照明する照明手段をさらに備えることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項５から請求項１０のいずれかに記載のレーザ描画装置において、前記第１の撮像手段が、前記ビーム走査手段によって走査されるレーザビームの主走査領域の両端付近にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
ビーム位置検出工程では、ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置ずれ量をビーム位置検出手段によって検出する。第１の配置位置検出工程では、ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。そして、ビーム位置検出工程で検出されたレーザビームの位置ずれ量と、第１の配置位置検出工程で検出されたビーム位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正する。したがって、ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれと、レーザビームの位置ずれとを補正した正確な描画開始位置でもって、被描画体に対してレーザ描画が施される。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明によれば、被描画体位置検出工程では、保持手段に保持された被描画体の位置ずれ量を被描画体位置検出手段によって検出する。
第２の配置位置検出工程では、被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。そして、ビーム位置検出工程で検出されたレーザビームの位置ずれ量と、第１の配置位置検出工程で検出されたビーム位置検出手段の位置ずれ量と、被描画体位置検出工程で検出された被描画体の位置ずれ量と、第２の配置位置検出工程で検出された被描画体位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正する。したがって、ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれと、レーザビームの位置ずれと、被描画体の位置ずれと、被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれとを補正した、より正確な描画開始位置でもって、被描画体に対してレーザ描画が施される。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明によれば、ビーム位置検出手段は、ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置ずれ量を検出する。第１の配置位置検出手段は、ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。位置補正手段は、ビーム位置検出手段によって検出されたレーザビームの位置ずれ量と、第１の配置位置検出手段によって検出されたビーム位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正する。したがって、ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれと、レーザビームの位置ずれとを補正した正確な描画開始位置でもって、被描画体に対してレーザ描画が施される。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明によれば、被描画体位置検出手段は、保持手段に保持された被描画体の位置ずれ量を検出する。第２の配置位置検出手段は、被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。位置補正手段は、ビーム位置検出手段によって検出されたレーザビームの位置ずれ量と、第１の配置位置検出手段によって検出されたビーム位置検出手段の位置ずれ量と、被描画体位置検出手段によって検出された被描画体の位置ずれ量と、第２の配置位置検出手段によって検出された被描画体位置検出手段の位置ずれ量とに基づいて、描画開始位置を補正する。したがって、ビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれと、レーザビームの位置ずれと、被描画体の位置ずれと、被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれとを補正した、より正確な描画開始位置でもって、被描画体に対してレーザ描画が施される。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明によれば、校正用部材は、ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置を校正するための第１の校正用パターンを有しており、ビーム走査手段から出射されたレーザビームが入射可能な位置に保持手段に対して固定されている。ビーム位置検出手段は、校正用部材の第１の校正用パターンに入射したレーザビームを撮像する第１の撮像手段を有し、この第１の撮像手段によって得られた画像データに基づいて、保持手段に対するレーザビームの位置ずれ量を検出する。第１の配置位置検出手段は、校正用部材の第１の校正用パターンを第１の撮像手段によって撮像して得た画像データに基づいて、保持手段に対するビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。したがって、保持手段に対するビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれと、保持手段に対するレーザビームの位置ずれとを補正した正確な描画開始位置でもって、被描画体に対してレーザ描画が施される。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明によれば、校正用部材は、ビーム走査手段から出射されたレーザビームの位置を校正するための第１の校正用パターンおよび保持手段に対する被描画体位置検出手段の配置位置を校正するための第２の校正用パターンを有しており、ビーム走査手段から出射されたレーザビームが入射可能な位置に保持手段に対して固定されている。ビーム位置検出手段は、校正用部材の第１の校正用パターンに入射したレーザビームを撮像して得た画像データに基づいて、保持手段に対するレーザビームの位置ずれ量を検出する。第１の配置位置検出手段は、校正用部材の第１の校正用パターンをビーム位置検出手段で撮像して得た画像データに基づいて、保持手段に対するビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。被描画体位置検出手段は、保持手段に保持された被描画体を撮像する第２の撮像手段を有し、この第２の撮像手段によって得た画像データに基づいて保持手段に対する被描画体の位置ずれ量を検出する。第２の配置位置検出手段は、校正用部材の第２の校正用パターンを第２の撮像手段によって撮像して得た画像データに基づいて、保持手段に対する被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれ量を検出する。したがって、保持手段に対するビーム位置検出手段の配置位置の位置ずれと、保持手段に対するレーザビームの位置ずれと、保持手段に対する被描画体の位置ずれと、保持手段に対する被描画体位置検出手段の配置位置の位置ずれとを補正した正確な描画開始位置でもって、被描画体に対してレーザ描画が施される。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明によれば、校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域は、ビーム走査手段から出射されたレーザビームを透過させる透過性を有する部材であり、校正用部材は、ビーム走査手段と第１の撮像手段との間に配置されている。したがって、ビーム走査手段から出射されて校正用部材の第１の校正用パターンの領域を透過したレーザビームを検出することで、レーザビームの保持手段に対する位置ずれが検出される。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明によれば、減光手段は、ビーム走査手段からのレーザビームを第１の撮像手段によって撮像するときに、ビーム走査手段と第１の撮像手段との間に配置され、第１の撮像手段に入射するレーザビームを減光する。
【００２６】
また、請求項９に記載の発明によれば、校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域は、入射したレーザビームを減光する部材としているので、ビーム走査手段からのレーザビームが校正用部材の第１の校正用パターンの領域を透過することで減光されてビーム位置検出手段に入射される。
【００２７】
また、請求項１０に記載の発明によれば、照明手段は、第１の撮像手段によって第１の校正用パターンを撮像するときに、校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域を照明するので、照明を受けた第１の校正用パターンがビーム位置検出手段で撮像される。
【００２８】
また、請求項１１に記載の発明によれば、第１の撮像手段は、ビーム走査手段によって走査されるレーザビームの主走査領域の両端付近にそれぞれ設けられている。したがって、主走査開始位置付近および主走査終了位置付近でのレーザビームの位置ずれがそれぞれ検出される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るレーザ描画装置の一例の概略構成を示す斜視図であり、図２はその平面図、図３はその側面図である。
【００３０】
図１に示すように、レーザ描画装置は、感光材料が被着されたプリント配線基板（被描画体）Ｓを載置する描画ステージ５と、描画用のレーザビームＬＢを主走査方向（ｘ方向）に偏向させるポリゴンミラー９４やｆθレンズ９５などを含むビーム走査機構２１と、描画ステージ５を副走査方向（ｙ方向）に移動させる移動機構などを備えている。
【００３１】
描画ステージ５の移動機構は以下のように構成されている。この装置の基台１の上面には、一対のガイドレール３が配設されており、それらのガイドレール３の間には、サーボモータ７によって回転される送りネジ９が配備されている。この送りネジ９には、描画ステージ５がその下部で螺合されている。図３に示すように、描画ステージ５は、送りネジ９が螺合され、ガイドレール３に沿って摺動自在に取り付けられたステージ基台１０と、鉛直のｚ軸周りに回転させるための回転機構１１と、鉛直のｚ方向に昇降させるための昇降機構１３とを下から順に備え、最上部にプリント配線基板Ｓを吸着載置するための載置テーブル１５を備えている。
【００３２】
なお、上述した描画ステージ５が本発明における保持手段に相当し、上述したガイドレール３と、サーボモータ７と、送りネジ９とで構成される移動機構が本発明における移動手段に相当する。
【００３３】
描画ステージ５がサーボモータ７の駆動により移動されるｙ方向（副走査方向）には、処理位置ＰＹにて描画用のレーザビームＬＢをｘ方向（主走査方向）に偏向しながら下方に向けて照射するビーム走査機構２１が配設されている。このビーム走査機構２１は門型状のフレームによって基台１の上部に配設されており、サーボモータ７が駆動されると描画ステージ５がビーム走査機構２１に対して進退するようになっている。
【００３４】
次に、ビーム走査機構２１について図１を用いて説明する。
レーザ光源８１は、例えば、半導体を励起光源とした波長５３２ｎｍの固体レーザである。このレーザ光源８１から射出されたレーザビームＬＢａは、コーナーミラー８２によって方向をほぼ９０°変えられ、ビームエキスパンダー８３に入射される。このビームエキスパンダー８３によって所定のビーム径に調整されたレーザビームＬＢａは、ビームスプリッタ８４によって例えば８本のレーザビームＬＢｂに分割される（図１中では省略してある）。８本に分割されたレーザビームＬＢｂは、集光レンズ８５およびコーナーミラー８６によって各々、音響光学変調器（acousto optical modulator ：ＡＯＭ）８７に対して平行に入射されるとともに、音響光学変調器８７内の結晶中で結像し、後述する主走査制御回路５７（図８参照）からの制御信号により各々が独立して描画信号に基づき変調されるようになっている。
【００３５】
音響光学変調器８７で変調されたレーザビームＬＢｃは、コーナーミラー８８で反射されてリレーレンズ系８９に入射される。リレーレンズ系８９から射出されたレーザビームＬＢｃは、シリンドリカルレンズ９０と、コーナーミラー９１と、球面レンズ９２と、コーナーミラー９３とを介してポリゴンミラー９４に導かれる。そして、ポリゴンミラー９４の各面上で主走査方向（ｘ方向）に長い線状のスポットを形成する。
【００３６】
ポリゴンミラー９４の回転によって水平面内で偏向走査された線状のレーザビームＬＢｃは、ｆθレンズ９５を通った後、主走査方向に長尺の折り返しミラー９６で下方に向けて折り返される。そして、露光面への入射角がほぼ垂直になるようにフィールドレンズ９７で補正された後、シリンドリカルレンズ９８を通して載置テーブル１５に向けて照射されるようになっている。シリンドリカルレンズ９８は、主走査方向に長尺であり、副走査方向にのみパワーを有している。
【００３７】
上述したポリゴンミラー９４上の線状スポットは、ｆθレンズ９５と、フィールドレンズ９７と、シリンドリカルレンズ９８との作用によって、載置テーブル１５上で所定径のスポットを形成して結像し、ポリゴンミラー９４が回転することにより主走査方向（ｘ方向）に移動するレーザビームＬＢ（最大８本のレーザビームからなる）を形成する。
【００３８】
また、上述したフィールドレンズ９７とシリンドリカルレンズ９８との間には、図１に示すようにスタートセンサ９９へレーザビームＬＢを導くためのミラー１００が配設されている。ミラー１００は、フィールドレンズ９７を通過した描画開始位置直前のレーザビームＬＢを、スタートセンサ９９が配設されている斜め上方に向けて導くように反射させている。スタートセンサ９９から出力されるタイミングパルスは、後述する主走査制御回路５７（図８参照）に与えられて、その時点から所定時間後に描画が開始されるようになっている。
【００３９】
シリンドリカルレンズ９８は、その円柱面が上向きの状態で配設されている。シリンドリカルレンズ９８を副走査方向（ｙ方向）に移動させるための位置補正機構１０１が、シリンドリカルレンズ９８の両端部にそれぞれ配備されている。シリンドリカルレンズ９８の位置を副走査方向（ｙ方向）に左右独立に移動させることにより、走査位置そのものを移動させることが可能となっている。
【００４０】
なお、上述したビーム走査機構２１が本発明におけるビーム走査手段に相当する。
【００４１】
次に、載置テーブル１５について図４〜図７を用いて説明する。図４は載置テーブル１５の部分断面図であり、図５は載置テーブル１５の部分平面図であり、図６（ａ），（ｂ）は第１の校正用パターンＣＲをＣＣＤカメラ１９で撮像した画像を示す図であり、図７は図１に示したレーザ描画装置のＣＣＤカメラ１９の周辺構成を説明するための概略側面図である。
【００４２】
すなわち、図４に示すように、載置テーブル１５の基台１５ａの上面に基準マスクＲＭが配設され、その上に吸着テーブル１７が配設されている。基準マスクＲＭの上面には、図５に示すように周縁部分を除いた領域の全面にわたって格子状の第２の校正用パターンＰＲが形成されているが、後述するアライメントスコープ３３，３５，３７，３９の移動可能な範囲だけに形成するようにしてもよい。基準マスクＲＭ上の第２の校正用パターンＰＲは、例えば、５０μｍの線幅で５ｍｍ間隔に形成されている。
【００４３】
吸着テーブル１７の上面には、下方の第２の校正用パターンＰＲと平面視で重複しない位置に吸着溝１７ａが穿たれている。この吸着溝１７ａには、図示しない真空吸引源が連通接続されており、上面に載置されたプリント配線基板Ｓの下面を吸着溝１７ａを通して吸着して保持する。この実施形態では、上述した基準マスクＲＭと吸着テーブル１７が共に透明ガラスで形成されており、最下層の基台１５ａに内蔵されたバックライト（図示省略）からの照射光がプリント配線基板Ｓに照射されて基準穴ＳＲを浮かび上がらせるように構成されている。
【００４４】
図５，図７に示すように、基準マスクＲＭのビーム走査機構２１から遠い側の周縁部分の上面には、２個の第１の校正用パターンＣＲが主走査方向（ｘ方向）に間隔を空けて形成されている。一方の第１の校正用パターンＣＲはレーザビームＬＢの主走査開始位置付近に位置しており、他方の第１の校正用パターンＣＲはレーザビームＬＢの主走査終了位置付近に位置している。
【００４５】
図６（ａ）に示すように、第１の校正用パターンＣＲは、例えば、４本のラインＬからなる井桁形状のものを採用している。ｙ方向に平行な２本のラインＬを間隔Ｗｘだけ空けて配置するとともに、ｘ方向に平行な２本のラインＬを間隔Ｗｙだけ空けて配置するようにして井桁が形成されている。この井桁の中央部分、つまり、４本のラインＬで囲まれた部分は、レーザビームＬＢの位置ずれを検出する際に、これらのラインＬがレーザビームＬＢに干渉することがないように、レーザビームＬＢのスポット径よりも大きくしている。なお、レーザビームＬＢの主走査開始位置付近に位置する第１の校正用パターンＣＲは基準マスクＲＭの座標（Ｘ０，Ｙ０）の位置に、レーザビームＬＢの主走査終了位置付近に位置する第１の校正用パターンＣＲは基準マスクＲＭの座標（Ｘｎ，Ｙ０）の位置に形成されている。なお、上述した基準マスクＲＭが本発明における校正用部材に相当する。
【００４６】
図４，図５，図７に示すように、載置テーブル１５の基台１５ａにおける第１の校正用パターンＣＲの対応する箇所、つまり、基台１５ａにおける第１の校正用パターンＣＲの下方位置の箇所には、レーザビームＬＢの露光スポットの位置が計測可能なＣＣＤカメラ１９が固定されている。図１に示す載置テーブル１５における２個の第１の校正用パターンＣＲのそれぞれの下方位置の箇所に、ＣＣＤカメラ１９が固定されている。なお、上述したＣＣＤカメラ１９が本発明における第１の撮像手段に相当する。
【００４７】
図７に示すように、載置テーブル１５の基台１５ａにおける第１の校正用パターンＣＲの近傍には、ｚ方向に垂設され、折れ曲り部７４ａが載置テーブル１５の載置面と平行となるように第１の校正用パターンＣＲの上方位置の方に折れ曲がったフィルター支持部７４が備えられている。この折れ曲り部７４ａには、レーザビームＬＢの光量を減光するためのＮＤフィルター（ニュートラルデンシティフィルター）７５が備えられている。レーザビームＬＢの露光スポットの位置を計測する際には、描画ステージ５がサーボモータ７の駆動により処理位置ＰＹに移動され、ビーム走査機構２１からのレーザビームＬＢは、ＮＤフィルター７５と第１の校正用パターンＣＲとを介してＣＣＤカメラ１９に入射される。このように、レーザビームＬＢの露光スポットを直接にＣＣＤカメラ１９に入力すると光量オーバーとなるので、ＣＣＤカメラ１９上部に設けられたＮＤフィルター７５により、適切な光量に減光している。なお、上述したフィルター支持部７４とＮＤフィルター７５とが本発明における減光手段に相当する。
【００４８】
なお、ビーム走査機構２１とＣＣＤカメラ１９との間にＮＤフィルター７５を設けることで、レーザビームＬＢを減光してＣＣＤカメラ１９に入力することができる。さらに好ましくは、ビーム走査機構２１と基準マスクＲＭとの間にＮＤフィルター７５を設けた方がよい。この場合には、レーザビームＬＢを撮像するときにはレーザビームＬＢが減光されてＣＣＤカメラ１９に入力することができるし、ＣＣＤカメラ１９で第１の校正用パターンＣＲを撮像するときに減光されず、第１の校正用パターンＣＲが暗くならないという利点がある。つまり、基準マスクＲＭとＣＣＤカメラ１９との間にＮＤフィルター７５を設けると、第１の校正用パターンＣＲが暗くなってしまう。
【００４９】
また、図７に示すように、基台１におけるビーム走査機構２１から遠い側（図７の紙面の左端側）には、ｚ方向に垂設された柱部７６ａと、この柱部７６ａの上部側から載置テーブル１５の載置面と平行となるように突出した突出部７６ｂと、この突出部７６ｂに設けられた透過照明用ランプ７７とからなるランプ支持部材７６が備えられている。描画ステージ５がサーボモータ７の駆動により待機位置に移動されると、フィルター支持部７４のＮＤフィルター７５と、描画ステージ５の第１の校正用パターンＣＲとの間に透過照明用ランプ７７が位置し、透過照明用ランプ７７からの光が描画ステージ５の第１の校正用パターンＣＲに照射されて、図６に示すようにＣＣＤカメラ１９で第１の校正用パターンＣＲが撮像されるようになっている。なお、上述した透過照明用ランプ７７が本発明における照明手段に相当する。
【００５０】
図３に示すように、描画ステージ５をｚ方向に昇降させるための昇降機構１３は、基台１５ａの下部に配備されており、上面が傾斜した傾斜部材１３ａと、これが螺合された螺軸１３ｂと、この螺軸１３ｂを回転駆動するパルスモータ１３ｃとを備えている。基台１５ａの下面に取り付けられている自由輪が、パルスモータ１３ｃの駆動によりｙ方向に進退する傾斜部材１３ａの傾斜面に昇降されるようにして、図示しないガイドレールに沿ってｚ方向に昇降するようになっている。
【００５１】
基台１には、図２，図３に示すように待機位置にある描画ステージ５の上方を覆うようにアライメントスコープユニット３１が配設されている。このアライメントスコープユニット３１は、水平面内でそれぞれ独立に移動可能な４台のアライメントスコープ３３，３５，３７，３９を備えている。各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９は、ＣＣＤカメラ３３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａとレンズ部３３ｂ，３５ｂ，３７ｂ，３９ｂとを備えている。
【００５２】
アライメントスコープユニット３１は、基台１に立設されたスコープステージ４１を備え、この上部にアライメントスコープ３３，３９を搭載した左ステージ４３と、アライメントスコープ３５，３７を搭載した右ステージ４５とを備えている。左ステージ４３は、スコープステージ４１上に配設されたリニアガイド４１ａにｘ方向に摺動自在に嵌め付けられており、パルスモータ４１ｂにより回転される送りネジ４１ｃに螺合されている。その上部には、ｙ方向にリニアガイド４３ａが配設され、これにはアライメントスコープ３９が取り付けられた移動ブロック４３ｂが嵌め付けられている。この移動ブロック４３ｂは、パルスモータ４３ｃにより回転される送りネジ４３ｄに螺合されている。したがって、パルスモータ４１ｂを駆動した場合には、アライメントスコープ３３，３９が左ステージ４３ごとｘ方向に移動され、パルスモータ４３ｃを駆動した場合には、リニアガイド４３ａに設けられているアライメントスコープ３３は移動せず、アライメントスコープ３９だけがｙ方向に移動されるようになっている。なお、アライメントスコープ３３をｙ方向に移動させるためのパルスモータ（図示省略）を駆動した場合には、アライメントスコープ３９は移動せず、アライメントスコープ３３だけがｙ方向に移動されるようになっている。
【００５３】
右ステージ４５は、スコープステージ４１上に配設されたリニアガイド４１ａに対してｘ方向に摺動自在に搭載され、パルスモータ４１ｄにより回転される送りネジ４１ｅに螺合されている。その上部には、リニアガイド４５ａが配設され、これにはアライメントスコープ３７が取り付けられた移動ブロック４５ｂが搭載されている。移動ブロック４５ｂは、パルスモータ４５ｃによって回転される送りネジ４５ｄに螺合されている。そのためパルスモータ４１ｄを駆動した場合には、アライメントスコープ３５，３７が右ステージ４５ごとｘ方向に移動される一方、パルスモータ４５ｃを駆動した場合には、アライメントスコープ３７だけが単独でｙ方向に移動される。なお、アライメントスコープ３５をｙ方向に移動させるためのパルスモータ（図示省略）を駆動した場合には、アライメントスコープ３７は移動せず、アライメントスコープ３５だけがｙ方向に移動されるようになっている。
【００５４】
次に、図８のブロック図を参照する。図８は、レーザ描画装置の制御系の構成を示すブロック図である。
各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９のＣＣＤカメラ３３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａは全て画像処理部４９のアライメント画像処理部５０ａに接続されている。アライメント画像処理部５０ａでは、各映像信号を処理し、重心位置の算出や、第２の校正用パターンＰＲに対する各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の配置位置の位置ずれ量である『アライメントスコープの位置ずれ量』や、第２の校正用パターンＰＲに対するプリント配線基板Ｓの位置ずれ量『基板の位置ずれ量』の演算が行われる。上述したＣＣＤカメラ３３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａが本発明の第２の撮像手段に相当する。
【００５５】
また、レーザビームＬＢの露光スポットの位置を計測するＣＣＤカメラ１９は、全て画像処理部４９のビームずれ画像処理部５０ｂに接続されており、ここにおいて各映像信号が処理されて『ビーム位置ずれ量』や『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』の演算が行われる。なお、上述したＣＣＤカメラ１９とビームずれ画像処理部５０ｂとが本発明のビーム位置検出手段および本発明の第１の配置位置検出手段に相当する。
【００５６】
また、画像処理部４９には、処理の開始などを指示するキーボード５１や、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９が捉えている映像やＣＣＤカメラ１９が捉えている映像を映し出したり、処理内容などを表示したりするＣＲＴ５３が接続されている。
【００５７】
この装置全体を統括的に制御するのはシステム制御部５５である。ここには、主走査制御回路５７と、副走査制御回路５９と、校正データ記憶部６１などが接続されている。
【００５８】
ラスター変換回路６３は、ＣＡＤ（Computer Aided Design ）を使って設計されたプリント配線基板のアートワークデータから変換されたラスター走査描画のためのランレングスデータを、ラスターデータに変換して主走査制御回路５７に順次出力する。
【００５９】
システム制御部５５は、描画時には、ラスター変換回路６３から主走査制御回路５７へ順次に送られたラスターデータに基づきレーザビームＬＢのｘ方向の位置を設定するための主走査制御回路５７を制御する。この主走査制御回路５７は、システム制御部５５からの指示とラスターデータに基づいてビーム走査機構２１を制御する。
【００６０】
副走査制御回路５９は、レーザビームＬＢの主走査に応じて生成されたクロックパルスに基づいてサーボモータ７を駆動する。これにより描画ステージ５がｙ方向（副走査方向）に移動される。その移動位置は、図示しないＹリニアスケールからの光信号を検出するセンサによって検出され、移動位置に応じた信号に変換されてシステム制御部５５に与えられる。システム制御部５５は、その信号に応じてサーボモータ７の駆動にフィードバックをかける。
【００６１】
校正データ記憶部６１は、基準マスクＲＭを吸着テーブル１７の下層に備えた描画ステージ５を待機位置に移動した際（図７参照）に、描画ステージ５に配備されている２台のＣＣＤカメラ１９からの映像信号を画像処理部４９のビームずれ画像処理部５０ｂが処理することにより得られる各ＣＣＤカメラ１９の中心位置と第１の校正用パターンＣＲの中心位置とのずれ量である『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』と、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９からの映像信号を画像処理部４９のアライメント画像処理部５０ａが処理することにより得られる各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の中心位置と第２の校正用パターンＰＲの交点位置とのずれ量である『アライメントスコープの位置ずれ量』と、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９からの映像信号を画像処理部４９のアライメント画像処理部５０ａが処理することにより得られるプリント配線基板Ｓと第２の校正用パターンＰＲの交点位置とのずれ量である『基板の位置ずれ量』とを格納するものである。
【００６２】
さらに、校正データ記憶部６１は、描画ステージ５に固定された２台のＣＣＤカメラ１９でレーザビームＬＢを受光するように描画ステージ５をビームずれ検出位置（処理位置ＰＹ）に移動した際（図７参照）に、この２台のＣＣＤカメラ１９からの映像信号を画像処理部４９のビームずれ画像処理部５０ｂが処理することにより得られる各ＣＣＤカメラ１９で撮像したレーザビームの露光スポットの中心位置とＣＣＤカメラ１９の視野中心とのずれ量である『ビーム位置ずれ量』についても格納する。
【００６３】
システム制御部５５は、上述した『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』と『ビーム位置ずれ量』と『アライメントスコープの位置ずれ量』と『基板の位置ずれ量』とに基づいて、それらの位置ずれを補正するよう主走査制御回路５７を制御する。つまり、描画開始位置を補正する。なお、上述したシステム制御部５５と主走査制御回路５７と校正データ記憶部６１とが本発明における位置補正手段に相当する。（描画開始位置補正において、サーボモータ７は、その速度等を制御されない。）
【００６４】
ここで、「描画開始位置」について説明する。「描画開始位置」とは、主走査方向に沿った走査ラインのそれぞれの描画開始端のことである。スタートセンサ９９から出力されたタイミングパルスを受け取った主走査制御回路５７が、その時点から所定時間後に描画が開始することから、描画開始位置のＸ方向位置は前記所定時間によって決定される。したがって、描画開始位置のＸ方向における補正は、システム制御部５５の指示に基づいて主走査制御回路５７が前記所定時間を変更することにより行われる。
【００６５】
描画開始位置のＹ方向位置は、Ｙリニアスケール（図示省略）によって検出された描画ステージ５の位置に基づいて決定される。すなわち、描画ステージ５が所望位置に到達したときに描画が開始される。したがって、描画開始位置のＹ方向における補正は、前記所望位置を変更するようにシステム制御部５５の指示に基づいて主走査制御回路５７が描画開始タイミングを変更することにより行われる。これとは別に、システム制御部５５の指示に基づいて主走査制御回路５７がシリンドリカルレンズ９８を位置補正機構１０１によって移動させて、描画開始位置のＹ方向位置を変更しても良い。
【００６６】
最初に、『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』について図６を参照しつつもう少し具体的に説明する。なお、初期取り付け状態では、図６（ａ）に示すように、第１の校正用パターンＣＲを見上げるようにして載置テーブル１５の基台１５ａに取り付けられるＣＣＤカメラ１９で捉えた視野像Ｖの視野中心Ｃと、第１の校正用パターンＣＲの中心点（破線の交点）とが一致するようにして、ＣＣＤカメラ１９が載置テーブル１５に固定されている。
【００６７】
『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』は次のようにして求める。図６（ｂ）に示すように、載置テーブル１５の基台１５ａに固定されたＣＣＤカメラ１９で捉えた視野像Ｖの視野中心Ｃと、第１の校正用パターンＣＲの中心点とのずれをｘ方向（Δｘ）とｙ方向（Δｙ）について求める。図６（ｂ）に示すように、第１の校正用パターンＣＲの中心点は視野中心Ｃに対してｘ方向（Δｘ）とｙ方向（Δｙ）にずれている。なお、このときの『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』がｘｙ方向ともに『０』である場合には、図６（ａ）に示すように第１の校正用パターンＣＲの中心点と視野中心Ｃとが一致することになる。上述した校正データ記憶部６１には、上記のΔｘ，Δｙを記憶する。つまりＣＣＤカメラ１９の固定位置が何らかの原因により位置ずれした場合であっても、設計的に位置不変である基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲを基準として、その位置からのずれ量を記憶する。したがって、この『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』を読み出してその分だけ補正すれば、ＣＣＤカメラ１９の視野中心Ｃにある実際の位置が正確に判る。
【００６８】
続いて、『アライメントスコープの位置ずれ量』を図９を参照しつつもう少し具体的に説明する。図９は第２の校正用パターンＰＲをアライメントスコープ３９のＣＣＤカメラ３９ａで撮像した画像を示す図である。
【００６９】
例えば、アライメントスコープ３９のＣＣＤカメラ３９ａで捉えた視野像Ｖの視野中心Ｃと、所定位置の第２の校正用パターンＰＲの中心点とのずれをｘ方向（Δｘ）とｙ方向（Δｙ）について求める。このときの『アライメントスコープの位置ずれ量』がｘｙ方向ともに『０』である場合には、図９における第２の校正用パターンＰＲの交点と視野中心Ｃとが一致することになる。上述した校正データ記憶部６１には、上記のΔｘ，Δｙを記憶する。つまりアライメントスコープ３９の位置が何らかの原因により位置ずれした場合であっても、設計的に位置不変である基準マスクＲＭ（第１の校正用パターンＣＲを有する）の第２の校正用パターンＰＲを基準として、その位置からのずれ量を記憶する。したがって、この『アライメントスコープの位置ずれ量』を読み出してその分だけ補正すれば、アライメントスコープ３９の視野中心Ｃにある実際の位置が正確に判る。
【００７０】
また、図８に示すように、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の駆動部６５は、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９ごとに対応して設けられているが、各々パルスモータが異なるだけであるので、アライメントスコープ３３を例にとって説明する。この駆動部６５は、システム制御部５５からの指示に基づいてパルスモータ４１ｂを制御する駆動回路６５ａを備える。なお、図８中では、アライメントスコープ３３以外の駆動部についてはブロックを省略して記載してある。
【００７１】
昇降制御回路６７は、載置テーブル１５のｚ方向の昇降を制御するものである。システム制御部５５は、後述するように処理に応じて駆動回路６９を介しパルスモータ１３ｃの回転を制御する。パルスモータ１３ｃの駆動により載置テーブル１５が昇降するが、このときの高さが図示しないＺリニアスケールを含む高さ検出回路７３によって検出され、システム制御部５５にフィードバックされる。
【００７２】
なお、上述したアライメントスコープユニット３１とアライメント画像処理部５０ａとが本発明における被描画体位置検出手段に相当し、上述した第２の校正用パターンＰＲとアライメントスコープユニット３１とアライメント画像処理部５０ａとが本発明における第２の配置位置検出手段に相当する。
【００７３】
続いて、『基板の位置ずれ量』についてもう少し具体的に説明する。プリント配線基板Ｓの四隅に設けられた基準穴ＳＲ上に対応するアライメントスコープ３３，３５，３７，３９を位置させる。各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９のＣＣＤカメラ３３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａで捉えた各視野像Ｖの基準穴ＳＲから求めた重心位置と、その各視野像Ｖの視野中心とのずれをｘ方向（Δｘ）とｙ方向（Δｙ）について求める。このときの『基板の位置ずれ量』がｘｙ方向ともに『０』である場合には、視野中心と基準穴ＳＲの重心位置とが一致することになる。上述した校正データ記憶部６１には、上記のΔｘ，Δｙを記憶する。したがって、この『基板の位置ずれ量』を読み出してその分だけ補正すれば、プリント配線基板Ｓの実際の位置が正確に判る。
【００７４】
最後に、『ビーム位置ずれ量』について、図１０を参照しつつもう少し具体的に説明する。図１０は、レーザビームＬＢの露光スポットをＣＣＤカメラ１９で撮像した画像を示す図である。
【００７５】
描画ステージ５に固定された２台のＣＣＤカメラ１９でレーザビームＬＢを受光するように描画ステージ５がビームずれ検出位置（処理位置ＰＹ）に移動される（図７参照）と、ＣＣＤカメラ１９で捉えた視野像Ｖの視野中心Ｃと、レーザビームＬＢの露光スポットの中心点とのずれをｘ方向（Δｘ）とｙ方向（Δｙ）について求める。このときの『ビーム位置ずれ量』がｘｙ方向ともに『０』である場合には、図１０におけるレーザビームＬＢの露光スポットの中心点と視野中心Ｃとが一致することになる。上述した校正データ記憶部６１には、上記のΔｘ，Δｙを記憶する。つまりレーザビームＬＢの位置が温度変化等の原因により位置ずれした場合であっても、設計的に位置不変である基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲを基準として位置校正されるＣＣＤカメラ１９の視野中心Ｃからのずれ量を記憶する。したがって、この『ビーム位置ずれ量』を読み出してその分だけ補正すれば、レーザビームＬＢの露光スポットの実際の位置が正確に判る。
【００７６】
次に、図１１のフローチャートを参照して本実施形態のレーザ描画装置における位置校正処理について説明する。図１１は、位置校正処理を示したフローチャートである。
【００７７】
ステップＳ１
システム制御部５５は、図７に実線で示すように、描画ステージ５を待機位置に位置させる。システム制御部５５は、描画ステージ５が待機位置にある状態で、透過照明用ランプ７７を動作させてこの透過照明用ランプ７７から第１の校正用パターンＣＲに光を照射させるとともに、ＣＣＤカメラ１９を動作させてこの第１の校正用パターンＣＲを撮像する。こうすることで、図６に示すような視野像Ｖ（画像データ）を取得する。
【００７８】
ステップＳ２
ビームずれ画像処理部５０ｂは、ＣＣＤカメラ１９で第１の校正用パターンＣＲを撮像した視野像Ｖ（画像データ）から『ＣＣＤカメラの位置ずれ量』を求めて、システム制御部５５を介して校正データ記憶部６１に記憶させる。なお、このステップＳ１，Ｓ２は、本発明の第１の配置位置検出工程に相当する。
【００７９】
ステップＳ３
システム制御部５５は、処理対象のプリント配線基板Ｓに関するＣＡＤデータを図示しないコンピュータから読み込む。
【００８０】
ステップＳ４
システム制御部５５は、受け取ったＣＡＤデータに基づいて、後述するステップＳ１０でロードされるプリント配線基板Ｓの基準穴ＳＲの位置に相当する位置にアライメントスコープ３３，３５，３７，３９を移動して、第２の校正用パターンＰＲを視野内に入れる。これにより、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の各視野内には、非合焦状態ではあるが基準マスクＲＭの所定位置の第２の校正用パターンＰＲの交点が位置することになる。
【００８１】
ステップＳ５
システム制御部５５は、昇降制御回路６７を介して載置テーブル１５をｚ方向に上昇させ、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９を第２の校正用パターンＰＲに合焦させる。
【００８２】
ステップＳ６
アライメント画像処理部５０ａは、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の視野像Ｖ（画像データ）を画像処理し、視野中心Ｃと第２の校正用パターンＰＲの交点との差分、つまり、校正用パターンＰＲに対するアライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量である『アライメントスコープの位置ずれ量』をそれぞれ求めて、システム制御部５５を介して校正データ記憶部６１に記憶させる（図９参照）。なお、上述したステップＳ３〜Ｓ６は、本発明の第２の配置位置検出工程に相当する。
【００８３】
ステップＳ７
システム制御部５５は、図７に２点鎖線で示すように、描画ステージ５に固定された２台のＣＣＤカメラ１９でレーザビームＬＢを受光するように描画ステージ５をビームずれ検出位置（処理位置ＰＹ）に移動させる。システム制御部５５は、ビーム走査機構２１を動作させてこのビーム走査機構２１からのレーザビームＬＢをＮＤフィルター７５に出射させて光量を減光させるとともに、減光されたレーザビームＬＢの露光スポットを第１の校正用パターンＣＲを介してＣＣＤカメラ１９で撮像させる。
【００８４】
ステップＳ８
ビームずれ画像処理部５０ｂは、ＣＣＤカメラ１９でレーザビームＬＢの露光スポットを撮像した画像データから『ビーム位置ずれ量』、つまり、ＣＣＤカメラ１９で捉えた視野像Ｖの視野中心Ｃと、レーザビームＬＢの露光スポットの中心点とのずれをｘ方向（Δｘ）とｙ方向（Δｙ）について求めて、システム制御部５５を介して校正データ記憶部６１に記憶させる。なお、このステップＳ７，Ｓ８は、本発明のビーム位置検出工程に相当する。
【００８５】
なお、上述したステップＳ１〜Ｓ８までの工程は、少なくとも装置立上げ時や基板の種類が変更されたときや所望の定期診断時などに行えば良く、描画動作前に毎回実行する必要はない。以下のステップＳ９〜Ｓ１２は描画動作毎に毎回実行するものである。
【００８６】
ステップＳ９
システム制御部５５は、図７に実線で示すように描画ステージ５を待機位置に戻し、上記のステップＳ５で上昇させた載置テーブル１５を、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の焦点位置から遠ざけるように待機位置にまでＺ方向に下降させる。
【００８７】
ステップＳ１０
図７に実線で示すように、待機位置にある描画ステージ５上に、例えばローダ（図示省略）によってプリント配線基板Ｓが載置され、システム制御部５５は、描画ステージ５を制御して、真空吸引によってプリント配線基板Ｓが描画ステージ５に吸着保持される。
【００８８】
ステップＳ１１
アライメント画像処理部５０ａは、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９により基板Ｓの『位置ずれ量』を求めて、システム制御部５５を介して校正データ記憶部６１に記憶させる。
具体的には、各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９によって基準穴ＳＲを撮像して、基準穴ＳＲの重心位置を求め、この重心位置と視野中心との位置ずれ量を求めて校正データ記憶部６１に記憶させる。この位置ずれ量は、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量に基づいて補正される。この位置ずれ量に基づいて主走査制御回路５７やビーム走査機構２１が制御される。また、各重心位置に基づいて求めた基板Ｓのθ方向のずれは、載置テーブル１５を回転させて補正される。なお、このステップＳ９〜Ｓ１１は、本発明の被描画体位置検出工程に相当する。
【００８９】
ステップＳ１２
基板ＳにレーザビームＬＢを走査する描画処理を実行する。
具体的には、再び、図７に２点鎖線で示すように、描画ステージ５をビームずれ検出位置まで移動させた後、図７に実線で示すように、この位置から待機位置に向かって描画テーブル５を移動させつつ、レーザビームを走査する。このとき、以下の〔１〕〜〔４〕に示す４つのずれ量に基づいて、描画開始位置の補正が実行される。
【００９０】
〔１〕基準マスクＲＭ（第２の校正用パターンＰＲ）に対する各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量（ステップＳ６で算出）
〔２〕基準マスクＲＭ（第２の校正用パターンＰＲ）に対する基板Ｓの位置ずれ量（ステップＳ１１で算出）
〔３〕基準マスクＲＭ（第１の校正用パターンＣＲ）に対するＣＣＤカメラ１９の位置ずれ量（ステップＳ２で算出）
〔４〕基準マスクＲＭ（第１の校正用パターンＣＲ）に対するレーザビームＬＢの位置ずれ量（ステップＳ８で算出）
【００９１】
上述したように本実施形態のレーザ描画装置によれば、描画ステージ５に設けられたＣＣＤカメラ１９と、ビームずれ画像処理部５０ｂとからなる、ＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する位置ずれ量を検出する第１の配置位置検出手段および第１の校正用パターンＣＲを備えているので、レーザビームＬＢの位置ずれ量を検出するＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する固定位置（配置位置）が環境変化等によりずれていても、その位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ＣＣＤカメラ１９自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、高精度なレーザ描画ができる。
【００９２】
また、ＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する配置位置や、描画ステージ５に対するプリント配線基板Ｓの位置を検出するためのアライメントスコープ３３，３５，３７，３９の基準マスクＲＭの第２の校正用パターンＰＲに対する配置位置が環境変化等によりずれていても、それらの位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ＣＣＤカメラ１９自体の位置ずれおよびアライメントスコープ３３，３５，３７，３９自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下も解消することができ、より高精度なレーザ描画ができる。
【００９３】
また、レーザビームＬＢの位置ずれ量およびＣＣＤカメラ１９の位置ずれ量のみならず、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９による基板Ｓの位置ずれ量およびアライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量を加えて、上記描画開始位置の補正を実行しているので、より正確に補正でき、高精度なレーザ描画が実現できる。
【００９４】
また、ビーム走査機構２１から出射されて基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲを透過したレーザビームＬＢを検出してこのレーザビームＬＢの走査位置のずれを検出しているので、ＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する位置ずれ量を検出する第１の配置位置検出手段を、簡易な構成で実現できる。
【００９５】
また、ＮＤフィルター７５は、ビーム走査機構２１からのレーザビームＬＢを減光してＣＣＤカメラ１９に入射しているので、ＣＣＤカメラ１９への光量の過入力を防止できる。
【００９６】
また、ＣＣＤカメラ１９で基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲを撮像する際に、透過照明用ランプ７７により基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲを照明するので、第１の校正用パターンＣＲがＣＣＤカメラ１９で好適に撮像される。
【００９７】
また、ＣＣＤカメラ１９は、レーザビームＬＢの主走査方向の走査領域の両端付近にそれぞれ設けられているので、主走査開始位置付近および主走査終了位置付近でのレーザビームＬＢの走査位置のずれがそれぞれ検出され、プリント配線基板Ｓの主走査方向に対する実際のレーザビームＬＢの走査位置のずれを検出することができる。
【００９８】
具体的は、ＣＣＤカメラ１９が、主走査方向領域の両端付近にそれぞれ設けられているので、次のような倍率補正や傾き補正もできる。描画開始側のＣＣＤカメラ１９で検出したレーザビームＬＢの位置ずれ量を（ΔＸＳ，ΔＹＳ）とし、描画終了側のＣＣＤカメラ１９で検出したレーザビームの位置ずれ量を（ΔＸＥ，ΔＹＥ）とする。次に示す計算式（１）によりＸ方向における倍率を算出し、この倍率により描画クロック幅を補正して倍率補正する。
倍率＝（（ΔＸＥ − ΔＸＳ）/両センサ間の距離）＋１ …… （１）
【００９９】
また、ΔＹＳとΔＹＥとの差により主走査ラインの傾きも検出できる。この検出した傾きに基づいて、シリンドリカルレンズ９８を位置補正機構１０１によって移動させることにより傾き補正ができる。
【０１００】
なお、本発明は以下のように変形実施することも可能である。
【０１０１】
（１）上述した実施形態では、描画ステージ５に設けられた基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲをこの描画ステージ５に固定されたＣＣＤカメラ１９で撮像することにより、ＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する位置ずれを検出しているが、ＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する位置ずれを機械的あるいは光学的に検出する位置検出センサなど、第１の校正用パターンＣＲを使用することなくＣＣＤカメラ１９の描画ステージ５に対する位置ずれが検出可能な種々のセンサを採用してもよい。
【０１０２】
（２）上述した実施形態では、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれを検出するために基準マスクＲＭの第２の校正用パターンＰＲを用いているが、基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲを用いるようにしてもよい。
【０１０３】
（３）上述した実施形態では、第１の校正用パターンＣＲと第２の校正用パターンＰＲのように異なる校正用パターンを設けているが、校正用パターンとして第１の校正用パターンＣＲまたは第２の校正用パターンＰＲのみを採用するようにしてもよい。ＣＣＤカメラ１９および各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量を第１の校正用パターンＣＲから検出してもよいし、ＣＣＤカメラ１９および各アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量を第２の校正用パターンＰＲから検出してもよい。
【０１０４】
（４）基準マスクＲＭに形成した第１の校正用パターンＣＲは、図６に示したような井桁形状だけに限定されるものではなく、図１２（ａ）に示すようにセンター部分を除いた十字標線パターンや、図１２（ｂ）に示すようにボックス形状など、レーザビームＬＢが干渉せず、なおかつ、校正用パターンの中心が画像処理により算出可能である種々のものを採用してもよい。
【０１０５】
（５）上述した実施形態では、ビーム走査機構２１が位置固定で描画ステージ５が移動する構成であったが、逆にビーム走査機構２１が移動する構成であっても本発明を適用可能である。
【０１０６】
（６）上述した実施形態では、図７に示すように、基準マスクＲＭとは別体のＮＤフィルター７５でレーザビームＬＢを減光させてＣＣＤカメラ１９に入射させるようにしているが、図１２（ｃ）に示すように、校正用部材としての基準マスクＲＭの第１の校正用パターンＣＲにおけるレーザビームＬＢが入射される領域（斜線で示す部分）を、入射したレーザビームＬＢを減光するために適切な濃度をもった減光部材７８としてもよい。この場合には、ＣＣＤカメラ１９に入射するレーザビームＬＢを減光するために、ビーム走査機構２１からのレーザビームＬＢをＣＣＤカメラ１９で撮像する際に、ビーム走査機構２１と基準マスクＲＭとの間に位置させる図７に示すＮＤフィルター７５を別途設ける必要がない。なお、上述した減光部材７８が本発明の請求項９に記載の「減光する部材」に相当する。
【０１０７】
（７）例えばプリント配線基板Ｓが描画ステージ５上に正確に載置されている場合は、アライメントスコープ３３，３５，３７，３９の位置ずれ量およびプリント配線基板Ｓの位置ずれ量を検出する必要がなく、レーザビームＬＢの位置ずれおよびＣＣＤカメラ１９の位置ずれのみに基づいて描画開始位置を補正すればよい。
【０１０８】
（８）アライメントスコープの個数は、上述の実施形態のように４台に限定されるものではなく、１台以上であれば本発明を適用可能である。
【０１０９】
但し、アライメントスコープが一台の場合には、プリント配線基板を載置テーブル１５に載置した状態でアライメントに関する位置校正処理を実施する。そして、四隅の基準穴に順にアライメントスコープを移動させて、各位置にて視野中心と第２の校正用パターンＰＲの交点との位置ずれ量を計測すると同時に、基準穴ＳＲの重心を求めて第２の校正用パターンＰＲの交点との相対的な位置誤差を求めておく必要がある。
【０１１０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の方法発明によれば、レーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段の配置位置が環境変化等によりずれていても、その位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ビーム位置検出手段自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、高精度なレーザ描画ができる。
【０１１１】
また、請求項２に記載の方法発明によれば、レーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段の配置位置や、被描画体の位置を検出するための被描画体位置検出手段の配置位置が環境変化等によりずれていても、それらの位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ビーム位置検出手段自体の位置ずれおよび被描画体位置検出手段自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、より高精度なレーザ描画ができる。
【０１１２】
また、請求項３に記載の装置発明によれば、レーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段の配置位置が環境変化等によりずれていても、その位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ビーム位置検出手段自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、高精度なレーザ描画ができる。
【０１１３】
また、請求項４に記載の装置発明によれば、レーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段の配置位置や、被描画体の位置を検出するための被描画体位置検出手段の配置位置が環境変化等によりずれていても、それらの位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ビーム位置検出手段自体の位置ずれおよび被描画体位置検出手段自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、より高精度なレーザ描画ができる。
【０１１４】
また、請求項５に記載の装置発明によれば、レーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段の保持手段に対する配置位置が環境変化等によりずれていても、その位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ビーム位置検出手段自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、高精度なレーザ描画ができる。
【０１１５】
また、請求項６に記載の装置発明によれば、レーザビームの位置ずれ量を検出するビーム位置検出手段の保持手段に対する配置位置や、被描画体の位置を検出するための被描画体位置検出手段の保持手段に対する配置位置が環境変化等によりずれていても、それらの位置ずれ量が検出され補正されてレーザ描画されるので、ビーム位置検出手段自体の位置ずれおよび被描画体位置検出手段自体の位置ずれに起因するレーザ描画精度の低下を解消することができ、高精度なレーザ描画ができる。
【０１１６】
また、請求項７に記載の装置発明によれば、ビーム走査手段から出射されて校正用部材の第１の校正用パターンの領域を透過したレーザビームを検出してこのレーザビームの位置ずれを検出しているので、ビーム位置検出手段の保持手段に対する位置ずれ量を検出する第１の配置位置検出手段を、簡易な構成で実現できる。
【０１１７】
また、請求項８に記載の装置発明によれば、減光手段は、ビーム走査手段からのレーザビームを減光してビーム位置検出手段に入射しているので、ビーム位置検出手段への光量の過入力を防止できる。
【０１１８】
また、請求項９に記載の装置発明によれば、校正用部材の少なくとも第１の校正用パターンが形成された領域は、入射したレーザビームを減光する部材としているので、ビーム走査手段からのレーザビームをビーム位置検出手段で撮像する際に、ビーム走査手段とビーム位置検出手段との間に位置させて、ビーム位置検出手段に入射するレーザビームを減光するような減光手段を別途設ける必要がない。
【０１１９】
また、請求項１０に記載の装置発明によれば、ビーム位置検出手段で校正用部材の第１の校正用パターンを撮像する際に、照明手段により校正用部材を照明するので、第１の校正用パターンがビーム位置検出手段で好適に撮像される。
【０１２０】
また、請求項１１に記載の装置発明によれば、第１の撮像手段は、レーザビームの主走査方向の走査領域の両端付近にそれぞれ設けられているので、主走査開始位置付近および主走査終了位置付近でのレーザビームの位置ずれがそれぞれ検出され、被描画体の主走査方向に対する実際のレーザビームの位置ずれを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ描画装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示したレーザ描画装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】図１に示したレーザ描画装置の概略構成を示す側面図である。
【図４】載置テーブルの部分断面図である。
【図５】載置テーブルの部分平面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は校正用パターンをＣＣＤカメラで撮像した画像を示す図である。
【図７】図１に示したレーザ描画装置のＣＣＤカメラの周辺構成を説明するための概略側面図である。
【図８】レーザ描画装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図９】基準パターンをアライメントスコープのＣＣＤカメラで撮像した画像を示す図である。
【図１０】レーザビームの露光スポットをＣＣＤカメラで撮像した画像を示す図である。
【図１１】位置校正処理を示したフローチャートである。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は変形実施における校正用パターンを示す図である。
【符号の説明】
３ … ガイドレール（移動手段）
５ … 描画ステージ（保持手段）
７ … サーボモータ（移動手段）
９ … 送りネジ（移動手段）
１９ … ＣＣＤカメラ（第１の撮像手段）
２１ … ビーム走査機構（ビーム走査手段）
３１ … アライメントスコープユニット（被描画体位置検出手段）
３３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａ， … ＣＣＤカメラ（第２の撮像手段）
５０ａ … アライメント画像処理部（被描画体位置検出手段）
５０ｂ … ビームずれ画像処理部（ビーム位置検出手段）
５５ … システム制御部（位置補正手段）
５７ … 主走査制御回路（位置補正手段）
６１ … 校正データ記憶部（位置補正手段）
７４ … フィルター支持部（減光手段）
７５ … ＮＤフィルター（減光手段）
７７ … 透過照明用ランプ（照明手段）
ＣＲ… 第１の校正用パターン
ＬＢ… レーザビーム
ＰＲ… 第２の校正用パターン
ＲＭ… 基準マスク（校正用部材）
Ｓ … プリント配線基板（被描画体）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser drawing method and apparatus for irradiating a drawing object such as a printed wiring board with a laser beam to draw a desired pattern on the drawing object, and more particularly to laser drawing on the drawing object. The present invention relates to a technique for improving accuracy.
[0002]
[Prior art]
As a conventional apparatus of this type, for example, a laser drawing apparatus disclosed in JP-A-10-227988 is known. This laser drawing apparatus scans a drawing object mounted on a drawing table with a laser beam modulated based on raster data in a main scanning direction, and draws a drawing table in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. By moving, laser drawing is performed on the drawing object. As a result, a desired pattern such as a circuit pattern is drawn on the entire drawing area of the drawing object.
[0003]
Further, in the laser drawing apparatus, in order to solve the problem that the optical axis of the laser beam changes due to a temperature change or the like to cause a drawing position shift, the laser beam scanning position is included in the drawing table of the laser drawing apparatus. A CCD (charge coupled device) camera for detecting the amount of positional deviation is fixed. Then, the drawing start position data is corrected based on the positional deviation amount of the laser beam detected by the CCD camera.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example having such a configuration has the following problems.
That is, in a conventional laser drawing apparatus, a CCD camera provided on a drawing table detects a change in the optical axis of a laser beam caused by a temperature change or the like, that is, a positional deviation amount of a laser beam scanning position, and Even if the drawing start position data is corrected based on the amount of positional deviation of the laser beam detected by the CCD camera, the drawing start position of the laser beam is not sufficiently corrected and laser drawing cannot be performed with high accuracy. There's a problem.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a laser drawing method and apparatus capable of improving the accuracy of laser drawing on an object to be drawn.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned problems, the inventors have conducted intensive research and as a result, have obtained the following knowledge. That is, not only the optical axis change of the laser beam occurs due to the temperature change, but also the CCD camera (beam position) relative to the drawing table (holding means) due to the environmental change such as the temperature change in the laser drawing apparatus. It was clarified that there is a phenomenon that the fixed position (arrangement position) of the detection means changes. In this way, if the fixed position of the CCD camera changes due to environmental changes, the amount of positional deviation of the laser beam scanning position cannot be detected accurately, and therefore only based on the amount of positional deviation of the laser beam detected by the CCD camera. A causal relationship has been found that the drawing start position cannot be corrected sufficiently only by correcting the drawing start position data.
[0007]
The present invention based on such knowledge adopts the following configuration.
That is, according to the first aspect of the present invention, with respect to the beam scanning unit that scans the laser beam along the main scanning direction, the holding unit that holds the drawing object is aligned along the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. In a laser drawing method in which a desired pattern is drawn on an object to be drawn while being moved relatively by a moving means, a beam position detecting means for detecting a positional deviation amount of a laser beam emitted from the beam scanning means by a beam position detecting means. And a first arrangement position detection step of detecting a position deviation amount of the arrangement position of the beam position detection means, and a position deviation amount of the laser beam detected in the beam position detection step, The drawing start position is corrected based on the positional deviation amount of the beam position detecting means detected in the arrangement position detecting step.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the laser drawing method according to the first aspect of the present invention, the drawing object position in which the drawing object position detecting means detects the amount of displacement of the drawing object held by the holding means. A detection step; and a second arrangement position detection step of detecting a displacement amount of the arrangement position of the drawing object position detection means, and a displacement amount of the laser beam detected in the beam position detection step; The displacement amount of the beam position detection means detected in the first placement position detection step, the displacement amount of the drawing object detected in the drawing object position detection step, and the second placement position detection The drawing start position is corrected based on the displacement amount of the drawing object position detecting means detected in the process.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in contrast to the beam scanning unit that scans the laser beam along the main scanning direction, the holding unit that holds the drawing object extends along the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. In a laser drawing apparatus that draws a desired pattern on an object to be drawn while being relatively moved by a moving means, a beam position detecting means for detecting a positional deviation amount of a laser beam emitted from the beam scanning means, and the beam First arrangement position detection means for detecting the amount of positional deviation of the arrangement position of the position detection means, the amount of positional deviation of the laser beam detected by the beam position detection means, and the first arrangement position detection means. And a position correcting means for correcting the drawing start position based on the positional deviation amount of the beam position detecting means.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the laser drawing apparatus according to the third aspect of the present invention, a drawing object position detecting means for detecting a position deviation amount of the drawing object held by the holding means, and the drawing object And a second arrangement position detecting means for detecting a position deviation amount of the arrangement position of the body position detecting means, wherein the position correction means includes a position deviation amount of the laser beam detected by the beam position detection means, The positional deviation amount of the beam position detecting means detected by the first arrangement position detecting means, the positional deviation amount of the drawing object detected by the drawing object position detecting means, and the second arrangement position detecting means The drawing start position is corrected based on the amount of displacement of the drawing object position detecting means detected by the step.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the laser drawing apparatus according to the third or fourth aspect, the laser beam emitted from the beam scanning unit is fixed to the holding unit at a position where the laser beam can enter. And a calibration member having a first calibration pattern for calibrating the position of the laser beam emitted from the beam scanning means, wherein the beam position detection means comprises a first calibration member. A first imaging unit that images the laser beam incident on the calibration pattern, and detecting a positional deviation amount of the laser beam with respect to the holding unit based on image data obtained by the first imaging unit; The first arrangement position detecting unit is configured to hold the first calibration position based on image data obtained by imaging the first calibration pattern of the calibration member by the first imaging unit. It is characterized in that to detect the positional deviation amount of the arrangement position of the beam position detecting means with respect to stage.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, in the laser drawing apparatus according to the fourth aspect, the laser beam emitted from the beam scanning unit is fixed to the holding unit at a position where the laser beam can be incident, A first calibration pattern for calibrating the position of the laser beam emitted from the beam scanning means, and a second calibration pattern for calibrating the arrangement position of the drawing object position detecting means with respect to the holding means. The beam position detecting means further includes a calibration member, and the beam position detecting means is based on image data obtained by imaging the laser beam incident on the first calibration pattern of the calibration member, and the position of the laser beam with respect to the holding means. The amount of deviation is detected, and the first arrangement position detection means detects an image data obtained by imaging the first calibration pattern of the calibration member with the beam position detection means. Based on the data, a displacement amount of the arrangement position of the beam position detecting means relative to the holding means is detected, and the drawing object position detecting means picks up the drawing object held by the holding means. And detecting a positional displacement amount of the drawing object with respect to the holding means based on the image data obtained by the second imaging means, and the second arrangement position detecting means is configured to detect a second position of the calibration member. Based on the image data obtained by imaging the calibration pattern of the second imaging unit with respect to the holding unit, Said Drawing object position Detection means The positional deviation amount of the arrangement position is detected.
[0013]
According to a seventh aspect of the present invention, in the laser drawing apparatus according to the fifth or sixth aspect, at least the first calibration pattern of the calibration member is formed from the beam scanning unit. It is a member which has the permeability | transmittance which permeate | transmits the emitted laser beam, The said member for a calibration is arrange | positioned between the said beam scanning means and the said 1st imaging means, It is characterized by the above-mentioned.
[0014]
The invention according to claim 8 is the laser drawing apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein the first imaging means images the laser beam from the beam scanning means. It further comprises a dimming unit disposed between the beam scanning unit and the first imaging unit, and dimming a laser beam incident on the first imaging unit.
[0015]
The invention according to claim 9 is the laser drawing apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein the region where at least the first calibration pattern of the calibration member is formed is incident. It is a member for dimming the laser beam.
[0016]
The invention according to claim 10 is the laser drawing apparatus according to any one of claims 5 to 9, wherein the calibration is performed when the first calibration pattern is imaged by the first imaging means. It further comprises illumination means for illuminating an area where at least the first calibration pattern of the member is formed.
[0017]
The invention according to claim 11 is the laser drawing apparatus according to any one of claims 5 to 10, wherein the first image pickup means is scanned by the beam scanning means. It is provided respectively near both ends of the region.
[0018]
[Action]
The operation of the first aspect of the invention is as follows.
In the beam position detecting step, the position deviation amount of the laser beam emitted from the beam scanning unit is detected by the beam position detecting unit. In the first arrangement position detection step, the amount of positional deviation of the arrangement position of the beam position detection means is detected. Then, the drawing start position is corrected based on the positional deviation amount of the laser beam detected in the beam position detection step and the positional deviation amount of the beam position detection means detected in the first arrangement position detection step. Therefore, laser drawing is performed on the object to be drawn with an accurate drawing start position in which the positional deviation of the arrangement position of the beam position detecting means and the positional deviation of the laser beam are corrected.
[0019]
According to the second aspect of the present invention, in the drawing object position detection step, the drawing object position detection means detects the amount of displacement of the drawing object held by the holding means.
In the second arrangement position detection step, a displacement amount of the arrangement position of the drawing object position detection means is detected. Then, the positional deviation amount of the laser beam detected in the beam position detection step, the positional deviation amount of the beam position detection means detected in the first arrangement position detection step, and the object detected in the drawing object position detection step. The drawing start position is corrected based on the position deviation amount of the drawing body and the position deviation amount of the drawing object position detection means detected in the second arrangement position detection step. Accordingly, more accurate drawing is achieved by correcting the positional deviation of the arrangement position of the beam position detection means, the positional deviation of the laser beam, the positional deviation of the drawing object, and the positional deviation of the arrangement position of the drawing object position detection means. Laser drawing is performed on the object to be drawn at the start position.
[0020]
According to the third aspect of the present invention, the beam position detecting means detects the amount of positional deviation of the laser beam emitted from the beam scanning means. The first arrangement position detection means detects the amount of displacement of the arrangement position of the beam position detection means. The position correction unit corrects the drawing start position based on the amount of positional deviation of the laser beam detected by the beam position detection unit and the amount of positional deviation of the beam position detection unit detected by the first arrangement position detection unit. To do. Therefore, laser drawing is performed on the object to be drawn with an accurate drawing start position in which the positional deviation of the arrangement position of the beam position detecting means and the positional deviation of the laser beam are corrected.
[0021]
According to the fourth aspect of the present invention, the drawing object position detecting means detects the amount of displacement of the drawing object held by the holding means. The second arrangement position detecting means detects a displacement amount of the arrangement position of the drawing object position detecting means. The position correction means detects the positional deviation amount of the laser beam detected by the beam position detection means, the positional deviation amount of the beam position detection means detected by the first arrangement position detection means, and the drawing object position detection means. The drawing start position is corrected based on the position deviation amount of the drawn object and the position deviation amount of the drawing object position detection means detected by the second arrangement position detection means. Accordingly, more accurate drawing is achieved by correcting the positional deviation of the arrangement position of the beam position detection means, the positional deviation of the laser beam, the positional deviation of the drawing object, and the positional deviation of the arrangement position of the drawing object position detection means. Laser drawing is performed on the object to be drawn at the start position.
[0022]
According to the fifth aspect of the present invention, the calibration member has the first calibration pattern for calibrating the position of the laser beam emitted from the beam scanning unit. The emitted laser beam is fixed with respect to the holding means at a position where it can enter. The beam position detection means has a first imaging means for imaging the laser beam incident on the first calibration pattern of the calibration member, and holds based on the image data obtained by the first imaging means. The amount of positional deviation of the laser beam with respect to the means is detected. The first arrangement position detecting means is a positional deviation of the arrangement position of the beam position detecting means with respect to the holding means based on image data obtained by imaging the first calibration pattern of the calibration member by the first imaging means. Detect the amount. Therefore, laser drawing is performed on the object to be drawn at an accurate drawing start position in which the positional deviation of the arrangement position of the beam position detecting means relative to the holding means and the positional deviation of the laser beam relative to the holding means are corrected.
[0023]
According to the sixth aspect of the present invention, the calibration member is a first calibration pattern for calibrating the position of the laser beam emitted from the beam scanning unit, and a drawing object position detection unit for the holding unit. The second calibration pattern for calibrating the arrangement position is fixed to the holding means at a position where the laser beam emitted from the beam scanning means can enter. The beam position detecting means detects a positional deviation amount of the laser beam with respect to the holding means based on image data obtained by imaging the laser beam incident on the first calibration pattern of the calibration member. The first arrangement position detecting means is a positional deviation amount of the arrangement position of the beam position detecting means relative to the holding means based on image data obtained by imaging the first calibration pattern of the calibration member by the beam position detecting means. Is detected. The drawing object position detecting means has a second imaging means for imaging the drawing object held by the holding means, and the drawing object position relative to the holding means is based on the image data obtained by the second imaging means. The amount of displacement is detected. The second arrangement position detection means is a position of the drawing object relative to the holding means based on the image data obtained by imaging the second calibration pattern of the calibration member by the second imaging means. Detection means The amount of displacement of the arrangement position of is detected. Therefore, the positional deviation of the arrangement position of the beam position detection means relative to the holding means, the positional deviation of the laser beam relative to the holding means, the positional deviation of the drawing object relative to the holding means, and the arrangement position of the drawing object position detection means relative to the holding means Laser drawing is performed on the drawing object at an accurate drawing start position in which the positional deviation is corrected.
[0024]
According to the seventh aspect of the present invention, at least the region of the calibration member where the first calibration pattern is formed is a member having transparency that transmits the laser beam emitted from the beam scanning means. The calibration member is disposed between the beam scanning unit and the first imaging unit. Therefore, by detecting the laser beam emitted from the beam scanning means and transmitted through the first calibration pattern area of the calibration member, the positional deviation of the laser beam with respect to the holding means is detected.
[0025]
According to the eighth aspect of the present invention, the dimming unit is arranged between the beam scanning unit and the first imaging unit when the first imaging unit images the laser beam from the beam scanning unit. Arranged and dimming the laser beam incident on the first imaging means.
[0026]
According to the ninth aspect of the present invention, since at least the region of the calibration member where the first calibration pattern is formed is a member for dimming the incident laser beam, the laser from the beam scanning means is used. The beam passes through the first calibration pattern region of the calibration member and is dimmed to enter the beam position detection means.
[0027]
According to the tenth aspect of the present invention, when the illumination unit images the first calibration pattern by the first imaging unit, at least the first calibration pattern of the calibration member is formed. Since the area is illuminated, the illuminated first calibration pattern is imaged by the beam position detecting means.
[0028]
According to the eleventh aspect of the present invention, the first imaging means is provided near both ends of the main scanning region of the laser beam scanned by the beam scanning means. Therefore, the laser beam misalignment near the main scanning start position and the main scanning end position is detected.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an example of a laser drawing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a side view thereof.
[0030]
As shown in FIG. 1, the laser drawing apparatus includes a drawing stage 5 on which a printed wiring board (object to be drawn) S to which a photosensitive material is applied and a drawing laser beam LB in the main scanning direction (x direction). ), A beam scanning mechanism 21 including a polygon mirror 94 and an fθ lens 95, and a moving mechanism for moving the drawing stage 5 in the sub-scanning direction (y direction).
[0031]
The moving mechanism of the drawing stage 5 is configured as follows. A pair of guide rails 3 is disposed on the upper surface of the base 1 of the apparatus, and a feed screw 9 that is rotated by a servo motor 7 is disposed between the guide rails 3. The drawing stage 5 is screwed to the feed screw 9 at the lower part thereof. As shown in FIG. 3, the drawing stage 5 has a stage base 10 that is slidably mounted along the guide rail 3 with a feed screw 9 screwed therein, and a rotation for rotating around a vertical z-axis. A mechanism 11 and an elevating mechanism 13 for elevating in the vertical z direction are provided in order from the bottom, and a mounting table 15 for adsorbing and mounting the printed wiring board S is provided on the top.
[0032]
The drawing stage 5 described above corresponds to the holding means in the present invention, and the moving mechanism including the guide rail 3, the servo motor 7, and the feed screw 9 described above corresponds to the moving means in the present invention.
[0033]
In the y direction (sub-scanning direction) in which the drawing stage 5 is moved by the drive of the servomotor 7, the drawing laser beam LB is deflected downward in the x direction (main scanning direction) at the processing position PY. An irradiation beam scanning mechanism 21 is disposed. The beam scanning mechanism 21 is disposed on the upper portion of the base 1 by a gate-shaped frame, and the drawing stage 5 moves forward and backward with respect to the beam scanning mechanism 21 when the servo motor 7 is driven. .
[0034]
Next, the beam scanning mechanism 21 will be described with reference to FIG.
The laser light source 81 is, for example, a solid-state laser having a wavelength of 532 nm using a semiconductor as an excitation light source. The laser beam LBa emitted from the laser light source 81 is changed in direction by approximately 90 ° by the corner mirror 82 and is incident on the beam expander 83. The laser beam LBa adjusted to a predetermined beam diameter by the beam expander 83 is divided into, for example, eight laser beams LBb by the beam splitter 84 (omitted in FIG. 1). The laser beam LBb divided into eight beams is incident on an acousto-optic modulator (AOM) 87 in parallel by the condensing lens 85 and the corner mirror 86, and in the acousto-optic modulator 87. In this crystal, each image is independently modulated based on a drawing signal by a control signal from a main scanning control circuit 57 (see FIG. 8) described later.
[0035]
The laser beam LBc modulated by the acousto-optic modulator 87 is reflected by the corner mirror 88 and enters the relay lens system 89. The laser beam LBc emitted from the relay lens system 89 is guided to the polygon mirror 94 through the cylindrical lens 90, the corner mirror 91, the spherical lens 92, and the corner mirror 93. Then, linear spots that are long in the main scanning direction (x direction) are formed on each surface of the polygon mirror 94.
[0036]
The linear laser beam LBc deflected and scanned in the horizontal plane by the rotation of the polygon mirror 94 passes through the fθ lens 95 and is then folded downward by a long folding mirror 96 in the main scanning direction. Then, after being corrected by the field lens 97 so that the incident angle on the exposure surface is substantially vertical, the light is irradiated toward the mounting table 15 through the cylindrical lens 98. The cylindrical lens 98 is long in the main scanning direction and has power only in the sub-scanning direction.
[0037]
The above-described linear spot on the polygon mirror 94 forms a spot with a predetermined diameter on the mounting table 15 by the action of the fθ lens 95, the field lens 97, and the cylindrical lens 98, and forms an image. A laser beam LB (consisting of a maximum of eight laser beams) moving in the main scanning direction (x direction) is formed by rotating 94.
[0038]
In addition, a mirror 100 for guiding the laser beam LB to the start sensor 99 is disposed between the field lens 97 and the cylindrical lens 98 described above, as shown in FIG. The mirror 100 reflects the laser beam LB just before the drawing start position that has passed through the field lens 97 so as to be directed obliquely upward where the start sensor 99 is disposed. A timing pulse output from the start sensor 99 is given to a main scanning control circuit 57 (see FIG. 8), which will be described later, and drawing is started after a predetermined time from that point.
[0039]
The cylindrical lens 98 is disposed with its cylindrical surface facing upward. Position correction mechanisms 101 for moving the cylindrical lens 98 in the sub-scanning direction (y direction) are provided at both ends of the cylindrical lens 98, respectively. The scanning position itself can be moved by moving the position of the cylindrical lens 98 independently in the left-right direction in the sub-scanning direction (y direction).
[0040]
The beam scanning mechanism 21 described above corresponds to the beam scanning means in the present invention.
[0041]
Next, the mounting table 15 will be described with reference to FIGS. 4 is a partial sectional view of the mounting table 15. FIG. 5 is a partial plan view of the mounting table 15. FIGS. 6A and 6B show the first calibration pattern CR by the CCD camera 19. FIG. FIG. 7 is a schematic side view for explaining the peripheral configuration of the CCD camera 19 of the laser drawing apparatus shown in FIG.
[0042]
That is, as shown in FIG. 4, the reference mask RM is disposed on the upper surface of the base 15a of the mounting table 15, and the suction table 17 is disposed thereon. On the upper surface of the reference mask RM, as shown in FIG. 5, a second calibration pattern PR in the form of a grid is formed over the entire area excluding the peripheral portion, and alignment scopes 33, 35, 37, which will be described later, are formed. It may be formed only in the 39 movable range. For example, the second calibration patterns PR on the reference mask RM are formed at an interval of 5 mm with a line width of 50 μm.
[0043]
On the upper surface of the suction table 17, a suction groove 17 a is formed at a position that does not overlap with the lower second calibration pattern PR in plan view. A vacuum suction source (not shown) is connected to the suction groove 17a so as to suck and hold the lower surface of the printed wiring board S placed on the upper surface through the suction groove 17a. In this embodiment, the reference mask RM and the suction table 17 described above are both formed of transparent glass, and light emitted from a backlight (not shown) built in the lowermost base 15a is applied to the printed wiring board S. The reference hole SR is exposed to light and is configured to rise.
[0044]
As shown in FIGS. 5 and 7, two first calibration patterns CR are spaced in the main scanning direction (x direction) on the upper surface of the peripheral portion of the reference mask RM far from the beam scanning mechanism 21. It is formed to be empty. One first calibration pattern CR is located in the vicinity of the main scanning start position of the laser beam LB, and the other first calibration pattern CR is located in the vicinity of the main scanning end position of the laser beam LB.
[0045]
As shown in FIG. 6A, the first calibration pattern CR employs, for example, a cross-girder pattern consisting of four lines L. The two lines L parallel to the y direction are arranged with an interval Wx apart from each other, and the two lines L parallel to the x direction are arranged with an interval Wy therebetween to form a cross beam. The center portion of the cross beam, that is, the portion surrounded by the four lines L is arranged so that the laser beam LB does not interfere with the laser beam LB when detecting the positional deviation of the laser beam LB. It is larger than the spot diameter of the beam LB. The first calibration pattern CR located near the main scanning start position of the laser beam LB is located at the position of the coordinates (X0, Y0) of the reference mask RM and near the main scanning end position of the laser beam LB. The calibration pattern CR is formed at the position of the coordinates (Xn, Y0) of the reference mask RM. The reference mask RM described above corresponds to the calibration member in the present invention.
[0046]
As shown in FIGS. 4, 5, and 7, the corresponding position of the first calibration pattern CR on the base 15a of the mounting table 15, that is, the lower position of the first calibration pattern CR on the base 15a. A CCD camera 19 capable of measuring the position of the exposure spot of the laser beam LB is fixed at the position. A CCD camera 19 is fixed at a position below each of the two first calibration patterns CR on the mounting table 15 shown in FIG. The above-described CCD camera 19 corresponds to the first imaging means in the present invention.
[0047]
As shown in FIG. 7, in the vicinity of the first calibration pattern CR on the base 15 a of the mounting table 15, the bent portion 74 a is parallel to the mounting surface of the mounting table 15. A filter support portion 74 that is bent toward the upper position of the first calibration pattern CR is provided. The bent portion 74a is provided with an ND filter (neutral density filter) 75 for reducing the light amount of the laser beam LB. When measuring the position of the exposure spot of the laser beam LB, the drawing stage 5 is moved to the processing position PY by driving the servo motor 7, and the laser beam LB from the beam scanning mechanism 21 is transmitted to the ND filter 75 and the first filter. The light enters the CCD camera 19 through the calibration pattern CR. As described above, when the exposure spot of the laser beam LB is directly input to the CCD camera 19, the amount of light is exceeded, so the light is reduced to an appropriate amount of light by the ND filter 75 provided on the top of the CCD camera 19. Note that the filter support portion 74 and the ND filter 75 described above correspond to the light reduction means in the present invention.
[0048]
In addition, by providing the ND filter 75 between the beam scanning mechanism 21 and the CCD camera 19, the laser beam LB can be dimmed and input to the CCD camera 19. More preferably, an ND filter 75 should be provided between the beam scanning mechanism 21 and the reference mask RM. In this case, when the laser beam LB is imaged, the laser beam LB is attenuated and can be input to the CCD camera 19, and is attenuated when the CCD camera 19 images the first calibration pattern CR. Therefore, there is an advantage that the first calibration pattern CR does not become dark. That is, if the ND filter 75 is provided between the reference mask RM and the CCD camera 19, the first calibration pattern CR becomes dark.
[0049]
Further, as shown in FIG. 7, on the side far from the beam scanning mechanism 21 in the base 1 (the left end side of the paper surface of FIG. 7), a column portion 76a suspended in the z direction and an upper portion of the column portion 76a. A lamp support member 76 is provided that includes a protrusion 76b protruding from the side so as to be parallel to the mounting surface of the mounting table 15, and a transmitted illumination lamp 77 provided on the protrusion 76b. When the drawing stage 5 is moved to the standby position by driving the servo motor 7, the transmitted illumination lamp 77 is positioned between the ND filter 75 of the filter support unit 74 and the first calibration pattern CR of the drawing stage 5. Then, the light from the transmitted illumination lamp 77 is applied to the first calibration pattern CR of the drawing stage 5 so that the CCD camera 19 captures the first calibration pattern CR as shown in FIG. It has become. The above-described transmission illumination lamp 77 corresponds to the illumination means in the present invention.
[0050]
As shown in FIG. 3, an elevating mechanism 13 for elevating the drawing stage 5 in the z direction is arranged at the lower part of a base 15a, and an inclined member 13a whose upper surface is inclined and a screw shaft into which this is screwed. 13b and a pulse motor 13c that rotationally drives the screw shaft 13b. The free wheel attached to the lower surface of the base 15a is raised and lowered in the z direction along a guide rail (not shown) so as to be raised and lowered to the inclined surface of the inclined member 13a that advances and retreats in the y direction by driving the pulse motor 13c. It is supposed to be.
[0051]
As shown in FIGS. 2 and 3, an alignment scope unit 31 is disposed on the base 1 so as to cover the upper side of the drawing stage 5 at the standby position. The alignment scope unit 31 includes four alignment scopes 33, 35, 37, and 39 that can move independently within a horizontal plane. Each alignment scope 33, 35, 37, 39 includes CCD cameras 33a, 35a, 37a, 39a and lens portions 33b, 35b, 37b, 39b.
[0052]
The alignment scope unit 31 includes a scope stage 41 erected on the base 1, and includes a left stage 43 on which alignment scopes 33 and 39 are mounted, and a right stage 45 on which alignment scopes 35 and 37 are mounted. ing. The left stage 43 is fitted to a linear guide 41a disposed on the scope stage 41 so as to be slidable in the x direction, and is screwed to a feed screw 41c rotated by a pulse motor 41b. At the upper part, a linear guide 43a is arranged in the y direction, and a moving block 43b to which an alignment scope 39 is attached is fitted. The moving block 43b is screwed to a feed screw 43d that is rotated by a pulse motor 43c. Therefore, when the pulse motor 41b is driven, the alignment scopes 33 and 39 are moved in the x direction together with the left stage 43. When the pulse motor 43c is driven, the alignment scope 33 provided in the linear guide 43a is Only the alignment scope 39 is moved in the y direction without moving. When a pulse motor (not shown) for moving the alignment scope 33 in the y direction is driven, the alignment scope 39 is not moved, and only the alignment scope 33 is moved in the y direction. .
[0053]
The right stage 45 is slidably mounted in the x direction with respect to a linear guide 41a disposed on the scope stage 41, and is screwed to a feed screw 41e rotated by a pulse motor 41d. A linear guide 45a is disposed on the upper portion, and a moving block 45b to which an alignment scope 37 is attached is mounted. The moving block 45b is screwed to a feed screw 45d that is rotated by a pulse motor 45c. Therefore, when the pulse motor 41d is driven, the alignment scopes 35 and 37 are moved in the x direction together with the right stage 45, whereas when the pulse motor 45c is driven, only the alignment scope 37 is moved alone in the y direction. Is done. When a pulse motor (not shown) for moving the alignment scope 35 in the y direction is driven, the alignment scope 37 is not moved, and only the alignment scope 35 is moved in the y direction. .
[0054]
Reference is now made to the block diagram of FIG. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a control system of the laser drawing apparatus.
The CCD cameras 33a, 35a, 37a, 39a of the alignment scopes 33, 35, 37, 39 are all connected to the alignment image processing unit 50a of the image processing unit 49. The alignment image processing unit 50a processes each video signal, calculates the position of the center of gravity, and “alignment scope that is the amount of displacement of the position of the alignment scopes 33, 35, 37, 39 relative to the second calibration pattern PR. Of the printed circuit board S with respect to the second calibration pattern PR and the amount of the positional deviation of the printed circuit board S are calculated. The above-described CCD cameras 33a, 35a, 37a, 39a correspond to the second imaging means of the present invention.
[0055]
Further, the CCD camera 19 that measures the position of the exposure spot of the laser beam LB is all connected to the beam shift image processing unit 50b of the image processing unit 49, where each video signal is processed to “beam shift amount”. And “CCD camera position deviation amount” are calculated. The CCD camera 19 and the beam shift image processing unit 50b described above correspond to the beam position detection unit of the present invention and the first arrangement position detection unit of the present invention.
[0056]
In addition, the image processing unit 49 displays a keyboard 51 for instructing the start of processing, images captured by the alignment scopes 33, 35, 37, and 39 and images captured by the CCD camera 19, and processing details. A CRT 53 for displaying the above is connected.
[0057]
A system control unit 55 controls the entire apparatus. Here, a main scanning control circuit 57, a sub scanning control circuit 59, a calibration data storage unit 61, and the like are connected.
[0058]
The raster conversion circuit 63 converts the run-length data for raster scanning drawing converted from the artwork data of the printed wiring board designed using CAD (Computer Aided Design) into raster data, and converts it into raster data. Sequentially output to 57.
[0059]
The system control unit 55 controls the main scanning control circuit 57 for setting the position in the x direction of the laser beam LB based on the raster data sequentially sent from the raster conversion circuit 63 to the main scanning control circuit 57 at the time of drawing. . The main scanning control circuit 57 controls the beam scanning mechanism 21 based on an instruction from the system control unit 55 and raster data.
[0060]
The sub-scanning control circuit 59 drives the servo motor 7 based on clock pulses generated according to the main scanning of the laser beam LB. As a result, the drawing stage 5 is moved in the y direction (sub-scanning direction). The movement position is detected by a sensor that detects an optical signal from a Y linear scale (not shown), converted into a signal corresponding to the movement position, and provided to the system control unit 55. The system control unit 55 applies feedback to the drive of the servo motor 7 according to the signal.
[0061]
The calibration data storage unit 61 includes two CCD cameras 19 provided on the drawing stage 5 when the drawing stage 5 provided with the reference mask RM below the suction table 17 is moved to the standby position (see FIG. 7). Is the amount of deviation between the center position of each CCD camera 19 and the center position of the first calibration pattern CR obtained by processing the video signal from the beam shift image processing section 50b of the image processing section 49. Of the alignment scopes 33, 35, 37, 39 obtained by processing the image signals from the alignment scopes 33, 35, 37, 39 by the alignment image processing unit 50 a of the image processing unit 49. “Alignment scope displacement”, which is the displacement between the center position and the intersection position of the second calibration pattern PR, and each alignment A deviation amount between the printed wiring board S obtained by processing the video signals from the loops 33, 35, 37, 39 by the alignment image processing unit 50a of the image processing unit 49 and the intersection position of the second calibration pattern PR. Is stored as “the amount of positional deviation of the substrate”.
[0062]
Further, the calibration data storage unit 61 moves the drawing stage 5 to the beam shift detection position (processing position PY) so that the two CCD cameras 19 fixed to the drawing stage 5 receive the laser beam LB (FIG. 5). 7), the center position of the exposure spot of the laser beam imaged by each CCD camera 19 obtained by processing the video signal from the two CCD cameras 19 by the beam shift image processing unit 50b of the image processing unit 49. Also stored is the “beam position shift amount” which is the shift amount between the CCD camera 19 and the center of the field of view.
[0063]
Based on the above-mentioned “CCD camera position shift amount”, “Beam position shift amount”, “Alignment scope position shift amount”, and “Substrate position shift amount”, the system control unit 55 calculates the position shifts. The main scanning control circuit 57 is controlled to correct. That is, the drawing start position is corrected. The system control unit 55, the main scanning control circuit 57, and the calibration data storage unit 61 described above correspond to the position correction unit in the present invention. (In the drawing start position correction, the speed of the servo motor 7 is not controlled.)
[0064]
Here, the “drawing start position” will be described. The “drawing start position” is a drawing start end of each scanning line along the main scanning direction. Since the main scanning control circuit 57 that has received the timing pulse output from the start sensor 99 starts drawing after a predetermined time from that time, the X-direction position of the drawing start position is determined by the predetermined time. Accordingly, the correction of the drawing start position in the X direction is performed by the main scanning control circuit 57 changing the predetermined time based on an instruction from the system control unit 55.
[0065]
The Y-direction position of the drawing start position is determined based on the position of the drawing stage 5 detected by a Y linear scale (not shown). That is, drawing is started when the drawing stage 5 reaches a desired position. Therefore, the correction in the Y direction of the drawing start position is performed by the main scanning control circuit 57 changing the drawing start timing based on an instruction from the system control unit 55 so as to change the desired position. Alternatively, the main scanning control circuit 57 may move the cylindrical lens 98 by the position correction mechanism 101 based on an instruction from the system control unit 55 to change the Y-direction position of the drawing start position.
[0066]
First, “the amount of positional deviation of the CCD camera” will be described more specifically with reference to FIG. In the initial mounting state, as shown in FIG. 6A, the field image V captured by the CCD camera 19 mounted on the base 15a of the mounting table 15 so as to look up at the first calibration pattern CR. The CCD camera 19 is fixed to the mounting table 15 so that the visual field center C and the center point (intersection of broken lines) of the first calibration pattern CR coincide with each other.
[0067]
The “position shift amount of the CCD camera” is obtained as follows. As shown in FIG. 6B, the deviation between the visual field center C of the visual field image V captured by the CCD camera 19 fixed to the base 15a of the mounting table 15 and the central point of the first calibration pattern CR. For the x direction (Δx) and the y direction (Δy). As shown in FIG. 6B, the center point of the first calibration pattern CR is shifted with respect to the visual field center C in the x direction (Δx) and the y direction (Δy). If the “CCD camera position shift amount” at this time is “0” in both the xy directions, the center point of the first calibration pattern CR and the visual field center C as shown in FIG. Will match. The calibration data storage unit 61 described above stores the above Δx and Δy. That is, even if the fixed position of the CCD camera 19 is displaced for some reason, the amount of displacement from that position is stored on the basis of the first calibration pattern CR of the reference mask RM that is position-invariant in design. To do. Therefore, read this “CCD camera position deviation”. Out If the correction is made accordingly, the actual position at the center C of the visual field of the CCD camera 19 can be accurately determined.
[0068]
Next, the “position displacement amount of the alignment scope” will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 9 is a view showing an image obtained by capturing the second calibration pattern PR with the CCD camera 39 a of the alignment scope 39.
[0069]
For example, the deviation between the visual field center C of the visual field image V captured by the CCD camera 39a of the alignment scope 39 and the central point of the second calibration pattern PR at a predetermined position in the x direction (Δx) and the y direction (Δy). Ask. When the “alignment scope displacement amount” at this time is “0” in both xy directions, the intersection of the second calibration pattern PR and the visual field center C in FIG. The calibration data storage unit 61 described above stores the above Δx and Δy. That is, even if the position of the alignment scope 39 is displaced due to some cause, the second calibration pattern PR of the reference mask RM (having the first calibration pattern CR) that is position-invariant in design is used as a reference. The amount of deviation from that position is stored. Therefore, read this “alignment scope displacement”. Out If the correction is made accordingly, the actual position at the field center C of the alignment scope 39 can be accurately determined.
[0070]
Further, as shown in FIG. 8, the drive unit 65 of each alignment scope 33, 35, 37, 39 is provided corresponding to each alignment scope 33, 35, 37, 39. Since only the differences are described, the alignment scope 33 will be described as an example. The drive unit 65 includes a drive circuit 65a that controls the pulse motor 41b based on an instruction from the system control unit 55. In FIG. 8, the drive units other than the alignment scope 33 are not shown in the block diagram.
[0071]
The elevation control circuit 67 controls the elevation of the mounting table 15 in the z direction. The system control unit 55 controls the rotation of the pulse motor 13c via the drive circuit 69 according to processing as will be described later. The mounting table 15 is moved up and down by driving the pulse motor 13 c, and the height at this time is detected by a height detection circuit 73 including a Z linear scale (not shown) and fed back to the system control unit 55.
[0072]
The alignment scope unit 31 and the alignment image processing unit 50a described above correspond to the drawing object position detecting unit in the present invention, and the second calibration pattern PR, the alignment scope unit 31, the alignment image processing unit 50a described above, and the like. Corresponds to the second arrangement position detecting means in the present invention.
[0073]
Next, the “substrate positional deviation amount” will be described more specifically. Corresponding alignment scopes 33, 35, 37, 39 are positioned on reference holes SR provided at the four corners of the printed wiring board S. The deviation between the position of the center of gravity obtained from the reference hole SR of each field image V captured by the CCD cameras 33a, 35a, 37a, and 39a of each alignment scope 33, 35, 37, and 39 and the field center of each field image V is obtained. The x direction (Δx) and the y direction (Δy) are obtained. At this time, when the “substrate positional deviation amount” is “0” in both the xy directions, the center of the visual field and the center of gravity of the reference hole SR coincide. The calibration data storage unit 61 described above stores the above Δx and Δy. Therefore, read this "Board position deviation". Out If the correction is made accordingly, the actual position of the printed wiring board S can be accurately determined.
[0074]
Finally, the “beam position deviation amount” will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing an image obtained by capturing the exposure spot of the laser beam LB with the CCD camera 19.
[0075]
When the drawing stage 5 is moved to the beam deviation detection position (processing position PY) so that the two CCD cameras 19 fixed to the drawing stage 5 receive the laser beam LB (see FIG. 7), the CCD camera 19 The deviation between the field center C of the captured field image V and the center point of the exposure spot of the laser beam LB is obtained in the x direction (Δx) and the y direction (Δy). When the “beam position deviation amount” at this time is “0” in both the xy directions, the center point of the exposure spot of the laser beam LB and the visual field center C in FIG. The calibration data storage unit 61 described above stores the above Δx and Δy. In other words, even when the position of the laser beam LB is displaced due to a temperature change or the like, the CCD camera 19 is calibrated with respect to the first calibration pattern CR of the reference mask RM that is position-invariant in design. The amount of deviation from the visual field center C is stored. Therefore, if this “beam position deviation amount” is read out and corrected accordingly, the actual position of the exposure spot of the laser beam LB can be accurately determined.
[0076]
Next, the position calibration process in the laser drawing apparatus of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 11 is a flowchart showing the position calibration process.
[0077]
Step S1
The system control unit 55 positions the drawing stage 5 at the standby position as shown by a solid line in FIG. The system control unit 55 operates the transmission illumination lamp 77 while the drawing stage 5 is in the standby position to irradiate light from the transmission illumination lamp 77 to the first calibration pattern CR, and at the same time, the CCD camera 19. Is operated to image the first calibration pattern CR. By doing so, a visual field image V (image data) as shown in FIG. 6 is acquired.
[0078]
Step S2
The beam shift image processing unit 50 b obtains the “position shift amount of the CCD camera” from the visual field image V (image data) obtained by imaging the first calibration pattern CR with the CCD camera 19 and calibrates via the system control unit 55. The data is stored in the data storage unit 61. Steps S1 and S2 correspond to the first arrangement position detection step of the present invention.
[0079]
Step S3
The system control unit 55 reads CAD data related to the processing target printed wiring board S from a computer (not shown).
[0080]
Step S4
Based on the received CAD data, the system control unit 55 moves the alignment scopes 33, 35, 37, 39 to positions corresponding to the positions of the reference holes SR of the printed wiring board S loaded in step S10 described later. The second calibration pattern PR is placed in the field of view. Thereby, in each field of view of the alignment scopes 33, 35, 37, and 39, the intersection point of the second calibration pattern PR at a predetermined position of the reference mask RM is located in the out-of-focus state.
[0081]
Step S5
The system control unit 55 raises the mounting table 15 in the z direction via the elevation control circuit 67 and focuses the alignment scopes 33, 35, 37, and 39 on the second calibration pattern PR.
[0082]
Step S6
The alignment image processing unit 50a performs image processing on the field images V (image data) of the alignment scopes 33, 35, 37, and 39, and calculates the difference between the field center C and the intersection of the second calibration patterns PR, that is, calibration. The “alignment scope displacement amount”, which is the displacement amount of the alignment scopes 33, 35, 37, and 39 with respect to the pattern PR, is obtained and stored in the calibration data storage unit 61 via the system control unit 55 (FIG. 9). reference). Steps S3 to S6 described above correspond to the second arrangement position detection step of the present invention.
[0083]
Step S7
As shown by a two-dot chain line in FIG. 7, the system control unit 55 moves the drawing stage 5 to a beam deviation detection position (processing position) so that the two CCD cameras 19 fixed to the drawing stage 5 receive the laser beam LB. PY). The system control unit 55 operates the beam scanning mechanism 21 to emit the laser beam LB from the beam scanning mechanism 21 to the ND filter 75 to reduce the amount of light and to reduce the exposure spot of the reduced laser beam LB. An image is picked up by the CCD camera 19 through the first calibration pattern CR.
[0084]
Step S8
The beam shift image processing unit 50b obtains the “beam position shift amount” from the image data obtained by imaging the exposure spot of the laser beam LB with the CCD camera 19, that is, the field center C of the field image V captured by the CCD camera 19, and the laser beam. The deviation from the center point of the exposure spot of LB is obtained in the x direction (Δx) and the y direction (Δy) and stored in the calibration data storage unit 61 via the system control unit 55. Note that steps S7 and S8 correspond to the beam position detection step of the present invention.
[0085]
Note that the above-described steps S1 to S8 may be performed at least when the apparatus is started up, when the type of the substrate is changed, or when a desired periodic diagnosis is performed, and does not need to be executed every time before the drawing operation. The following steps S9 to S12 are executed every drawing operation.
[0086]
Step S9
The system control unit 55 returns the drawing stage 5 to the standby position as shown by the solid line in FIG. 7, and moves the placement table 15 raised in step S5 from the focal position of the alignment scopes 33, 35, 37, and 39. It is lowered in the Z direction to the standby position so as to keep away.
[0087]
Step S10
As shown by a solid line in FIG. 7, the printed wiring board S is placed on the drawing stage 5 at the standby position by, for example, a loader (not shown), and the system control unit 55 controls the drawing stage 5 to perform vacuum. The printed wiring board S is sucked and held on the drawing stage 5 by suction.
[0088]
Step S11
The alignment image processing unit 50 a obtains the “positional deviation amount” of the substrate S by each alignment scope 33, 35, 37, 39 and stores it in the calibration data storage unit 61 via the system control unit 55.
Specifically, the reference hole SR is imaged by each of the alignment scopes 33, 35, 37, 39, the center of gravity position of the reference hole SR is obtained, the amount of positional deviation between the center of gravity position and the center of the visual field is obtained, and the calibration data is stored. Store in the unit 61. This positional deviation amount is corrected based on the positional deviation amounts of the alignment scopes 33, 35, 37, and 39. The main scanning control circuit 57 and the beam scanning mechanism 21 are controlled based on the amount of positional deviation. Further, the deviation in the θ direction of the substrate S obtained based on the position of each center of gravity is corrected by rotating the mounting table 15. Note that steps S9 to S11 correspond to the drawing object position detection step of the present invention.
[0089]
Step S12
A drawing process for scanning the substrate S with the laser beam LB is executed.
Specifically, again, as shown by a two-dot chain line in FIG. 7, after the drawing stage 5 is moved to the beam deviation detection position, drawing is performed from this position toward the standby position as shown by a solid line in FIG. The laser beam is scanned while moving the table 5. At this time, the drawing start position is corrected based on the following four shift amounts shown in [1] to [4].
[0090]
[1] Position shift amounts of the alignment scopes 33, 35, 37, 39 with respect to the reference mask RM (second calibration pattern PR) (calculated in step S6)
[2] A displacement amount of the substrate S with respect to the reference mask RM (second calibration pattern PR) (calculated in step S11)
[3] A displacement amount of the CCD camera 19 with respect to the reference mask RM (first calibration pattern CR) (calculated in step S2)
[4] Position shift amount of laser beam LB with respect to reference mask RM (first calibration pattern CR) (calculated in step S8)
[0091]
As described above, according to the laser drawing apparatus of the present embodiment, the amount of positional deviation of the CCD camera 19 relative to the drawing stage 5, which includes the CCD camera 19 provided on the drawing stage 5 and the beam deviation image processing unit 50 b, is detected. Since the first arrangement position detecting means and the first calibration pattern CR are provided, the fixed position (arrangement position) of the CCD camera 19 for detecting the positional deviation amount of the laser beam LB with respect to the drawing stage 5 is changed in the environment or the like. Even if there is a deviation, the amount of positional deviation is detected and corrected, and laser drawing is performed, so that it is possible to eliminate the deterioration of the laser drawing accuracy caused by the positional deviation of the CCD camera 19 itself, and to perform high-precision laser drawing. it can.
[0092]
The second calibration pattern PR of the reference mask RM of the alignment scopes 33, 35, 37, 39 for detecting the arrangement position of the CCD camera 19 with respect to the drawing stage 5 and the position of the printed wiring board S with respect to the drawing stage 5. Even if the arrangement position is deviated due to an environmental change or the like, the amount of misregistration is detected and corrected, and laser drawing is performed. Therefore, the misalignment of the CCD camera 19 itself and the positions of the alignment scopes 33, 35, 37, and 39 themselves It is possible to eliminate a decrease in laser drawing accuracy due to the shift, and to perform laser drawing with higher accuracy.
[0093]
Further, not only the positional deviation amount of the laser beam LB and the positional deviation amount of the CCD camera 19, but also the positional deviation amount of the substrate S by the alignment scopes 33, 35, 37, 39 and the positional deviation of the alignment scopes 33, 35, 37, 39. Since the drawing start position is corrected by adding an amount, correction can be performed more accurately and high-precision laser drawing can be realized.
[0094]
Further, since the laser beam LB emitted from the beam scanning mechanism 21 and transmitted through the first calibration pattern CR of the reference mask RM is detected and the shift of the scanning position of the laser beam LB is detected, the CCD camera 19 is detected. The first arrangement position detecting means for detecting the amount of displacement with respect to the drawing stage 5 can be realized with a simple configuration.
[0095]
Further, since the ND filter 75 attenuates the laser beam LB from the beam scanning mechanism 21 and enters the CCD camera 19, it is possible to prevent an excessive input of the light amount to the CCD camera 19.
[0096]
Further, when the first calibration pattern CR of the reference mask RM is imaged by the CCD camera 19, the first calibration pattern CR of the reference mask RM is illuminated by the transmitted illumination lamp 77, so that the first calibration pattern CR is used. The pattern CR is suitably imaged by the CCD camera 19.
[0097]
Further, since the CCD camera 19 is provided near both ends of the scanning region of the laser beam LB in the main scanning direction, the shift of the scanning position of the laser beam LB near the main scanning start position and the main scanning end position is shifted. The deviation of the scanning position of the actual laser beam LB with respect to the main scanning direction of the printed wiring board S can be detected.
[0098]
Specifically, since the CCD camera 19 is provided near both ends of the main scanning direction area, the following magnification correction and inclination correction can be performed. The positional deviation amount of the laser beam LB detected by the CCD camera 19 on the drawing start side is (ΔXS, ΔYS), and the positional deviation amount of the laser beam detected by the CCD camera 19 on the drawing end side is (ΔXE, ΔYE). The magnification in the X direction is calculated by the following formula (1), and the magnification is corrected by correcting the drawing clock width by this magnification.
Magnification = ((ΔXE−ΔXS) / distance between both sensors) +1 (1)
[0099]
Further, the inclination of the main scanning line can also be detected by the difference between ΔYS and ΔYE. Based on the detected tilt, the tilt correction can be performed by moving the cylindrical lens 98 by the position correction mechanism 101.
[0100]
The present invention can be modified as follows.
[0101]
(1) In the above-described embodiment, the first calibration pattern CR of the reference mask RM provided on the drawing stage 5 is imaged by the CCD camera 19 fixed to the drawing stage 5, thereby drawing the CCD camera 19. Although the position deviation with respect to the stage 5 is detected, the CCD camera without using the first calibration pattern CR, such as a position detection sensor that mechanically or optically detects the position deviation of the CCD camera 19 with respect to the drawing stage 5. You may employ | adopt the various sensors which can detect the position shift with respect to 19 drawing stages 5. FIG.
[0102]
(2) In the above-described embodiment, the second calibration pattern PR of the reference mask RM is used to detect the positional deviation of the alignment scopes 33, 35, 37, 39. A calibration pattern CR may be used.
[0103]
(3) In the above-described embodiment, different calibration patterns are provided, such as the first calibration pattern CR and the second calibration pattern PR. However, the first calibration pattern CR or the first calibration pattern CR Only the second calibration pattern PR may be adopted. The amount of positional deviation between the CCD camera 19 and each alignment scope 33, 35, 37, 39 may be detected from the first calibration pattern CR, or the position of the CCD camera 19 and each alignment scope 33, 35, 37, 39. The amount of deviation may be detected from the second calibration pattern PR.
[0104]
(4) The first calibration pattern CR formed on the reference mask RM is not limited to the cross beam shape as shown in FIG. 6, and the center portion is excluded as shown in FIG. Even if a cross mark pattern or a box shape as shown in FIG. 12B, the laser beam LB does not interfere, and the center of the calibration pattern can be calculated by image processing. Good.
[0105]
(5) In the above-described embodiment, the beam scanning mechanism 21 is fixed and the drawing stage 5 moves. However, the present invention can also be applied to a configuration in which the beam scanning mechanism 21 moves conversely. .
[0106]
(6) In the above-described embodiment, as shown in FIG. 7, the laser beam LB is attenuated by the ND filter 75 separate from the reference mask RM and is incident on the CCD camera 19. As shown in (c), the incident laser beam LB is dimmed in the region where the laser beam LB is incident on the first calibration pattern CR of the reference mask RM as the calibration member. Therefore, the light reducing member 78 having an appropriate concentration may be used. In this case, when the laser beam LB from the beam scanning mechanism 21 is imaged by the CCD camera 19 in order to diminish the laser beam LB incident on the CCD camera 19, the beam scanning mechanism 21 and the reference mask RM It is not necessary to separately provide the ND filter 75 shown in FIG. The light reducing member 78 described above corresponds to a “light reducing member” according to claim 9 of the present invention.
[0107]
(7) For example, when the printed wiring board S is accurately placed on the drawing stage 5, it is necessary to detect the positional deviation amount of the alignment scopes 33, 35, 37, and 39 and the positional deviation amount of the printed wiring board S. However, the drawing start position may be corrected based only on the positional deviation of the laser beam LB and the positional deviation of the CCD camera 19.
[0108]
(8) The number of alignment scopes is not limited to four as in the above-described embodiment, and the present invention is applicable as long as the number is one or more.
[0109]
However, when there is one alignment scope, the position calibration process related to alignment is performed in a state where the printed wiring board is mounted on the mounting table 15. Then, the alignment scope is sequentially moved to the reference holes at the four corners, and the amount of positional deviation between the center of the visual field and the intersection of the second calibration pattern PR is measured at each position, and at the same time, the center of gravity of the reference hole SR is obtained. It is necessary to obtain a relative position error with respect to the intersection of the two calibration patterns PR.
[0110]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the method invention described in claim 1, even if the arrangement position of the beam position detection means for detecting the amount of positional deviation of the laser beam is deviated due to an environmental change or the like, the positional deviation is detected. Since the amount is detected, corrected, and laser drawing is performed, it is possible to eliminate a decrease in laser drawing accuracy due to the positional deviation of the beam position detecting means itself, and to perform high-precision laser drawing.
[0111]
Further, according to the method invention of claim 2, the arrangement position of the beam position detection means for detecting the positional deviation amount of the laser beam and the arrangement of the drawing object position detection means for detecting the position of the drawing object. Even if the position is shifted due to an environmental change or the like, the amount of the position shift is detected and corrected, and laser drawing is performed. This is caused by the position shift of the beam position detection unit itself and the position shift of the drawing object position detection unit itself. The decrease in laser drawing accuracy can be eliminated, and more accurate laser drawing can be performed.
[0112]
According to the third aspect of the present invention, even if the arrangement position of the beam position detecting means for detecting the position deviation amount of the laser beam is deviated due to an environmental change or the like, the position deviation amount is detected and corrected. Since the laser drawing is performed, it is possible to eliminate the deterioration of the laser drawing accuracy due to the positional deviation of the beam position detecting means itself, and the highly accurate laser drawing can be performed.
[0113]
According to the apparatus invention of claim 4, the arrangement position of the beam position detecting means for detecting the positional deviation amount of the laser beam and the arrangement of the drawing object position detecting means for detecting the position of the drawing object. Even if the position is shifted due to an environmental change or the like, the amount of the position shift is detected and corrected, and laser drawing is performed. This is caused by the position shift of the beam position detection unit itself and the position shift of the drawing object position detection unit itself. The decrease in laser drawing accuracy can be eliminated, and more accurate laser drawing can be performed.
[0114]
Further, according to the apparatus invention of claim 5, even if the arrangement position of the beam position detecting means for detecting the position deviation amount of the laser beam with respect to the holding means is displaced due to an environmental change or the like, the position deviation amount is detected. Since the laser drawing is performed after correction, it is possible to eliminate a drop in laser drawing accuracy due to the positional deviation of the beam position detecting means itself, and to perform high-precision laser drawing.
[0115]
According to the apparatus invention described in claim 6, the position of the drawing object for detecting the position of the drawing object and the position of the beam position detection means for detecting the position deviation amount of the laser beam relative to the holding means. Even if the arrangement position of the means relative to the holding means is deviated due to an environmental change or the like, the amount of such misregistration is detected and corrected, and laser drawing is performed. Therefore, it is possible to eliminate the deterioration of the laser drawing accuracy due to the positional deviation, and to perform high-precision laser drawing.
[0116]
According to the seventh aspect of the present invention, the laser beam emitted from the beam scanning means and transmitted through the region of the first calibration pattern of the calibration member is detected to detect the positional deviation of the laser beam. Therefore, the first arrangement position detecting means for detecting the amount of positional deviation of the beam position detecting means with respect to the holding means can be realized with a simple configuration.
[0117]
According to the eighth aspect of the present invention, the dimming means diminishes the laser beam from the beam scanning means and enters the beam position detecting means, so that the amount of light to the beam position detecting means is reduced. Over input can be prevented.
[0118]
According to the ninth aspect of the present invention, at least the region of the calibration member where the first calibration pattern is formed is a member that attenuates the incident laser beam. When the laser beam is picked up by the beam position detecting means, a dimming means is provided which is positioned between the beam scanning means and the beam position detecting means so as to diminish the laser beam incident on the beam position detecting means. There is no need.
[0119]
According to the apparatus invention of the tenth aspect, when the first calibration pattern of the calibration member is imaged by the beam position detection means, the calibration member is illuminated by the illumination means. The working pattern is suitably imaged by the beam position detecting means.
[0120]
According to the apparatus invention of claim 11, since the first imaging means is provided in the vicinity of both ends of the scanning region of the laser beam in the main scanning direction, it is near the main scanning start position and the main scanning end. The positional deviation of the laser beam in the vicinity of the position is detected, and the actual positional deviation of the laser beam with respect to the main scanning direction of the drawing object can be detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a laser drawing apparatus according to the present invention.
2 is a plan view showing a schematic configuration of the laser drawing apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a side view showing a schematic configuration of the laser drawing apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the mounting table.
FIG. 5 is a partial plan view of the mounting table.
6A and 6B are views showing images obtained by capturing a calibration pattern with a CCD camera. FIG.
7 is a schematic side view for explaining the peripheral configuration of the CCD camera of the laser drawing apparatus shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the laser drawing apparatus.
FIG. 9 is a diagram illustrating an image obtained by capturing a reference pattern with a CCD camera of an alignment scope.
FIG. 10 is a diagram showing an image obtained by capturing an exposure spot of a laser beam with a CCD camera.
FIG. 11 is a flowchart showing a position calibration process.
FIGS. 12A to 12C are diagrams illustrating calibration patterns in a modified implementation.
[Explanation of symbols]
3 Guide rail (moving means)
5 ... Drawing stage (holding means)
7 ... Servo motor (moving means)
9 ... Lead screw (moving means)
19 ... CCD camera (first imaging means)
21 ... Beam scanning mechanism (beam scanning means)
31 ... Alignment scope unit (drawing object position detection means)
33a, 35a, 37a, 39a, ... CCD camera (second imaging means)
50a ... alignment image processing unit (drawing object position detecting means)
50b ... Beam shift image processing section (beam position detecting means)
55... System control unit (position correction means)
57... Main scanning control circuit (position correction means)
61 ... Calibration data storage (position correction means)
74 ... Filter support (dimming means)
75 ... ND filter (dimming means)
77 ... Lamp for transmitted illumination (illumination means)
CR ... First calibration pattern
LB ... Laser beam
PR ... Second calibration pattern
RM ... Reference mask (calibration member)
S ... Printed circuit board (object to be drawn)

Claims

With respect to the beam scanning unit that scans the laser beam along the main scanning direction, the holding unit that holds the drawing object is relatively moved by the moving unit along the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. In a laser drawing method for drawing a desired pattern on a drawing body,
A beam position detecting step for detecting a position shift amount of the laser beam emitted from the beam scanning means by a beam position detecting means;
A first arrangement position detection step of detecting a positional deviation amount of the arrangement position of the beam position detection means,
Correcting the drawing start position based on the amount of positional deviation of the laser beam detected in the beam position detecting step and the amount of positional deviation of the beam position detecting means detected in the first arrangement position detecting step; A laser drawing method characterized by the above.

The laser drawing method according to claim 1,
A to-be-drawn object position detecting step of detecting a to-be-drawn object position detecting means by the to-be-drawn object position detecting means;
A second arrangement position detection step of detecting a displacement amount of the arrangement position of the drawing object position detection means,
The amount of positional deviation of the laser beam detected in the beam position detecting step, the amount of positional deviation of the beam position detecting means detected in the first arrangement position detecting step, and the detected object position detecting step. The drawing start position is corrected based on the position deviation amount of the drawn object and the position deviation amount of the drawing object position detecting means detected in the second arrangement position detecting step. Drawing method.

With respect to the beam scanning unit that scans the laser beam along the main scanning direction, the holding unit that holds the drawing object is relatively moved by the moving unit along the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. In a laser drawing apparatus that draws a desired pattern on a drawing body,
Beam position detecting means for detecting the amount of positional deviation of the laser beam emitted from the beam scanning means;
First arrangement position detection means for detecting a displacement amount of the arrangement position of the beam position detection means;
A position for correcting the drawing start position based on the positional deviation amount of the laser beam detected by the beam position detecting means and the positional deviation amount of the beam position detecting means detected by the first arrangement position detecting means. Correction means;
A laser drawing apparatus comprising:

The laser drawing apparatus according to claim 3.
A to-be-drawn object position detecting means for detecting a displacement amount of the to-be-drawn object held by the holding means;
A second arrangement position detection means for detecting a displacement amount of the arrangement position of the drawing object position detection means;
The position correction means includes a laser beam position deviation amount detected by the beam position detection means, a position deviation amount of the beam position detection means detected by the first arrangement position detection means, and the drawing object. The drawing start position is corrected based on the position deviation amount of the drawing object detected by the position detection means and the position deviation amount of the drawing object position detection means detected by the second arrangement position detection means. A laser drawing apparatus characterized by that.

In the laser drawing apparatus according to claim 3 or 4,
A first calibration pattern for calibrating the position of the laser beam emitted from the beam scanning unit while being fixed to the holding unit at a position where the laser beam emitted from the beam scanning unit can enter. A calibration member having
The beam position detecting means includes first imaging means for imaging a laser beam incident on the first calibration pattern of the calibration member, and based on image data obtained by the first imaging means. , Detecting a positional deviation amount of the laser beam with respect to the holding means,
The first arrangement position detection unit is configured to detect the first calibration pattern of the calibration member based on image data obtained by the first imaging unit and to detect the beam position detection unit relative to the holding unit. A laser drawing apparatus that detects a displacement amount of an arrangement position.

The laser drawing apparatus according to claim 4.
A first calibration pattern for calibrating the position of the laser beam emitted from the beam scanning unit while being fixed to the holding unit at a position where the laser beam emitted from the beam scanning unit can enter. And a calibration member having a second calibration pattern for calibrating the arrangement position of the drawing object position detection unit with respect to the holding unit,
The beam position detecting means detects a positional deviation amount of the laser beam with respect to the holding means based on image data obtained by imaging the laser beam incident on the first calibration pattern of the calibration member;
The first arrangement position detection unit is configured to determine an arrangement position of the beam position detection unit with respect to the holding unit based on image data obtained by imaging the first calibration pattern of the calibration member with the beam position detection unit. Detect the amount of misalignment,
The drawing object position detection means has second imaging means for imaging the drawing object held by the holding means, and the drawing object is drawn on the holding means based on image data obtained by the second imaging means. Detects the amount of body displacement,
Said second position detecting means, wherein the second calibration pattern of the calibration member based on image data obtained by imaging by the second imaging means, the object drawing position detecting relative to the holding means A laser drawing apparatus for detecting a positional deviation amount of an arrangement position of means .

In the laser drawing apparatus according to claim 5 or 6,
The region where at least the first calibration pattern is formed on the calibration member is a member having transparency that transmits the laser beam emitted from the beam scanning unit, and the calibration member is the beam scanning unit. And a laser imaging apparatus, wherein the laser imaging apparatus is disposed between the first imaging unit and the first imaging unit.

In the laser drawing apparatus in any one of Claims 5-7,
When the laser beam from the beam scanning unit is imaged by the first imaging unit, the laser beam is disposed between the beam scanning unit and the first imaging unit and is incident on the first imaging unit. A laser drawing apparatus, further comprising a dimming means for dimming the light.

In the laser drawing apparatus in any one of Claims 5-7,
The laser drawing apparatus, wherein at least a region of the calibration member where the first calibration pattern is formed is a member that attenuates an incident laser beam.

The laser drawing apparatus according to any one of claims 5 to 9,
The laser further comprising an illuminating means for illuminating a region where at least the first calibration pattern of the calibration member is formed when the first imaging pattern is imaged by the first imaging means. Drawing device.

The laser drawing apparatus according to any one of claims 5 to 10,
The laser drawing apparatus, wherein the first imaging unit is provided in the vicinity of both ends of a main scanning region of a laser beam scanned by the beam scanning unit.