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校准系统及描绘装置的制作方法

2022-02-20 01:34:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种对在基板上描绘图案的曝光用的光束进行校准的校准系统及描绘装置。


背景技术:

2.近年来,在汽车或航空器等运输器中使用的电子设备的数量不断増加。随此,向电子设备的电源供给及信号的发送/接收中所使用的线束的数量也在増加。另一方面,在运输器中,要求轻量化及省空间化,线束増加所伴随的重量増加及空间増加成为了问题。
3.出于这样的问题,也讨论了利用呈细长片状的柔性印刷电路基板(flexible printed circuit:fpc)来代替在运输器中使用的线束。
4.作为针对细长片状基板的图案形成技术,例如在专利文献1中,公开了一种基板处理装置,该基板处理装置包括:支撑构件,其具有支撑细长片状基板的支撑面,并在与基板的长度方向交叉的宽度方向上的支撑面上的多个位置设置有基准标记;输送装置,其使由该支撑构件支撑的基板沿长度方向移动;以及描绘装置,其包含多个描绘单元,该描绘单元向由支撑面支撑的基板或支撑面投射光束的点光,同时在比基板的宽度方向的尺寸更窄的范围内进行扫描,并能够沿在该扫描中得到的描绘线描绘预定的图案,该描绘装置将多个描绘单元沿基板的宽度方向配置,使得被该多个描绘单元的各描绘线描绘在基板上的图案彼此伴随向基板的长度方向的移动而在基板的宽度方向上拼合。
5.此外,在非专利文献1中,为了一边以辊对辊(roll to roll)方式不停止膜输送地连续进行输送一边进行处理,公开了一种并行地进行对准测量、重叠曝光及工件更换的技术。
6.先行技术文献
7.专利文献
8.专利文献1:国际公开第2015/152217号
9.非专利文献
10.非专利文献1:鬼头义昭及其他,“辊对辊方式高精度直接网格(direct web)曝光装置的开发”,影像信息媒体学会志,第71卷,第10号,第j230~j235页(2017),一般社团法人影像信息媒体学会,2017年9月8日摘录


技术实现要素:

11.发明要解决的技术问题
12.此外,在汽车或航空器等需要高度安全性的机器中,为了针对构成机器的一个个部件保证较高的可靠性,可追踪性是必要的。因此,关于图案形成后的基板,在向该基板的图案形成工序中,必须定期地进行用于确认曝光用的光束的照射位置精度等的校准,并预先保存校准数据。
13.关于校准,在专利文献1中,公开了一种技术,其向被形成于旋转鼓的外周面上的
基准图案照射描绘光束,并基于该描绘光束的反射光来求得描绘光束的描绘线的配置状态或彼此的配置误差所对应的调整信息(校准信息)。在专利文献1中,在进行校准时,需要向被形成于旋转鼓的外周面的基准图案照射光束,因此必须在未设置基板的状态下进行校准,或者对可透射过光束的程度地具有透光性的基板进行重新设置(参照引用文献1的段落0147)。
14.然而,例如为了用fpc来代替在汽车上使用的线束,需要将数m(例如6m以上)的连续的布线图案形成于基板。如此,在将连续的图案形成于细长基板的情况下,每当进行校准时,取下基板或重新设置校准用的基板会非常麻烦,并且也会存在对位的精度降低的风险,因此并不现实。即,在专利文献1所公开的技术中,在将连续的图案形成于细长基板的情况下,随时进行校准是非常困难的。
15.本发明鉴于上述情况而完成,其目的在于提供一种能够在将图案连续地形成于细长片状的基板的情况下,随时进行向基板照射的曝光用的光束的校准的校准系统及描绘装置。
16.解决技术问题的技术手段
17.为了解决上述问题,作为本发明的一个方案的校准系统在包括至少1个向基板的曝光面照射曝光用的光束的曝光头的描绘装置中进行校准,该基板呈细长的片状,被支撑于呈圆筒状的输送鼓的外周面的一部分并被沿长度方向输送;其中,该校准系统包括:光学系统,其被可插拔地设置于从所述曝光头射出并入射到所述曝光面的所述光束的光路,并在被插入到该光路时将所述光束的至少一部分引导到与该光路不同的方向;移动机构,其将所述光学系统相对于所述光路进行插拔;以及光传感器,其具有在所述光学系统被插入到所述光路时接收由所述光学系统引导的所述光束的至少一部分的受光面,对入射到该受光面的所述光束的至少一部分在该受光面中的照射位置及照射强度进行检测并输出检测信号。
18.也可以是,在上述校准系统中,从所述光路拔去了所述光学系统时的所述曝光面与所述光学系统被插入到所述光路时的所述受光面共轭。
19.也可以是,在上述校准系统中,从所述光路拔去了所述光学系统时的所述曝光头到所述曝光面的所述光束的光路长与从所述光学系统被插入到所述光路时的所述曝光头到所述受光面的所述光束的光路长相等。
20.也可以是,在上述校准系统中,所述光学系统及所述光传感器被设置为彼此的相对位置被固定的单元,所述移动机构将所述单元相对于所述光路进行插拔。
21.也可以是,在上述校准系统中,所述光传感器的位置被固定,且还包括:第2光学系统,其将由所述光学系统引导到与所述光路不同的方向的所述光束的至少一部分进一步向所述光传感器的所述受光面的方向引导;以及第3光学系统,其使由所述第2光学系统引导的所述光束的至少一部分在所述受光面上成像。
22.也可以是,在上述校准系统中,还包括:控制部,其基于从所述光传感器输出的检测信号来生成表示从所述曝光头射出的所述光束的至少一部分在所述受光面中的照射位置及照射强度的数据;以及存储部,其将表示所述照射位置及照射强度的数据作为校准数据来存储。
23.也可以是,在上述校准系统中,所述存储部还存储基准数据,该基准数据表示所述
曝光面中的所述光束的预定的照射位置及照射强度所对应的所述受光面中的基准照射位置及基准照射强度,所述控制部具有判定部,该判定部基于所述校准数据及所述基准数据来判定入射到所述受光面的光束的照射位置及照射强度是否收敛于预定的基准值的范围。
24.也可以是,在上述校准系统中,在基于所述判定部的判定结果,入射到所述受光面的光束的照射位置及照射强度中的至少任意一个不收敛于所述基准值的范围的情况下,所述控制部生成修正值数据,该生成修正值数据用于对从所述曝光头射出的光束的照射位置及照射强度中的至少任意一个进行修正,所述存储部还存储所述修正值数据。
25.也可以是,在上述校准系统中,所述曝光头具有光源、光束成形光学系统、多棱镜及驱动部,该光源输出激光,该光束成形光学系统通过将所述激光成型为光束状来生成光束,该多棱镜对由所述光束成形光学系统生成的所述光束进行扫描,该驱动部使所述多棱镜旋转,所述控制部通过基于所述修正值数据来控制所述光源的输出和所述驱动部的动作中的至少任意一个,从而对从所述曝光头射出的所述光束的照射强度和照射位置中的至少任意一个进行修正。
26.也可以是,上述校准系统还包括调整机构,该调整机构对所述曝光头与所述输送鼓的间隔进行调整,所述控制部基于从所述光传感器输出的表示所述光束的照射位置的检测信号来取得所述受光面中的所述光束的直径,并基于该光束的直径来控制所述调整机构。
27.作为本发明的另一方案的描绘装置包括输送鼓、至少1个曝光头及至少1个校准系统,该输送鼓呈圆筒状,在外周面的一部分上支撑呈细长片状的基板,并且通过围绕圆筒的中心轴旋转来输送所述基板,该至少1个曝光头向所述基板的曝光面射出曝光用的光束,该至少1个校准系统进行所述至少1个曝光头的校准,所述校准系统具有光学系统、移动机构及光传感器,该光学系统被设置为可相对于从所述曝光头射出并入射到所述曝光面的所述光束的光路进行插拔,并在被插入到该光路时将所述光束的至少一部分向与该光路不同的方向引导,该移动机构将所述光学系统相对于所述光路进行插拔,该光传感器具有在所述光学系统被插入到所述光路时接收由所述光学系统引导的所述光束的至少一部分的受光面,对入射到该受光面的所述光束的至少一部分在该受光面中的照射位置及照射强度进行检测,并输出检测信号。
28.发明效果
29.根据本发明,通过在校准时,将光学系统插入到从曝光头射出并入射到基板的光束的光路,从而将该光束向与该光路不同的方向引导,并使其入射到光传感器的受光面,因此,能够在将基板设置于输送鼓的状态下进行校准。因此,即使在将图案连续地形成于细长片状的基板的情况下,也能够随时进行校准。
附图说明
30.图1是表示包含本发明的第1实施方式的校准系统的描绘装置的概略构成的示意图。
31.图2是图1所示的描绘装置的俯视图。
32.图3是表示曝光头的内部的概略构成的示意图。
33.图4是从基板侧观察图1所示的曝光头得到的示意图。
34.图5是例示形成有图案的基板的示意图。
35.图6是放大表示图1所示的校准单元附近的示意图。
36.图7是从受光面一侧观察图6所示的传感器单元得到的示意图。
37.图8是表示图1所示的控制装置的概略构成的框图。
38.图9是表示图1所示的描绘装置的校准时的动作的流程图。
39.图10是表示包含本发明的第2实施方式的校准系统的描绘装置的概略构成的示意图。
40.图11是放大表示图10所示的校准单元附近的示意图。
具体实施方式
41.以下,针对本发明的实施方式的校准系统及描绘装置,参照附图进行说明。另外,本发明并不被这些实施方式所限定。此外,在各附图的记载中,针对相同的部分标注相同的附图标记来表示。
42.在以下说明中参照的附图只不过是可理解本发明的内容的程度地、概略地表示形状、大小及位置关系。即,本发明并不仅仅被限定于在各图中例示的形状、大小及位置关系。此外,在附图彼此之间,有时也包含彼此的尺寸的关系或比例不同的部分。
43.(第1实施方式)
44.图1是表示包含本发明的第1实施方式的校准系统的描绘装置的概略构成的示意图。图2是该描绘装置的俯视图。如图1及图2所示,本实施方式的描绘装置1包括:输送系统3,其输送呈细长的片状的基板2;描绘单元4,其通过向基板2照射曝光用的光束l来形成图案;以及控制装置5,其控制输送系统3及描绘单元4的动作。以下,将基板2的输送方向记为x方向,将基板2的宽度方向记为y方向,将铅垂方向记为z方向(朝下为正)。
45.在本实施方式中,将柔性印刷电路基板(flexible printed circuit:fpc)作为处理对象的基板2。fpc为将铜等金属箔贴合于聚酰亚胺等具有绝缘性的树脂制的基膜而成的、具有挠性的电路基板。基板2例如为被成形为数m~数十m的带状的fpc,将其从被辊状地卷绕于放卷卷轴31的状态放卷,在由输送系统3输送并由描绘单元4形成图案后,将其卷取到卷取卷轴32。如此,将带状的工件从辊放卷并在实施预定的处理后将其卷取到辊的输送方式也被称为辊对辊(roll to roll)方式。
46.在输送系统3中,设置有:旋转轴31a,其可旋转地支撑放卷卷轴31;旋转轴32a,其可旋转地支撑卷取卷轴32;输送鼓33;张紧轮34、35,其被分别设置在输送鼓33的上游侧(在图1中,为左侧)及下游侧(在图1中,为右侧);以及多个引导辊36、37。
47.输送鼓33整体上具有圆筒形状,并被支撑于旋转轴33a,该旋转轴33a通过从驱动源供给的旋转驱动力来旋转。输送鼓33在外周面33b的大致上半部分的区域中支撑基板2,并且通过自身旋转来输送基板2。此外,在输送鼓33上,设置有编码器33c,该编码器33c对输送鼓33的旋转量进行测定。
48.2个张紧轮34、35分别被可旋转地支撑于可沿上下方向移动的旋转轴34a、35a,并被设置于比输送鼓33靠下方处。各旋转轴34a、35a连结有张力调整机构,该张力调整机构向下方对该旋转轴34a、35a施力。通过利用该张力调整机构介由旋转轴34a、35a来对张紧轮34、35向下方施力,从而能够将被卷挂在输送鼓33上的基板2以施加了预定的张力的状态输
送。
49.各引导辊36被可旋转地支撑于旋转轴36a,并将从放卷卷轴31放卷的基板2向上游侧的张紧轮34引导。各引导辊37被可旋转地支撑于旋转轴37a,并将进行了图案形成处理的基板2从下游侧的张紧轮35向卷取卷轴32引导。
50.另外,作为输送系统3的构成,如果能够以辊对辊方式来输送基板2,且针对被支撑于输送鼓33的外周面33b的基板2实施图案形成处理,则不被限定于图1及图2所示的构成。此外,也可以是,在基板2被从放卷卷轴31放卷后,至到达输送鼓33为止的期间,或在基板2被从输送鼓33输出后,至被卷取到卷取卷轴32为止的期间,进一步设置进行其他处理的单元(前处理单元、后处理单元等)。另外,在输送系统3中,通常,为了防止基板输送时的蛇行而设置有边缘位置控制器(edge position control:epc)装置,该边缘位置控制器装置对基板2的端部位置进行检测,并使放卷装置或卷取装置微动。
51.在描绘单元4,设置有:多个曝光头41,其向基板2射出曝光用的光束l;以及校准单元43及移动机构44,其在光束l的校准时被使用。在本实施方式中,校准单元43及移动机构44、以及后述的控制装置5构成校准系统。
52.曝光头41通过向被支撑于输送鼓33的基板2照射光束l来将电路或布线等图案直接描绘于基板2。图3是表示曝光头的内部的概略构成的示意图。
53.如图3所示,在曝光头41的内部设置有:激光源411,其输出激光;光束成形光学系统412;反射镜413;多棱镜414;以及成像光学系统415。其中,在多棱镜414上,设置有驱动装置,该驱动装置使该多棱镜414围绕旋转轴414a旋转。
54.光束成形光学系统412包含准直透镜、圆柱透镜、调整光量用的滤光器、以及偏振滤光器等光学元件,使从激光源411输出的激光成形为具有点状的光束形状的光束l。反射镜413使由光束成形光学系统412成形的光束l向多棱镜414的方向反射。多棱镜414围绕旋转轴414a旋转,使从反射镜413的方向入射的光束l在与旋转轴414a正交的面内向多个方向反射。成像光学系统415包含fθ透镜或远心fθ透镜等光学元件,使由多棱镜414反射的光束l在被支撑于输送鼓33的外周面的基板2的曝光面p1成像。在这种曝光头41中,能够通过控制多棱镜414的旋转来在预定的扫描范围sr内一维地扫描从曝光头41射出的光束l。
55.另外,如果能够在曝光面p1中使光束l成像,并且一维地进行扫描,则曝光头41的构成不被限定于图3所例示的构成。例如,也可以是,通过在多棱镜414与成像光学系统415之间配置反射镜来使光束l的射出方向变化。
56.图4是从基板2侧观察被设置于描绘单元4的多个曝光头41得到的俯视图。在图4中,示出了4个曝光头41,但曝光头41的数量不被限定于此。曝光头41的数量为1个以上即可,能够根据基板2的宽度或曝光头41的扫描范围sr(参照图3)及光束的输出等来适当设定。
57.各曝光头41介由调整台42而被安装于支撑机构,该支撑机构被设置在描绘单元4内。调整台42用于以手动对曝光头41的x方向及y方向上的位置和相对于铅垂方向的角度进行微调。这些曝光头41被配置为:在基板2的宽度方向(y方向)上相邻的区域进行扫描的光束l之间,从光束射出口41a射出的光束l的扫描范围sr的端部彼此略微重合或无间隙地相邻。由此,能够利用多个光束l无间隙地对基板2的宽度方向进行扫描。此外,各曝光头41距输送鼓33的距离被调整,使得光束l的焦点与基板2的曝光面对准。
58.图5是例示由描绘单元4形成了图案的基板2的示意图。通过沿基板2的宽度方向扫描从图4所示的各曝光头41射出的光束l,同时利用输送鼓33来输送基板2,从而在基板2上形成二维的曝光图案。如此,能够通过一边利用光束l进行直接描绘一边输送基板2,从而如图5所示地将连续的曝光图案21形成于细长的基板2。
59.在描绘单元4中,能够对于基板2预先设定各曝光头41的曝光区域。因此,也可以将识别各产品或图案的识别符号(id)22a~22d描绘在各曝光头41的曝光区域内。通过将识别符号22a~22d与批次编号、描绘装置编号、曝光头编号、曝光日期及时刻等数据关联管理,从而能够确保高度的可追踪性。
60.图6是放大表示图1所示的校准单元43附近的示意图,并示出了校准时的配置。
61.移动机构44将校准单元43相对于光束l的光路lp进行插拔,该光束l从曝光头41射出并入射到基板2的曝光面。移动机构44例如为单轴致动器,在校准开始时,将校准单元43插入到光路lp(参照图6),并在校准结束时,从该光路lp拔去校准单元43(参照图1)。这样的校准单元43及移动机构44被逐个地对于各曝光头41设置。
62.另外,只要能够使校准单元43高精度地移动,则移动机构44的构成就不被特别地限定。此外,在图1及图6中,使校准单元43沿光束l的照射位置处的基板2的输送方向(输送鼓33的外周面的切线方向)移动,但移动方向不限于此。例如,也可以使校准单元43沿基板2的宽度方向(y方向)移动。
63.在校准单元43上,设置有反射镜431及传感器单元432。反射镜431与传感器单元432的相对位置被固定。反射镜431为如下的光学系统:在校准单元43被插入到光路lp时被配置在光路lp上,将光束l向与该光路lp不同的方向引导。
64.传感器单元432具有二维的受光面,并被设置在由反射镜431反射的光束l可入射到该受光面的位置。从校准时被配置于光路lp的反射镜431的位置起到基板2的曝光面为止的光路长与从此时的反射镜431的位置起到传感器单元432的受光面为止的光路长相等,传感器单元432的受光面与被光束l曝光的基板2的曝光面为共轭关系。即,在反射镜431被插入到光路lp时的传感器单元432的受光面中,会得到与反射镜431未被插入到光路lp时的基板2的曝光面中的光束l的像相同的像。
65.图7是从受光面一侧观察传感器单元432得到的示意图。如图7所示,传感器单元432具有:传感器基板433;以及位置检测元件(psd)434及光强度检测元件436,其为被安装在传感器基板433上的光传感器。在传感器基板433上形成有电路,该电路用于处理从位置检测元件434及光强度检测元件436输出的信号。
66.位置检测元件434具有接收光束l的二维的受光面435,并输出表示入射到该受光面435的光束l的照射位置的检测信号。如图7所示,在本实施方式中,在传感器基板433上配置有两个位置检测元件434。这两个位置检测元件434的位置被以各位置检测元件434的中心线与扫描范围sr的端部的线重合的方式设定。如此,通过针对1个传感器单元432设置两个位置检测元件434,从而能够检测出光束l的照射位置的微小偏移。
67.光强度检测元件436例如为光电二极管(pd),输出表示入射到受光面的光束l的照射强度的检测信号。
68.另外,只要能够高精度地对入射到受光面的光束l的位置及强度进行检测,则也可以以1种光传感器来兼作位置检测元件与光强度检测元件。在该情况下,优选将该光传感器
配置在位置检测元件434的位置(2处)。
69.图8是表示控制装置5的概略构成的框图。控制装置5为总体地对描绘装置1的各部分动作进行控制的装置,包括外部接口51、存储部52及控制部53。
70.外部接口51为用于将各种外部设备连接于该控制装置5的接口。作为被连接于控制装置5的外部设备,例如可举出曝光头41、编码器33c、驱动输送系统3的基板输送驱动装置61、驱动校准单元43的移动机构44的校准用驱动装置62、键盘或鼠标等输入设备63、液晶监视器等显示设备64、以及用于将图案数据等读入到该控制装置5中的数据读入装置65等。
71.存储部52用磁盘驱动器或rom、ram等半导体存储器等计算机可读取的存储介质构成。除了操作系统程序及驱动器程序以外,存储部52还存储用于使该控制装置5执行预定的动作的程序、以及在该程序的执行中使用的各种数据及设定信息等。
72.详细而言,存储部52包含程序存储部521、图案数据存储部522、基准数据存储部523、校准数据存储部524、以及修正数据存储部525。程序存储部521存储上述各种程序。图案数据存储部522存储表示使描绘单元4描绘的图案的数据。基准数据存储部523存储光束l的照射位置及照射强度的基准数据(基准值)。在此,所谓基准数据,是指表示基板2的曝光面中的光束l的预定照射位置所对应的位置检测元件434的受光面435中的照射位置(以下,也称基准照射位置)、以及基板2的曝光面中的光束l的预定照射强度所对应的光强度检测元件436中的照射强度(以下,也称基准照射强度)的数据。校准数据存储部524存储使基板2曝光的光束l的校准数据,换言之,存储表示位置检测元件434的受光面435中的光束l的照射位置及入射到光强度检测元件436的光束l的照射强度的数据。修正数据存储部525存储修正数据,该修正数据用于基于校准数据来调整曝光头41。
73.控制部53用cpu(central processing unit:中央处理器)等硬件构成,通过读入被存储于程序存储部521的程序,从而进行向控制装置5及描绘装置1的各部分的数据传输或指示,并总体地控制描绘装置1的动作而使向基板2的图案形成处理执行。此外,控制部53通过读入被存储于程序存储部521的校准程序来定期地进行曝光头41的校准,并存储校准数据,并且基于校准数据来进行曝光头41的调整。
74.详细而言,在通过控制部53执行上述程序来实现的功能部中,包含描绘控制部531、校准控制部532、判定部533、以及修正部534。
75.描绘控制部531从图案数据存储部522读出图案数据,生成各曝光头41所进行的光束l的输出及扫描、以及输送系统3对基板2的输送速度等控制数据,并输出到曝光头41及基板输送驱动装置61。由此,基板2被输送系统3以预定的速度输送,并且从各曝光头41射出的光束l被照射到基板2的预定的曝光区域,并被沿宽度方向扫描。通过这样去做,二维的图案被连续地形成于基板2。
76.校准控制部532进行用于对从曝光头41射出的光束l进行校准的控制,并且生成数据(校准数据),该数据表示位置检测元件434的受光面435中的光束l的照射位置及光强度检测元件436中的照射强度的测定值(校准值)。
77.判定部533基于校准数据及被存储于基准数据存储部523中的基准数据来判定校准值是否收敛在基准值内。
78.在校准值未收敛在基准值内的情况下,修正部534生成用于修正光束l的照射位置及照射强度的修正数据,并基于该修正数据来控制各部分。
79.另外,这种控制装置5既可以由1个硬件构成,也可以组合多个硬件来构成。
80.接着,针对本发明的第1实施方式的校准方法进行说明。图9是表示描绘装置1的校准时的动作的流程图。
81.首先,在步骤s10中,控制装置5使各曝光头41停止光束l向基板2的照射。
82.在接下来的步骤s11中,控制装置5使输送系统3停止基板2的输送。
83.在接下来的步骤s12中,控制装置5控制校准用驱动装置62,以便驱动移动机构44而使校准单元43插入到光路lp(参照图6)。
84.在接下来的步骤s13中,控制装置5使光束l从各曝光头41射出。从曝光头41射出的光束l由设置于校准单元43的反射镜431反射,并入射到设置于传感器单元432的位置检测元件434及光强度检测元件436。由此,各位置检测元件434输出表示受光面435中的光束l的照射位置的检测信号,光强度检测元件436输出表示光束l的照射强度的检测信号。
85.在接下来的步骤s14中,控制装置5的校准控制部532基于从位置检测元件434及光强度检测元件436输出的检测信号来生成表示入射到受光面435的光束l的照射位置及照射强度的测定值的数据(校准数据),并将其保存到校准数据存储部524。
86.在接下来的步骤s15中,判定部533将在步骤s14中生成的校准数据与被存储于基准数据存储部523的基准数据进行对比,判定从各曝光头41射出的光束l的照射位置及照射强度是否在基准值内。详细而言,判定部533算出光束l的照射位置的测定值相对于基准照射位置的差分(δx,δy),并且算出照射强度的测定值相对于基准照射强度的差分。然后,判定照射位置的差分(δx,δy)及照射强度的差分是否为预定的阈值以下。
87.在光束l的照射位置及照射强度在基准值内的情况下(步骤s15:是),动作转移到步骤s17。
88.另一方面,在光束l的照射位置及照射强度超过基准值的情况下(步骤s15:否),修正部534生成用于修正各曝光头41的位置及光束l的输出值的修正数据,并将其保存于修正数据存储部525(步骤s16)。此时,也可以是,修正部534使修正数据显示于显示设备64。详细而言,修正部534为了基于差分δx来调整用设置于输送鼓33的编码器33c的信号(参照图6的δθ)设定的描绘开始点,对输出开始位置的参数(开始光束l的输出时的θ的值)进行修正。此外,修正部534为了基于差分δy来调整作为介由多棱镜414(图3参照)射出的光束l的基准的描绘开始点,对输出开始位置的参数(开始光束l的输出时的多棱镜的初始位置)进行修正。进而,关于照射强度,修正部534修正在描绘控制部531中使用的各曝光头41的输出参数。
89.在接下来的步骤s17中,控制装置5控制校准用驱动装置62,以便驱动移动机构44而从光路lp抜去校准单元43(参照图1)。由此,描绘装置1中的校准动作结束。在校准结束后,当重新开始描绘动作时,各部分能够基于在步骤s16中修正后的参数来动作,并以修正后的状态的光束的照射位置及照射强度来进行向基板2的描绘。
90.如以上说明的那样,根据本发明的第1实施方式,通过输送鼓33来输送基板2,并一边向基板2直接照射从各曝光头41射出的光束l一边沿宽度方向扫描光束l,因此能够将二维的曝光图案无缝地、连续地形成于基板2。因此,针对达数m~数十m的细长的基板,也能够高效地形成连续图案,从而能够提高生产率。
91.此外,根据本发明的第1实施方式,通过在各曝光头41的曝光区域中用该曝光头41
预先描绘识别符号,从而能够用图案或布线水平来确保高度的可追踪性。
92.此外,根据本发明的第1实施方式,因为在各曝光头41上设置有光源,所以能够以足够的照射强度来进行图案形成。
93.此外,根据本发明的第1实施方式,通过在校准时,向从曝光头41射出的光束l的光路lp插入校准单元43,从而能够以将基板2设置于输送鼓33的状态来进行高精度的校准。因此,即使在对于细长的基板2形成连续的图案的情况下,也能够随时进行校准。
94.在此,在上述第1实施方式中,判定在校准中取得的测定值是否收敛于基准值的范围,在未收敛的情况下,执行了用于进行修正的各种处理。然而,也可以是,进行校准,且仅保存校准数据。此外,也可以是,仅保存在校准中取得的测定值的判定结果或基于判定结果的修正数据。
95.此外,在上述第1实施方式中,通过调整台42来手动地对曝光头41的位置及倾斜度进行了微调,但也可以是,不设置调整台42,而是代替为设置可电控的调整台,并基于校准的结果来对曝光头41的位置及倾斜度进行自动调整。
96.(第1变形例)
97.在上述第1实施方式中,基于从位置检测元件434输出的检测信号来检测光束l的照射位置的偏移,但也可以检测焦点的偏移。详细而言,能够通过基于从位置检测元件434输出的检测信号来提取受光面435中的光束l的照射范围,从而取得光束l的光点直径。然后,通过将取得的光点直径与被预先存储于基准数据存储部523的作为基准的光点直径进行比较,从而检测焦点的偏移。
98.在该情况下,也可以是,设置对各曝光头41与输送鼓33的间隔进行调整的调整机构,并基于被检测到的焦点的偏移来调整上述间隔。由此,能够使光束l与位置检测元件434的受光面435,即基板2的曝光面高精度地对焦。
99.此外,也可以是,基于从位置检测元件434输出的检测信号来提取受光面435中的光束l的照射范围,取得受光面435中的光束l的光点形状。在该情况下,能够基于取得的光点形状来修正曝光头41的倾斜度(即,基板2的曝光面与光束l所成的角度)。
100.(第2变形例)
101.在上述第1实施方式中,在校准单元43上设置有反射镜431,但也可以是,代替反射镜431,而使用分光器(半反射镜),仅反射从曝光头41射出的光束l的一部分并将其引导到传感器单元432。在此,根据位置检测元件434及光强度检测元件436等被设置于传感器单元432的光传感器的种类,也考虑光传感器因光束l的过剩的能量而被损伤的风险。因此,通过用分光器仅反射光束l的一部分,从而能够使被减光后的光束入射到光传感器。在该情况下,也可以是,将考虑了分光器的反射率而设定的值作为照射强度的基准数据存储于基准数据存储部523。
102.(第2实施方式)
103.图10是表示包含本发明的第2实施方式的校准系统的描绘装置的概略构成的示意图。如图10所示,本实施方式的描绘装置1a不包括图1所示的描绘单元4,而是代替为包括描绘单元4a。在描绘单元4a中,设置有:多个曝光头41,其向基板2射出曝光用的光束l;镜单元46,其在光束l的校准时被使用;移动机构47;反射镜462;以及校准单元48。在本实施方式中,这些镜单元46、移动机构47、反射镜462、及校准单元48、以及上述控制装置5构成校准系
统。校准系统以外的描绘装置1a的各部分的构成与上述第1实施方式相同。另外,也可以是,在本实施方式中,也与上述第1变形例同样地,进一步设置通过使各曝光头41与基板2的间隔变化来调整光束l的焦点的机构。
104.图11是放大表示图10所示的校准单元48附近的示意图,并示出了校准时的配置。
105.移动机构47例如为单轴致动器,在校准开始时,将镜单元46插入到光束l的光路lp(参照图11),当校准结束时,将镜单元46从该光路lp拔去(参照图10)。另外,移动机构47的构成只要能够使镜单元46高精度地移动,就不被特别地限定。此外,使镜单元46移动的方向不限于光束l的照射位置处的基板2的输送方向(输送鼓33的外周面的切线方向),例如也可以是,使镜单元46沿基板2的宽度方向(y方向)移动。
106.在镜单元46中,设置有反射镜461。反射镜461为在镜单元46被插入到光路lp时被配置在光路lp上,并将光束l向与该光路lp不同的方向引导的光学系统。另外,与上述第2变形例同样,也可以不设置反射镜461,而是代替为设置分光器(半反射镜)。
107.反射镜462及校准单元48被设置在描绘单元4a内的预定的位置。反射镜462为进一步反射由插入到光路lp上的反射镜461反射后的光束l,并将其向校准单元48的方向引导的第2光学系统。另外,在图11中,利用1个反射镜462构成了第2光学系统,但也可以用多个镜等来构成第2光学系统。此外,也可以是,与上述第2变形例同样地,通过使用分光器代替反射镜462,从而使入射到校准单元48的光束l减光。
108.在校准单元48中,设置有成像光学系统481及传感器单元482。其中,传感器单元482的构成与在第1实施方式中说明的传感器单元432的构成相同(参照图7)。
109.成像光学系统481为使由反射镜462反射的光束l在被设置于位置检测元件及光强度检测元件等传感器单元482的光传感器的受光面上成像的第3光学系统。设置于传感器单元482的光传感器的受光面与由光束l曝光的基板2的曝光面为共轭关系,在镜单元46被插入到光路lp时的传感器单元482的受光面中,会得到与镜单元46未被插入到光路lp时的基板2的曝光面中的光束l的像相同的像。另外,在图11中,作为成像光学系统481,图示了多个光学元件,但也可以利用1个透镜来构成第3光学系统。
110.这样的镜单元46、移动机构47、反射镜462及校准单元48被逐一设置于各曝光头41。
111.本实施方式的描绘装置1a的校准时的动作整体上与上述第1实施方式相同(参照图9)。但是,在图9的步骤s12中,镜单元46被插入到光路lp,在步骤s17中,镜单元46被从光路lp拔去。
112.以上说明的本发明不限于上述第1及第2实施方式、以及变形例,能够通过将上述第1及第2实施方式、以及变形例所公开的多个构成要素适当组合来形成各种发明。例如,既可以从上述第1及第2实施方式、以及变形例所示的全部构成要素中排除一些构成要素来形成,也可以将上述第1及第2实施方式、以及变形例所示的构成要素适当组合而形成。
113.附图标记说明
114.1、1a

描绘装置;2

基板;3

输送系统;4、4a

描绘单元;5

控制装置;21

曝光图案;22a~22d

识别符号;31、32

卷轴;31a、32a、33a、34a、35a、36a、37a、414a

旋转轴;33

输送鼓;33c

编码器;33b

外周面;34、35

张紧轮;36、37

引导辊;41

曝光头;41a

光束射出口;42

调整台;43、48

校准单元;44、47

移动机构;46

镜单元;51


部接口;52

存储部;53

控制部;61

基板输送驱动装置;62

校准用驱动装置;63

输入设备;64

显示设备;65

数据读入装置;411

激光源;412

光束成形光学系统;413、431、461、462

反射镜;414

多棱镜;415、481

成像光学系统;432、482

传感器单元;433

传感器基板;434

位置检测元件;435

受光面;436

光强度检测元件;521

程序存储部;522

图案数据存储部;523

基准数据存储部;524

校准数据存储部;525

修正数据存储部;531

描绘控制部;532

校准控制部;533

判定部;534

修正部。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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