JP2005333414A

JP2005333414A - レーザ露光装置

Info

Publication number: JP2005333414A
Application number: JP2004149883A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yano; 勉屋野; Tatsuo Shigeta; 龍男重田; Kaku Shigeta; 核重田
Original assignee: Think Laboratory Co Ltd
Current assignee: Think Laboratory Co Ltd
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】投影光学系のフォーカス面でのレーザスポットの繰返し間隔を任意に選択できてレーザスポットを極めて正確に照射させることができ、極めて正確な印刷物や回路パターンが得られるレーザ露光装置。
【解決手段】レーザ光源と光変調部と投影光学部とレーザスポットの配列間隔を可変制御するピッチ可変部からなる。レーザ光源のレーザ光を光変調部で複数の制御信号で空間的に配列分割し、この配列された出力光を投影光学部に縮小投影し、投影光学部の結像部に配列されたレーザスポットの配列間隔をピッチ可変部によって可変制御する。レーザ光源は、マルチエミッターを有する半導体レーザアレイであり、ピッチ可変部は、レーザスポットの配列間隔として設定されるピッチ間隔が隣接するレーザスポット間隔の整数倍になるように制御する。
【選択図】図１

Description

本願発明は、投影光学系のフォーカス面でのレーザスポットの繰返し間隔を任意に選択できるレーザ露光装置に関するものである。

近年、印刷装置は本やカタログ、包装フィルムなどの一般の印刷業界で使用されるだけでなく、プリント基板や積層コンデンサーなどの各種電子部品、或いは液晶やプラズマデスプレイなどの電子部品、部材の生産にも幅広く使用されるようになってきた。
これらの用途では印刷版の製作(製版)には高精細度印刷や生産性向上などの観点から、コンピュータに取り込んだ製版情報を一旦感光材に露光し現像して印刷版を作る方法や直接版材に記録するレーザ製版がグラビア製版、オフセット製版、フレキソ製版の各分野で盛んになっている。
例えば、グラビア製版では、従来から高速に回転するグラビアシリンダー上の表面に塗布された感光体被膜に対し、Ａｒレーザを高速に印刷情報で光変調して露光し、現像し、食刻し、クロムメッキするレーザ製版する方法が知られている。
しかし、更に精密な細線や微小なドットで印刷版を製作するためには、所定面積当りの照射レーザのドット数が格段に増加し、長時間の製版時間が必要になる。この結果、感光材の経時変化による劣化や、製版装置のレーザや走査機構などの経時変化が発生し、高品質な印刷版が得られなくなる問題があり、より高速の製版装置を実現するために、レーザ光線を複数本使用するマルチビーム方式が使われるようになってきた。
代表的な装置として、レーザ光線を複数の光ファイバーを通してマルチ化する方法や、複数の発振部を有する半導体レーザアレイを用い光変調部で同時に200本程度のマルチレーザ光線に分割して光変調する方法でのレーザ製版法が実用化され広く普及するに至っている。

図３は従来のグラビア製版用のレーザ露光装置を示すもので、半導体レーザアレイなどからなるレーザ光源１０１と、ビーム成形照射部１０２とが走査機構１０４の上に搭載されている。ビーム成形照射部１０２は、開口変換部１０７と光変調部１０８と投影光学部１０９より構成されている。版胴１０５は、その表面に版材１０６が膜形成されている。
レーザ光源１０１は、波長８３０ｎｍのレーザ発振部を複数有する半導体レーザアレイであり、連続的にレーザ発振する。このレーザ光はビーム成形照射部１０２に入射する。
ビーム成形照射部１０２は以下のように動作する。開口変換部１０７は、光変調部１０８の入射開口面積に合わせて開口系の調整を行う。光変調部１０８は、例えば数十から数百の独立した光変調開口を有する液晶型空間変調器や電気駆動される微小ミラーアレイ、或いは音響光学空間変調器などから構成される光変調部であり、それぞれの光開口部を通過したり回折するレーザ光を印刷情報に基づいて独立にそれぞれ強度変調できる。光変調部１０８を出射し、それぞれ光変調されたレーザ光は、独立の光変調開口に相当する配列されたレーザ光線になっており、これらを投影光学部１０９に入射させる。投影光学部１０９は入射光を所定の倍率で縮小投影するレンズ系、及びオートフォーカス機能などを有し、版材１０６面上で所定のレーザビーム径、レーザスポット間隔になるように投影露光される。
これらのレーザ光源１０１から投影光学部１０９までの光学系を搭載している走査機構１０４は、印刷情報によって順次版胴１０５に沿って走査される。
版材１０６は感光体であり、制御部１０３からの製版情報に基づく版胴１０５の回転と、走査機構１０４のビーム照射部の版胴面に沿った水平移動との共同作用により、感光体全面がスパイラルに或いはステップ走査でレーザ照射される。版材１０６は、レーザ照射された部分が感光され、非照射部は感光されないため、版胴面全体に印刷情報が付与される。その後、版胴１０５は、現像、金属面のエッチング、レジスト剥離、クロムメッキ操作によって、グラビア印刷版として供される。
このほか、従来のグラビア製版用のレーザ露光装置に関する先行技術文献として、例えば、以下のものが挙げられる。
特開平9-85927・・グラビア印刷版製造装置およびグラビア印刷版製造方法特開2001-109163・・製版用露光装置及び露光方法

このような装置を用いて製作される刷版により印刷される通常の本やカタログ、包装フィルムなど一般の印刷物においては、印刷する画像情報が、単位長さあたりの所定の画素数、或いは画線数（線数と定義される）で規定され、分解能や色再現、階調などは厳しく再現性を求められる。しかしながら、横方向、縦方向での線間隔は基準の整数倍で設定され、任意に可変する必要性はなかった。例えばインチあたりの線数では1200dpi とか2400dpi、3600dpiのように定義されている。

最近、フラットデスプレイと呼ばれる液晶やプラズマ、或いはＥＬを使ったフラットディスプレイ装置がＴＶ情報やパソコン情報の表示装置として頻繁に使用されるようになってきた。
これらの表示パネルにはフォトリソグラフィーの技術を利用して作られた各種の印刷された部材、例えば液晶やプラズマの各画素に対応した走査電極やカラーフィルターなど様々な印刷された部材が使用されるようになってきている。生産コストの低減や大型画面化、更には高精度化のニーズに従ってこの分野でも精密な印刷が可能な製版装置の要望が高まり、従来の高価なマスクフィルムを重ねて一括露光やステップ露光することに替えてＸ−Ｙ走査方式のレーザ露光装置の採用のニーズが大きくなっている。しかしながら、従来のＸ−Ｙ走査方式のレーザ露光装置についても、高速化を図るために複数のレーザスポットを用いてレーザスポット間隔を可変できる構成のものはなかった。
これら走査電極やカラーフィルター等の印刷において、走査電極やカラーフィルターは、その繰り返し間隔(線数に相当)と線幅はＴＶ画面のサイズと表示フォーマット(ハイビジョンＴＶか標準方式か、更にはＮＴＳＣかそれ以外の方式か)により決定されるため、画面サイズが変わると単位長さ当りの線数は変化する。例えば、幅幅50ｃｍの領域内に繰返しパターンとして60μｍ間隔毎に15μｍの線幅での印刷を、幅65ｃｍの領域内を78μｍ間隔毎に20μｍの線幅での印刷に変更、といった変化がある。
この場合には設定されるピッチ間隔は基準（この場合には６０μｍ間隔）の整数倍ではなく1.3倍の線間隔で正確に印刷する必要が生じる。
従って、ハイビジョンＴＶの用途などに使用する電子部品の製造に使用されるレーザ露光装置では、上記変化に対応し得るフレキシビリティが要求される。具体的には、レーザスポット間隔を可変できることがレーザ露光装置に要求される。

しかしながら、従来の通常の印刷業界の製版用のレーザ露光装置では線間隔を任意に変更できるような機能を要求されてこなかったために、マルチレーザ光線を利用したレーザ露光装置では、隣合うレーザ光線の間隔で印刷されるドット間隔の整数倍の設定でしか線密度を変更することができない。又半導体製造分野で使われてきた従来のＸ−Ｙ走査方式のレーザ露光装置についても、レーザスポット間隔を可変できる構成のものはなかった。
従って、通常の本や包装用の印刷物の場合には問題がなかったが、液晶パネルなどテレビ画像情報などを表示する電子部品の製造に従来のレーザ露光装置を使用する場合、例えば先の要望仕様に対し、ドット径約10μｍで10μｍ間隔で配列されているマルチレーザ光線を有するレーザ製版装置（2540dpi相当）の場合には６０μｍピッチは6個のドット毎に使用すれば正確に６０μｍは達成できるが、７８μｍ間隔の場合には7個のドット毎に使用すると７０μｍ、8個では８０μｍ間隔となる。
従って、たくさんの線数を描写する場合にはそれぞれの誤差が蓄積される。誤差を途中で補正しても全体として精度の悪い版となり、フラットデスプレイのような精度の要求される電子部品の製造には使用できない場合も発生する。
レーザ光線の配列方向に機械的に微少量移動走査させて、ピッチ間隔を補正する方法も考えられるが、やはり頻繁な機械走査により製版時間が長時間になり、製版品質の劣化や生産性が悪化する。
しかし、従来のレーザ製版方法では、複数のレーザ光線の間隔は、光変調部の分割された開口部の間隔と投影光学系の縮小倍率によって定まる値に固定される。例えば、光変調部の個々の開口部が50μｍで間隔が50μｍ毎に多数配列されている場合、投影光学系の縮小倍率を１：５とすると製版面に設定されるフォーカス面でのレーザスポット径は約10μｍとなり、レーザスポット間隔は10μｍとなる。この装置を用いて所定のピッチ間隔で繰返されるパターンを描く場合には、そのピッチ間隔は隣接するレーザスポット間隔の整数倍でしか選べない。その結果、この場合に任意に設定されたピッチ間隔で繰返しパターンを精度よく描画することはできない問題があった。

本願発明は、上述した点に鑑み案出したものであり、投影光学系のフォーカス面でのレーザスポットの繰返し間隔を任意に選択できてレーザスポットを極めて正確に照射させることができ、極めて正確な印刷物や回路パターンが得られ、通常の印刷業界の製版用のレーザ露光装置として、又、製造工程でフォトリソグラフィーが必要な半導体やＣＳＰの製造やフラットパネルディスプレイの製造用に好適なレーザ露光装置を提供することを目的としている。

本願発明のレーザ露光装置は、投影光学部のフォーカス面でのレーザスポット間隔を任意に選択できるようにするため、レーザ光を発振するレーザ光源と、該レーザ光を複数の制御信号で空間的に配列分割して光変調する光変調部と、光変調部からの配列された出力光を縮小投影する投影光学部と、投影光学部の結像部に配列されたレーザスポットの配列間隔を可変制御するピッチ可変部から構成されたことを特徴とするレーザ露光装置を採択したものである。
前記レーザ光源は、安価にして、レーザ出力が高くて強いレーザスポットを得るために、マルチエミッターを有する半導体レーザアレイであることが好ましい。そして、前記ピッチ可変部は、レーザスポットの配列間隔として設定されるピッチ間隔が隣接するレーザスポット間隔の整数倍になるように制御し得る構成とし、また、投影光学部の縮小倍率を変更し得る構成とし、さらに、投影光学部を光軸に沿って移動させて縮小倍率を変更し得る構成とするのが良い。
また本願発明のレーザ露光装置は、レーザ光を発振し、光変調する複数のレーザ光源部と、該複数の光変調されたレーザ光を透過させる光ファイバーと、配列されたファイバーの間隔を制御する間隔変換部と、ファイバーからの出力光を縮小投影する投影光学部と、投影光学部の結像部に配列されたレーザスポット列の配列間隔を可変制御するピッチ可変部とから構成されたことを特徴とするレーザ露光装置を採択したものである。

〔請求項１に記載の発明の効果〕
ピッチ可変信号によってビーム成形照射部に組み込まれたピッチ可変部を制御し、投影光学部のフォーカス面でのレーザスポット間隔を任意に制御できるので、版材面でのレーザスポット間隔は高精度に制御される。この結果、電子部品などの繰返しパターンで設定されるピッチ間隔を正確に変更制御したい場合に、高精度なレーザ製版が実現できる。フラットデスプレイの電極やカラーフィルターなどの製造において、フォトリソグラフィーを用いる工程で採用すると、必要な周期的な繰返しパターンを精度よく露光することができ、かつ異なるサイズのパターン製作にも精度よく適用でき、汎用性が高くなる。通常の印刷業界の製版用のレーザ露光装置として採用すれば、極めて正確な印刷物が得られるから、高精度印刷を必要とする美術印刷等に適する。

〔請求項２に記載の発明の効果〕
レーザ光源として、複数の発振部を有する半導体レーザアレイを用いるので、安価にレーザ出力を高めることができるから、同時に数多くの強いレーザスポットを与えてレーザ製版することができて、請求項１に記載の発明の効果に加えて、高い生産性、高品質の版が得られる。

〔請求項３に記載の発明の効果〕
設定されるピッチ間隔が隣接するレーザスポット間隔の整数倍になるようにレーザスポットのピッチ間隔制御できるので、制御が簡単になり、移動範囲も少なくでき、正確な制御が可能になり、高い生産性、高品質の版が得られる。

〔請求項４に記載の発明の効果〕
光変調部と版材の間に設置した投影光学系の縮小倍率を変更制御させる構成であり、ピッチ可変部として投影光学系の縮小倍率をピッチ可変信号により制御することにより、数％程度の範囲で設定されるピッチ間隔を可変することができるから、繰返しパターンを正確に描画作成することができ、請求項１に記載している効果に加えて、制御が容易であり、操作性の向上を図ることができる。

〔請求項５に記載の発明の効果〕
光変調部と版材の間に設置した投影光学系を光軸方向に移動させる構成であり、光変調部と投影光学系の間隔をピッチ可変部のピッチ可変信号により制御できるから、構造が簡単であり、制御が容易であり、設定されるピッチ間隔を簡便に、かつ正確に描画作成することができる、操作性の向上と精度の確保を図ることができる。

〔請求項６に記載の発明の効果〕
ピッチ可変信号によってピッチ可変部を制御し、投影光学部の入射面に設置された光ファイバー列の配列間隔を任意に制御できるから、版材面でのレーザスポット間隔は大きく変更制御でき、印刷パターンの大幅な変更に対してもピッチ間隔を正確に変更制御することができる。そして、ファイバーを配列して投影光学系の入射光としているのでレーザ光源として半導体レーザ以外にも紫外レーザから近赤外レーザなど種々の光源を選択することができ、請求項１に記載の発明の効果に加えて、感光体の選択肢が拡大される。さらにはレーザスポットの配列ピッチを大きく変化させることができる。

本願第１の発明（請求項１〜５に記載の発明）は、レーザ光源と光変調部、投影光学部、レーザスポットの配列間隔を可変制御するピッチ可変部からなるビーム成形照射部で構成する。レーザ光源のレーザ光を光変調部で複数の制御信号で空間的に配列分割し、この配列された出力光を投影光学部に入射し、投影光学部で縮小投影して結像部に配列されたレーザスポットを得る。ピッチ可変信号によってビーム成形照射部に組み込まれたピッチ可変部を制御し、投影光学部のフォーカス面でのレーザスポット間隔を任意に制御できるようにしたものである。この結果、版材面でのレーザスポット間隔は高精度に制御される。
レーザ光源は、複数の発振部を有する半導体レーザアレイであり、ピッチ可変部は、レーザスポットの配列間隔として設定されるピッチ間隔が隣接するレーザスポット間隔の整数倍になるように制御する。
ピッチ可変部は、レーザスポットの配列間隔として設定されるピッチ間隔が隣接するレーザスポット間隔の整数倍になるように制御し得る構成とし、また、投影光学部の縮小倍率を変更し得る構成とし、さらに、投影光学部を光軸に沿って移動させて縮小倍率を変更し得る構成とするのが良い。
設定されるピッチ間隔が隣接するレーザスポット間隔の整数倍になるようにレーザスポット間隔を制御すると、ピッチ可変制御を容易にできる。又、ピッチ可変部として投影光学系の縮小倍率をピッチ可変信号により制御すると、数％程度の範囲で設定されるピッチ間隔を可変することができ、繰返しパターンを正確に描画作成することができる。さらに、ピッチ可変部として光変調部と投影光学系の間隔をピッチ可変信号により制御すると、設定されるピッチ間隔を簡便に、かつ正確に描画作成することができる。

本願第２の発明（請求項６に記載の発明）は、レーザ光源と間隔変換部と投影光学部とレーザスポットの配列間隔を可変制御するピッチ可変部からなる。ピッチ可変信号によってビーム成形照射部に組み込まれたピッチ可変部を制御する。ピッチ可変部は、投影光学部の焦点部に配列されたレーザスポット列の間隔を任意に制御できる。この結果、版材面でのレーザスポット間隔は大きく変更制御でき、印刷パターンの大幅な変更に対してもピッチ間隔を正確に変更制御することができる。
以下、実施例を示してさらに詳述する。

本願発明の第１の実施例について、図１を参照して説明する。
図１において、１はレーザ光源、２は該レーザ光源を所定のビーム形状に成形するビーム成形照射部、３は製版情報をレーザ光源１やビーム成形照射部２や走査機構４、および版胴６に関与する制御部、５は版胴６の表面に装着された感光体などからなる版材である。
ビーム成形照射部２は、走査機構４上に設置され、開口変換部２０１と光変調部２０２と投影光学部２０３とピッチ可変部２０４からなる。ここでは、開口変換部２０１によってレーザ光を光変調部２０２の入射開口に合わせて入射させ、光変調部２０２が製版情報に基づいて複数の信号でレーザ光を空間的に配列分割して光変調制御し、投影光学部２０３が光変調部からの配列された出力光を縮小投影して版材５の面上で所定のビーム径とレーザスポット間隔になるように成形し、ピッチ可変部２０４は所定のピッチ間隔になるようにピッチ可変信号に基づき投影光学部２０３の縮小倍率を変更している。
以上のように構成されたレーザ製版装置について、その動作を説明する。
図１において、レーザ光源１は、例えば出力の大きい半導体レーザあり、約８３０ｎｍ程度の波長を有するレーザ光を連続的に出射できる。
レーザ光源１より出射されたレーザ光はビーム成形照射部２に入射する。ビーム成形照射部２は図１に示すように入射したレーザ光を開口成形部２０１でビーム形状を成形し、光変調部２０２に入射させる。
この光変調部２０２は、例えば電子駆動される微小ミラーを多数配列した回折格子型ミラーアレイからなり、数エレメントを１チャンネルとして駆動制御され２００ｋＨｚ程度で入射するレーザ光線の光強度変調が可能であり、数百チャンネルくらいの独立した光変調器として使用できるものである。制御部３からの製版情報を付与された変調信号によって個々独立に強度変調され数百チャンネル分の配列されたパルス的回折光として出射する。
光変調部２０２を出射した配列された回折光は投影光学部２０３に入射する。投影光学部では複数のレンズで構成された縮小投影光学系であり、光変調部を入射光源面として版材面上を結像面とする縮小光学系であり、光変調部の位置でのチャンネルの形状で決められるレーザ光ビーム径とレーザ光ビーム間隔を、版材面上で所定のビーム径とレーザスポット間隔になるように縮小成形する。
投影光学部の縮小比を10対1とすると光変調部で50μｍ径、50μｍ間隔で配列されたレーザスポット列は版材面上でのレーザスポット列は5μｍ径で5μｍ間隔に縮小される。
ピッチ可変部２０４は制御器３からのピッチ制御信号によって投影光学部２０３の縮小倍率を変更制御するものであり、投影光学系の入射面側と結像面側の光路長を変更することによって制御可能である。
本実施例では、投影光学部２０３を光変調部２０２と版材５の間の光路内で光軸に沿って移動させることによって制御される。例えば10対1の投影光学部では入射面側の光路長は光変調部と投影光学部のレンズ中心位置の距離であり、結像面側の光路長は投影光学部のレンズ中心位置と版材面までの距離であり、この比は10対１になっている。
製作したい２つの製版像の繰返しパターンのピッチ間隔がそれぞれ６０μｍと７８μｍの場合、60μｍピッチ間隔は版材面６の上で5μｍごとに配列されたレーザスポットを12個間隔で使用すると正確に60μｍピッチ間隔は達成できる。
７８μｍピッチ間隔の場合には投影光学部２０３を版材５側にピッチ可変部２０４によって微小量移動させ、9.75対１になるようにすると版材面でのスポット径は4.875μｍ、レーザスポット間隔も4.875μｍとなり、このレーザスポット間隔を16個間隔で使用すると正確に７８μｍ間隔で描写できる。
なお、スポット径は５μｍより少し小さくなっているが感光体の感度の依存性が低いこともあり版材上では全く問題にはならないレベルである。
ピッチ可変部がない場合にはこの装置ではピッチ間隔78μｍを製作する場合にレーザスポットの15個間隔の75μｍ間隔、もしくは16個間隔の80μｍでしか描けず、多くの線数を描写すると誤差が蓄積され、端の部分では非常に誤差が大きくなる。
ピッチ可変部２０４による投影光学部２０３の位置決め法は、光変調部と版材の間隔は通常数１０cmあり、この通常必要なピッチ間隔の設定範囲では移動量は１〜２cm程度であり、位置決め精度も数μｍ程度で十分であり、通常の投影光学部をアクチュエータで移動制御することで容易に実現できる。
なお、投影光学部の縮小倍率を変更するピッチ可変部２０４として光路内にレンズなどの光学部品を挿入することにより同様な効果を得ることができる。これは投影光学部の縮小倍率を直接的に可変できるためであり、複数個のレンズをピッチ可変信号で交換しつつ光路内に挿入することにより、レーザ製版装置の適用性を拡大できる。
ピッチ可変信号の決定のために、設定するパターンのピッチ間隔をＰとすると投影光学部の標準状態でのレーザドット配列間隔をａとした場合にピッチ間隔を規定するレーザスポットの個数をｎとすると、それらの関係は次式で表される。
ａ・ｎ≦Ｐ＜ａ（ｎ＋１）
上式からｎを選ぶか、（ｎ＋１）を選ぶかはそれぞれのＰとの差の絶対値が小さくなる方を選べば投影光学部の移動量が少なくて望ましい。
また、この投影光学系の移動量は移動後に決定されるレーザドット配列間隔ａ’の整数倍がピッチ間隔Ｐになるように決定すると制御が簡単になる。
レーザ光源１として波長８３０ｎｍレーザで複数の発振部を有する半導体レーザアレイを利用すると、レーザの出力を高めることができ、配列されたレーザスポットの数を増加することができ更に高速化が図れる。
他の波長のレーザ光源を用いることにより、さらにレーザ製版の適用を拡大することも可能である。
また、版材として感光体でなく、直接アブレーション的に版材上に穴加工する場合にも適用できる。
また、投影光学系では自動フォーカス機能を設けることにより、より高精度な光学系を構成することも可能である。
以上のように、本実施の形態によればビーム成形照射部内の投影光学部の縮小倍率をピッチ可変部を用いて変更制御することにより、精度の要求されるフラットパネルなどの電子部品のレーザ露光を高精度に、かつ汎用性を広げて高精度な印刷版を容易に作ることができる。

本願発明の実施例２について図２を参照して説明する。
実施例２はピッチ可変の可変範囲を拡大し、レーザ露光装置の適用範囲を拡大させるための形態である。
図２において、１１はレーザ光源、１２は該レーザ光源で変調されたレーザ光線を導く光ファイバー列、１３は所定のビーム形状に成形し照射するビーム成形照射部、１４は製版情報をレーザ光源１１やビーム成形照射部１３や走査機構１５、および版胴１７に関与する制御部、１６は版胴１７表面に装着された感光体などからなる版材である。
ビーム成形照射部１３は、間隔変換部２１１と投影光学部２１２とピッチ可変部２１３からなり、開口変換部２１１によって配列された光ファイバー列の間隔を変更制御できる。投影光学部２１２が光ファイバー列からの出力光を縮小投影して版材１７の面上で所定のレーザドット径とレーザドット間隔に配列し成形する。
以上のように構成されたレーザ製版装置について、その動作を説明する。
図２において、レーザ光源１１は、例えば約８３０ｎｍの波長で発振する複数の半導体レーザからなり、それぞれ独立に製版情報で直接的に光変調され、パルス状のレーザ光を出射する。
レーザ光源１１より出射されたそれぞれのレーザ光は対応する光ファイバー１２を介して、ビーム成形照射部１３に導かれる。
ビーム成形照射部１３は図２に示すように光ファイバーを配列した間隔変換部２１１と、投影光学部２１２、およびピッチ可変部２１３からなり、光ファイバー列の出射光を縮小投影し、版材面１６をレーザ照射する。
この製版情報の付与を行う光変調機能は半導体レーザの場合にはレーザ電流の制御により直接変調が可能である。レーザ光源にファイバーレーザを用いた場合においてもファイバー内で直接変調が可能である。
間隔変換部２１１ではそれぞれの光ファイバー１２はアクチュエータ上に配列され、ピッチ可変信号によって配列間隔が変更制御される。光ファイバーからの出力光は投影光学部２１２を介して版材面上で所定のビーム径になるように縮小成形される動作は実施例1と同様である。
投影光学部の縮小比を10対1とすると光ファイバー径が、50μｍ間隔配列され出射後のビーム径が50μｍの場合に版材面上でのレーザスポット列は5μｍ径で5μｍピッチに成形される。
ピッチ可変部２１３は制御器１４からのピッチ制御信号によって間隔変換部２１１を作動し、例えば光ファイバー間隔を５２μｍに移動すると、版材面上でのレーザスポット径は５μｍのままであるが、レーザスポット間隔は５．２μｍになる。
実施例１と同様１５個のレーザスポット間隔で使用すると７８μｍ間隔となり実施例１と同様に精密な路好結果が得られることになる。
間隔変換部２１１は光ファイバー配列間隔をアクチュエータなどで移動調整できる方法の他に、光路内にプリズムを使用することにより、配列間隔を変更することも可能である。光軸が変わらないように、複数の頂角の異なるプリズムを用意し、アクチュエータを介して光路内に挿入することにより、ピッチ間隔を変更することができ、レーザ露光の汎用性を拡大することができる。
版材面上での動作は実施例１とほぼ同様であるが、間隔変換部で直接レーザスポット間隔を変更制御できるため、制御範囲が広い。さらにはレーザ光源として光ファイバーを透過する各種のレーザ光源を利用することができる。
この実施例によれば、レーザ露光装置としての適用性が更に拡大し、高精度で高品位なグラビアセル加工が高い生産性で達成することができる。

図１や図２に示すレーザ露光装置は、グラビア製版に適用される構成を示している。本願発明は、フソキソ製版やオフセット製版にも適用でき、さらに、スポットの走査方式をＸ−Ｙ走査方式とすることで、半導体やＣＳＰ（チップサイズパッケージ）ＩＣやＴＡＢ（テープオートマティッドボンディング）テープ等の製造において、フォトリソグラフィーによってパターン形成する工程について、マスクフィルムや従来のレーザ露光装置に替えて適用できる。さらに、レーザ光源にフェトムレーザやピコ秒レーザを採用することにより、ダイレクトレーザグラビア製版装置としても適用が可能である。
レーザ光源としては、近赤外からブルー領域の半導体レーザやＹＡＧレーザ、ファイバーレーザなどの波長1μｍ帯の固定レーザやその高調波レーザなどを利用することも可能である。

本願発明の実施例１のレーザ製版方法を実施するレーザ製版装置の概略正面図。本願発明の実施例２のレーザ製版方法を実施するレーザ製版装置の概略正面図。従来のレーザ製版装置の構成図

符号の説明

１、１１、１０１・・・レーザ光源
２、１２、１０２・・・ビーム成形照射部
３、１４、１０３・・・制御部
４，１５，１０４・・・走査機構
５、１６、１０５・・・版材
６、１７，１０６・・・版胴
２０１，２１１，１０７・・・開口変換部
２０２、１０８・・・光変調部
２０３、２１２，１０９・・・投影光学系
２０４，２１３・・・ピッチ可変部
２１１、・・・光ファイバー
２１２・・・間隔変換部

Claims

レーザ光を発振するレーザ光源と、該レーザ光を複数の制御信号で空間的に配列分割して光変調する光変調部と、光変調部からの配列された出力光を縮小投影する投影光学部と、投影光学部の結像部に配列されたレーザスポットの配列間隔を可変制御するピッチ可変部から構成されたことを特徴とするレーザ露光装置。
前記レーザ光源は、複数の発振部を有する半導体レーザアレイであることを特徴とする請求項１に記載のレーザ露光装置。
前記ピッチ可変部は、レーザスポットの配列間隔として設定されるピッチ間隔が隣接するレーザスポット間隔の整数倍になるように制御し得る構成であることを特徴とする請求項1又は２に記載のレーザ露光装置。
前記ピッチ可変部は、投影光学部の縮小倍率を変更し得る構成であることを特徴とする請求項1又は２に記載のレーザ露光装置。
前記ピッチ可変部は、投影光学部を光軸に沿って移動させて縮小倍率を変更し得る構成であることを特徴とする請求項４記載のレーザ露光装置。
レーザ光を発振し光変調する複数のレーザ光源部と、該複数の光変調されたレーザ光を透過させる光ファイバーと、配列されたファイバーの間隔を制御する間隔変換部と、ファイバーからの出力光を縮小投影する投影光学部と、投影光学部の結像部に配列されたレーザスポット列の配列間隔を可変制御するピッチ可変部とから構成されたことを特徴とするレーザ露光装置。