JP2002331379A - Laser beam machining method and laser beam machining device - Google Patents
Laser beam machining method and laser beam machining deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガラス基板
に文字、記号等をマーキングするレーザマーキング等の
レーザ加工方法、及びレーザ加工装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing method such as laser marking for marking characters, symbols, and the like on a glass substrate, and a laser processing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ガラス基板等の基板にレーザ加工
により文字、記号等をマーキングする場合、レーザ照射
位置を位置決めするために、以下の基板位置規制を行っ
ていた。2. Description of the Related Art Conventionally, when marking characters, symbols, and the like on a substrate such as a glass substrate by laser processing, the following substrate position regulation has been performed in order to position a laser irradiation position.
【0003】まず、図9において実線で示すように、ス
テージ1上に基板2を載置する。この状態では、基板2
は、ステージ1に対して位置決めされた状態(図9にお
いて点線で示す。)からずれており、マーキング位置2
aもずれている。そこで、X軸方向及びY軸方向に直線
移動する回転自在な規制ローラ3A,3Bにより基板2
をステージ1上で移動させ、これら規制ローラ3A,3
Bとステージ1上に固定された規制部材4とにより基板
2を位置規制する。この位置規制後に、ステージ1全体
を指定位置に移動させ、レーザ加工によるマーキングを
実行する。First, as shown by a solid line in FIG. 9, a substrate 2 is placed on a stage 1. In this state, the substrate 2
Is shifted from the state of being positioned with respect to the stage 1 (indicated by a dotted line in FIG. 9), and the marking position 2
a is also shifted. Therefore, the substrate 2 is rotated by rotatable regulating rollers 3A and 3B that linearly move in the X-axis direction and the Y-axis direction.
Is moved on the stage 1, and these regulating rollers 3A, 3A
The position of the substrate 2 is regulated by B and the regulating member 4 fixed on the stage 1. After this position regulation, the entire stage 1 is moved to a designated position, and marking by laser processing is executed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記規制ロー
ラ3A,3Bと規制部材4からなる基板規制機構による
基板位置規制には、以下の問題がある。まず、上記基板
規制機構を設けるとレーザ加工装置の構造が複雑化す
る。また、上記基板規制に要する時間の分だけレーザ加
工のタクトが低下する。さらに、上記基板規制機構によ
り基板位置を規制しても基板位置の微少なずれと、それ
に起因する文字列の微少なずれを完全に解消するのは困
難である。However, there are the following problems in board position regulation by the board regulation mechanism including the regulation rollers 3A and 3B and the regulation member 4. First, the provision of the substrate regulating mechanism complicates the structure of the laser processing apparatus. In addition, the tact time of laser processing is reduced by the time required for the board regulation. Furthermore, even if the substrate position is regulated by the substrate regulating mechanism, it is difficult to completely eliminate the slight displacement of the substrate position and the minute displacement of the character string caused by the displacement.
【0005】そこで、本発明は、基板規制機構を使用す
ることなく、レーザ照射位置にずれのない加工を行うこ
とができるレーザ加工方法及びレーザ加工装置を提供す
ることを課題としている。Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser processing method and a laser processing apparatus capable of performing processing without deviation of a laser irradiation position without using a substrate regulating mechanism.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第1の発明は、第1及び第2のアラインメントマー
クを設けた基板をXYテーブル上に載置し、上記第1及
び第2のアラインメントマークを認識装置により認識
し、上記認識装置により認識した上記第1及び第2のア
ラインメントマークの座標である認識座標と、予め計測
したXYテーブル上に上記基板をずれのない位置に配置
したときに上記認識装置により認識した上記第1及び第
2のアラインメントマークの座標である基準座標とを比
較し、上記比較に基づいて基板の上記XYテーブルに対
する、上記XYテーブルを含む直交軸上のずれと、この
直交軸に対して直交する軸線回りの回転方向のずれを算
出し、上記直交軸方向のずれをXYテーブルの移動によ
り補正すると共に、上記回転方向のずれをレーザ照射光
学系の動作により補正して、基板にレーザ照射により加
工を施すレーザ加工方法を提供する。According to a first aspect of the present invention, a substrate provided with first and second alignment marks is placed on an XY table, and the first and second alignment marks are provided. When the alignment mark is recognized by the recognition device, and the recognition coordinates, which are the coordinates of the first and second alignment marks recognized by the recognition device, and the substrate are arranged on the XY table measured in advance at a position without displacement. Comparing the reference coordinates, which are the coordinates of the first and second alignment marks recognized by the recognition device, with the displacement of the substrate on the orthogonal axis including the XY table with respect to the XY table based on the comparison. Calculating the shift in the rotation direction about the axis orthogonal to the orthogonal axis, correcting the shift in the orthogonal axis direction by moving the XY table, Deviation of the rotational direction is corrected by the operation of the laser irradiation optical system, to provide a laser processing method for performing processing by laser irradiation on the substrate.
【0007】上記加工としては、例えば、レーザマーキ
ングがある。[0007] The above-mentioned processing includes, for example, laser marking.
【0008】第1の発明のレーザ加工方法では、基板の
XYテーブルを含む直交軸上のずれと、この直交軸に対
して直交する軸線回りの回転方向のずれを、第1及び第
2のアラインメントマークの認識座標と基準座標の比較
に基づいて算出し、これらのずれを補正するようにXY
テーブル及びレーザ照射光学系を動作させるため、基板
規制機構による基板規制を行う必要がなく、レーザ加工
のタクトが向上する。また、上記第1及び第2のアライ
ンメントマークの認識結果に基づいて算出した基板のず
れを補正するように、XYテーブル及びレーザ照射光学
系を動作させるため、基板位置の微少なずれと、それに
起因する文字列の微少なずれ高精度で解消することがで
きる。In the laser processing method of the first invention, the displacement of the substrate on the orthogonal axis including the XY table and the displacement in the rotational direction about an axis orthogonal to the orthogonal axis are determined by the first and second alignments. It is calculated based on a comparison between the recognition coordinates of the mark and the reference coordinates, and the XY coordinates are corrected so as to correct these deviations.
Since the table and the laser irradiation optical system are operated, it is not necessary to regulate the substrate by the substrate regulating mechanism, and the tact of laser processing is improved. Further, since the XY table and the laser irradiation optical system are operated so as to correct the displacement of the substrate calculated based on the recognition results of the first and second alignment marks, a slight displacement of the substrate position and the A small displacement of the character string can be eliminated with high precision.
【0009】第2の発明は、第1及び第2のアラインメ
ントマークを設けた基板にレーザ照射光学系からのレー
ザ照射により加工を施すレーザ加工装置であって、上記
基板が載置されるXYテーブルと、上記XYテーブル上
の基板を認識する認識装置と、上記レーザ照射光学系と
XYテーブルを制御する制御部とを備え、上記制御部
は、上記認識装置により認識した上記第1及び第2のア
ラインメントマークの座標である認識座標と、予め計測
したXYテーブル上に上記基板をずれのない位置に配置
したときに上記認識装置により認識した上記第1及び第
2のアラインメントマークの座標である基準座標とを比
較し、この比較に基づいて基板の上記XYテーブルに対
する、上記XYテーブルを含む直交軸上のずれと、この
直交軸に対して直交する軸線回りの回転方向のずれを算
出し、上記直交軸方向のずれを補正するようにXYテー
ブルの移動を移動させると共に、上記回転方向のずれを
補正するようにレーザ照射光学系を動作させる、レーザ
加工装置を提供する。A second invention is a laser processing apparatus for processing a substrate provided with first and second alignment marks by laser irradiation from a laser irradiation optical system, wherein the XY table on which the substrate is mounted is provided. And a recognition device for recognizing the substrate on the XY table, and a control unit for controlling the laser irradiation optical system and the XY table, wherein the control unit is configured to control the first and second recognition by the recognition device. Recognition coordinates, which are coordinates of alignment marks, and reference coordinates, which are coordinates of the first and second alignment marks recognized by the recognition device when the substrate is placed on a previously measured XY table at a position without displacement. And a displacement of the substrate with respect to the XY table on the orthogonal axis including the XY table, based on the comparison, Calculating the displacement in the rotation direction about the axis, moving the XY table to correct the displacement in the orthogonal axis direction, and operating the laser irradiation optical system to correct the displacement in the rotation direction. A laser processing device is provided.
【0010】第2の発明のレーザ加工装置では、基板規
制が不要であるためレーザ加工のタクトが向上する。ま
た、基板位置の微少なずれと、それに起因する文字列の
微少なずれを高精度で解消することができる。さらに、
基板規制機構を設ける必要がないため、装置の構造を簡
略化することができる。In the laser processing apparatus according to the second aspect of the present invention, since there is no need to control the substrate, the tact of laser processing is improved. Further, a minute displacement of the substrate position and a minute displacement of the character string caused by the displacement can be eliminated with high accuracy. further,
Since there is no need to provide a substrate regulating mechanism, the structure of the apparatus can be simplified.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】図1に示すように、本発明の実施
形態に係るレーザ加工方法を実施するためのレーザマー
キング装置は、加工対象であるガラス基板11が載置さ
れるXYテーブル15を備えている。このXYテーブル
15は、それぞれサーボモータ16A,16Bにより回
転駆動されるX軸ボールネジ17AとY軸ボールネジ1
7Bにより水平面内で移動する。また、XYテーブル1
5の上方には、レーザユニット(レーザ照射光学系)1
8が配設されている。このレーザユニット18はレーザ
発信機19、反射ハーフミラー21、fθレンズ22、
及びガルバノミラー23を備えている。レーザ発信機1
9が射出したレーザ光は反射ハーフミラー21及びfθ
レンズ22を経てガルバノミラー23に入射し、ガルバ
ノミラー23により互いに直交する2方向に偏光され
る。さらに、XYテーブル15の上方にはXYテーブル
15上のガラス基板11やレーザ照射点24を認識する
ための認識カメラ26が配設されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, a laser marking apparatus for carrying out a laser processing method according to an embodiment of the present invention comprises an XY table 15 on which a glass substrate 11 to be processed is placed. Have. The XY table 15 has an X-axis ball screw 17A and a Y-axis ball screw 1 which are rotationally driven by servo motors 16A and 16B, respectively.
7B moves in the horizontal plane. XY table 1
Above 5 is a laser unit (laser irradiation optical system) 1
8 are provided. The laser unit 18 includes a laser transmitter 19, a reflection half mirror 21, an fθ lens 22,
And a galvanomirror 23. Laser transmitter 1
The laser beam emitted by the laser beam 9 is reflected by the reflection half mirror 21 and fθ
The light enters the galvanomirror 23 via the lens 22 and is polarized by the galvanomirror 23 in two directions orthogonal to each other. Further, a recognition camera 26 for recognizing the glass substrate 11 and the laser irradiation point 24 on the XY table 15 is provided above the XY table 15.
【0012】メインコントローラ(制御部)27は、上
記レーザ発信機19、サーボモータ16A,16B、及
びガルバノミラー23を制御する。また、認識カメラ2
6の認識した画像が認識ユニット28を経てメインコン
トローラ27に入力される。認識カメラ26と認識ユニ
ット28は本発明における認識装置を構成している。メ
インコントローラ27は入力された画像に基づいて、後
述する基準座標及び基準移動量の決定、認識座標の決
定、及び補正量の計算等を実行し、さらに補正量の計算
結果に基づいてレーザマーキングを実行する。A main controller (control unit) 27 controls the laser transmitter 19, the servomotors 16A and 16B, and the galvanometer mirror 23. In addition, recognition camera 2
6 is input to the main controller 27 via the recognition unit 28. The recognition camera 26 and the recognition unit 28 constitute a recognition device according to the present invention. The main controller 27 executes determination of reference coordinates and a reference movement amount described later, determination of recognition coordinates, calculation of a correction amount, and the like based on the input image, and further performs laser marking based on the calculation result of the correction amount. Execute.
【0013】図2に示すように、矩形のガラス基板11
に複数(本実施形態では4個)の液晶チップ12が実装
されており、各液晶チップ12毎にそれぞれマーキング
位置13が設定されている。また、ガラス基板11の一
対の対角線を構成する隅部には第1及び第2のアライン
メントマーク14A,14Bが予めマーキングされてい
る。As shown in FIG. 2, a rectangular glass substrate 11 is provided.
A plurality of (four in the present embodiment) liquid crystal chips 12 are mounted on each of them, and a marking position 13 is set for each liquid crystal chip 12. In addition, first and second alignment marks 14A and 14B are marked in advance at corners forming a pair of diagonal lines of the glass substrate 11.
【0014】なお、本実施形態では、XYテーブル15
の移動に関するX軸及びY軸、ガルバノミラー23の偏
光方向に関するX軸及びY軸、並びにガラス基板11自
体のX軸及びY軸はすべて同一方向に設定されている。
また、アラインメントマーク14A,14Bはすべての
ガラス基板11について同一位置にマーキングされてい
る。In this embodiment, the XY table 15
, The X-axis and Y-axis of the galvanomirror 23, and the X-axis and Y-axis of the glass substrate 11 itself are all set in the same direction.
The alignment marks 14A and 14B are marked at the same position on all the glass substrates 11.
【0015】次に、上記レーザマーキング装置によるレ
ーザマーキングの方法を説明する。図3において実線で
示すようにガラス基板11をXYテーブル15上に単に
載せた場合、すなわち基板位置規制を行わない場合、点
線で示すガラス基板11の正規の位置(仮に基板位置規
制を行った場合の位置規制後の位置)と比較して位置が
ずれる。詳細には、この位置のずれには、X軸方向及び
Y軸方向の位置のずれΔX及びΔYと、回転方向のずれ
(X軸及びY軸に対して直交する軸線回りの回転方向の
ずれ)θがある。図3の例では、正規の位置(点線)に
対してガラス基板11の平面視での図心G1がΔX及び
ΔY移動してG2に移動し(一点鎖線)、さらに図心G
2まわりに回転角度θのずれがある。このX軸及びY軸
方向のずれと回転方向のずれを合わせたものがアライン
メントマーク14A,14Bの位置のずれとなる。Next, a method of laser marking by the above laser marking apparatus will be described. In FIG. 3, when the glass substrate 11 is simply placed on the XY table 15 as shown by the solid line, that is, when the substrate position is not regulated, the regular position of the glass substrate 11 shown by the dotted line (when the substrate position is regulated Position after position regulation). More specifically, the positional deviation includes positional deviations ΔX and ΔY in the X-axis direction and the Y-axis direction, and rotational deviation (a rotational deviation about an axis orthogonal to the X-axis and the Y-axis). There is θ. In the example of FIG. 3, the centroid G1 of the glass substrate 11 in plan view moves by ΔX and ΔY with respect to the normal position (dotted line), and moves to G2 (dashed line).
There is a deviation of the rotation angle θ around 2. The sum of the displacement in the X-axis and Y-axis directions and the displacement in the rotation direction is the displacement of the alignment marks 14A and 14B.
【0016】本実施形態は、アラインメントマーク14
A,14Bを認識することにより、ガラス基板11のX
Yテーブル15に対する位置規制を行うことなく、XY
テーブル15の移動及びガルバノミラー23の動作によ
りマーキング位置13の位置ずれを補正ものである。こ
の補正を実行するには、ガラス基板11にずれがない場
合のアラインメントマーク14A,14Bの座標(基準
座標)を予め測定しておく必要がある。以下、この基準
座標の決定について図4のフローチャートを参照して説
明する。In this embodiment, the alignment mark 14 is used.
By recognizing A and 14B, X of the glass substrate 11 is
Without restricting the position of the Y table 15, XY
The displacement of the marking position 13 is corrected by the movement of the table 15 and the operation of the galvanomirror 23. In order to execute this correction, it is necessary to measure the coordinates (reference coordinates) of the alignment marks 14A and 14B when the glass substrate 11 has no displacement. Hereinafter, the determination of the reference coordinates will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0017】まず、ステップS41において、初期位置
にあるXYテーブル15上にガラス基板11をずれのな
い位置に配置する。次に、図5において矢印Aで示すよ
うに、ガラス基板11の図心Gとアラインメントマーク
14Aに対応する移動量(a,b)だけXYテーブル1
5を移動させ、アラインメントマーク14Aを認識カメ
ラ26により撮影する。アラインメントマーク14Aの
画像は、認識ユニット28に送信され、認識ユニット2
8が有する座標軸上での座標(Xa,Ya)が決定され
る。この座標(Xa,Ya)がアラインメントマーク1
4Aの基準座標である。なお、上記移動量(a,b)、
すなわち基準移動量はアラインメントマーク14Aが認
識カメラ26の視野内に入る値であればよい。First, in step S41, the glass substrate 11 is placed on the XY table 15 at the initial position at a position where there is no displacement. Next, as shown by an arrow A in FIG. 5, the XY table 1 is moved by the amount of movement (a, b) corresponding to the centroid G of the glass substrate 11 and the alignment mark 14A.
5 is moved, and the alignment mark 14A is photographed by the recognition camera 26. The image of the alignment mark 14A is transmitted to the recognition unit 28, and the recognition unit 2
The coordinates (Xa, Ya) on the coordinate axes of 8 are determined. These coordinates (Xa, Ya) are the alignment mark 1
4A are reference coordinates. Note that the above movement amounts (a, b),
That is, the reference movement amount may be any value as long as the alignment mark 14A is within the field of view of the recognition camera 26.
【0018】同様に、ステップS42において第2のア
ラインメントマーク14Bについて基準座標(Xb,Y
b)と基準移動量(c,d)を決定する。すなわち、図
5におい矢印Bで示すように、基準移動量(c,d)だ
けXYテーブル15を移動させた後、第2のアラインメ
ントマーク14Bを認識カメラ26により撮影し、認識
ユニット28が有する座標軸上でのアラインメントマー
ク14Bの座標を決定する。Similarly, in step S42, the reference coordinates (Xb, Y) are set for the second alignment mark 14B.
b) and the reference movement amount (c, d) are determined. That is, as shown by an arrow B in FIG. 5, after moving the XY table 15 by the reference movement amount (c, d), the second alignment mark 14B is photographed by the recognition camera 26, and the coordinate axes of the recognition unit 28 are The coordinates of the alignment mark 14B are determined.
【0019】最後に、第1及び第2のアラインメントマ
ーク14A,14Bの基準座標(Xa,Ya)、(X
b,Yb)、並びに第1及び第2の基準移動量(a,
b)、(c,d)をメインコントローラ27が記憶す
る。Finally, the reference coordinates (Xa, Ya) and (Xa) of the first and second alignment marks 14A and 14B are set.
b, Yb), and the first and second reference movement amounts (a,
The main controller 27 stores b) and (c, d).
【0020】次に、レーザマーキングについて図6のフ
ローチャートを参照して説明する。まず、ステップS6
1において、初期位置にあるXYテーブル15上に位置
決めすることになくガラス基板11を載置する。Next, laser marking will be described with reference to the flowchart of FIG. First, step S6
In 1, the glass substrate 11 is placed without positioning on the XY table 15 at the initial position.
【0021】次に、ステップS62において、初期位置
から基準移動量(a,b)だけXYテーブル15を移動
させ、第1のアラインメントマーク14Aを認識カメラ
26により撮影する。第1のアラインメントマーク14
Aの画像は、認識ユニット28に送信し、認識ユニット
28が有する座標軸上での座標(Xa’,Ya’)を決
定する。この座標(Xa’,Ya’)が第1のアライン
メントマーク14Aの認識座標である。Next, in step S62, the XY table 15 is moved from the initial position by the reference movement amount (a, b), and the first alignment mark 14A is photographed by the recognition camera 26. First alignment mark 14
The image of A is transmitted to the recognition unit 28, and the coordinates (Xa ′, Ya ′) on the coordinate axes of the recognition unit 28 are determined. These coordinates (Xa ′, Ya ′) are the recognition coordinates of the first alignment mark 14A.
【0022】同様に、ステップS63において、第2の
アラインメントマーク14Bの認識座標を決定する。す
なわち、初期位置から基準移動量(b,c)だけXYテ
ーブル15を移動させて、第2のアラインメントマーク
14Bを認識カメラ26により撮影し、認識ユニット2
8が有する座標上での座標である認識座標(Xb’,Y
b’)を決定する。Similarly, in step S63, the recognition coordinates of the second alignment mark 14B are determined. That is, the XY table 15 is moved from the initial position by the reference movement amount (b, c), the second alignment mark 14B is photographed by the recognition camera 26, and the recognition unit 2
8 (Xb ′, Y)
b ′) is determined.
【0023】図7に示すように、第1及び第2のアライ
ンメントマーク14A,14Bの基準座標(Xa,Y
a),(Xb,Yb)と、認識座標(Xa’,Y
a’),(Xb’,Yb’)には下記の式(1)の関係
がある。この式(1)において、dXa,dXbは、第
1及び第2のアラインメントマーク14A,14Bの認
識座標の基準座標に対するX軸方向のずれを示してい
る。また、dYa,dYbは、第1及び第2のアライン
メントマーク14A,14Bの認識座標の基準座標に対
するY軸方向のずれを示している。As shown in FIG. 7, reference coordinates (Xa, Y) of the first and second alignment marks 14A, 14B are used.
a), (Xb, Yb) and the recognition coordinates (Xa ′, Y
a ′) and (Xb ′, Yb ′) have the relationship of the following equation (1). In this equation (1), dXa and dXb indicate deviations in the X-axis direction of the recognition coordinates of the first and second alignment marks 14A and 14B with respect to the reference coordinates. Also, dYa and dYb indicate the deviation in the Y-axis direction of the recognition coordinates of the first and second alignment marks 14A and 14B with respect to the reference coordinates.
【0024】 [0024]
【0025】第1及び第2のアラインメントマーク14
A,14Bの基準座標(Xa,Ya),(Xb,Yb)
及び認識座標(Xa’,Ya’),(Xb’,Yb’)
は、メインコントローラ27に送信され、ステップS6
4においてメインコとローラ27が補正量を計算する。First and second alignment marks 14
Reference coordinates of A and 14B (Xa, Ya), (Xb, Yb)
And recognition coordinates (Xa ', Ya'), (Xb ', Yb')
Is transmitted to the main controller 27, and is transmitted to step S6.
In step 4, the main roller and the roller 27 calculate the correction amount.
【0026】上記のようにガラス基板11のX軸及びY
軸方向のずれと回転方向のずれを合わせたものがアライ
ンメントマーク14A,14Bの位置のずれとなるの
で、上記ステップS62,S63で算出したアラインメ
ントマーク14A,14Bの認識座標(Xa’,Y
a’),(Xb’,Yb’)と、ガラス基板11のX軸
及びY軸方向のずれΔX,ΔY、並びに回転方向のずれ
角度θとの間には、以下の式(2),(3)の関係が成
立する。As described above, the X-axis and Y-axis of the glass
Since the sum of the displacement in the axial direction and the displacement in the rotation direction is the displacement of the alignment marks 14A and 14B, the recognition coordinates (Xa ', Y
a ′), (Xb ′, Yb ′) and the deviations ΔX, ΔY of the glass substrate 11 in the X-axis and Y-axis directions, and the deviation angle θ in the rotation direction, are given by the following equations (2), ( The relationship of 3) is established.
【0027】 [0027]
【0028】 [0028]
【0029】上記式(2),(3)に式(1)を代入て
し下記の式(4),(5)が得られる。By substituting equation (1) into equations (2) and (3), the following equations (4) and (5) are obtained.
【0030】 [0030]
【0031】 [0031]
【0032】これらの式(4),(5)から、下記の式
(6),(7),(8),(9)が得られる。From the equations (4) and (5), the following equations (6), (7), (8) and (9) are obtained.
【0033】 [0033]
【0034】 [0034]
【0035】 [0035]
【0036】 [0036]
【0037】上記式(6)〜(9)より明らかなよう
に、第1及び第2のアラインメントマーク14A,14
Bの基準座標と、基準座標と認識座標の差から、ガラス
基板11のXYテーブル15に対するガラス基板11の
X軸及びY軸方向のずれΔX,ΔY、並びに回転方向の
ずれθが算出される。メインコントローラ27は算出し
たずれΔX,ΔY,θを記憶する。As is apparent from the above equations (6) to (9), the first and second alignment marks 14A, 14A
From the reference coordinates of B and the difference between the reference coordinates and the recognized coordinates, deviations ΔX and ΔY in the X-axis and Y-axis directions of the glass substrate 11 with respect to the XY table 15 of the glass substrate 11 and a deviation θ in the rotation direction are calculated. The main controller 27 stores the calculated deviations ΔX, ΔY, θ.
【0038】次に、ステップS65において、XYテー
ブル15がマーキング位置へ移動する。具体的には、上
記X軸及びY軸方向のずれを修正するように、XYテー
ブル15がX軸方向及びY軸方向に移動する。このXY
テーブル15の移動により、レーザマーキングの開始位
置が補正される。Next, in step S65, the XY table 15 moves to the marking position. Specifically, the XY table 15 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction so as to correct the deviation in the X-axis and Y-axis directions. This XY
By moving the table 15, the start position of the laser marking is corrected.
【0039】その後、ステップS66において、ガラス
基板11に対するレーザマーキングを実行する。このと
き、上記ガルバノミラー23の回転動作により、上記式
(8)で算出された角度分だけマーキングする文字列の
回転角度を調節する。例えば、図8の例ではマーキング
位置13にマーキングされる2文字目の文字「B」の第
1ポイント(書き出し)の回転方向のずれθを補正して
いる。Thereafter, in step S66, laser marking is performed on the glass substrate 11. At this time, the rotation of the galvanomirror 23 adjusts the rotation angle of the character string to be marked by the angle calculated by the equation (8). For example, in the example of FIG. 8, the rotational direction deviation θ of the first point (writing) of the second character “B” to be marked at the marking position 13 is corrected.
【0040】本実施形態のレーザマーキング方法及び装
置では、XYテーブル15に対してガラス基板11を位
置決めするための基板規制機構が不要であるため装置の
構造を簡略化することができる。また、基板規制の動作
が不要となるので、タクトの向上を図ることができる。
さらに、ガラス基板11の第1及び第2のアラインメン
トマーク14A,14Bの認識結果に基づいてマーキン
グ位置を補正するため、XYテーブル15に対する基板
位置の微少なずれと、それに起因する文字列の微少なず
れ高精度で補正することができる。In the laser marking method and apparatus according to the present embodiment, the structure of the apparatus can be simplified since a substrate regulating mechanism for positioning the glass substrate 11 with respect to the XY table 15 is unnecessary. In addition, since the operation of regulating the substrate is not required, the tact time can be improved.
Further, since the marking position is corrected based on the recognition result of the first and second alignment marks 14A and 14B of the glass substrate 11, a slight displacement of the substrate position with respect to the XY table 15 and a minute character string caused by the displacement are caused. The displacement can be corrected with high accuracy.
【0041】本発明は、上記実施形態に限定されず、種
々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ス
テージ、ガリバノミラー、及び基板の直交座標の向きが
すべて一致しているが、これらの直交座標系の向きが一
致しない場合でも座標変換を行うことにより本発明を適
用することができる。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the directions of the rectangular coordinates of the stage, the galvanomirror, and the substrate are all the same, but the present invention is applied by performing coordinate conversion even when the directions of these rectangular coordinate systems do not match. Can be.
【0042】レーザを照射するための光学系は、fθレ
ンズとガリバノミラーの組合せに限定されず、レーザ光
源から射出されるレーザ光の照射位置を少なくとも2方
向に変化させるものであればよい。本発明は、レーザマ
ーキング技術に限定されず、基板穴あけ加工等の他のレ
ーザ加工技術にも適用することができる。The optical system for irradiating the laser is not limited to the combination of the fθ lens and the galvanomirror, but may be any as long as it can change the irradiation position of the laser light emitted from the laser light source in at least two directions. The present invention is not limited to the laser marking technology, but can be applied to other laser processing technologies such as a substrate drilling process.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のレーザ加工方法及びレーザ加工装置では、基板のXY
テーブルを含む直交軸上のずれと、この直交軸に対して
直交する軸線回りの回転方向のずれを、第1及び第2の
アラインメントマークの認識座標と基準座標の比較に基
づいて算出し、これらのずれを補正するようにXYテー
ブル及びレーザ照射光学系を動作させる。よって、基板
規制機構を設ける必要がなく、レーザ加工装置の構造を
簡略化することができる。また、基板規制が不要となる
のでレーザ加工のタクトが向上する。さらに、第1及び
第2のアラインメントマークの認識結果に基づいて算出
した基板のずれを補正するように、XYテーブル及びレ
ーザ照射光学系を動作させるため、基板位置の微少なず
れと、それに起因する文字列の微少なずれ高精度で解消
することができる。As is apparent from the above description, in the laser processing method and the laser processing apparatus of the present invention, the XY
A shift on the orthogonal axis including the table and a shift in a rotational direction about an axis orthogonal to the orthogonal axis are calculated based on a comparison between the recognized coordinates of the first and second alignment marks and the reference coordinates, and The XY table and the laser irradiation optical system are operated so as to correct the deviation. Therefore, there is no need to provide a substrate regulating mechanism, and the structure of the laser processing apparatus can be simplified. In addition, since there is no need to regulate the substrate, the tact time of laser processing is improved. Further, since the XY table and the laser irradiation optical system are operated so as to correct the displacement of the substrate calculated based on the recognition results of the first and second alignment marks, a slight displacement of the substrate position and the resulting displacement are caused. A slight displacement of a character string can be resolved with high precision.
【図1】 本発明の実施形態に係るレーザマーキング装
置を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a laser marking device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 ガラス基板を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a glass substrate.
【図3】 XYテーブルに対するガラス基板の位置ずれ
を説明するための概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view for explaining displacement of a glass substrate with respect to an XY table.
【図4】 基準座標及び基準移動量の決定を説明するた
めのフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining determination of reference coordinates and a reference movement amount.
【図5】 基準移動量を説明するための概略平面図であ
る。FIG. 5 is a schematic plan view for explaining a reference movement amount.
【図6】 レーザマーキングを説明するためのフローチ
ャートである。FIG. 6 is a flowchart for explaining laser marking.
【図7】 基準座標と認識座標の関係を説明するための
図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a relationship between reference coordinates and recognition coordinates.
【図8】 回転方向のずれθの補正の一例を示す平面図
である。FIG. 8 is a plan view showing an example of correction of a rotational deviation θ.
【図9】 基板規制機構の一例を示す概略平面図であ
る。FIG. 9 is a schematic plan view showing an example of a substrate regulating mechanism.
11 ガラス基板 12 液晶チップ 13 マーキング位置 14A,14B アラインメントマーク 15 XYテーブル 16A,16B サーボモータ 17A,17B ボールネジ 18 レーザユニット 19 レーザ発信機 21 反射ハーフミラー 22 fθレンズ 23 ガルバノミラー 24 レーザ照射点 26 認識カメラ 27 メインコントローラ 28 認識ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Glass substrate 12 Liquid crystal chip 13 Marking position 14A, 14B Alignment mark 15 XY table 16A, 16B Servo motor 17A, 17B Ball screw 18 Laser unit 19 Laser transmitter 21 Reflection half mirror 22 fθ lens 23 Galvano mirror 24 Laser irradiation point 26 Recognition camera 27 Main controller 28 Recognition unit
Claims (3)
設けた基板をXYテーブル上に載置し、 上記第1及び第2のアラインメントマークを認識装置に
より認識し、 上記認識装置により認識した上記第1及び第2のアライ
ンメントマークの座標である認識座標と、予め計測した
XYテーブル上に上記基板をずれのない位置に配置した
ときに上記認識装置により認識した上記第1及び第2の
アラインメントマークの座標である基準座標とを比較
し、 上記比較に基づいて基板の上記XYテーブルに対する、
上記XYテーブルを含む直交軸上のずれと、この直交軸
に対して直交する軸線回りの回転方向のずれを算出し、 上記直交軸方向のずれをXYテーブルの移動により補正
すると共に、上記回転方向のずれをレーザ照射光学系の
動作により補正して、基板にレーザ照射により加工を施
すレーザ加工方法。1. A substrate provided with first and second alignment marks is placed on an XY table, the first and second alignment marks are recognized by a recognition device, and the first and second alignment marks are recognized by the recognition device. Recognition coordinates, which are the coordinates of the first and second alignment marks, and the coordinates of the first and second alignment marks recognized by the recognition device when the substrate is placed on the XY table measured in advance without any displacement. And comparing the coordinates with the reference coordinates, and based on the comparison,
Calculating a shift on an orthogonal axis including the XY table and a shift in a rotational direction about an axis orthogonal to the orthogonal axis, correcting the shift in the orthogonal axis direction by moving the XY table, and A laser processing method of correcting the displacement by the operation of a laser irradiation optical system and processing the substrate by laser irradiation.
求項1に記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the processing is laser marking.
設けた基板にレーザ照射光学系からのレーザ照射により
加工を施すレーザ加工装置であって、 上記基板が載置されるXYテーブルと、 上記XYテーブル上の基板を認識する認識装置と、 上記レーザ照射光学系とXYテーブルを制御する制御部
とを備え、 上記制御部は、上記認識装置により認識した上記第1及
び第2のアラインメントマークの座標である認識座標
と、予め計測したXYテーブル上に上記基板をずれのな
い位置に配置したときに上記認識装置により認識した上
記第1及び第2のアラインメントマークの座標である基
準座標とを比較し、この比較に基づいて基板の上記XY
テーブルに対する、上記XYテーブルを含む直交軸上の
ずれと、この直交軸に対して直交する軸線回りの回転方
向のずれを算出し、上記直交軸方向のずれを補正するよ
うにXYテーブルの移動を移動させると共に、上記回転
方向のずれを補正するようにレーザ照射光学系を動作さ
せる、レーザ加工装置。3. A laser processing apparatus for processing a substrate provided with first and second alignment marks by laser irradiation from a laser irradiation optical system, comprising: an XY table on which the substrate is placed; A recognition device for recognizing the substrate on the table; and a control unit for controlling the laser irradiation optical system and the XY table, wherein the control unit controls the coordinates of the first and second alignment marks recognized by the recognition device. Is compared with reference coordinates, which are the coordinates of the first and second alignment marks recognized by the recognition device when the substrate is arranged at a position without displacement on the XY table measured in advance. XY of the substrate based on this comparison
The displacement of the XY table with respect to the table on the orthogonal axis including the XY table and the displacement in the rotational direction about the axis orthogonal to the orthogonal axis are calculated, and the movement of the XY table is corrected so as to correct the displacement in the orthogonal axis direction. A laser processing apparatus that moves and operates a laser irradiation optical system so as to correct the above-described deviation in the rotation direction.
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- 2001-05-09 JP JP2001138521A patent/JP2002331379A/en active Pending
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