JP2008246556A - Energy measuring method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエネルギー測定方法及びエネルギー測定装置に関する。より詳しくは、経時的にエネルギーが変動するエネルギー源を備えた装置のエネルギー補正に適用されるエネルギー測定方法及び装置に関する。 The present invention relates to an energy measuring method and an energy measuring device. More particularly, the present invention relates to an energy measuring method and apparatus applied to energy correction of an apparatus having an energy source whose energy varies with time.
インナーグラスマーキング(以下、単にIGMと記す)装置は、ガラス基板の内部に文字や記号等のマーキングを形成するように構成された加工装置であり(例えば特許文献1参照)、パルス状のレーザビームを発するレーザ光源、マーキングの対象となるガラス基板を載置保持するための基板保持ステージ、レーザ光源から発したレーザビームをガラス基板の内部に収束させると共にマーキングに応じた走査信号により走査させるように構成された加工ヘッド、及び基板保持ステージと加工ヘッドとを相対駆動するための駆動手段を備える。このようなIGM装置では、前記駆動手段により、基板保持ステージと加工ヘッドとの相対位置を変化させることにより、複数の加工位置にマーキングを施すことが可能となる。
ところで、IGM装置では、加工ヘッドの移動(図1のX方向)に伴い、光軸のズレやビーム径の変化が生じたり、またレーザ光源から発せられたレーザビームの光路長の変化が生じたりするため、レーザ光源のエネルギーが一定の場合でも、各加工位置でのエネルギーが変動することがある。更に、レーザ光源の経時的なエネルギー変動も避けられない。このようにエネルギーの強さが変動することにより、マーキングが加工位置または加工日時によって一定しない等の不都合が生じることがある。 By the way, in the IGM apparatus, with the movement of the machining head (X direction in FIG. 1), the optical axis shift and the beam diameter change, or the optical path length of the laser beam emitted from the laser light source changes. Therefore, even when the energy of the laser light source is constant, the energy at each processing position may vary. Furthermore, energy fluctuations over time of the laser light source are inevitable. As the energy intensity varies in this way, there may be inconveniences such as the marking not being fixed depending on the processing position or the processing date and time.
そこで、IGM装置では、上記不都合を無くすために、各加工位置でのレーザビームのエネルギー変動の補正を行っている。 Therefore, in the IGM apparatus, in order to eliminate the above inconveniences, correction of energy fluctuation of the laser beam at each processing position is performed.
しかし、従来の方式では、このようなエネルギー変動の補正は、加工ヘッドから照射されるレーザビームのエネルギーを、全ての加工位置(図1のX1〜X5)において測定したエネルギー値に基づいて行っていた。このため、測定に費やす時間が長いという問題があった。エネルギー測定の際には加工ヘッドを各加工位置で停止する必要があることも考えると、測定時間は加工位置の増加に伴い非常に長くなり、生産性が低くなる。 However, in the conventional method, such energy fluctuation correction is performed based on the energy values measured at all the processing positions (X1 to X5 in FIG. 1) of the energy of the laser beam irradiated from the processing head. It was. For this reason, there was a problem that the time spent for the measurement was long. Considering that it is necessary to stop the machining head at each machining position when measuring energy, the measurement time becomes very long as the machining position increases, and the productivity becomes low.
本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、経時的にエネルギーが変動するエネルギー源を使用する装置において、エネルギー変動の補正に必要なエネルギー測定の測定時間の短縮を図り、生産性の向上に繋げることのできるエネルギー測定方法及びエネルギー測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. In an apparatus using an energy source whose energy varies with time, the measurement time of energy measurement necessary for correcting the energy variation is shortened, and productivity is improved. An object of the present invention is to provide an energy measuring method and an energy measuring apparatus that can lead to improvement.
上記目的を達成するために、本発明に係るエネルギー測定方法は、経時的にエネルギーが変動するエネルギー源(31)を備えた装置(1)のエネルギー補正に適用されるエネルギー測定方法であって、予め複数の位置(X1〜X5)で測定したエネルギー源(31)からのエネルギー値(E1〜E5)をエネルギーテーブル(T)として取得し、複数の位置(X1〜X5)のうち基準位置(X1)で経時後に実測したエネルギー値(E1’)と、エネルギーテーブル(T)におけるデータとに基づいて、複数の位置(X1〜X5)のうち非基準位置(X2〜X5)における経時後のエネルギー値(E2’〜E5’)を予測することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an energy measurement method according to the present invention is an energy measurement method applied to energy correction of an apparatus (1) including an energy source (31) whose energy varies over time, Energy values (E1 to E5) from the energy source (31) measured in advance at a plurality of positions (X1 to X5) are acquired as an energy table (T), and a reference position (X1) among the plurality of positions (X1 to X5). ), And the energy value after the elapse of time at the non-reference position (X2 to X5) among the plurality of positions (X1 to X5) based on the energy value (E1 ′) actually measured after elapse of time and the data in the energy table (T). (E2 ′ to E5 ′) are predicted.
また、本発明に係る他のエネルギー測定方法は、経時的にエネルギーが変動するエネルギー源(31)を備えた加工装置(1)のエネルギー補正に適用されるエネルギー測定方法であって、前記加工装置(1)は、エネルギー媒体(L)を発するエネルギー源(31)と、複数の加工位置(X1〜X5)に選択的に移動配置可能とされると共にエネルギー源(31)から発したエネルギー媒体(L)を照射可能とされた加工ヘッド(5)と、加工ヘッド(5)が各加工位置(X1〜X5)で照射したエネルギー媒体(L)のエネルギー値(E1〜E5)を測定可能なエネルギーモニタ(6)と、エネルギー源(31)と加工ヘッド(5)とエネルギーモニタ(6)とを制御する制御コンピュータ(7)とを有し、経時前に加工ヘッド(5)が複数の加工位置(X1〜X5)で発するエネルギー値(E1〜E5)をエネルギーテーブル(T)として予め取得するステップ(100)と、経時後に複数の加工位置(X1〜X5)のうち基準位置(X1)に加工ヘッド(5)を配置するステップ(210)と、基準位置(X1)に配置された加工ヘッド(5)から発するエネルギー媒体(L)のエネルギー値(E1’)をエネルギーモニタ(6)により測定するステップ(220)と、基準位置(X1)で測定したエネルギー値(E1’)と上記エネルギーテーブル(T)におけるデータとに基づいて、複数の加工位置(X1〜X5)のうち非基準位置(X2〜X5)において加工ヘッド(5)から照射されるエネルギー値(E2’〜E5’)を予測するステップ(240)とを有することを特徴とする。 Further, another energy measuring method according to the present invention is an energy measuring method applied to energy correction of a processing apparatus (1) provided with an energy source (31) whose energy varies with time. (1) is an energy source (31) that emits an energy medium (L) and an energy medium (31) that can be selectively moved and arranged at a plurality of processing positions (X1 to X5) and that is emitted from the energy source (31) ( L) energy that can measure the energy values (E1 to E5) of the processing head (5) that can be irradiated and the energy medium (L) that the processing head (5) has irradiated at each processing position (X1 to X5). A monitor (6), an energy source (31), a processing head (5), and a control computer (7) for controlling the energy monitor (6). A step (100) of acquiring energy values (E1 to E5) emitted at a number of machining positions (X1 to X5) as an energy table (T) in advance, and a reference position (of a plurality of machining positions (X1 to X5) after time) A step (210) of disposing the machining head (5) at X1) and an energy value (E1 ′) of the energy medium (L) emitted from the machining head (5) arranged at the reference position (X1) as an energy monitor (6) ), The energy value (E1 ′) measured at the reference position (X1), and the data in the energy table (T), the non-processing position (X1 to X5) And (240) predicting energy values (E2 ′ to E5 ′) irradiated from the machining head (5) at the reference positions (X2 to X5). The features.
また、本発明に係るエネルギー測定装置は、経時的にエネルギーが変動するエネルギー源(31)を備えた装置のエネルギー補正に適用されるエネルギー測定装置であって、エネルギー源(31)による複数の位置(X1〜X5)でのエネルギー値(E1〜E5)を測定するためのエネルギーモニタ(6)と、予め複数の位置(X1〜X5)で測定したエネルギー源(31)からのエネルギー値(E1〜E5)を取得したエネルギーテーブル(T)を持ち、複数の位置(X1〜X5)のうち基準位置(X1)で経時後にエネルギーモニタ(6)により実測したエネルギー値(E1’)と、エネルギーテーブル(T)におけるデータとに基づいて、複数の位置(X1〜X5)のうち非基準位置(X2〜X5)における経時後のエネルギー値(E2’〜E5’)を予測する予測手段(7)とを備えることを特徴とする。 Moreover, the energy measuring device according to the present invention is an energy measuring device applied to energy correction of a device including an energy source (31) whose energy varies with time, and a plurality of positions by the energy source (31). The energy values (E1 to E5) from the energy monitor (6) for measuring the energy values (E1 to E5) at (X1 to X5) and the energy source (31) measured in advance at a plurality of positions (X1 to X5). E5) has an energy table (T) acquired, and the energy value (E1 ′) actually measured by the energy monitor (6) after a lapse of time at the reference position (X1) among the plurality of positions (X1 to X5) and the energy table ( Based on the data at T), the energy value (E) after time at the non-reference position (X2 to X5) among the plurality of positions (X1 to X5). '~E5'), characterized in that it comprises a prediction means for predicting (7).
また、本発明に係る他のエネルギー測定装置は、経時的にエネルギーが変動するエネルギー源(31)を備えた加工装置(1)のエネルギー補正に適用されるエネルギー測定装置であって、エネルギー媒体(L)を発するエネルギー源(31)と、複数の加工位置(X1〜X5)に選択的に移動配置可能とされると共にエネルギー源(31)から発したエネルギー媒体(L)を照射可能とされた加工ヘッド(5)と、加工ヘッド(5)が各加工位置(X1〜X5)で照射したエネルギー媒体(L)のエネルギー値(E1〜E5)を測定可能なエネルギーモニタ(6)と、経時前に加工ヘッド(5)が複数の加工位置(X1〜X5)で発するエネルギー値(E1〜E5)をエネルギーテーブル(T)として予め持ち、経時後に複数の加工位置(X1〜X5)のうち基準位置(X1)に配置された加工ヘッド(5)からエネルギーモニタ(6)により測定したエネルギー値(E1’)と上記エネルギーテーブル(T)におけるデータとに基づいて、複数の加工位置(X1〜X5)のうち非基準位置(X2〜X5)において加工ヘッド(5)から照射されるエネルギー値(E2’〜E5’)を予測するように構成された制御コンピュータ(7)とを有することを特徴とする。 Another energy measuring device according to the present invention is an energy measuring device applied to energy correction of a processing device (1) provided with an energy source (31) whose energy fluctuates with time. L) and an energy source (31) that emits the energy medium (L) emitted from the energy source (31) can be selectively moved and arranged at a plurality of processing positions (X1 to X5). A processing head (5), an energy monitor (6) capable of measuring energy values (E1 to E5) of an energy medium (L) irradiated by the processing head (5) at each processing position (X1 to X5), and before aging Energy values (E1 to E5) emitted by the machining head (5) at a plurality of machining positions (X1 to X5) in advance as an energy table (T), and a plurality of machining positions ( 1 to X5) based on the energy value (E1 ′) measured by the energy monitor (6) from the machining head (5) disposed at the reference position (X1) and the data in the energy table (T). Control computer (7) configured to predict energy values (E2 ′ to E5 ′) irradiated from the machining head (5) at non-reference positions (X2 to X5) among the machining positions (X1 to X5) of It is characterized by having.
なお、本発明では、エネルギーの補正を行う場合もエネルギー測定のうちに含むものとしている。また、本欄(課題を解決するための手段の欄)において各構成要素に付した括弧書きの符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In the present invention, energy correction is also included in energy measurement. In addition, the reference numerals in parentheses attached to each component in this column (the column for means for solving the problem) indicate the correspondence with the specific unit described in the embodiments described later.
本発明によると、経時的にエネルギーが変動するエネルギー源を使用する装置において、エネルギー変動の補正に必要なエネルギー測定の測定時間の短縮を図ることができ、その結果、生産性の向上に繋げることができる。本発明では、予め全ての加工位置でのエネルギーを測定しエネルギーテーブルを取得しておき、経時的なエネルギー変動を補正する場合は、必要最少の加工位置のみ測定し、他の加工位置のエネルギーは前記測定値と先に取得しているエネルギーテーブルから予測するため、測定時間が短縮される。N個の加工位置があり、測定する加工位置(基準位置)を1つとした場合、単純に測定時間は1/Nになる。この効果は加工位置が多いほど大きい。測定時間が短縮されることで生産性の向上に繋がる。 According to the present invention, in an apparatus using an energy source whose energy fluctuates with time, it is possible to shorten the measurement time of energy measurement necessary for correcting the energy fluctuation, and as a result, it leads to improvement of productivity. Can do. In the present invention, energy at all machining positions is measured in advance to obtain an energy table, and when correcting energy fluctuations over time, only the minimum necessary machining position is measured, and the energy at other machining positions is Since the prediction is made from the measured value and the energy table obtained in advance, the measurement time is shortened. If there are N machining positions and one machining position (reference position) is measured, the measurement time is simply 1 / N. This effect is greater as the machining position is increased. Shortening measurement time leads to improved productivity.
図1は本発明に係るエネルギー測定装置を適用したIGM装置1の構成概要を示す図、図2は図1のI−I線矢視図である。図1,2に示すようにIGM装置1は、基板保持ステージ2、光源ユニット3、光学系4、加工ヘッド5、パワーモニタ6及び制御コンピュータ7などを備える。なお、図1,2において、直交座標系の3軸をX、Y、Zとし、水平面をXY平面、鉛直方向をZ方向とする。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an
基板保持ステージ2は、マーキングの対象となるガラス基板Kを真空吸着保持可能な保持面2aを有すると共に、ステージ駆動装置21によってY方向の任意の位置に移動・停止自在とされる。ステージ駆動装置21は、例えば、ボールネジ及びこのボールネジを回転駆動するサーボモータなどにより構成される。
The
光源ユニット3は、レーザ発振器31及びパワー調整器32を備える。レーザ発振器31として、例えばグリーンレーザやUVレーザを用いることができる。パワー調整器32は、制御コンピュータ7からの信号に基づいてエネルギー値を調整可能に構成される。
The
光学系4は、レーザ発振器31が発したレーザビームLを加工ヘッド5に導く一対のミラー41を備える。
The
加工ヘッド5は、光学系4から導かれたレーザビームLを、基板保持ステージ2に載置保持されたガラス基板Kの内部に収束させると共にマーキングに応じた走査信号により走査させるように構成され、図示は省略したが、シャッター、ミラー、ガルバノミラー及びfθレンズなどを内部に備える。加工ヘッド5は、ヘッド駆動装置51によりX方向に沿った加工位置X1〜X5に移動・停止自在とされる。ヘッド駆動装置51は、例えば、ボールネジ及びこのボールネジを回転駆動するサーボモータなどにより構成される。
The
パワーモニタ6は、基板保持ステージ2の側面下方に設けられ、その受光面6aをレーザビームLの到来方向である上方に向けた状態とされる。パワーモニタ6は、モニタ駆動装置61によりX方向の任意の位置に移動・停止自在とされる。モニタ駆動装置61は、例えば、ボールネジ及びこのボールネジを回転駆動するサーボモータなどにより構成される。
The
制御コンピュータ7は、タッチパネル等の入出力装置、メモリチップやマイクロプロセッサなどを主体とした適当なハードウエア、このハードウエアを動作させるためのコンピュータプログラムを組み込んだハードディスク装置、及び各構成部とデータ通信を行う適当なインターフェイス回路などから構成され、IGM装置1が一連のマーキング動作を行うための指令信号を各構成部に送るように構成される。なお、この一連のマーキング動作の一部をPLC(プログラマブルロジックコントローラ)で行うようにしてもよい。
The
次に、図3から図11も参照して、IGM装置1の動作について説明する。IGM装置1の初期状態は次のとおりとする。即ち、電源が投入されており、レーザ発信器31はオン、基板保持ステージ2の保持面2aには、マーキング対象となるガラス基板Kが載置保持されている。ガラス基板Kには、図2に示すように、合計25箇所のマーキング予定位置P11〜P55がある。
Next, the operation of the IGM
図3はIGM装置1の一連動作の概要を示すフローチャートである。図3に示すように、IGM装置1の動作は、大きく分けて、エネルギーテーブル取得処理〔ステップ100〕、経時補正処理〔ステップ200〕及びマーキング処理〔ステップ300〕からなる。
FIG. 3 is a flowchart showing an outline of a series of operations of the IGM
図4はエネルギーテーブル取得処理の動作を示すフローチャート、図5はエネルギーテーブルTにおける諸データの作成手順を説明するための図、図6はエネルギーテーブルTを示す図、図7は経時補正処理の動作を示すフローチャート、図8は経時補正処理に用いる諸データを説明するための図、図9はレーザ発振器31の経時的なエネルギーの変動を説明するための図、図10はマーキング処理の動作を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the energy table acquisition processing, FIG. 5 is a diagram for explaining a procedure for creating various data in the energy table T, FIG. 6 is a diagram showing the energy table T, and FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining various data used for the temporal correction processing, FIG. 9 is a diagram for explaining the fluctuation of energy of the
ユーザは、制御コンピュータ7における入出力装置から、動作開始の命令を入力する。これにより、図4に示すように、まず、エネルギーテーブル取得処理〔ステップ100〕が開始する。即ち、加工ヘッド5は、ヘッド駆動装置51により加工位置X1に駆動される。パワーモニタ6は、モニタ駆動装置61により加工位置X1の真下に駆動される〔ステップ110〕。この状態で加工ヘッド5は、内部のシャッターを開くことによりパワーモニタ6に向けてレーザビームLを発する。パワーモニタ6は、レーザビームLを受光してそのエネルギー値を測定し、測定結果を制御コンピュータ7に送る。制御コンピュータ7は、パワーモニタ6から送られたエネルギー値を記憶する〔ステップ120〕。
The user inputs an operation start command from the input / output device in the
加工位置X1でのエネルギー測定が終わると、加工ヘッド5は、ヘッド駆動装置51により加工位置X2に駆動される。パワーモニタ6は、モニタ駆動装置61により加工ヘッド5と同期して加工位置X2の真下に駆動される〔ステップ110〕。そして、加工位置X1でのエネルギー測定と同様な要領で、加工位置X2でのエネルギー測定を行う〔ステップ120〕。以降、同様にして加工位置X3〜X5についてもエネルギー測定を行う。
When the energy measurement at the machining position X1 is completed, the
加工位置X1から加工位置X5までのエネルギー測定が終了した時点で〔ステップ130でイエス〕、制御コンピュータ7には、各加工位置X1〜X5で測定したレーザビームLのエネルギー値が記憶されている〔図5(A)参照〕。ここで、加工位置X1,X2,X3,X4,X5で得たレーザビームLのエネルギー値を、それぞれE1,E2,E3,E4,E5とする。
When the energy measurement from the machining position X1 to the machining position X5 is completed [Yes in Step 130], the
制御コンピュータ7は、上記エネルギー値E1〜E5に基づき、次に示すオフセット量を算出する。即ち、加工位置X1を基準位置とし、加工位置X1で測定したエネルギー値E1と、他の加工位置X2,X3,X4,X5で測定したエネルギー値E2,E3,E4,E5との差をそれぞれオフセット量β2,β3,β4,β5として算出する〔図5(B)参照〕。
The
また、制御コンピュータ7は、上記エネルギー値E1,E2,E3,E4,E5とエネルギー目標値E0とに基づいて、各加工位置X1,X2,X3,X4,X5についての経時前のエネルギー補正量γ1,γ2,γ3,γ4,γ5を算出する。なお、エネルギー目標値E0とは、IGM装置1によるマーキング動作に適当とされるレーザビームLのエネルギー値であり、この値は全てのマーキング予定位置P11〜P55で同じ値とされる。上記経時前のエネルギー補正量γ1〜γ5は、それぞれγ1=(E1−E0)、γ2=(E2−E0)、γ3=(E3−E0)、γ4=(E4−E0)、γ5=(E5−E0)である〔図5(C)参照〕。以上のようにして算出した各データは、図6に示すエネルギーテーブルTとして記憶される〔ステップ140〕。この例ではエネルギー目標値E0は各加工位置X1〜X5で同じ値としたが、被加工材の加工バラツキや加工目的によって、それぞれ異なる値であってもよい。
Further, the
続いて、図7に示すように、経時補正処理〔ステップ200〕が開始する。経時補正処理は、レーザ発振器31の経時的な出力変動の補正を行う処理であり、レーザ発振器31に電源が投入されてから所定時間経過した後に適用される。加工ヘッド5は、ヘッド駆動装置51により基準位置である加工位置X1に駆動される〔ステップ210〕。パワーモニタ6は、モニタ駆動装置61により加工位置X1の真下に駆動される。この状態で加工ヘッド5は、内部のシャッターを開くことによりパワーモニタ6に向けてレーザビームLを発する。パワーモニタ6は、レーザビームLを受光してそのエネルギー値を測定し、測定結果を制御コンピュータ7に送る。制御コンピュータ7は、パワーモニタ6から送られたエネルギー値を記憶する〔ステップ220〕。ここで、加工位置(基準位置)X1で得たレーザビームLのエネルギー値をE1’とする〔図8(A)参照〕。図8(A)は、レーザ発振器31のエネルギーが経時的に低下している状態を示している。
Subsequently, as shown in FIG. 7, the time correction process [step 200] starts. The time correction process is a process for correcting the output fluctuation of the
制御コンピュータ7は、エネルギーテーブルTに記憶したエネルギー値E1と、ステップ220で取得したエネルギー値E1’との差分(E1’−E1)を経時変動量αとして算出する〔ステップ230〕。加工位置X1を基準位置とし、基準位置X1を除く加工位置X2,X3,X4,X5でのそれぞれ経時前のエネルギー値E2,E3,E4,E5から経時変動量αを減算することで、各加工位置X2,X3,X4,X5における経時後のエネルギー値を予測する〔ステップ240〕。
The
各加工位置X2,X3,X4,X5における予測した経時後のエネルギー値は、図8(B)に示すように、それぞれ(E2−α)、(E3−α)、(E4−α)、(E5−α)となる。ここでは各加工位置X2,X3,X4,X5におけるエネルギー値の予測は、全て経時変動量αの減算で算出したが、システムの経時変化のメカニズムによっては、経時変動量αのエネルギー値E1に対する割合(α/E1×100=δ%)を用いて、各加工位置のエネルギー値に加算する方法、例えば(E2+δ×E2/100)のように算出することも考えられる。つまり、システムの経時変化のメカニズムが関係式で表現できればどのような算出方法であってもよい。 As shown in FIG. 8B, the estimated energy values after the lapse of time at the machining positions X2, X3, X4, and X5 are (E2-α), (E3-α), (E4-α), ( E5-α). Here, the energy values at the machining positions X2, X3, X4, and X5 are all calculated by subtraction of the time variation α, but the ratio of the time variation α to the energy value E1 depends on the change mechanism of the system with time. It is also conceivable to use (α / E1 × 100 = δ%) and add to the energy value at each machining position, for example, (E2 + δ × E2 / 100). In other words, any calculation method may be used as long as the mechanism of the system change with time can be expressed by a relational expression.
経時後の補正量は具体的には、図8(C)に示すように、次の値となる。
加工位置X1での経時後の補正量は、γ1−αである。
加工位置X2での経時後の補正量は、γ2−α=γ1−β2−αである。
加工位置X3での経時後の補正量は、γ3−α=γ1−β3−αである。
加工位置X4での経時後の補正量は、γ4−α=γ1−β4−αである。
加工位置X5での経時後の補正量は、γ5−α=γ1−β5−αである。
Specifically, the correction amount after the lapse of time has the following value as shown in FIG.
The correction amount after the lapse of time at the processing position X1 is γ1-α.
The correction amount after the elapse of time at the machining position X2 is γ2-α = γ1-β2-α.
The correction amount after the elapse of time at the machining position X3 is γ3-α = γ1-β3-α.
The correction amount after the lapse of time at the processing position X4 is γ4-α = γ1-β4-α.
The correction amount after the lapse of time at the processing position X5 is γ5-α = γ1-β5-α.
このように、基準位置X1を除く加工位置X2〜X5でのエネルギー値は、実際にパワーモニタ6で測定するのでなく、経時変動量αと、オフセット量β2〜β5と、経時前のエネルギー補正量γ1とに基づいて予測する。これらの各データは、エネルギーテーブルTに記憶されている。従って、測定に費やす時間が節減され、その結果、IGM装置1の生産性の向上を図ることができる。
As described above, the energy values at the machining positions X2 to X5 excluding the reference position X1 are not actually measured by the
基準位置X1を除く加工位置X2〜X5でのエネルギー値を、エネルギーテーブルTに記憶された上記各データに基づいて予測することができるのは、次の理由による。即ち、図9(A)に示すように、レーザ発振器31のエネルギーが経時的に変動する場合、基準位置X1を除く各加工位置X2〜X5でのエネルギーも基準位置X1のエネルギーと同じ量で変動するからである。具体的に言えば、図9(B)に示すように、各加工位置X2〜X5の経時的なエネルギー変動において、時間aでのエネルギーと時間bでのエネルギーの経時変動量αは各加工位置X2〜X5とも同じになるからである。なお、図9(B)において、時間aのときの各加工位置X1〜X5でのエネルギー値は、図8(B)の上側の破線グラフに示され、時間bのときの各加工位置X1〜X5でのエネルギー値は、図8(B)の下側の実線グラフに示される。
The reason why the energy values at the machining positions X2 to X5 excluding the reference position X1 can be predicted based on the data stored in the energy table T is as follows. That is, as shown in FIG. 9A, when the energy of the
経時補正処理が終了すると、図10に示すように、マーキング処理〔ステップ300〕が開始する。このマーキング処理は、レーザ発振器31がオンした当初からそのエネルギー変動が大きくなったと見なされる期間に、ガラス基板Kの各マーキング予定位置P11〜P55へマーキングを施す処理である。
When the time correction process is completed, the marking process [step 300] starts as shown in FIG. This marking process is a process for marking each of the planned marking positions P11 to P55 on the glass substrate K during a period in which the energy fluctuation is considered to have increased since the
基板保持ステージ2と加工ヘッド5との相対移動により、加工ヘッド5はマーキング予定位置P11の真上に配置される〔ステップ310〕。このとき加工ヘッド5は加工位置X1にある。制御コンピュータ7は、経時補正処理〔ステップ200〕で求めたエネルギー補正量(γ1−α)をパワー調整器32に送る〔ステップ320〕。これにより、レーザ発振器31から発するレーザビームLは、エネルギー目標値E0となるように制御される。加工ヘッド5は、ガラス基板Kの内部に集束したパルス状のレーザビームLを、マーキングに応じた走査信号でのガルバノミラーの駆動により走査させる。これにより、マーキング予定位置P11に対応するガラス基板Kの内部に文字や記号等のマーキングを形成する〔ステップ330〕。
Due to the relative movement between the
マーキング予定位置P11についてのマーキングが終わると、基板保持ステージ2と加工ヘッド5との相対移動により、加工ヘッド5はマーキング予定位置P21の真上に配置される〔ステップ310〕。このとき加工ヘッド5は加工位置X2にある。制御コンピュータ7は、ステップ200の経時補正処理で求めたエネルギー補正量(γ2−α=γ1−β2−α)をパワー調整器32に送る〔ステップ320〕。これにより、レーザ発振器31から発するレーザビームLは、エネルギー目標値E0となるように制御される。加工ヘッド5は、ガラス基板Kの内部に集束したパルス状のレーザビームLを、マーキングに応じた走査信号でのガルバノミラーの駆動により走査させる。これにより、マーキング予定位置P21に対応するガラス基板Kの内部に文字や記号等のマーキングを形成する〔ステップ330〕。
When the marking for the planned marking position P11 is finished, the
以降、同様にして、図2の矢印Dに示すように、例えばマーキング予定位置P31、P41、P51、P52、P42、P32、・・・・P45、P55の順で、マーキングを形成していく〔ステップ330〕。 Thereafter, in the same manner, as shown by an arrow D in FIG. 2, for example, markings are formed in the order of marking positions P31, P41, P51, P52, P42, P32,. Step 330].
全てのマーキング予定位置P11〜P55へのマーキングが終了したガラス基板Kは、ロボットハンド等の搬出機構により、後段工程へと搬出される。そして、基板保持ステージ2には、次の新しいガラス基板Kが載置保持され、上記ステップ310からステップ330の動作要領でマーキングを形成する。
The glass substrate K for which marking has been completed at all the planned marking positions P11 to P55 is carried out to a subsequent process by a carry-out mechanism such as a robot hand. Then, the next new glass substrate K is placed and held on the
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上に開示した実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこの実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。例えば、上述の実施の形態では、測定点の数を5点としているが、2点以上4点以下、または6点以上としてもよい。本発明は、IGM装置以外のマーキング装置、露光装置、穿孔装置などの加工装置やエネルギー源を必要とする検査装置、照明装置など、エネルギーの補正を必要とするあらゆる装置に適用することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment disclosed above is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. For example, in the above-described embodiment, the number of measurement points is 5, but may be 2 or more, 4 or less, or 6 or more. The present invention can be applied to all devices that require energy correction, such as marking devices other than the IGM device, exposure devices, drilling devices, and other processing devices, inspection devices that require an energy source, and illumination devices.
図11は図8(C)及び図9(B)に相当する実測データである。この実施例では、加工位置の数は合計16箇所としてある。図11(A)は図8(C)に相当する実測データである。図11(A)において、グラフG1は、補正前の各加工位置におけるエネルギー値を示す。グラフG2は、各加工位置の経時的なエネルギー変動に伴う補正後のエネルギー値(エネルギー目標値)を示す。つまり、各加工位置でのエネルギー値が同じ設定値になるように補正をかけた状態を示す。図11(B)は、図9(B)に相当する実測データである。各加工位置での補正量の経時的な変動を測定したところ、図11(B)に示すように、各加工位置での補正量の絶対値は異なるが、補正量の変動幅はほぼ同じになる。 FIG. 11 shows measured data corresponding to FIGS. 8C and 9B. In this embodiment, the number of machining positions is 16 in total. FIG. 11A shows actual measurement data corresponding to FIG. In FIG. 11A, a graph G1 indicates the energy value at each machining position before correction. Graph G2 shows the energy value (energy target value) after correction accompanying energy fluctuation with time at each machining position. That is, a state in which correction is performed so that the energy value at each machining position becomes the same set value is shown. FIG. 11B shows actual measurement data corresponding to FIG. When the variation with time of the correction amount at each machining position was measured, as shown in FIG. 11B, the absolute value of the correction amount at each machining position was different, but the variation range of the correction amount was almost the same. Become.
1 IGM装置(装置、加工装置)
5 加工ヘッド
6 パワーモニタ(エネルギーモニタ)
7 制御コンピュータ(予測手段)
31 レーザ発信器(エネルギー源)
32 パワー調整器(出力制御装置)
51 ヘッド駆動装置(伝搬長調整機構)
100 ステップ
220 ステップ
240 ステップ
E1〜E5 エネルギー値
E1’〜E5’ エネルギー値
K ガラス基板(被加工材)
L レーザビーム(エネルギー媒体)
X1 加工位置(基準位置、位置)
X2〜X5 加工位置(非基準位置、位置)
T エネルギーテーブル
1 IGM equipment (apparatus, processing equipment)
5
7 Control computer (prediction means)
31 Laser transmitter (energy source)
32 Power regulator (output control device)
51 Head drive device (propagation length adjustment mechanism)
100
L Laser beam (energy medium)
X1 Machining position (reference position, position)
X2 to X5 machining position (non-reference position, position)
T energy table
Claims (16)
予め複数の位置で測定したエネルギー源からのエネルギー値をエネルギーテーブルとして取得し、
複数の位置のうち基準位置で経時後に実測したエネルギー値と、エネルギーテーブルにおけるデータとに基づいて、複数の位置のうち非基準位置における経時後のエネルギー値を予測する
ことを特徴とするエネルギー測定方法。 An energy measurement method applied to energy correction of an apparatus having an energy source whose energy varies with time,
Obtain energy values from energy sources measured in advance at multiple locations as an energy table,
An energy measurement method for predicting an energy value after elapse at a non-reference position among a plurality of positions based on an energy value measured after elapse at a reference position among a plurality of positions and data in an energy table. .
エネルギー源による複数の位置でのエネルギー値を測定するためのエネルギーモニタと、
予め複数の位置で測定したエネルギー源からのエネルギー値を取得したエネルギーテーブルを持ち、複数の位置のうち基準位置で経時後にエネルギーモニタにより実測したエネルギー値と、エネルギーテーブルにおけるデータとに基づいて、複数の位置のうち非基準位置における経時後のエネルギー値を予測する予測手段と、
を備えることを特徴とするエネルギー測定装置。 An energy measuring device applied to energy correction of a device having an energy source whose energy varies with time,
An energy monitor for measuring energy values at multiple locations by an energy source;
It has an energy table that has acquired energy values from energy sources measured in advance at multiple positions, and based on the energy values measured by the energy monitor after the passage of time at the reference position and the data in the energy table. A prediction means for predicting an energy value after time at a non-reference position among the positions of
An energy measuring device comprising:
前記加工装置は、エネルギー媒体を発するエネルギー源と、複数の加工位置に選択的に移動配置可能とされると共にエネルギー源から発したエネルギー媒体を照射可能とされた加工ヘッドと、加工ヘッドが各加工位置で照射したエネルギー媒体のエネルギー値を測定可能なエネルギーモニタと、エネルギー源と加工ヘッドとエネルギーモニタとを制御する制御コンピュータとを有し、
経時前に加工ヘッドが複数の加工位置で発するエネルギー値をエネルギーテーブルとして予め取得するステップと、
経時後に複数の加工位置のうち基準位置に加工ヘッドを配置するステップと、
基準位置に配置された加工ヘッドから発するエネルギー媒体のエネルギー値をエネルギーモニタにより測定するステップと、
基準位置で測定したエネルギー値と上記エネルギーテーブルにおけるデータとに基づいて、複数の加工位置のうち非基準位置において加工ヘッドから照射されるエネルギー値を予測するステップと
を有することを特徴とするエネルギー測定方法。 An energy measurement method applied to energy correction of a processing apparatus having an energy source whose energy varies with time,
The machining apparatus includes an energy source that emits an energy medium, a machining head that can be selectively moved to a plurality of machining positions and can be irradiated with the energy medium emitted from the energy source, and the machining head that performs each machining. An energy monitor capable of measuring the energy value of the energy medium irradiated at the position, and a control computer for controlling the energy source, the machining head, and the energy monitor;
Acquiring in advance as energy table energy values emitted by a machining head at a plurality of machining positions before time;
A step of arranging a machining head at a reference position among a plurality of machining positions after time;
Measuring an energy value of an energy medium emitted from a machining head disposed at a reference position by an energy monitor;
Predicting an energy value irradiated from the machining head at a non-reference position among a plurality of machining positions based on the energy value measured at the reference position and the data in the energy table. Method.
エネルギー媒体を発するエネルギー源と、
複数の加工位置に選択的に移動配置可能とされると共にエネルギー源から発したエネルギー媒体を照射可能とされた加工ヘッドと、
加工ヘッドが各加工位置で照射したエネルギー媒体のエネルギー値を測定可能なエネルギーモニタと、
経時前に加工ヘッドが複数の加工位置で発するエネルギー値をエネルギーテーブルとして予め持ち、経時後に複数の加工位置のうち基準位置に配置された加工ヘッドからエネルギーモニタにより測定したエネルギー値と上記エネルギーテーブルにおけるデータとに基づいて、複数の加工位置のうち非基準位置において加工ヘッドから照射されるエネルギー値を予測するように構成された制御コンピュータと
を有することを特徴とするエネルギー測定装置。 An energy measuring device applied to energy correction of a processing device having an energy source whose energy varies with time,
An energy source that emits an energy medium;
A machining head that can be selectively moved and arranged at a plurality of machining positions and that can be irradiated with an energy medium emitted from an energy source;
An energy monitor capable of measuring the energy value of the energy medium irradiated by the processing head at each processing position;
The energy value generated by the machining head at a plurality of machining positions before the passage of time is stored in advance as an energy table, and the energy value measured by the energy monitor from the machining head disposed at the reference position among the plurality of machining positions after the passage of time and the energy table And a control computer configured to predict an energy value irradiated from the machining head at a non-reference position among a plurality of machining positions based on the data.
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