WO2016147977A1 - 描画装置 - Google Patents

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glass substrate
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友哉 中谷
英治 森
正則 田尾
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Toray Engineering Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece

Definitions

  • the present invention relates to a drawing apparatus.
  • a laser marking device that scans laser light in a two-dimensional direction and marks (draws) characters and figures on a workpiece such as a semiconductor device, a liquid crystal display substrate, or an electronic component (for example, Patent Document 1).
  • marking is performed by irradiating a workpiece with a single laser beam in a state where a predetermined spot diameter is set.
  • Patent Document 2 a laser processing apparatus that performs processing by distributing one pulsed laser beam emitted from one laser unit to a plurality of optical paths.
  • the drawing target is a glass substrate to be processed in a single wafer
  • a predetermined position correction operation called an alignment operation for accurately positioning the glass substrate on the holding unit. was there.
  • a predetermined pattern is drawn with a predetermined position accuracy in a drawing area set on the substrate after the position correction.
  • the resolution of the rotating mechanism affects the angle correction accuracy of the substrate, so that there is a problem that the positional accuracy away from the rotation center of the rotating mechanism is lowered. .
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a drawing apparatus capable of simultaneously improving machining accuracy and shortening work time with a simple configuration.
  • the present inventor examined whether the simplification of the alignment structure, the improvement of alignment accuracy, and the shortening of the alignment time can be achieved.
  • a drawing apparatus that draws a predetermined drawing pattern on a drawing target
  • a storage unit that stores the drawing pattern
  • a holding unit that holds the drawing target
  • a position angle detector that detects the position and angle of the drawing object, and a modified drawing pattern in which the drawing pattern is corrected based on the position and angle of the drawing object detected by the position angle detector
  • a drawing apparatus comprising: a drawing information generation unit; and a drawing unit that draws the modified drawing pattern on the drawing object.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a drawing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a plan view showing an example of a glass substrate 100 that is a drawing target of the drawing apparatus 1.
  • FIG. It is a figure which shows the detail of the laser drawing part 11 of FIG. It is a figure which shows the example of board
  • 5 is a plan view illustrating an example of a drawing pattern 401.
  • FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a drawing procedure using the drawing apparatus 1.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example in which the substrate ID 111 of FIG. 4 is developed into a dot pattern 161. It is a top view which shows the case where the glass substrate 100 is mounted in the holding
  • FIG. 6 is a plan view illustrating an example of a modified drawing pattern 403.
  • FIG. 6 It is a figure for demonstrating S7 of FIG.
  • drawing apparatus 1 a drawing apparatus that draws an identification code on the surface of the glass substrate 100 using a laser is illustrated.
  • the drawing apparatus 1 includes a storage unit 3 that stores a drawing pattern, a holding unit 5 that holds a glass substrate 100 that is a drawing target, and a position and an angle of the glass substrate 100 on the holding unit 5.
  • a position angle detection unit 7 to detect, and a processing head controller 9 as a drawing information generation unit that generates a corrected drawing pattern in which the drawing pattern is corrected based on the position and angle of the glass substrate 100 detected by the position angle detection unit 7;
  • a laser drawing unit 11 is provided as a drawing unit for drawing a modified drawing pattern.
  • the drawing apparatus 1 includes a uniaxial slider 21 as a moving unit that moves the holding unit 5 relative to the laser drawing unit 11 in the first direction (here, directions A and B in FIG. 1), and a moving unit. Based on the current position of the glass substrate 100 detected by the encoder 33 (in the uniaxial slider 21 here) as the current position detecting unit for detecting the current position of the glass substrate 100 and the corrected drawing pattern.
  • the position information analysis controller 25 is provided as a timing instruction unit for instructing the laser drawing unit 11 (via the machining head controller 9) to draw a corrected drawing pattern.
  • the storage unit 3 is provided in the machining head controller 9.
  • the storage unit 3 also includes reference position information 201 indicating a reference position that is a position when the glass substrate 100 is not displaced on the holding unit 5.
  • the reference position information 201 is information on the position of the positioning reference portion when no positional deviation has occurred.
  • the positioning reference part is a specific part of the glass substrate 100, for example, information on alignment marks provided on the glass substrate 100, three points of predetermined positioning reference sides (two sides), or It is a corner of a glass substrate.
  • the positioning reference portion is the alignment mark 121 shown in FIG.
  • the holding unit 5 is a flat plate-like pedestal for holding the glass substrate 100.
  • the lower surface is held by the uniaxial slider 21, and the direction of A and B in FIG. It is movable in the plane direction of the flat plate.
  • the position angle detection unit 7 processes and processes an imaging camera 23 that captures a predetermined position (here, a positioning reference portion, that is, an alignment mark 121) of the glass substrate 100 on the holding unit 5, and an image captured by the imaging camera 23.
  • An image processing unit 26 that transmits to the head controller 9 is provided.
  • the processing head controller 9 is also a control unit that controls the laser drawing unit 11. From the storage unit 3 that receives and stores a drawing pattern via an external device or an I / F unit (not shown), the drawing pattern, and the image processing unit 26. A drawing information input unit 27 that generates a corrected drawing pattern based on the transmitted image and a drawing pattern generation unit 29 that converts the corrected drawing pattern into a data format that can be processed by the laser drawing unit 11 are provided.
  • the laser drawing unit 11 is a device that draws on the glass substrate 100 using a laser.
  • the laser drawing unit 11 is irradiated from a light source 51 that emits a laser such as a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser, and the light source 51.
  • the beam expander 53 is a lens that is provided on the optical path of the laser and adjusts the dot diameter of the laser, and is incident from the corner mirrors 55 and 57 and the corner mirror 57 for changing the direction of the laser beam that has passed through the beam expander 53.
  • An XY galvano scanner 63 having mirrors 64x and 64y for adjusting the X-axis and Y-axis direction coordinates of the light transmitted through the objective lens 61; It has a laser processing unit PC39 that controls the operation of these components.
  • the laser irradiated with a predetermined output from the light source 51 is adjusted to a predetermined dot diameter by the beam expander 53, and the Z scanner 59, the objective lens 61, the XY galvano scanner 63 (the mirror 64x, 64y), the position coordinates and the focal point at that position are adjusted, and a desired position of the glass substrate 100 is irradiated with a predetermined dot diameter 303.
  • the glass substrate 100 is a substrate for a liquid crystal display here, and has a plurality of panel regions 101a to 101f on which members such as liquid crystal are mounted. That is, the glass substrate 100 is formed by previously forming panel regions 101a to 101f corresponding to a plurality of liquid crystal display substrates on a single glass substrate, and then cutting the glass substrate along cutting lines C1, C2, and C3. In this structure, the regions 101a to 101f are separated.
  • the glass substrate 100 includes a substrate ID 111 that is a unique identification code for each glass substrate 100, panel IDs 113a to 113f that are individual identification codes of the panel regions 101a to 101f, and a panel region that is arranged side by side. It has cut IDs 115, 117, and 119, which are identification codes for each.
  • the cut ID 115 corresponds to the panel area 101a and the panel area 101d
  • the cut ID 117 corresponds to the panel area 101b and the panel area 101e
  • the cut ID 119 corresponds to the panel area 101c and the panel area 101f.
  • the glass substrate 100 is first cut along the cutting lines C1 and C2, and separated into three regions corresponding to the cut IDs 115, 117, and 119. Furthermore, this is because a procedure is taken in which each region is cut along the cutting line C3 and separated into two.
  • the board ID 111 is, for example, an alphabet, a number, a barcode, or a combination thereof including information such as the type, lot, and board number of the panel to be manufactured. Further, the cut IDs 115, 117, and 119 include information related to the addresses of places to be cut, and the panel IDs 113a to 113f include information related to the addresses of the panel areas 101a to 101f.
  • Identification codes Information regarding these identification codes is received by the machining head controller 9 via an external device or an I / F unit (not shown).
  • the information of the identification code can be exemplified as image information such as a bitmap, but when the identification code is alphabetic or numeric, it may be only information of an ID that does not include an image, such as a character code.
  • the board ID 111 is a combination of an alphabet 111a and a two-dimensional barcode 111b.
  • the drawing apparatus 1 since the drawing apparatus 1 draws the substrate ID 111, the panel IDs 113a to 113f, and the cut IDs 115, 117, and 119, the drawing pattern 401 indicates the pattern and position of these IDs as shown in FIG. Contains information.
  • the above is the description of the example of the glass substrate 100 and the drawing pattern 401 to be drawn.
  • the glass substrate 100 is transported to the drawing device 1 using a transport device or the like (not shown) and mounted on the holding unit 5 (S1 in FIG. 6).
  • the processing head controller 9 of the drawing apparatus 1 receives the drawing pattern 401 corresponding to the glass substrate 100 via an external device or I / F unit (not shown) and stores it in the storage unit 3 (S2 in FIG. 6). Further, the machining head controller 9 also receives the reference position information 201 as necessary and stores it in the storage unit 3.
  • the drawing information input unit 27 develops the drawing pattern 401 into a bitmap and forms a dot pattern (S3 in FIG. 6). For example, if the substrate ID 111 in the drawing pattern 401 is a drawing pattern as shown in FIG. 4, it is developed into a dot pattern 161 as shown in FIG.
  • drawing pattern 401 in this state is a pattern when the glass substrate 100 is not displaced.
  • the position angle detection unit 7 images the alignment mark 121 of the glass substrate 100 on the holding unit 5 with the imaging camera 23, processes the captured image as necessary, and transmits the processed image to the laser drawing unit 11 (FIG. 6). S4).
  • the process as needed is a process which detects and digitizes the actual position and angle of the alignment mark 121, for example.
  • the laser drawing unit 11 compares the image transmitted from the position angle detection unit 7 (or information on the actual position and angle of the alignment mark 121) with the reference position information 201 to determine the reference position of the alignment mark 121.
  • the deviation of the position and angle from is calculated (S5 in FIG. 6).
  • the glass substrate 100 is placed on the holding unit 5 as shown in FIG. 8 in S1.
  • the position of the glass substrate 100 is shifted from the reference position 100a (position when there is no deviation).
  • the position 401 is shifted.
  • the position of the alignment mark 121 in the reference position information 201 is compared with the position of the actually drawn alignment mark 121a, and the positional deviation Dx in the x direction and the positional deviation in the y direction are compared. Dy and angular deviation ⁇ are calculated.
  • the drawing information input unit 27 corrects the drawing pattern 401 based on the position and angle deviation (Dx, Dy, ⁇ ) from the reference position of the alignment mark 121 to generate a corrected drawing pattern 403 shown in FIG. It transmits to the drawing pattern production
  • the modified drawing pattern 403 (that is, the glass substrate) which is a drawing pattern in which the position of the alignment mark 121 is offset to a position corresponding to the positional deviations Dx and Dy and rotated in accordance with the angular deviation ⁇ . 100, a drawing pattern corresponding to an actual position on the holding unit 5 is generated and transmitted to the drawing pattern generation unit 29.
  • the drawing apparatus 1 when the actual position on the holding unit 5 of the glass substrate 100 is displaced from the reference position, the drawing apparatus 1 does not physically move the position of the glass substrate 100 to correct the displacement.
  • the drawing pattern is corrected according to the deviation.
  • a device for physically moving the position of the glass substrate 100 (positioning pins or position correcting actuators) is not necessary in the drawing device 1, and the structure is simple.
  • the drawing apparatus 1 does not require a step of correcting the displacement by physically moving the position of the glass substrate 100, the work time for correcting the displacement can be shortened.
  • the drawing apparatus 1 does not require a step of correcting the displacement by physically moving the position of the glass substrate 100, the working time for correcting the displacement is not so dependent on the size of the glass substrate 100.
  • the drawing apparatus 1 can simultaneously improve machining accuracy and shorten work time with a simple configuration.
  • the drawing pattern generation unit 29 converts the corrected drawing pattern 403 into a data format that can be processed by the laser drawing unit 11 (S7 in FIG. 6).
  • the modified drawing pattern 403 is a bitmap here, specifically, position information based on the X axis and the Y axis.
  • the information on the drawing target position 141 obtained from the corrected drawing pattern 403 is represented as coordinates Px in the X-axis direction.
  • the Y-axis direction is not shown in FIG. 13, it is the same as the X-axis, and thus the description thereof is omitted.
  • the laser drawing unit 11 controls the position drawn by the XY galvano scanner 63, so when drawing the modified drawing pattern 403, based on the coordinates Px given as the position information, FIG. It is necessary to specify the angle 145 of the motor that drives the mirror 64x of the XY galvano scanner 63 shown in FIG. Therefore, the laser drawing unit 11 converts the position information into angle information.
  • the machining head controller 9 drives the uniaxial slider 21 to move the holding portion on which the glass substrate 100 is mounted in the direction of A in FIG. 1 (S8 in FIG. 6).
  • the position information analysis controller 25 instructs the encoder 33 to detect the current position of the glass substrate 100 (holding unit 5), and the encoder 33 transmits the detected current position information to the position information analysis controller 25 using a pulse signal or the like. To do.
  • the position information analysis controller 25 determines whether or not the glass substrate 100 is at a position where the laser drawing unit 11 can draw the corrected drawing pattern 403 based on the current position information. Advances to S10, otherwise returns to S8 (S9 in FIG. 6).
  • the position information analysis controller 25 transmits the drawing timing (via the processing head controller 9) to the laser drawing unit 11 (FIG. 6 S10).
  • the laser drawing unit 11 instructs the drawing position and timing based on the corrected drawing pattern 403 to the laser drawing unit 11, and the laser drawing unit 11 draws the corrected drawing pattern 403 on the glass substrate 100 based on the instruction (S11 in FIG. 6). .
  • the reason why the position information analysis controller 25 determines the drawing timing while the encoder 33 detects the current position is as follows.
  • the current position of the glass substrate 100 is the driving speed of the uniaxial slider 21 and the elapsed time from the start of driving. Since it can be calculated from time, it is not always necessary to detect the current position using the encoder 33.
  • the speed may not be constant due to the pulsation of the actuator or the like even if the constant-speed movement is instructed.
  • the drawing apparatus 1 includes the storage unit 3 that stores the drawing pattern 401, the holding unit 5 that holds the glass substrate 100 that is the drawing target, and the glass substrate on the holding unit 5.
  • the position angle detection unit 7 that detects the position and angle of 100, and the drawing information generation that generates the corrected drawing pattern 403 obtained by correcting the drawing pattern 401 based on the position and angle of the glass substrate 100 detected by the position angle detection unit 7
  • a machining head controller 9 as a unit and a laser drawing unit 11 as a drawing unit for drawing the modified drawing pattern 403 are provided.
  • the drawing apparatus 1 can simultaneously improve machining accuracy and shorten work time with a simple configuration.
  • the position information analysis controller 25 determines the drawing timing while the encoder 33 detects the current position.
  • the encoder 33 is not essential.
  • the drawing apparatus 1 is illustrated as an apparatus that performs drawing using a laser.
  • the present invention is not limited to this, and any apparatus that can draw on a workpiece can be used.
  • an apparatus that performs drawing using an application apparatus such as an inkjet or a dispenser may be used.
  • the holding unit 5 is moved with respect to the laser drawing unit 11.
  • the laser drawing unit 11 is conversely changed. You may move with respect to the holding
  • Drawing device 3 Storage unit 5: Holding unit 7: Position angle detection unit 9: Processing head controller 11: Laser drawing unit 21: One-axis slider 23: Imaging camera 25: Position information analysis controller 26: Image processing unit 27: Drawing information input unit 29: Drawing pattern generation unit 33: Encoder 100: Glass substrate 100a: Reference position 101a: Panel region 101b: Panel region 101c: Panel region 101d: Panel region 101e: Panel region 101f: Panel region 111a: Alphabet 111b: Two-dimensional barcode 113a: Panel ID 113b: Panel ID 113c: Panel ID 113d: Panel ID 113e: Panel ID 113f: Panel ID 115: Cut ID 117: Cut ID 119: Cut ID 121: alignment mark 121a: alignment mark 141: drawing target position 145: angle 161: dot pattern 201: reference position information 401: drawing pattern 403: modified drawing pattern

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Abstract

簡易な構成で加工精度の向上と作業時間の短縮を同時に実現可能な描画装置を提供する。具体的には、描画パターンを記憶する記憶部(3)と、描画対象物であるガラス基板(100)を保持する保持部(5)と、保持部(5)上のガラス基板(100)の位置および角度を検出する位置角度検出部(7)と、位置角度検出部(7)が検出したガラス基板(100)の位置および角度を基に、描画パターンを修正した修正描画パターンを生成する加工ヘッドコントローラ(9)と、修正描画パターンを描画する描画部としてのレーザ描画部(11)を備えている。

Description

描画装置
 本発明は、描画装置に関する。
 従来より、レーザ光を2次元方向に走査し、半導体デバイスや液晶ディスプレイ用基板、電子部品などの被加工物上に文字や図形をマーキング(描画)するレーザマーキング装置が知られている(例えば、特許文献1)。このようなレーザマーキング装置では、所定のスポット径に設定された状態で、1本のレーザ光を被加工物に照射してマーキングを行っている。
 さらに、1台のレーザユニットから放射される1本のパルスレーザ光を、複数の光路に振り分けて加工を行うレーザ加工装置が提案されている(例えば、特許文献2)。
特開2003-131392号公報 特開2003-217994号公報
 ここで、描画対象が枚葉処理されるガラス基板である場合、上記文献記載の装置においては、ガラス基板を保持部に正確に位置決めするためのアライメント動作と呼ばれる、所定の位置矯正動作を行う必要があった。
 その後、上記装置では位置矯正後の基板に対して、当該基板に設定された描画エリア内に所定の位置精度で所定パターンの描画が行われていた。
 しかしながら、上記のアライメント動作を行う場合、基板を一方向にしか移動させない場合であっても、それと直交する方向および回転方向に基板が移動・回転できるような機構を追加する必要があり、装置構成の複雑化ならびに装置のコストアップの要因となっていた。
 また、マザーガラスと呼ばれるガラス基板のサイズが大型化すると、回転機構の分解能が基板の角度補正精度に影響するため、回転機構の回転中心から離れたところの位置精度が低下するという問題があった。
 さらに、ガラス基板のサイズが大型化するとイナーシャの増大に伴い、位置決め補正開始から静定までの時間が延び、位置矯正動作のために時間がかかる要因となっていた。
 本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は簡易な構成で加工精度の向上と作業時間の短縮を同時に実現可能な描画装置を提供することにある。
 上記した課題を解決するため、本発明者は特にアライメント構造の簡略化、アライメントの精度の向上、およびアライメント時間の短縮が図れないか検討した。
 その結果、従来の装置でのアライメントの構造の複雑化、アライメント精度の低下、およびアライメント時間の長時間化は、物理的に基板の位置ズレを修正しているために生じているものであり、位置がズレた状態の基板の位置に応じて描画パターンを修正することにより、そもそも物理的な位置ズレの修正は不要であることを見出し、本発明を創出するに至った。
 即ち、本発明の1つの態様は、描画対象物に所定の描画パターンを描画する描画装置において、前記描画パターンを記憶する記憶部と、前記描画対象物を保持する保持部と、前記保持部上の前記描画対象物の位置および角度を検出する位置角度検出部と、前記位置角度検出部が検出した前記描画対象物の位置および角度を基に、前記描画パターンを修正した修正描画パターンを生成する描画情報生成部と、前記描画対象物に前記修正描画パターンを描画する描画部と、を備えた描画装置である。
 本発明によれば、簡易な構成で加工精度の向上と作業時間の短縮を同時に実現可能な描画装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る描画装置1の概略構成を示す斜視図である。 描画装置1の描画対象であるガラス基板100の例を示す平面図である。 図1のレーザ描画部11の詳細を示す図である。 基板ID111の例を示す図である。 描画パターン401の例を示す平面図である。 描画装置1を用いた描画の手順を示すフロー図である。 図4の基板ID111をドットパターン161に展開した例を示す図である。 ガラス基板100が保持部5に搭載された場合を示す平面図である。 図8にズレが生じていない場合を仮定したガラス基板の位置100aを重ねた図である。 図9の領域Dの拡大図である。 アライメントマーク121を基に、位置ズレDx、Dy、および角度のズレαを計算する手順を説明するための図である。 修正描画パターン403の例を示す平面図である。 図6のS7を説明するための図である。
 以下、図面を参照して本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。
 まず、図1を参照して本実施形態に係る描画装置1の概略構成について説明する。
 ここでは描画装置1として、ガラス基板100の表面にレーザを用いて識別コードを描画する描画装置が例示されている。
 図1に示すように描画装置1は、描画パターンを記憶する記憶部3と、描画対象物であるガラス基板100を保持する保持部5と、保持部5上のガラス基板100の位置および角度を検出する位置角度検出部7と、位置角度検出部7が検出したガラス基板100の位置および角度を基に、描画パターンを修正した修正描画パターンを生成する描画情報生成部としての加工ヘッドコントローラ9と、修正描画パターンを描画する描画部としてのレーザ描画部11を備えている。
 さらに描画装置1は、保持部5をレーザ描画部11に対して第1の方向(ここでは図1のAおよびBの向き)に相対移動させる移動部としての1軸スライダ21と、移動中のガラス基板100の現在位置を検出する現在位置検出部としてのエンコーダ33(ここでは1軸スライダ21に内蔵)と、エンコーダ33が検出したガラス基板100の現在位置および修正描画パターンに基づき、ガラス基板100に修正描画パターンを描画するタイミングを(加工ヘッドコントローラ9を介して)レーザ描画部11に指示するタイミング指示部としての位置情報解析コントローラ25を有する。
 次に、図1及び図2を参照して描画装置1の各構成部材の詳細について説明する。
 図1では記憶部3は加工ヘッドコントローラ9に設けられている。また、記憶部3はガラス基板100が保持部5上で位置ズレを生じていない場合の位置である基準位置を示す基準位置情報201を有している。
 基準位置情報201は位置ズレを生じていない場合における、位置決め基準部の位置の情報である。ここでいう位置決め基準部とは、ガラス基板100の特定部分であり、例えばガラス基板100に設けられたアライメントマークの情報、予め定めた位置決め用の基準辺(2辺)のうちの3点、あるいはガラス基板の角部等である。なお、以下の説明では位置決め基準部は図2に示すアライメントマーク121とする。
 保持部5はガラス基板100を保持する平板状の台座であり、ここでは1軸スライダ21に下面が保持されており、1軸スライダ21の図示しないアクチュエータによって図1のA、Bの向き、即ち平板の面方向に移動可能である。
 位置角度検出部7は保持部5上のガラス基板100の所定の位置(ここでは位置決め基準部、即ちアライメントマーク121)を撮像する撮像カメラ23と、撮像カメラ23が撮像した画像を加工して加工ヘッドコントローラ9に送信する画像処理ユニット26を有している。
 加工ヘッドコントローラ9は、レーザ描画部11を制御する制御部でもあり、描画パターンを図示しない外部機器やI/Fユニットを介して受信して記憶する記憶部3、描画パターンおよび画像処理ユニット26から送信された画像を基に修正描画パターンを生成する描画情報入力部27、および修正描画パターンをレーザ描画部11が処理可能なデータ形式に変換する描画パターン生成部29を有している。
 レーザ描画部11はここではレーザを用いてガラス基板100に描画を行う装置であり
、図3に示すように、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザ等のレーザを照射する光源51、光源51から照射されたレーザの光路上に設けられ、レーザのドット径を調整するレンズであるビームエキスパンダ53、ビームエキスパンダ53を透過したレーザの方向を変えるためのコーナーミラー55、57、コーナーミラー57から入射されたレーザのZ軸方向の焦点の調整を行うZスキャナ59および対物レンズ61、対物レンズ61を透過した光のX軸およびY軸方向座標を調整するミラー64x、64yを有するXYガルバノスキャナ63、およびこれらの構成要素の動作を制御するレーザ加工ユニットPC39を有している。
 即ち、レーザ描画部11では、光源51から所定の出力で照射されたレーザがビームエキスパンダ53で所定のドット径に調整され、Zスキャナ59、対物レンズ61、XYガルバノスキャナ63(のミラー64x、64y)で照射する位置座標およびその位置での焦点を調整されて、所定のドット径303でガラス基板100の所望の位置に照射される。
 次に、描画装置1の描画対象であるガラス基板100および描画される描画パターン401の例について、図2~図5を参照して簡単に説明する。
 図2に示すように、ガラス基板100はここでは液晶ディスプレイ用の基板であり、液晶等の部材が搭載される複数のパネル領域101a~101fを有する。即ち、ガラス基板100は複数の液晶ディスプレイ用基板に相当するパネル領域101a~101fを一枚のガラス基板に予め形成し、その後ガラス基板を切断線C1、C2、C3に沿って切断することによりパネル領域101a~101fを分離する構造である。
 図2に示すように、ガラス基板100にはガラス基板100毎の固有の識別コードである基板ID111、パネル領域101a~101fの個別の識別コードであるパネルID113a~113f、および横に並んだパネル領域毎の識別コードであるカットID115、117、119を有している。
 なお、図2ではカットID115はパネル領域101aとパネル領域101dに、カットID117はパネル領域101bとパネル領域101eに、カットID119はパネル領域101cとパネル領域101fにそれぞれ対応している。
 これは、ガラス基板100をパネル領域101a~101fに分離する際には、まずガラス基板100を切断線C1、C2に沿って切断して、カットID115、117、119に対応した3つの領域に分離し、さらに各領域を切断線C3に沿って切断して2つに分離するという手順を採るためである。
 基板ID111は例えば製造されるパネルの品種、ロット、基板の番号等の情報を含むアルファベット、数字、バーコードまたはこれらの組み合わせである。また、カットID115、117、119はカットされる場所の番地に関する情報を含み、パネルID113a~113fはパネル領域101a~101fの番地に関する情報を含む。
 これらの識別コードに関する情報は、図示しない外部機器やI/Fユニットを介して加工ヘッドコントローラ9が受信する。識別コードの情報は、ビットマップのような画像としての情報が例示できるが、識別コードがアルファベットや数字の場合は文字コードのような、画像を含まないIDの情報のみであってもよい。
 参考までの図4に基板ID111の例を示す。図4では、基板ID111はアルファベット111aと、二次元バーコード111bの組み合わせである。
 また、本実施形態では、描画装置1は基板ID111、パネルID113a~113f、カットID115、117、119を描画するため、描画パターン401は、図5に示すようにこれらのIDのパターンおよび位置を示す情報を含む。
 以上がガラス基板100および描画される描画パターン401の例の説明である。
 次に、描画装置1を用いてガラス基板100に描画パターン401を描画する手順について、図6~図13を参照して説明する。
 まず、図示しない搬送装置等を用いて、ガラス基板100を描画装置1に搬送し、保持部5に搭載する(図6のS1)。
 次に、描画装置1の加工ヘッドコントローラ9はガラス基板100に対応する描画パターン401を図示しない外部機器やI/Fユニットを介して受信して記憶部3に記憶する(図6のS2)。また加工ヘッドコントローラ9は必要に応じて基準位置情報201も受信して記憶部3に記憶する。
 次に、描画情報入力部27は描画パターン401をビットマップに展開し、ドットパターン化する(図6のS3)。例えば描画パターン401における基板ID111が図4に示すような描画パターンであれば、図7に示すようなドットパターン161に展開する。
 なお、この状態での描画パターン401はガラス基板100が位置ズレを生じていない場合のパターンである。
 次に、位置角度検出部7は保持部5上のガラス基板100のアライメントマーク121を撮像カメラ23で撮像し、撮像した画像を必要に応じて加工してレーザ描画部11に送信する(図6のS4)。なお、必要に応じた加工とは、例えばアライメントマーク121の実際の位置および角度を検出して数値化する加工である。
 次に、レーザ描画部11は位置角度検出部7から送信された画像(またはアライメントマーク121の実際の位置および角度の情報)と、基準位置情報201とを比較して、アライメントマーク121の基準位置からの位置及び角度のズレを計算する(図6のS5)。
 ここで、図8~11を参照してS5についてより詳細に説明する。
 まず、S1でガラス基板100が、図8に示すように保持部5上に置かれたとする。
 この状態では、ガラス基板100の位置が、図9および図10に示すように、基準位置100a(ズレがない場合の位置)からずれているため、このまま描画パターン401の描画を行うと、描画パターン401の位置がずれてしまう。
 そこで、S5では、図11に示すように、基準位置情報201におけるアライメントマーク121の位置と、実際に描画されたアライメントマーク121aの位置を比較し、x方向の位置ズレDx、y方向の位置ズレDy、および角度のズレαを計算する。
 次に描画情報入力部27はアライメントマーク121の基準位置からの位置及び角度のズレ(Dx、Dy、α)を基に描画パターン401を修正して図12に示す修正描画パターン403を生成し、描画パターン生成部29に送信する(図6のS6)。具体的には、アライメントマーク121の位置を位置ズレDx、Dyに応じた位置にオフセットさせ、かつ角度のズレαに応じて回転させた状態の描画パターンである修正描画パターン403(即ち、ガラス基板100の保持部5上の実際の位置に対応した描画パターン)を生成し、描画パターン生成部29に送信する。
 このように、描画装置1はガラス基板100の保持部5上の実際の位置が基準位置からズレを生じていた場合、ガラス基板100の位置を物理的に移動させてズレを修正するのではなく、ズレに応じて描画パターンを修正している。
 そのため、ガラス基板100の位置を物理的に移動させるための装置(位置決め用のピンや位置矯正用のアクチュエータ)は描画装置1では不要であり、構造が簡易である。
 また、描画装置1はガラス基板100の位置を物理的に移動させてズレを修正する工程が不要になるため、位置ズレを修正するための作業時間が短縮できる。
 さらに、描画装置1はガラス基板100の位置を物理的に移動させてズレを修正する工程が不要になるため、位置ズレを修正するための作業時間がガラス基板100の寸法にあまり依存しない。
 よって描画装置1は簡易な構成で加工精度の向上と作業時間の短縮を同時に実現可能である。
 次に、描画パターン生成部29は修正描画パターン403をレーザ描画部11で処理できるデータ形式に変換する(図6のS7)。
 ここで、S7を行う理由および具体的な手順を図12を参照して説明する。
 まず、S3で説明した通り、修正描画パターン403はここではビットマップであり、具体的にはX軸、Y軸を基準とした位置情報である。
 例えば、図13において、ガラス基板100上の描画対象位置141に描画を行う場合、修正描画パターン403から得られる描画対象位置141の情報はX軸方向においては座標Pxとして表される。なおY軸方向については図13では図示していないがX軸と同様であるため、説明を省略する。
 一方で、レーザ描画部11は図13に示すように、XYガルバノスキャナ63で描画する位置を制御するため、修正描画パターン403を描画する際は、位置情報として与えられる座標Pxに基づき、図13に示すXYガルバノスキャナ63のミラー64xを駆動するモータの角度145を指定する必要がある。
 そのため、レーザ描画部11は位置情報を角度情報に変換する。
 次に、加工ヘッドコントローラ9は1軸スライダ21を駆動してガラス基板100を搭載した保持部を図1のAの向きに移動させる(図6のS8)。この際、位置情報解析コントローラ25はエンコーダ33にガラス基板100(保持部5)の現在位置の検出を指示し、エンコーダ33は検出した現在位置の情報をパルス信号等で位置情報解析コントローラ25に送信する。
 次に、位置情報解析コントローラ25は現在位置の情報を基に、レーザ描画部11が修正描画パターン403を描画可能な位置にガラス基板100があるか否かを判断し、可能な位置にある場合はS10に進み、ない場合はS8に戻る(図6のS9)。
 レーザ描画部11が修正描画パターン403を描画可能な位置にガラス基板100がある場合、位置情報解析コントローラ25は描画のタイミングを(加工ヘッドコントローラ9を介して)レーザ描画部11に送信する(図6のS10)。レーザ描画部11は修正描画パターン403に基づく描画位置およびタイミングをレーザ描画部11に指示し、レーザ描画部11は指示に基づき、ガラス基板100に修正描画パターン403を描画する(図6のS11)。
 このように、エンコーダ33が現在位置を検出しながら位置情報解析コントローラ25が描画のタイミングを決定する理由は以下の通りである。
 仮に1軸スライダ21が等速(加速度0)でガラス基板100(保持部5)を搬送しているのであれば、ガラス基板100の現在位置は1軸スライダ21の駆動速度および駆動開始からの経過時間から計算できるため、必ずしもエンコーダ33を用いて現在位置を検出する必要はない。
 しかしながら1軸スライダ21の移動が等速でない場合、あるいは等速の移動を指示していてもアクチュエータの脈動等により速度が一定にならない場合がある。
 そのため、ガラス基板100の位置を正確に検出するためには、エンコーダ33を用いるのが望ましい。
 以上が、エンコーダ33がガラス基板100の現在位置を検出しながら位置情報解析コントローラ25が描画のタイミングを決定する理由である。
 なお、S11以後は、すべてのパターンの描画が終わるまでS8~S11を繰り返す。
 以上が描画装置1を用いてガラス基板100に描画パターン(識別コード)を描画する方法の説明である。
 このように、本実施の形態によれば、描画装置1は描画パターン401を記憶する記憶部3と、描画対象物であるガラス基板100を保持する保持部5と、保持部5上のガラス基板100の位置および角度を検出する位置角度検出部7と、位置角度検出部7が検出したガラス基板100の位置および角度を基に、描画パターン401を修正した修正描画パターン403を生成する描画情報生成部としての加工ヘッドコントローラ9と、修正描画パターン403を描画する描画部としてのレーザ描画部11を備えている。
 そのため、描画装置1は簡易な構成で加工精度の向上と作業時間の短縮を同時に実現可能である。
 以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されることはない。
 例えば、上記した実施形態では、エンコーダ33が現在位置を検出しながら位置情報解析コントローラ25が描画のタイミングを決定しているが、1軸スライダ21の移動を厳密に等速に制御可能な場合等、位置検出を行わなくてもガラス基板100の位置が特定できる場合、エンコーダ33は必須ではない。
 また、上記した実施形態では描画装置1として、レーザを用いた描画を行う装置を例示したが、本発明は何らこれに限定されるものではなく、被加工物に描画可能な装置であれば、例えばインクジェットやディスペンサ等の塗布装置を用いて描画する装置であってもよい。
 さらに、上記した実施形態では、保持部5をレーザ描画部11に対して移動させているが、保持部5はレーザ描画部11に対して相対移動すればよいため、逆にレーザ描画部11を保持部5に対して移動させてもよい。
 また、本発明が適用できる描画対象(被加工物)としては、ガラス板やプリント基板などの矩形基板や、半導体ウエハーやガラスウエハーなどの円形基板等、あるいはフィルムなどの長尺シートが例示できる。
1     :描画装置
3     :記憶部
5     :保持部
7     :位置角度検出部
9     :加工ヘッドコントローラ
11    :レーザ描画部
21    :1軸スライダ
23    :撮像カメラ
25    :位置情報解析コントローラ
26    :画像処理ユニット
27    :描画情報入力部
29    :描画パターン生成部
33    :エンコーダ
100   :ガラス基板
100a  :基準位置
101a  :パネル領域
101b  :パネル領域
101c  :パネル領域
101d  :パネル領域
101e  :パネル領域
101f  :パネル領域
111a  :アルファベット
111b  :二次元バーコード
113a  :パネルID
113b  :パネルID
113c  :パネルID
113d  :パネルID
113e  :パネルID
113f  :パネルID
115   :カットID
117   :カットID
119   :カットID
121   :アライメントマーク
121a  :アライメントマーク
141   :描画対象位置
145   :角度
161   :ドットパターン
201   :基準位置情報
401   :描画パターン
403   :修正描画パターン

Claims (6)

  1.  描画対象物に所定の描画パターンを描画する描画装置において、
     前記描画パターンを記憶する記憶部と、
     前記描画対象物を保持する保持部と、
     前記保持部上の前記描画対象物の位置および角度を検出する位置角度検出部と、
     前記位置角度検出部が検出した前記描画対象物の位置および角度を基に、前記描画パターンを修正した修正描画パターンを生成する描画情報生成部と、
     前記描画対象物に前記修正描画パターンを描画する描画部と、
     を備えた描画装置。
  2.  前記記憶部は前記描画対象物が前記保持部上で位置ズレを生じていない場合の位置である基準位置を示す基準位置情報を有し、
     前記描画情報生成部は、前記位置角度検出部が検出した前記描画対象物の位置および角度と、前記基準位置情報を比較して、前記保持部上の前記描画対象物の位置および角度の前記基準位置からのズレを算出し、前記位置および角度のズレの分だけ前記描画パターンの位置、角度を修正して前記修正描画パターンを生成する、請求項1に記載の描画装置。
  3.  前記描画対象物を搭載した前記保持部を前記描画部に対して少なくとも第1の方向に相対移動させる移動部と、
     移動中の前記描画対象物の現在位置を検出する現在位置検出部と、
     前記現在位置検出部が検出した前記描画対象物の現在位置および前記修正描画パターンに基づき、前記描画対象物に前記修正描画パターンを描画するタイミングを前記描画部に指示するタイミング指示部と、
     を有する、請求項2に記載の描画装置。
  4.  前記基準位置情報は、前記描画対象物が前記保持部上で位置ズレを生じていない場合における、前記描画対象物に設けられた前記描画対象物の位置決め基準部の位置の情報であり、
     前記位置角度検出部は、前記描画対象物が実際に前記保持部に搭載された状態での前記描画対象物の前記位置決め基準部に対する位置および角度を検出する、請求項2または3に記載の描画装置。
  5.  前記位置決め基準部は、前記描画対象物に描画されたアライメントマークである、請求項4に記載の描画装置。
  6.  前記描画パターンは、前記描画対象物の所定の領域に描画され、前記描画対象物に固有の識別番号に関する情報を含み、
     前記描画情報生成部は、前記位置角度検出部が検出した前記描画対象物の位置および角度を基に、前記識別番号を描画する位置をドットパターン化することにより前記修正描画パターンを生成する、請求項1~5のいずれか一項に記載の描画装置。
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