JP6278451B2 - マーキング装置およびパターン生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、マーキング装置およびパターン生成装置に関する。

マーキング装置は半導体デバイスや液晶ディスプレイ用基板、電子部品等の被加工物に文字、記号、図形、配線パターン等の所定の形状を印字（マーキング）する装置である。

具体的なマーキング装置としては、レーザ光を所定のドット径で収束させて被加工物の表面に照射しつつ２次元方向に走査し、被加工物の表面に文字や図形をマーキングするレーザマーキング装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

また、レーザマーキング装置の構成としては、１台のレーザユニットから照射される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構成も知られている（例えば、特許文献２）。

さらに、レーザマーキング装置の構成としては、レーザ印字をする際にドット径を小さく変更して、線幅が細くサイズの小さい微小印字が可能な構成も提案されている（例えば、特許文献３）。

特開２００５−６６６１１号公報 特開２００５−７４４７９号公報 特開２００９−２８５６９３号公報

ここで、マーキング装置に求められる要件としては加工精度が高いことが挙げられるが、生産性を考慮すると作業時間の短縮も要求される。

しかしながら、特許文献１〜３に示す技術では加工精度と作業時間の短縮の両立が困難であるという問題があった。

具体的には、特許文献１に示すような技術では、マーキングに用いるレーザのドット径が大きくなるほど、作業時間が短縮されるものの、微細なパターン描画ができなくなるため、加工精度が悪くなるという問題があった。一方、マーキングに用いるドット径が小さくなるほど、微細なパターン描画ができるため、加工精度が向上するものの、加工時間が長くなるため、作業時間の短縮が困難であるという問題があった。

即ち、特許文献１に示す技術では、加工精度と作業時間の短縮がトレードオフの関係になるという問題があった。

また、特許文献２に示すように、１つのレーザ光源から複数のレーザ光を複数の光路に振り分けてマーキングする技術では、１つの光路のみを用いてマーキングする場合と比べて作業時間を短縮することができるが、加工精度を向上させることはできないという問題があり、また加工精度と作業時間の短縮がトレードオフの関係になる点に変わりはないという問題があった。

さらに、特許文献３に示すように、１つのレーザ光源から照射されるドット径を変更しながらマーキングする構造では、ある程度の加工精度と作業時間の短縮の両立は図れるものの、ドット径の変更のためにレーザの光学系やレーザ出力の微細な設定変更が必要となる。

そのため、ドット径の変更にこれらの設定変更を逐次追従させるのは困難であり、加工精度が十分に向上しないという問題があった。

このように、特許文献１〜３に記載されたマーキング装置はいずれも問題を抱えており、加工精度の向上と作業時間の短縮を同時に実現可能な技術はないのが現状であった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は加工精度の向上と作業時間の短縮を同時に実現可能なマーキング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、本発明の第１の態様は、被加工物に設定したマーキングエリアに所定の描画パターンを描画するマーキング装置において、第１のドット径で前記被加工物にマーキングを行う第１マーキング部と、前記第１のドット径よりもドット径が小さい第２のドット径で前記被加工物にマーキングを行う第２マーキング部と、前記描画パターンを、前記第１マーキング部で描画する第１描画パターンおよび前記第２マーキング部で描画する第２描画パターンに分割して登録する、分割描画パターン登録部と、を有することを特徴とするマーキング装置である。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のマーキング装置でマーキングする全体の前記描画パターンを全体描画パターンとして登録する全体描画パターン登録部と、前記全体描画パターンから前記第１描画パターンおよび前記第２描画パターンを分割生成する分割描画パターン生成部を備えた、分割描画パターン生成装置である。

本発明によれば、加工精度の向上と作業時間の短縮を同時に実現可能なマーキング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マーキング装置１の概略構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るマーキング装置１のブロック図であって、太線は専用線による接続を、波形の線は通信による接続を、細線はＩ／Ｏ（入出力）ポートによる接続を、点線はアナログ回線による接続を意味している。 本発明の一実施形態に係るフィルム１００の断面図である。 本発明の一実施形態に係るフィルム１００上のマーキングエリア２０３を示す平面図である。 第１レーザ加工部３ａの概略構成を示す斜視図である。 フィルム１００上に形成する描画パターン１１３の例を示す平面図である。 マーキング装置１を用いたマーキングの手順を示すフロー図である。 フィルム１００上に形成する描画パターン１１３の例を示す平面図であって、図６の配線パターン７０近傍を拡大した図である。 図８の領域Ａの拡大図である。 第１描画パターン１１５の例を示す平面図であって、図８に対応した図である。 第２描画パターン１１７の例を示す平面図であって、図８に対応した図である。 図７のＳ６の詳細なフロー図である。 本発明の一実施形態に係るマーキング装置１の加工テーブル２１の周囲の側面図であって、図１２の各フローに対応する図である。 本発明の一実施形態に係るマーキング装置１の加工テーブル２１の周囲の側面図であって、図１２の各フローに対応する図である。 第１位置確認用基準マーク７３および第２位置確認用基準マーク７５の例を示す平面図である。

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および図２を参照して本実施形態に係るマーキング装置１の構成について説明する。

ここではマーキング装置１として、フィルム１００の表面にレーザを用いてマーキングを行うレーザマーキング装置が例示されている。図からも明らかな通り、本発明に係るマーキング装置１は、複数のマーキング部を備えている。この例では、第１及び第２のマーキング部が設けられている。

具体的には、図示されたマーキング装置１は、第１のドット径のレーザで被加工物にマーキングを行う第１マーキング部として２つの第１レーザ加工部３ａ、３ｂと、第１のドット径よりもドット径が小さい第２のドット径のレーザで被加工物にマーキングを行う第２マーキング部として２つの第２レーザ加工部５ａ、５ｂとを備えている。更に、図２に示された装置ＰＣ７はＰＬＣ（Programmable Logic Controller）３７と共に、後述するマーキングを制御する制御装置として動作する。

このうち、装置ＰＣ７は制御部６と記憶部７ａとを有し、記憶部７ａはマーキングする全体のパターン形状の情報である描画パターンを格納する格納領域１２と、第１レーザ加工部３ａ、３ｂで描画する第１描画パターンを格納する第１の部分格納領域１４および第２レーザ加工部５ａ、５ｂで描画する第２描画パターンを格納する第２の部分格納領域１６を有している。このように、記憶部７ａには、全体の描画パターンを第１及び第２の部分格納領域１４及び１６に分割して登録している。このため、装置ＰＣ７は、描画パターンを分割して登録しておく分割描画パターン登録部として動作する。

このように、本実施形態では描画パターンの登録、および描画パターンを分割して第１描画パターンおよび第２描画パターンを生成する処理を装置ＰＣ７が行うため、装置ＰＣ７が全体描画パターン登録部および分割描画パターン生成部としての機能を有している。

図１〜５を参照して、マーキング装置１の構成について、さらに詳細に説明する。

図１および図２に示すように、マーキング装置１は被加工物としてのフィルム１００を巻き出す巻出器１１と、巻出器１１から巻き出されたフィルム１００を巻き取る巻取器１３を有している。

フィルム１００はここでは図３に示すように、高分子フィルム等の基材１０１上に金属層１０３を形成したものであり、金属層１０３上に第１レーザ加工部３ａ、３ｂおよび第２レーザ加工部５ａ、５ｂからレーザを選択的に照射することにより、照射を受けた部分が除去されて所定の配線パターンが形成される。

一方、マーキング装置１において、巻出器１１と巻取器１３の間で、かつフィルム１００の下方には、フィルム１００のマーキングエリア２０３（詳細は後述）を吸着保持する相対移動部としての加工テーブル２１が設けられている。加工テーブル２１は駆動部２３により、フィルム１００の搬送方向に平行な向きである、図１の＋ｘ、−ｘの向き、およびフィルム１００の面の法線方向に平行な向きである＋ｚ、−ｚの向きに移動可能である。

一方、加工テーブル２１は＋ｘ、−ｘの向きへの移動可能距離が図１の距離Ｈに制限されており、移動限界の両端には、フィルム１００を一時的に吸着・保持する保持テーブル２５が設けられている。保持テーブル２５は図示しないアクチュエータによって図１の＋ｚ、−ｚの向きに移動可能である。

詳細は後述するが、加工テーブル２１はマーキング時にフィルム１００を吸着することともに、フィルム搬送時にはフィルム１００に追従して移動することによりフィルム１００の位置ズレを防止する。

また、加工テーブル２１がフィルム１００の搬送により移動限界に到達した場合は、一時的に保持テーブル２５でフィルム１００を吸着し、加工テーブル２１をフィルム１００から切り離して上流側（巻出器１１側）に加工テーブルを戻す。

さらに、加工テーブル２１の上方には第１レーザ加工部３ａ、３ｂおよび第２レーザ加工部５ａ、５ｂが設けられており、さらに、後述するアライメント補正のための重ね合わせずれ量測定部としてのアライメントユニット２７が設けられている。図２に示すように、アライメントユニット２７には、基準マーク撮像部としてのＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の撮像部２８が設けられている。

また、マーキング装置１では第１レーザ加工部３ａ、３ｂは固定されているが、第２レーザ加工部５ａ、５ｂにはマーキング位置補正部としてのＸＹθステージやＵＶＷステージ等の駆動ステージ２９が設けられており、フィルム１００および第１レーザ加工部３ａ、３ｂに対して第２レーザ加工部５ａ、５ｂが、水平（ＸＹ）方向及びｚ方向を回転軸とする回転（θ）方向に相対移動可能になっている。

さらに、マーキング装置１はレーザの出力を測定するレーザパワーメータ３３および変換器３５を有している。

装置ＰＣ７はマーキング装置１の各構成要素を駆動制御するコンピュータであり、装置ＰＣ７には、当該装置ＰＣ７を操作するためのモニタ８、キーボード１０が入出力装置として設けられている。これら入出力装置はタブレット型の入出力装置であっても良い。

また、装置ＰＣ７は加工テーブル２１（および巻出器１１、巻取器１３）を制御してフィルム１００に対して第１レーザ加工部３ａ、３ｂと第２レーザ加工部５ａ、５ｂを相対的に移動させながらマーキングを行う移動マーキング制御部としての機能も有している。
さらに、上記の通り、本実施形態では、装置ＰＣ７とＰＬＣ３７が後述するマーキングを制御する制御装置として動作する。より具体的には、装置ＰＣ７は第１レーザ加工部３ａ、３ｂおよび第２レーザ加工部５ａ、５ｂのレーザ加工条件（レーザ電流値、レーザ発振周波数、ガルバノ走査速度、加工テーブル２１の搬送速度、加工テーブル２１の搬送距離、アライメントユニット２７の条件、レーザパワーメータ３３の条件、レーザ加工のレイアウト、レーザ加工の精度補正データ）の設定と、第１レーザ加工部３ａ、３ｂと第２レーザ加工部５ａ、５ｂに関わる加工指示制御等を主に行う他、加工が完了したことを意味する情報（加工完了トリガー）をＰＬＣ３７に送信する役割も担う。
また、ＰＬＣ３７は加工テーブル２１の動作の制御、保持テーブル２５の動作の制御、加工テーブル２１およびの保持テーブル２５真空吸着および吸着の解除の制御、図示しない集塵機、レーザ用チラー、テーブルニップ等の動作制御、レーザのメカシャッターの開閉動作の制御等の、第１レーザ加工部３ａ、３ｂおよび第２レーザ加工部５ａ、５ｂ以外の構成の動作の制御を行う他、動作の制御が完了したことを示す情報（トリガー）を装置ＰＣ７に送信する役割も担う。

装置ＰＣ７と第１レーザ加工部３ａ、３ｂ、第２レーザ加工部５ａ、５ｂ、巻出器１１、巻取器１３、加工テーブル２１、保持テーブル２５、アライメントユニット２７、駆動ステージ２９、レーザパワーメータ３３（変換器３５）はＰＬＣ（Programmable Logic Controller）３７を介して接続されている。

なお、図示された第１レーザ加工部３ａ、３ｂ、第２レーザ加工部５ａ、５ｂは第１レーザ加工部３ａ、３ｂ同士、および第２レーザ加工部５ａ、５ｂ同士がフィルム１００の搬送方向に対して並列（搬送方向と直角方向）に配置されている。

そのため、フィルム１００において一度にマーキングを行う領域（マーキングエリア２０３）は、図４に示すように、第１レーザ加工部３ａ、３ｂが加工する粗加工領域１０３ａ、１０３ｂ、および第２レーザ加工部５ａ、５ｂが加工する微細加工領域１０５ａ、１０５ｂの４つに分けられる。

これにより、マーキングを行う際には、マーキングエリア２０３を第１レーザ加工部３ａ、３ｂが描画する第１描画パターン（２領域）および第２レーザ加工部５ａ、５ｂで描画する第２描画パターン（２領域）に分割したパターンの情報を装置ＰＣ７に予め登録しておく必要がある。

ここで、図５を参照して第１レーザ加工部３ａ、３ｂの構成および動作の概略について説明する。

なお、第１レーザ加工部３ｂおよび第２レーザ加工部５ａ、５ｂの構成は第１レーザ加工部３ａの構成と同様であるため、説明を省略する。

図５に示すように、第１レーザ加工部３ａは、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ等のレーザを照射する光源５１、光源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（図５参照）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、第１レーザ加工部３ａ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、第１のドット径３０３でフィルム１００の所望の位置に照射される。一般に、Ｚスキャナ５９、対物レンズ６１等を調整することによって、ドット径を可変することができる。しかしながら、光学系を時分割的に調整することによってドット径を調整した場合、フィルム１００のビームのエネルギが不均一になってしまい、マーキングの品質が劣化してしまうという事実が判明した。このため、本発明は、異なるドット径のレーザがフィルム１００上で実質的に等しいエネルギとなるように、複数のレーザ加工部を調整している。この実施形態における第１レーザ加工部３ａ、３ｂの出力は１１ワットであり、繰り返し周波数は４０ｋＨｚである。

他方、第２レーザ加工部５ａ、５ｂは第２のドット径３０４でレーザを照射する点のみが第１レーザ加工部３ａ、３ｂと異なる。第２のドット径３０４は第１のドット径よりも小さいドット径であれば大きさは特に限定されるものではないが、例えば第１のドット径３０３の直径と第２のドット径３０４の直径の比率は４：１程度である。この例では、第２レーザ加工部５ａ、５ｂの出力は２ワットであり、繰り返し周波数は４０ｋＨｚである。

以上が第１レーザ加工部３ａの構成および動作の概略である。

次に、マーキング装置１を用いたマーキングの手順について、図６〜図１５を参照して説明する。

まず、以下の説明においてフィルム１００上に形成する描画パターンの例を、図６を参照して説明する。

図６に示すように、矩形のマーキングエリア２０３内の描画パターン１１３には、配線パターン７０が１６個設けられ、さらにマーキングエリア２０３の４つの隅にアライメント用の位置確認用基準マーク７１が設けられている。

次に、マーキングの手順について説明する。

まず、マーキング装置１の装置ＰＣ７（の制御部６）は、描画パターン１１３および描画パターンに対応する第１描画パターン、第２描画パターンが記憶部７ａに登録されているか否かを判断し（図７のＳ１）、登録されている場合は登録されたパターンに従ってマーキング（パターンの描画）を行う（図７のＳ２）。

第１描画パターンおよび第２描画パターンが登録されていない場合は、装置ＰＣ７の制御部６は以下の手順に従って第１描画パターンおよび第２描画パターン（分割描画パターン）を生成して登録する。なお、ここでは分割描画パターンを生成する分割描画パターン生成部（あるいは分割描画パターン生成装置）として装置ＰＣ７を使用しているが、描画パターンの作製は装置ＰＣ７ではなく、他のコンピュータ（パターン生成装置）を用いて行ってもよい。

まず、装置ＰＣ７の制御部６は描画パターンに対応するＣＡＤデータ等のパターン形状のデータを読み込む（図７のＳ３）。

次に、装置ＰＣ７の制御部６は読み込んだＣＡＤデータをガーバーデータに変換する（図７のＳ４）。

次に、装置ＰＣ７の制御部６はガーバーデータをレーザ加工部の数に対応する複数の領域に分割する（図７のＳ５）。分割の仕方および領域の形状は図４と同じである。即ち、マーキング装置１は第１レーザ加工部３ａ、３ｂおよび第２レーザ加工部５ａ、５ｂの４つのレーザ加工部を有しているため、ガーバーデータを４つの領域に分割する。

次に、装置ＰＣ７の制御部６は分割した領域から、第１描画パターンおよび第２描画パターンを分割生成し、登録する（図７のＳ６）。

ここで、描画パターンを第１描画パターンおよび第２描画パターンに分割する方法について説明する。

前述のように、第１描画パターンを描画する第１レーザ加工部３ａ、３ｂは、第２描画パターンを描画する第２レーザ加工部５ａ、５ｂよりも、描画の際のレーザのドット径が大きく、大面積を高速で描画できるため、まず、第１のドット径３０３で描画可能な領域は基本的に第１描画パターンとして設定される。

一方で、第１のドット径３０３で描画されない領域を補完する領域として、第２描画パターンが設定される。

このような領域としては、図８および図９に示すような領域が挙げられる。

まず、図８に示すような描画パターン１１３があり、第１のドット径３０３の直径がＤである場合、Ｄよりも小さい（幅の狭い）領域３０５、３０６、３０７、３０９は第１レーザ加工部３ａ、３ｂでは描画できないため、第２のドット径３０４を有する第２レーザ加工部５ａ、５ｂで描画する第２描画パターンとして設定される。

また、図８に示すように、Ｄよりも大きい領域内であっても、レーザのドット形状は平面形状が円形であるため、描画パターンの輪郭３１３と第１描画パターンの間には一定の隙間３１５が生じる。この隙間も第２描画パターンとして設定される。さらに、図９に示すように、描画パターンの角部３１１においても第１のドット径３０３では描画できない領域が生じるため、この領域も第２描画パターンとして設定される。

このようにして生成された第１描画パターン１１５を図１０に、第２描画パターン１１７を図１１に示す。

以上が描画パターンを第１描画パターンおよび第２描画パターンに分割する方法である。

このように、個別に光源を有し、ドット径の異なる複数のレーザ加工部を用い、大面積を加工する必要がある部分をドット径の大きい方のレーザ加工部で高速描画し、微細な加工を要する部分をドット径の小さいレーザ加工部で精密に描画することにより、マーキング装置１は加工精度の向上と作業時間の短縮を同時に実現できる。

次に、描画パターンの描画方法（図７のＳ２）について、図１２〜図１５を参照して、より詳細に説明する。

まず、マーキング装置１（の装置ＰＣ７のＰＬＣ３７）は巻出器１１および巻取器１３を図示しないモータ等で駆動し、第１レーザ加工部３ａ、３ｂが描画可能な位置にフィルム１００のマーキングエリア２０３が配置されるようにフィルム１００を搬送する（図１２のＳ１１）。この際、加工テーブル２１はＰＬＣ３７の制御を受けて、マーキングエリア２０３の下面を吸着保持しつつ、移動する。加工テーブル２１の移動が完了すると、ＰＬＣ３７は移動が完了したことを意味する情報（移動完了トリガー）及び加工テーブル２１の位置情報を装置ＰＣ７に送信する。

次に、移動完了トリガー及び加工テーブル２１の位置情報を受信した装置ＰＣ７は、加工テーブル２１の位置情報に基づき、記憶部７ａが有する加工レイアウトの中から位置情報に一致するもの（第１描画パターン）を選択し、選択した加工レイアウトに基づき第１レーザ加工部３ａ、３ｂ（のレーザ加工ユニットＰＣ３９）に加工を指示する。指示を受けた第１レーザ加工部３ａ、３ｂは、第１描画パターンに基づき、粗加工領域１０３ａ、１０３ｂにレーザを照射し、パターニングを行う（図１２のＳ１２）。この際、位置確認用基準マーク７１が、第１レーザ加工部３ａ、３ｂによって粗加工領域１０３ａ、１０３ｂに描写される。ここでは、第１レーザ加工部３ａ、３ｂが描写した位置確認用基準マーク７１を第１位置確認用基準マーク７３と称する。加工が完了すると、装置ＰＣ７は加工が完了したことを意味する情報（加工完了トリガー）をＰＬＣ３７に送信する。

次に、加工完了トリガーを受信したＰＬＣ３７は巻出器１１および巻取器１３を図示しないモータ等で駆動し、先の粗加工領域１０３ａ、１０３ｂに対応する領域が次の微細加工領域１０５ａ、１０５ｂに重なる位置まで＋ｘの向きにフィルム１００を搬送する（図１２のＳ１３）。この際、加工テーブル２１も搬送に追従してマーキングエリア２０３の下面を吸着保持しつつ、移動する。

次に、ＰＬＣ７は、はアライメントユニット２７を用い、撮像部２８で微細加工領域１０５ａ、１０５ｂに移動した第１位置確認用基準マーク７３を撮像して、アライメントユニット２７に位置ズレを計算させ、その位置ズレが許容範囲か否かを判断し、ズレが許容範囲でない場合はアライメント補正を行う（図１２のＳ１４、図１３（ａ））。アライメント補正は、例えばＰＬＣ７が駆動ステージ２９制御して第２レーザ加工部５ａ、５ｂの位置を補正することにより行う。アライメント補正が終了するか、（位置ズレが許容範囲の場合は）位置ズレの計算が終了すると、ＰＬＣ７は、アライメントが完了したことを意味する情報（アライメント完了トリガー）および加工テーブル２１の位置情報を装置ＰＣ７に送信する。

次に、アライメント完了トリガー及び加工テーブル２１の位置情報を受信した装置ＰＣ７は、加工テーブル２１の位置情報に基づき、記憶部７ａが有する加工レイアウトの中から位置情報に一致する第１描画パターンおよび第２描画パターンを選択し、選択した描画パターンに基づき第１レーザ加工部３ａ、３ｂおよび第２レーザ加工部５ａ、５ｂ（のレーザ加工ユニットＰＣ３９）に加工を指示する。指示を受けた第１レーザ加工部３ａ、３ｂおよび第２レーザ加工部５ａ、５ｂは、第１描画パターンおよび第２描画パターンに基づき、粗加工領域１０３ａ、１０３ｂ、および微細加工領域１０５ａ、１０５ｂにレーザを照射し、パターニングを行う（図１２のＳ１５、図１３（ｂ））。これにより、微細加工領域１０５ａ、１０５ｂはＳ１２で第１描画パターンが形成された領域に重なるように第２描画パターンが形成され、描画パターン全体が描画される。

この際、第１レーザ加工部３ａ、３ｂはＳ１２と同様に第１位置確認用基準マーク７３を粗加工領域１０３ａ、１０３ｂに描写する。

さらに、第２レーザ加工部５ａ、５ｂも微細加工領域１０５ａ、１０５ｂに位置確認用基準マーク７１を描画する。ここで第２レーザ加工部５ａ、５ｂが描写した位置確認用基準マーク７１を第２位置確認用基準マーク７５と称する。

これにより、微細加工領域１０５ａ、１０５ｂにおいては、位置確認用基準マーク７１が描写されるべき場所に、第１位置確認用基準マーク７３および第２位置確認用基準マーク７５が重なるように描写される。
加工が完了すると、装置ＰＣ７は加工完了トリガーをＰＬＣ３７に送信する。

次に、加工完了トリガーを受信したＰＬＣ３７はアライメントユニット２７を用い、撮像部２８で第１位置確認用基準マーク７３と第２位置確認用基準マーク７５が重なった部分を撮像し、図１５に示すような第１位置確認用基準マーク７３と第２位置確認用基準マーク７５の相対的な位置ずれＧをアライメントユニット２７に計測させる。この位置ずれＧが許容範囲でない場合はアライメント補正を行う（図１２のＳ１６、図１３（ｃ））。具体的なアライメント補正の方法はＳ１４で挙げたものの他、レーザ加工ユニットＰＣ３９を用いてレーザの照射条件を補正する方法が挙げられる。

次に、この状態でマーキング装置１のＰＬＣ３７は加工テーブル２１の位置が下流側（巻取器１３側）の移動限界にあるか否かを判断し（図１２のＳ１７）下流側の移動限界にない場合はＳ１３に戻り、移動限界にある場合はＳ１８に進む。

加工テーブル２１の位置が下流側の移動限界にある場合、マーキング装置１は加工テーブル２１を上流側（巻出器１１側）に戻す必要があるため、以下の手順に従って加工テーブル２１を移動させる。

まず、マーキング装置１のＰＬＣ３７は図示しないアクチュエータ等を用いて保持テーブル２５を＋ｚの向きに移動させ、フィルム１００を吸着保持する（図１２のＳ１８、図１３（ｄ））。

次に、マーキング装置１のＰＬＣ３７は加工テーブル２１によるフィルム１００の吸着を解除し、駆動部２３を用いて加工テーブル２１を−ｚの向きに移動させてフィルム１００から引き離す（図１２のＳ１９、図１４（ａ））。

次に、マーキング装置１のＰＬＣ３７は駆動部２３を用いて加工テーブル２１を−ｘの向きに移動させ、上流側に移動させる（図１２のＳ２０、図１４（ｂ））。

次に、マーキング装置１のＰＬＣ３７は駆動部２３を用いて加工テーブル２１を＋ｚの向きに移動させて再びフィルム１００と接触させ、フィルム１００を吸着させる（図１２のＳ２１、図１４（ｃ））。

次に、マーキング装置１のＰＬＣ３７は保持テーブル２５のフィルム１００への吸着を解除し、保持テーブル２５を−ｚの向きに移動させ、フィルム１００から引き離す（図１２のＳ２２、図１４（ｄ））。

以後は、マーキングエリアをすべて加工するまでＳ１３〜Ｓ２１を繰り返す。

このように、加工テーブル２１が常にマーキングエリア２０３を下から吸着保持することにより、マーキング時のフィルム１００の位置ずれを最小限に抑えることができる。

以上がマーキング装置１を用いたマーキングの手順である。

このように、本実施の形態によれば、マーキング装置１は、第１のドット径３０３で被加工物にマーキングを行う第１マーキング部としての第１レーザ加工部３ａ、３ｂと、第１のドット径よりも小さい第２のドット径３０４で被加工物にマーキングを行う第２マーキング部としての第２レーザ加工部５ａ、５ｂと、描画パターンを、第１レーザ加工部３ａ、３ｂで描画する第１描画パターンおよび第２レーザ加工部５ａ、５ｂで描画する第２描画パターンに分割して登録する、分割描画パターン登録部としての装置ＰＣ７を有している。

そのため、マーキング装置１は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、本発明を実施形態および実施例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、マーキング装置１として、レーザを用いたマーキング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、被加工物にマーキング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マーキングする装置であってもよい。

また、上記した実施形態では、フィルム１００を移動させる度に毎回、アライメント補正を行っているが、アライメント補正を行う条件はこれに限定されるものではなく、フィルムを数回移動させる毎、一定時間経過後、あるいは新たな描画パターンが登録された後等、種々の条件でアライメント補正を行ってもよい。

さらに、上記した実施形態では、第１レーザ加工部３ａ、３ｂと、第２レーザ加工部５ａ、５ｂを２つずつ並列に並べてマーキングを行っているが、各々１つずつ、あるいは３つ以上のレーザ加工部を並べてもよい。

また、本実施形態では１つの描画パターンについて、まず第１レーザ加工部３ａ、３ｂで第１描画パターンの描画を行った後に、フィルム１００を移動させ、第２レーザ加工部５ａ、５ｂで第２描画パターンの描画を行っているが、第１描画パターンおよび第２描画パターンの描画は同時でもよい。即ち、加工領域を粗加工領域と微細加工領域に分けずに描画を行ってもよい。

また、本発明が適用できるマーキング対象（被加工物）としては、上記フィルム１００などの長尺シートに限定されず、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が例示できる。

１ ：マーキング装置
３ａ ：第１レーザ加工部
３ｂ ：第１レーザ加工部
５ａ ：第２レーザ加工部
６ ：制御部
７ ：装置ＰＣ
７ａ ：記憶部
８ ：モニタ
１０ ：キーボード
１１ ：巻出器
１２ ：格納領域
１３ ：巻取器
１４ ：第１の部分格納領域
１６ ：第２の部分格納領域
２１ ：加工テーブル
２３ ：駆動部
２５ ：保持テーブル
２７ ：アライメントユニット
２８ ：撮像部
２９ ：駆動ステージ
３３ ：レーザパワーメータ
３５ ：変換器
３９ ：レーザ加工ユニットＰＣ
５１ ：光源
５３ ：ビームエキスパンダ
５５ ：コーナーミラー
５７ ：コーナーミラー
５９ ：Ｚスキャナ
６１ ：対物レンズ
６３ ：ＸＹガルバノスキャナ
７０ ：配線パターン
７１ ：位置確認用基準マーク
７３ ：第１位置確認用基準マーク
７５ ：第２位置確認用基準マーク
１００ ：フィルム
１０１ ：基材
１０３ ：金属層
１０３ａ ：粗加工領域
１０５ａ ：微細加工領域
１１３ ：描画パターン
１１５ ：第１描画パターン
１１７ ：第２描画パターン
２０３ ：マーキングエリア
３０３ ：第１のドット径
３０４ ：第２のドット径
３０５ ：領域
３１１ ：角部
３１３ ：輪郭
３１５ ：隙間
Ｇ ：位置ずれ
Ｈ ：距離

Claims (8)

1. 被加工物に設定したマーキングエリアに所定の描画パターンを描画するマーキング装置において、
   第１のドット径で前記被加工物にマーキングを行う第１マーキング部と、
   前記第１のドット径よりもドット径の小さい第２のドット径で前記被加工物にマーキングを行う第２マーキング部と、
   前記描画パターンを、前記第１マーキング部で描画する第１描画パターンおよび前記第２マーキング部で描画する第２描画パターンに分割して登録する、分割描画パターン登録部と、
   前記第１マーキング部でマーキングされ、マーキングエリアの基準位置を示す第１位置確認用基準マークを撮像する基準マーク撮像部と、
   前記基準マーク撮像部で撮像した前記第１位置確認用基準マークの位置情報に基づいて、前記第２マーキング部でマーキングする位置を補正する、マーキング位置補正部を備え、
   前記第２マーキング部は、前記マーキング位置補正部で補正された位置でマーキングを行うことを特徴とするマーキング装置。
2. 前記第２描画パターンは、所定の前記描画パターンのうち、前記第１描画パターンで描画されない部分を補完するパターンで構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のマーキング装置。
3. 前記第２描画パターンは、所定の前記描画パターンのうち、前記第１のドット径で描画できない部分を描画するパターンで構成されていることを特徴とする、請求項２に記載のマーキング装置。
4. 前記第２描画パターンは、所定の前記描画パターンのうち第１描画パターンと、所定の前記描画パターンの輪郭部の間を補完するパターンで構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマーキング装置。
5. 前記第１マーキング部でマーキングした前記第１位置確認用基準マークと、前記第２マーキング部でマーキングされ、マーキングエリアの基準位置を示す第２位置確認用基準マークとを前記基準マーク撮像部で撮像し、当該第１位置確認用基準マークと当該第２位置確認用基準マークとの相対的な位置ずれ量を測定する、重ね合わせずれ量測定部を備えた、ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマーキング装置。
6. 前記被加工物と前記第１マーキング部および前記第２マーキング部を相対的に移動させる相対移動部と、
   前記相対移動部を制御して前記被加工物に対して前記第１マーキング部および前記第２マーキング部を相対的に移動させながらマーキングを行う移動マーキング制御部を備えた、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載のマーキング装置。
7. 前記被加工物にマーキングする全体の前記描画パターンを全体描画パターンとして登録する全体描画パターン登録部と、
   前記全体描画パターンから前記第１描画パターンおよび前記第２描画パターンを分割生成する分割描画パターン生成部を備えた、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載のマーキング装置。
8. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のマーキング装置でマーキングする全体の前記描画パターンを全体描画パターンとして登録する全体描画パターン登録部と、
   前記全体描画パターンから前記第１描画パターンおよび前記第２描画パターンを分割生成する分割描画パターン生成部を備えた、
   パターン生成装置。

Images