專利名稱：利用激光束的識別碼的打印方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用激光束在被標(biāo)記物品上打印識別碼的打印方法和裝置，更詳細(xì)地說，涉及在液晶面板制造工序等中用激光束在涂敷光致抗蝕劑的基板上打印用于進(jìn)行歷程管理、品質(zhì)管理等的識別碼的打印方法和裝置。
背景技術(shù)：
一般地說，在液晶面板制造工序中，對于涂敷了光致抗蝕劑(即感光樹脂)的玻璃基板，除用圖形曝光裝置對電路圖形進(jìn)行曝光外，在用識別碼曝光裝置對基板識別碼、面板識別碼等進(jìn)行曝光，或者利用周邊曝光裝置對基板周邊部分的不需要的抗蝕劑部分進(jìn)行曝光后，利用顯影裝置進(jìn)行顯影處理。通過將進(jìn)行過這樣顯影處理的玻璃基板分割成多塊，制作液晶面板。
圖28例示了如上所述在曝光處理后進(jìn)行了顯影處理的玻璃基板。
在進(jìn)行曝光以使多塊液晶面板51在玻璃基板50上排成多列的同時(shí)，在基板周邊打印了用于進(jìn)行歷程管理、品質(zhì)管理等的基板識別碼50a。另外，在玻璃基板50上還打印了在分割成多塊液晶面板51后對各液晶面板51附加排列編號等以便可以對特定的液晶面板51進(jìn)行識別的面板識別碼51a，還打印了對各縱列附加分?jǐn)辔恢眯畔⒌纫员憧梢砸钥v列為分?jǐn)鄦挝还芾砀饕壕姘?1的分?jǐn)嗷遄R別碼50b。
如上所述，在將大型的玻璃基板50分離成多塊小型液晶面板51進(jìn)行制造的場合，需要分?jǐn)嗷遄R別碼50b、面板識別碼51a。但是，不言而喻，這里的基板識別碼50a、分?jǐn)嗷遄R別碼50b、面板識別碼51a等稱謂、分割數(shù)等終究是一個(gè)例子，它們隨液晶面板的種類等變化。
現(xiàn)在，作為打印上述基板識別碼50a、分?jǐn)嗷遄R別碼50b、面板識別碼51a等識別碼的方法，采用如下的方法對固定在恒定位置上的曝光單元，一邊利用NC控制使承載玻璃基板的平臺以恒定的速度移動，一邊借助于將激光束分支成多束、使這些多條激光束對玻璃基板上的規(guī)定位置進(jìn)行選擇照射，藉此來打印識別碼。
但是，現(xiàn)有的打印方法由于如上所述在將1條激光束分支成多束、使該多條激光束對玻璃基板上的規(guī)定位置進(jìn)行選擇照射時(shí)，是一邊使承載玻璃基板的平臺相對移動，一邊進(jìn)行的，因而往往發(fā)生光束相互間的照射點(diǎn)偏離，由于該偏離往往在光束形狀、能量方面產(chǎn)生分散，不能夠?qū)⒆R別碼打印成均勻的濃度、形狀。
另外，現(xiàn)有的打印方法由于一邊使具有了激光束照射機(jī)構(gòu)的曝光單元與承載基板的平臺相對移動，一邊逐列掃描照射識別碼以進(jìn)行打印，所以當(dāng)液晶面板進(jìn)行小型化、在每一塊基板上排列的面板數(shù)增多時(shí)，掃描照射次數(shù)必然增加，因而存在生產(chǎn)率降低的問題。作為防止生產(chǎn)率降低的措施，雖然可以考慮增加對每臺打印裝置設(shè)置的曝光單元的數(shù)目，但若只是增加設(shè)置數(shù)，則產(chǎn)生需要擴(kuò)大設(shè)置部位、裝置變得龐大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供當(dāng)一邊使曝光單元與平臺相對移動，一邊用激光束打印識別碼時(shí)，可以將該識別碼打印成均勻的濃度、形狀的利用激光束的識別碼的打印方法和裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供不使裝置龐大而能高效率地打印識別碼，并提高生產(chǎn)率的利用激光束的識別碼的打印方法和裝置。
達(dá)到上述前一個(gè)目的的本發(fā)明的識別碼的打印方法，是使承載被標(biāo)記物品的平臺與在該平臺上方配置的曝光單元相對移動，利用從上述曝光單元輸出的激光束在上述被標(biāo)記物品上打印識別碼的方法，其特征在于使從上述曝光單元輸出的激光束在與上述相對移動方向正交的方向上按時(shí)間順序依次偏移地進(jìn)行掃描，同時(shí)使該照射方向偏離上述相對移動方向，使上述被標(biāo)記物品上的照射點(diǎn)按直角坐標(biāo)排列。
實(shí)施上述方法的本發(fā)明的打印裝置的特征在于，用如下一些裝置構(gòu)成上述曝光單元可以使承載被標(biāo)記物品的平臺與在該平臺上方配置的曝光單元相對移動，使從該曝光單元輸出的激光束在與上述相對移動方向正交的方向上按時(shí)間順序依次偏移地進(jìn)行掃描的光束偏轉(zhuǎn)裝置；以及使被該光束偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)了的激光束的照射方向偏離上述相對移動方向的方向校正裝置。
另外，達(dá)到上述前一個(gè)目的的本發(fā)明的另一打印方法，是使承載被標(biāo)記物品的平臺與在該平臺上方配置的曝光單元相對移動，利用從上述曝光單元輸出的激光束在上述被標(biāo)記物品上打印識別碼的方法，其特征在于使上述平臺或該平臺上的被標(biāo)記物品的表面的直角坐標(biāo)對上述相對移動方向傾斜，借助于使從上述曝光單元輸出的激光束在與上述相對移動方向正交的方向上按時(shí)間順序依次偏移地進(jìn)行掃描，使上述被標(biāo)記物品上的照射點(diǎn)按直角坐標(biāo)排列。
實(shí)施上述另一打印方法的本發(fā)明的裝置的特征在于，用如下一些裝置構(gòu)成上述曝光單元可以使承載被標(biāo)記物品的平臺與在該平臺上方配置的曝光單元相對移動，同時(shí)使上述平臺或該平臺上的被標(biāo)記物品的表面的直角坐標(biāo)對上述相對移動方向傾斜，借助于使從該曝光單元輸出的激光束在與上述相對移動方向正交的方向上按時(shí)間順序依次偏移地進(jìn)行掃描的光束偏轉(zhuǎn)裝置；將被該光束偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)了的激光束進(jìn)行放大的投影光學(xué)裝置；以及改變從該投影光學(xué)裝置發(fā)出的激光束的照射方向的方向校正裝置。
按照上述的本發(fā)明，由于使從曝光單元輸出的激光束在同曝光單元與平臺的相對移動方向正交的方向上按時(shí)間順序依次偏轉(zhuǎn)分支進(jìn)行掃描，并對照射方向進(jìn)行校正，以便消除同該相對移動方向正交的方向上相鄰的光束之間的照射時(shí)間差的偏離，所以各光束的能量分布、形狀無大幅度的變動，可以打印形狀、濃度均勻的識別碼。
另外，達(dá)到上述后一個(gè)目的的本發(fā)明的識別碼的打印方法，是一邊使承載被標(biāo)記物品的平臺與在該平臺上方配置的曝光單元相對移動，一邊從上述曝光單元將激光束照射在上述被標(biāo)記物品上，在相對移動方向上按規(guī)定的間距將多個(gè)識別碼打印成多列的矩陣狀的方法，其特征在于在上述1個(gè)的曝光單元沿相對移動方向移動1個(gè)間距的期間打印多列的識別碼。
另外，實(shí)施上述打印方法的本發(fā)明的裝置的特征在于將承載被標(biāo)記物品的平臺與在該平臺上方配置的曝光單元設(shè)置成可以相對移動，對上述曝光單元設(shè)置在上述被標(biāo)記物品上在相對移動方向上按規(guī)定的間距將多個(gè)識別碼打印成多列的矩陣狀的激光束照射機(jī)構(gòu)；同時(shí)對該激光束照射機(jī)構(gòu)設(shè)置使激光束的照射方向在與上述相對移動方向交叉的方向上變更的角度變更裝置。
按照上述本發(fā)明，由于利用曝光單元相對移動1個(gè)間距的期間的空閑期間打印鄰接的列的識別碼，并打印了多個(gè)列，所以在與現(xiàn)有的打印方法相同的、相對移動1個(gè)間距的期間，可以打印兩倍以上數(shù)目的識別碼。因此，不增加曝光單元數(shù)量等以免裝置龐大，也能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)量的增加。


圖1是例示出本發(fā)明的識別碼的打印裝置的概略圖。
圖2是示出本發(fā)明中使用的激光束的一個(gè)例子的輸出曲線圖。
圖3的(a)～(d)是示出用本發(fā)明的裝置中的光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對激光束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)操作的狀態(tài)的說明圖。
圖4是示出本發(fā)明的裝置中激光束對基板進(jìn)行曝光的狀態(tài)的說明圖。
圖5是示出本發(fā)明的裝置中改變激光束的照射方向的平面鏡反射機(jī)構(gòu)的說明圖。
圖6是示出本發(fā)明的裝置中改變激光束的照射方向的另一平面鏡反射機(jī)構(gòu)的說明圖。
圖7是示出本發(fā)明的裝置中改變激光束的照射方向的又一平面鏡反射機(jī)構(gòu)的說明圖。
圖8是示出不用本發(fā)明的方法的對基板的曝光方法的說明圖。
圖9是示出利用本發(fā)明的方法的對基板的曝光方法的說明圖。
圖10是示出利用本發(fā)明的方法的對基板的曝光方法的另一例的說明圖。
圖11是示出本發(fā)明中使用的連續(xù)輸出的激光束的偏轉(zhuǎn)角度隨時(shí)間變化的狀態(tài)的圖。
圖12是示出本發(fā)明中不使偏轉(zhuǎn)了的光束形成平行光而只用投影透鏡對其進(jìn)行聚光的情形的說明圖。
圖13是例示出本發(fā)明的利用激光束的打印裝置的另一例的概略圖。
圖14是示出圖13的裝置中使用的光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的另一例的概略圖。
圖15是利用本發(fā)明打印的識別碼的說明圖。
圖16是示出利用本發(fā)明打印的識別碼的另一例的說明圖。
圖17是例示出由本發(fā)明的另一實(shí)施形態(tài)構(gòu)成的打印裝置的概略圖。
圖18是示出利用圖17的打印裝置進(jìn)行多列打印的操作的說明圖。
圖19是示出用現(xiàn)有的方法對圖29的基板進(jìn)行面板識別碼曝光時(shí)的掃描照射順序的說明圖。
圖20是示出用本發(fā)明的方法對圖29的基板進(jìn)行面板識別碼曝光時(shí)的掃描照射順序的說明圖。
圖21是示出利用圖17的打印裝置進(jìn)行多列打印的操作的另一例的說明圖。
圖22是示出利用本發(fā)明的方法進(jìn)行多列打印的操作的又一例的說明圖。
圖23是示出利用本發(fā)明的方法進(jìn)行多列打印的操作的又一例的說明圖。
圖24是示出利用本發(fā)明的方法進(jìn)行多列打印的操作的又一例的說明圖。
圖25是示出利用本發(fā)明的方法進(jìn)行多列打印的操作的又一例的說明圖。
圖26是示出利用本發(fā)明的方法進(jìn)行多列打印的操作的又一例的說明圖。
圖27是識別碼的標(biāo)記圖像圖。
圖28是例示出在曝光處理后進(jìn)行了顯影處理的基板的平面圖。
圖29示出對分割塊數(shù)多的基板配置了識別碼的例子的平面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1例示了達(dá)到上述前一個(gè)目的的本發(fā)明的利用激光束的識別碼打印裝置。
1是曝光單元，2是將基板50保持在其上表面的平臺。在基板50的表面上涂敷光致抗蝕劑(即感光樹脂)后將其作為被標(biāo)記物品置于平臺2上。在圖中曝光單元1只設(shè)置了平行排列的2組，但是可以在基板50的全部寬度方向上設(shè)置多列。
表面上涂敷光致抗蝕劑的基板50被未圖示的搬運(yùn)機(jī)器人、傳送機(jī)等傳送機(jī)構(gòu)送入平臺2上。在平臺2上設(shè)置了當(dāng)從平面上看將矩形的長邊方向和短邊方向定為直角坐標(biāo)的x軸方向和y軸方向時(shí)，使其分別在x軸方向和y軸方向獨(dú)立移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)；以及以與表面垂直的軸為中心使其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(均未圖示)，在表面上還以活動方式設(shè)置了多個(gè)吸引孔和多條基板支撐腿(未圖示)。
被傳送機(jī)構(gòu)送入的基板50放置在從平臺2的表面突出的基板支撐腿上。然后，基板支撐腿下降，基板50降落至平臺2上，再后，利用負(fù)壓對吸引孔的作用，基板50被吸附保持在平臺2的表面上。
由于基板50在平臺2上放置時(shí)的位置并不總是恒定，所以測定對預(yù)先登記的基準(zhǔn)位置偏離了多少，根據(jù)該測定值設(shè)定基準(zhǔn)位置。關(guān)于位置的測定方法并無特別的限制，可以用位移傳感器或CCD攝像機(jī)以及借助于圖像處理的位移測定法等進(jìn)行測定?；蛘咭部梢杂迷趯⒒?0保持在平臺2上之前從橫向推入成為基準(zhǔn)的部位進(jìn)行對位的方法。
借助于NC控制，根據(jù)預(yù)先登記的數(shù)據(jù)使保持了基板50的平臺2向識別碼的曝光開始位置移動。曝光開始位置通過事前的操作進(jìn)行了登記，使之處于校正計(jì)算了偏離量的狀態(tài)。
曝光單元1從激光光源(未圖示)脈沖輸出1條激光束10，借助于光束分束器21將其分支成直進(jìn)的激光束11和變更方向的激光束12。激光束10的脈沖輸出例如如圖2所示，高速且交互地、以脈沖方式重復(fù)期間ta的發(fā)光A和期間tb的消光B。
曝光單元1用分束器21將從激光光源(未圖示)輸出的1條激光束10分支成11和12，直進(jìn)的激光束11被棱鏡22改變角度。另外，作為角度變更裝置也可以用平面鏡代替棱鏡22。分支后改變了角度的激光束12和13分別通過光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23變成被該光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23按時(shí)間順序改變了角度的激光束14、14a～14f、14z。這些激光束被透鏡24矯正為平行光束15、15a～15f、15z。
接著，平行光束15、15a～15f、15z被透射濾光器25按圖3(a)～(d)的方式進(jìn)行處理，截割多余范圍的光束15和15z，使只對基板50的規(guī)定位置進(jìn)行照射。
圖3(a)示出了未被光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23偏轉(zhuǎn)的激光束(所謂0次光)的出射狀態(tài)。未發(fā)生偏轉(zhuǎn)地進(jìn)行照射的0次激光束14通過透鏡24成為被透射濾光器25遮斷的0次激光束15。另外，關(guān)于透射濾光器25，只要是能對通過光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23的光束進(jìn)行取舍選擇的部件都可以作為代用品，例如也可以用孔徑闌等。另外，透射濾光器25也不一定要如圖所示那樣配置在透鏡24的下游，只要配置在光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23與作為被標(biāo)記部件的基板50之間都可以。
圖3(b)～(d)示出了被光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23改變了光束角度、進(jìn)行選擇照射的激光束(所謂1次光)的出射狀態(tài)。當(dāng)利用所謂的聲光效應(yīng)對光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23以某恒定的頻率施加控制信號(未圖示)時(shí)，除不偏轉(zhuǎn)的0次激光束外，還如圖3(b)所示，射出偏轉(zhuǎn)了的1次激光束14a。該1次激光束14a通過透鏡24后成為平行的1次激光束15a，通過透射濾光器25后成為進(jìn)行選擇照射的1次激光束16a。
從光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23出射的1次激光束的偏轉(zhuǎn)角度隨施加的電信號的頻率變化。如圖3(c)所示，偏轉(zhuǎn)照射的1次激光束14f通過透鏡24后成為平行的1次激光束15f，通過透射濾光器25后成為進(jìn)行選擇照射的1次激光束16f。另外，如圖3(d)所示，偏轉(zhuǎn)照射的1次激光束14z通過透鏡24后成為被透射濾光器25遮斷的1次激光束15z。
從光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23中，除可射出這些0次光、1次光外，還可以射出稱為-1次光、2次光等的光線和其他調(diào)制成分的光線。但是，這些光線或被透射濾光器25遮斷，或被自身的框體遮斷，或者由于它們的能量小，將其作為未射出的光處理幾乎沒有問題。
通過了透射濾光器25的激光束16a～16f接著被角度可變的平面鏡31反射，改變照射方向，成為激光束17a～17f(參照圖5)。發(fā)生了方向轉(zhuǎn)換的激光束17a～17f如圖4所示被聚光透鏡26聚光、成為聚光了的激光束18a～18f，照射到基板50上，從而使其表面上的光致抗蝕劑曝光，借助于這些激光束18a～18f的曝光點(diǎn)的集成，可以打印由文字和/或2維圖形構(gòu)成的識別碼C(51a)。
如圖1所示，借助于一邊使平臺2以恒定的速度v在箭頭F方向移動，一邊使多條激光束18a～18f按時(shí)間順序依次在與該移動方向正交的方向上掃描、進(jìn)行曝光，以此打印該識別碼C(15a)。
在該識別碼的打印中，在平面鏡31以恒定角度被固定的情況下，當(dāng)激光束18a～18f對于在箭頭F方向移動的基板50以與該移動方向正交的方式依次掃描時(shí)，由于各激光束的照射時(shí)刻的錯(cuò)開(時(shí)差)，這些曝光點(diǎn)a、b、c、d、e、f的曝光方向?qū)σ苿臃较蛞来蝺A斜地偏離(參照圖8)。接著，激光束18a～18f掃描時(shí)的曝光點(diǎn)g、h、i、j、k、l，以及其后的曝光點(diǎn)m、n、o、p、q、r也與上述情況同樣地發(fā)生傾斜，因而識別碼C成為歪斜形狀。
另外，圖示的曝光點(diǎn)a、b、c...q、r中的被實(shí)線包圍的點(diǎn)是實(shí)際曝光的點(diǎn)，而被虛線包圍的點(diǎn)是未被激光束照射因而未進(jìn)行過曝光的點(diǎn)。確切地說，該虛線包圍的點(diǎn)是非曝光點(diǎn)，而由于用虛線顯示該點(diǎn)，為了方便起見稱其為曝光點(diǎn)。
在本發(fā)明的曝光單元中，由于如圖5所示，平面鏡31借助于平面鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32以與長邊方向平行的旋轉(zhuǎn)軸31a為中心按箭頭方向旋轉(zhuǎn)，所以被反射的激光束17a～17f的照射方向按時(shí)間順序在平臺2(基板50)的移動方向F上依次偏移。因此，如圖9所示，激光束18a～18f的掃描方向與平臺2的移動同步地在移動方向F上依次傾斜地偏移，其結(jié)果是激光束18a～18f的曝光點(diǎn)a、b、c、d、e、f，接著的曝光點(diǎn)g、h、i、j、k、l，以及再后的曝光點(diǎn)m、n、o、p、q、r排列成直角坐標(biāo)的狀態(tài)。因此，打印了均勻地排列成網(wǎng)格狀的識別碼C。
在圖示的實(shí)施形態(tài)中，作為使激光束18a～18f的掃描方向?qū)ζ脚_2(基板50)的移動方向F傾斜的方法，如圖5所示，使平面反射鏡31進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)，但也可如圖6所示，在平面反射鏡31的長邊方向的中間以正交的方式安裝旋轉(zhuǎn)軸32a，借助于平面鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32使該旋轉(zhuǎn)軸31a按箭頭方向旋轉(zhuǎn)。另外，也可如圖7所示，將平面反射鏡制成多角形鏡33，借助于平面鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32以該多角形鏡33的軸為旋轉(zhuǎn)軸使其旋轉(zhuǎn)。
另外，也可以使用棱鏡、雙棱鏡等其他部件和裝置取代上述平面鏡。
上述方法都是使平面鏡的反射面可變，但是，也可預(yù)先改變曝光單元1或平面反射鏡的31的安裝角度，如圖9所示那樣，光束掃描方向不與基板移動方向正交，而是具有一定的角度。其結(jié)果是，即使在光束曝光方向被設(shè)定成與基板移動方向F正交時(shí)，也能得到與上述相同的作用效果?；蛘撸部扇鐖D10所示，使平臺2(基板50)的移動方向F(相對移動方向)從平面上看對光束掃描方向傾斜。
本發(fā)明使用的激光束，除脈沖輸出的激光束外，只要是能高速改變偏轉(zhuǎn)角度的光束，也可以是連續(xù)輸出的激光束。當(dāng)為連續(xù)輸出的激光束時(shí)，若如圖11所示，設(shè)光束的偏轉(zhuǎn)角度θ切換的期間為t1，光束的偏轉(zhuǎn)角度θ不變化的期間為t2，則在兩個(gè)期間內(nèi)都照射光束。但是，如果與期間t2相比，期間t1足夠短，而且是對抗蝕劑的感光程度不發(fā)生影響的期間，則可以在規(guī)定的位置上進(jìn)行曝光。
激光束內(nèi)的能量分布實(shí)際上往往不均勻，這時(shí)，只要給予光致抗蝕劑的能量充分，可以進(jìn)行感光。另外，雖然由于實(shí)際的曝光能量和光致抗蝕劑的靈敏度、光學(xué)系統(tǒng)的安裝精度、表面反射等因素，嚴(yán)格地說，曝光點(diǎn)往往不是完整的正方形，但在識別碼的可視性方面幾乎沒有問題。借助于改變?yōu)V光器和透鏡的形狀、間隔、組合，光束的形狀可以自由地變?yōu)閳A形、多邊形等。
在圖1的實(shí)施形態(tài)中，對用光束分束器21將1條激光束分支為2支使用的情形進(jìn)行了說明，但該分支數(shù)也可以是3支以上，或者不進(jìn)行分支而直接使用1條光束。另外，關(guān)于光束分束器，只要能將光束分支就可以，沒有特別限制，也可以使用半反射鏡等其他裝置。
另外，在圖1的實(shí)施形態(tài)中，利用聚光透鏡24將被光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23偏轉(zhuǎn)了的激光束14a～13f變成平行光。但是，在本發(fā)明中，并非必須將偏轉(zhuǎn)后的激光束變成平行光，也可以如圖12例示的那樣，不將被光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23展寬的激光束變成平行光，而直接被平面鏡31反射，用投影透鏡等光學(xué)裝置26進(jìn)行聚光，在基板50上進(jìn)行照射曝光。另外，將偏轉(zhuǎn)了的激光束再行聚焦時(shí)所使用的投影光學(xué)系統(tǒng)可以是有限系統(tǒng)或無限系統(tǒng)，所使用的平面鏡的塊數(shù)也是任意的。
當(dāng)要改變識別碼的方向時(shí)，可以通過改變平臺的方向進(jìn)行掃描來進(jìn)行打印。在識別碼曝光結(jié)束后將平臺移動至基板送出位置上，解除對基板的吸附，使基板支撐腿上升，將基板載于基板傳送機(jī)構(gòu)上送出。其后，再次將未曝光的基板送入以進(jìn)行曝光操作，在曝光結(jié)束后送出，重復(fù)進(jìn)行這一系列的工作。
另外，在圖1的實(shí)施形態(tài)中，作為將激光束偏轉(zhuǎn)分支的裝置，利用光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23進(jìn)行多級偏轉(zhuǎn)照射。也可以將其制成如下的結(jié)構(gòu)如圖13所示的實(shí)施形態(tài)那樣，光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23只進(jìn)行發(fā)光和消光的選擇照射，激光束的偏轉(zhuǎn)操作使用被平面鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30旋轉(zhuǎn)的多角形鏡28進(jìn)行。另外，作為這時(shí)的多角形鏡28，也可以如圖14所示的例子那樣將平面鏡29左右旋轉(zhuǎn)。
在圖1的實(shí)施形態(tài)中，使曝光單元1為固定狀態(tài)，使基板保持用平臺2可以在直角坐標(biāo)的x軸方向和y軸方向分別獨(dú)立地移動。但是，也可以與此關(guān)系相反，使曝光單元1在直角坐標(biāo)的x軸方向和y軸方向分別獨(dú)立地移動。
另外，在并排設(shè)置多列曝光單元的場合，最好借助于利用移動機(jī)構(gòu)使這些曝光單元間的間隔可以變?yōu)槿我獾拇笮?，使識別碼的曝光部位可以任意變更。
按照上述的本發(fā)明的打印方法和裝置，由于使從曝光單元輸出的激光束在同曝光單元與平臺的相對移動方向正交的方向上按時(shí)間順序依次偏轉(zhuǎn)分支進(jìn)行掃描，從而校正了照射方向，消除了在與該相對移動方向正交的方向上相鄰的光束之間的照射時(shí)間差的偏離，所以各光束的能量分布、形狀無大幅度的變化，可以打印形狀、濃度均勻的識別碼。
圖17例示了達(dá)到上述后一個(gè)目的的本發(fā)明的利用激光束的識別碼打印裝置。
在圖17中，曝光單元1、平臺2、保持在該平臺2上的被標(biāo)記物品的基板50等與圖1例示的裝置相同。基板50通過在表面上涂敷感光樹脂(光致抗蝕劑)構(gòu)成。
上述基板50被未圖示的搬運(yùn)機(jī)器人、傳送機(jī)等傳送機(jī)構(gòu)送入，放置在平臺2上。另外，對平臺2設(shè)置使其在直角坐標(biāo)的x軸方向和y軸方向獨(dú)立移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)；以及使其以與平臺2的面的中心垂直的方向的軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，可以進(jìn)行x軸方向和y軸方向的水平移動以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這些也與圖1的情形相同。
另外，從激光光源輸出的1條激光束10被曝光單元1分束，使其分支為2束的激光束12、13分別成為被光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23按時(shí)間順序改變了角度的激光束14～14z，利用透鏡24使它們成為平行光束15～15z，再用透射濾光器25進(jìn)行圖3(a)～(d)那樣的處理，截割多余范圍的光束，這些也都與圖1的情形相同。
如上所述，通過濾光器25被進(jìn)行了選擇的激光束16a～16f被平面鏡31等光學(xué)角度變更裝置改變照射角度。被平面鏡31改變了角度的激光束17a～17f被透鏡26聚光成激光束18a～18f，照射涂敷了光致抗蝕劑的基板50，使光致抗蝕劑感光。對透鏡26一般使用稱為Fθ透鏡的透鏡，但是，也可以使用其他透鏡，另外也可以將其他光學(xué)構(gòu)件進(jìn)行組合使用。
在本發(fā)明的打印裝置的上述結(jié)構(gòu)中，對上述平面鏡31的旋轉(zhuǎn)軸安裝旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32，借助于該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32的旋轉(zhuǎn)使平面鏡31傾斜，使被平面鏡31反射的激光束17a～17f的照射方向在y軸方向上移動。另外，在支撐該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32的L狀的安裝框34上安裝具有與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32的旋轉(zhuǎn)軸正交的方向的旋轉(zhuǎn)軸的另外的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)35，借助于使該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)35旋轉(zhuǎn)，可以使被平面鏡31反射的激光束17a～17f的照射方向在x軸方向上移動。
上述平面鏡31的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32和安裝框34的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)35在本發(fā)明中構(gòu)成激光束照射方向的角度變更裝置。當(dāng)各旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32和35旋轉(zhuǎn)很小的角度時(shí)，可以如圖18所示，將激光束17a～17f、18a～18f對基板50的照射位置從用點(diǎn)劃線示出的位置(在圖17中用實(shí)線示出的位置)變更至用實(shí)線示出的斜后方的位置。
其次，說明使用上述的本發(fā)明的打印裝置在如圖29所示、在基板50上形成的12塊×12塊(＝144塊)液晶面板51的每一塊上打印面板識別碼51a的方法。識別碼由文字和/或2維圖形形成。
首先，在未設(shè)置上述角度偏轉(zhuǎn)裝置的裝置的場合，當(dāng)使平臺2對曝光單元1進(jìn)行相對移動時(shí)，如圖19所示，曝光單元1沿掃描照射方向61以編號(1)、(2)、(3)...的照射順序62按時(shí)間順序?qū)σ涣幸涣械拿姘遄R別碼51a選擇照射激光束，使以恒定間距排列的識別碼51a曝光。這時(shí)，如果曝光單元1是1個(gè)單元，則需要逐列進(jìn)行12次掃描照射，如果設(shè)置2個(gè)曝光單元，每一個(gè)單元需要逐列進(jìn)行6次掃描照射。
但是，當(dāng)使用上述角度變更裝置時(shí)，可以如圖20所示，在1次掃描照射中每次兩列地進(jìn)行打印。
即，在進(jìn)行1次掃描照射時(shí)，一邊如圖18說明的那樣，借助于角度變更裝置的工作，使激光束17a～17f、18a～18f對基板50的照射位置在用點(diǎn)劃線示出的位置與用實(shí)線示出的位置上交互變更，一邊在掃描照射方向61上以恒定間距排列地打印2列識別碼51a(參照圖20)。即，當(dāng)按照射順序62示出的(1)、(2)、(3)...的順序編號為奇數(shù)時(shí)，使角度變更裝置的旋轉(zhuǎn)角度為圖18的點(diǎn)劃線的姿態(tài)，當(dāng)順序編號為偶數(shù)時(shí)，使角度變更裝置的旋轉(zhuǎn)角度為圖3的實(shí)線的姿態(tài)，按時(shí)間順序改變，以此選擇激光束的照射方向，以恒定間距排列地打印2列識別碼51a。
換言之，對識別碼按照射順序第(1)、(3)、(5)...的順序排列的列，在從結(jié)束第(1)個(gè)識別碼的打印至開始下一個(gè)的第(3)個(gè)識別碼的打印的空白期間，進(jìn)行相鄰列的第(2)個(gè)識別碼的打印，另外，在從結(jié)束第(3)個(gè)識別碼的打印至開始下一個(gè)的第(5)個(gè)識別碼的打印的空白期間，進(jìn)行相鄰列的第(4)個(gè)識別碼的打印。還有，對識別碼按照射順序第(2)、(4)、(6)...的順序排列的列，在從結(jié)束第(2)個(gè)識別碼的打印至開始下一個(gè)的第(4)個(gè)識別碼的打印的空白期間，進(jìn)行相鄰列的第(3)個(gè)識別碼的打印，另外，在從結(jié)束第(4)個(gè)識別碼的打印至開始下一個(gè)的第(6)個(gè)識別碼的打印的空白期間，進(jìn)行相鄰列的第(5)個(gè)識別碼的打印。
這樣，由于在進(jìn)行1次掃描照射時(shí)以多個(gè)列的單位進(jìn)行識別碼的打印，所以若如圖17的實(shí)施形態(tài)那樣設(shè)置2個(gè)曝光單元1，則對1塊基板50進(jìn)行的掃描照射次數(shù)只有3次就可以，另外，在只有1個(gè)曝光單元1時(shí)，掃描照射6次就可以。因此，與現(xiàn)有的打印方法相比，在相同的時(shí)間內(nèi)可以進(jìn)行二倍以上數(shù)目的識別碼的打印。
在上述的實(shí)施形態(tài)中，對分2階段改變角度變更裝置的角度，在1次掃描照射中打印2列識別碼的情形進(jìn)行了說明，但是，只要為移動識別碼的一個(gè)間距期間的空白時(shí)間所允許，也可以如圖21所示分3階段進(jìn)行改變，或者分更多的階段進(jìn)行改變。另外，這時(shí)的聚光用透鏡26可以如圖21那樣是一個(gè)，也可以如圖22的例子那樣，對各階段設(shè)置聚光透鏡26a、26b、26c。這時(shí)，不言而喻，透鏡26a、26b、26c的數(shù)目隨所變更的照射方向的數(shù)目而變化，以及各自的位置可以由位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(未圖示)調(diào)節(jié)。
另外，在上述的實(shí)施形態(tài)中，說明了使曝光單元1處于固定在規(guī)定位置的狀態(tài)，使基板保持平臺2在直角坐標(biāo)的x軸方向和y軸方向移動，并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，但也可以與此相反，是曝光單元1在x軸方向和y軸方向移動，并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。另外，曝光單元1也可以只有1個(gè)。
作為角度變更裝置示出了將旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32和35進(jìn)行了組合的例子，但也可以如圖23所示，例如可以將利用電流掃描器的36、37的平面鏡角度變更機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合。另外，作為角度變更裝置，也可以將電流掃描器的36、37制成如圖24、圖25例示那樣的配置、組合。
另外，作為將激光束分支為多路的裝置，除光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23外，也可以使用如圖26所示的衍射光學(xué)元件等光束分支濾光器67。被該光束分支濾光器67分支的激光束41借助于透鏡24變?yōu)槠叫械募す馐?2，各激光束42獨(dú)立地對角度變更機(jī)構(gòu)68進(jìn)行照射。被該角度變更機(jī)構(gòu)68反射的激光束43借助于透射濾光器25成為被選擇照射的激光束44，再被平面鏡31改變角度，成為激光束17a～17f。除此之外，作為使光束進(jìn)行分支照射的裝置，也可以采取利用以電流掃描器或多角鏡為代表的多角形鏡等的方法和其他裝置。
另外，為使說明簡單，在實(shí)施形態(tài)中示出了6階段選擇照射的1次激光束16a～16z和被遮蔽的1次激光束15z。但不言而喻，在實(shí)際打印中存在如圖27的標(biāo)記例所示的9階段或不足9階段的情形，再進(jìn)行細(xì)分而成為10階段以上的情形，角度切換級數(shù)可以是所希望的任意的級數(shù)而不受妨礙。
另外，在實(shí)施形態(tài)中說明了將激光束10分為2支的情形，但也可以是不使之分支的情形，或使用多個(gè)光束分束器使之分成多支的情形。另外，由于光束分束器21是將光線進(jìn)行分支的裝置，故分支裝置當(dāng)然也可以是半反射鏡等其他裝置。另外，雖然示出了并排配置2個(gè)曝光單元1的例子，但不言而喻，可以利用移動機(jī)構(gòu)(未圖示)使它們的間隔可移動，從而任意變更識別碼的打印部位。
按照上述的本發(fā)明，由于利用了曝光單元1相對移動1個(gè)間距的期間的空白期間打印鄰接列的識別碼，以此打印了多個(gè)列，所以在與現(xiàn)有的打印方法相同的、相對移動1個(gè)間距的期間可以打印二倍以上數(shù)目的識別碼。
另外，由于即使應(yīng)打印的列數(shù)增多，也無需增加曝光單元，所以裝置不至龐大，即可以簡化裝置或使裝置小型化。
實(shí)施例1在用圖1的識別碼打印裝置在涂敷光致抗蝕劑的基板上打印識別碼時(shí)，作為激光束使用了為YAG激光器的3次諧波的波長λ＝335nm附近的激光束，作為涂敷在基板上的光致抗蝕劑選擇了對該波長感光的樹脂。
設(shè)定激光束的脈沖頻率f為f＝60kHz，設(shè)定聚光到基板上時(shí)的激光束的工作面的寬度為W＝0.050mm，相鄰光束之間的間隔為p＝0.050mm，在光束厚度方向上使平臺移動的速度v＝500mm/秒。
另外，激光束被光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)偏轉(zhuǎn)7級，其中6個(gè)方向的光束通過透射濾光器25照射到基板上，以10kHz選擇照射6個(gè)方向的光束。
根據(jù)上述設(shè)定，在激光束的1個(gè)脈沖間平臺移動的距離D用D＝v/f表示，相鄰光束之間的偏離為0.0083(mm)，與下一列光束之間的間隔為D＝6×500/60000＝0.05(mm)另外，設(shè)1個(gè)脈沖內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)間為ta，關(guān)斷時(shí)間為tb，定義占空比r為r＝ta/(ta+tb)在設(shè)定為r＝10％時(shí)，每1個(gè)脈沖的激光照射時(shí)間ta為ta＝r/f在設(shè)定激光光線的工作面的長度d為d＝0.045mm時(shí)，實(shí)際的照射長度L為L＝d+v·taL＝d+v·r/fL＝0.050mm，因此可以使各激光束曝光成50μm的間隔的網(wǎng)格狀。
通過重復(fù)進(jìn)行工作，可以形成如圖15所示的由文字、圖形構(gòu)成的點(diǎn)狀描繪圖形的識別碼。
另外，不限于圖15，通過改變基板的掃描速度v、識別碼的尺寸可以對點(diǎn)狀圖形進(jìn)行種種改變。例如，可以改變成如圖16所示的角為弧形的圖形、圓形的圖形或其他幾何圖形，這些都可以作為識別碼而被認(rèn)識。
實(shí)施例2在用圖17的打印裝置在基板上打印識別碼時(shí)，作為激光束使用了為YAG激光器的3次諧波的波長λ＝355nm的激光束，作為涂敷在基板上的光致抗蝕劑選擇了對該波長感光的樹脂。
使各識別碼由高20點(diǎn)×長100點(diǎn)的網(wǎng)格構(gòu)成，使各自的尺寸為高度2mm×長度10mm。亦即，各個(gè)點(diǎn)中心與點(diǎn)中心的距離，即點(diǎn)間距為0.1mm。
將激光束的脈沖頻率f設(shè)定為60kHz，利用光束偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23使光束按時(shí)間順序在識別碼的高度方向上進(jìn)行偏移照射。這時(shí)，為了選擇照射，在識別碼的長度方向上以3kHz輸出下一個(gè)脈沖。
這時(shí)，如果設(shè)定平臺的移動速度為v＝300mm/秒，則識別碼在長度方向上的點(diǎn)間距dy＝0.1mm。
設(shè)玻璃基板的長邊方向的長度為Lx＝650mm，短邊方向的長度為Ly＝550mm。
如圖29所示，對從1塊玻璃基板分割成縱橫為12塊×12塊，長邊方向的長度為px＝54mm、短邊方向的長度為py＝40mm的每塊面板打印識別碼。
在用現(xiàn)有的方式、曝光單元1為2個(gè)的場合，如圖19所示，要進(jìn)行6次掃描曝光工作。這時(shí)，曝光的識別碼的長度為10mm，在各個(gè)面板的長邊方向進(jìn)行曝光打印。在此場合，從曝光結(jié)束位置到下一次曝光開始位置的長度44mm對應(yīng)于移動所需的時(shí)間。
借助于用本發(fā)明的方式在1次掃描曝光中在2個(gè)方向上分開進(jìn)行工作，可以如圖20所示用3次掃描工作進(jìn)行規(guī)定的曝光。另外，若如圖21所示分開成3處進(jìn)行工作，則可以用2次掃描工作進(jìn)行規(guī)定的曝光。如再增加曝光單元的數(shù)量，則可以減少各掃描工作的次數(shù)。
上述的任何一種情形都是用現(xiàn)有的方式在不對識別碼曝光的時(shí)間內(nèi)，對相鄰的列和/或其他列進(jìn)行打印。因此，雖然1次掃描照射所花費(fèi)的時(shí)間相同，但由于掃描照射的次數(shù)減少，所以可以縮短每1塊基板的處理時(shí)間，據(jù)此，可以增多每單位時(shí)間的基板處理塊數(shù)，即增加生產(chǎn)量。
這里示出的基板的掃描速度v、識別碼的大小終究是個(gè)例子，實(shí)際上它們隨使用的形態(tài)而變化。而且點(diǎn)狀圖形也沒有必要是準(zhǔn)確的圓形、四邊形，在它們由三角形、六邊形、其他多邊形以及它們的角成為圓弧狀的圖形，或者其他幾何圖形構(gòu)成的場合、在相鄰的點(diǎn)之間連接的場合或獨(dú)立的場合，都能作為識別碼而被認(rèn)識。
實(shí)際上，光束內(nèi)的能量分布往往不均勻，但是，即使在這種情況下只要給予光致抗蝕劑的能量充分，就可以被感光。另外，雖然由于實(shí)際的曝光能量和光致抗蝕劑的靈敏度、光學(xué)系統(tǒng)的安裝精度、表面反射等因素，嚴(yán)格地說曝光點(diǎn)往往不是完正的正方形，但在識別碼的可觀察性方面幾乎都沒有問題。
本實(shí)施例中所述的諸數(shù)據(jù)終究是一個(gè)例子，借助于改變?yōu)V光器和透鏡的形狀、間隔、組合，可以自由地將光束的形狀改變成圓形、多邊形等。另外，本發(fā)明也可以應(yīng)用于所使用的光束不是本實(shí)施例這樣的脈沖光束，而是連續(xù)波的情形。
另外，在本實(shí)施例中對涂敷光致抗蝕劑的基板上的曝光打印進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明不僅對改變所使用的激光的種類、用其他波長曝光的情形，而且對在附有金屬膜的基板、玻璃基板、硅晶片基板上進(jìn)行鏤刻(直接打印)的情形也是有效的。
工業(yè)上的可利用性上述的本發(fā)明除可應(yīng)用于用激光束對涂敷光致抗蝕劑的基板進(jìn)行曝光打印的情形外，還可應(yīng)用于借助于改變激光束的種類對附有金屬膜的基板、玻璃基板、硅晶片基板進(jìn)行直接鏤刻(直接打印)時(shí)的打印。
權(quán)利要求
1.一種利用激光束的識別碼的打印方法，它是一邊使承載被標(biāo)記物品的平臺與在該平臺上方配置的曝光單元相對移動，一邊從上述曝光單元將激光束照射在上述被標(biāo)記物品上，在相對移動方向上按規(guī)定的間距將多個(gè)識別碼打印成多列的矩陣狀的方法，其特征在于在上述1個(gè)曝光單元沿相對移動方向移動1個(gè)間距的期間打印多個(gè)列的識別碼。
2.如權(quán)利要求1所述的利用激光束的識別碼的打印方法，其特征在于在上述曝光單元沿相對移動方向移動1個(gè)間距的期間，使上述激光束的照射方向朝向與相對移動方向交叉的方向變更，打印鄰接列的識別碼。
3.如權(quán)利要求1或2所述的利用激光束的識別碼的打印方法，其特征在于上述識別碼由文字和2維圖形中的至少一種構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1或2所述的利用激光束的識別碼的打印方法，其特征在于上述被標(biāo)記物品是涂敷光致抗蝕劑的基板。
5.如權(quán)利要求4所述的利用激光束的識別碼的打印方法，其特征在于上述涂敷光致抗蝕劑的基板是制造液晶面板用的基板
6.一種利用激光束的識別碼的打印裝置，其特征在于將承載被標(biāo)記物品的平臺與在該平臺上方配置的曝光單元設(shè)置成可以相對移動，對上述曝光單元設(shè)置在上述被標(biāo)記物品上在相對移動方向上按規(guī)定間距將多個(gè)識別碼打印成多列的矩陣狀的激光束照射機(jī)構(gòu)；同時(shí)對該激光束照射機(jī)構(gòu)設(shè)置使激光束的照射方向在與上述相對移動方向交叉的方向上變更的角度變更裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的利用激光束的識別碼的打印裝置，其特征在于上述被標(biāo)記物品是涂敷光致抗蝕劑的基板。
全文摘要
在利用激光束對平臺上的被標(biāo)記物品打印識別碼的方法和裝置中，使從曝光單元輸出的激光束在與對上述平臺相對移動方向正交的方向上按時(shí)間順序依次偏移地進(jìn)行掃描，同時(shí)使該照射方向與上述相對移動方向同步地偏移，從而使上述被標(biāo)記物品上的照射點(diǎn)排列成直角坐標(biāo)狀。另外，其它的打印方法和裝置是在1個(gè)曝光單元沿相對移動方向移動1個(gè)間距的期間打印多列識別碼的方法和裝置。
文檔編號G02B26/10GK1782882SQ20051012504
公開日2006年6月7日 申請日期2002年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月25日
發(fā)明者佐藤謙二, 森誠樹, 植原幸大 申請人:東麗工程株式會社