KR20120059379A - 인쇄 방법 및 인쇄 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 인쇄 패턴의 밀착성을 향상시키는 인쇄 방법을 제공한다.
(해결 수단) 기재(基材)를 가열한 상태에서 활성 광선을 조사하는 전처리 공정(S2)과, 전처리 공정 후에, 기재에 대하여 액적을 토출하여 소정 패턴을 인쇄하는 인쇄 공정(S4)을 갖는다.

Description

인쇄 방법 및 인쇄 장치{PRINTING METHOD AND PRINTER}

본 발명은, 인쇄 방법 및 인쇄 장치에 관한 것이다.

기능액(functional fluid)을 액적(droplet)으로 하여 토출하는 잉크젯 방식으로 도포하고, 도포된 기능액을 고화(solidifying)하여 막을 형성하는 방법이 널리 채용되고 있다. 그리고, 기능액에는, 염료나 안료를 포함하여 착색하는 기능을 갖는 액체나, 금속 입자를 포함하여 금속 배선을 형성하는 기능을 갖는 액체 등의 다종의 액상체가 이용되고 있다.

잉크젯 방식으로 기판에 기능액을 도포하는 액적 토출 장치가 특허문헌 1에 개시되어 있다. 액적 토출 장치는, 기판을 이동시키는 스테이지와, 액적 토출 헤드를 이동시키는 캐리지를 구비하고 있다. 액적 토출 헤드에는, 액적을 토출하는 노즐이 형성되어 있다. 이 스테이지와 캐리지와는 직교하는 방향으로 이동한다. 그리고, 기능액을 도포하는 장소와 대향하는 장소에 액적 토출 헤드가 위치할 때에, 액적을 토출한다. 그리고, 소정의 위치에 기능액을 착탄(landing)시킴으로써 기판에 소정의 패턴을 인쇄하고 있다.

일본공개특허공보 2004-283635호

그러나, 전술한 바와 같은 종래 기술에는, 이하와 같은 문제가 존재한다.

기판에 액적을 토출하여 인쇄한 패턴이 기판으로부터 박리되는 경우가 있어, 기판에 대한 패턴의 밀착성을 높이는 기술이 요구되고 있었다.

본 발명은, 이상과 같은 점을 고려하여 이루어진 것으로, 인쇄 패턴의 밀착성을 향상시키는 인쇄 방법 및 인쇄 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 이하의 구성을 채용하고 있다.

본 발명의 인쇄 방법은, 기재(基材)를 가열한 상태에서 활성 광선을 조사하는 전처리(preprocessing) 공정과, 상기 전처리 공정 후에, 상기 기재에 대하여 액적을 토출하여 소정 패턴을 인쇄하는 인쇄 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 본 발명의 인쇄 장치에서는, 전처리 공정에서 기재에 자외선 등의 활성 광선을 조사함으로써, 기재의 표면을 개질할 수 있음과 함께, 기재의 표면의 유기물을 제거함으로써, 인쇄 공정에서 기재에 인쇄되는 소정 패턴의 기재에 대한 밀착성을 높이는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 전처리 공정에서는, 상기 기재의 내열 온도 이하의 온도로 가열하는 순서를 적합하게 채용할 수 있다. 이 경우, 상기 기재를 150℃?200℃의 범위의 온도로 가열하는 것이, 기재의 표면을 소정의 특성으로 개질하는 점에서 바람직하다.

이에 따라, 본 발명에서는, 기재를 손상시키는 일 없이, 기재에 인쇄되는 소정 패턴의 기재에 대한 밀착성을 높이는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에서는, 상기 기재에 토출하는 액적이, 상기 활성 광선으로 경화하는 액체의 액적인 구성을 적합하게 채용할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에서는, 동일 광원을 이용하여, 기재에 대한 인쇄 패턴의 밀착성 향상과, 기재에 토출한 액적의 경화의 쌍방을 행할 수 있어, 장치의 소형화, 저가격화에 기여할 수 있다.

상기의 구성에 있어서는, 상기 활성 광선이 자외선인 구성을 적합하게 채용할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에서는, 예를 들면 저압 수은 램프를 이용하여 자외선을 조사하는 구성을 채용함으로써, 저전압으로 기재의 개질 처리를 실시할 수 있음과 함께, 자외선 조사로 발생하는 열에 의해 효율적으로 인쇄 공정를 행할 수 있다.

상기 인쇄 공정에 있어서, 상기 기재에 설치된 반도체 장치에 상기 소정 패턴을 인쇄하는 경우에는, 반도체 장치의 속성 정보 등을 나타내는 인쇄 패턴을 높은 밀착성을 가지고 성막할 수 있다.

한편, 본 발명의 인쇄 장치는, 기재를 가열하면서 활성 광선을 조사하는 전 처리부와, 상기 기재에 대하여 액적을 토출하여 소정 패턴을 인쇄하는 인쇄부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 본 발명의 인쇄 장치에서는, 전처리부에서 기재에 자외선 등의 활성 광선을 조사함으로써, 기재의 표면을 개질할 수 있음과 함께, 기재의 표면의 유기물을 제거함으로써, 인쇄부에서 기재에 인쇄되는 소정 패턴의 기재에 대한 밀착성을 높이는 것이 가능해진다.

도 1(a)는 반도체 기판을 나타내는 개략 평면도이고, 도 1(b)는 액적 토출 장치를 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 공급부를 나타내는 개략도이다.
도 3은 전처리부의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.
도 4(a)는, 도포부의 구성을 나타내는 개략 사시도이고, 도 4(b)는, 캐리지를 나타내는 개략 측면도이고, 도 4(c)는, 헤드 유닛을 나타내는 개략 평면도이고, 도 4(d)는, 액적 토출 헤드의 구조를 설명하기 위한 주요부 개략 단면도이다.
도 5는 수납부를 나타내는 개략도이다.
도 6은 반송부의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.
도 7은 인쇄 방법을 나타내기 위한 플로우 차트이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 인쇄 방법 및 인쇄 장치의 실시 형태를, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

또한, 이하의 실시의 실시 형태는, 본 발명의 일 태양을 나타내는 것으로, 이 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 임의로 변경 가능하다. 또한, 이하의 도면에 있어서는, 각 구성을 알기 쉽게 하기 위해, 실제의 구조와 각 구조에 있어서의 축척이나 수 등을 상이하게 하고 있다.

본 실시 형태에서는, 본 발명의 특징적인 인쇄 장치와, 이 인쇄 장치를 이용하여 액적을 토출하는 인쇄하는 인쇄 방법의 예에 대해서, 도 1?도 7에 따라 설명한다.

(반도체 기판)

우선, 인쇄 장치를 이용하여 묘화(drawing)하는 대상의 일 예인 반도체 기판에 대해서 설명한다.

도 1(a)는 반도체 기판을 나타내는 개략 평면도이다. 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 기재로서의 반도체 기판(1)은 기판(2)을 구비하고 있다. 기판(2)은 내열성이 있고 반도체 장치(3)를 실장 가능하면 좋으며, 기판(2)에는 유리 에폭시 기판, 종이 페놀 기판, 종이 에폭시 기판 등을 이용할 수 있다.

기판(2) 상에는 반도체 장치(3)가 실장(mount)되어 있다. 그리고, 반도체 장치(3) 상에는 회사명 마크(4), 기종 코드(5), 제조 번호(6) 등의 마크(인쇄 패턴, 소정 패턴)가 묘화되어 있다. 이들 마크가 인쇄 장치에 의해 묘화된다.

(인쇄 장치)

도 1(b)는 인쇄 장치를 나타내는 개략 평면도이다.

도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 인쇄 장치(7)는 주로 공급부(8), 전처리부 (9), 도포부(인쇄부)(10), 냉각부(11), 수납부(12), 반송부(13) 및 제어부(14)로 구성되어 있다. 인쇄 장치(7)는 반송부(13)를 중심으로 하여 시계 방향으로 공급부(8), 전처리부(9), 도포부(10), 냉각부(11), 수납부(12), 제어부(14)의 순으로 배치되어 있다. 그리고, 제어부(14)의 옆에는 공급부(8)가 배치되어 있다. 공급부(8), 제어부(14), 수납부(12)가 늘어서는 방향을 X방향으로 한다. X방향과 직교하는 방향을 Y방향으로 하고, Y방향에는 도포부(10), 반송부(13), 제어부(14)가 늘어서서 배치되어 있다. 그리고, 연직 방향을 Z방향으로 한다.

공급부(8)는, 복수의 반도체 기판(1)이 수납된 수납 용기를 구비하고 있다.그리고, 공급부(8)는 중계 장소(staging place;8a)를 구비하고, 수납 용기로부터 중계 장소(8a)에 반도체 기판(1)을 공급한다.

전처리부(9)는, 반도체 장치(3)의 표면을 가열하면서 개질하는 기능을 갖는다. 전처리부(9)에 의해 반도체 장치(3)는 토출된 액적의 퍼지는 정도 및 인쇄하는 마크의 밀착성이 조정된다. 전처리부(9)는 제1 중계 장소(9a) 및 제2 중계 장소(9b)를 구비하고, 처리 전의 반도체 기판(1)을 제1 중계 장소(9a) 또는 제2 중계 장소(9b)로부터 취입하여 반도체 장치(3)의 표면의 개질을 행한다. 그 후, 전처리부(9)는 처리 후의 반도체 기판(1)을 제1 중계 장소(9a) 또는 제2 중계 장소(9b)로 이동시키고, 반도체 기판(1)을 대기시킨다. 제1 중계 장소(9a) 및 제2 중계 장소(9b)를 합쳐 중계 장소(9c)로 한다. 그리고, 전처리부(9)의 내부에서 전처리가 행해지는 장소를 처리 장소(9d)로 한다.

냉각부(11)는, 전처리부(9)에서 가열 및 표면 개질이 행해진 반도체 기판(1)을 냉각하는 기능을 갖고 있다. 냉각부(11)는, 각각이 반도체 기판(1)을 보유지지하여 냉각하는 처리 장소(11a, 11b)를 갖고 있다. 처리 장소(11a, 11b)는, 적절하게, 처리 장소(11c)로 총칭하는 것으로 한다.

도포부(10)는, 반도체 장치(3)에 액적을 토출하여 마크를 묘화(인쇄)함과 함께, 묘화된 마크를 고화 또는 경화(curing)하는 기능을 갖는다. 도포부(10)는 중계 장소 (10a)를 구비하고, 묘화 전의 반도체 기판(1)을 중계 장소(10a)로부터 이동시켜 묘화 처리 및 경화 처리를 행한다. 그 후, 도포부(10)는 묘화 후의 반도체 기판(1)을 중계 장소(10a)로 이동시키고, 반도체 기판(1)을 대기시킨다.

수납부(12)는, 반도체 기판(1)을 복수 수납 가능한 수납 용기를 구비하고 있다. 그리고, 수납부(12)는 중계 장소(12a)를 구비하고, 중계 장소(12a)로부터 수납 용기에 반도체 기판(1)을 수납한다. 조작자는 반도체 기판(1)이 수납된 수납 용기를 인쇄 장치(7)로부터 반출한다.

인쇄 장치(7)의 중앙의 장소에는, 반송부(13)가 배치되어 있다. 반송부(13)는 2개의 아암부를 구비한 스칼라(scalar)형 로봇이 이용되고 있다. 그리고, 아암부의 선단(先端)에는 반도체 기판(1)을 파지(把持)하는 파지부(13a)가 설치되어 있다. 중계 장소(8a, 9c, 10a, 11c, 12a)는 파지부(13a)의 이동 범위(13b) 내에 위치하고 있다. 따라서, 파지부(13a)는 중계 장소(8a, 9c, 10a, 11c, 12a) 간에서 반도체 기판(1)을 이동시킬 수 있다. 제어부(14)는 인쇄 장치(7)의 전체의 동작을 제어하는 장치로, 인쇄 장치(7)의 각부의 동작 상황을 관리한다. 그리고, 반송부(13)에 반도체 기판(1)을 이동시키는 지시 신호를 출력한다. 이에 따라, 반도체 기판(1)은 각부를 순차로 통과하여 묘화되도록 되어 있다.

이하, 각부의 상세한 사항에 대해서 설명한다.

(공급부)

도 2(a)는 공급부를 나타내는 개략 정면도이고, 도 2(b) 및 도 2(c)는 공급부를 나타내는 개략 측면도이다. 도 2(a) 및 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 공급부(8)는 기대(base; 15)를 구비하고 있다. 기대(15)의 내부에는 승강 장치(16)가 설치되어 있다. 승강 장치(16)는 Z방향으로 동작하는 직동 기구(translation mechanism)를 구비하고 있다.이 직동 기구는 볼 나사와 회전 모터와의 조합이나 유압 실린더와 오일 펌프의 조합 등의 기구를 이용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 볼 나사와 스텝모터에 의한 기구를 채용하고 있다. 기대(15)의 상측에는 승강판(17)이 승강 장치(16)와 접속하여 설치되어 있다. 그리고, 승강판(17)은 승강 장치(16)에 의해 소정의 이동량만 승강 가능하게 되어 있다.

승강판(17)의 위에는 직육면체 형상의 수납 용기(18)가 설치되고, 수납 용기 (18)의 안에는 복수의 반도체 기판(1)이 수납되어 있다. 수납 용기(18)는 Y방향의 양면에 개구부(18a)가 형성되고, 개구부(18a)로부터 반도체 기판(1)이 출납 가능하게 되어 있다. 수납 용기(18)의 X방향의 양측에 위치하는 측면(18b)의 내측에는 볼록 형상의 레일(18c)이 형성되고, 레일(18c)은 Y방향으로 연재(延在)하여 배치되어 있다. 레일(18c)은 Z방향으로 복수 등간격으로 배열되어 있다. 이 레일(18c)을 따라서 반도체 기판(1)을 Y방향으로부터 또는 -Y방향으로부터 삽입함으로써, 반도체 기판(1)이 Z방향으로 배열되어 수납된다.

기대(15)의 Y방향측에는 지지 부재(21)를 개재하여, 기판 인출부(22)와 중계대(23)가 설치되어 있다. 수납 용기(18)의 Y방향측의 장소에 있어서 기판 인출부(22) 위에 중계대(23)가 겹쳐서 배치되어 있다. 기판 인출부(22)는 Y방향으로 신축(elongation and contraction)하는 아암부(22a)와 아암부(22a)를 구동하는 직동 기구를 구비하고 있다. 이 직동 기구는 직선 형상으로 이동하는 기구이면 특별히 한정되지 않는, 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 압축 공기로 작동하는 에어 실린더를 채용하고 있다. 아암부(22a)의 일단(一端)에는 대략 직사각형으로 절곡된 클릭부(click section;22b)가 설치되고, 이 클릭부(22b)의 선단은 아암부(22a)와 평행으로 형성되어 있다.

기판 인출부(22)가 아암부(22a)를 신장함으로써, 아암부(22a)가 수납 용기(18) 내를 관통한다. 그리고, 클릭부(22b)가 수납 용기(18)의 -Y방향측으로 이동한다. 다음으로 승강 장치(16)가 반도체 기판(1)을 하강시킨 후, 기판 인출부(22)가 아암부(22a)를 수축시킨다. 이때, 클릭부(22b)가 반도체 기판(1)의 일단을 밀면서 이동한다.

그 결과, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(1)이 수납 용기(18)로부터 중계대(23) 상으로 이동된다. 중계대(23)는 반도체 기판(1)의 X방향의 폭과 대략 동일한 폭의 오목부가 형성되고, 반도체 기판(1)은 이 오목부를 따라서 이동한다. 그리고, 이 오목부에 의해 반도체 기판(1)의 X방향의 위치가 결정된다. 클릭부(22b)에 의해 밀린 반도체 기판(1)이 정지하는 장소에 따라, 반도체 기판(1)의 Y방향의 위치가 결정된다. 중계대(23) 상은 중계 장소(8a)이며, 반도체 기판(1)은 중계 장소(8a)의 소정의 장소에서 대기한다. 공급부(8)의 중계 장소(8a)에 반도체 기판(1)이 대기하고 있을 때, 반송부(13)는 파지부(13a)를 반도체 기판(1)과 대향하는 장소로 이동시키고 반도체 기판(1)을 파지하여 이동한다.

이 반도체 기판(1)이 반송부(13)에 의해 중계대(23) 상으로부터 이동한 후, 기판 인출부(22)가 아암부(22a)를 신장시킨다. 다음으로, 승강 장치(16)가 수납 용기(18)를 강하시키고, 기판 인출부(22)가 반도체 기판(1)을 수납 용기(18) 내로부터 중계대(23) 상으로 이동시킨다. 이와 같이 하여 공급부(8)는 순차로 반도체 기판(1)을 수납 용기(18)로부터 중계대(23) 상으로 이동시킨다. 수납 용기(18) 내의 반도체 기판(1)을 모두 중계대(23) 상으로 이동시킨 후, 조작자는 빈 수납 용기(18)와 반도체 기판(1)이 수납되어 있는 수납 용기(18)를 치환한다. 이에 따라, 공급부(8)에 반도체 기판(1)을 공급할 수 있다.

(전처리부)

도 3은 전처리부의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 전처리부(9)는 기대(24)를 구비하고, 기대(24) 상에는 X방향으로 연재 하는 각각 한 쌍의 제1 안내 레일(25) 및 제2 안내 레일(26)이 늘어서서 설치되어 있다. 제1 안내 레일(25) 상에는 제1 안내 레일(25)을 따라서 X방향으로 왕복 이동하는 재치대로서의 제1 스테이지(27)가 설치되고, 제2 안내 레일(26) 상에는 제2 안내 레일(26)을 따라서 X방향으로 왕복 이동하는 재치대로서의 제2 스테이지(28)가 설치되어 있다. 제1 스테이지(27) 및 제2 스테이지(28)는 직동 기구를 구비하고, 왕복 이동할 수 있다. 이 직동 기구는, 예를 들면, 승강 장치(16)가 구비하는 직동 기구와 동일한 기구를 이용할 수 있다.

제1 스테이지(27)의 상면에는 재치면(27a)이 설치되고, 재치면(27a)에는 흡인식의 척 기구가 형성되어 있다. 반송부(13)가 반도체 기판(1)을 재치면(27a)에 올려놓은 후, 척 기구를 작동시킴으로써 전처리부(9)는 반도체 기판(1)을 재치면 (27a)에 고정할 수 있다. 마찬가지로, 제2 스테이지(28)의 상면에도 재치면(28a)이 설치되고, 재치면(28a)에는 흡인식의 척 기구가 형성되어 있다. 반송부(13)가 반도체 기판(1)을 재치면(28a)에 올려놓은 후, 척 기구를 작동시킴으로써 전처리부(9)는 반도체 기판(1)을 재치면(28a)에 고정할 수 있다.

제1 스테이지(27)에는, 가열 장치(27H)가 내장되어 있어, 재치면(27a)에 올려놓여진 반도체 기판(1)을, 제어부(14)의 제어하에서 소정 온도로 가열한다. 마찬가지로, 제2 스테이지(28)에는, 가열 장치(28H)가 내장되어 있어, 재치면(28a)에 올려놓여진 반도체 기판(1)을, 제어부(14)의 제어하에서 소정 온도로 가열한다.

제1 스테이지(27)가 X방향측에 위치할 때의 재치면(27a)의 장소가 제1 중계 장소(9a)로 되어 있고, 제2 스테이지(28)가 X방향에 위치할 때의 재치면(28a)의 장소가 제2 중계 장소(9b)로 되어 있다. 제1 중계 장소(9a) 및 제2 중계 장소(9b)인 중계 장소(9c)는 파지부(13a)의 동작 범위 내에 위치하고 있으며, 중계 장소(9c)에 있어서 재치면(27a) 및 재치면(28a)은 노출된다. 따라서, 반송부(13)는 용이하게 반도체 기판(1)을 재치면(27a) 및 재치면(28a)에 올려놓을 수 있다. 반도체 기판(1)에 전처리가 행해진 후, 반도체 기판(1)은 제1 중계 장소(9a)에 위치하는 재치면(27a) 또는 제2 중계 장소(9b)에 위치하는 재치면(28a) 상에서 대기한다. 따라서, 반송부(13)의 파지부(13a)는 용이하게 반도체 기판(1)을 파지하여 이동시킬 수 있다.

기대(24)의 -X방향에는 평판 형상의 지지부(29)가 입설(立設)되어 있다. 지지부(29)의 X방향측의 면에 있어서 상측에는 Y방향으로 연재하는 안내 레일(30)이 설치되어 있다. 그리고, 안내 레일(30)과 대향하는 장소에는 안내 레일(30)을 따라서 이동하는 캐리지(31)가 설치되어 있다. 캐리지(31)는 직동 기구를 구비하고, 왕복 이동할 수 있다. 이 직동 기구는, 예를 들면, 승강 장치(16)가 구비하는 직동 기구와 동일한 기구를 이용할 수 있다.

캐리지(31)의 기대(24)측에는 처리부(32)가 설치되어 있다. 처리부(32)로서는, 예를 들면, 활성 광선을 발광하는 저압 수은 램프, 수소 버너, 엑시머 레이저, 플라즈마 방전부, 코로나 방전부 등을 예시할 수 있다. 수은 램프를 이용하는 경우, 반도체 기판(1)에 자외선을 조사함으로써, 반도체 기판(1)의 표면의 발액성을 개질할 수 있다. 수소 버너를 이용하는 경우, 반도체 기판(1)의 산화된 표면을 일부 환원함으로써 표면을 조면화할 수 있고, 엑시머 레이저를 이용하는 경우, 반도체 기판(1)의 표면을 일부 용융 고화함으로서 조면화할 수 있고, 플라스마 방전 혹은 코로나 방전을 이용하는 경우, 반도체 기판(1)의 표면을 기계적으로 깎음으로써 조면화할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 수은 램프를 채용하고 있다. 전처리부(9)는, 가열 장치(27H, 28H)에 의해 반도체 기판(1)을 가열한 상태에서, 처리부(32)로부터 자외선을 조사하면서 캐리지(31)를 왕복 운동시킨다. 이에 따라, 전처리부(9)는, 처리 장소(9d)의 넓은 범위에 자외선을 조사하는 것이 가능해져 있다.

전처리부(9)는, 외장부(33)에 의해 전체가 덮여 있다. 외장부(33)의 내부에는 상하로 이동 가능한 도어부(34)가 설치되어 있다. 그리고, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 제1 스테이지(27) 또는 제2 스테이지(28)가 캐리지(31)와 대향하는 장소로 이동한 뒤, 도어부(34)가 하강한다. 이에 따라, 처리부(32)가 조사하는 자외선이 전처리부(9)의 밖으로 누출되지 않도록 되어 있다.

재치면(27a) 또는 재치면(28a)이 중계 장소(9c)에 위치할 때, 반송부(13)는 재치면(27a) 및 재치면(28a)에 반도체 기판(1)을 공급한다. 그리고, 전처리부(9)는 반도체 기판(1)이 올려놓여진 제1 스테이지(27) 또는 제2 스테이지(28)를 처리 장소(9d)로 이동시켜 전처리를 행한다. 전처리가 종료된 후, 전처리부(9)는 제1 스테이지(27) 또는 제2 스테이지(28)를 중계 장소(9c)로 이동한다. 계속해서, 반송부(13)는 재치면(27a) 또는 재치면(28a)으로부터 반도체 기판(1)을 제거한다.

(냉각부)

냉각부(11)는, 각 처리 장소(11a, 11b)에 각각 설치되고, 상면이 반도체 기판(1)의 흡착 보유지지면으로 된 히트 싱크 등의 냉각판(110a, 110b)을 갖고 있다.

처리 장소(11a, 11b)(냉각판(110a, 110b))는, 파지부(13a)의 동작 범위 내에 위치하고 있으며, 처리 장소(11a, 11b)에 있어서 냉각판(110a, 110b)은 노출된다. 따라서, 반송부(13)는 용이하게 반도체 기판(1)을 냉각판(110a, 110b)에 올려놓을 수 있다. 반도체 기판(1)에 냉각 처리가 행해진 후, 반도체 기판(1)은, 처리 장소(11a)에 위치하는 냉각판(110a) 상 또는 처리 장소(11b)에 위치하는 냉각판(110a) 상에서 대기한다. 따라서, 반송부(13)의 파지부(13a)는 용이하게 반도체 기판(1)을 파지하여 이동시킬 수 있다.

(도포부)

다음으로, 반도체 기판(1)에 액적을 토출하여 마크를 형성하는 도포부(10)에 대해서 도 4에 따라 설명한다. 액적을 토출하는 장치에 관해서는 여러 가지 종류의 장치가 있지만, 잉크젯법을 이용한 장치가 바람직하다. 잉크젯법은 미소한(microscopic) 액적의 토출이 가능하기 때문에, 미세 가공에 적합하다.

도 4(a)는, 도포부의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 도포부(10)에 의해 반도체 기판(1)에 액적이 토출된다. 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 도포부(10)에는, 직육면체 형상으로 형성된 기대(37)를 구비하고 있다. 액적을 토출할 때에 액적 토출 헤드와 피(被)토출물이 상대 이동하는 방향을 주(主)주사 방향으로 한다.그리고, 주주사 방향과 직교하는 방향을 부(副)주사 방향으로 한다. 부주사 방향은 개행할 때에 액적 토출 헤드와 피토출물을 상대 이동하는 방향이다. 본 실시 형태에서는 X방향을 주주사 방향으로 하고, Y방향을 부주사 방향으로 한다.

기대(37)의 상면(37a)에는, Y방향으로 연재하는 한 쌍의 안내 레일(38)이 Y방향 전체 폭에 걸쳐서 볼록하게 설치되어 있다. 그 기대(37)의 상측에는, 한 쌍의 안내 레일(38)에 대응하는 도시하지 않은 직동 기구를 구비한 스테이지(39)가 부착되어 있다. 그 스테이지(39)의 직동 기구는, 리니어 모터나 나사식 직동 기구 등을 이용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 리니어 모터를 채용하고 있다. 그리고, Y방향을 따라서 소정의 속도로 왕동(往動) 또는 복동(復動)하도록 되어 있다. 왕동과 복동을 반복하는 것을 주사 이동이라고 칭한다. 또한, 기대(37)의 상면(37a)에는, 안내 레일(38)과 평행으로 부주사 위치 검출 장치(40)가 배치되고, 부주사 위치 검출 장치(40)에 의해 스테이지(39)의 위치가 검출된다.

그 스테이지(39)의 상면에는 재치면(41)이 형성되고, 그 재치면(41)에는 도시하지 않은 흡인식의 기판 척 기구가 설치되어 있다. 재치면(41) 상에 반도체 기판(1)이 올려놓여진 후, 반도체 기판(1)은 기판 척 기구에 의해 재치면(41)에 고정된다.

스테이지(39)가 -Y방향에 위치할 때의 재치면(41)의 장소가 중계 장소(10a)로 되어 있다. 이 재치면(41)은 파지부(13a)의 동작 범위 내에 노출되도록 설치되어 있다. 따라서, 반송부(13)는 용이하게 반도체 기판(1)을 재치면(41)에 올려놓을 수 있다. 반도체 기판(1)에 도포가 행해진 후, 반도체 기판(1)은 중계 장소(10a)인 재치면(41) 상에서 대기한다. 따라서, 반송부(13)의 파지부(13a)는 용이하게 반도체 기판(1)을 파지하여 이동할 수 있다.

기대(37)의 X방향 양측에는 한 쌍의 지지대(42)가 입설되고, 그 한 쌍의 지지대(42)에는 X방향으로 연장되는 안내 부재(43)가 가설(架設)되어 있다. 안내 부재(43)의 하측에는 X방향으로 연장되는 안내 레일(44)이 X방향 전체 폭에 걸쳐서 볼록하게 설치되어 있다. 안내 레일(44)을 따라서 이동 가능하게 부착되는 캐리지 (45)는 대략 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 그 캐리지(45)는 직동 기구를 구비하고, 그 직동 기구는, 예를 들면, 스테이지(39)가 구비하는 직동 기구와 동일한 기구를 이용할 수 있다. 그리고, 캐리지(45)가 X방향을 따라서 주사 이동한다. 안내 부재(43)와 캐리지(45)와의 사이에는 주주사 위치 검출 장치(46)가 배치되고, 캐리지(45)의 위치가 계측된다. 캐리지(45)의 하측에는 헤드 유닛(47)이 설치되고, 헤드 유닛(47)의 스테이지(39)측의 면에는 도시하지 않은 액적 토출 헤드가 볼록하게 설치되어 있다.

도 4(b)는, 캐리지를 나타내는 개략 측면도이다. 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 캐리지(45)의 반도체 기판(1)측에는 헤드 유닛(47)과 한 쌍의 조사부로서의 경화 유닛(48)이 배치되어 있다. 헤드 유닛(47)의 반도체 기판(1)측에는 액적을 토출하는 3개의 액적 토출 헤드(49)가 볼록하게 설치되어 있다. 액적 토출 헤드(49)의 개수나 배치는 특별히 한정되지 않으며, 토출하는 기능액의 종류나 묘화 패턴에 맞추어 설정할 수 있다.

경화 유닛(48)의 내부에는 토출된 액적을 경화시키는 자외선을 조사하는 조사 장치가 배치되어 있다. 경화 유닛(48)은 주주사 방향에 있어서 헤드 유닛(47)을 사이에 둔 위치에 배치되어 있다. 조사 장치는 발광 유닛과 방열판 등으로 구성되어 있다. 발광 유닛에는 다수의 LED(Light　Emitting　Diode) 소자가 배열되어 설치되어 있다. 이 LED 소자는, 전력의 공급을 받아 자외선의 빛인 자외광을 발광하는 소자이다.

캐리지(45)의 도면 중 상측에는 수용 탱크(50)가 배치되고, 수용 탱크(50)에는 기능액이 수용되어 있다. 액적 토출 헤드(49)와 수용 탱크(50)는 도시하지 않은 튜브에 의해 접속되고, 수용 탱크(50) 내의 기능액이 튜브를 통하여 액적 토출 헤드(49)에 공급된다.

기능액은 수지 재료, 경화제로서의 광중합 개시제, 용매 또는 분산매를 주재료로 한다. 이 주재료에 안료 또는 염료 등의 색소나, 친액성 또는 발액성 등의 표면 개질 재료 등의 기능성 재료를 첨가함으로써 고유의 기능을 갖는 기능액을 형성할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 백색의 안료를 첨가하고 있다. 기능액의 수지 재료는 수지막을 형성하는 재료이다. 수지 재료로서는, 상온에서 액상이고, 중합시킴으로써 폴리머가 되는 재료이면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 점성이 작은 수지 재료가 바람직하고, 올리고머의 형태인 것이 바람직하다. 모노머의 형태이면 더욱 바람직하다. 광중합 개시제는 폴리머의 가교성기에 작용하여 가교 반응을 진행시키는 첨가제로, 예를 들면, 광중합 개시제로서 벤질디메틸케탈 등을 이용할 수 있다. 용매 또는 분산매는 수지 재료의 점도를 조정하는 것이다. 기능액을 액적 토출 헤드로부터 토출하기 쉬운 점도로 함으로써, 액적 토출 헤드는 안정되게 기능액을 토출할 수 있게 된다.

도 4(c)는, 헤드 유닛을 나타내는 개략 평면도이다. 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 헤드 유닛(47)에는 액적 토출 헤드(49)가 배치되고, 액적 토출 헤드(49)의 표면에는 노즐 플레이트(51)가 배치되어 있다. 노즐 플레이트(51)에는 복수의 노즐(52)이 배열되어 형성되어 있다. 노즐(52) 및 헤드의 수 및 배치는 특별히 한정되지 않으며 토출하는 패턴에 맞추어 설정된다. 본 실시 형태에 있어서는, 예를 들면, 1개의 노즐 플레이트(51)에는 노즐(52)의 배열이 1열 형성되고, 1개의 열에는 15개의 노즐(52)이 배치되어 있다.

경화 유닛(48)의 하면에는, 조사구(48a)가 형성되어 있다. 그리고, 조사 장치가 발광하는 자외광이 조사구(48a)로부터 반도체 기판(1)을 향하여 조사된다.

도 4(d)는, 액적 토출 헤드의 구조를 설명하기 위한 주요부 개략 단면도이다. 도 4(d)에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 헤드(49)는 노즐 플레이트(51)를 구비하고, 노즐 플레이트(51)에는 노즐(52)이 형성되어 있다. 노즐 플레이트(51)의 상측으로서 노즐(52)과 상대하는 위치에는 노즐(52)과 연통하는 캐비티(53)가 형성되어 있다. 그리고, 액적 토출 헤드(49)의 캐비티(53)에는 기능액(54)이 공급된다.

캐비티(53)의 상측에는 상하 방향으로 진동하여 캐비티(53) 내의 용적을 확대 축소하는 진동판(55)이 설치되어 있다. 진동판(55)의 상측에서 캐비티(53)와 대향하는 장소에는 상하 방향으로 신축하여 진동판(55)을 진동시키는 압전 소자(56)가 설치되어 있다. 압전 소자(56)가 상하 방향으로 신축하여 진동판(55)을 가압해 진동하고, 진동판(55)이 캐비티(53) 내의 용적을 확대 축소하여 캐비티(53)를 가압한다. 그에 따라, 캐비티(53) 내의 압력이 변동되어, 캐비티(53) 내에 공급된 기능액(54)은 노즐(52)을 통과하여 토출된다.

액적 토출 헤드(49)가 압전 소자(56)를 제어 구동하기 위한 노즐 구동 신호를 받으면, 압전 소자(56)가 신장되어, 진동판(55)이 캐비티(53) 내의 용적을 축소한다. 그 결과, 액적 토출 헤드(49)의 노즐(52)로부터 축소한 용적분의 기능액(54)이 액적(57)이 되어 토출된다. 기능액(54)이 도포된 반도체 기판(1)에 대해서는, 조사구(48a)로부터 자외광이 조사되어, 경화제를 포함한 기능액(54)을 고화 또는 경화시키도록 되어 있다.

(수납부)

도 5(a)는 수납부를 나타내는 개략 정면도이고, 도 5(b) 및 도 5(c)는 수납부를 나타내는 개략 측면도이다. 도 5(a) 및 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 수납부(12)는 기대(74)를 구비하고 있다. 기대(74)의 내부에는 승강 장치(75)가 설치되어 있다. 승강 장치(75)는 공급부(8)에 설치된 승강 장치(16)와 동일한 장치를 이용할 수 있다. 기대(74)의 상측에는 승강판(76)이 승강 장치(75)와 접속하여 설치되어 있다. 그리고, 승강판(76)은 승강 장치(75)에 의해 승강된다. 승강판(76) 의 위에는 직육면체 형상의 수납 용기(18)가 설치되고, 수납 용기(18) 안에는 반도체 기판(1)이 수납되어 있다. 수납 용기(18)는 공급부(8)에 설치된 수납 용기(18)와 동일한 용기가 이용되고 있다.

기대(74)의 Y방향측에는 지지 부재(77)를 개재하여, 기판 압출부(78)와 중계대(79)가 설치되어 있다. 수납 용기(18)의 Y방향측의 장소에 있어서 기판 압출부(78)의 위에 중계대(79)가 겹쳐서 배치되어 있다. 기판 압출부(78)는 Y방향으로 이동하는 아암부(78a)와 아암부(78a)를 구동하는 직동 기구를 구비하고 있다. 이 직동 기구는 직선 형상으로 이동하는 기구이면 특별히 한정되지 않는, 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 압축 공기로 작동하는 에어 실린더를 채용하고 있다. 중계대(79) 상에는 반도체 기판(1)이 올려놓여지고, 이 반도체 기판(1)의 Y방향측의 일단의 중앙에 아암부(78a)가 접촉 가능하게 되어 있다.

기판 압출부(78)가 아암부(78a)를 -Y방향으로 이동시킴으로써, 아암부(78a)가 반도체 기판(1)을 -Y방향으로 이동시킨다. 중계대(79)는 반도체 기판(1)의 X방향의 폭과 대략 동일한 폭의 오목부가 형성되고, 반도체 기판(1)은 이 오목부를 따라서 이동한다. 그리고, 이 오목부에 의해 반도체 기판(1)의 X방향의 위치가 결정된다. 그 결과, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(1)이 수납 용기(18) 안으로 이동된다. 수납 용기(18)에는 레일(18c)이 형성되어 있고, 레일(18c)은 중계대(79)에 형성된 오목부의 연장선 상에 위치하도록 되어 있다. 그리고, 기판 압출부(78)에 의해 반도체 기판(1)은 레일(18c)을 따라서 이동된다. 이에 따라, 반도체 기판(1)은 수납 용기(18)에 품질 좋게 수납된다.

반송부(13)가 중계대(79) 상에 반도체 기판(1)을 이동시킨 후, 승강 장치(75)가 수납 용기(18)를 상승시킨다. 그리고, 기판 압출부(78)가 아암부(78a)를 구동하여 반도체 기판(1)을 수납 용기(18) 내로 이동시킨다. 이와 같이 하여 수납부(12)는 반도체 기판(1)을 수납 용기(18) 내에 수납한다. 수납 용기(18) 내에 소정의 매수의 반도체 기판(1)이 수납된 후, 조작자는 반도체 기판(1)이 수납된 수납 용기(18)와 빈 수납 용기(18)를 치환한다. 이에 따라, 조작자는 복수의 반도체 기판(1)을 한데 모아 다음의 공정으로 운반할 수 있다.

수납부(12)는 수납하는 반도체 기판(1)을 올려놓는 중계 장소(12a)를 갖고 있다. 반송부(13)는 반도체 기판(1)을 중계 장소(12a)에 올려놓는 것만으로, 수납부(12)와 제휴하여 반도체 기판(1)을 수납 용기(18)에 수납할 수 있다.

(반송부)

다음으로, 반도체 기판(1)을 반송하는 반송부(13)에 대해서 도 6에 따라 설명한다. 도 6은, 반송부의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 반송부(13)는 평판 형상으로 형성된 기대(82)를 구비하고 있다. 기대 (82) 상에는 지지대(83)가 배치되어 있다. 지지대(83)의 내부에는 공동(hollow)이 형성되고, 이 공동에는 모터, 각도 검출기, 감속기 등으로 구성되는 회전 기구(83a)가 설치되어 있다. 그리고, 모터의 출력축은 감속기와 접속되고, 감속기의 출력축은 지지대(83)의 상측에 배치된 제1 아암부(84)와 접속되어 있다. 또한, 모터의 출력축과 연결하여 각도 검출기가 설치되고, 각도 검출기가 모터의 출력축의 회전 각도를 검출한다. 이에 따라, 회전 기구(83a)는 제1 아암부(84)의 회전 각도를 검출하여, 소망하는 각도까지 회전시킬 수 있다.

제1 아암부(84) 상에 있어서 지지대(83)와 반대측의 단에는 회전 기구(85)가 설치되어 있다. 회전 기구(85)는 모터, 각도 검출기, 감속기 등에 의해 구성되고, 지지대(83)의 내부에 설치된 회전 기구와 동일한 기능을 구비하고 있다. 그리고, 회전 기구(85)의 출력축은 제2 아암부(86)와 접속되어 있다. 이에 따라, 회전 기구(85)는 제2 아암부(86)의 회전 각도를 검출하여, 소망하는 각도까지 회전시킬 수 있다.

제2 아암부(86) 상에 있어서 회전 기구(85)와 반대측의 단에는 승강 장치(87)가 배치되어 있다. 승강 장치(87)는 직동 기구를 구비하고, 직동 기구를 구동함으로써 신축할 수 있다. 이 직동 기구는, 예를 들면, 공급부(8)의 승강 장치(16)와 동일한 기구를 이용할 수 있다. 승강 장치(87)의 하측에는 회전 장치(88)가 배치되어 있다.

회전 장치(88)는 회전 각도를 제어 가능하면 좋고, 각종 모터와 회전 각도 센서를 조합하여 구성할 수 있다. 그 밖에도, 회전 각도를 소정의 각도로 회전할 수 있는 스텝 모터를 이용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 스텝 모터를 채용하고 있다. 추가로 감속 장치를 배치해도 좋다. 더욱 미세한 각도로 회전시킬 수 있다.

회전 장치(88)의 도면 중 하측에는 파지부(13a)가 배치되어 있다. 그리고, 파지부(13a)는 회전 장치(88)의 회전축과 접속되어 있다. 따라서, 반송부(13)는 회전 장치(88)를 구동함으로써 파지부(13a)를 회전시킬 수 있다. 또한, 반송부(13)는 승강 장치(87)를 구동함으로써 파지부(13a)를 승강시킬 수 있다.

파지부(13a)는 4개의 직선 형상의 핑거부(13c)를 갖고, 핑거부(13c)의 선단에는 반도체 기판(1)을 흡인하여 흡착시키는 흡착 기구가 형성되어 있다. 그리고, 파지부(13a)는 이 흡착 기구를 작동시켜, 반도체 기판(1)을 파지할 수 있다.

기대(82)의 -Y방향측에는 제어 장치(89)가 설치되어 있다. 제어 장치(89)에는 중앙 연산 장치, 기억부, 인터페이스, 액츄에이터 구동 회로, 입력 장치, 표시 장치 등을 구비하고 있다. 액츄에이터 구동 회로는 회전 기구(83a), 회전 기구(85), 승강 장치(87), 회전 장치(88), 파지부(13a)의 흡착 기구를 구동하는 회로이다. 그리고, 이들 장치 및 회로는 인터페이스를 통하여 중앙 연산 장치와 접속되어 있다. 그 외에도 각도 검출기가 인터페이스를 통하여 중앙 연산 장치와 접속되어 있다. 기억부에는 반송부(13)를 제어하는 동작 순서를 나타낸 프로그램 소프트나 제어에 이용하는 데이터가 기억되어 있다. 중앙 연산 장치는 프로그램 소프트에 따라 반송부(13)를 제어하는 장치이다. 제어 장치(89)는 반송부(13)에 배치된 검출기의 출력을 입력하여 파지부(13a)의 위치와 자세를 검출한다. 그리고, 제어 장치(89)는 회전 기구(83a) 및 회전 기구(85)를 구동하여 파지부(13a)를 소정의 위치로 이동시키는 제어를 행한다.

(인쇄 방법)

다음으로 전술한 인쇄 장치(7)를 이용한 인쇄 방법에 대해서 도 7로 설명한다. 도 7은, 인쇄 방법을 나타내기 위한 플로우 차트이다.

도 7의 플로우 차트에 나타나는 바와 같이, 인쇄 방법은, 반도체 기판(1)을 수납 용기(18)로부터 반입하는 반입 공정(S1), 반입된 반도체 기판(1)의 표면에 대하여 전처리를 시행하는 전처리 공정(제1 공정)(S2), 전처리 공정(S2)에서 온도 상승한 반도체 기판(1)을 냉각하는 냉각 공정(제2 공정)(S3), 냉각된 반도체 기판(1)에 대하여 각종 마크를 묘화 인쇄하는 인쇄 공정(제3 공정)(S4), 각종 마크가 인쇄된 반도체 기판(1)을 수납 용기(18)에 수납하는 수납 공정(S5)을 주체로 구성된다.

상기의 공정 중, 전처리 공정(S2)으로부터 인쇄 공정(S4)에 이르는 공정이 본 발명의 특징 부분이기 때문에, 이하의 설명에 있어서는, 이 특징 부분에 대해서 설명한다.

전처리 공정(S2)에 있어서는, 전처리부(9)에서는 제1 스테이지(27)와 제2 스테이지(28) 중 한쪽의 스테이지가 중계 장소(9c)에 위치하고 있다. 반송부(13)는 중계 장소(9c)에 위치하는 스테이지와 대향하는 장소에 파지부(13a)를 이동시킨다.계속해서, 반송부(13)는 파지부(13a)를 하강시킨 후, 반도체 기판(1)의 흡착을 해제함으로써, 반도체 기판(1)을 중계 장소(9c)에 위치하는 제1 스테이지(27) 또는 제2 스테이지(28) 상에 올려놓는다. 그 결과, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 중계 장소(9c)에 위치하는 제1 스테이지(27) 상에 반도체 기판(1)이 올려놓여진다. 또는, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 중계 장소(9c)에 위치하는 제2 스테이지(28) 상에 반도체 기판(1)이 올려놓여진다.

제1 스테이지(27) 및 제2 스테이지(28)는, 가열 장치(27H, 28H)에 의해 미리 가열되어 있으며, 제1 스테이지(27) 또는 제2 스테이지(28)에 올려놓여진 반도체 기판(1)은 즉시 소정 온도로 가열된다. 반도체 기판(1)을 가열하는 온도로서는, 후술하는 바와 같이, 반도체 기판(1)의 표면을 효과적으로 개질 혹은 표면의 유기물 제거를 효율적으로 행할 수 있고, 그리고 반도체 기판(1)의 내열 온도 이하인 것이 바람직하며, 본 실시 형태에서는, 반도체 기판(1)을 150℃?200℃의 범위의 온도가 되도록, 예를 들면 180℃의 온도로 가열하고 있다.

또한, 반송부(13)가 제1 스테이지(27) 상에 반도체 기판(1)을 이동시킬 때, 전처리부(9)의 내부에 있는 처리 장소(9d)에서는 제2 스테이지(28) 상의 반도체 기판(1)의 전처리가 행해지고 있다. 그리고, 제2 스테이지(28) 상의 반도체 기판(1)의 전처리가 종료된 후, 제2 스테이지(28)가 제2 중계 장소(9b)에 반도체 기판(1)을 이동시킨다. 다음으로, 전처리부(9)는 제1 스테이지(27)를 구동함으로써, 제1 중계 장소(9a)에 올려놓여진 반도체 기판(1)을 캐리지(31)와 대향하는 처리 장소(9d)로 이동시킨다. 이에 따라, 제2 스테이지(28) 상의 반도체 기판(1)의 전처리가 종료된 후, 곧바로, 제1 스테이지(27) 상의 반도체 기판(1)의 전처리를 개시할 수 있다.

계속해서, 전처리부(9)에서는, 반도체 기판(1)에 실장된 반도체 장치(3)에 자외선을 조사한다. 이에 따라, 반도체 장치(3)의 표면층에 있어서의 유기계 피조사물의 화학 결합을 절단함과 함께, 자외선에서 발생한 오존으로부터 분리된 활성 산소가 그 절단된 표면층의 분자에 결합되고, 친수성이 높은 관능기(functional group;예를 들면 -OH, -CHO, -COOH)로 변환되어, 기판(1)의 표면을 개질함과 함께, 표면의 유기물 제거가 행해진다. 여기에서, 반도체 장치(3)(반도체 기판(1))는, 전술한 바와 같이, 미리 180℃로 가열된 상태에서 자외선이 조사되기 때문에, 반도체 기판(1)에 손상이 미치는 일 없이, 표면층의 분자의 충돌 속도를 크게 하여, 효과적으로 표면을 개질할 수 있음과 함께, 표면의 유기물을 효율적으로 제거할 수 있다. 전처리를 행한 후에 전처리부(9)는 제1 스테이지(27)를 구동함으로써, 반도체 기판(1)을 제1 중계 장소(9a)로 이동시킨다.

마찬가지로, 반송부(13)가 제2 스테이지(28) 상에 반도체 기판(1)을 이동시킬 때에는, 전처리부(9)의 내부에 있는 처리 장소(9d)에서는 제1 스테이지(27) 상의 반도체 기판(1)의 전처리가 행해지고 있다. 그리고, 제1 스테이지(27) 상의 반도체 기판(1)의 전처리가 종료된 후, 제1 스테이지(27)가 제1 중계 장소(9a)에 반도체 기판(1)을 이동시킨다. 다음으로, 전처리부(9)는 제2 스테이지(28)를 구동함으로써, 제2 중계 장소(9b)에 올려놓여진 반도체 기판(1)을 캐리지(31)와 대향하는 처리 장소(9d)로 이동시킨다. 이에 따라, 제1 스테이지(27) 상의 반도체 기판(1)의 전처리가 종료된 후, 즉시, 제2 스테이지(28) 상의 반도체 기판(1)의 전처리를 개시할 수 있다. 계속해서, 전처리부(9)는 반도체 기판(1)에 실장된 반도체 장치(3)에 자외선을 조사함으로써, 상기 제1 스테이지(27) 상의 반도체 기판(1)과 동일하게, 반도체 기판(1)에 손상이 미치는 일 없이, 효과적으로 표면을 개질할 수 있음과 함께, 표면의 유기물을 효율적으로 제거할 수 있다. 전처리를 행한 후에 전처리부(9)는 제2 스테이지(28)를 구동함으로써, 반도체 기판(1)을 제2 중계 장소(9b)로 이동시킨다.

전처리 공정(S2)에서 반도체 기판(1)의 전처리가 완료되고, 냉각 공정(S3)으로 이행하면, 반송부(13)는 중계 장소(9c)에 있는 반도체 기판(1)을 처리 장소(11a, 11b)에 설치된 냉각판(110a 또는 110b)에 올려놓는다. 이에 따라, 전처리 공정(S2)에서 가열된 반도체 기판(1)은, 인쇄 공정(S4)이 행해질 때의 적절한 온도(예를 들면 실온)로 소정 시간 냉각(온도 조정)된다.

냉각 공정(S3)에서 냉각된 반도체 기판(1)은, 반송부(13)에 의해 도포부(10)의 중계 장소(10a)에 위치하는 스테이지(39) 상에 반송된다. 인쇄 공정(S4)에 있어서, 도포부(10)는 척 기구를 작동시켜 스테이지(39) 상에 올려놓여진 반도체 기판(1)을 스테이지(39)에 보유지지한다. 그리고, 도포부(10)는, 스테이지(39) 및 캐리지(45)를 주사 이동하면서, 액적 토출 헤드(49)에 형성된 노즐(52)로부터 액적(57)을 토출한다. 이에 따라, 반도체 장치(3)의 표면에는 회사명 마크(4), 기종 코드 (5), 제조 번호(6) 등의 마크가 묘화된다. 그리고, 캐리지(45)에 설치된 경화 유닛(48)으로부터 마크에 자외선이 조사된다. 이에 따라, 마크를 형성하는 기능액 (54)에는 자외선에 의해 중합이 개시되는 광중합 개시제가 포함되어 있기 때문에, 마크의 표면이 즉시 고화 또는 경화된다. 인쇄를 행한 후에 도포부(10)는 반도체 기판(1)이 올려놓여진 스테이지(39)를 중계 장소(10a)로 이동시킨다. 이에 따라, 반송부(13)가 반도체 기판(1)을 파지하기 쉽게 할 수 있다. 그리고, 도포부(10)는 척 기구의 동작을 정지하여 반도체 기판(1)의 보유지지를 해제한다.

이 후, 반도체 기판(1)은, 수납 공정(S5)에 있어서, 반송부(13)에 의해 수납부(12)에 반송되고, 수납 용기(18)에 수납된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 인쇄 공정(S4) 전의 전처리 공정(S2)에 있어서 반도체 기판(1)을 가열하면서 자외선을 조사하기 때문에, 표면층의 분자의 충돌 속도를 크게 하여, 효과적으로 표면을 개질할 수 있음과 함께, 표면의 유기물을 효율적으로 제거할 수 있어, 회사명 마크(4), 기종 코드(5), 제조 번호(6) 등의 마크(인쇄 패턴)의 밀착성을 효과적으로 높이는 것이 가능해진다. 특히, 본 실시 형태에서는, 반도체 기판(1)을 150℃?200℃의 범위의 온도로 가열하기 때문에, 반도체 장치(3)에 손상이 미치는 일 없이, 효과적으로 표면 개질 및 표면의 유기물 제거를 실시하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시 형태에서는, 인쇄 공정(S4)에서 액적을 경화시키는 활성 광선과, 전처리 공정(S2)에서 전처리를 행하는 활성 광선을 동일한 광원으로 함으로써, 반도체 기판(1)에 대한 인쇄 패턴의 밀착성 향상과, 반도체 기판(1)에 토출한 액적의 경화의 쌍방을 행할 수 있어, 장치의 소형화, 저가격화에 기여할 수 있다. 특히, 본 실시 형태에서는, 저압 수은 램프를 이용하여 자외선을 조사시킴으로써, 저전압으로 반도체 기판(1)의 개질 처리를 실시할 수 있음과 함께, 자외선 조사로 발생하는 열에 의해 효율적으로 전처리 공정을 행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 전처리 공정(S2) 후에, 그리고 인쇄 공정(S4) 전에 냉각 공정(S3)을 형성하여 반도체 기판(1)을 냉각하고 있기 때문에, 반도체 장치(3)에 착탄한 액적이 스며 퍼지는 것(wet-spreading)을 억제함으로써 고정세(fine)한 패턴 형성도 가능해져 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 적합한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 전술한 예에 있어서 나타낸 각 구성 부재의 제(諸)형상이나 조합 등은 일 예이며, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서 설계 요구 등에 기초하여 여러 가지 변경이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, UV 잉크로서 자외선 경화형 잉크를 이용했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 가시광선, 적외선을 경화광으로서 사용할 수 있는 여러 가지의 활성 광선 경화형 잉크를 이용할 수 있다.

또한, 광원도 마찬가지로, 가시광선 등의 활성광을 사출하는 여러 가지의 활성광 광원을 이용하는 것, 즉 활성 광선 조사부를 이용할 수 있다.

여기에서, 본 발명에 있어서 「활성 광선」이란, 그 조사에 의해 잉크 중에 있어 개시종(starting seed)을 발생시킬 수 있는 에너지를 부여할 수 있는 것이면, 특별히 제한은 없으며, 넓게, α선, γ선, X선, 자외선, 가시광선, 전자선 등을 포함하는 것이다. 그 중에서도, 경화 감도 및 장치의 입수 용이성(availability)의 관점에서는, 자외선 및 전자선이 바람직하고, 특히 자외선이 바람직하다. 따라서, 활성 광선 경화형 잉크로서는, 본 실시 형태와 같이, 자외선을 조사함으로써 경화 가능한 자외선 경화형 잉크를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 실시 형태에서는, 냉각부(11)는, 히트 싱크 등의 냉각판(110a, 110b)을 갖고 있었지만, 가열한 반도체 기판(1)보다도 낮은 온도의 분위기에 방치하고, 반도체 기판(1)을 소정 시간 방치하여 소정의 온도로 냉각해도 좋다。

상기 실시 형태에서는, 제1 스테이지(27)에는, 가열 장치(27H)가 내장되어 있고, 제2 스테이지(28)에는, 가열 장치(28H)가 내장되어 있었지만, 전처리부에는 가열 장치를 내장시키지 않고, 전처리부에 반도체 기판(1)이 반송되기 전에, 반도체 기판(1)을 가열하여, 가열된 상태의 반도체 기판(1)을 전처리부에 반송해도 좋다.

1 : 반도체 기판(기재)
3 : 반도체 장치
7 : 인쇄 장치
9 : 전처리부
10 : 도포부(인쇄부)
11 : 냉각부

Claims (7)

1. 기재(基材)를 가열한 상태에서 활성 광선을 조사하는 전처리(preprocessing) 공정과,
   상기 전처리 공정 후에, 상기 기재에 대하여 액적을 토출하여 소정 패턴을 인쇄하는 인쇄 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 인쇄 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전처리 공정에서는, 상기 기재의 내열 온도 이하의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 인쇄 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 기재를 150℃?200℃의 범위의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 인쇄 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기재에 토출하는 액적은, 상기 활성 광선으로 경화하는 액체의 액적인 것을 특징으로 하는 인쇄 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 활성 광선은, 자외선인 것을 특징으로 하는 인쇄 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 인쇄 공정에서는, 상기 기재에 설치된 반도체 장치에 상기 소정 패턴을 인쇄하는 것을 특징으로 하는 인쇄 방법.
7. 기재를 가열하면서 활성 광선을 조사하는 전처리부와,
   상기 기재에 대하여 액적을 토출하여 소정 패턴을 인쇄하는 인쇄부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.

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